Sponsorowane


www.autoczescionline24.PL

Tagi


Archiwa


Zaprzyjaźnione


/ 50

Artykuły

Kim jest obserwator?

29th Lis '12

Za każdym razem, gdy dostaję w ręce jakąś książkę zaczepiającą o temat mechaniki kwantowej, czytam ją z zapartym tchem. Nieważne, że to już dziesiąty opis zasady nieoznaczoności Heisenberga czy dwudzieste przedstawienie kota Schrödingera – zawsze odczuwam fascynację i spędzam kolejne wieczory na rozmyślaniach. Do napisania poniższego artykułu zachęciła mnie praca prof. Paula Daviesa; przypominająca o filozoficznej masakrze, jakiej dokonał problem pomiaru i obserwatora w mechanice kwantowej.

Mechanika kwantowa bezsprzecznie zmieniła świat. Wraz z jej nadejściem skończył się czas panowania prostej i schematycznej fizyki, zastąpionej przez erę nieprzewidywalności. Dotychczasowa rzeczywistość kul bilardowych, poruszających się zgodnie z prostymi zasadami mechaniki klasycznej minęła bezpowrotnie. Podobnie atom, przedstawiany u zarania XX wieku, jako miniaturowy układ planetarny, z jądrem i okrążającym go po określonej orbicie elektronem, uległ sporej renowacji. Erwin Schrödinger, Niels Bohr, Werner Heisenberg i inni, zburzyli newtonowski porządek, wydając szereg prac opartych o dziwaczne – z punktu widzenia fizyków poprzednich generacji – założenia.

Nie sięgajmy daleko i weźmy pod lupę zmorę fizyków, czyli sławne doświadczenie z dwoma szczelinami. (Tu macie jedno z wielu multimedialnych przedstawień eksperymentu.) Już w XIX wieku, Thomas Young wziął sobie za cel obalenie pomysłu Izaaka Newtona, jakoby światło było strumieniem cząstek. Aby tego dokonać, wymyślił, że jeżeli nakieruje wiązkę światła na przegrodę z równolegle wyciętymi dwoma szczelinami, na postawionym ekranie zauważymy ciemniejsze i jaśniejsze prążki. No panie Newton, tak to się cząstki nie zachowują – mógł pomyśleć Young i miałby rację. Przepuszczone przez szczeliny światło nakreśliło na ekranie wzór interferencyjny, następujący przez wzajemne wzmacnianie i wygaszanie… fal. (Gorzej, że kilkadziesiąt lat później prace Plancka i Einsteina znów przywróciły do życia korpuskularny opis światła, przenoszonego przez fotony.)

Światło ukazało swą falową naturę, więc ciekawscy fizycy postanowili przeprowadzić bliźniacze doświadczenie dla cząstek wchodzących w skład atomu. Clinton Davisson wziął na warsztat strumień elektronów, które przepuścił przez przegrodę ze szczelinami, które uderzały w odpowiednio czuły ekran. Efekt był zatrważający: wzór interferencyjny, elektrony zachowały się jak fala! W takim wypadku, niedowierzający Davisson spróbował je podejść od innej strony, zasłaniając jeden z otworów. W tym wariancie cząstki, które zdołały przefrunąć na drugą stronę przegrody, uderzały w cały ekran, w przypadkowy sposób – jak to punktowe cząstki. Po powtórnym odsłonięciu drugiej szczeliny, nawet przy powolnej emisji elektronów, stopniowo wyłoniły się prążki charakterystyczne dla fali. Ostatecznie okazało się, że nawet pojedynczo wystrzeliwane elektrony, po całym dniu bombardowania ekranu, namalują nań obraz interferencyjny, doprowadzając badaczy na skraj załamania. Raz cząstka, raz fala, zależnie od tego czy udostępnimy cząstkom jedną czy dwie szczeliny. Dla rozsądnego człowieka takie stanowisko równa się katastrofie.

Kluczem dla rozwiązania problemu i przywrócenia fizyki do pionu było stwierdzenie, z jaką właściwie falą mamy do czynienia, tj. co interferuje? Gdyby elektron był po prostu stuprocentową falą, zachowywałby się tak niezależnie od ilości otworów, a czujniki nie sugerowałyby nam, że uderzają weń poszczególne cząstki. Mechanika kwantowa rozwiązała ten kryzys stwierdzając, jakby to abstrakcyjnie nie brzmiało, iż przedmiotem sprawy jest fala prawdopodobieństwa. Wystrzelona cząstka podróżuje różnoraką trajektorią i ostatecznie uderzy w przypadkowym celu. Wysilający się przed komputerem naukowiec, może jedynie obliczyć najprawdopodobniejsze miejsce lądowania elektronu. Jeżeli jednak damy cząstkom do dyspozycji dwie szczeliny, to nagle ich fale prawdopodobieństwa zaczną się wzajemnie wzmacniać i wygaszać, co zwiększy szanse na ich uderzenie w jedne obszary na ekranie (prążki jaśniejsze) i zmniejszy w inne (prążki ciemniejsze). Tak jakby wszystkie możliwości trajektorii lotu, nawet pojedynczego elektronu interferowały, powodując, że „wie” on gdzie uderzyć aby ostatecznie wyglądać jak fala. Fizycy postanowili być jednak przebiegli i podglądać w jaki sposób elektrony mijają przegrodę ze szczelinami. Przyrząd, co było do przewidzenia, nie zauważył żadnej fali, legitymując każdą przelatującą cząstkę. Na ekranie wyświetliły się tylko dwa prążki, obraz interferencyjny znów zniknął. To co było falą prawdopodobieństwa, urealniło się jeszcze przed przejściem przez otwór, a elektron w momencie pomiaru wybrał jedną z możliwości.

