Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блохинцев Д.И. -> "Принципиальные вопросы квантовой механики" -> 33

Принципиальные вопросы квантовой механики - Блохинцев Д.И.

Блохинцев Д.И. Принципиальные вопросы квантовой механики — М.: Наука, 1966. — 162 c.
Скачать (прямая ссылка): principialnievoprosikvantmeh1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 43 >> Следующая

Наблюдатель не является абсолютно обязательным существом в этом мире и возможно, что мир мог бы обходиться без него. Квантовые закономерности вряд ли пострадали бы даже на йоту от того, если бы беспокойный наблюдатель совсем бы исчез со сцены.
122
В одной из своих работ, посвященных квантовой механике, Шредингер приводит пример суперпозиции состояний, который многим читателям неприятно подействовал на нервы. Именно, Шредингер рассматривает микросистему, которая имеет два состояния: % и г|)2. Первое из них заставляет срабатывать счетчик Гейгера; второе оставляет его в покое. Срабатывание счетчика Гейгера через усилители разбивает ампулу с синильной кислотой в камере, где находится... кошка [1].
Итак, дело начинается с того, что наблюдатель, заглядывая в свою записную книжку с целью предсказать результат будущего измерения, среди возможных результатов наблюдения находит «факт» возможной интерференции состояний живой и мертвой кошки! В самом деле, из (14.4) следует:
|11/ м I2 = I ^il2 + I ^212 + 2 Re (14.5)
и последний член указывает на такую странную возможность.
После наблюдения фактического события (% или if>2) судебная медицина свидетельствует о смерти несчастной кошки или о ее здоровье, а волновая функция «стягивается» в судебном протоколе к г|н или к г|)2!
Нетрудно видеть, что этот страшный пример можно сделать еще более волнующим, если на место кошки поставить самого наблюдателя вместе с медицинскими чиновниками. Тогда в случае «%» уже некому будет «стягивать» волновую функцию.
Обратимся, однако, к более реалистическим примерам. Представим себе, что речь идет о распаде радиоактивного атома. Пусть состояние % есть состояние нераспавшегося атома, а состояние if>2—распавшегося. Теория показывает, что сi^e~u, где t — время, а 7’=1Д—период полураспада; |с2|2=1 — |<?i|2, так что коэффициент с2 возрастает со временем, а коэффициент Ci уменьшается.
Вообразим себе, что речь идет о далеком прошлом, когда ни один наблюдатель не мог бы передать нам информацию о фактической судьбе радиоактивного атома. Пусть это происходит во времена ихтиозавров! Если период t, отделяющий нас от этого времени,
123
значительно превосходит период полураспада атома Т, то мы можем с большой степенью вероятности утверждать, что атом распался. Однако для окружения атома совсем не безразлично, когда именно он распался на самом деле.
Уместно вспомнить рассказ писателя — фантаста Роя Бредбери, который описывает, как путешественники в доисторическое прошлое по неосторожности раздавили бабочку и это малое событие повлияло на исход президентских выборов в США в 2000 году!
Распад атома мог вызвать ту или иную цепочку событий, содержание которой могло существенно зависеть от того момента времени, когда произошел этот распад. Между тем современный нам наблюдатель все еще не имел случая «стянуть» волновую функцию из функции ?, содержащую суперпозицию двух возможностей: атом распался (грг) или он еще находится в исходном состоянии (l|)l).
Если же современный наблюдатель все же даст себе труд измерить состояние атома, то скорее всего он найдет, что атом распался и находится в состоянии г^)2- Однако если t^>T, то наш современник серьезно опаздывает со своим заключением, так как какой-либо другой наблюдатель пришел бы к тому же выводу намного раньше нашего современника. Таким образом, хотелось бы выразить на языке квантовой механики утверждение: «атом распался» независимо от наблюдателя. Действительно, это событие ведет к различным следствиям в зависимости от момента распада атома и поэтому не может быть связано с изменениями информации наблюдателя. Наблюдатель не участвует в событиях, о которых идет речь, и поэтому должен быть исключен из игры.
Если вообразить себе последовательность наблюдателей, из которых один — наш современник, а другие предшествуют ему, то в этой последовательности наблюдателей один будет выделен тем, что он первым отметит факт распада атома. Этот момент должен иметь объективное значение и находить свое отражение в аппарате квантовой механики без привлечения наблюдателя.
Из того, что было сказано выше о физическом смысле измерения как о макроскопическом процессе,
124
вызванном к жизни микросистемой, ответ на описанные выше несколько парадоксальные проблемы весьма очевиден. Все же ввиду важности «проблемы» наблюдателя мы остановимся на этой стороне дела подробнее и резюмируем сказанное ранее о сущности измерения.
Обозначим всю макроскопическую обстановку, в которой разыгрываются интересующие нас микроявления, символом 99f.
Представим эту обстановку в виде суммы
3<H = M+(A + D)+H-, (14.6)
здесь М означает ту часть макрообстановки, которую мы называли приготовляющей и которая диктует исходное состояние ансамбля микрочастиц Ч'м, сумма (A+D) есть та часть макрообстановки, в которой микрочастица вызывает макроявление и тем самым свидетельствует о своем состоянии. Эту часть мы несколько условно разложили на две: А — анализатор, который обусловливает то, что частица в разном состоянии будет вызывать разные макроявления, и D—¦ детектор — ту часть макрообстановки, которая сама изменяет свое состояние под действием микрочастицы; наконец, мы еще включили в макрообстановку Н — наблюдателя на тот случай, если он и в самом деле вздумает вмешиваться в поведение квантового ансамбля (заметим, что экспериментатор обычно ставит одним из первых условий эксперимента минимум своего влияния на изучаемое явление).
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 43 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed