Выходим за край Вселенной, за пределы пространства и времени, вглубь материи
Нима Аркани-Хамед
Современный физик, специалист в области теории струн Нима Аркани-Хамед дошел в своих исследованиях до такой глубины описания реальности, где пространство и время превращаются из фундаментальных начал в нечто производное и второстепенное. Он говорил:
"Понятия пространства и времени скорее всего не сохранятся в новой модели физики".
Его исследования могут помочь нам представить, что было до Большого взрыва, как выглядит мир на субатомном уровне и еще глубже.
Нима Аркани-Хамед говорил, что для того, чтобы изучать пространство на всë более мелких масштабах, нужно вкладывать всë больше энергии, и в какой-то момент мы дойдем до того, что будем направлять настолько много энергии в настолько маленькую точку пространства, что согласно уравнению А. Эйнштейна E=MC^2 (где E - это энергия, M - масса, а C - скорость света в вакууме), там просто образуется черная дыра, и мы ничего не увидим. Если добавим еще энергии, то дыра станет только больше.
Это увеличение концентрации энергии в одной точке похоже на то, как если бы мы прокручивали историю Вселенной в обратном направлении и в конце концов пришли бы к точке из которой и произошел Большой взрыв. Примерно то же самое происходит, если прыгнуть в черную дыру в космосе - мы попадаем как бы в состояние, похожее по сути на начало Вселенной и очень похожее на то, что происходит на уровне субатомных частиц. Если уменьшаться всё больше и больше или если предположить, что мы каким-то образом нашли способ увидеть, что происходит на субатомном уровне, то когда мы пройдем уровень протонов, электроном, нейтронов, атомного ядра и кварков и погрузимся еще "дальше" (то есть на еще более мелкий уровень), мы попадем в квантовую пену, то есть в некое состояние материи, где нет ничего определенного, где как будто бы из ниоткуда выплевываются частицы, многие из которых тут же исчезают, другие продолжают жить. Нима Аркани-Хамед, пытаясь объяснить что именно происходит на этом уровне, говорил в одном из своих выступлений:
"Существует мир идей, безразличный к пространству и времени, который выплевывает строительные блоки нашей реальности".
Если мы попытаемся идти еще дальше за уровень квантовой пены, то пространство и время окончательно потеряют всякое значение и фактически перестанут существовать для нас. Вне пространства и времени наше тело, как и любое тело, просто не сможет существовать, каких бы маленьких размеров оно не было. Мы словно попадаем в мир идей Платона.
Физики (как и философы) уже давно бьются над вопросом о том, как из ничего может возникать что-то. Физик Л. Краусс даже целую книгу написал "Всё из ничего: как возникла Вселенная". Согласно концепции Нимы Аркани-Хамеда получается, что всё вещественное возникает словно из ниоткуда, из ничто. Пройдет еще немало лет и мы сможем более детально погрузиться в это "ничто" без времени и пространства. Но действительно ли там, где исчезает время и пространство, остается ничто?
Возможно пространства и времени в действительности не существует (но это решает многие научные проблемы)
Сегодня всё больше и всё чаще различные ученые заявляют о том, что пространство и время не являются фундаментальными физическими явлениями и в действительности не существуют.
Об этом, например, говорит физик Нима Аркани-Хамед, профессор Дональд Хоффман. Физики Дон Пейдж и Уильям Вуттерс еще в 1983 г. в этой статье предположили, что время является лишь возникающим явлением для внутреннего наблюдателя Вселенной, но не существует для внешнего наблюдателя. В 2013 г. эта концепция была подтверждена. Для квантовой физики, квантовых вычислений время и пространство вообще не нужны. Согласно уравнению Уилера-Девитта, времени и вовсе не существует.
Иными словами, наше обыденное восприятие пространства и времени крайне далеко от того, что происходит на уровне фундаментальной реальности. Не исключено, что пространства и времени действительно попросту не существует. И это положение может оказаться крайне важным для современной физики.
Дело в том, что ученые уже давно ищут «Теорию всего», то есть такую теорию, которая могла бы объединить Квантовую физику и Теорию относительности в рамках единой научной концепции. Почему эти две теории так сложно и так важно объединить?
Квантовая физика отлично работает на микроуровне нашего мироздания, а Теория относительности – на макроуровне. Но друг с другом они не сочетаются, они словно не могут сосуществовать в одном мире, но они сосуществуют и работают. Почему же они так непримиримы?
Квантовая физика требует дискретности мироздания (отсюда и понятие кванта – неделимой порции энергии). Теория относительности требует континуальности, то есть неделимости времени и пространства на дискретные частицы. Так каким же является наше мироздание, пространство и время: дискретными, состоящими из неделимых элементов или континуальными, то есть сплошными? Обе версии исключают друг друга, но при этом сосуществуют в реальности, и это парадокс. Получается, что пространство и делимо и неделимо одновременно, как и время, что, согласитесь, крайне странно.
Эту «странность» заметили еще древнегреческие философы, в том числе такие как Парменид и Зенон, которые логически доказывали, что фундаментальное бытие никуда не движется и не развивается, оно едино и неделимо, а пространства, времени и движения не существует, так как их существование противоречит логике (вспомните апории Зенона, например, «Ахиллес и черепаха» или «Стрела»).
Так вот если мы согласимся с Нима Аркани-Хамедом, Доном Пейджем, Уильямом Вуттерсом, Дональдом Хоффманом и рядом других ученых в том, что ни времени, ни пространства не существует, то это открывает нам прямой путь к Теории всего: если ни времени, ни пространства не существует, то это снимает противоречие между Квантовой физикой и Теорией относительности.
А где же мы тогда вообще находимся и как движемся? Ну а где находится персонаж компьютерной игры, который как бы внутри экрана вашего смартфона или ноутбука может путешествовать сквозь целые галактики, пролетая тысячи и миллионы километров, которых на самом деле нет внутри вашего гаджета. Аналогию с отсутствием времени привести сложнее, но суть будет примерно та же.
Означает ли это, что мы живем в симуляции? Совсем необязательно. Это означает лишь то, что мир на фундаментальном уровне совсем не такой, каким он представляется здравому смыслу.
В продолжение темы интересно почитать:
Конкурс для мемоделов: с вас мем — с нас приз
Конкурс мемов объявляется открытым!
Выкручивайте остроумие на максимум и придумайте надпись для стикера из шаблонов ниже. Лучшие идеи войдут в стикерпак, а их авторы получат полугодовую подписку на сервис «Пакет».
Кто сделал и отправил мемас на конкурс — молодец! Результаты конкурса мы объявим уже 3 мая, поделимся лучшими шутками по мнению жюри и ссылкой на стикерпак в телеграме. Полные правила конкурса.
А пока предлагаем посмотреть видео, из которых мы сделали шаблоны для мемов. В главной роли Валентин Выгодный и «Пакет» от Х5 — сервис для выгодных покупок в «Пятёрочке» и «Перекрёстке».
Реклама ООО «Корпоративный центр ИКС 5», ИНН: 7728632689
Ответ на пост «Несколько слов о корпускулярно-волновом дуализме»
Представь себе, что по дороге едет машина. Мы делаем фото на длинной выдержке. За это время машина успевает проехать метров 10. Зная расстояние и время (выдержки), легко посчитать скорость. Но где именно в момент съёмки была машина? Нигде конкретно и в то же время везде.
Сделаем ещё фото, на этот раз на короткой выдержке. Машина получилась чёткой и мы точно знаем, где она находилась в момент съёмки. Но как теперь посчитать, с какой скоростью она ехала? А может, она и не ехала вовсе? По фото теперь сказать невозможно.
Это и есть "принцип Гейзенберга", хотя и довольно грубо.
Несколько слов о корпускулярно-волновом дуализме
Раньше люди думали, что свет – это луч, состоящий из частиц. Потом поняли, что волна. Потом увидели, что свет проявляет свойства и частицы и волны и придумали корпускулярно-волновой дуализм. Так и что же получается, свет – это и частица и волна одновременно? Нет!
