Зачем нужна вероятность квантовой механики

[Eugen_d12]

Source of the post
По поводу квантовой механики хорошо рассказывал Фейнман:
Характер физических законов. Лекция 6. Вероятность и неопределенность. Видео и русский перевод всех лекций.
В частности насчет детерминизма:
"Вот вам условия опыта: источник электронов, источник сильного света [для рассеивания на электронах], вольфрамовый экран с двумя отверстиями - а ну-ка-скажите мне, за каким из отверстий я увижу следующий электрон. Согласно одной из теорий это невозможно потому, что за всем этим скрывается очень сложный процесс: какие-то внутренние маховички, зубчатые колесики, что-то еще, и в зависимости от того, в каком они сейчас состоянии, электрон полетит либо через одно отверстие, либо через другое. Вероятности того и другого события равны, поскольку, как и в опыте с подбрасыванием монеты, состояние всей этой "машины" зависит от случая. И когда наша физика будет полной, мы сможем предсказывать, через какое отверстие полетит электрон. Это называют теорией скрытых параметров. Такая теория не может быть правильной. Мы не можем предсказывать совсем не потому, что нам не хватает подробностей.
Я уже сказал, что, когда свет не включен, у меня должна получаться интерференционная картина, и ее невозможно анализировать, рассуждая, что этот электрон пролетел через первое отверстие, а этот - через второе, поскольку интерференционная кривая предельно проста и в то же время совершенно не похожа на сумму двух отдельных распределений вероятности. Но если бы мы могли определить, через какое отверстие полетит электрон при включенном свете [при нарушении интерференционной картины], то уже не имело бы никакого значения, включен этот свет на самом деле или выключен. Каково бы ни было устройство источника электронов, позволяющее нам предсказывать, через какое отверстие полетит электрон, нам удалось бы проследить за ним, не включая света, и, следовательно, сказать, не включая света, через какое отверстие он прошел. Но если так, то суммарное распределение не может не распадаться на сумму распределений электронов, прошедших через отверстие 1, и электронов, прошедших через отверстие 2, а на самом деле этого нет.
Поэтому в любом случае, когда эксперимент выявляет интерференцию электронов при выключенном свете, невозможно допустить, чтобы мы могли заранее получать информацию о том, через какое отверстие пролетит электрон при включенном или при выключенном свете. Так что вовсе не незнанием внутреннего механизма, внутренней сложности источника электронов объясняется появление вероятностных законов природы. По-видимому, это в какой-то степени неотъемлемое свойство природы. Кто-то выразился об этом так: "Даже сама природа не знает, по какому пути полетит электрон""

Плюс о неприменимости законов классической физики в микромире (в лекции 4):
"Тот факт, что законы физики не остаются неизменными при изменении масштаба, впервые был обнаружен Галилеем. Рассуждая о прочности костей и балок, он приводит такие соображения. Если вам требуются кости для более крупного животного, которое, скажем, в два раза выше, толще и длиннее нормального, то вес этого животного увеличится в восемь раз, и, следовательно, вам нужны кости, которые выдерживали бы восьмикратную нагрузку. Но прочность кости зависит от размеров ее поперечного сечения, а поэтому если вы увеличите все кости по сравнению с прежним в два раза, то их поперечное сечение увеличится лишь в четыре раза, и, следовательно, они смогут выдерживать лишь четырехкратную нагрузку. В его книге "Диалог о двух новых науках" вы найдете рисунки воображаемых костей гигантской собаки совершенно других пропорций. Мне кажется, Галилей считал, что открытие этого факта несимметричности законов природы относительно изменения масштаба не менее важно, чем открытые им законы движения, и именно поэтому он включил и то и другое в свою книгу "Диалог о двух новых науках"."

