Сообщество - Популярная наука

Популярная наука

1 049 постов 5 310 подписчиков

Популярные теги в сообществе:

103

Квантовый ластик с отложенным выбором

Предисловие: Товарищ @Jinxy в комментарии предложил осветить данный вопрос, и я с удовольствием согласился. Так как это позволяет порассуждать о многих аспектах квантовой физики, экспериментальной работе и важности интерпретации полученных данных. Описание будет вестись для фотонов, так как с ними эксперимент наиболее простой в исполнении и понимании. Далее мы узнаем, позволяет ли квантовый ластик путешествовать во времени и нарушать причинно-следственные связи (спойлер: нет).

Осторожно, очень длиннопост.

Фотон - волна или частица?

Стоит начать с момента, который будет определяющим для дальнейшего понимания, а также поможет в дальнейшем не задаваться вопросом о природе квантового объекта. Сам я ни раз (это было дважды) слышал аргумент о несостоятельности физики, так как она не может даже ответить на простой вопрос: фотон - это волна или это частица? Как всегда, рассмотрим это просто и по аналогии. Возьмём в пример яблоко:

Его боялись даже врачи...

Если у вас спросят "яблоко зелёное или твёрдое?", вы поймёте боль физиков с вопросом о том, волной или частицей является объект. Если на яблоко смотреть, то оно зелёное. Если яблоко трогать, то оно твёрдое. Это очевидный ответ, показывающий, как важен контекст измерения. Если мы описываем взаимодействие фотона с веществом (поглощение или испускание), то мы говорим, что фотон рассматривается как частица, потому что с этой точки зрения очень удобно и легко делать расчёты и предсказания, которые потом проверяются на практике. Если мы описываем движение фотона (прохождение через две щели сразу, усиление или ослабление света), то фотон рассматривается как волна, потому что, опять же, с этой точки зрения удобно и легко делать предсказания и объяснять наблюдения.

Это получило название "корпускулярно-волновой дуализм" и означает то, что разные свойства объекта (в нашем случае фотона) проявляются в зависимости от конкретных условий. Сам же квантовый объект всегда находится в суперпозиции состояний - он всегда и частица, и волна. Точно также как яблоко всегда и зелёное, и твёрдое. Наши манипуляции и измерения позволяют только проявить какое-либо его свойство.

Поляризация

Для перехода непосредственно к квантовым ластикам необходимо рассмотреть такое свойство волны, как поляризация. Конечно, концепция эксперимента подразумевает, что мы можем использовать любое свойство, но поляризация наиболее удобная для понимания и проведения эксперимента.

Так как квантовый объект в любом случае может рассматриваться как волна, то мы можем выделить у этой волны ориентацию в пространстве. У хорошего годного электромагнитного излучения поляризация линейная, то есть электрическая и магнитная компоненты колеблются на одной линии (на картинке левая часть - горизонтальная и вертикальная линейные поляризации вверху и внизу). У менее хорошего излучения, электрическая и магнитная компоненты колеблются по окружности, как показано на рисунке в правой части. Причём, это может быть как в левую сторону, так и в правую сторону, образуя в пространстве левую или правую спирали. У совсем плохого естественного света есть все возможные направления колебаний, то есть там множество волн (множество фотонов), среди которых колебания закручены в разные стороны (если она круговая), у других под разными углами (если они линейные), у третьих в разные стороны и в разные углы (если она является смесью - эллиптическая поляризацией) и так далее.

Поляризация крутится - наука мутится

Экспериментально мы можем фильтровать только нужную поляризацию, как, например, в 3D-кинотеатрах на данный момент, где для одного глаза фильтруется горизонтальная поляризация, а для другого вертикальная. Также мы можем, превращать одну поляризацию в другую с помощью волновых пластинок. Мы можем повернуть её на любой угол, если она линейная, или превратить линейную в круговую, а круговую в линейную.

Квантовый ластик

Когда стало ясно, что такое фотон, и что мы можем с ним делать, пришло время экспериментов. Во-первых, нам нужны не просто фотоны, а запутанные фотоны, то есть имеющие некую связь друг с другом, когда влияние на одного передаётся на другой. Для этого, в случае фотонов, используют спонтанное параметрическое рассеяние. Это процесс, когда один фотон раскалывается на 2. При этом законы сохранения энергии и импульса соблюдаются, а значит, если мы знаем энергию и импульс оригинально фотона, а также определили энергию и импульс одного из сгенерированных фотонов, мы легко можем подсчитать энергию и импульс другого сгенерированного фотона. То есть, между ними образуется связь, где зная состояние одного, мы можем узнать состояние другого. Один из получившихся фотонов называется "сигнальный", потому что будет использован, как сигнал экспериментатору о генерации пары, а другой "холостой", потому что в эксперименте по генерации он не сигнализирует ни о чём.

Жизненные пути после выпуска: один холостой и довольный, другой посылает какие-то сигналы незаметно от партнёра.

После получения квантовой запутанности мы можем провести двухщелевой эксперимент с одним из фотонов, чтобы пронаблюдать ожидаемую интерференционную картинку, когда фотон интерферирует сам с собой.

Один из фотонов даже не подозревает, насколько он окажется важным

Однако, мы снова задаёмся вопросом: если фотон является также и частицей, то через какую из щелей он пройдёт? И для определения мы решаем пойти на хитрость, так как уже знаем, что любая прямая попытка измерения в щели разрушит все квантовые состояния, и мы ничего не увидим. Поэтому мы не будем ставить детектор - вместо этого мы поставим волновые пластинки в каждой щели, чтобы не измерять сразу, а промаркировать фотоны для измерения в дальнейшем.

Поляризация фотона линейная, и мы можем превратить её в круговую. В одну щель мы поставим пластинку, которая сделает левую круговую, а в другую - правую. Это возможно, потому что волновая пластинка делает круговую поляризацию с направлением, зависящим от ориентации падающей линейной: например, делает левую круговую из вертикальной линейной, и правую круговую из горизонтальной линейной. Для одной щели берём пластинку как есть, а для другой - поворачиваем её на 90 градусов.

Теперь после щелей мы можем посмотреть на поляризацию фотона и сказать, через какую щель он прошёл. Однако, обмануть законы физики нам не удаётся - как только мы ставим пластинки и получаем возможность определить щель, через которую прошёл фотон, интерференционная картина пропадает.

Из-за малых размеров щелей, на экране будет одно пятно, а не два.

Недовольные данным эффектом, мы решаемся "стереть" информацию о том, через какую щель прошёл фотон. Однако, нам не хочется вмешиваться в уже сделанный эксперимент с двумя щелями, поэтому мы будем влиять на второй запутанный фотон, который до этого просто улетал. Для этого мы поворачиваем его поляризацию (например, на 45 градусов), что также поворачивает поляризацию фотона, готового пройти через щели. Тогда независимо от щели и от ориентации пластинки, превращающей линейную поляризацию в круговую, в каждой щели будет как левая так и правая круговые поляризации. Теперь мы не сможем узнать, через какую щель прошёл фотон, но зато интерференционная картинка восстанавливается.

Квантовым ластиком мы стёрли информацию о том, в какую щель пролетел фотон до его пролёта через эти щели.

Для интерференции у фотонов должна быть одинаковая поляризация, когда мы делаем её различной, чтобы определить щель, интерференция пропадает. Когда же мы снова её делаем одинаково смешанной для двух щелей, интерференция появляется.

Казалось бы, всё логично и просто. Но недаром квантовый ластик носит такое название - он оказался не так прост. С его помощью можно стирать информацию не только до пролёта через щели, но и после. То есть, мы можем промаркировать фотоны направление круговой поляризации и сразу измерить - тогда мы не увидим интерференции. Но если вместо измерения мы поменяем угол поляризации спутанного фотона, то сотрём информацию о прохождении щели, через дальнее взаимодействие поляризации фотонов изменятся, и тогда мы увидим интерференционную картину.

Вкинув очки навыка в ветку квантовой оптики мы можем манипулировать временем.

То есть, квантовым ластиком называют процесс стирания информации о том, через какую щель прошёл фотон, причём не зависимо, прошёл ли уже фотон через щель или ещё нет. Если сразу после щелей мы могли сказать, через какую из них прошёл фотон, то после стирания информации, уже не можем.

Значит ли это, что применение квантового ластика изменило прошлое? Если в начале фотон вёл себя как частица и пролетел только через одну щель, то после применения ластика он вернулся в прошлое, стал вести себя как волна, и прошёл через обе щели сразу? Тут стоит вернуться в начало поста и вспомнить принцип суперпозиции - фотон всегда и частица, и волна. Для того, чтобы проявилось его волновое свойство не нужно возвращаться в прошлое, нужно просто поставить эксперимент, в котором волновое свойство будет проявляться. Так что путешествия во времени отменяются...

