Mekkora a kvantumos határozatlanság jelentősége a hétköznapokban?
Tegyük fel, egy külső megfigyelő a Kiskunlacházán élő Pistike karórája szerint 16:20-kor a lehető legtöbb információ birtokába kerül a Tejútrendszerről: Vagyis a Tejútrendszer minden elemi részecskéjének téridő és lendület négyesvektorát megismeri a lehető legnagyobb olyan pontossággal, amit a határozatlansági reláció megenged.
Ekkor a mindentudó külső megfigyelő becsukja a szemét, és a kezdőfeltételek alapján megmondja, hogy mit fog csinálni Pistike 1 hét múlva a legnagyobb valószínűséggel.
Én úgy képzelem, hogy a megfigyelés után az idő múlásával a részecskéket jellemző adatok harang-görbéje egyre jobban kiszélesedik, a határozatlanságok kaotikusan felerősítik egymást.
A külső megfigyelő jóslata kb. milyen mértékben térhet el attól, ami a valóságban bekövetkezik?
(Persze, itt tudni kell valamennyire, hogy miket csinál Pistike általában, de a lényeg, hogy most nem olyan ritkamód kiélezett helyzetekre gondolok, mint a Schrödinger macskája, ahol a makroszkopikus világ annyira érzékenyen függ a kvantummechanikai jelenségektől, hogy a macska élő vagy halott is lehet.)
Néhány példa az eltérések különböző nagyságrendjeire:
Pistike a jóslat szerintihez képest 1 héttel később 16:20-kor
- 0.01mm-rel arrébb teszi le a pontot a mondat végén
- egy 100Ft-ossal fej helyett írást dob
- az iskolából hazasétálván a jósolthoz képest 1 méterrel arrébb halad át az úttesten
- reggel kialvatlanság miatt nem kelt fel az ébresztőre, ezért aznap elkésett az iskolából
- a külső megfigyelő jóslata szikrázó napsütést állított, de Pistike a borult ég alatt, zuhogó esőben fut, kezében esernyővel
Minden kritikát szívesen fogadok a kérdéssel kapcsolatban, és annak is örülök, ha esetleg nem arra válaszoltok, amit kérdeztem, hanem amit szerintetek kérdezni szerettem volna! :D
válasza:Előre is elnézést kérek, de nem fogok erre a kérdésre válaszolni most.
Viszont nem tudom megállni, hogy leírjam, ez szerintem egy baromi jó kérdés - és ez ritka errefelé :)
válasza:"A külső megfigyelő jóslata kb. milyen mértékben térhet el attól, ami a valóságban bekövetkezik?"
Akármilyen mértékben. Egy hét az rettenetesen hosszú idő, azalatt bármi történhet.
válasza:"a Tejútrendszer minden elemi részecskéjének téridő és lendület négyesvektorát megismeri"
vs
"a kvantumos határozatlanság jelentősége a _hétköznapokban_" (kiemelés tőlem)
Némi inkonzisztenciát vélek felfedezni a kérdés és a kifejtés között.
A hétköznapokban nincs jelentősége. Ha autót akarsz tervezni, akkor jó lesz neked newtoni mechanika, ha GPS műholdat, akkor a relativitáselmélet. Ha processzort, akkor mondjuk már tényleg kell a kvantummechanika is. De normál, hétköznapi körülmények között nem kell a newtoni világból kilépned.
válasza:A kvantumfizikának rengeteg hatása van a világra. Nem korlátozódik pusztán mikro méretekre. Habár nem ismerjók pontosan a kvantum-klasszikus határokat, de számos makroszkópikus hatása van
-alagúteffektus
- szuperfolyékonyság
- szupravezetés
- az hogy képes önmagával kölcsönhatni, akár méteres távolságokban is
- random jelenségekben a hétköznapokban. Minél több esemény után egyre nagyobb lesz az eseményekben bekövetkező kvantum valószínűség és így egy idő után, sok esemény lezajlása után egészen különleges dolgok történhetnek
1fizikus
válasza:A kérdés tényleg jó.
Az a baj, hogy a kvantumszintű határozatlanság mire pillangó-hatásként esetlegesen eljut makroszintre, mondjuk a példa esetéhez hasonló millió áttéten át, olyan mértékben "szennyeződik" a gyakorlatban a túl sok paraméter miatt lekövethetetlen, de elvileg determinisztikusan számolható ok-okozatokkal, hogy lehetetlen a hatását kifilterezni és kimutatni.
Bizonyára létezik ilyen hatás.
De amíg nem tudsz minden determinisztikus "körítést" lefilterezni róla, sose találod meg.
