Лекция Алексея Семихатова _Личная жизнь квантов и можно ли в нее вмешиваться_

• Приветствие и представление книги "Сто лет недосказанности. Квантовая механика для всех" Алексея Семихатова.  

• Семихатов - доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией теории фундаментальных взаимодействий Физического института имени Лебедева РАН.  

• Семихатов благодарит библиотеку "Науччка" за гостеприимство.  

• Он отмечает, что книга написана в формате эссе, и не стоит ожидать, что он перескажет все содержание.  

• Процесс написания книги изменил его взгляд на материал, и он рад, что читатели услышат его мысли в окончательном виде.  

• Семихатов и его коллеги выбрали тему книги, связанную с квантовой механикой.  

• Квантовая механика определяет все, что происходит с нами, но она скрыта от нашего восприятия.  

• Личная жизнь квантов скудна и трудно поддается вмешательству, что делает их "вещью в себе".  

• Атомы составляют основу всего вокруг нас, но не все состоит из атомов, например, свет и солнце.  

• Атомы появились в науке как сущности для бухгалтерского учета в химических реакциях.  

• В середине XIX века атомы считались невидимыми и ненаблюдаемыми, что вызвало сомнения в их существовании.  

• Дмитрий Менделеев и Освальд Шредингер сомневались в существовании атомов.  

• В издании "Основы химии" 1906 года Менделеев выразил сомнения в том, что атомы вообще существуют.  

• Атомы и кванты существуют, хотя их нельзя увидеть.  

• Атомы могут пинаться, как показал Эйнштейн.  

• Кванты — это минимальные порции энергии, например, фотон — квант света.  

• Кванты электромагнитного поля — это минимальные порции энергии.  

• Электроны и позитроны — кванты других полей с фиксированными массами и энергиями.  

• Кванты фундаментальных полей не состоят из чего-то, они просто существуют.  

• Кванты одного поля неразличимы, у них нет формы и размера.  

• Они не могут быть помечены или изменены.  

• Фундаментальные кванты — это элементарные частицы, фотоны и глионы.  

• Имиджентные кванты, такие как фононы, требуют наличия твердого тела.  

• Фононы — это самые слабые звуки в твердом теле, которые ведут себя как частицы.  

• Все кванты одного поля одинаковы и лишены индивидуальности.  

• Квантовые вещи ведут себя иначе, чем классические объекты.  

• Атомы не только кванты, но и составлены из ядра и электронов.  

• Атомы одного элемента в одинаковых условиях строго одинаковы и неразличимы.  

• Некоторые пары величин, такие как положение и скорость электрона, не могут иметь точные значения одновременно.  

• Это приводит к запрету на движение по траекториям.  

• Атомы существуют благодаря этой некоммутативности, что делает их уникальными и неразличимыми.  

• Квантовая механика не отвечает на вопросы о местонахождении объектов.  

• Атомы не имеют определенной точки пространства, что делает их сборку невозможной.  

• Все атомы одного элемента одинаковы из-за внутреннего квантового напряжения.  

• Атомы не имеют цвета, формы или поверхности.  

• Визуализация атомов основана на измерениях плотности заряда.  

• Электроны в атомах не имеют определенной формы или размера.  

• Любое наблюдение над квантовой системой изменяет её состояние.  

• Измерение в квантовой механике — это вмешательство.  

• Измерение сообщает о результатах вмешательства, а не о том, что было до измерения.  

• Волновая функция — это результат сложения разнородных объектов.  

• Квантовая механика учит складывать и умножать объекты.  

• Суперпозиция — это сложение различных возможностей, где каждый объект сохраняет свою индивидуальность.  

• Волновая функция аналогична карте с несколькими значениями.  

• Каждое значение имеет сопровождающие числа.  

• Настоящая волновая функция для электрона в атоме устроена аналогично, но более скучным образом.  

• Электроны в атомах не находятся в определенной точке пространства.  

• Они находятся в состоянии суперпозиции различных точек с разными числами.  

• Волновая функция не является функцией на физическом пространстве.  

• Волновая функция для одного электрона состоит из чисел, соответствующих различным точкам пространства.  

• Каждая точка пространства имеет свое число, что позволяет определить состояние электрона.  

• Для двух квантовых объектов волновая функция сложнее.  

• Каждый объект связан с определенной точкой пространства, но ни одна точка не имеет ясного значения.  

• Волновая функция не является функцией на пространстве, а более абстрактной величиной.  

• Волновая функция меняется со временем под влиянием энергии.  

• Уравнение Шредингера описывает эволюцию волновой функции.  

• Энергия определяет, как волновая функция меняется во времени.  

• Волновая функция содержит всю личную жизнь квантовых объектов.  

• Уравнение Шредингера детерминистское, но волновая функция не наблюдаема.  

• Квантовая механика делает точные предсказания, несмотря на кажущуюся дикость.  

• Квантовый мир эндотермистичен: идентичные системы ведут себя по-разному при повторных испытаниях.  

• Вероятности играют ключевую роль в квантовой механике.  

• Примеры: радиоактивные атомы и горение Солнца.  

• Квантовая случайность фундаментальна и не зависит от незнания.  

• Личная жизнь квантов предсказуема и детерминистская, пока их никто не трогает.  

• Уравнение Шредингера описывает эволюцию волновой функции.  

• Квантовый мир кажется детерминистским, но что видят кванты, неизвестно.  

• Измерение реализует одну из возможностей, как в казино, где карта может превратиться в семерку или тройку.  

• В квантовой механике правила Борна определяют вероятность каждого исхода.  

• Вероятность расколдовывания карты определяется числом перед ней, возведенным в квадрат.  

• В реальной жизни электрон может находиться в разных пространственных положениях с определенной вероятностью.  

• Измерительный прибор вызывает коллапс волновой функции, выделяя одну из возможностей.  

• Коллапс волновой функции происходит при взаимодействии с прибором.  

• Не реализовавшиеся возможности исчезают, что противоречит уравнению Шредингера.  

• Измерительный прибор не подчиняется квантовой механике, что вызывает коллапс.  

• Квантовая механика работает для предсказания результатов экспериментов.  

• В обычной жизни вероятности подтверждаются экспериментально.  

• Электрон ведет двойную жизнь: не наблюдаемая жизнь под управлением Шредингера и коллапс при измерении.  

• Коллапс несовместим с уравнением Шредингера и управляется неизвестными причинами.  

• Измерительный прибор должен не подчиняться квантовой механике для коллапса.  

• Квантовая механика не дает ответа на вопрос, что такое измерительный прибор и что такое измерение.  

• Измерение квантовой системы разрушает суперпозицию волновой функции.  

• Квантовая реальность скрыта за результатами измерений.  

• Вопрос о том, можно ли подглядеть за квантовыми объектами, остается открытым.  

• Запутанность по Шредингеру: метафора карт, где значения карт неизвестны.  

• Метафора карт не хватает для описания запутанного состояния.  

• Спин электрона как более точная метафора.  

• Спин электрона может быть либо вверх, либо вниз.  

• Запутанное состояние: если спин одного электрона вверх, то другого вниз, и наоборот.  

• Математически запутанное состояние можно описать по-разному.  

• Измерение одного электрона влияет на другой.  

• Коллапс запутанного состояния: измерение одного электрона определяет состояние другого.  

• Запутанные электроны мгновенно передают информацию друг другу.  

• Формула Белла: если электроны договариваются, то формула не может быть больше двух.  

• Эксперименты показывают, что формула Белла нарушается.  

• Квантовые объекты не имеют определенных свойств, что противоречит классическим представлениям.  

• Квантовый компьютер анализирует все возможности одновременно.  

• Волновая функция выращивается согласно уравнению Шредингера.  

• Процесс обратим, что важно для квантовых вычислений.  

• Волновая функция должна эволюционировать так, чтобы перед правильным ответом было наибольшее число.  

• Измерение проводится несколько раз для определения наиболее вероятного ответа.  

• Квантовый компьютер может быть мощнее обычного из-за одновременной обработки всех возможностей.  

• Квантовый компьютер работает в нескольких вселенных одновременно.  

• Это объясняется в книге, но здесь не обсуждается.  

• Квантовая механика утверждает, что мир устроен сложнее, чем кажется.  

• Квантовые объекты не могут передавать информацию быстрее света.  

• Квантовый индетерминизм лишает нас доступа к личной переписке квантов.  

• Сверхсветовые сигналы невозможны без квантовой механики.  

• Квантовая телепортация использует запутанность для передачи информации.  

• Аня получает посылку в виде волновой функции и запутывает её с картой.  

• Яша делает измерения, и его карта принимает состояние, соответствующее результату Ани.  

• Яша должен сделать поправки, если результат Ани отличается от ожидаемого.  

• Поправки требуют знания чисел а и б, что делает телепортацию уязвимой.  

• Квантовая реальность устроена загадочным образом, и личная жизнь квантов остается тайной.  

• Обобщенные неравенства Белла показывают, что квантовая теория применима на всех масштабах.  

• Локальность и свобода выбора экспериментатора не зависят от наблюдателя.  

• Факты не зависят от наблюдателя, что противоречит теории вселенского заговора.  

• Наблюдатель не влияет мгновенно на события в прошлом.  

• Впечатления наблюдателя имеют физическую реальность.  

• Эго-абсолютизм: мысли наблюдателя не зависят от контекста.  

• Квантовая запутанность усложняет наблюдение тонких квантовых эффектов.  

• Квантовый компьютер работает так, как будто нет взаимодействия со средой.  

• Искусственный интеллект может помочь понять квантовую реальность.  

• Квантовая механика объясняет множество физических явлений.  

• Логическая структура квантовой механики ставит философские вопросы о реальности.  

• Теория встречает юбилей на вершине славы и могущества, оставляя значительные недосказанности.  

• Сверхсветовые сообщения невозможны из-за квантовой запутанности.  

• Волновая функция пси часто используется для обозначения волновой функции.  

• Повторные измерения спина электрона могут давать разные результаты в зависимости от направления измерения.  

• В момент большого взрыва все было единой силой и полями.  

• Волновая функция описывает систему в целом, а не отдельные объекты.  

• Волновая функция всей вселенной вызывает размышления о правильном понимании квантовой механики.  

• Волновая функция вероятностна по своей природе.  

• Эверетт возвращает детерминизм и комбинаторику в квантовую механику.  

• Вопрос о многомировой интерпретации и её основаниях остается открытым.  

• Эволюция квантовой механики детерминистична, но измерительные приборы могут нарушать этот детерминизм.  

• Эверетт предложил, что при измерении волновая функция коллапсирует в одну из возможных реальностей.  

• Это приводит к разделению на ветви, где каждая ветвь видит один из возможных результатов.  

• Эверетт утверждает, что существует бесконечное количество параллельных вселенных.  

• Это позволяет избежать логического противоречия, но вызывает вопросы о необходимости такого количества вселенных.  

• Квантовая механика предсказывает результаты экспериментов, но не объясняет их природу.  

• Постоянная тонкой структуры описывает интенсивность электромагнитного взаимодействия.  

• Это безразмерный заряд электрона, который используется в диаграммах Фейнмана.  

• В квантовой теории поля эта постоянная не играет значительной роли.  

• Камера Вильсона показывает ионизацию, вызванную прохождением электрического заряда.  

• Это не траектория электрона, а физические последствия его движения.  

• Астрономы используют гравитационное линзирование для определения траектории света.  

• Запутанность между электронами требует больших усилий для поддержания.  

• В среде запутанность не работает, так как она распространяется на все вокруг.  

• Измерение коллапсирует волновую функцию, что приводит к изменению состояния электрона.  

• Квантовая механика не определяет, что такое измерительный прибор.  

• Измерение приводит к коллапсу волновой функции, что меняет состояние электрона.  

• После измерения электрон переходит в состояние, где его спин измеряется в противоположном направлении.  

• Волновая функция описывает возможности, которые может обнаружить измерительный прибор.  

• Энергия в квантовой механике играет ключевую роль, изменяя волновую функцию.  

• Энергия подталкивает волновую функцию вперед во времени, что приводит к её деформации.  

• Энергия изменяет волновую функцию в каждый момент времени.  

• Энергия состоит из кинетической и потенциальной частей, которые взаимодействуют.  

• Трудно найти волновую функцию, которая мало изменяется под действием энергии.  

• Энергия сильно изменяет волновую функцию, что затрудняет стабильное состояние электрона в атоме.  

• Уникальные сборки атомов возможны, когда волновая функция почти не меняется под действием энергии.  

• Энергия не находится в самой волновой функции, а действует на неё извне.  

• Квантовая запутанность связывает частицы, даже если они разнесены на большие расстояния.  

• Разрушительное влияние на одну частицу вызывает коллапс и на другую.  

• Квантовая механика и наблюдение могут изменять состояние системы, что можно интерпретировать как метафору.  

• Спиновые стекла не имеют глобального спинового момента и не реагируют на вращение системы.  

• В упорядоченных системах, таких как ферромагнетики, вращение меняет направление спинов.  

• В разупорядоченных системах, как спиновые стекла, макроскопические эффекты не наблюдаются.  

• Лекция подошла к концу, но с 10 октября по четвергам в 19:00 состоится мини-курс Алексея Михайловича.  

• Лекции будут проходить в течение трех недель.  

• Благодарность за вопросы и участие.