Квантовые заморочки

[Любовь]

Позвольте заметить, уважаемая Любовь, только реинтерпретирован, возможно многократно.

 это Ваша тема, поднятая здесь, и Ваше видение эволюции, против которого не возражаю, потому как реинтерпритация неизбежна при изменении базы данных, используемой разными человеками, а уж тем паче - разными поколениями...
но Пипе нужен победитель...

[valeriy]

А можно дать определение - что такое "квантовый объект"?

Здесь я имею в виду расширенное понимание - это может быть и частица, молекула, рабочее тело лазера, резонатор, настроенный на заданную де Бройлевскую волну, интерферометр, и так далее. Это сделано для того, чтобы не говорить в узко-специализированном смысле только об элементарных частицах или только о фотонах. Если попытаться полнее раскрыть данное определение, то придется сравнивать такие физические параметры как-то h (постоянная Планка, размерность Энергия*сек) и k_BT*{delta t}  (k_B - постоянная Больцмана, Т - температура, {delta t} - время пролета частицы. Произведение  k_BT*{delta t} также имеет размерность Энергия*сек) Здесь сразу обнаруживаем, чтобы h была соизмерима и даже больше этого теплового монстра k_BT*{delta t} (только в этом случае попадаем в королевство КМ), надо как можно более глубокий получить вакуум (в результате, столкновения с другими частицами за время пролета {delta t} уменьшается; тоже самое достигается, если приращение {delta t} устремить к нулю) и как можно сильнее понизить температуру Т в камере. Очевидно, параметры Т и {delta t} зависимы от воли и возможностей экспериментатора, в отличие от постоянной Планка.

Не кажется ли более естественным предположение, что объект остается объектом... просто мы не знаем, где он находится.

Кажется. Именно поэтому я и провел сравнение с канонической функцией распределения. Но здесь есть один момент, связанный с тепловыми движениями (бал правит тот самый член k_BT*{delta t}). У частиц, подчиняющихся тепловому движению, смазана фаза движений. А по сути, о фазе в данном случае и нет речи. Тогда как в КМ фаза играет важную роль. Она появляется здесь через де Бройлевские отношения, связывающие скорость частицы с длиной волны и ее энергию с частотой.

Все-таки... что из себя представлет, по твоему, это самое абсолютное пространство-время? Это пустота?

Абсолютное пространство-время/url]:

Абсолютное пространство — в классической механике — трёхмерное эвклидово пространство, в котором выполняется принцип относительности и преобразования Галилея.

Термин введён Ньютоном (вместе с концепцией абсолютного времени) в «Математических началах натуральной философии».

Мне кажется, твое изложение выше очень хорошо гармонирует именно с переходом к понятию эфира

За одним исключением. Эфир - это все-таки некая классическая среда. Хотя и обладает электропроводностью, магнитной проницаемостью, обеспечивающие распространение электромагнитного поле в вакууме со скоростью света.

[Станислав]

ну вот, опять сонное царство.
Просто магия какая-то.
Ладно, подольем масла в огонь:

Оказывается не всегда можно осознать, что квантовый объект находится здесь и сейчас. Любая попытка померить его параметры, будь это координаты объекта, его скорость, или вращательный момент, вносит неустранимые, катастрофические изменения других его параметров

Нет, наоборот, всегда следует осознавать, что "квантовый объект" не ниспослан вам с неба с параметрами на скрижалях. Нет его. И ни один прибор никаких "квантовых объектов" никогда не регистрировал. Это чисто фантом сознания valeriy. Прибор регистрирует действие, которое квантовано, только-то. А все остальное - "квантовый объект", его "параметры" ... суть мазня сознания valeriy, причем весьма неудачная мазня, поскольку он сам же это отмечает.
Сама констатация не удачности мазни "частиц" очень правильна - невозможно действие ассоциировать со статикой, типа "квантовый объект", "состояние"...
Но одной констатации маловато будет, пора бы valeriy перейти к более удачным интерпретациям.
Ничуть не лучше дело обстоит и у Vitaliy:

Представим себе прямоугольную пластинку бесконечных размеров с насыпанным на нее песком...

пластина сколлапсирует, будет черная дыра ... и никакое "приложеное внешнее переменное магнитное поле" не заставит колебаться фантом бесконечной массы. Пора бы хотя хоть чуть начать думать, а не просто нажимать на клавиши.

[migus]

Пора бы хотя хоть чуть начать думать, а не просто нажимать на клавиши.

...к сожалению "думалки" у нас "заточены" ещё старыми парадигмами... сколько не старайся, а как говорится - выше головы не прыгнешь!  
   Рыба не может быть без воды, а материалист  - без материи!  
  ... или на крайний случай, даже если все устои рушатся, хочется чего то "твёрденького" под ногами... какой то носитель... пусть даже и эфемерный эфир!  

Мне кажется, твое изложение выше очень хорошо гармонирует именно с переходом к понятию эфира и установлению его свойств... А?

... но даже и в самом дремучем материалисте "живёт" логика, заставляющая его устанавливать информационную составляющую - свойства,  для самого "первородного" носителя Реальности - эфира...  

[Pipa]

Нет, наоборот, всегда следует осознавать, что "квантовый объект" не ниспослан вам с неба с параметрами на скрижалях. Нет его. И ни один прибор никаких "квантовых объектов" никогда не регистрировал. Это чисто фантом сознания valeriy. Прибор регистрирует действие, которое квантовано, только-то. А все остальное - "квантовый объект", его "параметры" ... суть мазня сознания valeriy, причем весьма неудачная мазня, поскольку он сам же это отмечает.

   Не могу с вами согласиться. Конечно, "квантовый объект" не ниспослан нам с неба с параметрами, однако вы перегибаете палку, отрицая у объекта индивидуальную природу. Эта природа объекта может проявляться в виде каких-то параметров в результате измерения, будучи причиной возможности тех или иных действий с его участием.
   Термин "свойство" на человеческом языке далеко не тожественно результатам каких-то замеров (т.е. действий с участием объекта), а прежде всего отражает его качественную природу. Другое дело, что о природе объектов, за неимением лучшего, нам приходится судить результатам измерения его взаимодействия с разного рода детекторами.
   Ваша слабость к термину "действие" общеизвестна . Тем не менее, не ваше любимое действие определяет результат взаимодействия, а само это действие является лишь производным из природы взаимодействующих объектов. Например, если мы говорим, что у электрона есть электрический заряд, то он и самом деле у него есть . Т.е. существует, независимо от измерения, вполне определенное качественное различие между нашим электроном и, скажем, протоном или фотоном. И если нам для эксперимента понадобится поток электронов, то приготовлен он будет совершенно не так, как готовится поток протонов или фотонов. Причем можно заранее предсказать, как поведет себя такой поток электронов, например, в магнитном поле известной напряженности. Т.е. еще до начала измерения, сопровождающего действием. А будь, скажем, у нас вместо потока электронов поток протонов или позитронов, то он бы в магнитном поле совсем в другую сторону отклонялся. О чем это говорит? А говорит о том, физические объекты уже сами по себе являются носителями определенной индивидуальности!
   Взять хоть бы древний опыт Резерфорда, который рассортировал в электрическом поле альфа, бета и гамма излучения, даже не зная заранее, что это были за частицы. А потому, за неимением собственных имен, обозначил их первыми буквами греческого алфавита. Но ведь поле-то было одним и тем же, а частицы разделились у него на три класса. Почему? Да только потому, что были эти частицы разными по своей природе!
   А вот те свойства или параметры, о которых упомянул valeriy, есть пусть не совсем уклюжий , но все-таки единственно возможный способ хоть как-то определить природу объектов, чтобы их можно было отличать друг от друга и сравнивать.
   Пусть на самом деле природа объектов в определенном роде "вещь в себе", поскольку в каком-то удобоваримом виде объект ее предъявить не может. Тем не менее, индивидуальные (а порой и уникальные) черты этой природы будут как-то проявлять себя во взаимодействии с другими объектами. Ведь если это было бы не так, то все объекты вели бы себя одинаково. И если не только в макромире, но и в мире элементарных частиц люди обнаружили уже больше сотни индивидуальностей, дав им разные имена, то это не случайность и субъективизм, а яркое свидетельство тому, что этим объектам и в самом деле природой "ниспослано нечто" такое, что другим объектам ниспослано в иной мере или вообще не дано. В этом смысле физические объекты сами себе скрижаль, что в какой-то мере подразумевает их сложную структуру.
   Считать, что объекты (и в том числе квантовые) по природе одинаковы и аморфны, а те параметры, которые мы замеряем в результате экспериментов, принадлежат исключительно самому "действию", было бы ошибочно. Ведь тогда бы мы просто перенесли эту скрижаль непосредственно на акт взаимодействия, который много хуже подходит для этой роли. Скажем, почему электроны аннигилируют с позитронами, а между собой нет? Это у экспериментатора руки кривые или что? И этот эффект невозможно свести к предвзятости экспериментатора, а потому придетcя признать, что электроны и позитроны разной породы! И именно эта самая порода является той причиной, которая во многом определяет поведение данного объекта во взаимодействии с другими объектами.
   Конечно, собственная природа объекта не представляет собой длинного списка из того, что он должен или не должен делать при взаимодействии с другими объектами. А следовательно, в том списке не может быть и каких-то параметров, которые в свою очередь являются числовыми результатами таких взаимодействий. Однако мы, люди, можем исследовать природу только по результатам взаимодействия объектов между собой, подмечая в этих парных взаимодействиях определенные закономерности.
   Фактически это означает, что за неимением абсолютного мерила природы объектов, мы вынуждены применять множество относительных шкал, базирующихся результатах на парных взаимодействий. Пример - детская игра "камень, ножницы бумага" . Возьмем для примера ножницы. Разумеется, в природе этого объекта нет никаких сведений о камне и бумаге, так и о результатах взаимодействия с этими объектами. Тем не менее, в парных столкновениях ножниц с бумагой и с камнем, они всякий раз выходят победителем в первом поединке и проигравшей стороной во втором. И хотя природа каждого объекта не содержит в себе прямой информации о результате будущих поединков, тем не менее, этот результат зависит от природы обоих соперников гораздо больше, чем от качества ринга или судьи. Впрочем, у ринга и у судьи тоже есть своя природа , и если все-таки они как-то влияют на результат поединка, то мы имеем лишь более сложный случай не парного, а множественного взаимодействия.
   А вывод будет такой. Результаты замеров параметров, равно как и действия, которые при этом происходят или не происходят, прямо зависят от ситуации, которую определяет раскладка собственной природы всех объектов, которые в этой ситуации принимают участие. И именно это во многих случаях не только дает возможность заранее предсказать результат, но и специально подобрать такие условия и состав участников, чтобы получить тот результат, который необходим экспериментатору или технологу. При этом сам технолог будет мыслить в терминах свойств, например, приписывая природе ножниц свойство резать бумагу. Формально это, конечно же, не верно, хотя в практических случаях допустимо. Неверно потому, что неправомерно подменять природу объекта его параметрами или характеристиками, но допустимо потому, что такие параметры оказываются жестко связаны (т.е. хорошо воспроизводятся) причинно-следственной связью с данным объектом в типичной ситуации. А следовательно, в практических случаях (например, в разговоре) вполне допустимо говорить о природе объектов посредством перечисления их параметров и характеристик, поскольку иных средств говорить о природе вещей у говорящего нет.

[migus]

Скажем, почему электроны аннигилируют с позитронами, а между собой нет? Это у экспериментатора руки кривые или что? И этот эффект невозможно свести к предвзятости экспериментатора, а потому придетcя признать, что электроны и позитроны разной породы!

