Прочитал статью "Квантовый дарвинизм" Войцеха Зурека
Это вторая из двух статей, которые надо знать для понимания современных проблем квантовой механики. Первая - "Декогеренция и переход от квантового мира к классическому" того же Зурека.
Вот ссылка на "Декогеренцию...": http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/zurek_dekogerencia.pdf
Даже переведена на русский.
А это - "Квантовый дарвинизм": https://arxiv.org/abs/0903.5082
А это - мой перевод "Квантового дарвинизма": https://disk.yandex.ru/d/AXEPrqnTK85d-Q
Перевод очень сырой, поэтому не рекомендую читать его отдельно. Можно использовать как подстрочник параллельно с английским оригиналом. Все же это лучше, чем чисто машинный. Компьютерный перевод в данном случае совсем непонятен.
О чем там вообще?
О проблеме измерения в квантовой механике. В квантовой механике, как известно, все размазано. Ни один предмет не имеет определенных координат, ни одна величина не имеет определенного значения, а уравнение Шредингера только описывает переход от одного неопределенного состояния к другому, такому же неопределенному. Но в повседневной жизни мы все-таки имеем дело с конкретными местами и определенными величинами. Для перехода от квантового мира к классическому существует так называемое "правило Борна". Оно гласит, что плотность вероятности нахождения частицы в какой-то точке равна квадрату ее волновой функции в этой точке. То есть физики вычисляют переходящие одно в другое квантовые состояния, получают какую-то волновую функцию, а потом бац - и применяют правило Борна, и получают вероятность. Последний этап принципиально отличается от предыдущих и ничем не обоснован. Зурек пишет, что Нильс Бор (не путать с Борном) подобно Александру Македонскому разрубил этот гордиев узел вместо того, чтобы распутывать. Сказал: давайте будем считать, что это так, и не будем пока ломать голову почему так. Подход оказался очень плодотворным, на нем стоит вся современная физика, но теперь, наконец, настало время все-таки поломать голову.
В сильно упрощенном виде у Зурека описано вот что: допустим, некая частица, например, атом, испытала какое-то случайное воздействие, и теперь с вероятностью 50% летит в одну сторону, а с оставшимися 50% - в другую. Ее волновая функция стала двугорбой. По пути эта частица сталкивается с другими, ну, например, с электронами. Почему не с фотонами? Потому, что в нашем упрощенном примере надо, чтобы частицы были похожи на шарики. Электроны во много раз легче атомов, поэтому траектория каждой из "половинок" изменится не так уж сильно. Но у квантовых частиц кроме координат и скорости есть еще и фаза. И если фаза изменится на величину порядка длины волны, то складываться волновые функции будут уже совсем иначе. А длина волны у тяжелых частиц очень маленькая. Чем тяжелее, тем меньше. Поэтому, после нескольких столкновений, даже если мы сведем вместе разлетевшиеся "половинки", они не будут интерферировать - у них фаза изменилась. Это и есть декогеренция.
А теперь представим себе, что электроны не просто мешают "половинкам" атома двигаться. Пусть мы можем регистрировать их после столкновения (или несостоявшегося столкновения) и по тому, куда они попали, пытаемся судить о том, как движутся "половинки". Для того, чтобы электрон столкнулся с обеими "половинками", его траектория должна пересекаться с траекториями обеих "половинок". А на это, понятное дело, шансов гораздо меньше, чем на столкновение с одной. Поэтому почти все "пойманные" электроны будут свидетельствовать о столкновении с одной из "половинок", а не с двумя. Для наблюдателя будет существовать только одна из "половинок" или другая, но не обе они одновременно. Составное состояние "умрет" как "хрупкое", выживут только точечные состояния, как более прочные и устойчивые. Вот это и есть квантовый дарвинизм.
Кстати, по-английски эти состояния называются "pointer states", по-моему, "точечные состояния" - наиболее адекватный перевод по смыслу, но все переводят: "состояния-указатели".
Статья очень интересная, я бы даже сказал, историческая. Разрешает проблемы квантовой механики, над которыми физики бились почти сто лет. И проблемы теории вероятностей, которые еще старше.
Но что она меняет для меня? Для вот этого:
https://warlen.livejournal.com/247427.html
https://warlen.livejournal.com/267429.html
Подумал я, подумал, и решил, что ничего. И насчет декогеренции зря я так боялся. Ну и что с того, что атомы, из которых состоит фазовый преобразователь, будут некогерентными? Они же взаимодействуют с фотонами, у которых сравнительно большая длина волны, поэтому некогерентность атомов на этом взаимодействии никак не отразится. Да, кот или устройство, находящееся в ящике, будет взаимодействовать с огромным числом атомов, из которых состоит ящик. И эти взаимодействия будут происходить так, как это описано в "Квантовом дарвинизме". Но информацию мы будем получать не от этих триллионов взаимодействий, а от единственного взаимодействия с фотоном, прошедшим через фазовый преобразователь. А все взаимодействия через стенку для датчика будут не больше, чем тепловыми помехами. То есть мы специально построили экспериментальную установку так, чтобы обойти ограничения, накладываемые квантовым дарвинизмом.
Как если бы мы пытались услышать человека, говорящего что-то за тысячу километров. Как бы он ни кричал, какие бы чувствительные у нас ни были микрофоны, ничего не выйдет. Но если у него и у нас есть телефоны, то услышать можно.
В общем, по-моему, все должно работать.