Кот Шрёдингера

Feb 04, 2018 17:50

«КОТ ШРЕДИНГЕРА»
СКафка для аспирантов и младших научных сотрудников.
(сокращённый вариант)
Полную версию читать здесь: http://www.proza.ru/2018/02/05/251

Абстракт В представленной работе популярным языком (русским-по-белому) объясняется почему т.н. кот Шрёдингера не имел и не имеет никакого отношения к квантовой теории. Так же намечены пути выхода из создавшейся неприятной ситуации.


I do not like [quantum mechanics], and I am
sorry  I  ever  had  anything  to  do  with  it.
Erwin Schrodinger.

I think I can safely say that nobody
understands quantum mechanics.
Richard Feynman.

Введение
В научной среде, широко распространено мнение, что Эрвин Шрёдингер не любил как квантовую механику, так и котов. Первое утверждение с очевидностью немедленно следует из собственных слов нобелевского лауреата (см. первый эпиграф), второе, как полагают, подробно обосновано в его широко известной статье 1935 года1. Однако, если с первым фактом спорить весьма затруднительно, ибо нельзя любить то, чего не знаешь (см. второй эпиграф), то второе утверждение не может быть принято как бесспорное... Рассмотрим подробнее отношения кота и Шрёдингера.

Давным - давно, в достославном городе Оксфорде, жил был кот. Как и все коты он любил думать о странном, а так же залезать в коробки и ящики2, поскольку там особенно хорошо думалось. И был у кота специально обученный человек, вовремя дававший ему еду и звали этого субъекта Эрвин. Однако котам, как мы знаем, нравятся шипящие3, и вовсе не нравятся слова в которых шипящих нет, поэтому кот предпочитал называть своего Эрвина красивым прозвищем Шрёдин - герр. По мнению кота, это было шшшшикарно.

Однажды, совершая утренний променад из спальни на кухню, заметил кот совершенно замечательную во всех отношениях коробку и, разумеется, немедленно в неё забрался. В коробке было вполне уютно, тихо и безопасно. Более того, кот обнаружил в ней восхитительный приборчик (здесь следует вновь отметить уже цитированную выше работу Шрёдингера1), который случайным образом наливал в стаканчик вкуснейшей валерьянки. Жизнь явно налаживалась и кот решил задержаться в коробке для того, чтобы исследовать закономерность с которой наполнялся стаканчик. Довольно быстро он понял, что вероятность появления валерьянки в стаканчике, как это должно быть во всём старом добром классическом мире, описывается экспонентой. Он потерял к прибору всякий интерес, зевнул и в очередной раз приятно освежившись улёгся тут же, возле приборчика и стаканчика на подумать. И увидел наш кот сон.

Первый сон кота Эрвина.

И было видение первое, и увидел кот метрический тензор на кривом расширяющемся Финслеровом многообразии, описывающий Мир как внутри, так и вне коробки. И понял он, что это есть хорошо.

И было видение второе, и увидел кот, что Мир разделён коробкой на две части - по одну и по другую сторону стенок коробки, и понял он, что это тоже есть хорошо, ибо граничные условия порождают котовантование.

И увидел он затем пророка - Апокалипсия Армагедоновича Финиш-Ясен-Сокола, адиабатически медленно бредущего по вещественному тензорному полю второго ранга. И говорил Финиш-Ясен-Сокол громким голосом: «Истинно говорю я вам, братия мое, - материя есть объективная реальность, данная нам в ощущениях4 и лабораторных экспериментах, а они есть токмо Электромагнитное поле и ничего более того! Те же сущности, что кроме этого - есть суета сует и томление духа и нет от них пользы под Солнцем, ибо обрезаны слабые, а так же сильные взаимодействия экспоненциально на шкалах больше фемтометра, а всё, что менее этого - от лукавого. Для гравитационного же взаимодействия - константа связи на сорок порядков меньше, чем для Электромагнитного поля, а другие взаимодействия, кроме этих четырёх, нам неведомы5.»

И открылась коту Книга, и было там написано: «Кривое не может сделаться прямым, и чего нет, того нельзя считать.» *a (Еккл. 1:15).

И тут кот проснулся.
Лапа привычно потянулась к стаканчику и освежившись кот задумался...
Разумеется, обитаемый Мир внутри коробки был намного более разнообразен и интересен, но так или иначе, герр Шрёдин, вместе с едой, остался по другую сторону стенки и кот по необходимости был вынужден искать способ описания неизбежного странного мира, находящегося за стенкой коробки. И тут случилось страшное - кот внезапно осознал, что никак не может не только описать куда направляется герр Эрвин в данную минуту, но даже не может с уверенностью сказать жив он или умер, и, что было хуже всего, - не может узнать где в данный момент находится еда!

Это была катастрофа. Срочно нужна была котовантовая теория, описывающая Эрвина, еду и внешний мир в целом. «Анхен уже купила подсолнечное масло», - думал кот, - «и не только купила, но даже и разлила». Мысли, одна страшнее другой, роились в усатой голове. «Соседский мальчишка с камнем!» - ужасался он, «кирпич!» (который он видел вчера на краю крыши прямо над входной дверью). Мир снаружи был абсолютно непредсказуем, он рушился прямо на глазах, и это удручало. Даже регулярно появляющаяся валерьянка не спасала положение. От отчаяния кот снова заснул и привиделся ему странный сон.

Второй сон кота Эрвина.

Снилось ему, будто герр Шрёдин был вовсе не локален, а, будучи описан волновой функцией, расплывался со временем во все стороны. Расплывался герр, расплывалась еда, расплывалась Анхен и подсолнечное масло, расплывался кирпич на крыше, принимая угрожающие размеры, и нависая уже над всем городом... И только сам кот, хитроумный приборчик при стаканчике и валерьянка, находясь в граничных условиях коробки оставались локализованными в пространстве. А за стенкой тем временем начался полный беспредел. Герр Эрвин, потеряв локальность, стал медленно расщепляться на два различных состояния. Одно из них почему-то называлось «жив», а второе - «умер». Степень абсурдности происходящего пока ещё была вполне обыденной, и кот принялся было вылизывать правую лапу, но тут котовантовые состояния Эрвина стали перепутываться с виртуальными аппетитными кусочками великолепного «Кэт-шоу+ , как_в_телевизоре», да так,что стало совершенно непонятно: то ли это всё ещё «Кэт-жив», то ли уже «шоу+умер». Всё происходило абсолютно как_в_телевизоре, и не предвещало ничего хорошего. Кот попробовал высунуть кончик хвоста из коробки, но запутанные котовантовые состояния тут же задрожали, и запутались ещё сильнее. «Какой необычный кошмар» - подумал он и тихонько зашипел от бессилия.

И тут его осенило. «Приборчик! Вот где разгадка! Вот где можно найти полную котовантовую теорию!» - молнией пронеслось в кошачьей голове. Пёс с ней - с валерьянкой, истина дороже! Он аккуратно поддел когтем крышку приборчика и в отчаянии рванул её на себя.

Под крышкой, в маленькой комнатке за столом сидел человек со старинными карманными часами в одной руке и монеткой в другой. На столе было написано: «УБИТЬ (maybe)», а ниже располагались две кнопки. Левая имела надпись «ЭРВИН», на правой значилось «КОТ». Каждые откалиброванные 5.56 минуты человек подкидывал монетку и если выпадала решка - нажимал левую кнопку, в противном случае - правую. При нажатии на левую кнопку, в рамках наблюдаемого Мира ничего заметного не происходило, в то время как после нажатия правой, в стаканчик выливалась порция валерьянки, с вероятностью события, описываемой той самой экспонентой, скурпулёзно отмеченной котом ранее.

