Одним из наиболее важных инструментов в арсенале физика-теоретика является мысленный эксперимент. Если вы изучаете теорию относительности, квантовую механику или любую другую область физики, относящуюся к средам или ситуациям, в которые вы не способны (или не должны) поместить себя, вы обнаружите, что тратите гораздо больше времени на работу с воображаемыми сценариями, чем на настройку инструментов или проведение измерений. В отличие от физических экспериментов, мысленные эксперименты заключаются не в сборе данных, а скорее в постановке воображаемого вопроса и проработке логической последовательности «если/то», чтобы выяснить, что на самом деле означает та или иная теория. Вопрос «Что должно произойти, если теория верна?» имеет неоценимое значение для развития интуиции и прогнозирования новых заявлений. В некоторых случаях мысленный эксперимент может раскрыть глубокое философское значение теории или даже представить то, что кажется неразрешимым парадоксом. Вероятно, самым известным из всех физических мысленных экспериментов является эксперимент с котом Шредингера — как потому, что он предполагает (чисто гипотетически!) мясорубку, так и потому, что его последствия для природы реальности в квантовом мире продолжают бросать вызов студентам и теоретикам по всему миру. Базовая — опять же, чисто гипотетическая — экспериментальная установка такова: представьте, что у вас есть радиоактивный материал, в котором существует вероятность в 50% ядерного распада в течение определенного периода времени (скажем, одного часа); вы кладете этот материал в коробку вместе с небольшим стеклянным флаконом с ядом и устройством, которое разобьет флакон, если обнаружится радиоактивный распад. Затем вы помещаете в коробку живого кота, закрываете крышку, ждете час, а затем снова открываете коробку. Основываясь на этой схеме, легко сделать вывод, что, поскольку вероятность того, что атом распадется и вызовет срабатывание яда, составляет 50%, в половине случаев, когда вы проводите эксперимент, вы должны найти живого кота, а в половине — мертвого при условии, что вы не используете одно и то же животное каждый раз. Но когда Эрвин Шредингер описал мысленный эксперимент Альберту Эйнштейну в 1935 году, он сделал это, чтобы подчеркнуть очевидное следствие квантовой теории, которое обоим ученым казалось полной чепухой: идея о том, что до того, как вы откроете коробку, кошка находится в позиции живой и мертвой одновременно. В итоге все сводится к принципу неопределенности в квантовой механике. В отличие от классической механики (такой, которая применима к повседневному опыту), в квантовой механике, по-видимому, в природу реальности заложена фундаментальная неопределенность. Когда вы подбрасываете монету, результат получается случайным, потому что вы недостаточно тщательно отслеживаете все движения и задействованные силы. Если бы вы могли измерить абсолютно все, вы были бы способны каждый раз предсказывать результат, что является детерминированностью — процессом, исход которого полностью определен алгоритмом, значениями входных переменных и начальным состоянием системы. Но в квантово-механической версии подбрасывания монеты, радиоактивного распада, ничто из того, что вы измеряете, не может сказать вам результат до того, как он произойдет. Для стороннего наблюдателя (до тех пор, пока не произойдет измерение квантового подбрасывания монеты) система будет вести себя так, как будто она находится в обоих состояниях одновременно — в суперпозиции, при которой атом и распался, и не распался. Суперпозиция — это реальное явление в квантовой механике, которое иногда даже можно использовать в своих интересах. Квантовые вычисления основаны на идее, что бит квантового компьютера (или кубит) может быть не просто единицей или нулем, а суперпозицией единицы и нуля, что значительно повышает способность компьютера выполнять множество сложных вычислений одновременно. В случае с котом Шредингера кажущийся абсурдным вывод о том, что кот одновременно жив и мертв, проистекает из рассмотрения всей системы — атома, пускового устройства, пузырька с ядом и кота — как единого квантового механизма, каждый элемент которого существует в суперпозиции. Атом и распадается, и нет, устройство срабатывает и бездействует, пузырек разбит и цел, поэтому кошка одновременно и мертва, и жива, пока не откроют коробку. Является ли этот вывод действительно абсурдным — вопрос открытый. И Шредингер, и Эйнштейн пришли к выводу, что истинная фундаментальная неопределенность просто не может применяться к реальному, макроскопическому миру. В наши дни большинство физиков признают, что неопределенность реальна, по крайней мере, для субатомных частиц, но то, как эта неопределенность схлопывается при проведении измерений, до сих пор остается предметом споров. В одной интерпретации любое выполненное измерение коренным образом меняет реальность, хотя обычно утверждается, что для этой цели измерение обеспечивает триггерное устройство или, по крайней мере, сама кошка. В другой интерпретации под названием «Множество миров» вся Вселенная дублируется каждый раз, когда подбрасывается квантовая монета, и измерение просто говорит вам, находитесь ли вы во вселенной мертвого кота или во вселенной живого кота. Пока что нельзя сказать, сколько времени пройдет, прежде чем станет ясно, что на самом деле происходит в черном ящике квантовой суперпозиции. Но достижения квантовой теории уже приносят невероятные технологические результаты, такие как квантовые компьютеры. А тем временем любопытство позволяет идти вслед за подобными мысленными экспериментам, не рискуя убить ни одного кота. По материалам статьи «Why Schrödinger's Cat is still the most controversial thought experiment in science» Science Focus
Читайте также
Названия брендов, которые все произносят неправильно
Зирокс Удивительно, но на самом деле «зирокс», а не «ксерокс». В Штатах начальную букву «X» всегда читают как «З». «Зена — королева воинов» тоже, кстати, пишется «Xena». Но в России с самого первого копировального аппарата Xerox называли именно ксероксом, и сейчас никто уже не поймет, о чем идет речь, если услышит «зирокс». Хёндэ В переводе с корейского «Hyundai» означает «современность». Правильная русская транслитерация этого слова — «хёндэ» с ударением на последний слог. В российской рекламе название деликатно стараются не произносить, ограничиваясь лишь англоязычным написанием, хотя на официальном сайте компании используется написание «Хендэ». В народе же корейского автопроизводителя именуют и «Хёндай», и «Хюндай», и даже «Хундай». Моет э Шадон Вопреки распространенному в России мнению, в имени всемирно известной марки шампанских вин при произнесении убирается не «т» в слове Moёt, а «н» в слове Chandon. Союз «и», представленный в имени амперсандом, читается, как и положено по-французски, «э». Ламборгини Итальянский производитель дорогих спортивных автомобилей называется «Ламборгини». Согласно правилам чтения в итальянском языке, если после «g» стоит «h», то оно читается как «Г». Однако в России настолько распространено неверное произношение «Ламборджини», что даже система автопоиска Google выдает именно его. Найки Название бренда происходит от имени богини победы Ники и в оригинале звучит «Найки». Именно так его произносят в Соединенных Штатах. Однако незнание данного факта с одной стороны, и правила чтения английского слова «nike» с другой стороны, привели к широкому распространению в Европе в целом и в России в частности неправильной транскрипции «Найк». Неправильное в сущности название не только прижилось и закрепилось, но и используется в названии официального представителя компании в России. Порше Произносится «ПОрше» с ударением на первый слог по имени основателя компании Фердинанда Порше. Россияне либо путают ударный слог, либо теряют окончание, задаваясь вопросом, почему же тогда не читается конечная «e» в названии люксового внедорожника Cayenne (Порше Кайен). Бэ-Эм-Вэ Глупо конечно, но некоторые борцы за правильное называние всего и вся уверяют, что нужно говорить «Би-Эм-Дабл-Ю». Не нужно — потому что «Бэ-Эм-Вэ» — это абсолютно адекватное произношение для BMW, немецкого автомобилестроителя, чье название, как известно, произошло, сократившись от Bayerische Motoren Werke. В немецком языке буквы, вошедшие в бренднейм, называются именно так, и W — это «Вэ». Левис Тщательные исследования выявили, что оба варианта уже давно и прочно вошли в общее употребление, и даже в США бытуют оба варианта. Люди продолжают интересоваться, спорить, доказывать, но вся доказательная база в этом случае сводится к двум моментам: носители английского языка чаще всего говорят Ливайз, потому что по правилам английского имя Levi читается как «Ливай»; но создателя первых джинс звали Леви. Леви Штраусс был немецким евреем, при рождении получившим имя Loeb. В 18 лет он переехал из родной Баварии в Сан-Франциско, и его имя для удобства произнесения в Штатах превратилось в Леви. И если следовать грамматике английского языка, то правильней «Левис». Самсон Samsung произносят в России произносят, как «Самсунг», но более правильно «САмсон» , с ударением на первом слоге, что в переводе означает «три звезды». Мицубиси Российское представительство японского автомобилестроителя Mitsubishi в своей последней кампании сделало акцент на варианте «Митсубиши». Предпоследний звук в японском языке в действительности читается как нечто среднее между «с» и «ш», но ближе к «с», чем к «ш», поэтому подавляющее большинство японистов и переводчиков с японского языка продолжают настаивать на «Мицубиси».
Эти 5 фактов о мозге изменят вашу жизнь
Человеческий мозг обладает большими возможностями, чем мы думаем. Его можно тренировать и заставлять работать иначе. А это, в свою очередь, определяет то, какой будет наша жизнь. 1. Мозг не видит разницы между реальностью и воображением Мозг реагирует в равной степени на все, о чем вы думаете. В этом смысле для него нет разницы между объективной реальностью и вашими фантазиями. По этой причине возможен так называемый эффект плацебо. Если мозг считает, что вы принимаете фармацевтический препарат (а не пилюлю с сахаром), то реагирует на него соответствующим образом. Выпил плацебо, думая, что это аспирин, и мозг даст организму команду понизить температуру тела. Точно так же работает и эффект ноцебо, но в обратном направлении. Если ипохондрик смотрит вечерний выпуск новостей и слышит в них о вспышке новой болезни, то он может даже начать физически ощущать ее симптомы. Хорошая новость же в том, что если вы смотрите на мир в розовых очках, то наверняка чаще чувствуете себя счастливым за счет аномального высокого уровня серотонина (гормон радости) в крови. Любая конструктивная мысль или грезы о светлом будущем способны улучшить ваше физическое состояние прямо здесь и сейчас. 2. Вы видите то, о чем думаете больше всего О чем бы вы ни думали, это становится основой вашего жизненного опыта. Скажем, если вы купите новый автомобиль, то станете чаще замечать машины этой марки в городе. Все дело в том, что после покупки вы думаете о своей машине чаще, чем думали до сих пор. Почему это важно знать? Дело в том, что выбраться из любой стрессовой ситуации можно, просто перепрограммировав свое мышление. С другой стороны, если вы пытаетесь анализировать политическую ситуацию, преподносимую разными СМИ по-разному, то верить будете только тем, которые отражают вашу собственную точку зрения. Есть еще кое-что. Вы когда-нибудь замечали, что люди довольно быстро группируются по интересам? Позитивные люди чаще дружат с такими же позитивными, а ипохондрики — с ипохондриками, не так ли? Это не совпадение. Если вы хотите изменить что-либо в своей жизни, начните с изменения мыслительных шаблонов. 3. Большую часть времени ваш мозг работает на автопилоте В среднем человеческий мозг за день генерирует 60 тыс. мыслей. Но больше 40 тыс. из них будут теми же мыслями, которые вы гоняли в своей голове вчера. Вот почему так просто скатиться в штопор негативного восприятия жизни. И вот почему нам чаще нужно менять привычную обстановку на незнакомую, чтобы «прочистить» мозги. Негативные мысли создают стресс и беспокойство сами по себе, даже если реальной на то причины нет. И они реально разрушают иммунитет, который вынужден на это реагировать (см. пункт № 1). Тренируйте свой мозг. Заставляйте его чаще регистрировать позитивные мысли. Чем больше вы будете пытаться, тем быстрее и проще у вас будет получаться. Относиться к жизни сознательно — это пробовать взять все эти бессознательные процессы под собственный контроль. Конечная цель практики — добиться того, чтобы большинство ваших мыслей, возникающих «по умолчанию», были позитивными. 4. Периодически отключаться — это жизненно важно Вы можете буквально тонуть в тысячах негативных мыслей, которые застревают у вас в голове в течение дня. Поэтому вам нужно «отключаться»: это даст передышку для иммунной системы, сделает вас здоровее и счастливее. Самый простой способ на несколько минут «выключить» мозг — медитация. Она позволяет превратить ваше сознание в удобный и эффективный инструмент. И еще. Насчет отпуска. Выбирайте активный отдых: лыжи, дайвинг, походы в горы. Чем проще вам сосредоточиться на захватывающем процессе, тем эффективнее «прочищается» голова. 5. Вы можете изменить свой мозг. Буквально. Физически Когда вы сосредотачиваетесь на какой-то умственной деятельности, ваш мозг в этот момент активно генерирует новые нервные связи. Этот процесс биологи называют нейропластичностью. Вот как это работает. Если вы думаете, что не в состоянии похудеть, то со временем лишь будете укрепляться в этой мысли. А вот если вы замените это подсознательное убеждение на мысль: «Я в отличной физической форме», то ваш мозг будет каждый раз строить к ней новые нейронные связи. Вы начнете все чаще замечать новые возможности, которые позволят вам превратить эту подсознательную установку в новую реальность. У вас есть возможность подчинить себе свое сознание и измениться. У вас есть возможность добиться всего, чего вы хотите. Главное — поверить в это. Ведь любой физический процесс начинается с мыслей, которые возникают в вашей голове.
Учёные: бокал красного вина приравнивается к часу занятий спортом
Все дело в том, что содержащийся в красном вине ресвератрол повышает работоспособность, улучшает работу сердца и укрепляет мышцы, то есть действует на организм так же, как и упражнения.Согласно выводу Джейсона Дайка, руководителя исследования, это позволит людям, которые не в состоянии посещать тренажерный зал, держать себя в тонусе. Ресвератрол, повышая количество сердечных сокращений, укрепляет сердце и делает мышцы сильнее и выносливее, регулирует уровень сахара в крови и обладает антивозрастным эффектом. Исследования также показали, что люди, которые выпивают бокал красного вина в день, менее склонны к развитию слабоумия и рака.
© 2015 — 2024 stakanchik.media
Использование материалов сайта разрешено только с предварительного письменного согласия правообладателей. Права на картинки и тексты принадлежат авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 16 лет.