Miłośnik wolnej miłości i kotów Erwin Schrödinger, uwydatnił ten problem, znanym eksperymentem myślowym. Wymyślił, że należy zamknąć futrzaka w pudełku wraz z pułapką sterowaną za pomocą pojedynczej cząstki. Może ona przybrać jeden z dwóch stanów z szansą 50% na każdy: przy pierwszym uwalnia z pułapki śmiercionośną truciznę zabijającą niewinne zwierzę, a przy drugim nic się nie dzieje i kot żyje, aż nie zdechnie z głodu. Pudełko jest jednak zamknięte, a mechanika kwantowa podpowiada nam, że póki nie zajrzymy do środka, dopóty cząstka pozostanie w superpozycji dwóch stanów, a wraz z nią kot. W ten sposób miłe dyskusje na temat prawdopodobieństwa i dziwnych zachowań cząstek, Schrödinger przeniósł na wyższy i bardziej kontrowersyjny poziom. Skoro cząstka może znajdować się w dwóch pozycjach jednocześnie, to dlaczego organizm nie mógłby być na raz żywy i zdechły? Naturalnie eksperymentu tego nikt nie przeprowadził, a w dodatku ma on kilka przeszkód, ale świetnie uwypukla sprzeczność fizyki kwantowej z codziennymi doświadczeniami.
Niektórzy rzekliby, że tam gdzie zaczyna się krzywda kota, tam kończą się żarty. Można również powiedzieć, że w miejscu eksperymentu Schrödingera tak naprawdę kończy się fizyka, a zaczyna filozofia. Podobnie jak w przypadku doświadczenia z dwoma szczelinami, swoim gapieniem się redukujemy falę prawdopodobieństwa; tak że czworonóg „wybierze” jeden z dwóch stanów w chwili otwarcia przez nas pudełka. Jako obserwatorzy doprowadzimy do urealnienia któregoś ze scenariuszy (oby tego pozytywnego!). Na jakiej podstawie? Kto jest obserwatorem? Czy pomiaru musi dokonać człowiek, czy może wystarczy obecność zwierzęcia lub nawet samego przyrządu?

Jeżeli myślicie, że w ciągu kilkudziesięciu lat nauka znalazła panaceum na tę bolączkę, to jesteście wielkimi optymistami. Od czasu słynnej interpretacji kopenhaskiej do dnia dzisiejszego, wciąż pojawiają się nowe, niekiedy bardzo dziwaczne koncepcje. W swojej książce „Bóg i Nowa Fizyka”, Paul Davies pisze tak: Elektron nie rezygnuje z żadnej możliwości, dopóki ktoś go nie podejrzy. Oba możliwe światy współistnieją w postaci hybrydy, widmowej superpozycji. Niedługo później, profesor Newcastle upon Tyne zwraca uwagę na następny problem: (…) oddziaływanie elektronu z aparatem to proces, w którym uczestniczą atomy aparatu, a zatem należy go opisywać uwzględniając efekty kwantowe. Innymi słowy, duże obiekty, jak przyrząd do pomiaru lub nawet my sami, nie są do końca wolne od szaleństw kwantowego świata. Wedle takiego stanowiska, podglądając elektron niejako wchodzimy we współzależność z tą cząstką i sami przyjmujemy którąś z pozycji.

Węgierski noblista Eugene Wigner wprawił swoich kolegów w osłupienie, twierdząc, że wybór stanu kwantowego dokonuje się w… świadomości obserwatora. Fizyk jednym ruchem ręki rozwiązał – przynajmniej według siebie – problem obserwacji i współistniejących hybryd światów. Ciężko odnaleźć dokładny opis rozważań Wignera, ale za to bez problemu można trafić na ich skutek. Postawa zakładająca, że świadomość redukuje kwantową falę prawdopodobieństwa, jest bliska przypuszczeniu, że ludzki umysł w pewnym stopniu kreuje rzeczywistość. Wątpię aby naukowiec w ten sposób postrzegał otaczający go świat, co oczywiście nie przeszkadza różnorakim grupom religijnym tudzież okultystycznym, wplatać mechaniki kwantowej do własnych idei. Warto o tym pamiętać, choćby przy przeglądaniu youtubowych materiałów szemranego pochodzenia, z których niemała część wrzuca naukę do jednego worka z szeroko rozumianym mistycyzmem.

Niewiele mniej dziwna, a w dodatku traktowana z przymrużeniem oka przez większość fizyków, okazała się odważna hipoteza Hugha Everetta. Myśl była następująca: obserwator nie redukuje fali, ani tym bardziej nie tworzy rzeczywistości; po prostu wszystkie stany naprawdę istnieją! Według Everetta (w tym miejscu Niels Bohr przewraca się w grobie) każda z możliwości zdarza się w równoległym wszechświecie. Zatem gdy otwieramy pudło z kotem Schrödingera, dochodzi do rozszczepienia się rzeczywistości na dwie: w pierwszej futrzak żąda pogłaskania, a w drugiej leży do góry brzuchem. Właściwiej mówiąc, w każdej mikrosekundzie wyłaniają się miliardy odrębnych wszechświatów, w których mają miejsce inne kombinacje wydarzeń. To dopiero schizofrenia!  pisał o tym pomyśle Bryce DeWitt. Choć w szaleństwie jest metoda, trzeba uczciwie przyznać, że Everett swoją teorią rozwiązał jeden problem, generując inne. Przede wszystkim, na jakiej zasadzie nasza świadomość ciągle dokonuje wyboru, którym szlakiem podążyć? Istnieje wszechświat, w którym nie piszę tego artykułu, albo w którym Hitler wygrał wojnę? No i rzecz jasna, jak tę teorię do jasnej Anielki, zweryfikować?

Wszechświat jako układ obserwujący sam siebie (rys. Bóg i Nowa Fizyka).

Późniejsza interpretacja, w której stworzeniu brał udział Polak, Wojciech Żurek, przedstawia sytuację na wskroś przyziemniej: otoczenie samo dla siebie jest obserwatorem. To otoczenie nieustannie śledzi układy sprawiając, że z wszystkich kwantowych możliwości makroskopowe obiekty wybierają tylko niektóre stany  twierdzi Żurek. Koresponduje to nieco z zamysłem Johna Wheelera, zakładającego, iż cały wszechświat jest obserwatorem dla samego siebie. Najważniejszy wniosek płynący z tych hipotez jest następujący: nieprzewidywalność mechaniki kwantowej to bezsprzeczny fakt, sprawdzający się jednak w odpowiednio odizolowanym układzie; natomiast bombardując elektron innymi cząstkami redukujemy prawdopodobieństwo do konkretnego stanu. Nie ma duchów ani spontanicznie oddzielających się wszechświatów. Aby przypieczętować sukces, przeprowadzono eksperyment na jonie berylu. Najpierw wprowadzono go w stan superpozycji, a następnie popieszczono go laserem, w ten sposób, że „nienaświetlony” stan jonu znikał. Oto bezpośredni dowód na wpływ otoczenia na pozycję cząstki. 

Eksperyment autorstwa Davida Winelanda (swoją drogą, tegoroczny laureat nagrody Nobla) to spory krok na przód w kwestii interpretacji zjawisk kwantowych, ale raczej nie knebel dla filozofów. Na dobrą sprawę każda z przedstawionych, jak i pominiętych w tym tekście teorii rozwiązuje pewne kłopoty, jednocześnie generując nowe. Pewne jest tylko to, że natura świata mikroskopowego, jak dziwna by się nam nie wydawała, rzeczywiście funkcjonuje i otacza nas ze wszystkich stron.
Literatura uzupełniająca:
P. Davies, Bóg i Nowa Fizyka, Warszawa 1996;
L. Lederman, D. Teresi, Boska Cząstka. Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?, Warszawa 2005;
P. Cieśliński, Mechanika kwantowa. Kot Schroedingera, Wyborcza.pl, [dostęp: 28.11.2012].
podpis-czarny

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.

  • AgmatiV

    I bądź tutaj racjonalistą. Mickiewiczowskie „Dziady” to przy tym synonim logiki!

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/17443465129484666492 Kuba Grom

    Chodzi mi po głowie artykuł na temat tych ezoterycznych interpretacji kwantowych. Podstawową sprawą w teoriach propagowanych w książkach typu Sekret jest nie tyle niewiedza czy złe rozumienie, lecz leżąca u podstawy sprzeczność – autorzy takich teorii z jednej strony powołują się na kwantowość z jej indeterminizmem, dla uzasadnienia różnych cudów, a potem gdy przychodzi im formułować zasady postępowania zakładają ściśle deterministyczne działanie tych właśnie praw fizycznych.

    Nawiasem mówiąc zdaje się że dziś obserwacje pewnych efektów w mikroświecie z powodzeniem mogą wykonywać komputery, jak na razie świadomości pozbawione.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/10794809137083463607 Sergi

      Ale wynik tego eksperymentu zapisany w pamięci komputera będzie chyba również w superpozycji, dopóki ktoś go nie odczyta. Tak to przynajmniej rozumiem.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Myślę podobnie do Sergiego. Oczywiście jeżeli przyjąć interpretację opartą na świadomym obserwatorze.

      Kubo, jeżeli chcesz napisać o „mistycyzmie” kwantowym, to musisz być bardzo ostrożny. Kiedyś zdarzyło mi się napisać coś krótkiego w tym temacie i zostałem niemal posądzony o rozprzestrzenianie okultystycznych idei. Dla niektórych wystarczy, że nie skrytykujesz tych postaw od razu, a już będziesz kaznodzieją New Age.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/17443465129484666492 Kuba Grom

      Czyli że gdyby skopiować bez odczytu plik z wynikiem, to byłoby możliwe że dwaj różni informatycy odczytają z nich różne wyniki? To by było bardzo ciekawe…

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Ale czy da się coś skopiować bez dokonania przy tym wcześniejszego pomiaru, który ustali treść pliku?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Anonymous

    jako laik: czy to, że na tą chwilę nie potrafimy „jednoznacznie oznaczyć pozycji/stanu” to nie wynik ułomności instrumentów, może to kwestia czasu (będą lepsze instrumenty) gdy dowiemy się więcej o naturze tego zjawiska – a wtedy wyda się to takie oczywiste?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      To pytanie widuje się niemal pod każdym materiałem dotyczącym problemu pomiaru, więc nie jesteś sam =). Naukowcy jednak odpowiadają niemal jednogłośnie: niezwykłości mechaniki kwantowej nie są spowodowane naszymi błędami czy niedoskonałością aparatury. Tak po prostu funkcjonuje świat.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/10794809137083463607 Sergi

    Eh, miałem nadzieję na odpowiedź na pewne pytanie, ale w połowie tekstu Adam też je zadał retorycznie, czyli nic z tego 😛

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Anonymous

      Retoryczna forma pytania w nauce nie jest właściwą formą.
      W nauce stawianie pytań i szukanie na nie logicznych wyjaśnień i odpowiedzi jest normalne. Natomiast jednogłośne zapewnienia o niezwykłości mechaniki kwantowej oraz „tak jest i już” – bardziej kojarzy mi się z wiarą niż z nauką. Nikt do tej pory nie wie co i dlaczego to tak działa w tej mechanice kwantowej, ale wszyscy wierzą. A przecież rolą naukowców nie jest ślepa wiara, ale badanie zjawisk

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Quantum?

