Двама финландски държавни служители, които се занимават с математика и физика в свободното си време, измислят нов метод за изразяване на законите на квантовата механика с помощта на стохастични методи, вид математика, която се занимава със случайности и вероятности.
Прилагайки своя метод те предлагат нова интерпретация на принципа на квантовата неопределеност на Хайзенберг.
Още от възникването на квантовата механика през 20-те години на миналия век учените спорят за нейната интерпретация. Има много интерпретации, като най-авторитетна е Копенхагенската интерпретация, представена от Нилс Бор и Вернер Хайзенберг, и по-специално, интерпретацията на фон Нойман-Вигнер, която твърди, че човекът, провеждащ теста, влияе върху резултата му. От друга страна, Алберт Айнщайн в спора си с Нилс Бор заявява прочутата фраза относно хазартните наклонности на Бог ("Бог не играе на зарове!"). Айнщайн смята, че съществува обективна реалност, че не може да има такава неопределеност, просто ние не знаем достатъчно, за да я определим и трябва да има "скрити променливи". Ервин Шрьодингер предлага известния мисловен експеримент, включващ съдбата на една нещастна котка, който има за цел да опише несъвършенствата на квантовата механика.
В последната си статия финландските държавни служители Юси Линдгрен (Jussi Lindgren) и Юка Лиуконен (Jukka Liukkonen), които изучават квантовата механика като хоби, разглеждат принципа на неопределеност, разработен от Хайзенберг през 1927 г. Според традиционната интерпретация на принципа, местоположението и импулса не могат да бъдат определени едновременно с произволна степен на точност, тъй като лицето, което провежда измерването, винаги влияе върху стойностите.
В своето проучване, публикувано в Symmetry, обаче Линдгрен и Лиуконен стигат до заключението, че корелацията между местоположението и импулса, т.е. връзката им, е фиксирана. С други думи, реалността е обективна и не зависи от измерващия човек. Линдгрен и Лиуконен използват стохастична динамична оптимизация в своето проучване. В референтната система на тяхната теория принципът на неопределеност на Хайзенберг е проява на термодинамично равновесие, при което не изчезват корелациите на случайни величини.
"Резултатите предполагат, че няма логична причина резултатите да зависят от човека, провеждащ измерването. Според нашето проучване няма нищо, което да предполага, че измерването на човека би нарушило резултатите или би създало определен резултат или реалност", коментира Юси Линдгрен.
Тази интерпретация подкрепя интерпретациите на квантовата механика, основаващи се на класическите научни принципи.
"Интерпретацията е обективна и реалистична и в същото време възможно най-опростена. Харесваме яснотата и предпочитаме да премахнем цялата тази мистика", отбелязва Лиуконен.
Компромис между локализациите на четири позиции и четири импулса: ( а ) локализирана позиция; ( b ) локализиран импулс. Кредит: Jussi Lindgren et al. The Heisenberg Uncertainty Principle as an Endogenous Equilibrium Property of Stochastic Optimal Control Systems in Quantum Mechanics, Symmetry (2020). DOI: 10.3390/sym12091533
Според авторите принципът на неопределеността на Хайзенберг може да бъде разбран успешно, разглеждайки се като свойство на стационарност на стохастичната или статистическата механика.
"Онтологичните и епистемологичните проблеми, свързани с принципа на неопределеността, могат да бъдат смекчени с такава интерпретация, както в стохастичната рамка за оптимално управление. Компромисът на стандартните отклонения между четирите позиции и четирите импулса (вж графиките по-горе) може да се разбере интуитивно чрез свойствата на ограничаване на функцията на стойността. Рязката локализация и следователно малкото стандартно отклонение на тестовата частица в четири позиции изисква локално доста стръмна функция на стойността, което естествено предполага голяма променливост за градиента на функция на стойността и по този начин на четирите импулса. В рамките на тази интерпретация, все пак се смята, че не можем да измерим едновременно импулса и позицията до произволна степен на точност многократно, но принципът на неопределеността има ново, по-интуитивно значение, основано на научния реализъм и обективизъм. Следователно тълкуването на принципа на неопределеността, при който самият процес на измерване причинява смущения и границата на несигурност, трябва да бъде окончателно изоставен", пишат двамата изследователи в статията си.
Предишната статия на изследователите, публикувана през декември 2019 г. в Scientific Reports под заглавие "Квантовата механика може да се разбере чрез стохастична оптимизация на пространство-времето", показва как може да се използва математическия анализ като инструмент за обяснение на квантовата механика. Методът, който използват, стохастичната теория за оптимизация на управлението, "може да бъде използвана за решаване на такива предизвикателства като как да изпратим ракета от Земята до Луната" според прессъобщението на Университета Аалто, Финландия.
Следвайки принципа на Бръснача на Окам, изследователите избират най-простото обяснение от всички възможни.
"Ние изучаваме квантовата механика като статистическа теория. Математическият инструмент е ясен, но някои може да си помислят, че е скучен. Но дали обяснението наистина е обяснение, ако е неясно?" пита Линдгрен.
Освен изучаването на квантовата механика, Линдгрен и Лиуконен имат и много други общи неща - и двамата са били членове на един и същ математически клуб в гимназията Kuopio Lyceum, и двамата са правили следдипломни изследвания и двамата имат кариери на държавни служители. Лиуконен вече има докторска степен и работи като инспектор в Агенцията за радиационна и ядрена безопасност.
Финладските държавни служители запълват свободното си време по интересен начин.
Справка: Jussi Lindgren et al. The Heisenberg Uncertainty Principle as an Endogenous Equilibrium Property of Stochastic Optimal Control Systems in Quantum Mechanics, Symmetry (2020). DOI: 10.3390/sym12091533
Източник:
A new interpretation of quantum mechanics suggests that reality does not depend on the person measuring it, Aalto University
Още по темата
Физика
"Какво всъщност е реалността?" - отговаря квантовата физика
Физика
Ефектът на Зенон е потвърден: атомите не се движат, ако ги гледате
Физика
Ново доказателство, че е погрешна теорията на Айнщайн за "скритите променливи" в квантовата механика
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари