🤖 В статьях и даже роликах я часто ссылался на попытку перенести 2D объект в 3D мир и тем самым пытался описать невозможность для плоской реальности представить себе реальность объемную. Но важно и ещё кое-что уточнить. Это уточнение делает сравнение не совсем подходящим.

🟢 В физическом 3D мире не существует такого понятия, как 2D объект. 2D объект, в строгом математическом смысле, не может физически существовать в нашем трехмерном мире. В математике 2D объект имеет длину и ширину, но не имеет глубины (высоты), то есть у него нет объема и, следовательно, нет физической субстанции в трехмерном пространстве.

✔️ Однако существуют некоторые способы, с помощью которых концепции 2D, 1D и нульмерные объекты могут "существовать" или быть представлены в трехмерном мире. Скажем черная дыра имеет двумерный горизонт событий и нульмерную точку сингулярности. С физической точки зрения все объекты в нашем мире должны занимать трехмерное пространство, но абстрактные или математические двухмерные конструкции могут быть спроецированы или представлены в этом трехмерном пространстве. Другое дело...Что тогда и мой пример с использованием таких терминов спорный 🙃

⚠️ ИнЗнан

#теории

☀️ Температура влияет на атомные частоты и является основой шкалы Кельвина. При нуле Кельвина все атомные колебания прекращаются. Что будет, если поместить атомные часы в холодный контейнер?

⌛ Атомные часы работают следующим образом: счётчик фиксирует микроволновый сигнал, испускаемый электронами в атомах при изменении уровня энергии. Когда атомы щелочных и щелочноземельных металлов вибрируют определённое количество раз, прибор принимает это значение за секунду. Если всё это поместить в контейнер с температурой, стремящейся к нулю по Кельвину, то часы должны замедляться.

⌛️ По всей видимости так и произойдёт. Замедление времени обусловлено низкой температурой. И из этого интересно другое - ведь ранняя Вселенная (ещё до Большого взрыва) просто не имела источника тепла. Получается, что если применить нашу логику к тому времени и предположить, что какая-то материя там всё-таки могла быть, то времени там по сути не существовало. Физические процессы не происходят, значит в такой системе нет времени. Это делает рассуждения на тему бесконечности куда более логичными 🙃

⚠️ ИнЗнан

#теории

🤖 Квантовая механика добавляет в физическую теорию постоянную Планка. Постоянная Планка фигурирует во всех уравнениях и формулах квантовой механики. Она, в частности, определяет масштабы, начиная с которых вступает в силу принцип неопределенности Гейзенберга. Грубо говоря, постоянная Планка указывает нам нижний предел пространственных величин, после которого нельзя не принимать во внимание квантовые эффекты.

✔️ В природе постоянная Планка принимает фиксированное значение. Однако в зависимости от ситуации (или системы) это число может считаться малым или большим. Если оно мало в данной ситуации, мы называем его классическим (как не квантовое и не имеющее ничего общего с классическим), а если оно велико, мы называем его квантовым.

‼️ Что интересно, аналогично действует и специальная теория относительности (СТО), которая добавляет еще одну константу, с или скорость света. Опять же, это фиксированное число. Однако в ситуациях, когда оно велико, мы называем его нерелятивистским, а когда оно сравнимо со скоростями, мы называем его релятивистским. Законы физики, управляющие релятивистским движением, отличаются от законов, управляющих нерелятивистским движением.

⚠️ ИнЗнан

#теории

✔️ Принцип причинности в физике? Это когда следствие наступает после причины. Нет, мы про такой не слышали. Мы за ретрокаузальность. Это концепция, которая предполагает, что события в будущем могут влиять на события, произошедшие в прошлом. Эта идея противоречит нашему обычному пониманию времени, где мы думаем о причинах, ведущих к следствиям, прямолинейно. Например, мы обычно считаем, что если бросить мяч, он движется вперед во времени, а действие броска заставляет его двигаться.

🔹 Некоторые физики изучают ретрокаузальность в контексте квантовой механики, где определенные эксперименты предполагают, что частицы могут вести себя таким образом, чтобы это допускало будущие влияния на прошлые события (эксперимент с отложенным выбором как пример). Эти обсуждения могут привести к умопомрачительным сценариям, таким как знаменитый "парадокс дедушки", который задается вопросом, что произойдет, если вы вернетесь назад во времени и измените события. Но там это хоть кажется логичным.

⚠️ ИнЗнан

#теории

⚛️ Пространство непрерывно или дискретно? Или, если упростить, "квантуется" ли пространство и можно ли выделить некоторую его часть?

🚘 Физики тут разделились во мнениях. Некоторые теории, такие как квантовая петлевая гравитация, предполагают, что пространство дискретно, в то время как другие теории, такие как общая теория относительности, предсказывают, что пространство непрерывно. Как правильно? Сказать сложно, поскольку и проверить пока не получится. Представления весьма поверхностны. Но при всём при этом, если рассматривать классический подход к физическим явлениям, то пространство скорее непрерывное.

✔️ Возможно однажды мы обнаружим, что пространство и/или время дискретны. Это, пожалуй, единственное очевидное объяснение, которое решает Парадокс Зенона. В качестве альтернативы это решение может решить теория относительности, поскольку объекты, движущиеся с разной скоростью, будут по-разному оценивать расстояние. Согласно теории относительности Эйнштейна, невозможно стандартизировать длину пространства для объектов, движущихся с разной скоростью. Но всё-таки это костыли.

⚠️ ИнЗнан

#теории

🤖 Система никогда не находится в нескольких возможных состояниях. В некоторой степени это только фигура речи. Вектор всегда остается просто вектором. Вы можете выразить вектор во всех существующих базисах, но хотя коэффициенты изменяются, чтобы адаптироваться к измененному базису, вектор остается постоянным при изменении базиса.

✔️ Суперпозиция - это не что иное, как причудливый способ разложения в базисе. С другой стороны, при таком подходе мы всё равно приходим к чему-то, что будет описываться как много состояний одновременно 🙃 Но подход другой.

👀 Что такое базис - давайте для простоты назовём так систему, в которой происходит процесс. Скажем, вектор можно описать в двухмерной плоскости, а можно в трехмерном пространстве.

⚠️ ИнЗнан

#теории

🐭 В нашу коллекцию "физических животных". Вы слышали про мышь Эйнштейна? Не самая популярная формулировка, но кое-где встречается. Этакий антипод знаменитого кота. Впрочем, и мышь, и кот об одном и том же.

🐀14 апреля 1954 года Альберт Эйнштейн прочел последнюю в своей жизни лекцию в Принстонском университете. Центральной темой была квантовая теория. Ученый объяснил, почему ему кажется, что она не дает всех ответов. Он рассказал, что первым ввел вероятность в квантовую физику, но также отметил, что не удовлетворен физическим смыслом волновой функции. И привел в пример квантовое описание маленького шарика диаметром 1 мм, который перемещается в коробке. Волновая функция дает размытое описание расположения шарика в коробке (и для этого надо долго ждать), тогда как повседневный опыт говорит о том, что мы всегда наблюдаем шарик в определенном месте.

✔️ Эйнштейн прокомментировал ситуацию так: Трудно поверить, что это описание полное. Кажется, что оно делает мир крайне туманным до тех пор, пока за ним не начнет кто-нибудь наблюдать, например мышь. Можно ли поверить в то, что взгляд мышки может значительно изменить Вселенную? Разве что, хотелось бы тут отметить - мы уже много раз обозначали специфическую логику реальности, да и физики в целом. Не исключено, что и тут использовать какие-то собственные аналогии недопустимо. Упрощая фразу - хм, так а может мышь и способна так повлиять...

⚠️ ИнЗнан

#теории

Еще в 1993 году, когда команда IBM опубликовала статью о телепортации квантового состояния, а не просто объекта, в журнале Physical Review Letters. Пять лет спустя физики из Калифорнийского технологического института и Уэльского университета в Великобритании применили теорию на практике, телепортировав фотон по метру коаксиального кабеля, который представляет собой тип линии передачи, обычно используемой для подключения спутниковых сигналов или широкополосного Интернета.

Подобно летающим автомобилям и путешествиям во времени, эта способность мгновенно перемещать что-либо в физическом пространстве очень привлекательна, даже если это кажется невозможным. Но ученые убеждены, что прорыв в технологии квантовых вычислений может сделать телепортацию реальностью.

До сих пор самые передовые эксперименты по телепортации основывались на фотонах, но совсем недавно ученые обнаружили, что вместо этого возможно телепортировать электроны, которые могут сохранять свои квантовые состояния в течение более длительных периодов времени. В какой-то степени это позволяет размышлять про перенос более крупных частиц. А там уж и человека телепортируем.

Про это пишут в недавней статье "Популярной механики". А знаете, что тут важно? Не так давно я делал ролик про телепортацию и там отметил, что если разобрать тело на частички и собрать новое абсолютно такое же, то не ясно, что будет, собственно говоря, с живым существом и останется ли оно тем же самым.

Статья в популярной механике говорит также. Цитирую: В конце концов, нет никаких гарантий, что все частицы внутри вашего тела, будучи повторно собранными в пункте назначения, составят одну полностью неповрежденную, принципиально не изменившуюся живую систему.

⚠️ ИнЗнан

#теории

Как описать состояние системы в будущем. Скажем, хотя бы через секунду относительно настоящего времени? Если речь идёт об относительно простой системе, то всё не так сложно. Но где вы видели простые системы?...

Попытку делает теория хаоса. Для этого применяется логистическое уравнение Мэя. Оно даёт понимание, как будет выглядеть общая система в следующий момент времени. Уравнение представляет собой математическое описание логистической карты Мэя. Если мы начнем с какого-то конкретного начального значения x, процесс будет развиваться в одном направлении, но если мы начнем с другого начального значения, даже очень близкого к первому значению, процесс будет развиваться совершенно по-другому.

Мы видим хаотическое поведение – поведение, чувствительное к начальным условиям повсеместно. Погода является классическим примером. Небольшое изменение атмосферных условий в один день может привести к совершенно другим погодным условиям через несколько дней. Это чаще всего отражается в идее, что бабочка, взмахивающая крыльями на одном континенте, вызывает ураган на другом континенте.

⚠️ ИнЗнан

#теории

Когда-то Галилео Галилей сказал, что книга природы написана языком математики. Это та самая цитата, которой мне обычно не хватало при спорах с критикам "математической физики", чтобы обозначить ценность в том числе и математических изысканий.

Сегодня наше понимание физики продвинулось вперед, но концепции остались прежними. Природа - это естественный физический мир, включающий растения, животных, звезды, горы, реки, океаны и даже вселенную. Это не изменилось со времен античности и не изменится. Наше понимание природы всегда будет развиваться. Например, теперь мы знаем, что вокруг Юпитера есть спутники, а не звезды.

Математика добилась больших успехов вскоре после Галилея, когда Ньютон и Лейбниц изобрели исчисление, но сказанное Галилеем применимо и сегодня. Леонардо да Винчи мог создавать ограниченные математические модели природы, а сегодня мы можем создавать великие теории, такие как теория относительности, с помощью передовых математических методов (линейная алгебра, тензорное исчисление и дифференциальная геометрия). Однако идея та же - моделировать природу с помощью математики.

На картинке копия рисунков самого Галилея со спутниками Юпитера. Сегодня эти рисунки можно моделировать математически, рассчитав все положения, которые великий ученый отмечал на бумаге, определив аналоговым образом.

⚠️ ИнЗнан

#теории