Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет vish_dmitrii ([info]vish_dmitrii)
@ 2010-10-29 22:53:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Проблемы детерминизма в науке
В последнее время в некоторых тусовках этих ваших блогов часто затрагивается тема предопределенности. И не первый раз встречаю утверждения, будто бы неопределенность, иными словами отсутствие детерминизма, есть в науке, в частности в квантовой механике. Дескать, пока не повлияешь на электрон, например, хрен знает, где он и что он. Так вот, попытаюсь прояснить ситуацию.
Во-первых, научная теория не может содержать в себе неопределенности, тк детерминизм - одно из обязательных условий научной теории. Собственно, в частности поэтому была необходима квантовая теория, тк прежняя классическая не удовлетворяла этому условию.
Во-вторых, в квантовой теории детерминизм есть, причем безусловный. Он заключается в определенности развития волновых функций частиц, которые, как известно, подчиняются уравнению Шредингера. Дело в том, что электрон, в рамках этой теории, не имеет конкретной координаты и импульса, а имеет функцию от координат и импульса. И эта функция вполне детерминистична. Измерение координаты электрона каким-нибудь прибором проявляется в виде внешнего потенциала в уравнении Шредингера и, естественно, меняет волновую функцию электрона, но это нисколько не нарушает собственно детерминизма.


(Добавить комментарий)


[info]do_
2010-10-30 02:00 (ссылка)
>тк детерминизм - одно из обязательных условий научной теории.
Очень интересно, откуда такой удивительный критерий научности?

>Во-вторых, в квантовой теории детерминизм есть, причем безусловный.
а как же коллапс волновой функции? Не поделитесь алгоритмом вычисления,
в какую именно точку попадёт частица, испытавшая дифракцию на щели? Или
когда в точности распадётся конкретно взятое ядро?

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]vish_dmitrii
2010-10-30 02:11 (ссылка)
Очень интересно, откуда такой удивительный критерий научности?

Есть такая вещь как философия науки, которую неплохо бы понимать, занимаясь собственно наукой. Если пренебречь этим требованием, то можно смело научно доказывать существование Бога. Грубо говоря, о какой научности можно вообще говорить, если постулировать, что ничего (или что-то) не определено? Наука всегда опирается на четкие "из А следует Б"

а как же коллапс волновой функции? Не поделитесь алгоритмом вычисления,
в какую именно точку попадёт частица, испытавшая дифракцию на щели? Или
когда в точности распадётся конкретно взятое ядро?


Коллапс волновой функции происходит как раз вследствие воздействия внешнего потенциала. В какую именно точку попадет частица - это выражение абсурдное для квантовой теории, это выражение не имеет смысла, тк у частицы нет конкретной координаты, она задаётся только функцией координаты. В какой-то определенной точке у неё есть плотность.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]vish_dmitrii
2010-10-30 02:14 (ссылка)
То, что нельзя определить конкретную координату частицы - это проблема классической физики из-за чего от неё отказались для описания микромира. И конкретная координата частицы - это атрибут классической теории, квантовая теория отказывается от такого атрибута

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]do_
2010-10-30 02:32 (ссылка)
>Есть такая вещь как философия науки, которую неплохо бы понимать, занимаясь собственно наукой.
Считаю, что со времён Древней Греции наука
перестала нуждаться в философии. Скорее,
вторая может нуждаться в первой. Как квантовую
механику, так и теорию относительности
придумали физики, не философы, уж потом эти
две теории произвели революцию в умах.
Обратных примеров со времён где-то Ньютона не
могу припомнить.

>Коллапс волновой функции происходит как раз вследствие воздействия внешнего потенциала.
Это мало что объясняет. Если б была
детерминированность, можно было б просчитать изменения внешнего потенциала и всё-таки
предсказать конкретный результат конкретного
измерения. Потому я и интересуюсь алгоритмом,
как это сделать.

>В какую именно точку попадет частица- это выражение абсурдное для квантовой теории

В момент измерения происходит воздействие
микроскопического объекта на макроскопический,
в результате состояние последнего изменяется,
а макроскопический объект описывается уже не
волновой функцией, а вполне классическими
величинами, в надёжности которых не приходится
сомневаться. В точке, в которую попал фотон
и поглотился, на фотографической пластинке
будет вполне определённое пятно с
фиксированными координатами. Счётчик Гейгера,
поглотивший гамма-квант, испущенный в момент
распада ядра, сработает во вполне определённый
момент времени.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]vish_dmitrii
2010-10-30 02:47 (ссылка)
Как квантовую
механику, так и теорию относительности
придумали физики, не философы

По вашему Бор не философ? Интересно, зачем он несколько раз менял формулировку своей теории, причем эти изменения, казалось бы, на физическом её смысле никак не отражались?

По поводу остального - с точки зрения квантовой теории, макроскопический объект есть совокупность микроскопических объектов. Теоретически можно рассчитать задачу огромного количества тел и их взаимодействий друг с другом (опять же решение уравнения Шредингера). Посчитав такую задачу можно определить вероятность распределения ответов этого прибора. Если прибор определяет только координату, то волновую функцию исследуемой частицы можно сужать сколько угодно, меняя состояние прибора. Ну, что то же, меняя внешний потенциал, который испытывает частица.

Вообще, советую почитать, например, вот эту книгу:
http://www.studfiles.ru/dir/cat15/subj1562/file18218.html

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]do_
2010-10-30 03:21 (ссылка)
>По вашему Бор не философ?
С давних пор испытываю некоторое недоумение,
когда Бора почитают за величайшего физика
всех времён и народов. В развитии квантовой
теории он сделал лишь самый первый шаг, а
математический аппарат развили потом другие
люди. Так что может Бор и философ, но вот
его занятия философией большой пользы физике
не принесли.

>Посчитав такую задачу можно определить
вероятность распределения ответов этого прибора.
В том-то и дело, что вероятность. То, что
можно посчитать вероятность, особого сомнения
не вызывает, и рассмотрение полной волновой
функции всех составляющих частиц, как правило,
для этого не требуется. Вопрос в том, как
посчитать результат конкретного измерения.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]vish_dmitrii
2010-10-30 22:03 (ссылка)
Дело в том, что Бор попытался дать наиболее удовлетворительное объяснение физическому смыслу квантовой механики (см. Копенгагенская интерпретация). Без этого, квантовая механика была бы просто забавной математической моделью, ничего больше.

Результат конкретного измерения зависит много от чего, в первую очередь от того, что вы называете измерением. Если у вас есть какой-то абстрактный измерительный прибор, то, естественно, нельзя предсказать, что конкретно он покажет, тк не известен конкретный механизм его взаимодействия с микромиром.
Вообще говоря, область применимости квантовой теории очень узка, поэтому говорить о детерминистичном влиянии макромира на микромир некорректно, так как это выходит за рамки области применимости. Но в рамках области применимости, квантовая теория совершенно детерминистична, хоть и использует непривычную терминологию волновых функций и плотностей вероятности.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]do_
2010-10-31 00:24 (ссылка)
Уж навряд ли Бор именно из-за этого прослыл
великим. Скорее, просто под ним ходило много
молодых физиков, постоянно превзносивших
мудрость Учителя.

Кстати, как раз по копенгагенской
интерпретации-то и получается, что
вероятостный характер квантово-механических
процессов принципиально неустраним, они это
принимают за своего рода аксиому.

>Если у вас есть какой-то абстрактный
измерительный прибор

Ну, вообще-то я два конкретных примера привёл.
Но вообще -- да хоть для какого-нибудь.

>область применимости квантовой теории очень
узка, поэтому говорить о детерминистичном
влиянии макромира на микромир некорректно,
так как это выходит за рамки области
применимости.

Ну, по идее, любые закономерности макромира
могут быть выведены путём соответствующих
предельных переходов, таким образом, физика
макромира содержится в физике микромира.
И если результат измерения конкретного измерения
получается непредсказуемым -- то это так или
иначе тоже одно из свойств физики микромира.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]vish_dmitrii
2010-10-31 01:21 (ссылка)
Уж навряд ли Бор именно из-за этого прослыл
великим. Скорее, просто под ним ходило много
молодых физиков, постоянно превзносивших
мудрость Учителя.


Не знаю, из-за чего конкретно он прослыл великим, но физическая трактовка квантовой теории многого стоит:)

Ну, по идее, любые закономерности макромира
могут быть выведены путём соответствующих
предельных переходов, таким образом, физика
макромира содержится в физике микромира.
И если результат измерения конкретного измерения
получается непредсказуемым -- то это так или
иначе тоже одно из свойств физики микромира.


Ну, квантовая теория всё-таки чётко разграничивает понятия микромира и макромира и в макромир не суется. Т.е. какие-то предельные переходы вроде как осуществляются, но при этом, например, само понятие "измерения" совсем неопределено. Насколько я понимаю, переход от микромира к макромиру вообще плохо определяется в рамках квантовой теории, так что её пытаются использовать только для описания достаточно элементарных квантовых систем.

(Ответить) (Уровень выше)