Квантовый ластик с отложенным выбором

В предыдущем пункте квантовый ластик действовал на фотоны до их попадания на экран, то есть до их детектирования. Как уже обсуждалось, детектирования удаляет все квантовые свойства и заставляет фотоны перейти в одно из возможных состояний: именно после детектирования мы знаем, проявлялись ли свойства частицы, или свойства волны.

Вернёмся на шаг назад, когда поставили пластинки, промаркировали фотоны и не увидели интерференции. Глубоко опечаленные отсутствием тёмных и светлых полос на экране, мы понимаем, что прошлого не изменить. Или же изменить? В чём была причина отсутствия интерференции? В том, что мы различали фотоны из двух щелей по их разным направлениям поляризации, так почему бы нам не стереть это знание уже после получения результата?

Заменим наш экран для наблюдения результата эксперимента на массив детекторов, которые могут не только сообщать о координате падения фотона, но и способны определять направление его круговой поляризации. Проведём эксперимент ещё раз, пронаблюдаем отсутствие интерференционной картины и сохраним данные для последующей обработки.

Наша задача - вновь сделать фотоны одинаковыми, то есть удалить различия в направлении круговой поляризации. Мы поступаем просто - у фотонов только 2 направления круговой поляризации, поэтому мы разделим все полученные данные на 2 кучи - с правой и левой поляризациями. А после построим получившиеся распределения.

Теперь мы сами определяем реальность...

С удивлением мы обнаруживаем, что в каждой выбранной группе интерференционные полосы вернулись. То есть, стерев различия между фотонами уже после их детектирования мы получили интерференционную картину. Это и есть квантовый ластик с отложенным выбором, когда мы стираем информацию уже после проведения эксперимента.

Означает ли это, что из-за наших действий прошлое изменилось именно так, чтобы мы в будущем смогли наблюдать интерференционную картину? Конечно, нет. На данный момент ещё ни в одном эксперименте не удалось нарушить причинно-следственную связь. К тому же, мы отчётливо помним и храним доказательства того, что интерференционной картины не было. Тогда в чём же дело?

Дело в нашем понимании двойственной природы квантовых объектов. Фотон не выбирает в каждый момент времени, быть ему частицей или волной, он всегда и частица, и волна. Он проходит через одну щель, как частица, и проходит через две щели, как волна, одновременно. Он проходит через волновую пластинку как волна, интерферирует сам с собой как волна, и поглощается детектором как частица. Фотон в любом случае интерферирует сам с собой, но так как у нас было 2 состояния, полученные интерференционные картины накладываются друг на друга, что в итоге даёт одно пятно без полосок, так как все минимумы одной волны компенсируются максимумами другой.

Не смотря на то, что квантовый ластик с отложенным выбором не дал нам возможности изменить прошлое, он позволил нам углубить понимание квантовой природы и важности интерпретации полученных экспериментальных данных.

Надеюсь, кто-то дочитает досюда. Кажется, я вхожу во вкус с длинными постами. И заметил, что Пикабу жёстко сжимает картинки. С этим можно что-то сделать?..

Показать полностью 9
388

Ответ на пост «Возможно ли, что мы живем в симуляции?»4

Предисловие: это вторая часть ответа на пост. В первой части была описана краткая история вопроса, и заданы пару новых вопросов для поддержки идеи симуляции, как упражнения для ума. Также был разобран первый аргумент из оригинального поста. Далее, я постараюсь также упрощённо рассмотреть оставшиеся.

Квантовая запутанность

Вне сомнений, это - самый сильный аргумент в оригинальном посте, хотя слова:

изменение состояния одной из них мгновенно влияет на состояние другой, даже если они разделены большим расстоянием

могут ввести в заблуждение.

Для начала вкратце и просто о том, что такое квантовая запутанность. Частое объяснение, встречающееся ни раз на пикабу, выглядит так:

Когда вы натягиваете один носок на левую ногу, второй автоматически становится правым. Причём моментально, независимо от расстояния между вашими ногами.

Это объяснение, хотя и является верным, не до конца отражает сам эффект. Носок не просто становится правым, а его невозможно будет надеть на левую ногу.

То есть, когда мы запутываем частицы, мы устанавливаем между ними определённую связь. В момент измерения состояния одной частицы, связь обрывается, и вторая частица оказывается в противоположном состоянии. Причём это происходит независимо от расстояния между частицами мгновенно, что в своё время было названо "дальнодействием".