- Ты кто? - Обалдело спросил кот у странного существа.
- Я -Гибельрт - молвил субъект
Кот сунул морду в комнатку и принюхался.
- рт - это чего? Российское Телевидение чёль? (временно разрешённая в РФ организация)*b - Мявкнул он растерянно.
- Изыди, животное, и не нарушай моего личного пространства, а не то пожалуюсь самому Олегу Рожкову! - Не поворачивая головы, недружелюбно буркнул странный субъект.
- Какого ещё пространства? - Изумился кот, сдав назад и зябко поёжившись от одного упоминания Олега Борисовича.
- Гибельртового разумеется, - сказал человек, обводя рукой окружающую его комнатку. Он в очередной раз глянул на часы, подкинул монетку, посмотрел на результат бросания и нажал кнопку «ЭРВИН».
«А Эрвин - то и не знает», - тоскливо подумал кот.
С котовантовой теорией выходил полный облом. Мир явно управлялся классическим стохастическим процессом бросания монетки Гибельртом. Последняя надежда на связь бреда, происходящего вокруг, с котовантовостью заключённой в приборчике - испарилась. В приборчике ничего кроме Гибельрта не было. В пасти у кота пересохло, усы обвисли, вид у него был самый жалкий.
Тем временем Гибельрт в очередной раз подкинул монетку...
...
(весь последующий раздел изъят цензурой)
...
И тогда кот проснулся, и прямо тут же, на своей стороне коробки нацарапал уравнения полностью описывающие Эрвина, Анхен, подсолнечное масло, соседского мальчишку и вообще весь «странный неизбежный мир» ограниченный стенками коробки. Ну а мне та коробка попалась в руки совершенно случайно и я, не спросив разрешения у кота, записал его уравнения для всех бедолаг, находящихся в запутанных состояниях и желающих разобраться:
http://file.scirp.org/pdf/JAMP_2017030814454579.pdf
или
http://www.scirp.org/journal/PaperDownload.aspx?paperID=74590

Комментарии к тексту.
*a - имеются веские основания полагать, что здесь идёт явное указание на то, что описание любой системы, находящейся на кривом многообразии неправомочно в рамках метрики Минковского (см. так же «второй сон кота Эрвина»).
*b - комментарий добавленный рецензентом при прочтении рукописи.
*c - следует отметить случайное (не выходящее за 3 сигма) совпадение изложенной идеи (см. первую, вторую и последнюю строфы) с интерпретацией, предложенной ранее в работе6. Данный факт подтверждает правильность выдвигаемой котом оригинальной концепции «огромной родни».
*d - здесь, по-видимому, «бро» не имеет отношения к принятому среди афроамериканских «Джентльменов удачи» Лос-Анджелеса уважительному обращению “Bro” (производное от brother). Скорее всего это что-то вроде свободно блуждающего неопределённого артикля. В дальнейшем тексте мы будем опускать его, за исключением мест, где такой артикль в самом деле необходим для пущего понимания происходящего.
*e - дело в том, что изменяющийся со временем радиус кривизны Вселенной входит в метрический тензор, который, в свою очередь входит в уравнения движения (см Ландау и Лифшиц т.2, выражения (90.6) и (90.7))
*f - хотя описываемое сюрреалистическое действие и происходит во сне кота, но справедливости ради следует отметить, что в реальной жизни попадаются порой такие вот краткие ответы от уважаемого редактора из уважаемого журнала, заключённые в два взаимно-исключающих предложения. (примечание автора).
*g - Для того, чтобы не только понять, но и пережить последующий текст, прямо с этого места следует включить (лучше через наушники) allegro (2-я часть) из 10-й симфонии Д.Д. Шостаковича. Её легко найти в интернете. Вот ссылка на одно из лучших (на мой взгляд) исполнение:
http://zk.fm/song/10338508
(Кстати, Забалканский - это бывший Царскосельский, будущий Московский пр.)
*h - Под Гефсиманским садом здесь подразумевается пока ещё не существующий Парк Победы, который появится в будущем на Московском проспекте более чем через через 30 лет.

Эпилог, или вместо послесловия.

