Главная страница

Рассуждения о принципе суперпозиции в квантовой... Рассуждения о принципе суперпозиции в квантовой механике


Скачать 331,29 Kb.
НазваниеРассуждения о принципе суперпозиции в квантовой механике
АнкорРассуждения о принципе суперпозиции в квантовой.
Дата16.12.2017
Размер331,29 Kb.
Формат файлаpdf
Имя файлаRassuzhdenia_o_printsipe_superpozitsii_v_kvantovoy.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#51897
Каталогid163328

С этим файлом связано 38 файл(ов). Среди них: FAQ_iz_otchyota_expertov_po_klimatu.pdf, tesserakt.gif, Turaev_B_Istoria_drevnego_Vostoka_tom_2.pdf и ещё 28 файл(а).
Показать все связанные файлы

Рассуждения о принципе суперпозиции в квантовой механике.
Вопрос о том, что такое волновая функция │ ψ ˃ =a₁│ ψ₁ ˃ + a₂│ ψ₂ ˃ относится к основаниям квантовой механики. Говорят что он «сломал» головы и карьеры многих подававших надежды студентов. Видимо, чтобы оградить трудоспособных людей от этой напасти один из создателей квантовой механики П. Дирак дополнил её одним важным принципом - «Заткнись и считай».
Однако, вопрос о смысле принципа суперпозиции «настигает» практически любого интересующегося квантовой механикой.
На мой взгляд, происхождение этого принципа можно понять, если сравнить измерения над квантовой и классической системами. Прежде всего, необходимо уточнить, что измерение это не исследователь, снимающий показания с прибора и заносящий данные в свой журнал, а взаимодействие прибора с измеряемым объектом или сигналом, исходящим от того. В классической физике как само собой разумеющееся принимается, что воздействие на измеряемый объект может быть сделано сколь угодно малым и, следовательно, сам факт измерения не влияет на результат. Поэтому если бы мы проводили последовательно несколько измерений, то результат любого из них был бы таким же, как если бы предыдущих не было.
Рассмотрим ту область классической физики, которая очень похожа на квантовую механику – статистическая физика классических систем. И там и там правит вероятность. Однако, в классическом физике обращение к ней вызвано сложностью расчётов и тем, что описание систем с большим количеством частиц проводится на языке макропараметров. Они вводятся усреднением, что делает ненужным рассмотрение судьбы отдельной частицы.
Дальнейшая идеология статистической физики такова. Рассматривается статистический ансамбль (сколь угодно большое число тождественных систем), находящихся в равновесии с окружающей средой, над каждой из который проводится измерения, и их результаты образуют некоторое вероятностное распределение. Далее делается утверждение, что если мы будем проводить измерения над одной системой, результаты распределятся в соответствии с функцией распределения всего ансамбля. При этом утверждение о возможности бесконечно точного измерения каждой конкретной системы не подвергается сомнению. Поэтому сама функция распределения не меняется.
До некоторых пор рассуждения повторяются и для квантовых систем. Мы будем полагать, что до измерения каждая из систем ансамбля находится вне влияния сторонних сил. Произведя измерения над системами ансамбля, мы найдём, что они дают набор результатов. Это показывает, что ансамбль описывается вероятностной функцией распределения. Пока ситуация не отличается от классической физики, что позволяет приписать отдельной системе функцию распределения всего ансамбля. Теперь произведём над какой-либо одной системой ансамбля те же измерения, что и первое – т.е. каждое последующее измерения будет осуществляться тем же экспериментальным окружением что и первое. Опыт показывает, что полученное значение измеряемой будет тем же что и при первом измерении. Т.е. до первого измерения система описывалась функцией распределения, а после него перешла в состояние, когда результат измерения можно предсказать совершенно точно. Это находится в резком противоречии с классической физикой, где измерения не меняют функции распределения.
Кстати, на итог рассуждений не имеет значения, описывается ли отдельная система функцией распределения ансамбля или какой-то другой. Важно, что до измерения была функция распределения, а после детерминизм.
Итак, измерение изменило состояние системы. Поэтому нельзя говорить о независимости результата измерения от самого измерения, а значит, лишено содержания само утверждение о том, что до измерения физическая величина имеет какое-то значение. Измерение над квантовой системой аналогично фильтру, который отбирает одну возможность, уничтожая все другие.
Формулировка принципа суперпозиции
Если система относительно грядущего измерения может находиться в состоянии │ ψ₁ ˃, при котором измерение с достоверностью даёт значение y₁, и в состоянии │ ψ₂ ˃ с достоверностью приводящим к результату измерения y₂, то вектор │ ψ ˃ =a₁│ ψ₁ ˃ + a₂│ ψ₂ ˃ имеет физический смысл. Этот смысл состоит в том, что измерение может дать либо результат y₂ (с вероятностью a₁²), либо результат y₂ (с вероятностью a₂²).
В принципе это не должно удивлять, т.к. само измерение есть процесс взаимодействия с классическим прибором и поэтому априори полагать, что сам прибор не имеет влияния на результат, было бы странно.

Мой взгляд на принцип суперпозиции и волновую функцию таков. Природа оказывается «внизу» устроена так что, как правило, там всё размазано и дрожит. Значим диапазон возможностей, и то какая из них реализуется, зависит от самого взаимодействия. Нам надо принять это как данность, и расстаться с ожиданием классичности устройства
Природы на всех уровнях. Так что я полагаю, что совет П. Дирака имеет не только практическое значение, но глубокий физический смысл.
Квантовая механика, на мой взгляд, посылает нам ещё одно послание. Наше восприятие Природы основано на реальности подчиняющейся классическим законам физики. По этой причине от Природы ожидается, чтобы на каждом своём уровне она была устроена классическим образом. Этому есть аналогия - в статистической физике функцию ансамбля переносят на отдельную систему. В этом случае мы утверждаем, что если ансамбль частиц ведёт себя неким образом, то так же должна вести себя и любая его система. Но это утверждение недоказуемо. Каждая из систем может вести себя совсем не так как предписывает ей функция распределения по ансамблю. Именно на это нам указывает Природа. Она указывает, что мы не можем отмахнуться от недостаточной математической обоснованности физических теорий, а должны рассматривать эту необоснованность как источник нового знания о
Природе.
А. Громов

перейти в каталог файлов
связь с админом