      Ekhmmmm jednym tchem mogę wymienić z 10 eksperymentów potwierdzających różne aspekty mechaniki kwantowej. Poza tym korzystamy z kwantowych efektów niemal na co dzień. Gdzie tu widzisz myślenie „tak jest i już” i wiarę, w dodatku ślepą?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Anonymous

      Proszę więc wyjaśnić dlaczego w splątaniu kwantowym nie jest znany stan cząstek, tylko zakłada się jednoczesne istnienie ich w wielu stanach.
      Albo dlaczego badacze nie potrafią określić położenia cząstek (choćby położenia elektronu w atomie), więc dla uproszczenia opisu posługują się prawdopodobieństwem znalezienia cząstki w jakimś miejscu w przestrzeni.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Quantum!

      Wytłumacz mi najpierw sens swoich pytań.
      Dlaczego zakładają istnienie cząstek w wielu stanach? Bo na to wskazują doświadczenia i obliczenia – co pisze przecież w artykule. Podobnie jest z innymi efektami. O tym mówię, tu nie ma „ślepiej wiary” bo cała teoria wynikła z zaskakujących wyników obserwacji. A prawdopodobieństwa o których piszesz i wszystkie równania funkcjonują bardzo precyzyjnie i są wykorzystywane w praktyce.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Ja tu również podepnę się pod pytanie o sens tych pytań. Anonimie, podchodzisz do sprawy od bardzo złej strony, mianowicie odrzucasz obserwacje bo nie odpowiadają Twojej wizji rzeczywistości. Nie ma w tym nic niezwykłego bo wielcy nauki przyjmowali tą samą postawę i w końcu zawsze przyznawali się do błędu. To, że jesteśmy zanurzeni w rzeczywistości stabilnych, dużych obiektów nie jest żadną gwarancją, że tak samo musi funkcjonować mikroświat. Najkrócej mówiąc, brak pewności na poziomie cząstek elementarnych może wynikać po prostu stąd, że… nie jest on pewny. Jaki jest tego powód, to już osobna sprawa i przedmiot rozważań dla filozofów. Obliczenia jednak działają bez względu na interpretację, więc jak najbardziej mamy do czynienia z nauką przez duże „n”.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Anonymous

      Być może rzeczywiście podchodzę do sprawy „od złej strony”. Przedstawię więc kilka swoich wątpliwości i przemyśleń. Zacznijmy więc na początek od wątpliwości n/t obserwatora:

      Weźmy pod uwagę tego nieszczęsnego kota Schrödingera i superpozycję w wersji kopenhaskiej.
      Twierdzi się, że kot nie może być albo żywy albo martwy przed sprawdzeniem, ale że jest jednocześnie i żywy, i martwy (wielostan – jednoczesne istnienie w wielu stanach). Logiczną konsekwencją takiego twierdzenia (takiej jednoczesności) jest, że prawdopodobieństwo znalezienia kota żywego wynosi 1, i tyle samo (=1) wynosi dla znalezienia kota martwego. Zaś suma prawdopodobieństw dla obu stanów wynosi 2 (!!!)
      Mówienie zatem, że kot jest zarazem żywy i martwy, brzmi ciekawie, bo zagadkowo i magicznie, ale jak dla mnie jest naruszeniem zasad logiki. Prawdopodobieństwo natomiast, którym tak chętnie mechanika kwantowa się posługuje wprowadza niepewność – nie wiemy w jakim konkretnym stanie znajdziemy kota – i z pewnością (z prawdopodobieństwem =1) nie mówi też, że znajdziemy go w obu stanach jednocześnie.

      Pytam więc skąd to wiadomo – czy ktoś to stwierdził, lub potwierdził doświadczalnie i w jaki sposób ?
      I nie chodzi mi tu wcale o tego kota – niech sobie biedak żyje jak najdłużej – tylko o zjawisko fizyczne.
      Przecież już sam fakt obserwacji (sprawdzania, pomiaru), który automatycznie ponoć redukuje ten wielostan do konkretnego stanu, wyklucza możliwość doświadczalnego potwierdzenia tej tezy – czyni go niesprawdzalnym, a przez to magicznym. Nie można tego sprawdzić i doświadczalnie udowodnić, więc trzeba uwierzyć. A dowodów na to nie ma, bo być nie może. Jest tylko tzw. interpretacja kopenhaska – a interpretacja jest tylko interpretacją. Tylko, że ona akurat opiera się na założeniach, postulatach i jest uwikłana w probabilistyczną teorię stanów. A postulatów jak wiecie nie trzeba udowadniać.
      Interpretacja kopenhaska wprowadziła do teorii świadomego obserwatora i postuluje (!), że nie sam akt pomiaru powoduje redukcję funkcji falowej, ale redukcja ta nastąpi wówczas, gdy wynik pomiaru dotrze do świadomości obserwatora.

      Całe to zamieszanie z obserwatorem irytowało mnie od początku, gdyż stawiało człowieka jako obserwatora, niemalże na piedestale świata, na wyjątkowej pozycji, od której tak wiele zależy w działaniu wszechświata. Tymczasem rzeczy działy się same dużo, dużo wcześniej, niż powstał jakikolwiek obserwator, nie tylko świadomy.
      O ile mówienie o obserwatorze oraz jego wpływie, w kontekście np. doświadczenia Younga, biorąc pod uwagę naszą małą wiedzę jest dopuszczalne, o tyle uogólnianie tego w kontekście zjawisk fizycznych, jakie działy się od początków świata, oraz mówienie o istotnej roli obserwatora i to jeszcze świadomego, i to w środowiskach naukowych jest co najmniej dziwne.

      Jeśli interpretacja, w której stworzeniu brał udział Polak, Wojciech Żurek jest słuszna i otoczenie samo dla siebie jest obserwatorem, to znaczy to ni mniej, ni więcej, że tak naprawdę wcale nie potrzeba żadnego obserwatora, bo przecież wszystko dokoła jest otoczeniem i tzw. obserwatorem, czy nam się to podoba, czy nie. Krócej mówiąc – rzeczy same się dzieją.
      Ta interpretacja podoba mi się o tyle, że sprowadza wreszcie całe zamieszanie związane z obserwatorem z obłoków na ziemię. Co prawda robi to bardzo na około, ale wreszcie sprowadza na ziemię.
      Czyli wracamy do punktu wyjścia. Po co więc było komplikować zjawiska w doświadczeniu Younga (w wersji elektronowej Clintona Davissona), wyciągając na siłę wnioski, że zachowanie się cząstek zależy od świadomego obserwatora i jeszcze ubierać w to całą mechanikę kwantową ?

      Pozdrawiam gorąco autora.
      Blog jest naprawdę świetny – gratuluję.
      Szkoda tylko, że ogranicza nas narzucony rozmiar tekstu i nie można przedstawić szerszej argumentacji.

      anonim / trzeźwyJózek

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Piszesz trochę tak jakby uczeni (czy ktokolwiek inny) pragnęli „zagadkowych i magicznych” zjawisk kwantowych. Ja zawsze powtarzam: świat jest jaki jest, a naszą rzeczą jest go odkrywać i akceptować. Nie ma znaczenia co lubimy i co nam się podoba.

      Kot Schrodingera jest nieintuicyjny, o czym wiedział sam Schrodinger tworząc swój koncept. Podobnie nieintuicyjne, wręcz bezsensowne z naszego punktu widzenia, są pojedynczo wystrzeliwane fotony, które „wiedzą” jak uderzać aby ułożyć wzór interferencyjny. Zresztą po to były te wszystkie wariacje eksperymentu z dwoma szczelinami aby znaleźć klucz i udowodnić, że mikroświat rządzi się powszechnie znanymi regułami. Niestety zamiast wyjaśnienia, potwierdzono jedynie inność mechaniki kwantowej. Tak po prostu jest i dopóki nikt nie przeprowadzi eksperymentu wskazującego na coś innego, należy to przyjąć.

      Samych eksperymentów unaoczniających problem redukcji fali jest pełno: począwszy od doświadczenia Wheelera, przez Tonomura, aż po prowadzone do dziś badania nad stanem splątanym m.in. Zeilingera. Koniec końców, wszystkie dotyczą tego samego problemu.

      Zgadzam się natomiast, że pozostaje kwestia interpretacji i tu może zmienić się wiele. Wiemy bowiem jak działa mechanika kwantowa, ale mamy problem z przełożeniem jej „języka” na nasz. Mnie osobiście również nie przekonuje koncept świadomego obserwatora, niemniej jakiś element redukujący istnieje na pewno.

      Dziękuję za interesujący post i dyskusję.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Anonymous

      Witam ponownie.

      Uczeni wcale nie pragną tych „zagadkowych i magicznych” zjawisk kwantowych. Oni ich nie rozumieją. To że potrafią liczyć i wychodzi im to całkiem nieźle, wcale nie oznacza, że właściwie interpretują zjawiska fizyczne. Ty sam Adamie niejednokrotnie zauważałeś to w swoich postach, że wątpliwości i niejasności w środowiskach naukowych jest wiele i nie zostały rozwiane do dziś.
      Oczywistym jest, że świat jest jaki jest i nie mamy tu żadnego wpływu. My nie tworzymy praw natury, my im podlegamy – możemy je tylko badać i potem wykorzystywać. Natomiast brak ich zrozumienia wynika stąd, że wciąż za mało jeszcze o nich wiemy, toteż interpretacje są, jakie są – często na wyrost.

      Wątpliwości odnośnie przeprowadzanych doświadczeń i obserwacji jest aż nadto, aby przejść tak obojętnie obok ich interpretacji.

      Weźmy choćby to doświadczenie Wheelera, które przywołałeś. Wcale nie jest pewne, że światło akurat tak biegnie, jak to się opisuje. Znowu mamy za mało wiedzy, a badacze tak to łatwo przedstawiają, i to z taką dziwnie dużą pewnością.
      Ja akurat mam wątpliwości – dlaczego ?
      Otóż w doświadczeniu Wheelera uważa się, że światło po przejściu przez płytkę światłodzieląca B1 – w sytuacji, kiedy nie ma drugiej płytki światłodzielącej B2 – zachowuje się jak cząstka (foton). OK – niech tak będzie.

      Natomiast po wstawieniu w układ drugiej płytki światłodzielącej B2 interpretuje się to tak:
      Światło po przejściu przez płytkę B2 foton jako fala interferuje na jednym odcinku destruktywnie i tu nie widać nic na detektorze, a na drugim odcinku interferuje konstruktywnie i tu widać obraz w detektorze. I mimo, że tej interferencji faktycznie nie widać (jest tylko w wyobraźni), ma to dowodzić, że teraz światło zachowuje się jak fala.

      Równie uprawniona może być przecież inna interpretacja prowadząca do innych wniosków:
      Światło po przejściu przez płytkę B2 (jako cząstka – foton) albo się odbija albo przechodzi przez płytkę
      i dociera do jednego z detektorów dalej jako cząstka. Nie ma tu żadnej interferencji konstruktywnej i destruktywnej, bo interferencję konstruktywną można spokojnie utożsamiać z występowaniem cząstki, zaś interferencję destruktywną można spokojnie utożsamiać z brakiem cząstki. A co tam naprawdę się dzieje, tego przecież nie widać. I w efekcie tej interpretacji mamy „dowód” na korpuskularną, a nie falową naturę światła.

