Тоже с ФШ
Суперпозиционная хронопортация(Superposition chronoportation)
К полётам во времени.
Статья написана 1.11.16
Попытка публикации №3: 14.11.2016
Мы измеряем время с помощью изменений, а изменения - с помощью времени. (с) Коста де Борегар.
Т.е. мы меряем изменения другими изменениями (цикличными) кажущимися независимыми? (с) автор статьи
Часть 1.
Начну с того, что приведу отрывок с семинара «Философский штурм» [https://www.youtube.com/channel/UCIetuC-DetV8B-lW8vG9Ssg], состоявшегося 23 дек. 2012 г.: «…взяли молекулу C30H12F30N2O4 (макрообъект). Она длинная и изогнутая и превышает длину Де Бройля в 1000 раз. Возникнет интерференция в этом случае? Ответ: да! Если длина Де Бройля становится равной линейным размерам объекта нельзя говорить о микромире, т.е. нет граница между макро- и микромиром. Макрообъект в виде сложной молекулы ведет себя как волна, интерферируя на двух щелях. Если макрообъект ведет себя как микрообъект в экспериментах, то интерференционная картина ни как не связана со свойством микрочастиц, таких как фотон или электрон».
Михаил Борисович Менский в книге [Квантовая декогеренция. Модели и феноменология] пишет: «Если быть точным, суперпозиция макроскопически различимых состояний может быть реализована, но для того чтобы она просуществовала в течение какого-то заметного времени, систему необходимо полностью изолировать. Даже очень слабое взаимодействие с окружением очень быстро переведет суперпозицию |ψ} в одно из стабильных состояний |ψ1} или |ψ2}, причем изначально известны лишь соответствующие вероятности |с1| и |с2|. Такой переход - один из простейших примеров декогеренции.»
С.И. Доронин пишет: «теория запутанных состояний - это не теория микрочастиц, как иногда ошибочно считают. Ее основные результаты формулируются в терминах систем и подсистем, то есть общие выводы справедливы и в отношении произвольных макросистем. Микрочастицы являются лишь наиболее удобными объектами для изучения и манипулирования квантовой запутанностью в физических исследованиях. Она у них проявляется особенно сильно, и ее уже невозможно игнорировать, как в случае с макрообъектами. Причем мера квантовой запутанности между частицами может контролироваться и целенаправленно изменяться в очень широких пределах - практически от нуля и вплоть до максимально запутанного, полностью нелокального состояния».
«Если все сделано из элементарных частиц, а элементарные частицы подчиняются законам механики, то почему всё не подчиняется этим законам?» (с) Аарон О’Коннелл
В своем выступлении в «TED» Аарон О’Коннелл повествует зрителям о проделанном им эксперименте над макрообъектом по переводу его в состояние суперпозиции: «макрообъект способен находиться в квантовой суперпозиции, но для этого надо ему немного помочь. Приведу аналогию. Неудобно ехать в переполненном лифте. Когда я в лифте один, то могу вытворять что угодно, но когда в нем есть люди, приходиться угомониться, потому что не хочу их беспокоить. Согласно квантовой механике неодушевленные предметы ведут себя подобным образом, а «попутчиками» для них являются свет, ветер, температура среды. Что бы увидеть, как кусочек металла будет подчиняться законам квантовой механики необходимо удалить всех «попутчиков»! Это нам удалось! Выключили свет, поместили металл в вакуум и охладили до почти абсолютного нуля. Теперь маленький кусочек металла может вести себя как ему будет угодно, а мы в это время измеряли его движения. Он вел себя странно. Он не находился в спокойном состоянии, а вибрировал, как расширяющиеся и сокращающиеся кузнечные меха. Когда мы его подтолкнули, он стал вибрировать и не вибрировать одновременно. Так ведут себя только объекты квантовой механики. Всё что я вам сей час рассказываю фантастично. Что значит, когда предмет вибрирует и не вибрирует одновременно? Все атомы, из которых состоит этот кусочек металла, находятся в состоянии покоя и в то же время они двигаются из стороны в сторону. Только в определенное время атомы выстраиваются в ряды, в остальное время они находятся в делокализованном состоянии, т.е. каждый атом находится в двух разных местах одновременно, что означает, что весь кусочек металла находится в двух разных местах! Если кусочек металла может находиться в двух местах одновременно, как и атом, то почему не может человек?... Согласно Квантовой Механики всё взаимосвязано. Всё серьёзнее. Все те связи со всеми объектами, что окружают вас, определяют то, чем вы являетесь». [https://www.youtube.com/watch?v=dvYYYlgVAao]
Михаил Борисович Менский дословно в свое книге [Квантовая декогеренция. Модели и феноменология] пишет: «Наблюдая за состоянием окружения, можно получить информацию, относящуюся к состоянию системы. Соответственно, взаимодействие системы с окружением может рассматриваться как ее измерение. Информация о системе записана в окружении. Тогда мы говорим, что происходит измерение системы. Окружение, которое производит это измерение, может быть создано намеренно (измерительный прибор или измеряющая среда), хотя во многих случаях оно неподконтрольно экспериментатору и часто играет отрицательную роль, приводя к специфической диссипации. Важно, что такое взаимодействие с окружением неизбежно изменяет состояние квантовой системы, вызывая декогеренцию».
В эксперименте Аарона О’Коннелла кусочек металла – это система S1, то что его окружает – окружение O1 системы S1. Взаимодействие системы S1 с окружением O1 – есть наблюдение. Тогда окружение О1 системы S1 – это наблюдатель N, измеряющий систему S1. Если система переходит в суперпозицию макроскопических состояний, т.е. система изолируется от своего окружения (прерывается акт наблюдения), то формируя намеренно (!) окружение O2, соответствующее состоянию системы 5-ую часами ранее, система S1 примет состояние, которое она уже имела, соответствующее 5ти часовой давности. Т.е. система помолодеет на 5 часов.
Лирическое отступление: есть такое понятие как «Стрела Зенона» - одна из апорий Зенона Элейского: «Летящая стрела неподвижна, так как в каждый момент времени она занимает равное себе положение, то есть покоится; поскольку она покоится в каждый момент времени, то она покоится во все моменты времени, то есть не существует момента времени, в котором стрела совершает движение».
А. С. Пушкин посвятил этому парадоксу Зенона стихотворение «Движение» (1825).
Движенья нет, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее бы не мог он возразить;
Хвалили все ответ замысловатый.
Но, господа, забавный случай сей
Другой пример на память мне приводит:
Ведь каждый день пред нами солнце ходит,
Однако ж прав упрямый Галилей!
Т.к. «информация о системе записана в окружении», возникает вопрос: кто кому окружение? Что считать системой, а что окружением этой системы? Кто кого наблюдает: кусочек металла «наблюдает» окружающие его объекты или объекты - кусочек металла в эксперименте Аарона О’Коннелла? Если двое ученых исследуют друг друга, кто кому является окружением? Это зависит от выбора системы отсчета. Относительно кусочка металла (изолированного от внешнего мира) системой будет являться все те связи и объекты, что окружали его, а он для них выступает «окружением», содержащим информацию о этих связях и объектах вокруг него. Можно говорить об «Относительности окружения». Система и ее окружение зависят от выбора системы отсчёта. Информация о лаборатории, стране, планете, всём, с чем связан был кусочке этого маленького металла записана в нём. Иначе говоря, измеряя параметры электрона, прибор Пб-9 является для этого электрона системой, которую «измеряет» этот электрон (будь у него сознание). Наблюдатель влияет на наблюдаемое, в той степени, в которой наблюдаемое влияет на наблюдателя. Чем больше макрообъект, тем больше связей он имеет с остальными объектами и тем больше содержит о них информации, а они (в свою очередь) о нём. Чем больше связей, тем сложнее технически перевести систему в состояние суперпозиции, т.к. чем больше связей имеет система с окружением, тем сложнее ее изолировать от окружения. Кирпичи не интерферируют, когда мы бросаем их через две щели, в отличие от электронов, не потому что это макрообъекты, а от того что технически трудно реализовать эксперимент с интерференцией кирпичей, но мера их запутанности отлична от нуля, как и у электронов.
Макроскопический объект непрерывно взаимодействует с материей Вселенной, посредством открытых и еще неизвестных науке видов взаимодействий. Атом, планета или кусочек метала (из опыта О’Коннелла) каким-либо взаимодействием (например гравитационными) связаны с далёкими галактиками, звездами, реликтовым излучением и т. п. Велико ли гравитационное взаимодействие материи созвездия «Кассиопеи» с кусочком металла в лабораторной установке? В космосе ~1020 звезд излучающих ЭМИ в видимом диапазоне, но на Земле по ночам темно! Гравитационное взаимодействие между Землей и галактиками незначительно, в силу космических расстояний. Чем дальше объекты, тем слабее они взаимодействуют, тем легче нивелировать это взаимодействие, и тем меньше информации они содержат друг о друге как окружающая систему среда. Величина запутанности зависит от интенсивности взаимодействия.
Когда макрообъект (относительно нас) в состоянии суперпозиции, то для него мы с окружением в состоянии суперпозиции. Для металлического кусочка А. О’Коннелла связанные с ним объекты (в том числе и Аароном) перешли в суперпозицию макроскопических состояний. Окажись на месте того кусочка металла подопытный человек (в сознании), то по ту стенку установки для него лаборатория, континенты, галактики как и остальное, с чем он имел связь, перейдут в суперпозицию макроскопических состояний.
Вот что пишет С.И. Доронин: «физические эксперименты по обращению времени на макроуровне широко известны в ядерном магнитном резонансе (ЯМР), например, в процессе кросс-поляризации [Ernst M., Meier B. H., Tomaselli M., Pines A. Time-reversal of cross-polarization in nuclear magnetic resonance, J. Chem. Phys. 108, № 23, 9611 (1998)]. В многочисленных экспериментах по многоквантовому ЯМР в твердых телах (тоже макроуровень) одной из обязательных стадий является обращение времени спиновой динамики, и это реализуется заданной последовательностью радиочастотных импульсов. Эти эксперименты возможны потому, что спиновые степени свободы достаточно хорошо изолированы от других. В настоящее время существуют вполне реальные приборы, «перекидывающие» из настоящего в прошлое или будущее и обратно, но эти изменения относятся к спиновой динамике, то есть во времени «путешествуют» спины (магнитные моменты). Если говорить об обращении времени в широком смысле, как о возможной унитарной динамике всех степеней свободы некоторой произвольной системы, то общий принцип тот же самый - нужно уметь выделять из окружения и целенаправленно изменять все степени свободы выделенного объекта, иными словами - управлять его вектором состояния».
Пилот, сидя внутри установки, выделяющей его из окружения, и целенаправленно формируя намеренно изнутри техническими средствами окружение этой установки с помощью изменения собственного состояния (степеней свободы), окажется в ситуации, когда мир за бортом установки (в которой он сидит) примет состояние, аналогичное тому состоянию, которое было N-ое число часов по хронометру установки. Относительно пилота: Мир, окружающий установку, в которой сидит пилот – это система, перешедшая в суперпозицию макроскопических состояний, а содержимое установки (т.е. он сам и приборы) – окружение макроскопической системы, содержащее исчерпывающею информацию о системе (о Мире). Эта система не исчезает, и не возникает из неоткуда, она остаётся той же до последнего Джоуля энергии и последнего килограмма массы. Меняется состояние системы, без нарушения закона сохранения энергии и массы.
Об этом пишет и С.И. Доронин: «С теоретической точки зрения здесь есть следующие возможности:
Изолировать систему от окружения. В этом случае появится возможность унитарной эволюции этой системы, в том числе и обращение времени для всех ее внутренних степеней свободы. Но это придется делать «изнутри» системы, поскольку предполагается, что она является изолированной. Причем действовать нужно будет из наибольшего пространства состояний этой системы, т.е. изменяя вектор ее состояния в целом. Полностью изолировать систему трудно, легче получить квазизамкнутую систему (псевдочистое состояние), но тогда действовать придется на ограниченных временах (петли времени будут поменьше).
Наоборот, перевести объект в максимально запутанное состояние с окружением. Опять же, в этом случае придется действовать уже из пространства состояния всего окружения - всей замкнутой (квазизамкнутой) системы, составной частью которой был наш объект
Но перевести объект в максимально запутанное (нелокальное) состояние мало, нужно еще суметь «проявить» его в выбранном локальном пространстве событий (например, в прошлом или будущем, на этой или на другой планете).