Márpedig nem tudsz.
És ezt tovább bonyolítja a folyamatba beleszóló esetleges más kvantum-határozatlan események befolyása (mondjuk a példád esetében ez a nulladik másodpercben még ki van védve, de utána már nem).
Márpedig ha a visszakövetés így lehetetlen, akkor az előre következtetés is.
Esetlegesen ajánlanám a figyelmedbe a Devs sci-fi minisorozatot, ha ez a kérdéstéma érdekel, tetszeni fog.
válasza:Folytatnám egy másik aspektussal, ami viszont pont ellenkező eredményre vezet.
A makrovilágnak van egyfajta variáció-csökkentő hatása is.
Egy nagyon triviális példa.
Van egy golyód egy lejtős vályúban, ami vályú lejjebb elágazik négy felé.
A golyó ezernyi sztochasztikus paraméterrel rendelkezik, miközben gurul lefelé, ezzel gyakorlatilag az összes paraméter egymást hatványozó variációszámával rendelkező végeredmény-mennyiségre jutsz.
Viszont mégis, a végeredményed az lesz, hogy a négy szétváló vályú valamelyikén fog továbbgurulni és esetlegesen adott körülmények közt a végeredményben csak ez számít.
A sokmillió variációd leszűkült négyre.
Szóval akármennyire végtelen legyezőként nyílik ki a variációk száma a kiindulástól, a makrovilági eredményeid mégis szűkebb kapukra szorulnak össze.
És ezek a szűk kapuk totálisan kitörölhetik a kiindulás kvantumszintű határozatlanságainak befolyását, de még a bonyolult, de determinisztikus elemeket is.
Nagy valószínűséggel sok, talán a legtöbb esetben éppen ezért EGYÁLTALÁN nem jut el makroszintre a kvantumszintű sztochasztikusság hatása.
Ha az ilyen szűkítő kapukat mind ismered, klasszisokkal kevesebb adat alapján is tudsz elég jó kimeneti valószínűségeket jósolni, esetlegesen hosszú távra is.
válasza:Csak még egy apróság a makroszintű variáció-lapulás témájára.
Egy nanoszintú állapot variációi a saját mérték-kategóriájukban elég nagy eltéréseket tartalmazhatnak, de mire ezek a makrovilágig jutnak, ott már arányosan nézve a továbbra is meglévő tulajdonság-eltérések értékelhetetlenül kicsivé válnak és ezzel a makrovilági okozatot nem befolyásolják.
Szóval ha egy megcsúszás szélén lévő hegyoldali hóréteghez húszdekás vagy kétkilós hógolyót vágok hozzá, az 1000 %-os eltérés.
A végeredményben keletkező lavina viszont gyakorlatilag ugyanaz, ha mondjuk a két indíttatás miatt a lezúduló 500 tonna hó mennyisége mondjuk 20 kilónyit eltér, az csak 0,001 % eltérés.
Szóval a kvantumszintű variációk okozta eltérések teljesen elveszhetnek a makroszintű eredmény tűrésében.
Köszi a(z eddigi) válaszokat!
#2-es válasz:
"Egy hét az rettenetesen hosszú idő, azalatt bármi történhet."
Talán igazad van. De az is lehet, hogy a kvantum-határozatlanságnak általában nagyon kicsi ráhatása van a makroszkopikus eseményekre (ahogy Wadmalac írta), nem? Te mire alapozod, hogy rövidebb idő alatt is várhatólag nagy makroszkopikus eltérések keletkeznek? (Ismét, nem Schrödinger-macskás stílusú, laboratóriumi körülményekről van szó.)
#3-as válasz:
"Némi inkonzisztenciát vélek felfedezni a kérdés és a kifejtés között."
Az már igaz. Úgy kérdeztem, hogy 'Mekkora a kvantumos határozatlanság jelentősége a hétköznapokban?', aminél valamivel pontosabb lenne, hogy 'Milyen mértékű a kvantumos határozatlanság megnyilvánulása (adott idő, pl. 1 hét alatt) hétköznapi körülmények között?'.
#Wadmalac-nak:
A variáció-lapulásos gondolat nagyon érdekes. Talán egyszer képesek leszünk készíteni/szimulálni egyforma állapotból induló makroszkopikus rendszereket, amiken nyomon követhető lesz, hogyan és milyen gyorsan fejlődhet a rendszer különféle irányokba, amiből kiderül, hogy mik az említett 'lehetőségcsökkentő' kapuk, és hogy azok mennyire szűkek valójában.
(Egyébként, köszönöm a Devs sci-fi tippet :D családi mozizás lesz belőle.)
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!