...если электроны и позитроны аннигилируют, то это свидетельствует о том, что они взаимодействуют - как раз признак их Единой природы...нахождения в Едином пространстве!
   А вот скажем, электрон с Пипой аннигилировать не смогут - здесь разная природа... разные пространства - разные "уровни" систем. Но ежели электрон заменить каким нибудь "Васей", то может быть... - по крайней мере пространство у них стало бы Единым!   

[Станислав]

Термин "свойство" на человеческом языке далеко не тожественно результатам каких-то замеров (т.е. действий с участием объекта), а прежде всего отражает его качественную природу. Другое дело, что о природе объектов, за неимением лучшего, нам приходится судить результатам измерения его взаимодействия с разного рода детекторами.

спасибо хоть на последнем. Pipa очень концентрированно выразила главную проблему современного мировоззрения - приоритет "свойства на человеческом языке" результатам каких-то замеров. Пока не станет наоборот, пока результаты каких-то замеров  не станут приоритетными перед свойствами на человеческом языке физика будет топтаться на месте и все будут сокрушаться по поводу стагнации науки.

Например, если мы говорим, что у электрона есть электрический заряд, то он и самом деле у него есть

да мало ли что мы говорим, язык - он без костей. Вон коалиция в Ливии так "защищает" мирных жителей, что от них только пух да перья полетели. То же самое касается и электрона. Откуда у Pipa такая уверенность, что "он и самом деле у него есть". Все оттуда же - от приборами регистрируемого действия. Но  Pipa при этом совершенно не обращает внимания на заведомое противоречие экспериментальным фактам - и отношение масса/заряд в разных взаимодействиях у электрона разный, и всякие "шубы" для электронов придумывать стали, и кончается любая траектория любого регистрируемого электрона НИЧЕМ. Он якобы поглощается положительным ионом (дыркой). Но ион сам должен был бы оставлять след, точно так же как те, что составляют след за электроном, но его нет.

Пусть на самом деле природа объектов в определенном роде "вещь в себе", поскольку в каком-то удобоваримом виде объект ее предъявить не может.

это уже чуть лучше, поскольку ни в каком "удобоваримом виде", кроме регистрации приборами квантов действия, никакой "объект" никак никогда предъявить не может. Отсюда неотвратимо следует, что любой "объект" - не регистрируемая непосредственно и потому заведомо измышленная излишняя сущность. Ну нравятся вас свои измышления - веруйте, нет запрета, ибо нелепо.

Фактически это означает, что за неимением абсолютного мерила природы объектов, мы вынуждены применять множество относительных шкал, базирующихся результатах на парных взаимодействий. Пример - детская игра "камень, ножницы бумага

фактически это означает, что вы просто не желаете брать естественное абсолютное мерило природы - квант действия - в качестве базы. Ваше право быть овцой стада.

А вывод будет такой. Результаты замеров параметров, равно как и действия, которые при этом происходят или не происходят, прямо зависят от ситуации, которую определяет раскладка собственной природы всех объектов, которые в этой ситуации принимают участие.

ваш вывод непосредственно следует из вашего нежелания  брать естественное абсолютное мерило природы - квант действия - в качестве базы. Лично я из регистрации приборами квантов действия создаю образ ситуации и ее участников, а не наоборот. Как нам нравится ставить все с ног на голову.

[Доброжелатель]

Станислав, а Вы не хотели бы обратить внимание на то, что здесь на форуме под термином "действие" понимается совершенно не то, что Вы сами имеете в виду? Мне кажется, что многие здесь находятся в "плену" того исторического казуса, в результате которого некая физическая величина (квантованная, как выяснилось позднее),  получила очень неудачное название "действие".  В КМ действие не есть процесс, это не есть часть процесса взаимодействия, как это представляет, например, Pipa, это совершенно самостоятельная физическая величина, причем, как справедливо замечает Станислав, только она, эта физическая величина, и проявляется в любых экспериментах ("замерах"). И пока участники дискуссии с этим не разберуться, они  не смогут понять того, о чем Вы говорите - вы говорите на разных языках. Или я не прав?

