Поддержать программу
ПостНаука на Дожде
10:41
28 мая
Наука

Чем понятие вероятности в квантовой механики отлично от обычного понимания этого термина?

Физик Алексей Акимов о суперпозиционных состояниях, эксперименте Шредингера и вычислении вероятности в квантовой механике
435
0
Купите подписку, чтобы посмотреть полную версию.
Скидка 17%
4 800 / год
5 760
Скидка 11%
1 280 / 3 мес
1 440
Базовая подписка
480 / месяц
Уже подписчик? Войти Купить подписку
Расписание
Следующий выпуск
1 июля 16:00
суббота: 16:00
воскресенье: 02:00, 16:00
понедельник: 02:00, 11:00

Как устроен классический принцип вероятности? Почему вероятность в квантовой механике кардинально отличается от классического понимания термина? Как она устроена? Об этом рассказывает физик Алексей Акимов в своей новой лекции.

«Больше лекций и видеороликов смотрите на сайте проекта «ПостНаука»

В квантовой механике вероятность теряет привычный нам смысл. В обычной механике, например в термодинамике, мы используем вероятность в ее математическом определении, то есть в некотором смысле как частоту событий. Если мы подбрасываем монетку, то с вероятностью 50% она упадет одной стороной, с вероятностью 50% — другой стороной. Конечно, мы при этом предполагаем, что монетка симметричная, что вокруг нет ворон, а если вороны летают, то случаем, когда ворона унесла монетку, мы просто пренебрегаем, считаем, что этот случай несущественный. В квантовой механике такого подхода недостаточно. Все события описываются вероятностным образом, но тем не менее эта вероятность существенно более условная, чем в обычном мире. Эта условность вычисляется с помощью квантовой интерференции. Вместо того чтобы использовать вероятность, мы используем амплитуду вероятности, и эти амплитуды имеют свойство складываться. Точно так же, как два пучка света могут свернуться в интерференционную картинку на экране, взаимодействие любых двух частиц происходит за счет сложения законов вероятностей.

Можно привести такой пример: у нас есть две частицы, и мы хотим определить вероятность того, что одна частица имеет красный цвет. Если мы знаем, что эти частицы взяты из двух ведер — одно с красными частицами, одно с белыми, — в классическом мире мы скажем: «Это очень просто: одна красная, одна белая, значит, может быть две белых, может быть две красных, может быть одна белая, одна красная, может быть одна красная, одна белая — всего получается четыре варианта». Значит, вероятность того, что одна из них будет красная — три четверти. В квантовом мире скажут: «Может быть одна белая, одна красная, а еще могут быть суперпозиции между ними. Может быть одна белая плюс одна красная или одна белая, одна белая и одна красная плюс одна красная и одна белая и так далее». Изменит ли это существенным образом ответ? Если мы зададим вопрос: «Какая вероятность того, что будет красная?», то не изменится, но если мы имеем возможность измерять состояния, в которых частица красная минус белая или белая плюс красная, то для такого базиса ответ будет уже другим. Его сложно себе представить.

Фото: DepositPhotos

Полная версия доступна только подписчикам. Подпишитесь: