Трагедия Свободы  Умопримечания | Стихи | Библиотека 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   
Б.Б. Кадомцев. Динамика и информация
  
Стихи


Ну, и последнее. У природы, как мы видим, нет полного детерминизма, она не работает ни по квантовой механике, ни по классической механике, внутри нее запрятаны случайные процессы. Отсутствие детерминизма - это наше счастье, потому что мы живем в живом, развивающемся мире, а не в том. который мог бы быть предсказан с помощью каких-то уравнений
  
Б.Б. КадомцевБорис Борисович Кадомцев 1928 - 1998 - физик. Директор Института ядерного синтеза Российского научного центра Курчатовский институт с 1973 г. Академик АН СССР 1970. Труды по физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза
Б.Б. Кадомцев. Динамика и информация
http://scintific.narod.ru/nlib/
Свобода, информация и самоорганизация. C точки зрения физика
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_13.htm
Заключение к книге Динамика и информация
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_230.htm
Глава V. Квантовые корреляции и информация
Данная глава начинается с описания очень интересного эффекта, обнаруженного Ю.Л. Соколовым с сотрудниками. При экспериментах с возбужденными атомами водорода они заметили, что при пролете такого атома вблизи от металлической диафрагмы он как бы сам собой поляризуется. Знак полярности соответствует некоторому сдвигу электронной оболочки от протона в сторону, противоположную направлению движения атома. Эффект этот явно необратим и не имеет других аналогов. Оказывается, что эффект Соколова можно обьяснить как результат когерентной суперпозиции взаимодействий Эйнштейна-Подольского-Розена. Пролетающий над поверхностью металла атом создает ЭПР-пару с каждым из электронов, который испытывает столкновение с поверхностью металл (подлетая к ней изнутри металла) в момент пролета атома. Изложенная в данной главе приближенная теория эффекта Соколова находится в согласии с экспериментами. Сам эффект и его величину удобно описывать в терминах корреляционного электрического поля - поля Демона. Корреляционное поле чувствует только возбужденный атом - измерить такое поле с помощью обычного прибора нельзя. Возможность создания квантово-коррелированных систем естественно приводит к постановке вопроса о возможности (или невозможности) использования квантовых корреляций для передачи информации. Этот вопрос достаточно подробно обсуждается в разделах 44-46. Оказывается что квантовая передача информации на далекие расстояния запрещена основным принципом квантовой теории: верятности любых квантовых событий следуют закону p ~ |пси|2. В силу этого разнесенные на далекое расстояние партнеры ЭПР-пар не позволяют передавать систематическую информацию в процессах измерений над этими парами. Однако, если оставаться - внутри интервала измерения -, то возможность квантово-корреляционной коммуникации не исключена (так, по крайней мере, это представляется в настоящее время). Если характерное время релаксации необратимой квантовой системы равно r, то на расстоянии L =< cr кажется возможной квантово-информационная связь, не ограниченная скоростью света. Ограничение L =< cr следует не из-за превышения скорости сигнала над скоростью света, а из-за необходимости предварительного создания канала связи, т.е. коррелированной квантовой системы. Оказывается, что сверхсветовая связь в коррелированно-квантовых системах не противоречит релятивистскому принципу причинности: любая попытка создания - причинной петли - приводит к образованию составной квантовой системы, внутри которой принцип причинности продолжает действовать
41. Эффект Соколова Коллапсы волновых функций атомов газа обычно не наблюдаемы. Но это не значит, что они вообще всегда скрыты, и мы опишем далее эффект, где их роль оказывается определяющей. Мы имеем в виду явление, которое было обнаружено экспериментально Ю.Л. Соколовым с сотрудниками (см. [84] и которое мы будем называть эффектом Соколова. Этот эффект был обнаружен в экспериментах по атомной интерферометрии [85], схема которых изображена на рис.18)...
42. Теория эффекта Соколова Попытаемся теперь более точно описать эффект Соколова как результат взаимодействия возбужденного атома водорода с электронами проводимости металла, предполагая, что электроны находятся в состоянии квантового хаоса. Поскольку рассматриваемый эффект представляет собой результат довольно сложного механизма взаимодействия очень многих частиц, при описании кинетики электронов проводимости буде принята простейшая газовая модель. В приближенной газовой модели ферми-жидкость электронов проводимости можно рассматривать как газ квазичастиц - электронов и дырок...
43. Иссдедование эффекта Соколова Для проверки теории и измерения величины и направления эффективности поля Е* были проделаны специальные эксперименты [88]...Как мы видим, эксперимент показывает, что величина Ф, положительна, как это следует из простой модели электронного газа. Главным для знака эффекта является знак дисперсии электронов и дырок вблизи поверхности Ферми. Теоретические расчеты этой дисперсии для золота [89] дают величину того же знака, что и в случае газовой модели. Итак, сравнение эксперимента с теоретическими представлениями дает их удовлетворительное согласие. Тем самым подтверждается модель корреляционной связи возбужденного атома с электронами проводимости в виде гигантского количества ЭПР-пар с одним единственным первым партнером
44. Квантовая коммуникация Обсудим теперь вопрос о том, можно ли использовать квантовые корреляции для передачи информации. На наличие нелокальных корреляционных связей в квантовой механике впервые было указано в работе Эйнштейна, Подольского, Розена [8]. Такая корреляция выглядела как своего рода парадокс, а в более поздних работах она была установлена со всей определенностью. Большую роль при этом сыграла теорема Белла [29], согласно которой наличие скрытых параметров перед квантовыми измерениями должно было бы проявляться в виде некоторых неравенств, не наблюдаемых экспериментально [31, 90, 91]. Тем самым была подтверждена ортодоксальная квантовая механика. Вместе с тем это означает. Что в момент квантового измерения возникают нелокальные корреляционные связи. В эксперименте Аспекта, Далибарда, Роджера [31] было четко показано, что эти связи устанавливаются сверхсветовым образом. Тем самым, естественно, ставится вопрос о том, нельзя ли использовать квантовые корреляции для сверхсветового обмена информацией?
45. Сверхсветовая коммуникация...Условимся обозначать скорость передачи сигналов символами V, а скорость света символом c. Согласно теории относительности никакое материальное тело и никакая волна не могут двигаться со скоростью больше скорости света c. Поэтому сверхсветовая связь, V > c, не может быть связана с переносом энергии на расстояние, т.е. она должна иметь совершенно иную природу. Допустим, тем не менее, что передача сигналов со сверхсветовой скоростью возможна, и рассмотрим, к каким последствиям приводит это допущение. Для простоты ограничимся случаем одномерного распространения сигналов, и тогда мы можем ввести в рассмотрение время t и координату x, вдоль которой этот сигнал распространяется. Пусть сигнал испущен из точки x = 0 в момент t = 0. Тогда в последующие моменты времени координата x будет равна x = Vt. При V > 0 сигнал распространяется вправо, а при V < 0 - влево. Зададимся вопросом, что увидит наблюдатель, движущийся со скоростью v? Для этого перейдем в систему координат этого наблюдателя и вместе с ним посмотрим на внешний мир. Пусть x', t' - пространственно-временные координаты движущегося наблюдателя. Как хорошо известно, они связаны с x, t  преобразованием Лоренца:
x' = (x - vt)/sqrt(1-(v2/c2)),  t' = (t - (xv/c2))/sqrt(1-(v2/c2)).

(306)

Точка отправления сигнала в неподвижной системе координат, т.е. x = 0, t = 0, видна из движущейся системы координат как точка x' = 0, t' = 0. Рассмотрим теперь, как сисгнал распространяется. Если положить в (306) x = Vt, то получим
x' = t(V - v)/sqrt(1-(v2/c2)),  t' = t(1 - (vV/c2))/sqrt(1-(v2/c2)).

(307)

Деля одно соотношение на другое, мы найдем скорость сигнала V' = x'/t' в движущейся системе координат
V' = (V - v)/(1-(vV/c2)).

(308)

Если  V < c, то это соотношение показывает, что при v >=  V происходит смена знака V', что вполне естественно: если наблюдатель обгоняет сигнал, то он увидит его отстающим, т.е. распространяющимся в противоположную сторону. Если мы имеем дело с электромагнитной волной, то V = c и согласно (308) V' = с. Это хорошо известный результат: свет распространяется со скоростью света в любой системе координат. Именно этот постулат и положен в основу теории относительности. Но пусть теперь V > c. С помощью соотношения  (308) мы немедленно находим систему координат, в которой скорость сигнала V' бесконечна. Эта система координат движется со скоростью v = c2/V < c. Ясно, что система координат с бесконечной скоростью V' чем-то выделена. Раз так, то мы и примем ее за неподвижную систему координат и, переходя к пределу V к бесконечности, получим с помощью (308)   
V' = - c2/v.

(309)

Как мы видим, в системе координат, движущейся вправо, сигнал распространяется влево, а при v < 0 сигнал распространяется вправо, т.е. V' > 0. При v стремещуюся к бесконечности имеем V' стремящуюся к плюс и минус бесконечности, т.е. сигнал распространяется с бесконечной скоростью сразу в обе стороны. Разумеется, эти соотношения несколько упрощены и идеализированы, поскольку время испускания и время приема сигнала считаются равными нулю. На первый взгляд соотношение (309) кажется явно противоречащим принципу причинности. В самом деле, допустим, что мы наблюдаем распространение сигнала с V' > 0 из системы координат с v < 0. Например, отправитель сигнала может быть в точке x' = 0, t' = 0, и тогда получатель примет сигнал в точке x' = L несколько позднее, т.е. при t' = L/V' > 0. Здесь ясно видно, где причина, а где следствие. Однако наблюдатель с v > 0 увидит сигнал со скоростью V' < 0, т.е. причина и следствие поменяются местами. Казалось бы, в силу этой несуразицы сверхсветовая передача информации невозможна. Однако не будем спешить! Само пассивное наблюдение еще мало что означает. Реальное противоречие с принципом причинности наступит только в  том случае, если получатель информации сможет послать сигнал обратно в приемник до испускания первого сигнала и, таким образом, следствие сможет изменить свою причину. Давайте посмотрим, может ли это быть, а если может, то какими дополнительными ограничениями принцип причинности можно сохранить...
46. Настоящее, прошлое, будущее...Чтобы более ясно представить себе, почему не следует a priori отвергать возможность квантового телеграфа, полезно иметь в виду следующую аналогию. Главными средствами передачи информации в животном мире, в том числе у людей до изобретения радио, являются звук и свет. Звуком мы пользуемся активно: голосовыми связками создаем устную речь, а затем воспринимаем ее на слух. А в случае света пассивно воспринимаем рассеянное предметами излучение Солнца. С изобретением радио электромагнитные волны стали активно генерироваться передатчиками и восприниматься приемниками, т.е. были освоены, как звук. С этой точки зрения сверхсветовые телеграфы являются как бы аналогом света и цвета при дневном освещении. Волновые функции микромира находятся в условиях не прекращающегося процесса последовательного коллапсирования. Меняя детали такого коллапсирования в одной точке пространства, можно затем (т.е. с небольшим сдвигом по времени t) повлиять на изменение вероятностей коллапсов в других точках пространства. Само коллапсирование передать в другую точку пространства невозможно. Но нельзя исключить возможность управляемо менять классическое окружение множества коллапсирующих систем в одной точке пространства и детектировать это влияние на коллапсы в другой, далеко отстоящей пространственной точке. Для этого волновые функции в этих точках должны быть коррелированными, т.е. факторизуемыми, а квантовые системы должны быть релаксирующими
рис. 41Глава VII. Нелинейность и самоорганизация Данная глава посвящена рассмотрению некоторых нелинейных процессов в классических сложных физических системах. Речь идет, фактически, об открытых системах, через которые могут протекать потоки энергии и информации (негэнтропии). На простейшем примере конвекции жидкости показано, как может возникать неустойчивость, приводящая при превышении надкритичности к сложному нелинейному поведению, в частности, к странному аттрактору. В разделах 50, 51 очень кратко затронуты вопросы самоорганизации и развитие иерархических структур в сложно организованных физических системах.
В разделе 52 высказаны некоторые соображения о подходе к описанию свободы воли как физического явления...
50. Самоорганизация Многие из нелинейных систем настолько красивы, что вполне подходят для украшения интерьеров современных квартир или домов. Вот, например, устройство, которое называется - плазменный шар...