0) Кот Шрёдингера не имеет никакого отношения к т.н. «квантовости» по одной простой причине, а именно: человек, (помещённый в коробку вместо распадающегося атома) кидающий монетку и нажимающий кнопку по результату бросания монетки, в точности воспроизводит «квантовый» опыт (с состояниями кота «жив»-«умер»), в то же время не являясь квантовым объектом. Так что кот - совершенно классический объект, пусть даже и в коробке. Таким образом, резюмируя:
Мысленный эксперимент Шрёдингера неправомочен, поскольку два состояния кота «жив» - «умер» не являются продуктом квантовости системы, но появляются всего лишь от незнания ответа на вопрос «что там в коробке?», имеющего совершенно классический характер.
Как выйти из кризиса?
1) Всё, что мы имеем (ощущаем, видим, измеряем в лабораториях и т.д.) - все это только ЭМ поле. Ничего более мы зарегистрировать не в состоянии. Грав. поле - константа связи примерно на 40 порядков меньше, потому выкидываем из рассмотрения сразу. Сильное и слабое взаимодействия - экспоненциально обрезаны на ядерных расстояниях - тоже выкидываем.
2) Если всё, чем мы располагаем в экспериментах - это ЭМ поле, то теорию следует строить именно в терминах ЭМ поля. Рассмотрим его внимательнее. В начале 20 века, на Сольвеевском конгрессе была поставлена и тут же решена задачка: пусть имеем маятник, адиабатически (медленно в сравнении с периодом колебаний) изменяем длину нити. Вопрос - что будет являться сохраняющейся величиной? Ответ: ЕТ=const , где Е - есть энергия маятника, а Т - его период.
3) Свободно распространяющееся ЭМ поле - это осциллятор (классический). Ежели оно распространяется по адиабатически изменяющемуся многообразию, то фактически получаем задачку (2). В рассматриваемом случае свободное (и связанное так же) ЭМ поле НЕ является замкнутой системой, ибо метрика многообразия адиабатически изменяется! Т.е. нам надо найти адиабатический инвариант ЕТ=? для _замкнутой_ системы: «свободное ЭМ поле + адиабатически изменяющееся многообразие». Пишем полное действие (прямо по Ландау-Лифшиц том 2, только дополнительно учитываем изменение геометрии многообразия за период), варьируем, находим уравнения движения. Ну а дальше всё просто: выписываем величину ЕТ, подставляем в выражение измеряемые геометрические параметры (постоянную Хаббла и космологическую постоянную) и получаем 6.6 х 10(-27) эрг сек. = постоянная Планка, как это и должно быть.
Таким образом:
Проблема "вакуумной катастрофы" решена (найдено прямое описание природы, без аксиоматического введения волновых функций). Постоянная Хаббла и космологическая постоянная связаны с постоянной Планка (см. выражение 21 в вышеприведённой статье7). Получены уравнения движения как для ЭМ поля, так и для смешанных систем (заряд + поле)7. Проверил - всё работает, можно пользоваться.

Сонорская пустынька, 10 февраля 2018.
©Антон Липовка

Списочек цитируемой литературы
[1] Schrodinger E. «Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik» // Naturwissenschaften. - 1935. - 29 Novembers (Bd. 23, H. 48). - S. 807-812. - DOI:10.1007/BF01491891
[2] Маршак С.Я. «Усатый - полосатый.» М. 1930.
[3] Lang J. Stephen. «1,001 Things You Always Wanted To Know About Cats.» Howell Book House (2004) ISBN: 9780764569265, 0764569260
[4] Ленин В.И. «Материализм и импириокритицизм» Полное собрание сочинений, издание 5, том 18. М.: Издательство политической литературы, 1967 - 1981 гг.
[5] Маршак Р., Судершан Э. «Введение в физику элементарных частиц». 1962
[6] - Николай Курилов (Микалай Курилэу), перевод с юкагирского - Михаил Яснов. «Я узнал, что у меня есть огромная родня». Журнал "Колобок" № 10. 1987г.  https://sites.google.com/site/zurnalysssr/home/kolobok/-kolobok-za-1987-god
[7] Lipovka, A. (2017) “Physics on the Adiabatically Changed Finslerian Manifold and Cosmology”. Journal of Applied Mathematics and Physics, 5, 582-595. doi: 10.4236/jamp.2017.53050 , arXiv:1608.04596

P.S. Данный текст разрешается свободно копировать и распространять, однако делать это можно только полностью, без изменений или
сокращений, воизбежание декогеренции квантового объекта. К нарушителям будет применено как уголовное право, так и гражданское лево. (maybe).
P.S.P.S. Автор не несёт ответственности за содержание снов кота под валерианкой. Автор несёт всю полноту ответственности за текст опубликованный в журнале Journal of Applied Mathematics and Physics (см. ссылку 7).

.

physics, наука, физика

Previous post Next post
Up