Posted By: Lumo (** Lumidek **) on 'CZscience'
Title: Tao fyziky
Date: Fri Feb 7 13:15:51 1997
Ahoj pajotyy,
neber, prosim, moje nekdy ostre vyhrady tak vazne a del je faktorem dva, pokud
rozumis, co jimi chci rici. ;-)
> V knizce TAO FYZIKY od F.Capry (jaderny fyzik), ktera vysla v roce 1975 a
> opravene vydani v roce 1984 (dodatek k prekladu v r.1992) se pise, ze v
> posledni dobe vyvolal novy zajem EPR experiment. Nedavno vedci objevili...
Priznavam, ze jmeno autora mne nerika vubec nic. Ale prelozme tato fakta do
dnesni reci: nekdy po roce 1975 dosel cesky (ci indicky?) jaderny fyzik k
dojmu, ze tehdy vyvolal EPR experiment novy zajem... Zajimave :-) ale moc ne.
Osobne si myslim, ze F.Capra trpel stejnym Einsteinovym snem o
deterministicke teorii jako sam Albert Einstein, kdybych tedy chtel ta slova
podlozit autoritou, mohl bych citovat rovnou (chybne) pasaze A.Einsteina.
Capra a Einstein jiste nebyli sami, tyto teorie se ryze z duvodu filosofickych
predpokladu (rekl bych predsudku) o podstate zakonu prirody snazili vytvaret
Louis de Broglie, David Bohm i dalsi. Dnes je treba rici, ze z noveho
nastolovani EPR argumentu nevzesla zadna fungujici modifikace kvantove
mechaniky - tudiz kodansky pravdepodobnostni vyklad QM, modernizovany do nove
formy konzistentnich historii, dekoherence apod., zustava jedinym funkcnim
popisem. Mozna ale toto znovunastoleni pomohlo k tomu, ze si dnes velke banky
stavi techniku na utajovani komunikace pomoci EPR efektu, o tom ale jindy. ;-)
Je jiste hezke sledovat tendencni knizky z roku 1975, ale ja nerikam nic vice
a nic mene nez realitu poznani fyziky roku 1997.
> Mezi teorie tohoto druhu patri napr.soucasna teorie S-matice, kterou zacal
> pouzivat Heisenberg(nebo nekdo ze zakladatelu kv. mechaniky), rozvinuta tak,
> ze dokaze vysvetlit symetrie ve svete castic aniz by musela postulovat
> teoreticky sporne a prakticky nezjistitelne "elementarni castice"- kvarky.
Nevim, jake duvody mel autor k napsani tohoto nazoru. O tomhle jsem jiz psal.
Werner Heisenberg dosel kdysi (asi tak 1949) k nazoru, ze vsechny fyzikalne
smysluplne otazky se daji prevest na studium tzv. S-matice (z nemeckeho
Streuung nebo anglickeho scattering), coz je dnes mimo jine davno prekonany
nazor: S-matice NENI vsechno. Jsou v ni jen amplitudy rozptylu apod. mezi
asomptotickymi stavy v limite casu minus az plus nekonecno, coz sice
bezezbytku staci na zkoumani jevu na urychlovacich, neni v tom vsak cela
fyzika jevu probihajicich v konecnem case apod.
Heisenberg dale pokracoval s rozumnou ideou, ze by "jeho" finalni teorie
nemela cinit kvalitativni rozdil mezi elementarnimi a slozenymi casticemi.
(Nutno dodat, ze tohle je vlastnost, kterou perfektne splnuje dnesni M-teorie,
odvozena ze superstrun.) Heisenberg si myslel, ze obecne pozadavky na
S-matici primo omezi jeji mozne hodnoty na malo (ci snad jednu) variantu.
Tenhle trend ale nikdy uspech neslavil a vsechny fungujici teorie byly
kvantove teorie pole se zcela konkretnimi poli a zadanym lagranzianem.
Castice odpovidajici polim, primo zapsanym v lagranzianu, lze povazovat za
elementarni, zatimco ostatni za slozene. Toto rozdeleni neni zcela ostre pouze
proto, ze realna castice neodpovida primo excitaci jen jednoho pole, ale jsou
zde i primesi ostatnich. Nicmene existence limitnich stavu "elektron" a
"foton" je zakladem funkcnosti poruchove teorie kvantove elektrodynamiky.
Mimo jine, po nekolika letech vysel predvcirem v konferenci hep-th preprintu
spise historicky clanek Stevena Weinberga o kvantovych teoriich pole.
