Гарик : другие произведения.

Кошка Шредингера

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Оценка: 6.41*4  Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Николай Николаевич Петров время от времени задет мне вопросы, слишком оъбемистые для комментриев. В таких случаях мне приходится писать текст с объяснениями :(( Даннный текст - это ответ на вопрос, заданный в 144м комме к "Может ли электрон статть черной дырой?"

   Я нашел этот, довольно дурацкий (простите), текст который Вы мне скопировали в качестве комментария. Там, в этом тексте, очень много всякой путаницы. Прежде всего, автор статьи не очень разбирается в квантовой механике. Кроме того, он основывается на статье, опубликованной в очень престижном, но полупопулярном журнале Science. Статьи, в журналах такого типа, с неизбежность включают в себя некоторый элемент сенсационности даже, если речь идет о хорошо понятных (физикам) вещах.
   Здесь я приведу фрагменты этого текста с комментариями.
  
   текст: ...Знакомство со строением атома происходит в школе на примере планетарной модели Резерфорда.
   Гуманитарии так и остаются потом в святой убежденности, что атом устроен с дивной простотой - с электронами-планетами, вращающимися вокруг центрального ядра - Солнца. Однако в реальности все намного сложнее. Еще на заре века физики обнаружили, что электроны обладают загадочными свойством исчезать на одной орбите и тут же появляться на другой. Чтобы как-то объяснить этот феномен микромира, ученые вынуждены были допустить, что элементарные частицы могут существовать и в виде корпускул, и в виде волны. Знаменитый Луи де Бройль предположил также, что каждой частице соответствует волна, заполняющая все пространство. Амплитуда этой волны максимальна там, где вероятнее всего находится частица. Но в любой момент без видимого перехода она может изменить местоположение. Чем вам не телепортация?..
  
   Гарик: Нет. Телепортации здесь нет и в помине. Это одно из обычных недоразумений, вызванных неудачным переводом квантовой механики на человеческий язык.
   Во-первых, неправильно говорить, что "элементарные частицы могут существовать и в виде корпускул, и в виде волны". Они всегда существуют в одном и том же виде, который невозможно адекватно описать на нашем несовершенном "человеческом" языке. Почему же мы иногда говорим волна, а иногда частица? - Исключительно из удобства. Когда речь идет о больших масштабах (то, что встречается в реальной жизни, и даже то, что можно увидеть в сильный микроскоп), волновые свойства "частиц" совершенно несущественны и наши человеческие представления прекрасно согласуются со всеми наблюдениями. Когда же мы переходим к масштабам очень малым, сравнимым с де Бройлевской длиной волны, то от волновых свойств уже не отвертеться.
   Во-вторых, частица не может в любой момент изменить свое положение. Более того, элементарные частицы движутся (в большинстве случаев) в полном согласии с законами обычной, неквантовой, физики. Например, если на частицу не действуют никакие внешние силы, она движется равномерно (с постоянной скоростью) и прямолинейно. Точно также, как и обычный мяч, летящий без трения в условиях невесомости. В чем же разница? - В том, что мы никак не можем узнать скорость частицы и ее местоположение одновременно. Более того, чем точнее мы измеряем скорость, тем хуже знаем положение частицы в пространстве и наоборот. Это и есть одно из основных положений квантовой механики - соотношение неопределенностей. Именно поэтому, если мы "видели" частицу в одной точке пространства, мы практически ничего не знаем о ее скорости. Не знаем даже, в каком направлении она летит. Именнно поэтому, при следующем "измерении" она, летящая по всем законам классической физики, и может оказаться в совершенно неожиданной для нас точке пространства.
  
   текст: Один из основоположников квантовой физики, австрийский ученый Эрвин Шредингер, размышляя о странностях поведения частиц, поставил в 1935 году мысленный эксперимент, который до сих пор смущает умы.
   Допустим, - сказал Шредингер, - в закрытом ящике находится кошка. Там же есть счетчик Гейгера, баллончик с ядовитым газом, и радиоактивная частица. Если последняя проявит себя как корпускула, счетчик радиоактивности сработает, включит баллончик с газом, и кошка умрет. Если частица поведет себя как волна, счетчик не среагирует, и животное, соответственно, останется в живых. Что можно сказать о кошке, глядя на закрытый ящик?
   С житейской точки зрения, кошка либо жива, либо нет. Но законы квантовой физики предполагают, что кошка и жива, и мертва одновременно с вероятностью 0,5. И такое ее странное состояние будет продолжаться до тех пор, пока какой-нибудь наблюдатель не снимет эту неопределенность, заглянув в ящик.
   Шредингер и сам был не рад, когда запустил в оборот такую абстракцию. Ученые всех стран переполошились. Выходит, и человек может быть наполовину жив - наполовину мертв.
  
   Гарик: Мне кажется, что этот мысленный эксперимент Шредингера был сформулирован несколько иначе, но это не меняет существа дела. В этом "эксперименте", если хорошенько подумать, нет ни парадокса, ни квантовой механики. Я думаю, что он остался в нашей памяти только благодаря тому, что его придумал Шредингер.
   Ничего удивительного с этой кошкой не происходит. Она либо жива, либо мертва. Просто мы об этом не знаем, пока не посмотрим. Такое часто случается и в реальной, совершенно неквантовой, жизни. Допустим у Вас есть немолодой приятель, о котором Вы много лет ничего не слышали. Жив он или мертв? А его старый кот? - Нет здесь никакой разницы со Шредингеровской кошкой.
  
   текст: Постепенно все немного успокоилось. Специалисты сошлись на том, что законы микромира не стоит переносить на большой мир. Другими словами - что дозволено электрону, то человеку ни-ни. Но недавно ситуация вновь стала зыбкой. ... Кристофер Монро из Института стандартов и технологий (США) экспериментально показал реальность парадокса "кошки Шредингера" на атомном уровне.
  
   Гарик: Эксперимент, о котором идет речь, не обнаружил ничего нового или необычного. Авторы (их было четверо) наблюдали как раз то, что и должно было наблюдаться. Их заслуга в том, что они выполнили очень нетривиальные и сложные эксперименты, которые оказались в полном соответствии с нашими представлениями о квантовой механике.
  
   текст: Опыт выглядел следующим образом: ученые взяли атом гелия и мощным лазерным импульсом оторвали у него один из двух электронов.
  
   Гарик: Я специально посмотрел статью. Эксперименты проводились не на гелии, а на бериллии.
  
   текст: У оставшегося на орбите электрона существовали две возможности - либо вращаться по часовой стрелке, либо против. Но физики лишили его выбора, затормозив частицу все тем же лучом лазера.
  
   Гарик: Здесь явное недоразумение. Электрон, находящийся на орбите, не могут затормозить ни физики, ни господь бог.
  
   текст: Тут-то и произошло невероятное. Атом гелия раздвоился, реализовав себя сразу в обоих состояниях - в одном электрон крутился по часовой стрелке, в другом против часовой...
  
   Гарик: И уж, конечно, никакие атомы не раздваивались. Описывать детали этой работы здесь, в самиздате, нет никакого смысла. Слишком уж они сложны для неподготовленного читателя. Повторю только, что ионы бериллия, помещенные в "ловушку" вели себя именно так, как им и предписывет квантовая механика.
Оценка: 6.41*4  Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"