Глава 7. Время и кванты
Глава 7. Время и кванты
Когда мы думаем о чём-то, подобном времени, о чём-то, внутри чего мы находимся, о чём-то, что полностью входит в наше повседневное существование, о чём-то настолько всепроникающем, что невозможно изъять — даже на мгновение — из общепринятого языка, то наши рассуждения формируются под определяющим влиянием наших ощущений. Эти повседневные ощущения являются классическими; с высокой степенью точности они соответствуют законам физики, установленным Ньютоном более чем три столетия назад. Но из всех открытий в физике за последнюю сотню лет квантовая механика является самым поразительным, поскольку она подрывает всю концептуальную схему классической физики.
Так что стоит расширить наши классические представления и рассмотреть некоторые эксперименты, которые обнаруживают удивительные особенности того, как разворачиваются во времени квантовые процессы. Мы продолжим обсуждать темы предыдущей главы в этом более широком контексте и зададимся вопросом, имеется ли стрела времени в квантово-механическом описании природы. Мы получим ответ, который вызывает споры даже среди физиков. И он снова вернёт нас к вопросу о происхождении Вселенной.
В этой главе вероятность также будет играть центральную роль. Но, поскольку вероятность является неизбежным элементом квантовой механики, это… Когда приходится описывать прошлое, между классической и квантовой физикой… Как мы видели, это не значит, что электрон (или любая частица) на самом деле находился только в одном из этих…
Рис. 7.1. (а) В эксперименте со светоделителем лазерный свет разделяется на… Различие между классическим и квантовым станет очевидным, если мы значительно понизим интенсивность пучка лазера, так…
В случае экспериментов с двумя щелями и светоделителем электрон или фотон имеют два пути от источника до экрана детектора — налево или направо — и… Насколько буквально нужно принимать описание через сумму по историям?… Но, продолжаете настаивать вы, мы можем выяснить, что же происходит на самом деле, изменив экспериментальные условия…
Ответ таков — вы можете ввести эти дополнительные детекторы, но если вы это сделаете, вы обнаружите два обстоятельства. Первое: каждый электрон и… Нильс Бор обобщил это, используя свой принцип дополнительности. Каждый… Природа делает фантастические вещи. Она ходит по краю. Но старательно лавирует и уклоняется от фатальных ударов…
Первый вариант называется экспериментом с отложенным выбором, и был предложен в 1980 г. выдающимся физиком Джоном Уилером. Эксперимент неожиданно… Чтобы почувствовать физику, представьте, что вы коллекционер произведений… Когда вы размышляете об этом решении ретроспективно, кажется, что вы на самом деле уже решились на продажу до прихода…
Простейшая версия эксперимента с квантовым ластиком использует двухщелевую установку, модифицированную следующим образом. Прибор, фиксирующий… Когда проводится такой двухщелевой эксперимент с маркировкой, фотоны не дают… Теперь идея Скалли и Дрюля. Что если сразу после падения фотона на детекторный экран вы уничтожите возможность…
В последние годы физики приложили много усилий в попытках объяснить уловки природы, чтобы точно понять, как фундаментальные законы квантовой физики… Классическая механика основывается на уравнениях, которые Ньютон открыл в… Квантовая механика основывается на уравнении, которое Эрвин Шрёдингер открыл в 1926 г.{91} Вам не нужно знать…
Эти вопросы упорно сопротивляются полному решению, и они остаются источником противоречий. Тем не менее спустя десятилетия успехов предсказательную… Но дискомфорт всегда рядом. И это не означает просто, что некоторые детали… Нильс Бор был не согласен. Он утверждал, что экспериментаторы и их оборудование действительно отличаются от…
Когда речь идёт о развлечении, вы обычно не хотите знать, что происходит за кулисами; вы вполне удовлетворяетесь тем, что обращаете внимание… Этот взгляд господствовал в течение десятилетий. Однако его успокаивающее… Один подход, исторические корни которого восходят к Гейзенбергу, заключается в отказе от взгляда на волновую функцию…
Но в квантовой механике иная ситуация. Альтернативные пути, по которым электрон может следовать через две щели к детектору, — это не отдельные,… Декогеренция является широко распространённым явлением, которое наводит мост… Идея такова. Когда уравнение Шрёдингера применяется в простой ситуации, такой как прохождение отдельного…
Во втором классе (например, Бом, Жирарди–Римини–Вебер) уравнение Шрёдингера должно быть дополнено другими уравнениями (в случае подхода Бома… В первом классе предложений шрёдингеровская система взглядов совсем не… Если симметрия времени сохраняется (я полагаю, так и будет), все обоснования и все заключения прошлой главы могут быть…