Если я правильно понял, речь идет о квантовомеханическом балансе? Согласно соот. неопр. Гейзенберга энергия и импульс на микроскопических временных масштабах и расстояниях подвержены постоянным флуктуациям; причем чем мельче эти расстояние- тем больше флуктуации. Но если взять ничтожно малый дискретный момент времени, то неопределенность все еще будет? Здесь вопрос о бесконечной делимости времени как физ. величины или нет? и пространства?Невозможно констатировать параметр в дискретный момент времени, т.к. он распадается (момент времени) на еще мелкие отрезки (бесконечное множество) прокатит это как интерпретация?

[belousov]

Source of the post

подход, при котором «угадывают» законы природы, сомнителен с самого начало.

Ну, я бы не смог назвать подход, давший уравнения, с помощью которых на кончике пера открыли античастицы, сомнительным.

Source of the post

но мы принципиально не можем описать алгоритм получения случайности.

А тут человек смог:
О ПОНЯТИИ СЛУЧАЙНОСТИ И О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЗАКОНОВ ВЕРОЯТНОСТЕЙ В ФИЗИКЕ

[belousov]

Я бы глубоко в атомизм не залезал. Кто там знает, что думали эти греки . Но с уверенностью могу сказать, что основа физики и любой науки - опыт и это её философия. Описание результата опыта и есть "конечное" описание, и без разницы получаем мы однозначное значение или распределение вероятности, что поделаешь если мир такой. Но сразу оговорюсь, что естественно ученые ещё что-нибудь откроют, и эта новая теория объяснит и новые опыты и старые, но я бы не стал бы пытаться угадывать её форму и подходить к ней с понятиями макромира: кто-нибудь в конце 19 века мог себе вообразить квантовую теорию и теорию относительности? Как говориться: "Нельзя выразить истину словами". Микромир это другой мир и нашего жизненного опыта не хватит чтобы его понять. Кто-нибудь может объяснить такое понятие как корпускулярно-волновой дуализм? Это явление из другого мира. Мы можем лишь описать следствия и успокоиться

[Евгений Гр]

Source of the post Можно постулировано шаг за шагом, для прозрачности, ну или хотя бы в какую сторону смотреть?

Я не до конца понял Ваш вопрос, поэтому отвечаю как понял. Прикладная математика (решение прикладных задач) является хорошим примером прагматического подхода. Решая задачу прикладник строит модель обсчитываемого явления или объекта. Отдавая себе отчет в том, что это именно модель, а не закон природы. Поэтому любая работа прикладника по построению такой модели не может считаться законченной, выполненной качественно (серьезной, заслуживающей внимания, если хотите), если прикладник не укажет (строго обоснуют) границ применимости этой модели. Совпадение с множеством известных экспериментальных результатов (ответов) не имеет значения, без такой оценки просто нельзя опереться на такую модель, например чтобы рассчитывать самолет.

Что делает физик, открывая (угадывая) модель, действительно описывающую некий класс явлений? Физик, следуя философии античного атомизма, объявляет эту модель законом природы. Так удобнее не надо возиться с обоснованием, определять границы применимости модели-закона. А эти границы должны появиться естественным образом при аккуратной формализации опытных данных в виде неких элементарных гипотез обобщающих опыт. Это было простительно первый раз когда «обожглись» на классической механики, но выводы сделаны не были. И вот физики пытаются скрестить ужа с ежом КМ и ТО, а как же это же два закона природы. Тем кто считает что это всего лишь модели, для которых физики не потрудились поискать границ применимости, остается только запостись подкормом.

Source of the post Ну, я бы не смог назвать подход, давший уравнения, с помощью которых на кончике пера открыли античастицы, сомнительным.

А я не говорю что они сомнительны.

Source of the post А тут человек смог:
О ПОНЯТИИ СЛУЧАЙНОСТИ И О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЗАКОНОВ ВЕРОЯТНОСТЕЙ В ФИЗИКЕ

У меня комп не пропускает, возможно виросовонный сайт.

