![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
polenadistoPr.S. На забавный препринт наткнулся - чувачки доказывают, что все привычные нам вероятности (типа подбрасывания монетки) имеют квантовую природу. Помещаю это здесь, а не на "Знании-силе" или еще где, так как не чувствую себя достаточным специалистом, чтобы выдавать это как официальную поп-науку.
Вероятности в нашем мире, как считается, бывают двух типов - "классические" и "квантовые". И к тем, и к другим, в конечном счете, применимы методы теории вероятностей (которая, как и подобает математике, выше всего этого вашего мира), но онтология у них принципиально разная. Всё, в конечном итоге, сводится к тому, существуют ли вероятности "на самом деле". Мой опыт общения с людьми показывает, что многих из них этот вопрос интересует в той или иной форме.
Классическая физика, привычная большинству из нас, выросла из научной революции Декарта-Ньютона-Лапласа и иже с ними и органически содержит в себе идею детерминизма: точно зная начальные условия, мы можем точно рассчитать результат. Ну, банальный пример: если точно знать исходное положение карт в колоде и то, как именно они перемешивались, то мы точно будем знать, какое расположение карт мы получили (всем очевидно же?). А то, что карточные игры отлично описываются теорвером - так никто ж ничего так подробно не знает! Вероятности, по "классике" - лишь мера нашего незнания. Хороший пример - подбрасывания монеты, без которого, наверно, не обходится ни одно элементарное введение в теорию вероятностей (и новый набор биокласса тоже с этой моделью столкнется). Механический детерминизм предполагает, что, точно зная условия подбрасывания монеты, мы сможем точно рассчитать результат - орел или решка. Но расчет этот практически неподъемный, хотя и возможный - в 2008 году поляки его совершили. Там результат оказался вообще интересный - ими было показано, что действительно малейшее отклонение в параметрах (явно за пределами точности человеческой руки) может привести к изменению результата. То есть, строго говоря, они доказали, что подбрасывание монетки - действительно очень хороший пример детерминированной системы, для описания которой проще применять теорию вероятностей. То есть, по "классике", вероятностей в окружающем мире нет, они есть только в наших невсесильных мозгах.
Но есть еще и квантовая физика, где вероятности имеют онтологический статус. Там, как известно, все расчеты дают результат в виде вероятности того, что объект в результате измерения окажется либо в состоянии А, либо в состоянии Б. Вроде как монетка, но есть один нюанс: дело тут вовсе не в неких неучтенных скрытых параметрах, а сам мир на квантовом уровне такой неопределенный! Это очень не нравилось Эйнштейну, стороннику детерминизма (его знаменитое "Бог не играет в кости!") - и благодаря ему, в конечно итоге, этот онтологический статус вероятностей был доказан (смотрите "парадокс Эйнштейна-Розена-Подольского" и "неравенства Белла").
Но у нас, на макроскопическом уровне, квантовые эффекты, кроме особых случаев, не проявляются. Хотя сейчас физики частенько делают макроскопические системы, обладающие квантовыми свойствами (очень грубо говоря - "котов Шрёдингера"). Да и вообще, квантовую механику можно применять и к таким большим объектам, как мы, но там все "лишние" вероятности уходят в почти что ноль - и мир получается детерминированым. Никто не проявляет волновые свойства, никто сковзь стены не проходит благодаря туннельному эффекту (хотя я считаю, что у нас на практике в Брянском лесу на втором курсе именно из-за него бутылка водки, спрятанная в самом центре рюкзака, оказалась на поляне и попалась на глаза начальнику практики).
Так что классическая вероятность, которой нет - отдельно, а квантовая, которая есть - отдельно.
Но не все так считают. В феврале Андреас Альбрехт и Дэниэл Филлипс из Университета Калифорнии в Дэвисе (эх, а неплохой город - мне больше Лос-Анджелеса понравился!) выложили на Архиве небольшой (четыре страницы) препринт работы, где доказывают, что все привычные нам вероятности - квантовые!
Не могу сказать, что понял статью глубоко, тем более всякие их приложения своей идеи для теории Мультивселенной - да они-то меня, честно говоря, интересуют гораздо меньше.
