Буриданов осел и шредингеровская кошка

Статья - Математика и статистика

Другие статьи по предмету Математика и статистика

Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



т к появлению интерференционных, то есть волновых, явлений (подумайте, почему!). Нет ничего особенно интересного в утверждении, что в наглухо закрытом ящике лежит либо живая, либо мертвая кошка - как нет ничего интересного в утверждении, что монетка упадет с равными вероятностями либо орлом, либо решкой. Все парадоксы квантовой механики связаны с тем, что эти состояния интерферируют. Так вот. Если мы рассматриваем строго изолированную от внешнего мира систему, то никакой ошибки в рассуждении Шредингера нет. Как и в проблеме предсказуемости в классической механике, мы должны несколько изменить постановку задачи и рассмотреть открытые системы. Такая задача была впервые поставлена в четкой математической форме в 1963 году великим американским физиком Ричардом Фейнманом - тем самым, который придал квантовой физике ее современную форму, научив нас суммировать по траекториям и придумав свои знаменитые диаграммы. В результате ее тщательного исследования (особо важную роль здесь сыграли работы американского физика А. Леггетта) оказалось, что взаимодействие с окружением разрушает квантовую интерференцию, превращая тем самым квантовую систему в классическую, причем тем быстрее, чем больше масса системы. Так что классические системы, в том числе измерительные приборы, существуют потому, что они взаимодействуют с окружающим миром! Кстати, совсем изолировать какую-то систему в нашей Вселенной невозможно, даже в межгалактическом пространстве - никуда не деться от заполняющего весь мир так называемого реликтового излучения... Но это уже, как говорится, совсем другая история.

Для того, чтобы изучить взаимодействие макрообъектов с окружением и связанные с этим эффекты разрушения квантовой интерференции, к счастью, нет нужды так живодерствовать как в оригинальной постановке проблемы. Все эти явления сейчас изучаются на так называемых сверхпроводящих квантовых устройствах (СКВИДах), малых магнитных частицах или магнитных молекулах, и других объектах. Но обсуждение всех этих вопросов завело бы нас сейчас слишком далеко. Мне хотелось бы отметить другое. Конечно, физика не может решать "вечные" философские проблемы - о предопределении, то есть судьбе, свободе воли, причинности, случайности и так далее, и, думаю, ни в коем случае и не должна пытаться это делать - добром это не кончится... Но она явно "имеет что сказать" по всем этим вопросам такого, что неплохо бы знать каждому образованному человеку - чтобы получше представлять себе, как устроен мир, в котором он живет. Здесь я хотел дать читателю представление о сложности и "многогранности" одной из принципиальных проблем современной науки - проблемы предсказуемости поведения различных систем и объектов. Оказывается, что даже в классической механике Ньютона возможность предсказать движение системы для достаточно больших промежутков времени, как правило, ограничена. В современной квантовой физике возможность однозначных предсказаний ограничена еще сильнее, и сам математический аппарат сориентирован на вычисление вероятностей различных процессов. При этом проблема предсказуемости оказывается очень тесно связанной с открытостью этих систем - их (сколь угодно малым, но конечным) взаимодействием с остальной Вселенной. При этом, парадоксальным образом, в квантовой механике эта "открытость" не уничтожает, а, напротив, создает в некоторых случаях возможность делать определенные предсказания, разрушая квантовую "интерференцию состояний". Все эти вопросы можно лишь "обозначить" в короткой статье, но я надеюсь, любопытство части читателей будет разбужено достаточно, чтобы они попытались читать более серьезную литературу по этим вопросам.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта