Эффект наблюдателя, обнаруженный в квантовых системах, сводится в к тому, что если на систему кто-то смотрит, то она ведёт себя одним образом, а если нет - совершенно другим. Но так ли всё просто, как это кажется на первый взгляд и как с этим связан термин "измерение"? Попробуем отвлечься от типичного восприятия проблемы и сфокусируемся на научном описании квантового эффекта наблюдателя.
Ведь исходя из стандартных формулировок складывается только одно мнение - посмотрел на объект и изменил его свойства.
Один из самых ярких примеров проявления этого эффекта - старый добрый эксперимент с двумя щелями. Мало того, что с него начался корпускулярно-волновой дуализм, так он ещё и позволил обнаружить зависимость в поведении системы от её непосредственного исследования.
Если вы знаете или если существует информация, которая позволяет вам узнать, через какую щель прошла каждая частица, картина интерференции волн исчезнет.
Что же, замечательно. Выходит и правда достаточно посмотреть на систему и её свойства поменяются :)...Но тут мы вступаем в зону существования парадоксов, а как мы уже разбирали в этой статье, такое происходит при невозможности в достаточном объеме исследовать проблему. Поэтому, ученые пока не могут прямо утверждать, что взгляда или получения информации о системе достаточно и используют хитрый, весьма запутанный в описании, термин "измерение".
Термин «измерение» используют для описания процесса сбора информации о системе или явлении. В контексте квантовой механики и эксперимента с двумя щелями этот термин принципиально отличается от простого измерения линейкой.
В эксперименте с щелями фотоны проходят через две щели и формируют интерференционную картину на экране за щелями. Эта картина является результатом работы волновых свойств частиц. Когда ученые не измеряют (читай как "определяют", если это удобно), через какую щель проходит частица, появляется интерференционная картина. Но если они пытаются обнаружить, через какую именно щель проходит частица, интерференционная картина исчезает и заменяется двумя отдельными полосами частиц. Так проявляется коллапс волновой функции, что означает превращение волны в корпускулу или частицу.
Любой акт измерения (или наблюдения) за частицей включает в себя взаимодействие с ней каким-либо образом.
Вокруг слова "взаимодействие" начинается вся пляска с теорией и парадоксами. В нашем примере использование детектора для определения, через какую щель проходит частица, и есть наблюдение или измерение.
В квантовой механике частицы могут существовать в нескольких состояниях и местах одновременно. Это называется «суперпозицией». Полезно прочитать об этом вот тут. Когда производится измерение или наблюдение, волновая функция частицы схлопывается, и она принимает единственное состояние и положение, что и характерно для материальных объектов в нашем мире.
В нашем эксперименте измерения заставляют частицу «выбрать» одну щель и превратиться из волны в материальный объект того или иного типа. Поскольку частица уже не волна, пропадает и интерференционная картина на экране.
Термин измерение относится тут к любому взаимодействию с частицей, которое предоставляет информацию о ее состоянии. Например, использование детектора или другой частицы для определения местоположения - это измерения.
Вот только вся соль вопроса тут в интересном моменте. Наблюдение глазом - это тоже измерение. Оно тоже меняет состояние системы. Если описать влияния прибора и подобрать тот или иной физический механизм под это ещё можно, то в случае простого наблюдения или даже обычного получения информации, как такового механизма нет. Встречаются пояснения, что когда мы смотрим глазами, мы фактически поглощаем фотоны. Но этот механизм хотя и кажется логичным, но вызывает множество вопросов. Между тем, если говорить именно про восприятие вопроса учеными, то они пока подразумевают под измерениями именно работу с тем или иным измерительным комплексом или методом.
Вероятно, суть эффекта наблюдателя не в существовании какого-то конкретного механизма воздействия прибора на объект, а в получении информации о системе. Такое получение информации может вызывать колебания в квантовом поле (чем бы оно не являлось :)...) и приводить к изменению поведения самих рассматриваемых объектов. Тогда и шуточный эффект Паули объяснить очень легко.
🚧🚧🚧
⚡ Подпишитесь на Telegram моего проекта и читайте интересные эксклюзивные заметки!
✅ Подписывайтесь на канал в ДЗЕНе и обязательно возвращайтесь! Обновления выходят регулярно👀
👍 Ставьте лайк материалу, чтобы поддержать проект!