Квантовая механика для чайников

Часто люди, которые долго изучали и работали с квантовой механикой говорят новичкам что-то вроде: «квантовую механику понять невозможно». Существует масса мемов по этому поводу, например известная цитата нобелевского лауреата и автора популярных учебников Р. Фейнмана: «Думаю, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает» или цитата одного из основоположников квантовой механики, нобелевского лауреата Н. Бора: «Если тебя квантовая физика не испугала, значит, ты ничего в ней не понял» т...

Содержание: Зададимся вопросом: а можем ли мы теперь, зная операторы и вектора состояний для температуры с давлением, находить «перекрестные» вероятности? То есть, например, можно ли найти вероятность того, что кот имеет давление Pi если мы измерили только температуру tj? Или наоборот: если мы измерили давление Pi, то какова вероятность, что температура этого кота равна tj? Дальше, чтобы не путаться, будем вероятность обозначать буквой W. Мы знаем вероятность W(ti) того, что кот жив при температуре ti если давление нас не интересует...

Содержание: Как мы знаем, в число жизненно важных параметров животного входит не только температура, а еще, например, артериальное давление. Состояние кота (живой он или мертвый) можно узнать с помощью измерения тонометром артериального давления. Для простоты, пусть тонометр имеет деления 0, 40, 80, 120, 160 мм. рт. ст. Известно, что по уровню артериального давления можно судить о том, живой кот или мертвый, с определенной вероятностью. Допустим, что из медицинских справочников нам известна такая...

Содержание: Итак, мы научились определять вероятность того, живой кот или нет. Теперь можно определить по-настоящему важную для практических целей величину: среднюю температуру живого кота. Для начала еще раз воспроизведем вспомогательную таблицу с известными уже величинами: Как обычно, чтобы найти среднее, надо сложить все температуры живых котов в нашем опыте и поделить эту температуру на полное число живых котов: Вспомним формулу для вероятности того, что случайно выбранный кот оказался живым:...

Содержание: Все-таки, если ящиков с котами очень много, то эксперимент перестает быть интересным. При случайном измерении мы примерно с одинаковой вероятностью получаем абсолютно любую температуру из всех возможных. Интересней будет если кроме температуры мы будем интересоваться еще и другими жизненными параметрами, чтобы установить вероятность того: живой данный конкретный кот или не живой. Допустим, что в эксперименте участвует консилиум из нескольких врачей-ветеринаров. У них есть множество разных...

Содержание: С точки зрения обывательской логики то, что кот ни живой ни мертвый, кажется абсолютной чушью. Кот может быть, либо в одном, либо в другом состоянии и никаких неопределенностей! Если все же немного задуматься, то можно вспомнить, что кроме «живой» и «мертвый», существуют и разные «пограничные» состояния, например «кома», «клиническая смерть» и т.д. То есть, если мы открыли ящик и увидели неподвижного кота, это еще не значит, что кот мертв. Возможно, он просто уснул! Более или менее достоверно...

Содержание: Один из основоположников Квантовой механики Эрвин Шредингер, был человеком с юмором. Он не только изобрел знаменитое уравнение, названное его именем, но и придумал самый, пожалуй, известный парадокс который может в шутливой форме описать суть квантовой механики. Парадокс, который сейчас принято называть "Кот Шредингера". Представим закрытый ящик, внутри которого находится кот и механизм, состоящий из радиоактивного атома и контейнера с ядовитым газом. Если атом распадается, испускаемая частица активирует механизм, высвобождая газ, что приводит к гибели животного...