[valeriy]

Лично я из регистрации приборами квантов действия создаю образ ситуации и ее участников

Один чудик возвел в абсолют сферу Блоха и на нее молится, другой с такой же прытью возвел в абсолют квант действия и также не перестает произносить хвалебные речи этому всему.

Следовало бы начать с того, как долго человеческая мысль двигалась к пониманию, что каждое классическое тело двигается вдоль такой траектории, вдоль которой действие сохраняется, т.е., величина действия остается постоянной. Что из себя представляет действие? По простому, это произведение энергии движущегося классического тела на время, затраченное им при движении из пункта А в пункт Б. Пишут - действие S есть интеграл по времени от А до Б от функции Лагранжа, размерность которой есть энергия. Открытие этого закона - принцип постоянного действия - было величайшим достижением классической физики XVIII века. По сути, каждое классическое тело движется по такой и только такой траектории, вдоль которой действие сохраняется.

Все было бы замечательно, если бы не катастрофа, вызванная торжеством КМ. Как быть с траекториями частиц, когда они проходят через щелевые решетки и дают на выходе обворожительную интерференционную картину? Оказывается, в данном случае принцип постоянного действия не вполне срабатывает. Более того, непонятно надо ли теперь иметь дело с частицей или с волной.

Дирак предложил рассматривать не просто функцию действия S, но функцию exp(-iS/h). Здесь S так и остается той самой функцией действия, определенной выше, а h - универсальная константа, названная постоянной Планка. Она также имеет размерность энергия*время и поэтому отношение S к h является безразмерной величиной, смысл которой есть фаза.  Мнимая единица i в экспоненте указывает на то, что эта экспонента представляет класс тригонометрических функций, а именно
exp(-iS/h) = cos(S/h) - i*sin(S/h).

Идея, в частности, высказанная тем же Дираком, но которую далее детально развил Фейнман, заключается в том, что надо именно эти экспоненты exp(-iS/h) суммировать по всем путям, которые ведут от источника частиц к детектору (по сути, проводя все эти пути через все щели, встречающиеся на пути к детектору). Иными словами, в месте расположения детектора выполнятся суперпозиция всех этих экспонент, каждая из которых несет свою индивидуальную фазу S/h, приобретенную при прохождении через какую-то одну щель. А где же траектории? Оказывается частица успела прозондировать все щели, прежде чем попасть в детектор. Это не совсем так. Каждая индивидуальная частица, рожденная источником, проходит по какому-то пути. Но теперь не вполне уместно говорить о принципе постоянного действия. Происходит рассеяние частиц на решетке. Но частицы рассеиваются не как горох, брошенный на решетку, а рассеиваются в согласии с той информацией, которая заложена в функцию действия S. Функция действия несет в себе информацию о физической сцене, которую соорудил экспериментатор в отведенном пространственном объеме (это - источник частиц, щелевая решетка, детектор). Но здесь, как видите, уже ничего не говориться о постоянном действии, здесь выполняется последовательная суперпозиция всех экспонент, каждая несет свою индивидуальную фазу.

[Станислав]

Следовало бы начать с того, как долго человеческая мысль двигалась к пониманию, что каждое классическое тело двигается вдоль такой траектории, вдоль которой действие сохраняется, т.е., величина действия остается постоянной.

Следовало бы начать с того, как долго человеческая мысль двигалась к пониманию, что нет ниспосланных свыше данных, не падают на головы ученым скрижали с небес. Все представления о "каждое классическое тело двигается вдоль такой траектории, вдоль которой действие сохраняется, т.е., величина действия остается постоянной" взяты не из боговдохновения, а являются обобщением все того же приборами регистрируемого действия.
Увы и ах, в месте расположения детектора выполнятся не "суперпозиция всех этих экспонент", а регистрация действия.
Простой факт, но какое сопротивление ...
как мы не любим факты.