[belousov]

Source of the post

Source of the post
По поводу квантовой механики хорошо рассказывал Фейнман:
Характер физических законов. Лекция 6. Вероятность и неопределенность. Видео и русский перевод всех лекций.
В частности насчет детерминизма:
"Вот вам условия опыта: источник электронов, источник сильного света [для рассеивания на электронах], вольфрамовый экран с двумя отверстиями - а ну-ка-скажите мне, за каким из отверстий я увижу следующий электрон. Согласно одной из теорий это невозможно потому, что за всем этим скрывается очень сложный процесс: какие-то внутренние маховички, зубчатые колесики, что-то еще, и в зависимости от того, в каком они сейчас состоянии, электрон полетит либо через одно отверстие, либо через другое. Вероятности того и другого события равны, поскольку, как и в опыте с подбрасыванием монеты, состояние всей этой "машины" зависит от случая. И когда наша физика будет полной, мы сможем предсказывать, через какое отверстие полетит электрон. Это называют теорией скрытых параметров. Такая теория не может быть правильной. Мы не можем предсказывать совсем не потому, что нам не хватает подробностей.
Я уже сказал, что, когда свет не включен, у меня должна получаться интерференционная картина, и ее невозможно анализировать, рассуждая, что этот электрон пролетел через первое отверстие, а этот - через второе, поскольку интерференционная кривая предельно проста и в то же время совершенно не похожа на сумму двух отдельных распределений вероятности. Но если бы мы могли определить, через какое отверстие полетит электрон при включенном свете [при нарушении интерференционной картины], то уже не имело бы никакого значения, включен этот свет на самом деле или выключен. Каково бы ни было устройство источника электронов, позволяющее нам предсказывать, через какое отверстие полетит электрон, нам удалось бы проследить за ним, не включая света, и, следовательно, сказать, не включая света, через какое отверстие он прошел. Но если так, то суммарное распределение не может не распадаться на сумму распределений электронов, прошедших через отверстие 1, и электронов, прошедших через отверстие 2, а на самом деле этого нет.
Поэтому в любом случае, когда эксперимент выявляет интерференцию электронов при выключенном свете, невозможно допустить, чтобы мы могли заранее получать информацию о том, через какое отверстие пролетит электрон при включенном или при выключенном свете. Так что вовсе не незнанием внутреннего механизма, внутренней сложности источника электронов объясняется появление вероятностных законов природы. По-видимому, это в какой-то степени неотъемлемое свойство природы. Кто-то выразился об этом так: "Даже сама природа не знает, по какому пути полетит электрон""

Плюс о неприменимости законов классической физики в микромире (в лекции 4):
"Тот факт, что законы физики не остаются неизменными при изменении масштаба, впервые был обнаружен Галилеем. Рассуждая о прочности костей и балок, он приводит такие соображения. Если вам требуются кости для более крупного животного, которое, скажем, в два раза выше, толще и длиннее нормального, то вес этого животного увеличится в восемь раз, и, следовательно, вам нужны кости, которые выдерживали бы восьмикратную нагрузку. Но прочность кости зависит от размеров ее поперечного сечения, а поэтому если вы увеличите все кости по сравнению с прежним в два раза, то их поперечное сечение увеличится лишь в четыре раза, и, следовательно, они смогут выдерживать лишь четырехкратную нагрузку. В его книге "Диалог о двух новых науках" вы найдете рисунки воображаемых костей гигантской собаки совершенно других пропорций. Мне кажется, Галилей считал, что открытие этого факта несимметричности законов природы относительно изменения масштаба не менее важно, чем открытые им законы движения, и именно поэтому он включил и то и другое в свою книгу "Диалог о двух новых науках"."

