Забавно,
забавно :)) Собственно, саму статью я пока не читал (уж чего, а статей по
физике я еще успею начитаться :), но к твоему пересказу вот какие комментарии:
1.
Само по себе распространение чего-либо быстрее скорости света не нарушает
принцип причинности - этот принцип нарушается только в случае передачи информации
со скоростью выше скорости света. Например, в эффектах, связанных с квантовой
корреляцией (об этом чуть ниже), нечто передается с бесконечной скоростью,
но получить из этого нечто информацию невозможно. Всяких умозрительных экспериментов,
в которых скорость передачи сигнала должна бы превысить скорость света,
уйма - только при внимательном рассмотрении ничего не превышается. В остальных
случаях - нет передачи сигнала, т.е. информации.
2.
Любой эксперимент имеет смысл обсуждать только после подробного описания
условий и после успешного повторения эксперимента в других лабораториях.
А то получится еще одна история по типу истории с "холодным термоядом" -
весь мир на уши поставили, а ничего хорошего из этого так и не получилось...
3.
Что там превысило скорость света - не суть важно, важно, можно ли этим способом
передавать информацию.
4.
Эффект туннелирования - это _совсем_ другая вещь, и никто при нем никуда
не перепрыгивает. Эффект туннелирования заключается в том, что частица может
преодолеть потенциальный барьер, имея энергию ниже энергии барьера.
В простейшем
случае это описывается уравнением Шредингера - из него получается волновая
функция, квадрат модуля которой в некоторой точке пространства есть вероятность
обнаружить частицу в этой точке. Если решить задачу для частицы с энергией
E, налетающей на потенциальный барьер с высотой U(x) [U(x)>E для a<x<b]
в классическом случае - получилось бы, что частица не может проникнуть в
барьер, а точка U(a)=E была бы точкой поворота. В квантовой механике получается,
что есть ненулевая вероятность обнаружить частицу как внутри барьера, так
и позади него. Фотон (как и любая другая частица) никуда не перепрыгивает,
он просто двигается дальше, внутрь барьера... Если приводить примеры из
макроскопической физики - как будто ты бросил мячик в стену, а он пролетел
через нее (не оказался по другую сторону стены, а пролетел, т.е. некоторое
время был и внутри стены).
Кстати,
есть и обратный эффект - т.н. "отражение от ямы". Если опять приводить некорректные
примеры - ты бросаешь мячик выше стены, а он отскакивает обратно. А уж что
можно вытворять с полями более сложной конфигурации... жуть. Например, при
определенных условиях частица может пролетать через потенциальную яму, совсем
ее не чувствуя (что и наблюдалось в свое время в опытах по рассеянию электронов
на атомах - т.е. электроны пролетали через кулоновскую потенциальную яму
атомного ядра - получался плавный график с совершенно необъяснимым классической
физикой резким провалом - т.н. эффект Рамзауэра).
В
квантовой механике есть очень занимательный эффект (в который, кстати, Эйнштейн
и примкнувшие к нему Подольский с Розеном a.k.a. ЭПР очень сильно не верили).
Зовется квантовая корреляция (статьи по квантовой телепортации встречал?
Это оно).
Берем
частицу со спином 0, распадающуюся на две части (скажем, A и B) со спином
1/2 (в единицах h с чертой). В опыте Штерна-Герлаха мы можем без труда измерять
проекцию спина частицы на некоторый вектор - и опять-таки без труда замечаем,
что для каждой частицы проекция спина есть величина случайная- может быть
+1/2, а может быть и -1/2... Но - суммарный спин двух частиц A и B, образовавшихся
в результате одного распада, всегда равен 0. Исходя из классических представлений,
этого не может быть - если для каждой из частиц спин случаен, то получить
в сумме одну постоянную величину невозможно, ибо в рамках классической теории,
появление проекции спина +1/2 или -1/2 есть локальное событие, не зависящее
от событий в других точках пространства. Предоположить локальную неслучайность
событий (что предлагали ЭПР) также нельзя - события могут быть разделены
пространственноподобным интервалом, и тогда между ними невозможна физическая
связь.
Среди
противников квантовой механики существовали также многочисленные теории
т.н. скрытых параметров - якобы свойства частицы закодированы в ней самой,
а в измерении только проявляются (т.е. в данном случае - утверждалось, что
проекция спина не случайна, а частица уже несет на себе некоторым образом
закодированное значение проекции спина). В квантовой теории же существует
такая вещь, как квантовая корреляция - в момент, когда мы измеряем проекцию
спина частицы A, проекция спина частицы B становится такой, чтобы в сумме
они дали 0. Происходит это мгновенно, но передавать информацию таким способом
невозможно - т.к. для извлечения информации из частицы B необходимо классическим
способом передать информацию о том, что мы извлекли из A. А классический
способ - это 3*10^8м/сек.
В
квантовой физике вообще много забавных явлений, никоим образом не укладывающихся
в обычные представления. Интерферометр с делением фронта волны себе представляешь?
Два маленьких отверстия, за ними экран, на нем интерференционная картинка.
Интересно то, что интерференция будет даже тогда, когда в пределах интерферометра
находится только один фотон - но для этого надо, чтобы он пролетал сразу
через оба отверстия, иначе откуда возьмется интерференция? А если мы захотим
посмотреть, где этот фотон пролетает (скажем, поставим фотодатчик) - то
каждый раз мы будем регистрировать его только в одном из отверстий, как
и положено. Опять квантовая корреляция виновата - если мы поймали фотон
в одной точке, то вероятность его обнаружения в других точках моментально
становится равной нулю (до этого она была не равна нулю). Ну и интерференции
при этом больше не будет - ведь теперь-то фотон пролетает только через одно
отверстие, и не с кем ему интерферировать (до этого - интерферировал с самим
собой, пролетающим через другое отверстие). Вот только, несмотря на моментальность,
информацию таким способом передавать моментально невозможно - посему принцип
причинности остается нетронутым :)
Уф,
куда-то меня совсем в сторону увело... Да, по ходу дела я объяснил еще один
высказанный у тебя парадокс - о существовании частицы в разных местах в
одно время. Квантовая частица не просто может существовать в нескольких
точках в одно время - в определенном смысле (это надо понимать как "существует
ненулевая вероятность обнаружить") квантовая частица присутствует во всех
точках (без слов "может" и "нескольких"). Но - если мы "поймали" эту частицу
в одной точке, то во всех других вероятность ее обнаружить тут же становится
равной нулю. И к туннелированию это отношения не имеет :))
P.S. "Квантовая механика объяснила все. Осталось
объяснить квантовую механику..."
(с) кто-то из физиков
Oleg Artamonov
