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
15 фактов о мужчинах
1. Большинство мужчин имеют сексуальную связь с 4 – 6 девушками до появления серьезных отношений. Так что их рассказы о бурной холостяцкой жизни – не больше, чем выдумки. 2. Для большей половины представителей сильного пола красивое лицо женщины важнее безупречной фигуры. 3. Треть мужчин не удаляют номера бывших девушек, чтобы было кому позвонить, когда захочется излить душу или заняться сексом. 4. Большая часть холостяков до 27 лет живут под родительским крылом. 5. Всем известно, что мужчины жутко боятся стать импотентами. На втором месте, как не странно, страх облысеть. 6. 96% мужчин мечтают о некурящей девушке. 7. Мужчина в среднем съедает за всю свою жизнь 3 кг помады. Из женских губ, конечно. 8. 80% мужчин настолько боятся ходить к врачам, что откладывают эти визиты до последнего. 9. У 30% мужчин, которые присутствовали на родах своих жен, случались проблемы с эрекцией, которые длились от двух месяцев до нескольких лет. 10. Большая часть среди посетителей интернет-магазинов женского нижнего белья – мужчины. 11. В среднем у мужчин температура тела выше, чем у женщин. Если зимой у вас в квартире холодно, рекомендуется спать в одной кровати с мужчиной. Мужчины - это переносные обогреватели, которые храпят. 12. Если мужчина приготовил для вас обед и в салате содержится более трех составляющих, считайте, что у него серьезные намерения. 13. Освободиться от мужчины, не задев при этом его мужественности, бывает непросто. Фразы "Убирайся прочь" и "Я не хочу тебя больше видеть" могут звучать как вызов. Если вы действительно желаете избавиться от мужчины, попробуйте сказать ему: "Я люблю тебя....я хочу за тебя замуж.... я хочу иметь от тебя детей". Иногда они оставляют дымящийся след на паркете. 14. Мужчины забывают все, в то время как женщины ничего не забывают. Именно поэтому при трансляции спортивных состязаний часто показывают повторы. 15. Большинство мужчин ненавидят заниматься покупками. Именно поэтому отдел мужской одежды, как правило, расположен на первом этаже в двух дюймах от входной двери.
Почему фильм «Дом» запрещен во многих странах?
Документальная картина «Дом» не несет в себе абсолютно никаких экстремистских или аморальных планов, тем не менее фильм запретили 36 стран мира. Недоумение зрителя понятно, но анализ причин ограничения показов все ставит на свои места. Существует всего 2 основных стоп-аспекта. Социально-политический момент. «Дом» — это своего рода эстетическое потрясение, способное мотивировать многих впечатлительных зрителей на активные действия. Особенно это касается молодежи. Такое кино может привести к интенсивному разрастанию экологических группировок, в том числе и радикального толка. Пока их количество и численность участников невелика, угрозы политической ситуации не возникает. Если же ряды защитников природы станут активно пополняться, такие сообщества вполне могут стать помехой многим проектам разных стран. Такие движения могут устраивать стихийные митинги и мешать вырубкам лесов, застройкам в эко-зонах. Опасаясь этих явлений, некоторые страны запретили «Дом» к показу. Запрет существует для того, чтобы его непременно нарушить. Так считает режиссерский состав картины. Бессон всегда нетривиально подходит к реализации своих проектов и в данном случае намеренно ограничивает ряд стран в фильме «Дом». По неподтвержденной информации и вовсе существует договоренность авторов с отдельными правительствами. Запрет ленты согласован сторонами. Сделано это для того, чтобы наоборот подогреть интерес публики и мотивировать зрителя на поиски кинофильма через «нелегальные» ресурсы. Стоит отметить, что создатели фильма своего добились. Популярность некоммерческой картины невообразимо велика в сравнении с разрешенным кино документального плана.
Почему не стоит делиться своими планами?
"Хочешь рассмешить Господа Бога — расскажи ему о своих планах", — гласит поговорка. Действительно, порой даже тщательно продуманные, "верные" перспективы срываются в связи с непредвиденными обстоятельствами. Или… человек сам отказывается от намеченного. Оказывается, еще в прошлом столетии этот феномен привлек внимание многочисленных исследователей. Казалось бы, что-то наметив (купить машину или дом, поехать в отпуск за границу, вступить в брак, начать бизнес), логично поведать об этом друзьям и знакомым, чтобы они нас поддержали и порадовались за нас. Однако еще в 1933 году зарубежные психологи выяснили, что, чем большему количеству людей мы поведаем о своих намерениях, тем меньше вероятность, что они будут воплощены в жизнь. В чем же тут фишка? Если мы рассказываем о своих планах заранее, это в нашем подсознании становится свершившимся фактом, считает исследовательница Вера Малер. А раз цель подсознательно уже достигнута, то, соответственно, у индивида снижается мотивация. Профессор психологии Нью-Йоркского университета Питер Голлуитцер затронул эту тему еще в 1982 году в своей книге "Символическое самозаполнение". Не так давно он провел ряд исследований, в которых приняли участие 63 человека. Оказалось, что люди, которые не делились своими планами с другими, выполняли их с большей вероятностью, чем те, кто публично рассказывал о них и получал одобрение и поддержку окружающих. Профессор Голлуитцер полагает, что рассказ о своих намерениях дает нам "преждевременное чувство завершенности". В нашем мозгу присутствуют так называемые "символы идентичности", которые помогают нам составить представление о самих себе. Чтобы такой символ возник, достаточно не только действий, но и просто разговоров о них. Предположим, Вы рассказали о своем намерении написать диссертацию и представили себя кандидатом или доктором наук. Мозг удовлетворился этой игрой воображения, и у Вас исчезает стимул делать что-то для достижения этой цели — поступать в аспирантуру, искать научного руководителя, сидеть в библиотеке, собирая материал, и прочее.
Большая разница
Однажды пришел цветочник к парикмахеру постричься. Когда пришла очередь платить, парикмахер сказал: «Я не могу взять деньги. На этой неделе я стригу бесплатно». Цветочник поблагодарил его и ушёл. На следующее утро, когда парикмахер пришёл открыть своё заведение, перед дверью он нашёл благодарственное письмо и двенадцать роз. Затем пришёл постричься пекарь, но когда он хотел заплатить, парикмахер сказал: «Я не могу взять деньги. На этой неделе я стригу бесплатно». Пекарь, довольный, ушёл. На следующее утро парикмахер обнаружил у двери благодарственное письмо и двенадцать пирожных. Пришёл стричься сенатор и когда собрался платить, парикмахер опять-таки сказал: «Я не могу взять деньги. На этой неделе я стригу бесплатно». Сенатор обрадовался и ушёл. На следующий день, когда парикмахер пришёл на работу, у двери стояли двенадцать сенаторов, десять депутатов, пятнадцать советников, мэр и несколько министров, жена мэра и шесть их детей.
15 лучших селфи
Подборка необычных и безумных селфи. Приятного просмотра!
Притча о Двух Монахах
Путешествовали по миру два монаха. Однажды на своём пути они встретили очень красивую женщину. Она была просто неземной красоты. Женщина стояла возле реки и пыталась её пересечь. Ей необходимо было попасть на другой берег. Но течение реки было настолько сильным, что у неё никак не получалось сделать это самостоятельно. Тогда один из монахов без промедления и каких-либо вопросов быстро подошёл к женщине, взял её на руки и перенёс на другой берег реки. Затем он вернулся к своему спутнику, и они молча продолжили свой путь. Так они шли какое-то время. Вдруг второй монах не выдержал и спросил: - Мы же принесли обет не касаться женщины. Как ты мог посадить её себе на плечи? Другой монах серьёзно посмотрел на своего спутника и ответил: - Я поставил женщину на берег час назад, а ты, судя по всему, всё ещё несешь её с собой. Мораль: Вот так и мы в обычной жизни очень часто "продолжаем нести" груз нестоящих забот, и за их тяжестью не видим ни дорогу, ни пейзаж вокруг, ни людей, идущих рядом или навстречу...
Лучшие фокусы мира №2
Хотите немного уличной магии от Смузини?
25 способов узнать у ребенка, как дела в школе?
Если вы спросите у ребенка «Ну как дела в школе?», то, скорее всего, получите ответ: «Нормально». А если вы действительно хотите узнать, как прошел его день, то помогите своему ребенку: задайте такой вопрос, на которые можно будет ответить подробно. 1. Что самое хорошее из того, что произошло с тобой сегодня в школе? Что худшее из того, что произошло с тобой сегодня в школе? 2. Расскажи мне что-нибудь смешное, над чем ты сегодня посмеялся? 3. Если бы ты мог выбрать, с кем бы ты хотел сидеть в классе? А с кем бы точно не хотел сидеть? Почему? 4. Расскажи мне о самом классном месте в школе. 5. Какое самое странное слово, которое ты услышал сегодня? Или может быть тебе сказали сегодня что-то странное? 6. Если бы мы пригласили сегодня твоего учителя к нам в гости, что бы он мне рассказал о тебе, как думаешь? 7. Кому ты сегодня помог? 8. Может, кто-то тебе сегодня помог? 9. Расскажи мне, что нового ты узнал сегодня? 10. Был ли момент, когда ты чувствовал себя самым счастливым сегодня? 11. Было ли тебе сегодня очень скучно? 12. Если бы инопланетяне прилетели в ваш класс и забрали кого-то из учеников, кого бы ты хотел, чтобы они забрали? 13. С кем бы ты хотел поиграть на перемене из тех, с кем ты еще никогда не играл? 14. Расскажи мне о чём-то хорошем, что произошло с тобой сегодня. 15. Какое слово учитель чаще всего сегодня повторял? 16. О чём бы ты еще больше хотел узнать в школе? 17. Чего бы тебе хотелось меньше делать в школе? 18. С кем бы ты в своем классе мог вести себя лучше? 19. Где ты чаще всего играешь на переменах? 20. Кто самый смешной ученик в вашем классе? Почему он такой смешной? 21. Тебе понравился сегодняшний обед? Что больше всего понравилось? 22. Если бы завтра ты стал учителем, что бы ты сделал? 23. Как ты думаешь, может, кому-то из вашего класса лучше уйти из школы? 24. Если бы ты мог поменяться с кем-то в классе местами, кто бы это был? Почему? 25. Расскажи мне о трех различных случаях, когда ты использовал карандаш сегодня в школе.
Притча о благоденствии
Однажды Садовник пришел в свой сад и обнаружил, что все его цветы, деревья и кустарники умирают. Дуб пояснил, что умирает, так как не может быть таким высоким, как Сосна… Садовник застал Сосну поверженной: она согнулась под тяжестью мысли, что не могла давать виноград, как Лоза… А Лоза погибала, потому что не могла цвести, как Роза… Роза плакала, так как не была столь сильной и могучей, как Дуб… Тогда он нашел одно растение – Фрезию, цветущую и прекрасную, как никогда! Садовник спросил: ”Как же так? Ты растешь посреди этого увядшего и мрачного сада, а у тебя такой здоровый вид?” Красавица ответила: ”Я не знаю… Возможно, я всегда думала, что, сажая меня, ты хотел именно Фрезию. Если бы ты хотел иметь в саду еще один Дуб или Розу, ты бы посадил их…Тогда я сказала себе: я постараюсь быть Фрезией настолько хорошо, насколько смогу!"
© 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.