Сам механизм, а именно как передаётся факт разрыва связи, является предметом дискуссий и однозначно на данный момент не объяснён, что позволяет спекулировать на тему симуляции. Но по современным представлениям о науке, информация не может передаваться быстрее скорости света в вакууме, и многочисленные исследования показывают, что передача информации только с помощью квантовой запутанности невозможна - нам в любом случае нужно будет передать информацию о наших измерениях привычными методами. Это означает, что если симуляция всё же существует, физика в ней существенно отличается от нашей. Тогда возникает вопрос, почему эта другая физика просачивается внутрь симуляции? Неужели сверхразвитый программист реальности учёл все остальные аспекты своей модели, а здесь закрался баг?

Почему же оригинальная формулировка может ввести в заблуждение? Потому что изменение состояния одной частицы приводит к разрыву связи. То есть, нельзя сделать телеграф на двух запутанных электронах, где дёргая один из них, второй будет дёргаться в другую сторону независимо от расстояния. Так что этому парню пришлось бы придумывать другой способ пообщаться с Шепардом

Призрак прикидывает, хватит ли финансов Цербера для оплаты межзвёздного роуминга.

Бозон Хиггса и Антропная сложность

Эта два аргумента в сущности своей являются одним под названием "тонкая настройка вселенной". Это попытка объяснения удивительных совпадений всех физических условий для существования человечества. Действительно, если основные физические константы (гравитационную постоянную, скорость света, заряд электрона) изменить или некоторые частицы убрать вообще, то человечество не смогло бы выжить или даже зародиться, ведь в этом случае звёзды либо не сформировались бы, либо существовали бы слишком мало времени, чтобы жизнь на Земле смогла зародиться.

Моральную сторону утверждения, что кто-то создал вселенную именно для нас, можно обсудить в комментариях. С тонкой настройкой же видится пара-тройка проблем.

Во-первых, тонкая настройка не такая уж и тонкая. Как пишет в своей книге "The Fallacy of Fine-Tuning : Why the Universe Is Not Designed For Us" ("Заблуждения о тонкой настройке: почему Вселенная не создана для нас") Виктор Стенджер, возможны другие варианты вселенных с другими основными параметрами, где звёзды могли бы существовать достаточно долго для зарождения жизни. То есть, утверждение, что имеющийся у нас набор констант - единственный возможный, весьма опрометчиво.

Стенджер слушает истории о создании Вселенной специально для человечества.

Во-вторых, само определение жизни туманно. Мы может предполагать о существовании организмов на основе кремния, а не углерода как у нас - это возможно в нашей вселенной, но ни одного пока не нашли. То есть, условия возникновения жизни не означает, что она возникнет. Так и наоборот - отсутствие условий для жизни известной нам не означает, что жизнь другого типа не может возникнуть.

И в-третьих, утверждение "вселенная настроена для возникновения жизни, подобной нам" может быть перевёрнуто в "во вселенной с такими параметрами возникла жизнь, подобная нам". То есть, это не существование человечества является доказательством тонкой настройки, а параметры вселенной приводят к известной нам форме жизни. Перекликаясь с предыдущим пунктом, если бы параметры были иные, то жизнь могла бы быть иной.

Парадокс Ферми

Попытка ответить на вопрос "одни ли мы во вселенной" через одну спекулятивную историю с помощью другой спекулятивной истории.

Сам парадокс выглядит следующим образом:

С одной стороны, выдвигаются многочисленные и хорошо обоснованные аргументы за то, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны. Как сказал Энрико Ферми: «Ну и где они в таком случае?»

Как можно заметить, этот "парадокс" требует некоторых допущений.

Во-первых, безапелляционное "должно существовать" основано только на том, что существуют звёзды, старше Солнца, с планетами, похожими на Землю. Почему у этих звёзд должны были образоваться цивилизации на тысячелетия раньше нашей? Почему эти цивилизации пошли по такому же пути развития, как мы? Почему они будут стремиться в космос, а не быть развитыми рыбами в океане или хипповать в объединении с природой? На Земле существуют виды, которые на миллионы лет древнее нас, но в космос они не полетели.

Представитель инопланетной цивилизации отвечает на вопрос "почему вы не выходите в космос с нами пообщаться?"

Во-вторых, отсутствие наблюдений объясняется огромными масштабами Вселенной. Рукав Ориона галактики Млечный путь, где мы обитаем, только в толщину 3500 световых лет. Мы же можем принимать и получать сигналы только последние 100 лет. За это время самые ранние радиопередачи, излучаемые Землёй образовывают сферу, которую невозможно заметить в масштабе одного рукава галактики, не говоря уже о всей галактике или Вселенной.

Также очень хорошо иллюстрирует принцип распространения сигналов в космосе недавний случай с Вояджером 2, когда была потеряна связь с зондом из-за изменения ориентации его антенны. Мы, зная точное местоположение зонда, не могли получать от него или отправлять ему сигналы (и уж тем более наблюдать его в телескопы). Так почему сигналы от каких-нибудь инопланетян мы сможем поймать, если для масштабов даже солнечной системы Земля - всего лишь точка? С Вояджером 2, кстати, всё разрешилось, когда врубили мощный сигнал в его сторону ("крикнули" с максимальной мощностью) и заставили развернуть антенну в сторону Земли.

То есть, инопланетяне, если они существуют, смогут послать нам чёткий сигнал только, если они знают, где мы находимся. А узнать они могут, только если мы сами пошлём сигнал в их сторону. Наше покорение космоса длится чуть больше полувека, но мы уже задаёмся вопросом, почему мы никого не встретили. Это как войти на 2 метра в тайгу и задаваться вопросом "а где все медведи? Я ни одного не вижу".

Вопрос о существовании жизни во вселенной, кроме нас, уже является интересным для обсуждения. Приплетание к нему симуляцию в качестве объяснения - это просто скучно.

Послесловие: как видно, 2 аргумента относятся к квантовой физике, что, я думаю, связано со слабой применимостью её к повседневному миру, повышенной сложностью и кажущейся нелогичностью. Это оставляет широкий простор для наукообразных толкований и соблазну объяснить всё простыми концепциями. 3 аргумента относятся к давно известным рассуждениям, которые никакого отношения к науке не имеют. Идея о симуляции окружающего мира ближе к философии древности, где важен не сам результат (даже если мы в симуляции - на что это повлияет? Выйти-то мы не можем), а процесс размышлений.

Спасибо за теплый приём и появившихся подписчиков. Я надеюсь и дальше писать что-то научнопопулярное.

Показать полностью 3

Экстренное обращение учёного: Планета на грани самоуничтожения (Эгон Чолакян) . Что думаете ?

Оказалось эта секта , диваны можно заносить в стойло https://ru.wikipedia.org/wiki/АллатРа

861

Ответ на пост «Возможно ли, что мы живем в симуляции?»4

Предисловие: В оригинальном посте был задан интересный вопрос, ответ на который многое объясняет, но не объясняет ничего. И что особенно меня зацепило, так это сообщество, куда он выложен, потому как научного в этом вопросе не больше, чем в вопросе существования каких-либо богов или волшебных сил древних друидов. Поэтому далее я постараюсь раскрыть вопрос симуляции чуть полнее, задать более конкретные вопросы для обсуждения, а в конце, дабы оправдать название сообщества, предложу альтернативный ответ на 1 вопрос, а то длиннопост уже очень длинный.

История вопроса

Идея, что мир - это симуляция, не нова. Даже далеко не нова. Ещё в диалогах Платона описывалась подобная концепция, только люди тогда не знали таких умных слов, но энтузиазма в познании и философии им было не занимать. "Пещера Платона" уже истёрта многими описаниями, поэтому вкратце: люди, неподвижно прикованные в пещере, видят только тени на её сводах от вещей, которые за их спиной проносят некие таинственные личности. Люди, ни разу не видевшие мир за пределами пещеры, думают, что тени - это и есть мир. И не спрашивайте, почему они не посмотрят себе на руки и ноги, чтобы заметить разницу.

Основная идея: наше познание мира ограничено нашими чувствами, и реальность может быть только тенью на своде пещеры. Чтобы познать мир полностью, из пещеры нужно выйти.

С развитием человечества, развивались наши знания о мире, а также о строении собственного тела. И когда мы выяснили, что мозг воспринимает информацию через электрические импульсы, то старая концепция заиграла новыми красками. Если наши чувства всё равно поступают в мозг в виде электрических сигналов, то может ли быть, что мозг, помещённый любопытным доктором в банку и подключённый к электродам, - это всё, что мы из себя представляем?

Основная идея: наше познание мира ограничено нашими субъективными ощущениями, и реальность может быть только парой электрических импульсов в наш мозг.

Про симуляцию уже известно из оригинального поста. И здесь можно увидеть закономерность: весь мир - это не объективная реальность, а что-то, созданное таинственными, могущественными и любопытными кем-то.

Интересные вопросы

Вопрос об объективности окружающего мира интересен как упражнение для ума, но он не научен. Само определение науки предполагает, что окружающий мир объективен и познаваем. Иначе весь смысл накопления и развития научного знания теряется, когда в любой момент некая сущность может изменить правила игры одним нажатием клавиши вселенского суперкомпьютера.

Но принимая правила игры, можно погрузиться в выбранную симуляцию чуть глубже:

  1. Как можно доказать существование/отсутствие симуляции, находясь внутри неё?..

    Даже сам Нео не мог выбраться из Матрицы самостоятельно, как же нам познать систему, находясь внутри системы?

  2. Если мир - симуляция, то кто её создал?

    Бог? Сверхразвитая цивилизация с непостижимыми способностями? Волшебник из страны Оз? Если мы не хотим вернуться к теологическим дебатам о существовании чего-то большего, нам понадобится более конкретный ответ на этот вопрос.

  3. Если симуляция создана, то с какой целью?

    Как домашнее задание инопланетянина-школьника? Людьми будущего для изучения истории? Программист Вася, потому что ему скучно во время наблюдения за пространственно-временным континуумом? Это сродни вопросу "в чём смысл жизни?", что совсем не облегчает задачу.

  4. Если мы в симуляции чего-то, значит будущее предопределено?

    Если симуляция запущена, у неё должен быть какой-то результат? Результат предопределён, и наблюдается лишь процесс? Будет ли влияния хаоса существенным?

  5. Если мы в симуляции, то когда она запущена?

    Симуляция запущена мгновение назад, а наши воспоминания о прошлом - тоже часть симуляции? Или она уже длится миллиарды лет?

Вопросы к физике

В оригинальном посте задаются хорошие вопросы о явлениях, наблюдаемых в реальности. Только если ответ на них "это симуляция", то лучше бы никакого ответа не было. "Так хочет Бог" - совершенно равносильный ответ, работающий уже тысячи лет. Почему камни падают вниз, а шарик с гелием вверх? Это симуляция. Почему железо притягивается к магниту? Так симуляция же! С вопросами из школьного курса физики это звучит уже не так наукоёмко.

Теперь же вкратце и очень упрощённо (очень, на уровне школьной физики) разберёмся с первым приведённым аргументом: Двухщелевой опыт

В научно-популярных видео наблюдатель всегда изображается в виде глаза, пристально следящего за щелью.

К сожалению, экспериментальное оборудование, требующееся для такого опыта, несколько сложнее. Электрон, для которого этот опыт наиболее нагляден, не виден человеческому глазу, как в принципе и любому оптическому устройству из-за своих малых размеров.

Как же тогда удастся узнать, через какую щель пролетит электрон? Да ещё и с условием, что мы не можем его просто поймать - он должен упасть на экран по условиям эксперимента. Точно также, как слепые люди узнают, что асфальтированная дорожка кончилась и началась плитка, - по взаимодействию трости с поверхностью. Электроны отлично взаимодействуют с другими электронами или заряженными телами. Если помните школьный опыт с султанами, то именно это он и показывает - при получении заряда, лепестки султанов взаимодействуют друг с другом, при этом не касаясь и не теряя заряда:

По схожему принципу мы сможем узнать, через какую щель пролетит электрон. Это можно сравнить с рыбалкой - мы забрасываем пробный электрон возле одной из щелей и ждём поклёвки. Если через щель пролетает электрон, то он взаимодействует с пробным, что мы можем ощутить по натяжению лески.

Конечно, реальные приборы значительно сложнее, но принцип остаётся схожим - чтобы установить пролёт электрона через щель, этот электрон должен провзаимодействовать с измерительным прибором. Однако, если вспомнить третий закон Ньютона, наш прибор также взаимодействует с исследуемым электроном, а это уже влияет на результат эксперимента, а именно - на получаемую интерференционную картину.

Это означает, что "эффект наблюдателя" должен скорее называться "эффект измерителя". И данный эффект никак не связан с тем, будет ли человек смотреть на показания прибора, или не будет. Он связан с тем, влияем ли мы на электрон во время эксперимента или не влияем.

Если зайдёт, я также просто (или сложнее, если нужно) могу разобрать и другие "аргументы".

Показать полностью 4
1018

Возможно ли, что мы живем в симуляции?4

Этот вопрос занимает умы многих философов, ученых и обычных людей, которые задаются смыслом своего существования. С одной стороны, это может показаться абсурдным и невозможным, ведь мы видим, слышим и ощущаем реальный мир вокруг нас. С другой стороны, есть ряд научных аргументов, которые указывают на то, что наша реальность может быть иллюзией, созданной неким высшим разумом или компьютером. Давайте рассмотрим некоторые из аргументов и попытаемся понять, как они свидетельствуют о возможности существования симуляции.

1. Эксперимент с двумя щелями. Это классический опыт в квантовой физике, который демонстрирует дуализм волны-частицы. Если свет или другие частицы проходят через две щели на экране, то они образуют интерференционную картину, как будто они являются волнами. Однако если при этом измерять, через какую щель проходит каждая частица, то интерференция исчезает. Как это объяснить? Один из возможных ответов заключается в том, что квантовая система не имеет определенного состояния до того, как она наблюдается. То есть реальность зависит от того, кто ее наблюдает и как. Это может указывать на то, что наш мир не является объективным и независимым от нас, а скорее подобен компьютерной игре, в которой графика и физика генерируются по мере необходимости. Мы не знаем, есть ли звук у падающего дерева в лесу, когда рядом некому его услышать.

2. Квантовая запутанность. Это явление, при котором две или более частиц оказываются связанными таким образом, что изменение состояния одной из них мгновенно влияет на состояние другой, даже если они разделены большим расстоянием. Это противоречит классической физике, которая утверждает, что никакое взаимодействие не может происходить быстрее скорости света. Как это возможно? Одно из объяснений заключается в том, что квантовые частицы не существуют в пространстве и времени, как мы их понимаем, а скорее являются информационными объектами, которые могут быть манипулированы неким высшим уровнем реальности. То есть наш мир может быть симуляцией, в которой квантовая запутанность является способом передачи данных между разными частями программы.

3. Частица Бога. Это название получила элементарная частица, которая называется Бозон Хиггса. Она была предсказана теоретически в 1964 году и обнаружена экспериментально в 2012 году на большом адронном коллайдере. Бозон Хиггса отвечает за то, что другие частицы приобретают массу и образуют материю. Без нее наш мир был бы совершенно иным. Но почему эта частица существует? Почему она имеет такие свойства, которые делают возможным появление жизни? Некоторые ученые полагают, что это может быть следствием того, что наша Вселенная является симуляцией, в которой бозон Хиггса был специально «запрограммирован» для создания нужных условий.

4. Парадокс Ферми. Это противоречие между высокой вероятностью существования множества разумных цивилизаций во Вселенной и отсутствием каких-либо доказательств их существования. Если Вселенная стара и велика, то почему мы не видим никаких следов инопланетной жизни, таких как зонды, корабли или сигналы? Где они все? Один из возможных ответов заключается в том, что мы не видим их потому, что мы живем в симуляции, в которой они не предусмотрены или скрыты от нас. Возможно, мы являемся частью эксперимента или развлечения для некого суперразума, который контролирует нашу реальность.

5. Антропная сложность. Это термин, который описывает то, насколько сложна и уникальна наша Вселенная с точки зрения возникновения и развития жизни и разума. Для того, чтобы мы могли существовать, должны выполняться ряд очень точных и специфических условий, таких как размерность пространства, значения физических констант, химические реакции, космологические параметры и т.д. Если бы хотя бы один из этих факторов отличался незначительно, то жизнь была бы невозможна или сильно ограничена. Как это объяснить? Один из возможных ответов заключается в том, что наша Вселенная является симуляцией, в которой все эти условия были специально «подогнаны» для создания интересного и сложного сценария.

Итак, мы рассмотрели пять научных аргументов, которые указывают на то, что мы можем жить в симуляции. Конечно, это не доказывает эту гипотезу, а лишь предлагает одно из возможных объяснений некоторых странных и загадочных явлений в нашем мире.

Компьютеры и то как их можно использовать для создания реалистичных миров

Первый компьютер был разработан в 1938 году. За такой короткий промежуток времени, мы создали игры с процедурной генерацией миров и персонажами, управляемыми нейронными сетями. Представьте, какие технологии можно изобрести за миллионы лет.

Вычислительная способность. Квантовые компьютеры могут обрабатывать информацию намного быстрее, чем традиционные компьютеры, их мощность растет экспоненциально. Если разработать квантовый компьютер специально для игр, представьте какой уровень реалистичности симуляции мира можно создать.

Пропускная способность. Чем выше пропускная способность, тем быстрее игра может передавать данные между различными частями системы. Лимит скорости света ограничивает скорость, с которой информация может быть передана через пространство. Это может создать проблемы для игр, которые должны моделировать большие открытые миры. В нашем мире есть автономная функция расширения вселенной, что позволяет вселенной расширяться за пределы локального кластера. Это удобно для разработки, так как не нужно визуализировать ничего за пределами локального кластера.

Возможно, мы никогда не узнаем правду о нашей реальности, или же когда-нибудь выйдем за ее пределы и увидим то, что скрывается за кулисами. Например возможно, этот мир - всего лишь способ развлечения, и мы живем в нем как в виртуальной реальности. А пока мы можем лишь задавать вопросы и пытаться найти ответы на них.

Источник мой телеграм канал: https://t.me/thefutureidol

Показать полностью 2 3
260

Ученые обнаружили потенциальные доказательства существования новой силы природы

Ученые из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в США, сделали открытие во время экспериментов с мюонами, нестабильными элементарными частицами, которые более чем в двести раз тяжелее электронов. Ученые выяснили, что мюоны ведут себя так, как будто они взаимодействуют с неизвестным полем, которое не описывается стандартной моделью физики элементарных частиц. Новая сила, если она действительно существует, будет пятой фундаментальной силой природы.
Открытие новой силы природы может иметь далеко идущие последствия для нашего понимания Вселенной. Оно может привести к разработке новых технологий и открытию новых фундаментальных частиц. Если открытие будет доказано, оно станет одним из самых важных открытий в физике последних десятилетий.

Источник мой телеграм канал: https://t.me/thefutureidol

Показать полностью
5

Ученые предлагают превратить астероид в космическую станцию

Доктор Дэвид В. Дженсен бывший технический сотрудник Rockwell Collins, предлагает проект по превращению астероида в вращающуюся космическую среду обитания. Он рассматривает три основных вопроса: выбор астероида, выбор типа среды обитания и стратегию миссии.

Первый этап, выбор астероида, сфокусирован на определении наиболее подходящего астероида для превращения в космическую среду обитания. Для астероида важно, чтобы он был сделан из материала, который может выдержать центробежную силу вращения, имел достаточно большую массу, чтобы иметь стабильную орбиту, и находился близко к Земле.

После тщательного анализа, доктор Дженсен остановился на одном из весьма перспективных кандидатов - Атир. Этот астероид имеет диаметр около 4,8 км.

Второй этап, определение типа среды обитания. Длительное пребывание в условиях низкой гравитации имеет негативные последствия, поэтому требуется создание искусственной гравитации. Для создания центростремительной силы, станция должна вращаться. Атир уже имеет небольшое вращение, но потребуется увеличить скорость вращения, чтобы создать подходящую имитацию земной гравитации.

Доктор Дженсен предлагает построить тороидальную космическую среду обитания. Тор — это замкнутая кривая в форме бублика. Он имеет несколько преимуществ по сравнению с другими формами, такими как сфера, цилиндр или «гантель». Тороид может быть построен из меньшего количества материала, он более устойчив к воздействию радиации и он может обеспечить более комфортное проживание.

Ученые предлагают превратить астероид в космическую станцию

Третий этап, Доктор Дженсен предлагает использовать самовоспроизводящиеся роботы. В своем плане он описывает использование роботов-пауков и базовой станции, способной воспроизводить себя. Он предлагает отправить на астероид передовые технические компоненты и использовать материалы астероида для создания всего остального, начиная от солнечных батарей и заканчивая роботами-пауками.

Аастероид будет использоваться в качестве космической станции для изучения космоса и проведения экспериментов. Он также может быть использован в качестве перевалочного пункта для будущих миссий на Марс.

Проект оценивается в 4,1 миллиарда долларов и может быть завершен за 12 лет. Это относительно скромная сумма по сравнению с другими космическими проектами. Такого размера затраты доступны для миллиардеров, уже интересующихся космосом, таких как Джефф Безос и Илон Маск. Если идеи доктора Дженсена будут успешно реализованы, то следующее соревнование между миллиардерами может быть связано с построением первой космической среды обитания с искусственной гравитацией.

План превращения астероида в космическую станцию еще находится в стадии разработки, но он имеет потенциал изменить будущее освоения космоса.

Источник мой Телеграм канал: https://t.me/thefutureidol

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!