52. Свобода воли...Вернемся опять к проблеме прошлого, настоящего и будущего, но уже в предположении о возможности распространения сверхсветовых сигналов вследствие коллапсов волновой функции. Выберем систему координат, связанную с Солнечной системой. Основную массу вещества в такой системе координат можно считать покоящейся, поскольку перемещения всех макротел происходят в ней со скоростями, существенно меньшими скорости света. Время t такой системы условимся считать абсолютным. Тогда для одномерного движения упрощенной график прошлого, настоящего и будущего для частицы в точке x = 0, t = 0 выглядит так, как показано на рис. 41. На этом рисунке заштрихованная область P соответствует прошлому: наблюдатель в точке x = 0, t = 0 имеет возможность получить сигналы на материальных носителях (волны, частицы) из всей этой области. Граница N этой области соответствует настоящему: это то, что наблюдатель в точке x = 0, t = 0 видит в свете вокруг себя, включая звезды далеких галактик. Все, что находится вне P - это будущее: если равномерно двигаться вдоль оси t, то рано или поздно любая точка вне P пройдет через настоящее, т.е. движущуюся границу N. Однако это будущее естественно разделяется на две области F и С. Область F - это динамическое, т.е. активное, будущее для точки = 0, t = 0: наблюдатель в этой точке имеет возможность активно повлиять на события в F с помощью сигналов на материальных носителях. А область C - это пассивное будущее. Оно рано или поздно пересечет настоящее N, но повлиять на него материальными сигналами наблюдатель в точке x = 0, t = 0 не может. Верно и обратное: никакой обьект в области будущего C не может послать в точку x = 0, t = 0 сигнал на материальном носителе. Другими словами, в рамках динамических взаимодействий точки области C не могут находится в причинно-следственной связи с точкой x = 0, t = 0. Допустим теперь, что квантовые коллапсы происходят таким образом, что они за счет квантовых корреляций запутанных состояний могут переносить сверхсветовые сигналы, т.е. допустим возможность квантовых телеграфов. Тогда коллапсы на частицах с дорелятивистскими скоростями будут отвечать мгновенной, V = бесконечность, передаче сигнала, что отмечено двухсторонними стрелками на оси x. Штриховые линии на рис.41 соответствуют движущимся телам, у которых скорость сигнала V' = бесконечности в их собственных системах координат. Если волновые функции частиц этих тел имеют корреляционные связи с внешним окружением, то возможно лишь то направление распространения управляющих (т.е. переносящих информацию) сигналов, которое отвечает возрастанию абсолютного времени t. Соответствующие направления отмечены стрелками на штриховых линиях рис. 41...
рис. 42Если имеется много релаксирующих систем, то появляется возможность эстафетной сверхсветовой связи на расстоянии, значительно больших сr (рис. 42). При этом каждая из систем может напрямую обмениваться информацией только с соседней системой. Но поскольку эта связь сверхсветовая, то в отличие от связи на световых сигналах, она не обязательно быть сильно запаздывающей, даже если речь идет о далеко разнесенных системах. Им достаточно быть связанными с цепочкой перекрывающихся релаксирующих систем. Такие связанные релаксирующие системы напоминают живой организм
Из книги Б.Б. Кадомцева Динамика и информация 2-я редакция - М.: Редакция журнала Успехи физических наук. 1999 http://www.ufn.ru/russian/books/kadom_r.html
Ну, и последнее. У природы, как мы видим, нет полного детерминизма, она не работает ни по квантовой механике, ни по классической механике, внутри нее запрятаны случайные процессы. Отсутствие детерминизма - это наше счастье, потому что мы живем в живом, развивающемся мире, а не в том. который мог бы быть предсказан с помощью каких-то уравнений
Б.Б. Кадомцев, Необратимость в квантовой механике (Методические заметки) - Выпуск 11, 2003, УФН
http://www.ufn.ru/russian/index03_r.html
Ю.А. Данилов, Б.Б. Кадомцев. Что такое Синергетика?
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_227.htm
Б. Кадомцев. Ю. Данилов. Солнце и информация
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_84.htm
Б.Б. Кадомцев. Самоорганизация
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_274.htm
Деградация и самоорганизация (из работ Н. Винера, Ю.Л. Климонтовича, Б.Б. Кадомцева)
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_139.htm
Б.Б. Кадомцев, М.Б. Кадомцев. Коллапсы волновых функций
http://data.ufn.ru//ufn96/ufn96_6/Russian/r966d.pdf
Б.Б. Кадомцев, М.Б. Кадомцев. Конденсаты Бозе-Эйнштейна
http://data.ufn.ru//ufn97/ufn97_6/Russian/r976d.pdf
  
СТАТИСТИКА

  Веб-дизайн © Kirsoft KSNews™, 2001 Copyright © Трагедия Свободы, 2001-2004