Может возникнуть вопрос: а как же законы сохранения массы, энергии и т. д.? Законы сохранения справедливы для замкнутых систем. А в квантовой теории замкнутая система - это чистая квантовая информация. Поэтому все, о чем мы говорим, сводится к сохранению такой первичной информации. Физика квантовой информации изучает законы, по которым квантовая информация проявляется в локальных дискретных формах мира (декогеренция), и обратного процесса растворения локальных форм, их перехода в нелокальное суперпозиционное состояние (рекогеренция). Квантовая теория, по сравнению с классической физикой, рассматривает более широкий круг явлений и процессов в окружающей реальности на самом фундаментальном уровне. Материальный мир с его законами сохранения - лишь небольшая часть совокупной Квантовой Реальности, и, соответственно, сфера применения законов сохранения материи, с точки зрения квантовой теории, ограничена классической реальностью».
Получение суперпозиции макроскопических состояний макрообъектов - техническая задача решенная А. О’Коннелл. Проблема заключается в следующем шаге: Каким техническим методом формировать намеренно окружение для перевода системы (т.е. объектов и связей мира вне установки) в заданное состояние? Иными словами: каким образом воздействовать на измеряющую среду (т.е. на содержимое установки в системе отсчета относительно пилота), что бы система (объекты вне установки) находящаяся в суперпозиции макроскопических состояний перешла в конкретное заданное состояние? В переводе на гуманитарный язык: каким технически способом воздействует на себя изолированный от мира пилот-наблюдатель внутри установки, что бы объекты мира, находящиеся вне установки в суперпозиции макроскопических состояний перешли в состояние нужное пилоту. Короче: как управлять вектором состояния пилота, изолированного от мира установкой, что бы «проявить» его в выбранном локальном пространстве событий?
Изменение состояния содержимого установки, находящегося в суперпозиции макросостояний происходит при воздействии на состояние измеряющей среды, т.е. объектов и субъектов мира вне установки. Изменение состояния объектов мира находящихся в суперпозиции макросостояний (вне установки) происходит при воздействии на состояние измеряющей среды, т.е. на пилота-наблюдателя с прибором (содержимое установки с пилотом). Как это работает?
Если система отсчета внутри установки (с позиции пилота установки):
Рекогеренция: перевод объекта наблюдения (объектов мира) в состояние суперпозиции (Mсупер), полной изоляцией пилота от внешнего мира с помощью установки: M0 → Mсупер.
Воздействие на содержимое установки, т.е. на измеряющую среду {пилот}0. Осуществляется техническим воздействием на состояние наблюдателя внутри установки.
Изменение состояния измеряющей среды {пилот}0 → {пилот}* Осуществляется управлением вектора состояния пилота.
Взаимодействие измененной измеряющей среды {пилот}* с суперпозицией макроскопических состояний (Mсупер), т.е. осуществить наблюдение системы пилотом-наблюдателем в изменённом состоянии: {пилот}* + Mсупер
Декогеренция: {пилот}* + Mсупер = {пилот}present + Mpast, где Mpast ≡ Mп, Mп – это предыдущее M0 состояние системы: Mп →time→ M0, {пилот}present ≡ {пилот}0.
Закон сохранения энергии не нарушен.
Схема этапов процесса:
а) M0 → Mсупер, (1)
б) {пилот}0 → {пилот}*, (2)
в) {пилот}* + Mсупер = {пилот}present + Mpast , (3)
г) {пилот}present + Mpast ≡ {пилот}0 + Mп (4)
После проявления декогеренции измеряющая среда внутри установки принимает состояние {пилот}present тождественное её состоянию {пилот}0 до воздействия!
Система отсчета вне установки (с позиции ученого-наблюдателя вне установки):
Рекогеренция: Перевод объекта наблюдения (пилота установки {пилот}0) в состояние суперпозиции {пилот}супер: {пилот}0 → {пилот}супер
Воздействие на Мир вне установки, т.е. воздействие на измеряющую среду M0. Осуществляется техническим воздействием на состояние ученого-наблюдателя и все объекты вне установки.
