Сейчас. Физика времени - [67]
Некоторые ученые неверно понимают квантовую физику и ошибочно считают, что кот либо жив, либо мертв, но не то и другое одновременно, а наблюдатель просто не может знать, в каком кот состоянии, пока не откроет коробку. Именно так считали Эйнштейн и Шрёдингер. В настоящее время такой подход называется теорией скрытых параметров (переменных). В этом случае скрытым параметром будет живость кота. Именно так часто рассказывают студентам в курсе квантовой физики, но копенгагенская интерпретация не об этом. И, как я вам покажу, эксперименты с квантово-механическим свойством, известным как запутанность, позволяют сделать вывод, что верна именно копенгагенская интерпретация, а не точка зрения Эйнштейна и Шрёдингера, связанная со скрытыми параметрами. В главе 19 я опишу первый такой эксперимент, проведенный Стюартом Фридманом[179] и Джоном Клаузером[180]. (Нет, кота они к своим экспериментам не привлекали.) Наилучшая теория из всех существующих говорит о том, что действительно копенгагенская интерпретация верна: кот одновременно жив и мертв до момента измерения[181].
Но разве нельзя раньше определить, умер ли кот, по состоянию тела, температуре крови или каким-то другим физиологическим признакам? На самом деле волновые функции атома и кота должны включать все возможные значения времени распада с надлежащими весами, которые отражали бы вероятность раннего и, напротив, позднего радиоактивного распада. (Если вы включите в свое измерение этот дополнительный аспект, то и амплитуда у вас получится несколько более сложной, чем просто число.) Если заглянете в коробку или, скажем, вставите туда термометр, это действие тоже будет считаться измерением. Открыв коробку, вы можете увидеть как только что погибшего кота, так и кота, который, судя по виду, пролежал мертвым почти час, несмотря на то что, по копенгагенской интерпретации, всего мгновение назад его судьба еще не была решена.
Неужели кот ничего не чувствовал? Что мы подразумеваем под измерением? Нужен для этого человек, или, может быть, кот сам может выполнить измерение? А если мы заменим кота человеком? Как бы поразительно и тревожно это ни звучало, ответ на все наши вопросы одинаков: мы не знаем. Достоверной теории измерения пока не существует. Это лишь мечта физиков. И эта пока не сформулированная теория измерения – именно то место, где, по мнению некоторых ученых, может скрываться правда о происхождении времени, стреле времени и скорости его хода. Заглядывая в коробку, вы воздействуете только на будущую амплитуду; в будущем кот присутствует либо живым, либо мертвым. Вы не можете повлиять на прошлую амплитуду, включавшую в себя кота одновременно живого и мертвого. Таким образом, здесь имеется асимметрия – нечто новое в физике, отличающее прошлое от будущего.
Призрак, лежащий в основе реальности
Для кота Шрёдингера амплитуда жив/мертв была просто числом, которое при возведении в квадрат давало вероятность этого варианта в конце некоторого периода времени. Как я уже упоминал, если амплитуда зависит от расположения в пространстве и от времени, она называется волновой функцией. Сам Шрёдингер, автор истории с котом, знаменит в первую очередь тем, что выработал уравнение, которое показывает, как волновая функция отзывается на внешние воздействия, как она движется и меняется в пространстве и времени, – знаменитое уравнение Шрёдингера, которое изучают все будущие физики и химики.
Волновая функция может описывать электрон, летящий сквозь пространство или обращающийся по атомной орбите. В химии та же волновая функция называется орбиталью. Поскольку волновые функции не похожи на точку, а как бы размазаны, положение частицы (координаты точки, в которой она будет обнаружена) оказывается неопределенным. Скорость частицы, установленная через волновую функцию, также неопределенна. Все волновые функции изменяются во времени, а энергия частицы непосредственно связана с частотой посредством формулы, которую Эйнштейн открыл для фотонов, E = hf[182]. Если частота не имеет точного значения, в том смысле что характеристики колебания напоминают музыкальный аккорд (так же складываются из нескольких нот) или, что еще хуже, шум, то энергия тоже оказывается неопределенной.
Чтобы найти ожидаемые координаты частицы, возведем в квадрат численное значение волновой функции во всех точках. Это даст относительную вероятность обнаружения конкретной частицы в любой заданной точке. Чтобы определить, насколько быстро движется частица, следует проанализировать длины волн. Малые длины соответствуют высоким скоростям. Французский физик Луи де Бройль показал, что импульс р волновой функции (масса, умноженная на скорость) задается постоянной Планка h, деленной на длину волны: р = h/λ. В некоторых случаях волновая функция может быть сложной суперпозицией комплексных чисел. Когда вы проводите измерение, волновая функция «коллапсирует», изменяясь и принимая вид, соответствующий вашему измерению. Такое изменение называется коллапсом, потому что при нем, как правило, волновая функция упрощается. Откройте коробку, чтобы взглянуть на кота Шрёдингера, и волновая функция сколлапсирует, чтобы представлять далее либо живого кота, либо мертвого, но не то и другое одновременно. Все, что мы в принципе можем когда-либо увидеть, это простые результаты измерений, среди которых не бывает странных комбинаций вроде кота, который одновременно жив и мертв, – при измерении он может быть
После Альбигойского крестового похода — серии военных кампаний по искоренению катарской ереси на юге Франции в 1209–1229 годах — католическая церковь учредила священные трибуналы, поручив им тайный розыск еретиков, которым все-таки удалось уберечься от ее карающей десницы. Так во Франции началось становление инквизиции, которая впоследствии распространилась по всему католическому миру. Наталия Московских рассказывает, как была устроена французская инквизиция, в чем были ее особенности, как она взаимодействовала с папским престолом и королевской властью.
Миром правят числа. Все чаще и чаще решения принимают не люди, а математические модели. В числах измеряется все – от наших успехов в образовании и работе и состояния нашего здоровья до состояния экономики и достижений политики. Но числа не так объективны, как может показаться. Кроме того, мы охотнее верим числам, подтверждающим наше мнение, и легко отбрасываем те результаты, которые идут вразрез с нашими убеждениями… Анализируя примеры обращения с численными данными в сферах здравоохранения, политики, социологии, в научных исследованиях, в коммерции и в других областях и проливая свет на ряд распространенных заблуждений, нидерландский журналист, специалист по числовой грамотности Санне Блау призывает мыслить критически и советует нам быть осмотрительнее, о чем бы ни шла речь – о повседневных цифрах, управляющих нашим благополучием, или о статистике, позволяющей тем, кто ее применяет, достичь огромной власти и влияния. «Числа влияют на то, что мы пьем, что едим, где работаем, сколько зарабатываем, где живем, с кем вступаем в брак, за кого голосуем, как решаем вопрос, брать ли ипотеку, как оплачиваем страховку.
В эпоху тотальной цифровизации сложно представить свою жизнь без интернета и умных устройств. Но даже люди, осторожно ведущие себя в реальном мире, часто недостаточно внимательно относятся к своей цифровой безопасности. Между тем с последствиями такой беспечности можно столкнуться в любой момент: злоумышленник может перехватить управление автомобилем, а телевизор – записывать разговоры зрителей, с помощью игрушек преступники могут похищать детей, а к видеокамерам можно подключиться и шпионить за владельцами.
Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.
История машинного обучения, от теоретических исследований 50-х годов до наших дней, в изложении ведущего мирового специалиста по изучению нейросетей и искусственного интеллекта Терренса Сейновски. Автор рассказывает обо всех ключевых исследованиях и событиях, повлиявших на развитие этой технологии, начиная с первых конгрессов, посвященных искусственному разуму, и заканчивая глубоким обучением и возможностями, которые оно предоставляет разработчикам ИИ. В формате PDF A4 сохранен издательский макет.
Что значат для демократии добровольные общественные объединения? Этот вопрос стал предметом оживленных дискуссий после краха государственного социализма и постепенного отказа от западной модели государства всеобщего благосостояния, – дискуссий, сфокусированных вокруг понятия «гражданское общество». Ответ может дать обращение к прошлому, а именно – к «золотому веку» общественных объединений между Просвещением и Первой мировой войной. Политические теоретики от Алексиса де Токвиля до Макса Вебера, равно как и не столь известные практики от Бостона до Санкт-Петербурга, полагали, что общество без добровольных объединений неминуемо скатится к деспотизму.