Итак, что же они утверждают? Сразу замечу, что ниже - изложение их результатов (насколько я из осознал), а не моё мнение на этот счет! И изложение статьи - далеко не полное, я пересказал самую суть в свете описанной проблемы природы вероятности.
Возьмем систему сталкивающихся и разлетающихся шариков - будь то молекулы в газе (все газовые законы ведь тоже, в конечном итоге, имеют статистическую природу - теоретически можно рассчитать судьбу всех молекул в сосуде, но никто этого не делает, а использует интегральные показатели температуры и давления) или бильардные шары. В каждом соударении квантовая неопределенность (та самая, онтологическая) положения и импульса налетающих шаров вносит некоторую неопределенность в импульс шаров, разлетающихся после столкновения - а отсюда и в то, с каким шаром они столкнутся дальше. С ростом числа столкновений вклад этих квантовых флукиуаций растет и после "критического" числа становится превалирующим в системе. Авторы вычислили - вычисление довольно простое, но я не могу оценить достоверность всё же - что, например, что столкновения молекул в воде при температуре человеческого тела или азота при стандартных условиях (эмуляция воздуха) оказываются полностью определяемыми квантовыми эффектами - это самое критическое число столкновений меньше единицы! Таким образом, вся эта ваша статистическая физика должна выводиться из волновых функций квантмеха, а не статистических моделей с детерминированными шариками-молекулами.
Дальше-больше. Авторы замахиваются и на святое - подбрасывание монетки! Всё-таки результаты поляков (на которые они не ссылаются) доказывают, что мы никогда не сможем знать, как упадет монетка - но по причинам нашей ущербности, а не онтологическим. Но чем определяется время полета монетки (в конечном счете именно от него и зависит, чем она упадет) - моментом подбрасывания и моментом поимки. А они зависят от процессов передачи нервных импульсов в нас. Скорость передачи импульсов имеет внутреннюю неопределенность порядка 1 миллисекунды (не их результат - ссылка на обзор в Nature Neuroscience), возникающую, как считается, из-за флуктуация числа открытых ионных каналов в мембране клетки. А эта неопределенность в конечном счете - результат броуновского движения белков в окружающей жидкости. А броуновское движение, согласно тем же расчетам - процесс квантовый. Так и получается, что подбрасывание монетки тоже должно описываться методами квантмеха со свеми вытекающими котами Шрёдингера.
Вероятности в нашем мире, как считается, бывают двух типов - "классические" и "квантовые". И к тем, и к другим, в конечном счете, применимы методы теории вероятностей (которая, как и подобает математике, выше всего этого вашего мира), но онтология у них принципиально разная. Всё, в конечном итоге, сводится к тому, существуют ли вероятности "на самом деле". Мой опыт общения с людьми показывает, что многих из них этот вопрос интересует в той или иной форме.
Классическая физика, привычная большинству из нас, выросла из научной революции Декарта-Ньютона-Лапласа и иже с ними и органически содержит в себе идею детерминизма: точно зная начальные условия, мы можем точно рассчитать результат. Ну, банальный пример: если точно знать исходное положение карт в колоде и то, как именно они перемешивались, то мы точно будем знать, какое расположение карт мы получили (всем очевидно же?). А то, что карточные игры отлично описываются теорвером - так никто ж ничего так подробно не знает! Вероятности, по "классике" - лишь мера нашего незнания. Хороший пример - подбрасывания монеты, без которого, наверно, не обходится ни одно элементарное введение в теорию вероятностей (и новый набор биокласса тоже с этой моделью столкнется). Механический детерминизм предполагает, что, точно зная условия подбрасывания монеты, мы сможем точно рассчитать результат - орел или решка. Но расчет этот практически неподъемный, хотя и возможный - в 2008 году поляки его совершили. Там результат оказался вообще интересный - ими было показано, что действительно малейшее отклонение в параметрах (явно за пределами точности человеческой руки) может привести к изменению результата. То есть, строго говоря, они доказали, что подбрасывание монетки - действительно очень хороший пример детерминированной системы, для описания которой проще применять теорию вероятностей. То есть, по "классике", вероятностей в окружающем мире нет, они есть только в наших невсесильных мозгах.
Но есть еще и квантовая физика, где вероятности имеют онтологический статус. Там, как известно, все расчеты дают результат в виде вероятности того, что объект в результате измерения окажется либо в состоянии А, либо в состоянии Б. Вроде как монетка, но есть один нюанс: дело тут вовсе не в неких неучтенных скрытых параметрах, а сам мир на квантовом уровне такой неопределенный! Это очень не нравилось Эйнштейну, стороннику детерминизма (его знаменитое "Бог не играет в кости!") - и благодаря ему, в конечно итоге, этот онтологический статус вероятностей был доказан (смотрите "парадокс Эйнштейна-Розена-Подольского" и "неравенства Белла").
Но у нас, на макроскопическом уровне, квантовые эффекты, кроме особых случаев, не проявляются. Хотя сейчас физики частенько делают макроскопические системы, обладающие квантовыми свойствами (очень грубо говоря - "котов Шрёдингера"). Да и вообще, квантовую механику можно применять и к таким большим объектам, как мы, но там все "лишние" вероятности уходят в почти что ноль - и мир получается детерминированым. Никто не проявляет волновые свойства, никто сковзь стены не проходит благодаря туннельному эффекту (хотя я считаю, что у нас на практике в Брянском лесу на втором курсе именно из-за него бутылка водки, спрятанная в самом центре рюкзака, оказалась на поляне и попалась на глаза начальнику практики).
Так что классическая вероятность, которой нет - отдельно, а квантовая, которая есть - отдельно.
Но не все так считают. В феврале Андреас Альбрехт и Дэниэл Филлипс из Университета Калифорнии в Дэвисе (эх, а неплохой город - мне больше Лос-Анджелеса понравился!) выложили на Архиве небольшой (четыре страницы) препринт работы, где доказывают, что все привычные нам вероятности - квантовые!
Не могу сказать, что понял статью глубоко, тем более всякие их приложения своей идеи для теории Мультивселенной - да они-то меня, честно говоря, интересуют гораздо меньше.
Итак, что же они утверждают? Сразу замечу, что ниже - изложение их результатов (насколько я из осознал), а не моё мнение на этот счет! И изложение статьи - далеко не полное, я пересказал самую суть в свете описанной проблемы природы вероятности.
Возьмем систему сталкивающихся и разлетающихся шариков - будь то молекулы в газе (все газовые законы ведь тоже, в конечном итоге, имеют статистическую природу - теоретически можно рассчитать судьбу всех молекул в сосуде, но никто этого не делает, а использует интегральные показатели температуры и давления) или бильардные шары. В каждом соударении квантовая неопределенность (та самая, онтологическая) положения и импульса налетающих шаров вносит некоторую неопределенность в импульс шаров, разлетающихся после столкновения - а отсюда и в то, с каким шаром они столкнутся дальше. С ростом числа столкновений вклад этих квантовых флукиуаций растет и после "критического" числа становится превалирующим в системе. Авторы вычислили - вычисление довольно простое, но я не могу оценить достоверность всё же - что, например, что столкновения молекул в воде при температуре человеческого тела или азота при стандартных условиях (эмуляция воздуха) оказываются полностью определяемыми квантовыми эффектами - это самое критическое число столкновений меньше единицы! Таким образом, вся эта ваша статистическая физика должна выводиться из волновых функций квантмеха, а не статистических моделей с детерминированными шариками-молекулами.
Дальше-больше. Авторы замахиваются и на святое - подбрасывание монетки! Всё-таки результаты поляков (на которые они не ссылаются) доказывают, что мы никогда не сможем знать, как упадет монетка - но по причинам нашей ущербности, а не онтологическим. Но чем определяется время полета монетки (в конечном счете именно от него и зависит, чем она упадет) - моментом подбрасывания и моментом поимки. А они зависят от процессов передачи нервных импульсов в нас. Скорость передачи импульсов имеет внутреннюю неопределенность порядка 1 миллисекунды (не их результат - ссылка на обзор в Nature Neuroscience), возникающую, как считается, из-за флуктуация числа открытых ионных каналов в мембране клетки. А эта неопределенность в конечном счете - результат броуновского движения белков в окружающей жидкости. А броуновское движение, согласно тем же расчетам - процесс квантовый. Так и получается, что подбрасывание монетки тоже должно описываться методами квантмеха со свеми вытекающими котами Шрёдингера.