Изменение состояния измеряющей среды M0 → M*. Осуществляется управлением вектора состояния объектов вне установки.
Взаимодействие измененной измеряющей среды M* с суперпозицией макроскопических состояний {пилот}супер, т.е. осуществить наблюдение системы: M* + {пилот}супер
Декогеренция: M* + {пилот}супер = Mpresent + {пилот}past, где {пилот}past ≡ {пилот}п , {пилот}п – это предшедствующее {пилот}0 состояние системы: {пилот}п →time→ {пилот}0, Mpresent ≡ M0.
Закон сохранения энергии не нарушен.
Схема процесса по шагам:
а) {пилот}0 → {пилот}супер, (5)
б) M0 → M*, (6)
в) M* + {пилот}супер = Mpresent + {пилот}past, (7)
г) Mpresent + {пилот}past ≡ M0 + {пилот}п. (
Что будет из себя представлять {пилот}past? Это прошлое состояние объектов и их связей внутри установки (НО! это не прошлое состояние части мира Mп!). Это прошлое состояние пилота в установки. А что это самое состояние представляло собой 1 год, 10 лет назад до того как эту установку сконструировали и привезли в лабораторию? Что представлял собой пилот и приборы за 10 лет до своего рождения? Т.к. {пилот}past ≡ {пилот}п и «информация о системе записана в окружении», то внутри установки возникнут взаимосвязанные объекты, являющиеся прошлым состоянием содержимого установки. Это будет забавный и потрясающий эксперимент! Не стоит переживать за пилота, сидящего в установки, ибо с его позиции с ним ничего не произойдет, а он лишь окажется в окружении прошлого состояния мира {пилот}0 + Mп (правда этого никогда не увидят те наблюдатели, кто остался за бортом установки).
Если за систему отсчёта взят пилот, то из выражений (1-4) имеем:
{пилот}0 → {пилот}* → {пилот}present → {пилот}0.
Т.е. после выключения установки пилот будет тем же, что и до включения установки, а вот мир вокруг него изменится к предыдущему состоянию:
M0 → Mсупер → Mpast → Mп.
Если за систему отсчета принят мир вне установки, то из (5-8) следует:
M0 → M*→ Mpresent → M0.
Т.е. при включении установка будет действовать по мере удаленности на окружающие ее объекты, но после выключения все вернётся в прежнее состояние, а вот что будет с пилотом:
{пилот}0 → {пилот}супер → {пилот}past → {пилот}п.
От прежнего пилота внутри установки ничего не останется.
Описанные процессы напоминают то, что происходит при квантовой телепортации, которая сейчас вышла на инженерный уровень, и разрабатываются довольно сложные схемы ее практического применения, проектируются принципиально новые коммуникационные каналы квантовой связи, использующие в качестве рабочего ресурса квантовые корреляции. Наряду с телепортацией объекта (отдельных его степеней свободы) между двумя пространственными точками, можно рассматривать и перемещение во времени.
PS: В фантастических рассказах описаны путешествия в прошлое с позиции хронопутешественника, но опускается описание этого путешествия с позиции тех, кто остается в настоящем, а ведь их ждет интригующее содержимое внутри или вместо установки перемещения во «времени». Это содержимое не что-либо из прошлого, в которое отчалил хронотурист. В установку ничего не переместиться из прошлого как компенсация отправленной материи в это прошлое. Т.к. никакая материя никуда не перемещается, а остается в том же пространстве, но в ином состоянии. Что окажется внутри машины времени не ясно! Там будет прошлое состояние тех объектов, субъектов и их взаимосвязей, которые отправились назад «сквозь время». Согласно суперпозиционной хронопортации хронотурист в машине времени движется непосредственно из прошлого в будущее, с той разницей, что для него развивается будущее в виде состояния мира, проявленного в прошлом. Можем ли мы назвать это истинным «прошлым»? Да и нет. Воссозданное путем считывания информации с хронотуриста «прошлое» индивидуально и идентично свершившемуся историческому прошлому хронотуриста. Он не заметит никакой разницы и не вернется из воссозданного мира, став творцом альтернативной реальности. Хронотурист окажется в личном «прошлом» тех, посредством кого было сформировано воссозданное «прошлое».