[Доброжелатель]

здесь выполняется последовательная суперпозиция всех экспонент, каждая несет свою индивидуальную фазу.

Как-то в одном из интервью, когда ему было уже за 60 лет, Дирак сказал: "Я думаю, это моя характерная черта - мне нравится играть с уравнениями, просто выискивая красивые, с математической точки зрения, соотношения, которые, возможно, вообще не имеют никакого физического смысла. Иногда, впрочем, смысл есть".
 Хорошо бы поискать физический смысл в "последовательной суперпозиции всех экспонент", но это, похоже, бессмысленная затея.

[valeriy]

Следовало бы начать с того, как долго человеческая мысль двигалась к пониманию

ОК, в физике есть четкое определение функции действия. В общем случае, действие, Action (physics), - это произведение тензора энергии-импульса физического тела на приращение сдвига его во времени-пространстве. Размерность - энергия*время или импульс*длина. А так же в физике ясно расписано, где, как и при каких обстоятельствах действие появляется как в классической физике, так и в квантовой механике.

Прежде чем бравировать этим термином, следовало бы Вам дать четкое определение своего понимания "действия", в чем оно отличается от принятого в физике "действия" и в чем проявляется их общность. Точные науки именно с этого и начинаются, что формулируются строгие определения слов, употребляемых при обозначении тех или иных природных проявлений. Поэтому, фразы типа

Увы и ах, в месте расположения детектора выполнятся не "суперпозиция всех этих экспонент", а регистрация действия.

лишены смысла до тех пор, пока не указано, что есть "действие" и не указан рецепт "регистрации действия". Тогда как "суперпозиция экспонент" несет вполне понятный смысл - волновые функции в КМ подчиняются принципу суперпозиции - если А и Б есть объекты в Н, то и А+Б также является объектом в Н, здесь Н - Гильбертово пространство.

[valeriy]

Хорошо бы поискать физический смысл в "последовательной суперпозиции всех экспонент", но это, похоже, бессмысленная затея.

Почему же, это не бессмысленная затея. На этом, в частности, покоится Принцип Гюйгенса — Френеля -

основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности, световых.

Каждая точка поверхности, достигнутая световой волной, является вторичным источником световых волн. Огибающая вторичных волн становится фронтом волны в следующий момент времени.

Сферические функции симулируют волны, "излучаемые из точек" (см. желтые точки на рисунке). Их суперпозиция и дает образ огибающей волны, которая распространяется далее (показано пунктирными зелеными стрелками)

[Доброжелатель]

Почему же, это не бессмысленная затея. На этом, в частности, покоится Принцип Гюйгенса — Френеля -

Хорошо, но как такой физический смысл согласуется с тем, что на самом деле регистрирует детектор?

[Станислав]

лишены смысла до тех пор, пока не указано, что есть "действие" и не указан рецепт "регистрации действия".

Браво!
Все тот же приоритет "свойства на человеческом языке" результатам каких-то замеров.
Нет проблем, купайтесь в своих рецептах.

В КМ действие не есть процесс, это не есть часть процесса взаимодействия, как это представляет, например, Pipa, это совершенно самостоятельная физическая величина, причем, как справедливо замечает Станислав, только она, эта физическая величина, и проявляется в любых экспериментах ("замерах"). И пока участники дискуссии с этим не разберуться, они  не смогут понять того, о чем Вы говорите - вы говорите на разных языках. Или я не прав?

Правы.
Надо же, не ожидал, вы разбираетесь в таких вопросах.
Но это второй уровень познания, на который я приглашаю, но, к сожалению, форум еще не ступил даже на первый, всех пугают новые ворота.
Тогда лично для вас отдельно: это не " совершенно самостоятельная физическая величина", это  совершенно самостоятельная физическая сущность, причем, в отличие от "частиц, систем, сил, полей ..." - настоящая.