тел. (044) 568-35-16
факс (044) 568-35-16
моб. (067) 998-25-37

США начнет продавать сланцевый газ Японии

100 тисяч геймерів перевірили теорію Ейнштейна - чи є в квантовій механіці приховані параметри

  1. Що насправді говорили про Бога і кістках
  2. теорія Белла
  3. Як геймери вибирають числа
  4. Цих по-справжньому випадкових даних, які використовували на 13 експериментальних установках, в яких...

Нещодавно світові ЗМІ облетіла новина: «Геймери спростували Ейнштейна». І далі часто слідував підзаголовок: «Бог все-таки грає в кості». Що ж насправді сталося і про що написано в статті, опублікованій в одному з найавторитетніших наукових журналів світу, в Nature?

Що насправді говорили про Бога і кістках

Нещодавно світові ЗМІ облетіла новина: «Геймери спростували Ейнштейна»

Олексій Паєвський

Для початку варто розвінчати один міф. Ейнштейн ніколи не говорив слів «Бог не грає в кості». Насправді він писав Макса Борна з приводу принципу невизначеності Гейзенберга наступне: «Квантова механіка дійсно вражає. Але внутрішній голос каже мені, що це ще не ідеал. Ця теорія говорить багато про що, але все ж не наближає нас до розгадки таємниці Всевишнього. По крайней мере, я впевнений, що Він не кидає кістки ».

Втім, Бору він теж писав: «Ти віриш в грає в кості Бога, а я - в повну закономірність в світі об'єктивно сущого». Тобто в цьому сенсі Ейнштейн говорив про детермінізм, що в будь-який момент можна обчислити положення будь-якої частинки у Всесвіті. Як нам показав Гейзенберг, це не так.

Але тим не менш, цей елемент дуже важливий. Дійсно, як не парадоксально, але найбільший фізик XX століття Альберт Ейнштейн, який зламав фізику минулого своїми статтями початку століття, потім виявився завзятим суперником ще новішого, квантової механіки. Вся його наукова інтуїція протестувала проти того, щоб описувати явища мікросвіту в термінах теорії ймовірності та хвильових функцій. Але проти фактів складно йти - а виходило, що будь-яке вимірювання системи квантових об'єктів змінює її.

Ейнштейн спробував «викрутитися» і припустив, що в квантовій механіці є якісь приховані параметри. Наприклад - існують якісь субінструменти, якими можна виміряти стан квантового об'єкта і не змінити його. В результаті таких роздумів в 1935 році разом з Борисом Подільським і Натаном Розеном Ейнштейн сформулював принцип локальності.

В результаті таких роздумів в 1935 році разом з Борисом Подільським і Натаном Розеном Ейнштейн сформулював принцип локальності

Альберт Ейнштейн

Цей принцип стверджує, що на результати будь-якого експерименту можуть вплинути тільки близько розташовані до місця його проведення об'єкти. При цьому рух всіх частинок можна описати без залучення методів теорії ймовірності та хвильових функцій, вводячи в теорію ті самі «приховані параметри», які неможливо виміряти за допомогою звичайних інструментів.

теорія Белла

Джон Белл

Минуло майже 30 років, і Джон Белл теоретично показав, що насправді можна провести експеримент, результати якого дозволять визначити, чи дійсно квантово-механічні об'єкти описуються хвильовими функціями розподілу ймовірностей, як вони є, або ж є прихований параметр, що дозволяє точно описати їх становище і імпульс, як у більярдної кулі в теорії Ньютона.

Тоді технічних засобів провести такий експеримент не було: для початку потрібно було навчитися отримувати квантово заплутані пари частинок. Це частинки, що знаходяться в єдиному квантовому стані, і, якщо їх рознести на будь-яку відстань, вони все одно миттєво відчувають, що відбувається один з одним. Ми трошки писали про практичне використання ефекту заплутаності в статті про квантову телепортацію.

Крім цього, потрібно швидко і точно вимірювати стану цих частинок. Тут теж все добре, це ми вміємо.

Однак є третя умова для того, щоб перевірити теорію Белла: потрібно набрати більшу статистику на випадкових змінах налаштувань експериментальної установки. Тобто потрібно було провести велику кількість експериментів, параметри яких задавалися б абсолютно випадково.

І ось тут є проблема: у нас все генератори випадкових чисел використовують квантові методи - і тут в експеримент ми можемо самі внести ті самі приховані параметри.

Як геймери вибирають числа

І тут дослідників врятував принцип, описаний в анекдоті:

«Підходить один програміст до іншого і каже:

- Вася, мені потрібен генератор випадкових чисел.

- Сто шістдесят чотири! »

Генерацію випадкових чисел довірили геймерам. Правда, людина насправді не випадково вибирає числа, проте саме на цьому зіграли дослідники.

Вони створили браузерную гру, в якій завдання гравця була отримати якомога довшу послідовність нулів і одиниць - при цьому своїми діями гравець навчав нейронну мережу, яка намагалася вгадати, яке число вибере людина.

Це сильно збільшило «чистоту» випадковості, а якщо врахувати широту освітлення гри в пресі і репости в соцмережах, то одночасно в гру грало до сотні тисяч людей, потік чисел досягав тисячі біт в секунду і вже створено понад сотні мільйонів випадкових виборів.

Цих по-справжньому випадкових даних, які використовували на 13 експериментальних установках, в яких були заплутані різні квантові об'єкти (на одній - кубіти, на двох - атоми, на десяти - фотони), вистачило, щоб показати: Ейнштейн все-таки був не правий .

Прихованих параметрів в квантовій механіці не існує. Статистика це показала. А значить, квантовий світ залишається істинно квантовим.

Що ж насправді сталося і про що написано в статті, опублікованій в одному з найавторитетніших наукових журналів світу, в Nature?