Doporucuji, Weinberg pise pekne i o svych omylech z historie, o sve
iracionalni neduvere ve Feynmanuv integral, ktera trvala az do sedmdesatych
let apod. Zkuste hep-th/9702027... stahnete si to treba z ftp xxx.lanl.gov,
adresar hep-th/papers/9702... bude to zazipovany soubor v TeXu 9702027.gz.
> Tito vedci se poucili v tom, ze neni dobre se krecovite drzet " reckeho"
> modelu sveta. Museli jsme opustit predstavu euklidovskeho prostoru a
> absolutniho casu. Presto se krecovite drzime toho, ze svet pozustava z
> oddelenych objektu, ktere nejsou vzajemne zavisle (pro Luma: nekoreluji) a
> ze je mozne najit elementarni castici.
Capra necapra, tohle je zmet blabolu. Korelace na dalku byla experimentalne
overena asi uz v dobe, kdy Capra psal tyto radky, takze nevim, kde pro ne bral
oduvodneni, pokud dobre rozumim tomu, ze chce rici, ze objekty sveta na dalku
nekoreluji.
Chci tady strucne rici o snahach s "de Broglievou ridici vlnou" a modernejsi
"Bohmovou interpretaci" apod., ze kterych uz jsem take davno vyrostl. Tyto
pokusy napriklad predpokladaji, ze realne existuje jak castice, tak vlna
(odpovidajici vlnove funkci). Vlna vytvari pro bodovou castici jeste navic
jakysi kvantovy potencial, ktery usmernuje castici tak, ze rozdeleni
pravdepodobnosti se pak shoduje s kvantovou predpovedi.
Tento pristup byl odsouzeny k zaniku ze kterehokoliv z nasledujicich duvodu:
neni absolutne jasne, co se stane s vlnou pote, co je castice absorbovana.
Fakticky tento problem je uplne stejne vazny jako puvodni problem redukce
vlnove funkce. Dale, neexistuje ani naznak toho, jak se model da zobecnit na
vice castic. Potom stejne neexistuje zadne pravidlo, kterym by byly dany
pocatecni podminky pro polohu a vlnu, cili efektivne stejne nelze z teto
teorie vyzdimat vetsi informaci nez z kanonicke kvantove teorie. Atd.atd.
> EPR. Lumo rikas, ze je zname, ze dve castice myslene v EPR experimentu
> koreluji. Ale pokud maji nejake udalosti korelovat, tj. byt ve vzajemnem
> vztahu, byt na sobe zavisle, tak mezi nimi musi byt spojeni. Alespon ja si
> to nedovedu predstavit jinak.
Z toho si nic nedelej, Einstein si to take nedokazal predstavit, ale priroda
je takova, ze castice jsou korelovany a presto zadne spojeni mezi nimi neni!
Jedine, o cem ma smysl mluvit, jsou vysledky experimentu s temi dvema
casticemi. Tyto vysledky jsou korelovany - to je dnes jiz experimentalni fakt
- dusledkem toho, ze nekdy tyto dva podsystemy na sebe pusobily (toto
pusobeni vsak jiz pominulo).
Teoreticky duvod pro tento fakt se da vylozit treba tak, ze vlnova funkce je
funkci vsech souradnic a vlastnosti OBOU tech castic (tak funguje CELA
kvantova mechanika). Hamiltonian (tj. operator celkove energie) pro dva
izolovane podsystemy je souctem hamiltonianu techto podsystemu, cimz je dano
to, ze ty dva podsystemu spolu opravdu neinteraguji! Kazdy stav celeho systemu
slozeneho z dvou izolovanych podsystemu lze redukovat na takzvany smiseny stav
(matici hustoty) jen jednoho podsystemu - diky nemuz lze delat predpovedi,
tykajici se jen tohoto subsystemu, uplne stejne dobre jako z vlnove funkce
celeho systemu! Co zde podle tebe nefunguje? ;-)
> Podle vyse uvedenych fyziku koreluje uplne vse.
> A odbyvat to vetou, ze korelace mezi objekty podle kvantove mechaniky JE a
> je to primarni rys prirody, je podle me staveni dogmatu proti snaze neco
> pochopit rozumem.
Naopak, dogmata stavi ti "tvi" fyzici. To, co rikam ja a cely zbytek fyzikalni
komunity, je EXPERIMENTALNI FAKT, ktery tito lide ovsem chapali jeste drive,
nez byl mnoha experimenty skutecne potvrzen.
