Загадки физического мира (Популярно о невероятном) - Форум - SPORE - Корпорация Создателей
SPORE™ Корпорация Создателей
Мини-чат


Добавлено новое творение!
Стрелятелька

Не хотите оценить творение?
Dragonite 2

Наши стихи
Отв. LOL, 11:31
Этапы
Отв. Dimosan, 15:27
А или Б
Отв. MrNekii, 17:38
Слова
Отв. Arrow, 09:09
Тег "gaprop"
Отв. Sideral, 18:56
Правила сайта

Страница 1 из 3123»
Форум » Болталка » Флуд » Загадки физического мира (Популярно о невероятном) (физика, философия, вселенная, квантовая физика,элементарные)
Загадки физического мира (Популярно о невероятном)
Отправлено 04 Июл 2012 - 16:39
#1


Лекция 1. Нелокальная природа реальности


Эпиграф: «Думаю, я могу ответственно заявить, что никто не понимает квантовую механику. Если есть возможность, прекратите спрашивать себя „Да как же это возможно?“ — так как вас занесёт в тупик, из которого ещё никто не выбирался.» (Ричард Филлипс Фейнман)


Окунуться в кроличью нору квантовой физики и воистину почувствовать себя Алисой в окружающей нас действительности меня сподвиг просмотр данного ролика:



То ли на меня надели чудесные квантовые очки, то ли, напротив, сняли, очки заурядной обыденности, но мир после КВАНТОВОГО ОТКРОВЕНИЯ теперь мне представляется совсем в ином свете.
Философские вопросы о реальности всего сущего ставят для себя человеческие индивидуумы на протяжении всего многовекового опыта самосознания себя как разумной части Универсума:
- Если Реальность даётся нам в ощущениях, а ощущения для каждого из нас весьма специфичны и индивидуальны, то можно ли утверждать, что нас окружает ЕДИНАЯ Реальность? Насколько Реальность ОБЪЕКТИВНА? Не есть ли Реальность порождением Наблюдателя? Как связаны Реальность и Наблюдатель и как они влияют друг на друга?
На первый взгляд, эти вопросы кажутся весьма умозрительными и любопытными разве что в качестве зарядки для пытливого ума. Однако квантовая физика погрузилась настолько глубоко в недра природы окружающего нас мира, что умозрительность для неё приобрела в прямом смысле роль и вес.

Начну с того, что постараюсь изложить выводы указанного видеосюжета более доступно и последовательно.

Итак, пропуская через две рядом расположенные щели материальные точечные объекты (например, капсулы с краской или единичные электроны) мы предполагаем увидеть на экране-приёмнике двойной след от бомбардирования такими объектами в соответствии с траекторией полёта этих самых объектов. Однако в случае с электронами мы наблюдаем множество тёмных (электронов попало в эту область экрана мало) и светлых полос (электронов в эту область экрана попало гораздо больше) в соответствии с волновым свойством интерференции. При этом, стоит только заняться регистрацией состояния электронов, как его волновая функция тут же схлапывается, и электроны начинают летать чётко через две щели, оставляя только двойной след на экране.



Из школьной программы мы знаем, что фотон как элементарная частица является и частицей и волной одновременно (так называемый принцип корпускуля́рно-волново́го дуали́зма). И лишь совсем недавно экспериментально было доказано, что ВСЕ элементарные частицы обладают таким свойством, в том числе и электрон. Разница лишь в том, что длина волны некоторых элементарных частиц настолько мала, что зафиксировать пока волновые функции таких частиц не представляется возможным именно по причине невозможности провести измерения с требуемой точностью на современном этапе технологического развития. Длина световой волны находится в зрительном диапазоне и позволяет фиксировать волновую функцию фотона невооруженным взглядом. Длина электрона как волны гораздо короче, но и её удалось зафиксировать. Фиксация волновых характеристик прочих элементарных частиц – лишь вопрос времени.

Но здесь встаёт вполне резонный вопрос: а какова же природа волн микромира?
Обратимся к классическому определению, взятому из Википедии:
«Волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов ЛЮБОЙ физической величины…..
В связи с этим волновой процесс может иметь самую разную физическую природу. Многообразие волновых процессов приводит к тому, что никаких абсолютных общих свойств волн выделить не удаётся.»


Итак, волна – всего лишь СВОЙСТВО состояния объекта (даже не всегда физического). Например, что из себя представляет волна, разбегающаяся по поверхности водного водоёма, ни у кого не вызывает недоумения: это есть передача энергии, импульса движения, возникающая в результате ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ молекул воды вследствие их ВОЗМУЩЕНИЯ. Т.е. волна вовсе не сопровождается ПЕРЕДАЧЕЙ материи (не сама вода перемещается с волной в направлении её движения), но сопровождается передачей ЭНЕРГИИ.

Всё понятно… Но переложить подобную кальку на микромир как-то сразу не удаётся. В голове такое не укладывается… Действительно, как уже говорилось в указанном ролике: КАК единичному электрону удаётся пройти сразу через две щели, да и ещё интерферировать самому с собой? Однако интерферентный волновой след (сочетаний МАКСИМУМОВ и МИНИМУМОВ попаданий электронов в те или иные области экрана) был зафиксирован. И каким образом факт наблюдения приводит к КОЛЛАПСУ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ (это официальный термин)? Вот для понимания этого и нужно разобраться с ПРИРОДОЙ «электронной» волны. А разобраться в этом не получится, если не принять очень важный квантовый физико-философский постулат о нелокальной природе реальности .

О! Мы снова вернулись к вопросу о реальности всего сущего! Что же говорят по этому поводу квантовые физики? А они утверждают, что лишь факт НАБЛЮДЕНИЯ определяет реальное положение дел… Что ВНЕ НАБЛЮДЕНИЯ говорить о Реальности вообще не имеет смысла. Не то что бы реальности не существует за пределами наблюдения… Просто она существует как СОВОКУПНОСТЬ МНОЖЕСТВА ВЕРОЯТНЫХ СОСТОЯНИЙ СИСТЕМЫ, и лишь НАБЛЮДЕНИЕ (измерение, регистрация, фиксация) отделяет РЕАЛЬНОСТЬ от этого множества вероятностей.

Вот сейчас стОит остановиться, встряхнуть головой и воскликнуть: «Да как же?! Как такое может быть?». Вот и гений Эйнштейн поначалу принял эту теорию в штыки, а позже признал, что это было самым большим его заблуждением в физике.

Известна ироничная перепалка Эйнштейна с апологетом квантовой физики Бором по этому поводу. Доводы Эйнштейна: «Вы действительно считаете, что Луна существует, только когда вы на неё смотрите?» Или вот ещё: «Бог не играет в кости», на что Бор парировал: «Эйнштейн, не указывайте Богу, что ему делать» :)

Широко известен в этом смысле предложенный Шрёдингером мысленный эксперимент, который получил название «Кот Шрёдингера»:
Поместим в чёрную непроницаемую коробку кота, некий изотоп с периодом полураспада в один час, колбу с сильно ядовитым газом, и регистрирующее устройство, которое по факту распада изотопа взломает колбу с ядом.
Таким образом, по истечении часа вероятность того, что кот всё ещё жив равна 50% (ибо именно такова вероятность распада нашего изотопа к тому времени). Но узнать мы это можем, лишь открыв крышку коробки. До тех же пор, пока наблюдение не совершилось, по утверждениям квантовых физиков, кот и жив и мёртв ОДНОВРЕМЕННО, т.к. в соответствии с квантовой механикой, атомное ядро вне наблюдения находится в состоянии суперпозиции – распавшегося и нераспавшегося ОДНОВРЕМЕННО. Это входит в явное противоречие с нашим жизненным опытом, однако ничуть не смущает физиков: этот эффект они назвали Принципом Неопределённости, а многовариантное состояние Вселенной – Мультиверсумом.

Хорошо, с многовариантным состоянием НЕНАБЛЮДАЕМОЙ системы мы определились… Но каким образом это связано с волновой функцией электрона из первого нашего опыта?

Вот сейчас-то, получив начальный багаж знаний и определений квантовой физики, мы приступим к ОПИСАНИЮ волновой функции электрона, которую ещё называют потоком вероятности, описывающим изменение функции ПЛОТНОСТИ вероятности.

Приняв принцип суперпозиции НЕНАБЛЮДАЕМОГО электрона, мы принимаем и существование множества вероятных траекторий его полёта, пролетание сквозь обе щели РАВНОВЕРОЯТНЫМИ, а значит существующими ОДНОВРЕМЕННО, и, следовательно, наблюдаемый интерферентный след от бомбардировки электронов – это след от ВЕРОЯТНОГО попадания электрона в те или иные области экрана (максимальная вероятность соответствует светлому следу, минимальная – тёмной области), то есть волновая функция в случае электрона описывает ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ. И лишь факт регистрации позиции электрона отметает всевозможные вероятности траектории его полёта, оставляя только конкретную, пролетающую через ту или иную щель и оставляющую чёткие ДВЕ полосы на приёмном экране. Так факт НАБЛЮДЕНИЯ определяет РЕАЛЬНОСТЬ и СХЛАПЫВАЕТ волновую функцию электрона.

Эти вероятности звучат абсолютно невероятно, но факт остаётся фактом: данный опыт ЗАФИКСИРОВАЛ многовероятность сущего и влияние наблюдения на отсечение реальности.



Представляете, какие горизонты в связи с вышеизложенным открываются перед философами и, в особенности, перед теологами? Но об этом как-нибудь в другой раз…
А вот на чём мне ещё хотелось бы остановиться, так это на ПРАКТИЧЕСКОЙ ПОЛЬЗЕ от данного открытия.
Сложно представить себе, как можно использовать Принцип Неопределенности, в котором при существовании множеств вероятных возможностей, наблюдение все же отделит только одну из них, и о всех прочих возможностях мы никогда не узнаем… Однако…
Вышеописанный принцип позволяет с пользой применять свойства элементарных частиц схлапывать свои волновые функции при наблюдении. Например, по волоконно-оптическому кабелю пересылается световой сигнал, находящийся в суперпозиции двух состояний. Если злоумышленники подключатся к кабелю где-то посередине и сделают там отвод сигнала, чтобы подслушивать передаваемую информацию (т.е. произойдёт факт наблюдения), то это схлопнет волновую функцию, и свет перейдёт в одно из состояний. Проведя статистические пробы света на приёмном конце кабеля, можно будет обнаружить, находится ли свет в суперпозиции состояний или над ним уже произведено наблюдение. Это делает возможным создание средств связи, которые исключают незаметный перехват сигнала и подслушивание.




Ну, и в заключении немного "кошачьего" арта ;)





Отредактировано ju1ietta - Сб, 30 Мар 2013, 19:51

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 04 Июл 2012 - 18:15
#2
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 1650
Репутация: 406
Отправлено 04 Июл 2012 - 21:19
#3
Интересно. Очень. Однако от этой информации мне ни больше, ни меньше: объём знаний чертовски мал, чтобы мыслить немного дальше представленного здесь материала.
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 416
Репутация: 383
Отправлено 05 Июл 2012 - 16:50
#4


Лекция 2. Интерпретации квантовой механики


Эпиграф: «Откуда вы знаете, что, когда вы отворачиваетесь, столы за вашими спинами не превращаются в кенгуру?» (Лорд Бертран Рассел)

Предупреждение первое: Не имеет смысла читать всё написанное далее, если вы не ознакомились с Лекцией №1 или чего-то в ней не поняли.

Предупреждение второе: Всё описываемое далее является не более чем умозрительными интерпретациями базовых выводов квантовой физики, описанных в предыдущем посте, а потому и относиться к этим постулатам нужно соответственно. Но любая теория (и квантовая в том числе) прежде рождается на кончике пера или в закоулках воображения и лишь потом подтверждается (или не подтверждается) экспериментально. А экспериментальных подтверждений основных выводов квантовой теории более чем достаточно.

Итак, продолжим…
Мы с вами выяснили, что окружающая нас действительность вне процесса наблюдения существует как совокупность множества вероятных состояний системы.
Сказать легко… Но как это представить в нашем обыденном понимании сути вещей?

Физики тоже люди, и они попытались описать такой «вероятностный мир», его физическую сущность. Вот только единодушия пока в представлении такого мира нет. Но рассмотрим наиболее популярные интерпретации квантовой механики.

1. Копенгагенская интерпретация

Это толкование квантовой механики сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг во время совместной работы в Копенгагене около 1927 года:
«Мы живём в «возможностной» вселенной — такой, что в ней с каждым будущим событием связана определённая степень возможности, а не в такой, что в каждый следующий момент может случиться всё что угодно.»

В пределах Копенгагенской интерпретации квантовой механики, Принцип Неопределённости принят на элементарном уровне. Физическая вселенная существует не в детерминистичной форме (см. сноску), а скорее как набор вероятностей, или возможностей. Например, картина (распределение вероятности) произведённая миллионами фотонов, дифрагирующими через щель может быть вычислена при помощи квантовой механики, но точный путь каждого фотона не может быть предсказан никаким известным методом. Копенгагенская интерпретация считает, что это не может быть предсказано вообще НИКАКИМ методом.
То есть законы квантовой механики говорят о том, где частицы попадут в экран (в первом нашем опыте со щелями) статистически и дают возможность рассчитать местоположение светлых полос, куда скорее всего попадёт много частиц и местоположение тёмных полос, куда скорее всего попадёт мало частиц. Однако, для отдельной частицы, законы квантовой механики не способны предсказать, где она окажется фактически..

Возникает резонный вопрос: ЧТО заставляет частицу переключаться от статистического к нестатистическому поведению и обратно? Когда частица летит сквозь щели, её поведение описывается волновой функцией, которая одновременно проходит через обе щели. Когда же частица регистрируется, никогда не получается размытый волновой пакет, но всегда фиксируется точечная частица.

Копенгагенская интерпретация отвечает на этот вопрос так:
1. Вероятностный характер предсказаний квантовой механики принципиально неустраним, то есть, он вовсе не говорит о том, что наши знания ограничены, что мы не знаем значений каких-то скрытых переменных. В классической физике вероятность использовалась для описания результатов типа подбрасывания игральной кости, хотя фактически этот процесс считался детерминированным. То есть, ВЕРОЯТНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАЛИСЬ ВМЕСТО НЕПОЛНОГО ЗНАНИЯ. Напротив, копенгагенская интерпретация утверждает, что в квантовой механике результат измерения ПРИНЦИПИАЛЬНО недетерминирован.
2. Физика — это наука о результатах измерительных процессов. Измышления на тему того, что происходит за ними, неправомерны. Копенгагенская интерпретация отбрасывает вопросы типа «где была частица до того, как я зарегистрировал её местоположение» как бессмысленные.
3. Акт измерения вызывает мгновенное схлопывание, «коллапс волновой функции». Это означает, что процесс измерения СЛУЧАЙНО выбирает в точности одну из возможностей, допустимых волновой функцией данного состояния, а волновая функция мгновенно ИЗМЕНЯЕТСЯ, чтобы ОТРАЗИТЬ этот выбор.

Многие физики и философы не соглашаются с копенгагенской интерпретацией, как потому что она не детерминистична, так и потому, что она вводит неопределённое понятие измерения, которое превращает вероятностные функции в достоверные результаты измерений.
Тезисы Копенгагенской интерпретации ставят процессы измерения в особое положение, но не определяет ясно, что они такое, и не указывает на их отличительные черты.
Аналогично вызывает проблемы необходимый «мгновенный» коллапс волновой функции во всем пространстве, что ставит под вопрос ограничение скорости передачи информации скоростью света, а также Принцип Причинности.

2. Многомировая интерпретация

Идеи Многомировой Интерпритации берут начало в диссертации Хью Эверетта, написанной под руководством Джона Уилера, а сам термин «многомировая» обязан своим существованием Брайсу Девитту.

Это интерпретация квантовой механики, которая предполагает существование «параллельных вселенных», в каждой из которых действуют одни и те же законы природы и которым свойственны одни и те же мировые постоянные, но которые находятся в различных состояниях.
Многомировая интерпретация отказывается от недетерминированного коллапса волновой функции, который сопутствует измерению в копенгагенской интерпретации.
Если вам всё ещё непонятна суть этой интерпритации и чем она принципиально отличается о копенгагенской, вот наглядная схема:


Большой размер

Всё ещё непонятно? Вспомним незабвенного кота Шрёдингера. Так выглядит состояние жизни/смерти кота при равной вероятности распада изотопа по копенгагенской интерпритации (кот жив/мёртв ОДНОВРЕМЕННО):


Большой размер

А так выглядит состояние жизни/смерти кота при равной вероятности распада изотопа по многомировой интерпретации (вектор вселенных, в котором кот жив и кот умер разделился):


Большой размер

Согласно критериям научности, любая теория должна быть проверяема. Однако многомировая интерпретация предполагает, что «параллельные миры» не взаимодействуют — а потому их существование не проверяемо в эксперименте. Поэтому согласно современным критериям научности данную гипотезу можно относить к ненаучным.
При этом полезность интерпретации может обсуждаться лишь сквозь призму её прагматического использования. Так, например, анализ некоторых вопросов в многомировой интерпретации хотя и приводит к тем же результатам, что и в любой другой из них, но является более простым с логической точки зрения — что и объясняет её популярность в некоторых областях науки (особенно в квантовой космологии).

Многомировая интерпритация является одной из многих многомировых гипотез в физике и философии. На сегодняшний день она является одной из ведущих интерпретаций, наряду с копенгагенской интерпретацией и интерпретацией согласованных хронологий.

3. Альтернатива

Весьма неофициальный опрос, сделанный в 1997 году на симпозиуме под эгидой UMBC показал, что некогда доминировавшая Копенгагенская интерпретация поддерживается менее чем половиной участников. В целом голоса участников опроса распределились следующим образом:

Копенгагенская интерпретация - 13 голосов
Многомировая интерпретация - 8 голосов
Интерпретация Бома - 4 голосов
Непротиворечивые истории - 4 голосов
Модифицированная динамика - 1 голосов
Ничего из предложенного выше или затруднились ответить - 18 голосов

Многие физики склоняются к так называемой «никакой» интерпретации квантовой механики, ёмко выраженной в афоризме Дэвида Мермина: «Заткнись и вычисляй!» :)



Собственно для чего я здесь привела так немало текста? Не только для удовлетворения любопытства: так в какой же Вселенной мы живём – в многовероятностной или многопараллельной? Данные отправные точки нам понадобятся что бы рассмотреть следующие темы: Квантовое самоубийство, Квантовое бессмертие, анропность Вселенной… Интригует, не правда ли?

P.S.: Детермини́зм – это доктрина о всеобщей причинности. Детерминизм может быть также определен как тезис, утверждающий, что имеется только одно, точно заданное, возможное будущее (не путать с фатализмом).
Принцип детерминизма в науке: Всякое явление подчинено закономерностям и полностью ими обусловлено.


На принципе детерминизма построена классическая физика, за исключением термодинамики и молекулярной физики. Ну и естественно под большой вопрос ставит этот принцип квантовая физика.

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 06 Июл 2012 - 10:41
#5
Очень интересно! :) А многомировая интерпретация - это же целая фантастическая книга! Если честно, когда начал читать - думал будет скучно, но чем дальше продвигался - тем интереснее становилось. Это ведь действительно заставляет задуматься о многих вещах. Взглянуть на мир немного под другим углом! ju1ietta, спасибо огромное за статьи. Если будет - жду продолжения :)
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 363
Репутация: 56
Отправлено 06 Июл 2012 - 10:59
#6
sania096, продолжение будет уже сегодня вечером. там будет ваааще улёт ;)
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 06 Июл 2012 - 11:06
#7
ju1ietta, интригующе... Как я теперь смогу до вечера дождаться? o_O
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 363
Репутация: 56
Отправлено 06 Июл 2012 - 16:30
#8


Лекция 3. Квантовое самоубийство. Квантовое бессмертие

Эпиграф: «Квантовый мир стал ещё более хрупким, а реальность ещё более таинственной» (Максимилиан Шлоссхауэр)

Предупреждение первое: Не имеет смысла читать всё написанное далее, если вы не ознакомились с Лекцией №1 и Лекцией №2 или чего-то в них не поняли.

Предупреждение второе: Всё описываемое далее является не более чем умозрительными экспериментами, а потому и относиться к этим утверждениям нужно соответственно.

Вы ещё не забыли бедного кота Шрёдингера?

Предлагаю продолжить живодёрские (хотя и мысленные) эксперименты ;) которые более наглядно могут показать различия в описанных ранее интерпретациях.

1. Квантовое самоубийство

Этот мысленный эксперимент, являясь модификацией мысленного эксперимента с котом Шрёдингера, наглядно показывает разницу между двумя интерпретациями квантовой механики: копенгагенской интерпретацией и многомировой интерпретацией. По большому счёту эксперимент представляет собой эксперимент с котом Шрёдингера с точки зрения самого кота.

Итак, сыграем в русскую рулетку… При заряженном револьвере всего одной пулей вероятность фатального выстрела составляет 1/6, а вероятность холостого выстрела – 5/6 (при 6-зарядном барабане). Однако копенгагенская интерпретация постулирует ОДНОВРЕМЕННОЕ сосуществование всех возможных состояний системы (при условии конечно же ненаблюдения), поэтому как бы мала не была вероятность результативного выстрела, если эта вероятность не равна нулю, выстрел всё равно произойдёт, а следовательно испытуемый умрёт В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ.

Если же верна многомировая интерпретация, то в результате каждого проведенного эксперимента вселенная расщепляется на количество вселенных равное количеству вероятных исходов, соответственно в пяти из которых участник остается жив, а в одной погибает. В мирах, где участник умирает, он перестает существовать. Напротив, с точки зрения неумершего участника, эксперимент будет продолжаться, не приводя к исчезновению участника. Это происходит потому, что в любом ответвлении участник способен НАБЛЮДАТЬ результат эксперимента лишь в том мире, в котором он выживает. И если многомировая интерпретация верна, то участник может заметить, что он НИКОГДА не погибнет в ходе эксперимента.



Участник никогда не сможет рассказать об этих результатах, так как с точки зрения СТОРОННЕГО НАБЛЮДАТЕЛЯ, вероятность исхода эксперимента будет одинаковой и в многомировой, и в копенгагенской интерпретациях.

Этот мысленный эксперимент называется «квантовым суицидом». Он был впервые изложен теоретиком из Принстонского Университета Максом Тегмарком в 1997. Хотя Макс Тегмарк абсолютно не сомневался в верности мультиверсного объяснения, эксперимент он не проводил. “Со мной-то все будет в порядке”, - сказал он в одном интервью. “А вот моя жена Анжелика останется вдовой”.

2. Квантовое бессмертие

Собственно этот опыт является частным случаем предыдущего. Просто он более наглядно показывает, что согласно многомировой интерпретации квантовой механики существа, имеющие способность к самосознанию, бессмертны.

Условия опыта не слишком отличаются от предыдущего. Просто в предыдущем эксперименте у выживаемости было больше вероятности (5/6 против 1/6). Теперь же, напротив, снизим вероятность выживаемости до возможного минимума… Ну, например, поместим испытуемого в эпицентр ядерного взрыва. С копенгагенской интерпретацией всё ясно – испытуемый умрёт без проблем, а вот как насчёт многомировой интерпретации?
Вам кажется, что и здесь всё ясно, так как вселенная расщепляется на количество вероятных исходов, а вероятность здесь может быть только одна: у выживаемости 0%, у смерти 100%. Следовательно, останется только вариант вселенной с мёртвым испытуемым.

Однако не так всё просто… Задумаемся: а действительно ли вероятность выживания равна нулю? Воистину живые клетки просто-напросто не могут существовать при температурах, достигаемых в центре ядерного взрыва (исключено абсолютно). Однако, второе начало термодинамики, описывающее процессы передачи тепла, является СТАТИСТИЧЕСКИМ законом, обуславливающим передачу этого самого тепла ХАОТИЧНЫМ броуновским движением частиц. Таким образом, возникновение некой флуктуации, пусть и с ничтожно малой вероятностью, в которой частицы вдруг возьмут да все и пролетят мимо испытуемого, не нарушает данного закона, а, следовательно, вероятность благополучного исхода для испытуемого всё же не равна нулю.
Таким образом, при многомировой интерпритации в момент взрыва вселенная расщепится на огромное множество вариантов с умершим испытуемым, но и с ничтожно малым количеством вариантов, в которых испытуемый выживает, находясь в самом центре ядерного взрыва :) А так как, сколь бы не было много вселенных с умершим испытуемым, отсутствие наблюдателя делает их несущественными, так как зафиксировать этот факт он всё равно не сможет. Останутся всё равно вселенные, в которых испытуемый выжил, несмотря на всю маловероятность такого исхода.

Резюмируем:
Практически во всех параллельных вселенных ядерный взрыв уничтожит участника. Но несмотря на это, должно существовать небольшое множество альтернативных вселенных, в которых участник каким-либо образом выживает (то есть вселенных, в которых возможно развитие потенциального сценария спасения). Идея квантового бессмертия состоит в том, что участник остаётся в живых, и тем самым способен воспринимать окружающую реальность, по меньшей мере в одной из вселенных в множестве, пусть даже количество таких вселенных чрезвычайно мало в сравнении с количеством всех возможных вселенных. Таким образом, со временем участник обнаружит, что он может жить вечно (ведь он выживает, даже, если ему на голову падают ядерные бомбы с периодичностью в 5 минут) :)



Кстати, опираясь на многомировую интерпретацию можно даже опровергнуть аргумент, относящийся к неизбежности биологической смерти. Для каждого живого организма в данный момент времени существует ненулевая вероятность, что он останется жив в течение следующей секунды. Таким образом, вероятность того, что он останется жив в течение следующего миллиарда лет, также отлична от нуля, хотя и очень мала.

Алиллуя! Смерти нет!!! :) Неправда ли, как-то иначе после всего сказанного хочется относиться к религиозному утверждению о бессмертии души ;)

Если вы уверовали в своё бессмертие, то погодите плясать джигу, бить в бубен и надираться на радостях (а тем паче прыгать с моста, дабы удостовериться в правильности теории). Интересным аспектом идеи квантового бессмертия является то соображение, что сознающий себя разумный наблюдатель лишь в относительно малом числе возможных состояний, при которых он сохраняет самосознание, продолжает оставаться в, так сказать, «здоровом теле». Например, флуктуация, позволившая наблюдателю остаться в живых при взрыве ядерной бомбы, не обязана оставлять его тело абсолютно неповреждённым. Множество исходов, в которых наблюдатель, сохранив сознание, останется искалеченным, контуженным, обожжённым, страдающим лучевой болезнью, значительно обширнее множества исходов, в которых наблюдатель останется цел и невредим. Следовательно, состояний, в которых испытуемый будет ощущать непереносимые страдания, будет значительно больше, чем состояний оптимального функционирования организма. Таким образом, нам следовало бы надеяться, что многомировая интерпретация всё же неверна. В противном случае как не вспомнить о ВЕЧНОЙ Геене Огненной…

Не забываем, что всё вышесказанное справедливо лишь для самих участников жутких экспериментов. Сторонний наблюдатель будет же фиксировать вполне предсказуемую вероятностную картину с выживанием либо смертью участника.



Теперь, я надеюсь, вам стало понятно принципиальное различие в подходе копенгагенской и многомировой концепций к пониманию многовероятностного бытия: в первом случае при любом соотношении вероятностей выстрел приведёт к смерти (квантовое самоубийство), во втором случае – к выживанию (квантовое бессмертие).
Обе интерпретации, таким образом, оставляют множество вопросов и, не смотря на объяснение волнового коллапса электрона, в настоящее время не способны описать в полной мере окружающую нас действительность.
Существуют и иные интерпретации. Споры продолжаются…




Фантасты давно уступили пальму первенства учёным в попытке удивить обывателя невообразимыми мирами. Теперь не учёные подпитываются вдохновением у фантастов, а как раз наоборот.
Идеи квантового самоубийства и, в особенности, квантового бессмертия весьма популярны в фантастической литературе и кинематографе:

     Этой идеей воспользовался Грег Иган в своём романе «Город перестановок». Герой романа, умирая, постоянно оказывался в другом мире, где факт его выживания объяснялся стечением неправдоподобных обстоятельств.
     Также эта тема была использована Ларри Нивеном в рассказе «Все мириады путей», входящем в одноимённый сборник.
     Кроме того, примером могут служить рассказ Роберта Чарльза Уилсона «Поделённый на бесконечность» и роман Дэна Симмонса «Блаженный».
     Также пример — «Дверь в лето» Р. Хайнлайна
     Также, Филип Пулман использовал похожий принцип в своей трилогии «Темные начала», где говорилось, что существует неисчислимое количество миров, каждый из которых — «нереализованные возможности» других миров.
     Подобный принцип используется и в дилогии С.Лукьяненко «Черновик» и «Чистовик».
     В «Лабиринте Мёнина» Макса Фрая герои многократно оказываются в новом мире, погибнув в предыдущем (или исчезнув из него другим способом).
     Пол Мелко в рассказе «Триединство» описал сию тему и «квантовое бессмертие».
     Идея квантового бессмертия была использована Грегом Иганом в его романе Permutation City.
     Эта и связанные с ней темы рассматриваются в рассказах «Все мириады путей» Ларри Нивена и «Поделённый на бесконечность» Роберта Чарльза Вилсона.
     Фильм «Донни Дарко» имеет некоторые намеки на рассматриваемую идею.
     В фильме «Беги, Лола, беги» главная героиня три раза проживает один и тот же промежуток времени.
     В романе (и фильме) «Престиж» показана отчасти напоминающая квантовое бессмертие идея.
     В игре «Silent Hill 4: The Room» маньяк Уолтер Салливан после совершения ритуального самоубийства продолжает жить в своём личном параллельном мире, сотканном из воспоминаний, в качестве бессмертного духа.
     В игре «Alan Wake» в одном из телевизионных шоу был продемонстрирован похожий эксперимент.
     В романе Чака Паланика «Рэнт. Биография Бастера Кейси» главный герой становится бессмертным, путём убиения собственных родителей в прошлом.
     На основе идеи квантового бессмертия написана книга Владимира Савченко «Пятое измерение».
     Квантовое бессмертие лежит в основе фильма «Господин Никто»
     В основе сюжета фильма «Единственный» (The One, реж. Джеймс Вонг, в ролях: Джет Ли, Джейсон Стетхем) используется отчасти похожая на квантовое бессмертие идея.
     В американском телесериале «Грань» события происходят в двух параллельных вселенных, различающихся некоторыми деталями (например, в одной из Вселенных производились испытания лекарств, а в другой — нет).
     Карлос Кастанеда в книге «Дар Орла» описывает колесо времени «…как туннель бесконечной длины и ширины — туннель с соответствующими разветвлениями. Каждое ответвление бесконечно и бесконечно число этих ответвлений».


Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 06 Июл 2012 - 19:59
#9
И опять таки не перестаю удивляться :) Наверное, нужно будет и самому изучить эту тему более подробно. Ещё убила фраза Тегмарка :)
Мой прошлый пост:
Quote (sania096)
А многомировая интерпретация - это же целая фантастическая книга!

Я угадал. И видимо не одна книга. Как их много то...
Но мне кажется что в этой статье упор сделан именно на многомировую интерпретацию. И... Она мне нравится больше. Вот только невероятно представить количество паралельных вселенных, которые создаются каждую секунду. И сколько их уже создалось до этого момента. Ведь по сути абсолютно каждое событие любого масштаба создает огромное количество паралельных миров. scary
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 363
Репутация: 56
Отправлено 06 Июл 2012 - 22:52
#10
Quote (ju1ietta)
В игре «Silent Hill 4: The Room» маньяк Уолтер Салливан после совершения ритуального самоубийства продолжает жить в своём личном параллельном мире, сотканном из воспоминаний, в качестве бессмертного духа.

Хех. Сейчас прохожу эту игру. ;)
Насчет статьи - интересно, даже очень.
Ну а точней - даже как-то страшно. :\


Александер: Это Первая Эра, а у нас Четвёртая. Ты в родовой гробнице последние три эры проспал, драугр?
Артем: Я прятался в обливионе. Имя мне - Аметист, Даэдра Безбожия.
Никита: Шеогорату привет
Артем: Он заперся и изображает Иисуса. Сейчас его казнить будут. Я не буду его отвлекать.
Аватар пользователя

Пользователь
Сообщений: 189
Репутация: 137
Отправлено 06 Июл 2012 - 23:38
#11
Quote (sania096)
которые создаются каждую секунду
Боюсь, что речь идёт даже не о секунде, а о кванте времени - то есть самой маленькой части временнОго диапазона.
А о количестве этих "параллельных" вселенных говорить бессмысленно. Они ведь существуют не где-то в другом пространстве или времени... И даже не в другом измерении. До них нельзя добраться, заглянуть, узнать как там дела... Они находятся в других реальностях и с ними уже нет точек пересечения. Именно поэтому многомировая интерпретация недоказуема в принципе. Нам никогда не узнать - истина это, или всего лишь сумасшедшая фантазия. Ну разве, что, если каждый из нас всё же проживёт миллиард лет, то на втором миллиарде можно будет почесать затылок и таки согласиться с этой идеей ;) Но даже в этом случае, нельзя будет с уверенностью утверждать, что есть где-то миры, в которых мы давно умерли. Т.е. интерпретация всё равно недоказуема.

Quote (CrazyVirus)
даже как-то страшно

Ну, не не так страшно, а вот дух захватывает :)
Отредактировано ju1ietta - Сб, 07 Июл 2012, 19:46

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 07 Июл 2012 - 06:47
#12
Quote (sania096)
Но мне кажется что в этой статье упор сделан именно на многомировую интерпретацию.

Эмг... Сначала мне показалось, что копенгагенская интерпритация (которая при ненулевой вероятности выстрела ВСЕГДА приводит к фатальному исходу) проста и не требует пояснений... И всё же постараюсь поподробнее остановиться на том, отчего это именно так.

Вспомним опыт с щелями. Наблюдаемый электрон пролетит либо через одну, либо через другую щель, оставив на экране два следа. Ненаблюдаемый электрон находится в пространстве в виде размытого вероятностного облака, находясь в каждый отрезок времени в ЛЮБОЙ точке, где он в принципе мог бы находиться с ЛЮБОЙ вероятностью, неравной нулю (просто облако будет гуще там, где эта вероятность больше, и пореже там, где эта вероятность меньше). Следовательно, экран-приёмник отразит след от попадания электрона ПРИ ЛЮБОЙ ВЕРОЯТНОСТИ (неравной нулю), так как ВСЕ ВЕРОЯТНОСТИ сосуществуют одновременно.

Однако от такого следа нам ни тепло, ни холодно. Привнесём в наш опыт фактор фатальности. Разместим где-нибудь на экране в области заведомо низкой вероятности попадания электрона точечный детонатор, который срабатывает при попадании в него электроном. Если за электроном наблюдать, то экран может сдетанировать, а может и нет, с вероятностью, которая соответствует относительному положению детонатора на экране по отношению к траектории полётов электронов. Если такое положение довольно далеко от траектории полётов, то мы можем вообще не дождаться взрыва.
Совсем другое дело с ненаблюдаемым электроном... Ведь если есть хоть малейшая вероятность попадания электрона в эту область экрана, электрон оставит там свой след ОБЯЗАТЕЛЬНО. Таким образом, детонация произойдёт ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ от степени вероятности попадания электрона в эту точку.

Теперь понятна фатальность выстрела при копенгагенской интерпретации? Если в ненаблюдаемой системе одновременно сосуществуют пять невыстреливших револьверов (да хоть миллиард!) и только один выстреливший, то участнику всё равно - ему вполне достаточно одного выстрелившего, что бы умереть.

Но кроме того копенгагенская интерпретация не подразумевает никаких расщеплений реальности. Реальность выбирается СЛУЧАЙНЫМ образом один раз при наблюдении, а все остальные вероятности умирают как мёртворождённые дети. Поэтому исход один - смерть участника эксперимента (при ненаблюдении за поворотом барабана, но наблюдении за исходом дела ;) ).

Вот теперь симметрия при подаче материала соблюдена.
Отредактировано ju1ietta - Сб, 07 Июл 2012, 11:20

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 07 Июл 2012 - 07:49
#13
ju1ietta, просто отлично. Ты молодец, что занялась этой темой, и ещё и нас (во всяком случае меня) подсадила. Вроде как тема сложная, но... Очень доступно пояснено, поэтому всё отлично воспринимается и при этом ещё и остается в голове (возможно, просто потому что мне это стало интересно).
З.Ы. А вот я подумал, получается при многомировой интерпретации невозможны путешествия во времени... Во всяком случае в будущее. Прошлое у реальностей постоянно будет сходится, много реальностей сливаться в одну. Но вот как путешествовать вперед? Если постоянно реальность расслаивается, то в какую из всех будущих возможных путешественник попадет? И если он сможет двигаться вперед по одной реальности, вернувшись в точку исходного положения и опять начав движение он может попасть в совсем другую реальность. И чем больше будет возвращений, тем больше будет накопление реальностей вокруг этого момента...
З.Ы.Ы. Возможно, немного запутанно объяснил, но это просто спросонья... Пока спал в голову идея пришла :)
Отредактировано sania096 - Сб, 07 Июл 2012, 07:57
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 363
Репутация: 56
Отправлено 07 Июл 2012 - 10:52
#14
sania096, очень интересную тему поднял! Само по себе путешествие во времени спорно при любой интерпретации (нарушается Принцип Причинности).
Но, действительно, представим на минуточку, что путешествие во времени всё же возможно. Тогда вернувшись назад в некую точку ответвления мы получим одну из возможностей:
а) Мы не в силах повлиять на реальность. Она дана раз и навсегда при наблюдении и будущие события никак не могут на эту реальность повлиять. Таким образом, мы попадаем во временную петлю, раз за разом переживая одни и те же события, даже не имея возможности выбраться из этой петли. Это по капенгагенской интерпретации.
б) Полученный в будущем опыт позволяет нам иначе воздействовать на исход событий в прошлом. Соответственно мы попадаем в иную развилку реальности. Скорее всего вряд ли мы приумножим эти развилки (ибо мы должны сделать что-то уж совсем невероятное при исходной позиции, а как мы заметили раньше, получить что-то с нулевой вероятностью весьма сложно :) ), то подобная реальность была получена и раньше, вот только мы при первом (естественном) путешествии пошли одной дорогой, а при возврате в точку ответвления, можем выбрать и другую дорогу...
Но здесь остаётся неразрешимый вопрос: мы ТАК ИЗМЕНИЛИ реальность, что её ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ состояние схломнулось и больше не существует нигде, или же мы просто незаметно свернули на другую тропу, а первоначальная реальность осталась сама по себе просто вне нашего наблюдения? Многомировая интерпретация недоказуема, а потому не в силах ответить на этот вопрос.
Копенгагенская же интерпретация слишком противоречива.

Вообще прикольно :) А про путешествие в будущее ты верно заметил: как можно определить, в какое из ответвлений этого будущего попасть, если тобою не пройдены все промежуточные точки? Очень интересная мысль...
Отредактировано ju1ietta - Сб, 07 Июл 2012, 19:53

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 07 Июл 2012 - 11:11
#15
Так люди неспойлерите, я ж не успеваю всё прочесть и осмыслить.
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 1585
Репутация: 1330
Отправлено 07 Июл 2012 - 11:22
#16
darkkostas25, ты же физик! Привнеси свою лепту во взрывание мозгов! :D
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 07 Июл 2012 - 11:27
#17
ju1ietta, Я люблю перед вступлением в полемику хоть чуточку но разобраться в теме разговора (ну пытаюсь пока)
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 1585
Репутация: 1330
Отправлено 07 Июл 2012 - 11:34
#18
darkkostas25, давай-давай, ждём-с :)
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 11 Июл 2012 - 17:29
#19
Вот интересная статейка на эту тему. Очень доступно, а главное - ну оооочень забавно обо всём этом. Меня улыбнуло много раз :)
Отредактировано ju1ietta - Ср, 18 Июл 2012, 20:43

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 24 Июл 2012 - 17:22
#20


Александер: Это Первая Эра, а у нас Четвёртая. Ты в родовой гробнице последние три эры проспал, драугр?
Артем: Я прятался в обливионе. Имя мне - Аметист, Даэдра Безбожия.
Никита: Шеогорату привет
Артем: Он заперся и изображает Иисуса. Сейчас его казнить будут. Я не буду его отвлекать.
Аватар пользователя

Пользователь
Сообщений: 189
Репутация: 137
Отправлено 24 Июл 2012 - 20:13
#21
CrazyVirus, :)
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 22 Сен 2012 - 10:52
#22
Иван Ефремов (1908-1972) - известный палеонтолог, писатель-фантаст, публицист, популяризатор науки. Представляю его статью об эволюции жизни на Земле.
Продолжительность: 36 мин.

Отредактировано ju1ietta - Сб, 22 Сен 2012, 10:53

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 29 Сен 2012 - 15:42
#23
Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 363
Репутация: 56
Отправлено 02 Окт 2012 - 18:18
#24
sania096, :D Отличная аналогия!



А теперь немного о пресловутом базоне Хиггса (перепечатка статьи):

Краткое руководство по применению бозона Хиггса в застольной беседе

Если вы действительно хотите произвести впечатление, то выражайтесь следующим образом: «В Стандартной модели физики элементарных частиц существование бозона Хиггса объясняет происхождение спонтанного нарушения электрослабой симметрии в природе».

Итак, учёные, работающие с крупнейшим в мире ускорителем, объявили об открытии субатомной частицы, которая выглядит удивительно похожей на долгожданный бозон Хиггса. СМИ всего мира сбились с ног, разъясняя, что это значит, публике, со школы не державшей в руках учебник по физике. Британская The Guardian даже предложила (ХОЧУ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ПЕРЕВОД ЭТОГО) читателям выучить набор фраз, которыми надлежит пользоваться в присутствии ничего не понимающих родителей, всё понимающих физиков или равнодушных к происходящему верующих.

Если вы действительно хотите произвести впечатление, то выражайтесь примерно так: «Бозон Хиггса является элементарной скалярной частицей, впервые постулированной в 1962 году как возможный побочный механизм, с помощью которого гипотетическое повсеместно присутствующее квантовое поле — так называемое поле Хиггса — придаёт массу элементарным частицам. Если быть более точным, в Стандартной модели физики элементарных частиц существование бозона Хиггса объясняет происхождение спонтанного нарушения электрослабой симметрии в природе».

Джо Инкандела (коллаборация CMS) и Фабьола Джанотти (коллаборация ATLAS) объявляют об открытии нового бозона, который сильно напоминает частицу Хиггса. (Здесь и ниже фото CERN / CMS Collaboration.)
Людям, честно пытающимся понять, почему физики прыгают от радости, но очень слабо знакомым с наукой, можно предложить такое объяснение: «Всё состоит из атомов, внутри атомов находятся электроны, протоны и нейтроны, которые, в свою очередь, состоят из кварков и других субатомных частиц. Учёные долго ломали голову над тем, каким образом эти крошечные строительные блоки Вселенной приобретают массу, ведь без массы частицы не могли бы удерживаться вместе и в мире ничего бы не было: все частицы продолжали бы лететь со скоростью света».

Если вопросы не иссякнут, продолжайте так: «В 1960-х годах английский физик Питер Хиггс и две независимые от него и друг от друга исследовательские группы из Бельгии и США выдвинули гипотезу о существовании частицы, создающей особое "липкое" поле, которое тормозит остальные частицы. Эксперименты, проведённые в Европейском центре ядерных исследований (CERN) на Большом адронном коллайдере, в ходе которых элементарные частицы сталкивались на огромных скоростях и распадались на другие частицы, позволили обнаружить намёк на существование частицы, которая очень похожа на предсказанный бозон Хиггса».

Далее не забудьте рассказать о том, что хиггсовская частица входит в огромное количество уравнений, лежащих в основе теорий, которые объясняют существование мироздания в том виде, в каком мы его имеем здесь и сейчас. Если бы гипотеза о бозоне Хиггса оказалась ошибкой, все эти теории пришлось бы кардинальным образом пересмотреть. В то же время вам следует отметить, что характеристики обнаруженной частицы слегка расходятся с предсказаниями Стандартной модели физики элементарных частиц. Это даже хорошо, ибо тем самым появляется возможность новых открытий, в том числе в рамках теории суперсимметрии, которая говорит о том, что частицы существуют не в парах (материя — антиматерия), а в четвёрках.

О важности открытия можно судить и по высказыванию Мартинуса Велтмана, лауреата Нобелевской премии 1999 года, который в своё время заявил, что до обнаружения бозона Хиггса в рамках Стандартной модели сделать больше ничего нельзя.

Франсуа Энглер (слева) и Питер Хиггс принимают поздравления.
Затем подуставший собеседник, скорее всего, поинтересуется, какая из этого следует выгода. Если он не страдает слабоумием и хотя бы немного образован, ему не надо объяснять, что жизнь человека не ограничивается исключительно практической деятельностью, а потому не имеет смысла требовать этого от науки. Но заданный вопрос имеет право на существование, и вы можете с чистой совестью сказать, что прямых практических следствий у этого открытия нет. Но косвенным образом именно поиск бозона Хиггса в значительной степени перевернул нашу жизнь. Дело в том, что этим занимались тысячи учёных и вспомогательный персонал со всего мира. Им надо было сделать более эффективным процесс обмена информацией — так появилась Всемирная паутина, то есть всем нам знакомый Интернет. Кроме того, приходилось обрабатывать огромные объёмы данных — в результате была разработана технология распределённых вычислений, когда задачу, непосильную для одного компьютера, решают сотни и тысячи машин, разбросанных по всему миру. Наконец, поиск бозона Хиггса позволил сделать важные шаги в развитии методов захвата солнечной энергии, рентгенографии и протонной терапии, используемой в онкологии.

Что же касается теоретического значения, то открытие бозона Хиггса способно пролить свет не только на вопросы физики элементарных частиц, но и на космологические проблемы, связанные с инфляционной моделью, барионной асимметрией, тёмной материей, ускорением расширения Вселенной.

После этого уже не стыдно говорить о том, что Большой адронный коллайдер «съел» около $10 млрд.

Питер Хиггс поздравляет Фабьолу Джанотти.
В продолжение разговора, между делом, можете упомянуть, что 83-летний Питер Хиггс жив и сильно стесняется, когда бозон называют его именем. В то же время он как старый атеист не согласен и с обозначением бозона как «частицы Бога», в шутку предложенным физиком Леоном Ледерманом.

Изо всей великолепной «шестёрки» учёных, постулировавших хиггсовскую частицу, скончался (да и то лишь в 2011-м, в 82 года) только бельгиец Роберт Браут. Его соратник Франсуа Энглер (79 лет) вместе с Хиггсом присутствовал в ЦЕРНе на объявлении исторических результатов. Живы и участники третьей группы — американцы Джеральд Гуральник (75), Карл «Дик» Хаген (75) и британец Том Киббл (80). Нобелевскому комитету предстоит трудная задача, ведь премию разрешается разделить только между тремя лауреатами. А почтить вниманием следует также заслуги тех, кто руководил экспериментами на Большом адронном коллайдере и анализом полученных данных. (И то, что Хиггс, Энглер и Браут в 2004-м получили Премию Вольфа, вторую по престижности после Нобелевской, не должно играть никакой роли, ибо наград мало не бывает.)

К счастью для жюри, американец Филип Андерсон (88 лет и тоже жив), предложивший то, что позднее стало называться механизмом Хиггса, Нобелевскую премию уже получил — в 1977-м.

Овация. Победно вскинул руку научный директор CERN Лин Эванс.
Кстати, церемония (точнее, всего лишь семинар) в ЦЕРНе (и об этом тоже можете рассказать) совпала с проведением в Линдау (ФРГ) 62-й встречи лауреатов Нобелевской премии. Конечно, участники конференции не смогли обойти стороной это событие. Дэвид Гросс, награждённый в 2004 году, напомнил, что открыт не бозон Хиггса, а хиггсовская частица: «It’s not THE Higgs boson but A Higgs». Чтобы доказать, что это именно бозон Хиггса, предсказанный простейшим вариантом Стандартной модели, исследователям надо измерить (что вполне возможно в течение следующих трёх месяцев работы БАКа) две вещи — спин и скорость распада относительно массы парной частицы.

Три месяца спустя БАК будет остановлен для планового ремонта на два года, а затем сможет работать на более высоких энергиях. Что дальше? Участники конференции указали друг другу на тот факт, что полученные результаты не только усиливают позиции Стандартной модели, но и поднимают новые вопросы. Г-н Гросс высказался в том духе, что впереди исследования «хиггсовского сектора». По его словам, коллайдер охватил пока лишь 2% событий, подлежащие регистрации в течение всей программы экспериментов, для которой его построили. Лучше всего, говорит г-н Гросс, свойства новой частицы прояснили бы столкновения электронов и позитронов, но осуществить это на БАКе очень трудно. Прекрасный повод для создания нового ускорителя!

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Отправлено 22 Дек 2012 - 13:07
#25
Решила сюда выложить эту статью. Уж больно интересно (надеюсь, не только мне). Из серии - удивительное рядом!

Как погибает муравейник, или от чего может умереть устоявшееся общество. Что, возможно, будет ждать нас, если не принимать меры.


Стадия 1: Заражение

По своему общественному устройству муравьи - наиболее близкие к человеку существа на Земле. Каждое новое открытие в мирмекологии (науке о муравьях) лишь подтверждает это.


Муравейник

Перед нами здоровое гнездо рыжего лесного муравья (Formica rufa). Для данного вида характерен купольный муравейник, верхний слой которого состоит из десятисантиметрового слоя палочек, иголочек, сухих листьев, камешков. Гнездовой материал муравьи постоянно перемешивают, чтобы муравейник не начал гнить - это своего рода принудительная вентиляция. Высота нашего муравейника - 56 сантиметров, диаметр - 98 сантиметров. Купол имеет 11 отверстий. Примерная численность населения муравейника - около 10 тысяч особей. Под куполом расположены ободковые камеры, в которых хранятся яйца, личинки и куколки муравьев. Еще глубже - гнилой пень или крупные ветки. Под землей на глубине до 1,5 метра находятся сообщающиеся между собой камеры. В одной из них живет царица.


Муравьи за работой

В муравейнике существует строгая иерархия и распределение ролей. Гнездом управляет царица - самка, откладывающая яйца. Рабочие муравьи - тоже самки, но они не производят потомства до тех пор, пока жива царица. Срок жизни царицы 15-20 лет, рабочего муравья - до 7 лет. Самцы живут всего один сезон, в жизни муравейника не участвуют и погибают сразу после спаривания.

В непосредственной близости от царицы находится свита из 10 - 12 рабочих муравьев, они о ней заботятся: облизывают ее и кормят. Это, как правило, молодые муравьи, поскольку все обитатели гнезда проходят примерно месячную стадию ухаживания либо за царицей, либо за личинками. Затем они перебираются на самый дальний участок зоны патрулирования муравейника (ее радиус достигает 5-6 метров) и там занимаются поиском пищи - фуражированием. Найденную пищу муравей передает вверх по инстанциям, и лишь оттуда она распределяется по всему муравейнику. Вместе с пищей муравейник окормляется особым феромоном - веществом, которое выделяет царица. В нем содержится информация о здоровье царицы и состоянии гнезда. Это вещество муравьи из свиты слизывают с царицы, переносят в специальном зобу и передают друг другу по цепочке. Таким образом все особи муравьиного социума включены в единое информационное пространство.


Муравьи-фуражеры

В муравейнике действует своя система наказаний. К примеру, если здоровый муравей-фуражер несколько раз подряд возвращается в муравейник ни с чем, его «казнят» - убивают и самого пускают на фураж. Любопытно, что совершенно по-другому поступают муравьи с теми, кто потерял трудоспособность в результате увечья. Их кормят до тех пор, пока те в состоянии просить еду, то есть постукивать усиками по определенным участкам головы здорового муравья.


Рабочий муравей

Муравьи - активные хищники, но вместе с тем они держат и «домашний скот». В его роли выступает тля, причем поедают муравьи не только ее саму, но и ее выделения. Это не является формой паразитизма, поскольку без муравьиной заботы тля погибает гораздо раньше от других хищников. Муравьи пасут тлей на близрастущих растениях, оберегают их. И по первому требованию тля выделяет им излишки нектара. Чтобы «выдоить» тлю, муравей щекочет усиками ее брюшко.

Но иногда на муравейник садится маленький жучок светло-коричневого цвета - ломехуза. Жучок проникает в ободковую камеру, где хранится муравьиное потомство, и откладывает туда яйца. На все попытки обитателей гнезда разобраться с чужаком он отвечает тем, что выделяет особое вещество, которое муравьи тут же слизывают и впадают в состояние эйфории. Под воздействием этого вещества они просто отходят в сторону и на время затихают.


Ломехуза

Так начинается гибель муравейника.

Стадия 2: Облик врага

Ломехуза - «жук-драгдилер»(Lomechusa strumosa), которым оказался поражен наш муравейник, - насекомое из группы мирмекофилов. Всего насчитывается 266 видов мирмекофилов - насекомых и других беспозвоночных, обитающих вместе с муравьями. Среди них много паразитов. Но представители этой группы нахлебников либо вступают во взаимовыгодные отношения (симбиоз), либо наносят урон, не ведущий к гибели всего гнезда. Все, кроме ломехузы.

Этот вид впервые подробно описал немецкий исследователь Вассман в 1897 году. Это крохотный жучок - примерно втрое меньше рыжего лесного муравья. Чаще всего он попадает в муравейник с воздуха и проникает через одно из входных отверстий.

Муравьи не чинят ему в этом препятствий, поскольку тут же увлекаются тем наркотическим веществом, которое он выделяет. Более того, они тут же начинают его кормить, поскольку жук умеет по-муравьиному просить еду - постукивая усиками по определенным участкам головы. Иногда ломехуза попадает в муравейник из соседнего гнезда, с которым у здорового муравейника налажены отношения. Заражение происходит на обменных дорогах. Муравьи охотно делятся «жуками-драгдилерами», транспортируя их на брюшке. Точно так же они переносят с собой ломехуз, отпочковываясь от своего муравейника с целью создать новую семью.


Ломехуза в действии

У ломехузы точно такой же процесс развития потомства, как и у муравья: яйцо - личинка - куколка - взрослое насекомое. Самка «жука-драгдилера» откладывает 100-200 яиц прямо рядом с муравьиными - они абсолютно ничем не отличаются. Когда вылупляется личинка ломехузы, становится заметно одно отличие - ее брюшко вогнуто. Но на этой стадии она уже умеет просить еду и начинает выделять наркотик, поэтому муравьи теперь хоть и распознают чужака, но начинают заботиться о личинке ломехузы как о собственном потомстве. Взрослые жуки живут здесь же, в муравейнике. Они будут жить тут до тех пор, пока муравейник в состоянии их кормить, оттягивая на себя все больше его ресурсов. Но пока этот процесс происходит под куполом и скрыт от глаз наблюдателя. Отличить пораженный ломехузой муравейник от здорового на этой стадии можно лишь в солнечную погоду, когда все обитатели гнезда выползают на поверхность купола погреться. Но уже через несколько минут муравьи затаскивают ломехуз обратно под купол. Они еще думают, что командуют муравейником.

Стадия 3: Новая болезнь

До сих пор болезнь нашего муравейника развивалась в скрытой форме. Ее мог разглядеть лишь специалист-мирмеколог. В подкупольной камере вместе со своим потомством муравьи взращивали личинки ломехуз - свою будущую погибель. Они распознавали в них чужаков, но противостоять им не могли: личинки выделяют наркотическое вещество, противостоять которому муравьи не в силах.

Но теперь даже неспециалисту, если он приглядится к куполу муравейника, становится ясно, что с гнездом творится что-то неладное. По сравнению с другими муравейниками его жизнь как будто заторможена. Муравьи здесь гораздо менее активны, зона патрулирования гнезда сузилась, да и там, где еще работают фуражеры, можно увидеть такую картину: муравей пытается что-то тащить, но потом бросает свою работу и просто слоняется без дела. Тусуется.

Первое, что приходит в голову, - они все уже под кайфом. Но это не так. Те, кто пребывает под действием вещества, выделяемого ломехузой, как правило, сидят внутри муравейника. Заторможенные особи, которых мы наблюдаем на поверхности, - это уже новое поколение муравьев. По аналогии с людьми их можно назвать муравьями-даунами.

