Лидеры категории
Лена-пена
М.И.
Y.Nine
•••
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Кто сможет обьяснить суперпозицию в квантовой физике? В моск пока не влазеет. желательно, на упрощенных примерах.
good men30
(380),
закрыт
12 лет назад
Лучший ответ
саня даньшин
(1446)
12 лет назад
в классической физике исследуемый объект находится лишь в каком-то одном или в другом состоянии. К примеру, учащийся может бегать на улице или кушать в столовой. Однако он не может быть в этих двух местах в одно и то же время, что могло бы соответствовать суперпозиции этих состояний.
Тем не менее в природе для микрочастиц имеет место и совершенно другая ситуация, когда объект находится в суперпозиции состояний. Иными словами, происходит наложение двух или большего числа состояний друг на друга без какого-либо взаимного влияния. Например, экспериментально доказано, что одна частица может как бы одновременно проходить через две щели в непрозрачном экране. Частица, проходящая через первую щель, - это одно состояние, та же частица, проходящая через вторую, - другое. И эксперимент показывает, что наблюдается сумма этих состояний. В таком случае говорят о суперпозиции состояний, или о чисто квантовом состоянии. Речь идет о квантовой суперпозиции, т. е. о суперпозиции состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения. Состояния квантовой частицы описываются посредством так называемой волновой функции. Можно сказать, что волновая функции описывает «программу» поведения электронов. Как в компьютере есть «железо» и программа, так и в квантовом мире электрон (частица) играет роль «железа» , а волновая функция - программы. Программа описывает, что можно делать электрону, а что нельзя. Существуют различные программы его поведения, они зависят от условий наших наблюдений. Когда меняется прибор наших наблюдений, меняется и программа. Можно сравнить это с воздействием красного или зеленого сигнала на автомобилиста. Это не физическое воздействие, однако оно задает действие водителя. В соответствии с программой, которая задается водителю светофором, он едет дальше или останавливается.
Для того чтобы разобраться в этих понятиях, можно рассмотреть классический двухщелевой эксперимент, который был описан Фейнманом. Из него следует, что когда наблюдатель смотрит на электрон и фиксирует его состояние, то электрон ведет себя как обычная частица. А когда наблюдатель на него не смотрит, электрон проявляет волновые свойства. (Действительно, электрон ведет себя как волна, но это не обычная, физическая волна, а комплексная волна вероятности, которую невозможно увидеть. )
Так, электрон как бы «чувствует» , что за ним смотрят, и ведет себя в соответствии с действиями наблюдателя. Выходит, наблюдение как бы «вырывает» объект из совокупности неопределенных квантовых состояний и переводит его в проявленное, наблюдаемое состояние.
Оказывается, если измерение, проведенное над классической системой, может и не оказать никакого влияния на ее состояние, для квантовой системы это не так.
Тем не менее в природе для микрочастиц имеет место и совершенно другая ситуация, когда объект находится в суперпозиции состояний. Иными словами, происходит наложение двух или большего числа состояний друг на друга без какого-либо взаимного влияния. Например, экспериментально доказано, что одна частица может как бы одновременно проходить через две щели в непрозрачном экране. Частица, проходящая через первую щель, - это одно состояние, та же частица, проходящая через вторую, - другое. И эксперимент показывает, что наблюдается сумма этих состояний. В таком случае говорят о суперпозиции состояний, или о чисто квантовом состоянии. Речь идет о квантовой суперпозиции, т. е. о суперпозиции состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения. Состояния квантовой частицы описываются посредством так называемой волновой функции. Можно сказать, что волновая функции описывает «программу» поведения электронов. Как в компьютере есть «железо» и программа, так и в квантовом мире электрон (частица) играет роль «железа» , а волновая функция - программы. Программа описывает, что можно делать электрону, а что нельзя. Существуют различные программы его поведения, они зависят от условий наших наблюдений. Когда меняется прибор наших наблюдений, меняется и программа. Можно сравнить это с воздействием красного или зеленого сигнала на автомобилиста. Это не физическое воздействие, однако оно задает действие водителя. В соответствии с программой, которая задается водителю светофором, он едет дальше или останавливается.
Для того чтобы разобраться в этих понятиях, можно рассмотреть классический двухщелевой эксперимент, который был описан Фейнманом. Из него следует, что когда наблюдатель смотрит на электрон и фиксирует его состояние, то электрон ведет себя как обычная частица. А когда наблюдатель на него не смотрит, электрон проявляет волновые свойства. (Действительно, электрон ведет себя как волна, но это не обычная, физическая волна, а комплексная волна вероятности, которую невозможно увидеть. )
Так, электрон как бы «чувствует» , что за ним смотрят, и ведет себя в соответствии с действиями наблюдателя. Выходит, наблюдение как бы «вырывает» объект из совокупности неопределенных квантовых состояний и переводит его в проявленное, наблюдаемое состояние.