      Przecież to nie interpretacja ma „dowodzić” lub wskazywać, ale obserwacja i wnioski, które nie budzą żadnych wątpliwości. A tu każdy może sobie wnioski wyciągać różne.
      Czy są więc jakieś dowody, nie budzące wątpliwości, że ta pierwsza interpretacja jest właściwa ?
      Czy to doświadczenie w ogóle czegokolwiek dowodzi ?

      Pozdrawiam – anonim / trzeźwyJózek

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/16678062051319096809 Elovelo

    Bardzo fajny tekst :)

    Dobrze gada? Dobre 1 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/07946497770277374950 Suchas

    Ooooj… Zupełnie inny poziom rozmyślań filozoficzno-życiowo-naukowych, niż u mnie, a raczej inaczej postawiony akcent, bardziej nauka. Blog bardzo mi się podoba :)

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://raffcio.wordpress.com/ raFFcio

    Witam

    Bloga czytuję już od jakiegoś czasu, bardzo mi się podoba. Tematyka jest ciekawa i forma bardzo przystępna. W związku z tym chciałbym prosić autora lub innego czytelnika o polecenie książki/żek o takiej tematyce pisanej w podobnym tonie. Tak na początek. Ja znalazłem coś takiego:

    http://www.empik.com/50-teorii-fizyki-ktore-powinienes-znac-baker-joanne,prod5770080,ksiazka-p#review

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Ten empikowy opis książki nieco mnie rozbawił, ale autorka pewnie nie jest mu winna =). Na YT możesz sobie znaleźć aPodcast #2, w którym poleciłem kilka, moim zdaniem podstawowych pozycji popularnonaukowych. Jeżeli będziesz miał jakieś bardziej skonkretyzowane życzenia, również postaram się pomóc, jeśli moja wiedza sięgnie dość daleko.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://raffcio.wordpress.com/ raFFcio

      Dzięki, jakoś mi to umknęło. :)

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Anonymous

    Naukowcy nie widzą jednej rzeczy – umysł jest w stanie kreować światy. Czy to prawda? Oczywiście że tak, bo każdej nocy gdy śnimy spotykamy ludzi i miejsca które są wytworem naszego umysłu. Zatem umysł MOŻE KREOWAĆ ŚWIATY z niczego i być o ich realności zupełnie przekonanym… I teraz uwaga bo rozwiązuję odwieczne problemy kosmologiczne (jak i po co powstał świat): otóż nasz świat jest wytworzony przez umysł który śni ten świat! Ten umysł jest jeden a wszystko co widzi poza sobą jest przez niego wytworzone… Oczywiście umysł nie zdaje sobie sprawy ze on wytworzył cały wszechświat… tak jak w śnie nie wiemy że śnimy… Który umysł to wszystko wytworzył? Ten który czyta w tej chwili te słowa, reszta jest snem…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 1

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Teoretyzowanie jest miłe, dopóki nie przekroczy się granicy między fizyką a metafizyką.

      Dobrze gada? Dobre 1 Słabe 0

    • Anonymous

      nie jestem twoim snem, to pewne. Ty nie jesteś moim. Istniejemy naprawdę.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Anonymous

    Czy widzi pan jakis fałsz w moich założeniach?
    Czy jako naukowiec nie powinien miec pan otwartej głowy i nie odrzucać a priori nawet najfantastyczniejszych teorii? (zwłaszcza gdy mówimy o kwantach!)

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Źle mnie zrozumiałeś. Nie tyle chciałem negować stanowisko co przestrzec. Naukowiec nie jest od tego aby tworzyć w głowie wszelkie możliwe scenariusze i o nich filozofować, a starać się znaleźć koncepcję najbardziej możliwą i najlepiej możliwą do zweryfikowania (choć z tym drugim różnie to bywa). Możemy dyskutować na temat najróżniejszych hipotez i nie będzie to naganne. Jednak nie będzie to również nauką.

      Dobrze gada? Dobre 1 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/04842367139356695435 Hubert Michalak

    Przy dwóch szczelinach uzyskano wzór interferencyjny; po dodaniu „obserwatora” interferencja zanikła – wynika z tego, że za pierwszym razem układ nie był „obserwowany”. Jak to się ma do opinii Żurka i Wheelera, że „otoczenie samo dla siebie jest obserwatorem”?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/07425882552034991307 Paweł Pajewski

    Moim zdaniem (chociaż jako laik mogę się mylić) w opinii Żurka i Wheeler’a nie chodzi o jakiś „mistyczny” i bezpośredni rodzaj obserwacji przez otoczenie, ale o interakcję z innymi obiektami w tym otoczeniu. Dlatego w eksperymencie z dwoma szczelinami uzyskujemy wzór interferencyjny, ponieważ wystrzeliwane „pociski” (np. elektrony) w żaden sposób nie oddziałują z otoczeniem, czyli nie są przez nie „obserwowane”, jednak kiedy „bombardujemy” cząstki fotonami następuje interakcja z „otoczeniem” i stan tych pocisków zostaje określony. Takie podejście wyjaśniałoby również problem Kuby. Stan układu zostałby określony przy samym kopiowaniu a nie dopiero po odczytaniu wyników przez informatyków. Wydaje mi się, że Wheeler i Żurek chcą powiedzieć, że niepotrzebny jest świadomy obserwator aby stan układu został określony, wystarczy jakakolwiek interakcja z otoczeniem.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/04842367139356695435 Hubert Michalak

      Zarówno za pierwszym jak i za drugim razem układ był „bombardowany” tym samym. Nie ekranowano go ani od promieniowania elektromagnetycznego, ani od niczego innego.
      Na tym filmiku widać, że interferencja zachodzi w całkowicie „naturalnych” warunkach: http://youtu.be/UANVMIajqlA

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/04842367139356695435 Hubert Michalak

      Cały myk polega na tym, że jeśli zbliżymy urządzenie pomiarowe do tych patyczków wykorzystanych do wytworzenia szczelin, to interferencja zaniknie.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/07425882552034991307 Paweł Pajewski

      „Zarówno za pierwszym jak i za drugim razem układ był „bombardowany” tym samym.” Nie jestem pewien czy myślimy o tym samym, ale w przypadku próby zaobserwowania trajektorii lotu elektronów bombardujemy je fotonami zanim dotrą do ekranu czy detektora. W przypadku zwykłego przepuszczania ich przez szczeliny (tak jak to było w pierwotnym eksperymencie Clinton’a Davisson’a) nie bombardujemy ich niczym (nie badamy trajektorii ich lotu).

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/04842367139356695435 Hubert Michalak

      Elektrony cały czas są bombardowane fotonami. Przecież przestrzeń pełna jest wszelkiego rodzaju promieniowań.
      Dodatkowo – jeśli ustawimy urządzenie pomiarowe przy dziale elektronowym (by upewnić się, że na pewno strzela ono pojedynczymi elektronami), a nie przy szczelinach, to uzyskamy interferencję, a po przestawieniu urządzenia pomiarowego na szczeliny interferencja zanika.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11799993506765962848 Sebastian J

      Urządzenie pomiarowe przy szczelinach działa na zasadzie „bombardowania fotonami” i późniejszej analizie wyników.
      Co jeżeli przy szczelinach użyto by konstrukcji urządzenia ograniczającego się jedynie do „bombardowania fotonami” bez możliwości jakiejkolwiek analizy ?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/07425882552034991307 Paweł Pajewski

    Promieniowanie tła ma zbyt dużą długość fali, żeby znacząco wpłynąć na pomiar eksperymentu. Maksimum gęstości energii przypada na fale o długości 1,1 mm czyli jest 8 rzędów wielkości większe niż światło widzialne, którego długość fali także jest zbyt długa, żeby wpłynąć na eksperyment. Wzór interferencyjny powoli zanika w zależności od długości fali, nie jest to tak, że albo jest wzór interferencyjny albo nie.
    „Jeśli ustawimy urządzenie pomiarowe przy dziale elektronowym…” Obserwujemy wystrzeliwany elektron i W DANEJ CHWILI następuje dekoherencja przez co wiemy, że elektoron jest jeden, ale potem ma więcej niż jedną możliwość drogi (dwie szczeliny) przez co istnieje prawdopodobieństwo tego, że przejdzie przez każdą z nich i dlatego uzyskujemy wzór interferencyjny. Obserwacja nie oznacza, że elektron pozostanie już w tym stanie „cząstkowym” na zawsze, dalej będzie zarówno cząstką i falą.
    Sebastian J wg. Żurka i Wheeler’a niepotrzebny jest świadomy obserwator, żeby „pomiar” wpłynął na wynik, dlatego w sytuacji, którą opisujesz, tak czy inaczej nastąpiłaby redukcja stanu czyli nawet bez analizy wzór interferencyjny by zniknął.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/04842367139356695435 Hubert Michalak

      @Sebastian J
      „Urządzenie pomiarowe przy szczelinach działa na zasadzie „bombardowania fotonami” i późniejszej analizie wyników.” I właśnie ta „późniejsza analiza wyników” jest istotna, a nie samo „bombardowanie fotonami”.

      @Paweł Pajewski
      „Obserwujemy wystrzeliwany elektron i W DANEJ CHWILI następuje dekoherencja przez co wiemy, że elektoron jest jeden, ale potem ma więcej niż jedną możliwość drogi (dwie szczeliny) przez co istnieje prawdopodobieństwo tego, że przejdzie przez każdą z nich i dlatego uzyskujemy wzór interferencyjny.” No tak; napisałem przecież to samo.

      „wg. Żurka i Wheeler’a niepotrzebny jest świadomy obserwator, żeby „pomiar” wpłynął na wynik, dlatego w sytuacji, którą opisujesz, tak czy inaczej nastąpiłaby redukcja stanu czyli nawet bez analizy wzór interferencyjny by zniknął.” Według interpretacji kopenhaskiej zaburzenie funkcji falowej jest spowodowane przez zmianę wiedzy eksperymentatora (doświadczenie L. Mandela z ’89 oraz M.O. Scully’ego i K. Drüchla przeprowadzone przez R. Y. Chiao w ’94).
      Mendel ’89 – w żaden sposób nie badamy cząstek (a raczej „cząstek”) dających wzór interferencyjny, ale kiedy dowiemy się (!) którędy wędrują (ciągle bez ich badania) to interferencja zanika.
      Chiao ’94 – na drodze „cząstek” ustawiamy urządzenie, które je „oznacza” (dzięki czemu wiemy którędy wędrują) i wtedy nie zachodzi interferencja (a zachodziła bez urządzenia oznaczającego); jeśli jednak dalej ustawimy urządzenie usuwające oznaczenie (czyli naszą wiedzę! o cząstkach), to interferencja znów się pojawi.

      PS Zdaję sobie sprawę, że doświadczenia opisałem dość ogólnikowo – najlepiej samemu się z nimi zapoznać.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Anonymous

    Witam

    Z ciekawością przeczytałem ten artykuł i jestem niemal pewny, że fundamentalny problem ze wspomnianym doświadczeniem Younga i mu podobnych leży w poczynionych założeniach. Niedawno miałem okazję zapoznać się z bardzo ciekawą pracą „Światło! Czym naprawdę jest?” – http://fiertek.3miasto.net.pl/ – która w zasadzie jest o tym samym, ale z zupełnie innego punktu widzenia.

    Pozdrawiam
    Anonim

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: O tym jak foton może przekroczyć prędkość światła | Kwantowo.pl()

  • Grzegorz

    Czy mógłby Pan przybliżyć temat jak pozyskuje się ” pojedynczo wystrzeliwane elektrony”.
    Jak kontroluje się taki proces, że leci jeden?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • kglibow .

      znalazłem taki fragment w książce „Światło czym naprawdę jest””
      „Doświadczenie to nie zostało nigdy wykonane.” str. 25
      http://fiertek.3miasto.net.pl/Swiatlo-Czym-naprawde-jest.pdf

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Nie wiem z którego roku jest ta praca, ale doświadczenie zostało wykonane – choć faktycznie po Feynmanie, bo w roku 1987. Gribbin, „Kotki Schrodingera”, s. 12.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Kamil Ro. Dzióbek

      Fizycy chyba jeszcze nie umią produkować pojedynczych elektronów i to był eksperyment myślowy. Ja bym wziął jakiś słabo promieniotwórczy materiał promieniujący promieniowaniem beta (β−). Ja te promieniowanie uznaję za dość szybkie elektrony.
      Materiał musiałby być tak słabo promieniotwórczy, że emisja zachodziłaby co kilka sekund. Jest to możliwe bo kiedyś do czegoś przestawiłem Licznik Geigera i on tykał nieregularnie co kilka sekund. Według mnie każde tyknięcie to była absorpcja pojedynczego elektronu, lub czegoś innego.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: Dalej niż kot Schrödingera | Kwantowo.pl - astronomia, fizyka, nauka!()

  • Pingback: Architekt nowej fizyki cz.3: tułaczka Einsteina | Kwantowo.pl - astronomia, fizyka, nauka!()

  • Auer

    Tutaj fizyka spotyka się z filozofią. Zakładając determinizm – czy gdybyśmy znali wszystkie, absolutnie wszystkie parametry wszystkiego, co nas otacza i mieli komputer o nieskończonej wydajności, to moglibyśmy zasymulować sobie, co będzie za 100 lat? Przecież obejrzenie tej symulacji zmieniłoby przyszłość, które zmieniłoby symulację, które…. Jadący samochód możemy sfotografować naświetlając zdjęcie 1/8000s. Wtedy zobaczymy każdy detal. Ale nie zobaczymy, czy samochód jedzie czy nie. Za to jak zrobimy zdjęcie naświetlając 1/10s to zobaczymy dokładnie, że samochód jedzie, ale nie zobaczymy jego detali. Nie możemy naświetlić zdjęcia jednocześnie na 1/10 i 1/8000s.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Żwirek

    Mam pytanie – jak rozumiem wszystko co widzi człowiek swoim narządem wzroku, zachodzi dzięki światłu, światło odbija się od przedmiotów itd, dzięki temu widzimy. Czyli jeśli dobrze rozumuje, to jak zachowuje się światło (czy jest falą czy cząstką, czy interferuje czy nie) ma wpływ na to jak postrzegamy świat. Czy jest możliwe, przy pomocy programu komputerowego, zasymulowanie takiego świata w którym światło jest tylko i wyłącznie cząstką oraz takiego w którym jest tylko falą? Czy miałoby to jakiś wpływ na to co ostateczności widzimy?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://eris-goddess.blogspot.com/ Anna

    Od dłuższego czasu mam taką zagwozdkę, która nie daje mi spokoju. Być może jest całkowicie bez sensu, ale jeśli przyjmiemy, że jest wielki las, z dala od cywilizacji to gdy upada drzewo, to czy to drzewo ma powód lub cel by wydać dźwięk upadania? Gdy w pobliżu nie ma nikogo kto mógłby je usłyszeć? Czy obecność człowieka, tego obserwatora powoduje powstanie tego dźwięku? Już pomijając to upadanie drzewa czy istotę całego lasu, które nie są w danej chwili obserwowane przez nikogo. (Chodzi o samo zjawisko dźwięku, nie wiadomo, dlaczego drzewo upadło) I ciekawe co ze zwierzętami jako obserwatorami – słyszą różnicę czy nie? No bo jeśli drzewo wie o obecności człowieka i jego zamiarem musi być odpowiedniego wydanie dźwięku.
    Na dodatek nie daje mi spokoju również tematyka kwantowego samobójstwa/nieśmiertelności.Chyba czas poważniej zainteresować się tematem.
    Pozdrawiam

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 1

  • Poyu

    A może superpozycja wynika po prostu z braku dodatkowych informacji. Chodzi tu o inne spojrzenie na funkcję falową. W tradycyjnej mechanice kwantowej jest ona bytem realnym opisującym właściwości danego obiektu, natomiast w bayesianizmie kwantowym (tzw. QBism) jest ona subiektywnym wyborem obserwatora, która umożliwia uaktualnienie subiektywnego postrzegania w świetle nowych informacji, a jednocześnie pozbycia się paradoksów kwantowych. Dla przykładu, w świetle klasycznej mechaniki kwantowej kolejne obserwacje położenia tego samego elektronu powodują kolaps funkcji falowej do jednej określonej wartości, co łamie zasadę lokalności, ponieważ następuje wszędzie o tym samym czasie. Natomiast w świetle QBismu wraz z kolejnymi pomiarami zmienia się po prostu prawdopodobieństwo wystąpienia elektronu w danym miejscu. Co sądzisz o takim podejściu do paradoksów kwantowych?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • adm

    „Nieważne” !!!

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: Obserwator a fizyka kwantowa | naukowa gadanina()