На языке науки они называются псевдоэргатами. По основному плану строения это все еще рабочие особи, однако грудная часть у них по сравнению со здоровой особью немного увеличена. Поэтому внешне они представляют собой нечто среднее между рабочими особями и самками. На деле же псевдоэргаты не в состоянии ни откладывать яйца, ни спариваться с самцами. Не могут они и полноценно выполнять функции рабочего муравья.

Псевдоэргаты еще пытаются делать какую-то работу, поскольку в гнезде еще достаточно активных муравьев, которые заставляют их работать, но делают они это из рук вон плохо. Впрочем, среди активных муравьев все больше особей подсаживается на вещество, выделяемое «жуком-драгдилером», так что принуждение с их стороны все слабее. При этом едят асоциальные муравьи наравне со всеми. Таким образом, баланс расходной и доходной статей бюджета нашего муравейника нарушается, муравьям начинает недоставать фуража, чтобы прокормить всех - и царицу, и ломехуз, и псевдоэргатов, и здоровых муравьев, число которых все стремительнее уменьшается.

Изучая это явление, ученые-мирмекологи сначала полагали, что появление псевдоэргатов связано с недокармливанием личинок, поскольку существенную часть питания муравьи теперь отдают ломехузам. Выдвигалась и другая версия - псевдоэргаты появляются в результате заболевания вирусом, переносимым «жуками-драгдилерами». Однако потом наука установила, что причина появления псевдоэргатов - все то же наркотическое вещество, выделяемое ломехузами. То есть теперь в нашем муравейнике увлечение наркотиком переросло в стадию эпидемии наркомании, определяющей не только поведение муравьев, но и их физиологическое строение.

Стадия 4: Внешнее вмешательство

Наш муравейник все стремительнее деградирует. Наркотическое вещество, выделяемое жуками-паразитами ломехузами, стало причиной появления в гнезде муравьев-даунов (псевдоэргатов), которые не способны ни к продолжению рода, ни к активной общественно полезной деятельности. Ломехуз и псевдоэргатов становится в муравейнике все больше. А значит, все больше нахлебников и все меньше корма. Еще немного, и процесс деградации станет необратимым.

Будь муравейник более многочисленным, процесс мог бы растянуться на долгие годы: жуки-«драгдилеры» плодятся медленнее муравьев, они просто не поспевали бы за приростом населения, поражая лишь некоторые сектора гнезда. Но наш муравейник невелик, поэтому спасти его может лишь внешнее вмешательство - чистка.

Нам стоит поторопиться. Чистка муравейника от ломехуз возможна до тех пор, пока не успели расплодиться в большом количестве муравьи-дауны. Для чистки нам понадобятся две емкости (подойдут обычные ведра с плотными крышками), большой кусок полиэтилена размером 1,5 на 1,5 метра, резиновые перчатки и лопатка. Мы находим наиболее здоровый сектор муравейника, отрезаем его лопаткой, как кусок пирога, быстро перемещаем в ведро - вместе с муравьями, личинками, яйцами и гнездовым материалом - и плотно закрываем крышкой. Затем содержимое ведра с муравьями высыпаем небольшими порциями на полиэтилен и тщательно перебираем. Так, как перебирают крупу для каши: мы просто перемещаем здоровых муравьев и гнездовой материал из одной кучки в другую. «Жуков-драгдилеров» и безнадежно больных муравьев-даунов (псевдоэргатов) вылавливаем, давим и выбрасываем. Каждую очищенную порцию муравейника тут же перемещаем во второе ведро.

Ломехуз узнать легко - они сильно отличаются от муравьев размерами (раза в 2-3 меньше) и окраской (ярко-коричневого цвета). Труднее с псевдоэргатами - от здоровых муравьев они почти не отличаются. Но зато их выдает поведение. Здоровые особи сразу начинают выполнять свои функции: фуражиры собирают разбросанный по полиэтилену строительный материал, гнездовые муравьи проявляют беспокойство о личинках и яйцах, муравьи-охранники кусают обидчика. Лишь псевдоэргаты слоняются без дела.

Вся процедура чистки заняла у нас чуть больше часа. Мертвые ломехузы и псевдоэргаты поместились в один граненый стакан - часть из них мы препарировали для научных целей. Во время чистки нам попалась одна самка-царица, но даже если бы все они остались в зараженном гнезде, можно было не беспокоиться: как раз в августе у муравьев происходит роение - брачный период. В гнезде появляются крылатые самки и самцы, они активно спариваются в воздухе и недостатка в оплодотворенных самках нет. Теперь осталось лишь найти место для уцелевшего муравейника.

А тем, кто остался в пораженном ломехузами гнезде, уже никто не поможет.

Стадия 5: Жизнь после смерти

Предыдущие стадии опыта показали, что муравейник, пораженный ломехузами («жуками-драгдилерами», паразитирующими при помощи выделяемого ими наркотического вещества), неизбежно гибнет. Единственный шанс на спасение - прибегнуть к принудительной чистке, удалив вручную ломехуз и безнадежно больных муравьев (псевдоэргатов). К сожалению, наш муравейник оказался поражен эпидемией наркомании уже настолько, что удалось спасти лишь часть гнезда. Спасенные особи находятся сейчас у нас в ведре, плотно закрытом крышкой.

Теперь нужно найти место, где они смогли бы прижиться и основать новое гнездо. Рыжие лесные муравьи любят влажность, поэтому опушки и поляны отпадают сразу. Лучше всего подойдет место в лесу, идентичном по составу тому, где находился наш предыдущий муравейник. Обязательное условие - расстояние от материнского гнезда должно быть не меньше километра. Иначе наши здоровые муравьи просто вернутся в погибающий муравейник, и их уже ничто не спасет. Соседство с другими гнездами, даже если они не поражены ломехузами, тоже нежелательно: их обитатели, скорее всего, отнесутся к чужакам враждебно и зарождающийся муравейник разграбят. Есть некоторые виды лесных муравьев-рабовладельцев, которые захватывают личинки из других гнезд и потом выращивают себе из них рабов.

Наконец мы нашли идеальное место - в ельнике, рядом с небольшим гнилым пнем. Аккуратно высыпаем содержимое ведра, и муравьи моментально начинают обустраиваться на новом месте. Царица и гнездовые муравьи роют в земле норы, другие особи укладывают в них личинки и яйца, третьи собирают высыпанный из гнезда гнездовой материал, четвертые - начинают патрулировать местность. Земля, извлеченная при строительстве нор, тут же идет на возведение вала вокруг будущего гнезда - это сходство с человеческими городами свойственно всем поселениям рыжих лесных муравьев. Чтобы ускорить строительство, можно набросать вокруг окружного вала листьев, веточек, опилок - муравьи их тут же подхватывают и употребляют в дело.

По сравнению с тем, как это происходит в природе, наш муравейник строится в более сложных условиях. Обычно семья, образуя новое гнездо, не порывает связи с материнским гнездом и долгое время получает оттуда помощь и поддержку. Тем не менее даже в условиях полной изоляции наш муравейник возрождается и уже на третий день обретает привычные очертания.

Еще через 3 дня купол вырастает до 15 сантиметров, а через неделю наш муравейник уже ничем не отличается от прежнего.

Спустя две недели на месте первого муравейника мы обнаружили холмик, который уже начал зарастать травой. Муравьев здесь больше нет, гнездовой материал перебирать некому, купол перестал проветриваться и начал гнить.

А на новом месте купол вырос еще на 5 сантиметров. Этому гнезду больше не страшны "жуки-драгдилеры". Наукой о муравьях - мирмекологией давно установлен интересный факт: очищенный от ломехуз муравейник обретает иммунитет против их наркотического вещества. Почему - ученые не знают, но это так.

Как вам? Еще больше интересне факт, что раньше Китай захлебывался о наркотиков, сейчас у них даже за пакетик в кармане смертная казнь. Получается общество получило иммунитете своеобразный. Есть над чем задуматься.

Аватар пользователя

Авторитет
Сообщений: 7252
Репутация: 1206
Форум » Болталка » Флуд » Загадки физического мира (Популярно о невероятном) (физика, философия, вселенная, квантовая физика,элементарные)
Страница 1 из 3123»
Поиск:

Яндекс.МетрикаЯндекс.Метрика
SPORE-CR.uCoz.com © 2009-2016
Русское сообщество "SPORE - Корпорация Создателей"
Все названия продуктов, компаний и марок принадлежат их владельцам
Все права защищены. Используются технологии uCoz