• РЕГИСТРАЦИЯ

5 квантовых экспериментов, демонстрирующих иллюзорность реальности

25 9468

Никто в этом мире не понимает, что такое квантовая механика. Это, пожалуй, самое главное, что нужно знать о ней. Конечно, многие физики научились использовать законы и даже предсказывать явления, основанные на квантовых вычислениях. Но до сих пор неясно, почему наблюдатель эксперимента определяет поведение системы и заставляет ее принять одно из двух состояний.

Перед вами несколько примеров экспериментов с результатами, которые неизбежно будут меняться под влиянием наблюдателя. Они показывают, что квантовая механика практически имеет дело с вмешательством сознательной мысли в материальную реальность.

Сегодня существует множество интерпретаций квантовой механики, но Копенгагенская интерпретация, пожалуй, является самой известной. В 1920-х ее общие постулаты были сформулированы Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом.

В основу Копенгагенской интерпретации легла волновая функция. Это математическая функция, содержащая информацию о всех возможных состояниях квантовой системы, в которых она существует одновременно. Как утверждает Копенгагенская интерпретация, состояние системы и ее положение относительно других состояний может быть определено только путем наблюдения (волновая функция используется только для того, чтобы математически рассчитать вероятность нахождения системы в одном или другом состоянии).

Можно сказать, что после наблюдения квантовая система становится классической и немедленно прекращает свое существование в других состояниях, кроме того, в котором была замечена. Такой вывод нашел своих противников (вспомните знаменитое эйнштейновское «Бог не играет в кости»), но точность расчетов и предсказаний все же возымели свое.

Тем не менее число сторонников Копенгагенской интерпретации снижается, и главной причиной этого является таинственный мгновенный коллапс волновой функции в ходе эксперимента. Знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шредингера с бедным котиком должен продемонстрировать абсурдность этого явления. Давайте вспомним детали.

Внутри черного ящика сидит черный кот и вместе с ним флакон с ядом и механизм, который может высвободить яд случайным образом. Например, радиоактивный атом во время распада может разбить пузырек. Точное время распада атома неизвестно. Известен только период полураспада, в течение которого распад происходит с вероятностью 50%.

Очевидно, что для внешнего наблюдателя кот внутри коробки находится в двух состояниях: он либо жив, если все пошло хорошо, либо мертв, если распад произошел и флакон разбился. Оба этих состояния описываются волновой функцией кота, которая меняется с течением времени.

Чем больше времени прошло, тем больше вероятность того, что радиоактивный распад случился. Но как только мы открываем коробку, волновая функция коллапсирует, и мы сразу же видим результаты этого бесчеловечного эксперимента.

На самом деле, пока наблюдатель не откроет коробку, кот будет бесконечно балансировать между жизнью и смертью, или будет одновременно жив и мертв. Его судьба может быть определена только в результате действий наблюдателя. На этот абсурд и указал Шредингер.

Дифракция электронов

Согласно опросу знаменитых физиков, проведенному The New York Times, эксперимент с дифракцией электронов является одним из самых удивительных исследований в истории науки. Какова его природа? Существует источник, который излучает пучок электронов на светочувствительный экран. И есть препятствие на пути этих электронов, медная пластина с двумя щелями.

Какую картинку можно ожидать на экране, если электроны обычно представляются нам небольшими заряженными шариками? Две полосы напротив прорезей в медной пластине. Но на самом деле на экране появляется куда более сложный узор из чередующихся белых и черных полос. Это связано с тем, что при прохождении через щель электроны начинают вести себя не только как частицы, но и как волны (так же ведут себя фотоны или другие легкие частицы, которые могут быть волной в то же время).

Эти волны взаимодействуют в пространстве, сталкиваясь и усиливая друг друга, и в результате сложный рисунок из чередующихся светлых и темных полос отображается на экране. В то же время результат этого эксперимента не изменяется, даже если электроны проходят один за одним — даже одна частица может быть волной и проходить одновременно через две щели. Этот постулат был одним из основных в Копенгагенской интерпретации квантовой механики, когда частицы могут одновременно демонстрировать свои «обычные» физические свойства и экзотические свойства как волна.

Но как насчет наблюдателя? Именно он делает эту запутанную историю еще более запутанной. Когда физики во время подобных экспериментов попытались определить с помощью инструментов, через какую щель фактически проходит электрон, картинка на экране резко изменилась и стала «классической»: с двумя освещенными секциями строго напротив щелей, безо всяких чередующихся полос.

Электроны, казалось, не хотят открывать свою волновую природу бдительному оку наблюдателей. Похоже на тайну, покрытую мраком. Но есть и более просто объяснение: наблюдение за системой не может осуществляться без физического влияния на нее. Это мы обсудим позже.

Подогретые фуллерены

Эксперименты по дифракции частиц проводились не только с электронами, но и другими, гораздо более крупными объектами. Например, использовались фуллерены, большие и закрытые молекулы, состоящие из нескольких десятков атомов углерода. Недавно группа ученых из Венского университета под руководством профессора Цайлингера пыталась включить элемент наблюдения в эти эксперименты. Чтобы сделать это, они облучали движущиеся молекулы фуллеренов лазерными лучами. Затем, нагретые внешним источником, молекулы начинали светиться и неизбежно отображать свое присутствие для наблюдателя.

Вместе с этим нововведением изменилось и поведение молекул. До начала такого всеобъемлющего наблюдения фуллерены довольно успешно избегали препятствия (проявляя волновые свойства), аналогично предыдущему примеру с электронами, попадающими на экран. Но с присутствием наблюдателя фуллерены стали вести себя как совершенно законопослушные физические частицы.

Охлаждающее измерение

Одним из самых известных законов в мире квантовой физики является принцип неопределенности Гейзенберга, согласно которому невозможно определить скорость и положение квантового объекта одновременно. Чем точнее мы измеряем импульс частицы, тем менее точно мы можем измерить ее позицию. Однако в нашем макроскопическом реальном мире обоснованность квантовых законов, действующих на крошечные частицы, обычно остается незамеченной.

Недавние эксперименты профессора Шваба из США вносят весьма ценный вклад в эту область. Квантовые эффекты в этих экспериментах были продемонстрированы не на уровне электронов или молекул фуллеренов (примерный диаметр которых составляет 1 нм), а на более крупных объектах, крошечной алюминиевой ленте. Эта лента была зафиксирована с обеих сторон так, чтобы ее середина находилась в подвешенном состоянии и могла вибрировать под внешним воздействием. Кроме того, рядом было помещено устройство, способное точно записывать положение ленты. В результате эксперимента обнаружилось несколько интересных вещей. Во-первых, любое измерение, связанное с положением объекта, и наблюдение за лентой влияло на нее, после каждого измерения положение ленты изменялось.

Экспериментаторы определили координаты ленты с высокой точностью, и таким образом, в соответствии с принципом Гейзенберга, изменили ее скорость, а значит и последующее положение. Во-вторых, что было довольно неожиданным, некоторые измерения привели к охлаждению ленты. Таким образом, наблюдатель может изменить физические характеристики объектов одним своим присутствием.

Замерзающие частицы

Как известно, нестабильные радиоактивные частицы распадаются не только в экспериментах с котами, но и сами по себе. Каждая частица имеет средний срок жизни, который, как выясняется, может увеличиться под бдительным оком наблюдателя. Этот квантовый эффект был предсказан еще в 60-х годах, а его блестящее экспериментальное доказательство появилось в статье, опубликованной группой под руководством нобелевского лауреата по физике Вольфганга Кеттерле из Массачусетского технологического института.

В этой работе изучался распад нестабильных возбужденных атомов рубидия. Сразу после подготовки системы атомы возбуждались с помощью лазерного луча. Наблюдение проходило в двух режимах: непрерывном (система постоянно подвергалась небольшим световым импульсам) и импульсном (система время от времени облучалась более мощными импульсами).

Полученные результаты полностью соответствовали теоретическим предсказаниям. Внешние световые эффекты замедляют распад частиц, возвращая их в исходное состояние, которое далеко от состояния распада. Величина этого эффекта также совпадала с прогнозами. Максимальный срок существования нестабильных возбужденных атомов рубидия увеличивался в 30 раз.

Квантовая механика и сознание

Электроны и фуллерены перестают показывать свои волновые свойства, алюминиевые пластинки остывают, а нестабильные частицы замедляют свой распад. Бдительное око наблюдателя буквально меняет мир. Почему это не может быть доказательством причастности наших умов к работе мира? Возможно, Карл Юнг и Вольфганг Паули (австрийский физик, лауреат Нобелевской премии, пионер квантовой механики) были правы, в конце концов, когда заявили, что законы физики и сознания следует рассматривать как дополняющие одно другое?