Opravdu, dogmaty trpel Einstein, Bohm a dalsi, kdyz se zuby nehty snazili
vnutit prirode deterministicky charakter, ktery proste priroda (jak vidime)
nema a mit mozna ani nemuze, ma-li v ni byt inteligentni zivot.
> Navic vyjadreni "objekty koreluji" a "objekty maji mezi sebou okamzite
> spojeni" je podle me v ramci neurcitosti jazyka ekvivalentni a stejne dobre
> pro popis.
To ale vubec neni pravda. :-) Chtel bych ti trochu neskromne, ale pratelsky,
poradit, aby ses nesnazil se se mnou hadat, spise ze me dostat lepsi
vysvetleni. Ja tomu venoval cely zivot a ne tak neuspesne, za par dni letim
do USA na pozvani spicky fyziky... Ale samozrejme ani ja jsem kdysi nerozumel
QM stejne jako ty nebo Einstein, je to asi 7 let zpatky...
Podle kvantove mechaniky jsou dva podsystemy korelovany, ackoliv zadne spojeni
(interakce) jiz mezi nimi neexistuje. Zkus si to predstavit tak, ze i podle
klasicke fyziky se musi zachovat moment hybnosti. Tj. pokud vyletnou dva
kruhove polarizovane fotony z castice, ktera mela nulovy moment hybnosti, musi
mit oba vzajemne opacny moment hybnosti. Bud ma jedna nahoru a druha dolu
nebo naopak. Kdyz tedy nameris na jednom spin nahoru, druhy ma urcite dolu.
Uz klasicka predstava je v leccems poucna: kdyz se rozejdes se svym byvalym
pritelem ;-) a stanete se neinteragujicimi fyzikalnimi systemy, take vam
zustanou vzpominky, ktere budou navzajem korelovany, a presto nemuzes rikat,
ze vypravite podobne veci diky tomu, ze na sebe na dalku pusobite. Novum
kvantove mechaniky je jen v tom, ze umoznuje korelaci i ve vzajemne
doplnkovych fyzikalnich velicinach - popis stavu systemu ze dvou podsystemu
se uz neda redukovat na soucet informaci o obou, ale na "soucin" ;-) v jistem
smyslu (respektive kombinaci takovych soucinu).
Kvantove (a ve skutecnosti, jak ukazaly desitky experimentu) je to ale tak,
ze realny koncovy stav se sklada z obou techto variant - nahoru+dolu a
dolu+nahoru. Jelikoz kruhova polarizace lze psat jako linearni kombinace
linearnich polarizaci, lze tento koncovy stav psat take jako kombinaci
x.y + y.x, takze pokud merime linearni polarizaci, budou oba fotony mit take
100% korelaci - linearni polarizace obou bude vzdy opacna.
(Tohle by nebyla pravda klasicky - pokud vyletnou vzdy dva kruhove
polarizovane, a to ciste bud varianta dolu+nahoru, nebo kombinace nahoru+dolu,
mereni linearni polarizace da pro oba 50%+50%, ale bez jakekoliv korelace.)
Zduraznuji, ze tohle je dnes i experimentalni fakt, ale ze je zaroven jasnym
dusledkem konzistentne chapane kvantove mechaniky, proto mu lide jako Feynman,
Bohr, Dirac, Born, Pauli, Fermi, Heisenberg a dalsi rozumeli drive, nez tyto
pokusy byly uskutecneny.
Samotnym merenim jednoho fotonu nevysilame ZADNY fyzikalni signal ke druhemu
fotonu, presto budou korelovany, protoze jsou popisovany spolecnou vlnovou
funkci. Z druhe strany, systemy jsou od sebe opravdu izolovane, protoze
vsechny predpovedi pravdepodobnosti pro jeden foton lze ucinit z pouhe
znalosti matice hustoty jen tohoto jednoho fotonu! (V tomto pripade jde o
trivialni predpoved 50% levotocivych a 50% pravotocivych nebo 50% v ose x a
50% v ose y.)
///// Superstring/M-theory is the language in which God wrote the world.
/// O __ Your Lumidek. mailto:lmot2220@menza.mff.cuni.cz
/// ---------------------------------------------------
///_______/ http://www.kolej.mff.cuni.cz/~lumo/
The most incomprehensible thing about the world is that it's comprehensible. AE
-------------------------------------------------------------------------------