Оказывается, если измерение, проведенное над классической системой, может и не оказать никакого влияния на ее состояние, для квантовой системы это не так.
Инженер-констрикторВысший разум (189526)
12 лет назад
Это не совсем так.
Измерение всегда подразумевает физическое воздействие.
Другое дело, что для классической системы оно может оказаться пренебрежимо малым.
Измерение всегда подразумевает физическое воздействие.
Другое дело, что для классической системы оно может оказаться пренебрежимо малым.
саня даньшин
Мастер
(1446)
отож. нефик туда вааще суваться.
Станислав СтаниславУченик (114)
5 лет назад
На самом деле электрон ничего не может чувствовать что за ним кто-то наблюдает причиной дуальности электрона является пучок электронного микроскопа на восновании которого и проявляются свойства электрона когда пучок не направлен волновые свойства если пучок электронного микроскопа направлен на электрон, электрон ведет себя как частица. Не морочьте впредь себе голову этой глупостью.
Верно, все так и есть.
Остальные ответы
Инженер-констриктор
(189526)
12 лет назад
Зачем?
Квантовый компьютер делаешь из берёзы?
Квантовый компьютер делаешь из берёзы?
Источник: в мозг не влазит - не забивай, нельзя впихнуть невпихуемое
good men30Знаток (380)
12 лет назад
А мы легких путей не ищем!:)
и откуда вы знаете про мой квантовый комп из березы (делаю топором), вы за мной следите, вы из Red KGB или из массонской ложи Ротшильдов?:)
и откуда вы знаете про мой квантовый комп из березы (делаю топором), вы за мной следите, вы из Red KGB или из массонской ложи Ротшильдов?:)
Инженер-констриктор
Высший разум
(189526)
Я из ZOG.
Юля Павлова
(70084)
12 лет назад
Саня Даньшин прекрасно объяснил научную точку зрения на самом ярком и доступном примере.
В реальном макромире для макротел и макропроцессов (факторы: большие промежутки времени, расстояния, массы, энергии, малые силы, скорости и ускорения) существует принцип суперпозиции, то есть принцип наложения, суммирования перечисленных факторов, который всегда оправдывается.
Суперпозиция кажется реально действующей не только для единого направления движения, скорости, ускорения, но и для взаимодействия, хотя мы знаем, что сил приложено несколько, мы всегда можем заменить их суммой .
В микромире же суперпозиция может определяться только через вероятности событий.
Принцип неопределённости говорит о том, что для тех микрочастиц, внутренность которых нам неизвестна (мы не имеем микро-микроскопа и микроскальпеля) , их микровзаимодействия нам неизвестны (мы не имеем микроприборов и подавляем влияние всех микросил своим присутствием) , мы не можем исследовать поведение частицы иначе, как через статистику, через определение вероятности событий.
Теоретики предсказывают событие на кончике пера, экспериментаторы проделывают миллиарды опытов.
Если в двух отдельных опытах получен разных результат, приходится развести руками и надеяться на миллиарды других опытов.
Сама вероятность есть конечное отдельное число и она символизирует сам квант, она не связана с непрерывностью процессов, наоборот, она может быть подтверждена только если опыт будет прерван, начальные условия восстановятся и опыт будет повторён.
Вероятность тем точнее вычисляется, чем короче опыт во времени и пространстве,
но тут точность ограничивается принципом неопределённости. Итак, в науке мы имеем не микрочастицу реальную, а квант вероятности, по сути.
Наука никак не связана с реальностью, она лишь есть совокупность идеалистических теорий, абстрактных математических фактов. Теории всегда могут быть заменены, все вычисления перевычислены в другой системе координат, представлений.
То есть и в реальном макромире принцип суперпозиции есть не реальность, а абстракция (понятие о равнодействующей силе это ясно подчеркивает) .
Квантовая механика есть наука весьма отделённая от обычных человеческих понятий.
Один из её основателей, Эйнштейн, отказался ею заниматься, так как считает мир непрерывным, подчиняющимся не законам случайности, а законам дифференциально-интегрального исчисления.
Но квантовая механика возникла не случайно, она должна была возникнуть на пороге недостижимого. И с её помощью экспериментаторы через макропроцессы постигают многие явления микромира, учатся через большие энергии извлекать новые микрочастицы из "вакуума".
То что фотон существует в двух или нескольких местах не противоречит теории. Если в одном месте вероятность его появления 0,5, то эт оавтоматически означает, что за рассмотренный период времени он побывает ещё где-то. Это как школьник, поздно вернувшийся из школы. Если он вернулся очень быстро, значит нигде не был, бежал прямо домой. Если поздно вернулся, значит куда -то ходил, или по пути надолго останавливался. Всё очень понятно, если быть точным.
Опыт с фотоном говорит о том, что размеры фотона не могут быть ограничены, ибо он не есть частица, а есть поле. Поле как вода, проникает не через одну дырочку в сите, и не через все, а через множество.