Мы находимся в одном шаге от признания того, что мир вокруг нас — просто иллюзорный продукт нашего разума. Идея страшная и заманчивая. Давайте попробуем снова обратиться к физикам. Особенно в последние годы, когда все меньше и меньше людей верят Копенгагенской интерпретации квантовой механики с ее загадочными коллапсами волновой функции, обращаясь к более приземленной и надежной декогеренции.

Дело в том, что во всех этих экспериментах с наблюдениями экспериментаторы неизбежно влияли на систему. Они зажигали ее с помощью лазера и устанавливали измерительные приборы. Их объединял важный принцип: вы не можете наблюдать за системой или измерять ее свойства, не взаимодействуя с ней. Любое взаимодействие есть процесс модификации свойств. Особенно когда крошечная квантовая система подвергается воздействию колоссальных квантовых объектов. Некий вечно нейтральный буддист-наблюдатель невозможен в принципе. И здесь в игру вступает термин «декогеренция», который является необратимым с точки зрения термодинамики: квантовые свойства системы меняются при взаимодействии с другой крупной системой.

Во время этого взаимодействия квантовая система теряет свои первоначальные свойства и становится классической, словно «подчиняясь» крупной системе. Это объясняет и парадокс кота Шредингера: кот — это слишком большая система, поэтому ее нельзя изолировать от остального мира. Сама конструкция этого мысленного эксперимента не совсем корректна.

В любом случае, если допустить реальность акта творения сознанием, декогеренция представляется гораздо более удобным подходом. Возможно, даже слишком удобным. При таком подходе весь классический мир становится одним большим следствием декогеренции. И как заявил автор одной из самых известных книг в этой области, такой подход логически приводит к заявлениям типа «в мире нет частиц» или «нет времени на фундаментальном уровне».

В чем правда: в создателе-наблюдателе или мощной декогеренции? Нам нужно выбрать между двух зол. Тем не менее ученые все больше убеждаются в том, что квантовые эффекты — проявление наших психических процессов. И то, где заканчивается наблюдение и начинается реальность, зависит от каждого из нас.

Источник

Моё мировозрение изложено в принципах герметизма.

    «Грубо развели»: как комик Зеленский превратился в кошмар для Украины?

    Как талантливый, всеми любимый, еще недавно не знавший украинского языка и уже заработавший миллионы долларов артист, который всего несколько лет назад высмеивал украинскую действительн...

    Немцы не боятся войны с русскими. Они её жаждут.

    Вместе с подписанием договора о военном сотрудничестве между Германией и Британией сбылась мечта арийских идиотов -   начать совместную войну против России.Генерал бундесвера Крист...

    Опасайтесь турецких подделок
    • pretty
    • Вчера 06:30
    • В топе

    ИСТОРИЧЕСКИЕ  НАПЁРСТКИ Заметка. Уважаемая «Кира», не смог пройти мимо брошенной Вами сахарной косточки в ТГ-чате канала «Исторические Напёрстки». Комментирую ...«В ходе 17-й междун...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      StalinKhan Знаки Времени
      31 августа 2016 г. 13:22

      Низкая солнечная активность как причина землетрясений и вулканических извержений

      В последние несколько декад в научной прессе стали появляться статьи, которые ясно показывают связь между космо-солнечным излучением и разру...
      1980
      StalinKhan 28 июля 2016 г. 18:46

      Pokémon Go и массовое расщепление личности: закрепление частоты хаоса и разрушения

      Толпы студентов собрались, чтобы поймать воображаемое животное в Международном университете Флориды Pokémon Go - это мобил...
      1219
      StalinKhan 24 июля 2016 г. 13:20

      Психопаты разрушают наш мир (видео)

      Вред и разрушения, причиняемые психопатами у власти, теперь виден повсюду. Эта глобальная проблема усугубляется с каждым днём по мере того, ...
      1338
      StalinKhan 20 июля 2016 г. 09:16

      Королева кетоза: принципы питания королевы Елизаветы II

      Если вы следите за новостями из Великобритании — а эта страна сейчас один из главных мировых ньюсмейкеров — то вы наверняка о...
      3861
      StalinKhan 17 июля 2016 г. 22:00

      Ну и кто после этого за экстремизм? Израильтянин и араб устроили рискованный эксперимент

      Израильский телеканал Channel 10 решил провести эксперимент, попросив случайно выбранных араба и израильтянина написать сообщ...
      1139
      StalinKhan 15 июля 2016 г. 13:40

      Убийство полицейских в Далласе: Манипулирование обществом и американское полицейское государство

      Социальное напряжение в США, похоже, приближается к точке кипения. За неделю мы успели стать свидетелями смертей двух мирных ...
      1975
      StalinKhan Знаки Времени
      15 июля 2016 г. 12:54

      Ученые выяснили, что эволюцией человечества "дирижировали" вирусы

      Ведущим, если не главным фактором в эволюции людей могли быть вирусы - ученые выяснили, что примерно треть "человеческих" бел...
      877
      StalinKhan Знаки Времени
      14 июля 2016 г. 13:16

      Обстрел Земли сверхновыми ускорил эволюцию животных и сбросил часы окаменелых организмов

      Физики из России, США и Европы выяснили, что "обстрел" Земли сверхновыми примерно 3,2 и 8,7 миллиона лет назад должен был сби...
      1059
      StalinKhan Знаки Времени
      12 июля 2016 г. 21:33

      Акустические и электрические свойства мегалитов. Похоже наши предки знали, как использовать нематериальную окружающую среду

      Могут ли мегалиты накапливать и хранить информацию, полученную извне?Данные исследований свидетельствуют о том, что мегалиты ...
      2763
      StalinKhan 12 июля 2016 г. 11:56

      Выдающийся российский нейрохирург: «У сознания нет места в теле, а связь мозга и мысли — тайна дремучая»

      Академик, заведующий нейрохирургическим отделом РНПЦ неврологии и нейрохирургии, нейрохирург Арнольд Федорович Смеянович за 4...
      8445
      StalinKhan 11 июля 2016 г. 15:22

      Эксперт: Убийства в Далласе похожи на события на Майдане 2014 года

      В ночь с пятницы на субботу в ряде городов США прошли демонстрации против полицейского насилия. Протесты начались после того,...
      1200
      StalinKhan 5 июля 2016 г. 23:56

      Мы живём в созданной психопатами системе — патократии

      Все уровни власти неизбежно занимаются психопатами, так как им неведомы какие-либо ограничения в своём стремлении добраться д...
      3136
      StalinKhan 21 июня 2016 г. 14:03

      «Ваш мозг — ленивая сволочь» или как предотвратить застывание и деградацию разума

      Данил ДехкановГлавный редактор ресурса TrendClub.ru и владелец digital-агентства Fu2re Данил Дехканов написал для ЦП колонку о том, почему ч...
      1499
      StalinKhan 24 мая 2016 г. 10:14

      Джо Диспенза: изменение нейронных связей - ключ к изменению качества жизни и внутренней эволюции

      Старайтесь каждый день узнавать что-то новое — это развивает и тренирует ваш мозг, создавая новые нейронные связи, что в свою...
      4444
      StalinKhan 23 мая 2016 г. 14:28

      Израиль - лидер международной нелегальной торговли человеческими органами при поддержке США и Турции

      Пару лет назад я написал статью о растущей глобальной проблеме работорговли и сексуальном рабстве. Ещё одна схожая постыдная ...
      2050
      StalinKhan 21 мая 2016 г. 14:13

      Интервью с Карлом Густавом Юнгом в 1945 году служит предупреждением о происходящем сегодня в нашем мире: демонов привлекают массы

      Это уникальное и почти неизвестное интервью Карла Густава Юнга, знаменитого психиатра и основателя аналитической психологии, ...
      2320
      StalinKhan 18 мая 2016 г. 22:47

      Понерология. Часть 2: Маска здравомыслия психопатов

      Психопат с Уолл-Стрит? В 1960 году Берни Мейдофф основал на Уолл-Стрит свою компанию Bernard L. Madoff Investment Securities LLC. В роли пре...
      2631
      StalinKhan 17 мая 2016 г. 18:19

      Скандально-неизвестное исследование: учёные 40 лет скрывали результаты исследования, которое могло изменить наш рацион

      В 1968 году учёные из Миннесоты дали старт большому исследованию «Minnesota Coronary Experiment». Цель исследования — экспери...
      1412
      StalinKhan 16 мая 2016 г. 20:51

      Люди выходят из себя из-за льва, поедающего нерожденного детёныша буйвола. Неудивительно, что они без понятия о том, что происходит в Сирии

      Лев уносит нерожденного детёныша только что убитого буйвола. Этот детёныш будет съеден им и другими львами. Это – природа. Ес...
      995
      StalinKhan 14 мая 2016 г. 13:17

      Нет, не все «мнения» равны: точка зрения о мнениях

      Да? Ну, знаешь, это всего-лишь, типа, твоё мнение, чувак!"Иногда у людей есть очень стойкие глубокие убеждения. И когда им предоставляют фак...
      1649
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика