Квантовая магия
Шрифт:
характеризуется именно этим свойством, она имеет два собственных значения: +1 и —1.
Наличие двух собственных значений, одно из которых равно минус единице, означает, что матрица описывает состояние, которое имеет двойственную природу, единство и борьбу противоположностей, поскольку отрицательное собственное значение — это не просто что-то плохое, негативное, а абсолютная противоположность, несовместимость с исходным состоянием, его полное отрицание. Таким образом, по поводу сознания, о котором мы ведем речь, можно сказать, что формирование материальной оболочки системы сопровождается появлением двух нравственных начал, лежащих в основе тварногомира — добра и зла.
Что такое «зло», можно попытаться понять на более простом примере. Предположим, у нас есть чисто классическое стационарное состояние, описываемое вектором | ~n = |0~n. Ему соответствует матрица плотности
которая, как и все остальные, может быть представлена в виде суммы матрицы, пропорциональной единичной, и матрицы с нулевым следом:
Одно из собственных значений второй матрицы, равное минус единице, «уничтожает» одно из допустимых состояний «ядра» системы. При этом как бы обедняется «душа» системы, часть ее — в данном случае половина — уничтожается, а вторая половина «огрубляется» до материального, «телесного», классического состояния.Если бы в последней матрице было два таких отрицательных собственных значения, то получился бы тождественный нуль, исходное состояние вообще перестало бы существовать, системы бы просто не было как таковой.
В матрице (3.21) собственные значения (+1 и —1) периодически меняются местами, то есть периодически «уничтожается» то или другое потенциальное состояние «ядра» системы, а второе — переходит в классическое « тварное» состояние.
3.9. Декогеренция на сфере Блоха
Сфера Блоха позволяет более наглядно представить, каким образом наш материальный мир оказывается «вложенным» во всеохватывающуюквантовую реальность и то, как объясняет современная физика процесс возникновения классической реальности в результате декогеренции.
Войцех Зурекв своей статье [101] иллюстрирует этот момент следующим образом (см. рис. 3 в статье и поясняющий текст).
Пусть наша система принимает два возможных значения (положения) — «вверх» и «вниз» вдоль вертикальной оси Z. Точки на этой оси в пределах сферы — совокупность классических состояний, которые могут быть проявлены в результате декогеренции. Это «классический домен», который составляет небольшую часть из всех возможных состояний системы. Вся остальная часть объема сферы Блоха — это квантовый домен.
101
Zurek W. H. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Rev. Mod. Phys. 75, 715 (2003).В свободном доступе: lanl. gov/abs/quant-ph/0105127.
Весь классический мир, со всей своей материей, веществом и физическими полями — всего лишь одна малюсенькая и совсем незначительная точка на оси Z. Все, что многие считают основой мироздания и единственно существующей объективной реальностью, в квантовой теории — всего лишь проекция, «бледная тень», падающая от вектора состояния на ось квантования при эволюции более сложной совокупной квантовой реальности, при повороте вектора состояния и его движении по поверхности сферы Блоха.
Точки на поверхности сферы соответствуют чистому состоянию (замкнутой системе). В этом случае, поскольку взаимодействия с окружением нет, конкретное положение точки будет определяться только внутренними характеристиками системы. И здесь возможны два качественно различных результата, соответствующих точкам полюса и остальным точкам сферы. Точки полюса — там, где вертикальная ось классического домена «протыкает» сферу Блоха, — две единственные точки из всей совокупности точек сферы, которые соответствуют классическому состоянию системы, остальные точки отвечают квантовым состояниям.
Точки полюса — это чистые классические состояния. Если система находится в одном из этих состояний — значит, она не взаимодействует с окружением, несмотря на точто она классическая. Если рядом находится еще одна система в таком же состоянии, то совокупная система из этих двух уже подсистем будет сепарабельной(разделимой), и в любой момент ее можно без проблем разложить на две независимые части и рассматривать каждую из них по отдельности.
Замечу, что только для точек полюса есть классический локальный объект — во всех остальных случаях (для других точек сферы) физическая система как локальный объект не существует, это состояния чисто квантовые (информационные). Такие системы можно объединять с другими, находящимися в таком же состоянии, и опять совокупная система будет находиться в сепарабельномсостоянии. Подсистемы, несмотря на точто они нелокальные, не будут запутываться друг с другом. Для этого необходимо наличие взаимодействия между ними, а подсистемы находятся в чистом состоянии (они замкнутые).
Из нелокальных чистых состояний можно выделить те, что соответствуют точкам экватора. Эти состояния в некотором отношении противоположны локальным состояниям «на полюсе». Чтобы немного прояснить этот момент, вспомним, что состояние замкнутой системы определяется ее внутренними процессами. И внутренняя эволюция любой многосоставной системы будет, по аналогии с простейшим случаем, соответствовать движению конечной точки вектора состояния по поверхности многомерной сферы. Для простоты можно положить, что точка движется вдоль меридиана — от одного полюса к другому, проходя через экватор. При этом на полюсах вся система в целом имеет определенное макросостояние(«вверх» или «вниз»), которое постепенно «размывается изнутри». А на экваторе система приходит в состояние ни «вверх», ни «вниз» (вероятность обоих состояний одинакова, имеет место когерентная суперпозиция состояний), то есть все внутренние части системы находятся в максимально запутанном нелокальном состоянии. При приближении точки, например, к верхнему полюсу, система вновь начинает приобретать определенное макросостояние. Запутанность между ее подсистемами уменьшается, они постепенно локализуются (вероятность макросостояния«вниз» снижается), и на полюсе все подсистемы становятся замкнутыми, а система в целом переходит в макросостояние«вверх».
Это наглядное геометрическое представление способно пояснить такое понятие из индуизма, как «сутки Брахмы». Движение от полюса к экватору — Пралайя— это период растворения классической реальности (переход в нелокальное состояние). Манвантара— период проявления локальных объектов — движение от экватора к полюсу.
Мы рассмотрели случай замкнутой системы (чистого состояния), когда точка, соответствующая лучу двумерного гильбертова пространства, движется по поверхности сферы единичного радиуса в обычном Евклидовом пространстве.
Что будет происходить, когда открытая система взаимодействует с окружением? Открытая система описывается матрицей плотности, и наша точка «уходит» со сферы, смещаясь во внутреннюю часть шара. Насколько глубоко она зайдет «внутрь», зависит от интенсивности взаимодействия. Вместо сферы чистого состояния мы получаем некий эллипсоид — типа «кокона» или «яйца».
Вначале рассмотрим одиночный случайвзаимодействия (измерения) с внешним классическимизмерительным прибором (наблюдателем). В этом случае точка смещается в плоскости, перпендикулярной оси Zи оказывается на самой оси, попадая на классический домен (см. рис. 3). Классический прибор (наблюдатель) фиксирует одно из возможных значений («вверх» или «вниз») с соответствующей вероятностью в зависимости от того, где находилась точка, через которую проведена плоскость сечения. Это предельный случай декогеренции.
Группа крови на рукаве
1. ГК
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
альтернативная история
рейтинг книги
Эволюционер из трущоб. Том 5
5. Эволюционер из трущоб
Фантастика:
попаданцы
аниме
фэнтези
фантастика: прочее
рейтинг книги
Товарищ жандарм
Фантастика:
боевая фантастика
рейтинг книги
Наследие Маозари 9
9. Наследие Маозари
Фантастика:
попаданцы
постапокалипсис
рпг
сказочная фантастика
рейтинг книги
Маленькая женщина Большого
5. Наша
Любовные романы:
эро литература
современные любовные романы
рейтинг книги
Рассвет русского царства. Книга 2
2. Новая Русь
Фантастика:
альтернативная история
попаданцы
историческое фэнтези
рейтинг книги
Второй кощей
8. Бедовый
Фантастика:
юмористическое фэнтези
городское фэнтези
мистика
рейтинг книги
Цикл "Отмороженный". Компиляция. Книги 1-14
Отмороженный
Фантастика:
боевая фантастика
рпг
постапокалипсис
рейтинг книги
Город костей
Фантастика:
научная фантастика
рейтинг книги
Золотая стрела
3. Дверь в преисподнюю
Фантастика:
научная фантастика
рейтинг книги