(no subject)

[yigal_s]

По поводу https://evgenii-rudnyi.dreamwidth.org/2425.html

Травмы квантовой механики.

Вот уж не знал, что доходило до того, что способные (наиспособнейшие) студенты бросали из-за этого физику.
Но догадывался, что чтобы преуспеть в изучении квантовой механики, может помочь и определенная покорность и готовность согласиться с чем угодно и умение не возражать и не удивляться там, где рекомендовано не возражать и не удивляться.


У меня, увы, нет статистики как в целом студенты воспринимают квантмех, есть только личные впечатления от чтения книг в юности (даже и не от посещения лекций). Плюс, конечно же, впечатления от чтения книг и просмотра лекций в более продвинутом возрасте, но поскольку интерес мой был в освоении и понимании квантмеха, а не в сборе статистики по методам преодоления (или непреодоления) проблем в преподавании квантмеха, то опять же неудачные курсы я просто бросал, и статистика не набирается.

Вроде, никто мне не говорил - "это невозможно понять, оставь всякую надежду". Скорее, наиболее травмирующим подходом лично для меня были попытки авторов замести мусор под ковёр, притвориться (а может, они искренне верили), что всё в квантмехе не хуже, чем в других теориях, надо только перестроить своё собственное мышление. Всё логично и оправдано итд итп. Привлечь какое-то псевдообъяснение, абсолютно алогичное и дырявое. Вроде того, что вот раз мы меряем классические измеримые, то и прибор мы рассматриваем как классический. Всё понятно, а если ты не понимаешь - так это потому, что не перестроил своё мышление с допотопного классического на современное, как не смогли перестроить Эйнштейн и Шредингер.

Что я сам для себя вынес из того, что смог освоить - это то, что проблемы не закрыты, теория в определенном смысле не завершена, и, в сущности, в этом нет никакого криминала, это нормально (нормальный рабочий момент). И что квантовая механика даёт правильные ответы - это удивительно и загадочно, в первую очередь. Наука или конкретная теория нам не обязаны давать ответы на все вопросы, это скорее наша обязанность - развить науку и теорию дальше. Но это если всё честно, если мы признаёмся (нам признаются), что "наука не знает" и "теория имеет дырки". Вариант, когда нам, изучающим квантовую механику, говорят, что "наука знает", но за знание выдаются корявые невнятные бормотания и молитвы - это совершенно ужасная ситуация. Это, по сути, превращение науки и теории в культ авторитета и религию. Не сильно лучше и вариант "этого мы никогда не узнаем, даже и не пытайтесь".

И, по-моему, тенденция превращения квантовой механики в культ авторитета - это то реальное, что происходило в её преподавании (не говорю о работающих ученых, поскольку не знаю, но предположительно и там этот подход наличествовал) в течение всего XX века.

Comments

[juan_gandhi]

Интересно. Людвиг нам её задвигал так, что проблемы не наблюдались. Ну, правда, если люди знакомы с алгеброй и ФА, то, в-общем, ничего такого особо сложного и не заметно было. Наоборот, идея всякую хрень представлять как функции вещественной переменной казалась таким упрощением для простого народа (вроде физиков).

[yigal_s]

Уже давно жду, что люди, не наблюдающие проблем, наконец всё разъяснят людям, проблемы наблюдающим.
Пока жду, наблюдение проблем превратилось в физическую специализацию, “Quantum Foundations".

[juan_gandhi]

Я не гожусь, я давно всё забыл. Но когда Людвиг нам преподавал, поводов для беспокойства у нас не было - а народ у нас всё-таки довольно свирепый был в смысле истины.

[yigal_s]

В те времена было принято заметать эти проблемы под ковёр, и я полагаю более вероятным, что Людвигу удавалось это сделать лучше других, чем то, что Людвиг знал решение проблем, над которыми сейчас продолжает биться некоторая часть физического сообщества и по какой-то досадной оплошности он позабыл этим решением поделиться с мировым научным сообществом.

Вообще, тысячи физиков, в том числе высшего уровня, спокойно себе занимались квантовой наукой нисколько на эти вопросы не отвлекаясь. Полагаю, множество их было уверено, что и заметать под ковёр ничего не надо, просто надо помочь студентам в два-три изящных движения перепрыгнуть некоторые досадные невнятные вопросы и приступить к изучению нормального настоящего дела.

[bowhill]

Я как-то по случаю задал простой вопрос по ранней, Боровской модели в которой проблемы модели видны и школьнику,^* точнее, должны были быть видны.

Да, у сильных студентов в институте уже могли начать появляться проблемы, в силу самостоятельно полученного мышления, собственного мышления. Но в силу того, что думать нас не учили, работать с проблемами не учили, такие неожиданные открытия могли приводить к кризису, даже вполне экзистенциальному. Кто-то их преодолевал, кто-то бросал, кто-то откладывал.

*) «Вопросы естествознания. Модель Бора». https://bowhill.dreamwidth.org/322897.html

[yigal_s]

Ну так модель Бора никто не предлагал в качестве фундаментальной теории, или в качестве окончательной и самодостаточной теории атома.

Там противоречие просто заложено в теорию - с одной стороны используется классическая механика, с другой - постулат о разрешенных орбитах. И это как бы всем было понятно и никем не оспаривалось, вроде бы. И всем понятно, опять же, что нужны другие более фундаментальные принципы, чем принципы разрешенных орбит.

[bowhill]

Кому всем? :)

Речь была не о модели Бора, а о работе с моделями как таковыми. О навыке, Бор как иллюстрация. Степень условности могла быть понятна, но боровский радиус, к слову, довольно точно посчитан.

У школьника, по идее, уже есть все необходимые знания, чтобы самому понять внутреннюю противоречивость модели. И модель простая. И что?

Далее, в квантовой модели, дело не становится лучше: незнания и противоречий больше, аксиоматических костылей больше, сложностей и условностей больше, смысла и понимания – у кого как.

[chaource]

https://chaource.dreamwidth.org/224352.html

[yigal_s]

я не знаком с теорией декогеренции на минимально приемлемом техническом уровне,
тем не менее, что я в этой части понимаю - это то, что современный консенсус (с которым согласны и создатели теории декогеренции) заключается в том, что из этой теории окончательно не выводится проективный постулат (правило Борна).

Проблема в том, что уравнения эволюции волновой функции линейны. Поэтому взяв исходную волновую функцию измеряемой системы в виде суперпозиции, соответствующей двум значениям наблюдаемой, невозможно даже и в рамках запутывания волновой функции измеряемой системы с волновой функцией прибора, лаборанта, окружающей вселенной, прийти к конечному состоянию, соответствующему (да ещё и с некоторой вероятностью) одному единственному значению наблюдаемой. В результирующей функции всей вселенной, в силу линейности, будут находиться как части, соответствующие первому значению, так и второму.

Я могу доказательно расписать утверждение выше и на уровне формул квантмеха, мне для этого не понадобится знание тонкостей теории декогеренции.

Говоря более просто, теория декогеренции, очень вероятно, верно описывает динамику измерения и, возможно, верно указывает на связь процесса измерения с незамкнутостью системы. Однако, она не может объяснить, как в процессе измерения возникает единственный результат из нескольких альтернативных, допустимых исходной волновой функцией измеряемой системы (или же результат, который лаборант и окружающее его человечество воспринимают как единственный).

[chaource]

из этой теории окончательно не выводится проективный постулат (правило Борна)

Конечно, не выводится, что послѣ "измѣренiя" волновая функцiя коллапсируетъ. Потому что она и не коллапсируетъ, а распадается на вѣтви, каждая изъ которыхъ соотвѣтствуетъ одному возможному результату наблюденiй. Декогеренцiя объясняетъ, почему между этими вѣтвями нельзя наблюдать никакой интерференцiи. Но всѣ вѣтви остаются всегда. Это называется (довольно неудачнымъ терминомъ) "многомiровая интерпретацiя КМ".

Вывести изъ этого количественную формулу правила Борна (про вѣроятности результатовъ), правда, довольно сложно. Нѣкоторые есть идеи на эту тему въ литературѣ. Но я уже давно пересталъ интересоваться физикой и поэтому дальше ничего сказать не смогу.

[yigal_s]

Ну если по-Эверетту, тогда да, можно оставить все "ветви".
Но тут опять же - нет окончательного решения с вычислением вероятностей (только надежда на решение) и плюс, кажется, базис этих "веток", как я слышал (в математику не углублялся) может быть произвольным допускает определенную свободу выбора, а не обязательно возможен лишь по собственным состояниям измерительного оператора прибора. То есть, в каждой "невзаимодействующей" ветке может опять же остаться не однозначный результат измерения, всё зависит от того, как мы выберем базис.

В общем, в сухом остатке, помимо тех или иных вышеприведенных слухов, по тем или иным причинам эвереттовский подход не является сейчас научным консензусом (даже среди тех, кто профессионально занимается QM Foundations, я уже не говорю о просто QM Scientists), соответственно, простому человеку вроде меня остаётся считать, что "measurement problem" всё ещё не решена.

Меня лично, помимо прочего, Эвереттовский подход не устраивает тем, что он не даёт понимания того, что такое волновая функция (вместо этого он просто объявляет её фактом объективной реальности). То есть, решить "measurement problem" в его рамках бы было б замечательно, но это решение не закрыло бы для меня все вопросы к "основаниям", и, думаю, и для многих физиков не закрыло бы.

[chaource]

Насколько я понимаю, "базисъ" долженъ быть всегда правильнымъ, но вотъ показать это вычисленiями слишкомъ сложно. Въ "игрушечныхъ" задачахъ получается, что базисъ можно выбирать разными способами, но я не думаю, что это по-прежнему такъ для настоящихъ большихъ системъ съ 10^30 частицъ.

Что является сейчасъ консенсусомъ, я не вѣдаю. Но могу лишь сказать - для профессiонально занимающихся "основанiями КМ" жизненно необходимо представить эту проблему далеко еще нерѣшенной. Я считаю, что интерпретацiя Эверетта и декогеренцiя закрываютъ вопросъ о "коллапсѣ" волновой функцiи и объ "измѣренiи", однако требуются вычисленiя такiя сложныя, что ихъ нельзя сдѣлать въ точномъ видѣ и написать въ учебникѣ по КМ. Это подобно тому, что мы не можемъ точно рѣшить уравненiе Шредингера для большихъ молекулъ, но мы вѣримъ, что результаты будутъ правильные.

"пониманiе того, что такое волновая функцiя" это философскiй вопросъ. Даже если мы представимъ себѣ, что мы полностью математически строго показали, что декогеренцiя работаетъ, что вѣтви волновой функцiи именно такiе, какъ надо, и вывели правило вѣроятностей Борна изъ уравненiя Шредингера, - это никакъ не приблизитъ насъ къ отвѣту на этотъ вопросъ.