В квантовой физике всё сильно отличается от физики классической. Начиная от принципа суперпозиции, который означает иное явление, и кончая описанием природы частицы.
Немного о частицах
Классическая модель, которая прививается нам ещё в школе и продолжает объясняться в институте, где каждая частица - нечто типа шарика, теряет свою актуальность уже после перехода на уровень электрона. Даже эта частица, не говоря про более интересные и мелкие субатомные частицы, ведёт себя не только как частица, а ещё и как волна. Это однозначно описывается в принципе корпускулярно-волнового дуализма, но почему-то именно это обстоятельство отсутствует всегда в остаточных знаниях. Видимо оно не достаточно шокирует учеников. Хотя должно было бы быть наоборот. Примерно как сказать, что мячик у футболиста - это не мячик, а волновая функция :)...
В общем-то, последние исследования обозначают, что электрон и есть только волна с определенными характеристиками. Сказанное относится и к другим частицам.
Каждая из таких мелких квантовых частиц описывается так называемой волновой функцией. Она обозначает распределение вероятностей, которые говорят нам какими могут быть ее местоположение, скорость и другие свойства. И когда мы пытаемся описать состояние частицы, всегда будет уместно добавлять фразу "вероятнее всего".
Вот тут-т омы и ступаем на скользкую дорожку. Для частиц такого уровня известен очень интересный парадокс. На принципе действия этого явления основана во многом работа квантового компьютера. Если измерять какой-либо параметр состояния частицы, то мы меняем её только одним наблюдением. Фактически, измерение позволяет управлять частицей.
Квантовая частица имеет диапазон значений для каждого из её свойств. Но при измерении волновая функция коллапсирует, и мы получаем только одно значение, эквивалентное окружающей нас реальности.
Это и есть парадокс. Вот только как его объяснить?
Вот и ученые до сих пор чешут затылок и думают...А действительно, как его объяснить? Получается, что мы из множества значений частицы выбираем измерением нужное нам.
Что нужно понимать под измерениями?
На всякий случай обозначим, что именно является измерением в данном случае. Ведь можно подумать, что измерение тут эквивалентны нашему макромиру, где можно взять штангенциркуль и померить диаметр трубы. В таком случае и вопросов не должно возникать. Ведь представьте себе систему, где бегают цыплята разного размера. Для того, чтобы взвесить каждого цыплёнка, его нужно изловить и отнести на весы. Это однозначно меняет систему, ведь мы физически перетащили цыпленка.
Но в квантовой системе всё немного иначе. На процесс влияют любые измерения, которые физически не воздействуют на систему. Если вернуться к примеру с цыплятами, то при квантовом измерении мы не берем в руки цыпленка, а просто смотрим в подзорную трубу на его поведение и это меняет систему. Причем, коллапс волновой функции тут по глобальности можно сравнить, например, с полной аннигиляцией цыпленка после того, как мы посмотрим на него в подзорную трубу :) Вот просто взглянули на птицу и бах! Она пропала. Также странно с точки зрения физики выглядит коллапс волновой функции.
Если упростить это, то получается, что мы одним лишь измерением в нужное время можем определять состояние системы.
Если вам это кажется откровенной фантастикой, то посмотрите на квантовой компьютер. Я уже приводил чуть выше ссылочку на статью об этом устройстве, не буду повторяться. Там весь алгоритм построен на том, что мы знаем вероятное состояние каждой частицы и измерением в нужное время фиксируем необходимое. На этом строится весь программный принцип, где вместо абсолютного есть вероятностное.
Как в итоге это работает?
Если человек никак не влияет а измеряемую систему, то есть не воздействует на неё физически, то как это влияние передается и оказывается на систему?
Как мы, глядя на курицу в бинокль, можем влиять на состояние (допустим, физическое положение) этой курицы? Что воздействует на объект в отсутствии физического непосредственного влияния?
Это и есть парадокс наблюдателя. К сожалению, пока у ученых нет понимания того, как всё это может работать. Зато явление уже активно используется в науке и даже технике. Из возможных теорий существуют самые разные, начиная от влияния силой мысли и кончая многомерностью вселенной, где измерение выбирает нужный пространственно-временной континуум или, правильнее сказать, закрепляет его. Но пока это лишь гипотезы, как и многое в квантовой физике.
Пожалуйста, подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Сейчас это очень важно для выживания проекта!
------
Полезный путеводитель по научно-популярным каналам ДЗЕНа: смотрите здесь
------
Советую также прочитать на канале:
-----
Подписывайтесь Вконтакте и присоединяйтесь к телеге!
#физика #квантовая физика #научпоп