Если я правильно понял, речь идет о квантовомеханическом балансе? Согласно соот. неопр. Гейзенберга энергия и импульс на микроскопических временных масштабах и расстояниях подвержены постоянным флуктуациям; причем чем мельче эти расстояние- тем больше флуктуации. Но если взять ничтожно малый дискретный момент времени, то неопределенность все еще будет? Здесь вопрос о бесконечной делимости времени как физ. величины или нет? и пространства?Невозможно констатировать параметр в дискретный момент времени, т.к. он распадается (момент времени) на еще мелкие отрезки (бесконечное множество) прокатит это как интерпретация?

В неопр. Гейзенберга присутствует связь координаты и импульса (скорости), или, что тоже самое, времени и энергии. Таким образом уменьшая промежуток времени мы все меньше можем сказать об энергии. Интерпретировать я не берусь.

[Евгений Гр]

Source of the post Но с уверенностью могу сказать, что основа физики и любой науки - опыт и это её философия. Описание результата опыта и есть "конечное" описание, и без разницы получаем мы однозначное значение или распределение вероятности, что поделаешь если мир такой.

А я с эти и не спорю. .

Source of the post Но сразу оговорюсь, что естественно ученые ещё что-нибудь откроют

Откроют? Что значит открыть чего либо?

[Евгений Гр]

Source of the post В неопр. Гейзенберга присутствует связь координаты и импульса (скорости), или, что тоже самое, времени и энергии. Таким образом уменьшая промежуток времени мы все меньше можем сказать об энергии. Интерпретировать я не берусь.

Да тут как раз все просто, чем короче волна света, тем точнее можно измерить координату (предполагается что свет это единственный способ измерить координату). Но чем короче длинна волны тем больше энергия и импульс кванта света, и соответственно тем больше мы нарушаем чистоту системы для второго измерения. Соответственно любая модель обещающая опытные данные полученные с помощью света (электромагнитных волн) должна содержать в себе этот принцип. Но причем тут природа? Ну т.е. может и причем, а может и нет.

[belousov]

Source of the post

Что делает физик, открывая (угадывая) модель, действительно описывающую некий класс явлений? Физик, следуя философии античного атомизма, объявляет эту модель законом природы. Так удобнее не надо возиться с обоснованием, определять границы применимости модели-закона. А эти границы должны появиться естественным образом при аккуратной формализации опытных данных в виде неких элементарных гипотез обобщающих опыт. Это было простительно первый раз когда «обожглись» на классической механики, но выводы сделаны не были. И вот физики пытаются скрестить ужа с ежом КМ и ТО, а как же это же два закона природы. Тем кто считает что это всего лишь модели, для которых физики не потрудились поискать границ применимости, остается только запостись подкормом.

Физики же не идиоты Все границы применимости найдены, по крайней мере в ТО. Про КМ не могу ничего сказать. Поэтому и ищут новые законы природы, строят коллайдеры. Закон природы - это лишь модель, которая на данный момент лучше описывает опыт и ничто более. А открыть что-нибудь, значит расширить границы применимости.
А сайт замечательный. Успехи физических наук.

[Евгений Гр]

Source of the post Все границы применимости найдены, по крайней мере в ТО.

?

[belousov]

Source of the post

Source of the post В неопр. Гейзенберга присутствует связь координаты и импульса (скорости), или, что тоже самое, времени и энергии. Таким образом уменьшая промежуток времени мы все меньше можем сказать об энергии. Интерпретировать я не берусь.

Да тут как раз все просто, чем короче волна света, тем точнее можно измерить координату (предполагается что свет это единственный способ измерить координату). Но чем короче длинна волны тем больше энергия и импульс кванта света, и соответственно тем больше мы нарушаем чистоту системы для второго измерения. Соответственно любая модель обещающая опытные данные полученные с помощью света (электромагнитных волн) должна содержать в себе этот принцип. Но причем тут природа? Ну т.е. может и причем, а может и нет.

Ну а как интерпретировать размытие энергий уровней, связанное с конечность времени пребывания электрона на энергетическом уровне атома. На основном уровне размытия не наблюдается.