В хорошем решете при определённых условиях воду носить всё-таки можно. Суть в самих условиях и в том, точно ли экспериментатор учитывает эти условия.
В реальном макромире для макротел и макропроцессов (факторы: большие промежутки времени, расстояния, массы, энергии, малые силы, скорости и ускорения) существует принцип суперпозиции, то есть принцип наложения, суммирования перечисленных факторов, который всегда оправдывается.
Суперпозиция кажется реально действующей не только для единого направления движения, скорости, ускорения, но и для взаимодействия, хотя мы знаем, что сил приложено несколько, мы всегда можем заменить их суммой .
В микромире же суперпозиция может определяться только через вероятности событий.
Принцип неопределённости говорит о том, что для тех микрочастиц, внутренность которых нам неизвестна (мы не имеем микро-микроскопа и микроскальпеля) , их микровзаимодействия нам неизвестны (мы не имеем микроприборов и подавляем влияние всех микросил своим присутствием) , мы не можем исследовать поведение частицы иначе, как через статистику, через определение вероятности событий.
Теоретики предсказывают событие на кончике пера, экспериментаторы проделывают миллиарды опытов.
Если в двух отдельных опытах получен разных результат, приходится развести руками и надеяться на миллиарды других опытов.
Сама вероятность есть конечное отдельное число и она символизирует сам квант, она не связана с непрерывностью процессов, наоборот, она может быть подтверждена только если опыт будет прерван, начальные условия восстановятся и опыт будет повторён.
Вероятность тем точнее вычисляется, чем короче опыт во времени и пространстве,
но тут точность ограничивается принципом неопределённости. Итак, в науке мы имеем не микрочастицу реальную, а квант вероятности, по сути.
Наука никак не связана с реальностью, она лишь есть совокупность идеалистических теорий, абстрактных математических фактов. Теории всегда могут быть заменены, все вычисления перевычислены в другой системе координат, представлений.
То есть и в реальном макромире принцип суперпозиции есть не реальность, а абстракция (понятие о равнодействующей силе это ясно подчеркивает) .
Квантовая механика есть наука весьма отделённая от обычных человеческих понятий.
Один из её основателей, Эйнштейн, отказался ею заниматься, так как считает мир непрерывным, подчиняющимся не законам случайности, а законам дифференциально-интегрального исчисления.
Но квантовая механика возникла не случайно, она должна была возникнуть на пороге недостижимого. И с её помощью экспериментаторы через макропроцессы постигают многие явления микромира, учатся через большие энергии извлекать новые микрочастицы из "вакуума".
То что фотон существует в двух или нескольких местах не противоречит теории. Если в одном месте вероятность его появления 0,5, то эт оавтоматически означает, что за рассмотренный период времени он побывает ещё где-то. Это как школьник, поздно вернувшийся из школы. Если он вернулся очень быстро, значит нигде не был, бежал прямо домой. Если поздно вернулся, значит куда -то ходил, или по пути надолго останавливался. Всё очень понятно, если быть точным.
Опыт с фотоном говорит о том, что размеры фотона не могут быть ограничены, ибо он не есть частица, а есть поле. Поле как вода, проникает не через одну дырочку в сите, и не через все, а через множество.
В хорошем решете при определённых условиях воду носить всё-таки можно. Суть в самих условиях и в том, точно ли экспериментатор учитывает эти условия.
good men30Знаток (380)
12 лет назад
*и тут у меня отвалилась челюсть и пробив 5 этажей улетела в подвал* :)
Девушка, если вы в Москве, то я хочу пригласить вас на кофе с зефирками в Шоколадницу! Мне чертовски любопытно узнать, какого размера у вас голова, если в нее поместилось понимание квантовой суперпозиции:)
Девушка, если вы в Москве, то я хочу пригласить вас на кофе с зефирками в Шоколадницу! Мне чертовски любопытно узнать, какого размера у вас голова, если в нее поместилось понимание квантовой суперпозиции:)
Юля Павлова
Гений
(70084)
Вам понравилось?
Мне что-то объясняли об обычной суперпозиции, а о квантовой я никогда и не задумывалась.
Если Вам потребовался ответ, надо было только включить соображение.
В Википедию даже было лень заглянуть, чтобы прикоснуться к теме ))).
Суперпозиция - это математическое понятие и надо мыслить строго в этом ключе, не привлекая сов чудо и магия.
Ну вот о математике.
Как известно, есть формулы решения квадратных и кубических уравнений в сфере вещественных чисел,
Более сложные уравнение таких формул не имеют. Более того, даже квадратные и кубические уравнения не всегда имеют решения.
Кардано, который занимался этой проблемой, придумал мнимую единицу, чтобы как-то решить квадратное уравнение а абстрактном смысле. В результате возникла стройная теория комплексного числа и обнаружилось, что в комплексной область любое уравнений n-1 степени имеет всегда ровно n корней. И любое сложное уравнение стало элементарно решаться простым способом, понятным шклльнику.
Похожие вопросы