Чем вообще частицы отличается от волны с точки зрения квантовой физики? Прямым следствием корпускулярно-волнового дуализма является неопределенность Гейзенберга – принцип квантовой физики, согласно которому мы не можем в равной степени точно знать и импульс и координату квантового объекта. И дело тут не в ограниченности наших технологий, а в самом устройстве квантовой физики.
Таким образом, с определенной долей упрощения можно сказать, что частица от волны отличается тем, что у частицы координата строго определена, а импульс не определен, а у волны определен импульс, а координата нет. И чисто логически получается, что частицы и волны – это в базе своей что-то одно и то же: частица – это волна, координата которой определена, а волна – это частица, импульс которой определен. Частица – это волна, а волна – это частица. Они тождественны, но всё-таки различны. Как же так? Почему? Потому что оба они являются лишь проявлением чего-то большого.
Корпускулярно-волновой дуализм – это не механическое соединение противоположностей. Свет – это не просто соединение частицы и волны в какое-то нелепое единство. Свет проявляет свойства частицы и волны, потому что сам по себе является чем-то большим, чем-то «третьим» по отношению к частицам и волнам. Так что же такое свет?
Свет – это квантовое поле. И вот в зависимости от того, с какого «угла» мы «смотрим» на это поле, подобно слепцам из притчи про слона, мы видим то частицу, то волну, но и то и другое суть проявление одного и того же явления – квантового поля.
В продолжение темы интересно почитать:
Так ли верна специальная теория относительности (СТО)?
Всем пикабушникам привет👋.
Чёт я призадумался тут немного, я ни разу не физик, да и образования нет, и со специальной теорией относительности наверное плохо знаком (пока только изучаю её принципы).
Но вот в чём суть.
Я так прикинул и подумал что в специальной теории относительности (далее СТО) как и в науке в целом мне кажется есть проблема, проблема в недостатке достоверных данных.
Вот я и прикинул примитивное уравнение, которое возможно придаст сомнению СТО.
Надеюсь поймёте меня и не запинаете за незнание каких-то основ или формулировок.
Данное уравнение пример неправильных расчётов.
Если учесть что 12 неизменимая единица как скорость света предпположим:
2+2+2+2=12
Для меня "как для высшего разума" - назовём его так, это уравнение верно.
Для вас же логически верным будет уравнение:
2+2+2+2=8
так как вы не видите ещё 2 постоянных числа.
Но на практике уравнение не действительно, ведь как помним 12 это постоянная и неизменная единица, потому мы не можем поставить 8 как единицу скорости света.
Значит мы должны решить уравнение найдя недостающие данные.
Это могут быть как 2+2, 0+4, 1+3 или 4, но это лишь предположение, теория.
И предположим что несколько учёных разработали несколько теоретически истинных решений уравнения.
Далее теория учёного - ТУ
Например:
ТУ1 - 2+2+2+2+4=12
ТУ2 - 2+2+2+2+0+4=12
ТУ3 - 2+2+2+2+2+2=12
И методом проб и ошибок решили что:
- ТУ 1 неверна так как они знают что для достоверного использования уравнения недостаёт ещё одного числа.
-
- ТУ 2 неверна так как 0 не может находиться в расчётах для уравнения потому что ничего в себе не содержит.
- ТУ 3 совершенно верное и достоверное уравнение. Так как им известно что для решения необходимы были ещё 2 числа и они здесь присутствуют. Так же они знают что цифра 2 содержит в себе цифру 2, а не пустоту.
Таким образом они и принимают решение единственно верным и достоверным использовать уравнение ТУ3.
Даже не догадываясь что есть ещё и 4 вариант решения уравнения. Именно который - действительно верный, достоверный и истинный.
Далее верное уравнение - ВУ, это:
ВУ 2+2+2+2+1+3=12
Почему они не могли дойти до такого решения?
Ну предположим потому что не знали что существуют ещё и такие цифры как 1 и 3, либо знали о их существовании но не могли увидеть или понять что они значат. Как и мы не можем увидеть или понять 4-е и 5-е измерение. В котором могут находиться и другие частицы и изменится точка главного наблюдателя для которого не потребуется смещать оси координат чтобы получить взгляд других наблюдателей для решения, т.к. они могут быть уже видны в из точки обзора в 4м или 5м имерении.
Почему здесь присутствует 5-е измерение?!
Хз, моя жопка чует что из 4-го измерения мы ничего не увидим но сможем почерпнуть некоторые другие частицы. Или предполагаемые координаты.
А вот в 5м измерении мы сможем их увидеть и применить на практике к ним физическое (а может и не физическое) воздействие, их смещение/перемещение.
Именно по этому я считаю СТО не достоверной.
Так как у нас недостаточно данных или знаний для её решения.
Да и вообще с чего мы взяли что СТО может быть истинно верной!?
Большой адронный коллайдер
Вот часто слышу учёные на коллайдере столкнули те или иные частицы с другими и в результате получили там другие частицы.
Но ведь это может быть и неправда.
Почему бы не сделать платный вход для обычных людей туда, чтобы каждый смог произвольно столкнуть ту или иную частицу, чтобы ОН ЛИЧНО всё это увидел воочию!
А то начитавшись книг думаешь, а вдруг это не так! А вдруг частиц этих нет, а это всё просто игра, иллюзия.
А так каждый сам своими глазами увидит частицы, сам их столкнёт и сам ПОЙМЁТ, ЧТО получилось В ИТОГЕ.
Так нет же ж падлы, это доверяют только своим учёным!
Квантовая запутанность, программирование, нобелевская премия по физике 2022 г. и наше будущее
В 2022 г. Нобелевскую премию по физике получила команда трех ученых: Алан Аспе, Джон Клаузер и Антон Цайлингер за исследования в области квантовой запутанности, давших толчок развитию квантовой информатики. Тема эта очень интересна сама по себе и особенно интересна та мысль, которую А. Цайлингер продвигает в своих квантовых исследованиях.
Если вкратце, то Цайлингер и Ко показали, что квантовый мир принципиально невозможно описать классическими методами. Он другой. Принципиально. Это не просто наша уменьшенная реальность. Это, в некотором смысле, другая реальность, требующая и другой парадигмы мышления.
Как бы страшно это не звучало для некоторых, но по сути, Квантовая физика (КФ) - это, как говорил А.М. Семихатов, физика индетерминизма и вероятностей.
КФ носит вероятностный характер не потому что мы чисто технически не можем рассчитать всë, что нам нужно достаточно точно, а потому что квантовый объект находится в состоянии суперпозиции и мы не можем в точности знать все его параметры не потому что у нас оборудование несовершенное, а потому что самих этих параметров как бы нет до измерения, их нет до тех пор, пока в ходе измерения не произойдет редукция суперпозиции.
Квантовая запутанность - это феномен, с которого, во многом и начался почти 100 лет назад спор ученых, пытающихся еще удержаться в классической парадигме и ученых-квантистов, ученых, скажем так, "нового поколения" (не по возрасту, а именно по парадигме мышления).
Ученые нового поколения заявили: нельзя измерить импульс и координату частицы одновременно. И дело тут не в измерительных приборах, а в самой реальности.
Против этого взгляда на мир выступил А. Эйнштейн, заявивший: "Бог не играет в кости" (намекая на вероятностный характер КФ как на недостаток). Говорят, что Нильс Бор ответил на это так: "Не указывайте богу, что ему делать". А. Эйнштейна поддержали Ю.Я. Подольский и Н. Розен. Так родилась статья этих трех авторов "Можно ли считать квантовомеханическое описание реальности полным?", а вместе с ней и так называемый парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена (ЭПР). Ученые отстаивали мнение о том, что мы можем измерить и импульс и координату, а все препятствия в этом деле связаны либо с неизвестными параметрами, либо с техническим несовершенством аппаратуры.
Согласно ЭПР, можно изменить координату и импульс, если у нас есть две одинаковые частицы, которые разлетаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью, суммарный импульс которых равен нулю. Так, измерив импульс частицы А, мы узнаем и импульс частицы В, а измерив координату частицы В, мы узнаем и координату частицы А. Таким образом, ЭПР-парадокс заключается в том, что либо квантовомеханическое описание реальности не является полным и требует уточнений, поиска скрытых параметров, либо же частицы могут мгновенно передавать информацию друг другу, что нарушает уже известные законы физики, в частности принцип локальности, согласно которому на объект непосредственно влияет только его непосредственное окружение, а если две частицы, внешне никак не связанные, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, мгновенно обмениваются информацией о состоянии друг друга, то они нелокальны.
В спор вмешался Э.Шредингер, заявивший, что всё не так просто, потому что если у нас есть две одинаковые частицы, которые находились в одной точке, а потом "разлепились", то с точки зрения КФ у нас уже не две разные частицы, они становятся "запутанными" (или точнее "спутанными", от нем - Verschränkung - "переплетение").
В классической физике, все системы и объекты локальны: ничего не воздействует на что-то телепатически и тому подобным образом. В классической физике, если у нас есть картонная коробка с двумя шариками внутри, а общий вес коробки 10 кг и нам известен вес одного шарика - 3 кг, значит вес другого шарика - 7 кг. (абстрагируемся пока от веса самой коробки). В КФ не так. Точнее, не совсем так. В КФ, условно говоря, вес шариков не задан изначально и когда мы измеряем один из них, другому передается информация от том, какой вес он должен получить в связи с нашим измерением.
А. Эйнштейн считал, что запутанные частицы - это нечто вроде пары перчаток: если мы достали из условной коробки левую перчатку, то мы автоматически понимаем, что в коробке осталась правая и поэтому, как считал А. Эйнштейн, никакой передачи информации не происходит и не нарушаются никакие понятия здравого смысла и привычные законы и принципы физики.
Однако ученые-квантисты продолжали утверждать, что запутанные частицы - это не пара перчаток, где левая и правая определены изначально и мы лишь узнаем, где какая, поочередно их доставая. Перчатки, с точки зрения КФ, не определены изначально: одна из них становится левой и передает информацию об этом другой, которая становится правой лишь в результате наблюдения. Требовался эксперимент, который наглядно покажет, кто же в итоге прав.
В течение второй половины XX века было проведено несколько экспериментов, в том числе и с участием упомянутых выше нобелевских лауреатов и все эксперименты показали однозначно: правы квантисты. Частицы взаимодействуют мгновенно, они передают информацию друг другу, они нелокальны и запутаны.
Система запутанных частиц - это всегда единое целое, независимо от расстояния. Поэтому это золотое дно для информатики. Используя квантовую криптографию можно практически мгновенно передавать сообщения, защищенные от перехвата, на большие расстояния. Отсюда уже и рукой подать до мощнейших квантовых компьютеров, которые смогут в режиме реального времени осуществлять такие вычисления, на которые обычным компьютерам понадобились бы миллионы лет, так как элементарная ячейка обычного компьютера существует сама по себе и находится либо в состоянии "1", либо в состоянии "0". Квантовый же компьютер оперирует кубитами, находящимися в суперпозиции, то есть одновременно и в состоянии "1" и "0". Запутанные частицы, работающие по этому принципу и передающие информацию друг другу мгновенно, могут позволить нам создать компьютеры невероятной мощности и защищенности благодаря квантовой криптографии.
Квантовые компьютеры - это новые возможности для науки. Это новая, качественно другая наука. А где квантовая криптография, там и квантовые криптовалюты и новая экономика, а вместе с тем и квантово-криптографическое голосование через интернет и новая демократия и новая политика в целом, а следом - и новый мир.
Для создания рабочего квантового компьютера нам нужно лишь научиться создавать устойчивые запутанности с большим количеством частиц.
Но даже не это самое главное и интересное. А самое интересное - это та, в некотором смысле, философская идея, которую продвигает А. Цайлингер. Идея эта весьма провокационная и уже не столько относится к чистой науке, сколько к философии. Поэтому об этой идее А. Цайлингера подробно и без цензуры рассказываю здесь.