Гениальная ошибка Эйнштейна и запутанные состояния — Чад Орзел
-
0:06 - 0:10Альберт Эйнштейн сыграл ключевую роль
в открытии квантовой механики -
0:10 - 0:13благодаря своей теории
фотоэлектрического эффекта. -
0:13 - 0:16Однако его сильно волновали
её философские последствия. -
0:17 - 0:21И хотя большинство из нас
знают его как автора формулы E=MC^2, -
0:21 - 0:24его последним крупным вкладом
в развитие физики -
0:24 - 0:27стала работа, опубликованная в 1935 году
-
0:27 - 0:31в соавторстве с его юными коллегами
Борисом Подольским и Натаном Розеном. -
0:32 - 0:36Рассматриваемая всеми до 1980-х
как странная философская заметка, -
0:36 - 0:39работа Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР)
теперь играет ключевую роль -
0:39 - 0:41в понимании квантовой физики.
-
0:41 - 0:47Она описывает странный феномен, известный
как запутанные квантовые состояния. -
0:48 - 0:52В работе говорится об источнике,
испускающем пáры частиц, -
0:52 - 0:54каждая из которых обладает
двумя измеримыми свойствами. -
0:54 - 0:58Каждое из данных измерений
с одинаковой вероятностью -
0:58 - 0:59может принять одно из двух значений.
-
0:59 - 1:03Скажем, для первого свойства это 1 и 0,
а для второго — А и В. -
1:04 - 1:06Повторные последовательные измерения
-
1:06 - 1:09одного и того же свойства
одной и той же частицы -
1:09 - 1:12дадут одинаковые результаты.
-
1:12 - 1:14Но поразительно здесь не только то,
-
1:14 - 1:18что состояние частицы не определено,
пока оно не измерено, -
1:18 - 1:21но и то, что измерение
и определяет состояние. -
1:21 - 1:24Более того,
эти измерения влияют друг на друга. -
1:24 - 1:27Если вы определили,
что частица находится в состоянии 1, -
1:27 - 1:29а затем определили значение
второго свойства, -
1:29 - 1:32ваши шансы получить
результат А или В равны. -
1:32 - 1:36Но если вы повторно измерите
первое свойство, -
1:36 - 1:38ваши шансы получить 0 будут равны 50%,
-
1:38 - 1:41несмотря на то,
что до этого вы уже получили результат 1. -
1:41 - 1:45То есть смена измеряемого свойства
аннулирует первоначальный результат, -
1:45 - 1:47позволяя свойству получить
новое случайное значение. -
1:47 - 1:49Но всё становится ещё загадочнее,
-
1:49 - 1:52если вы решаете измерить
свойства обеих частиц. -
1:52 - 1:54Каждая их них будет иметь
случайные значения. -
1:54 - 1:55Но если вы их сравните,
-
1:55 - 1:59то увидите,
что они всегда согласовываются. -
1:59 - 2:02Например, если результат
обоих измерений равен 0, -
2:02 - 2:04это отношение сохранится.
-
2:04 - 2:07Теперь они находятся
в запутанном состоянии. -
2:07 - 2:09Определив состояние одной из частиц,
-
2:09 - 2:12вы с уверенностью сможете назвать
состояние второй. -
2:12 - 2:13Но эта запутанность
-
2:13 - 2:16противоречит знаменитой
теории относительности Эйнштейна, -
2:16 - 2:19потому что ничто не ограничивает
расстояние между частицами. -
2:19 - 2:22Если вы определите состояние
одной из частиц в Нью-Йорке в полдень, -
2:22 - 2:24а второй — наносекунду спустя
в Сан-Франциско, -
2:24 - 2:28результаты всё равно окажутся одинаковыми.
-
2:28 - 2:30Но если измерение
действительно определяет состояние, -
2:30 - 2:35то выходит, что одна частица
должна отправлять второй какие-то сигналы -
2:35 - 2:37со скоростью, в 13 миллионов раз
превышающей скорость света, -
2:37 - 2:41что, согласно теории относительности,
невозможно. -
2:41 - 2:46Поэтому Эйнштейн отверг запутанность
как «spuckafte ferwirklung», -
2:46 - 2:49или «жуткое дальнодействие».
-
2:49 - 2:52Он решил, что это говорит
о неполноте квантовой механики. -
2:52 - 2:58В реальности же оказалось,
что состояния обеих частиц предопределены. -
2:58 - 3:00Просто они скрыты от нас.
-
3:00 - 3:03Сторонники традиционной квантовой теории
во главе с Нильсом Бором -
3:03 - 3:07поддерживали теорию о том,
что квантовые состояния не определены, -
3:07 - 3:10и запутывание позволяет
состоянию одной частицы -
3:10 - 3:12влиять на состояния её далёкого партнёра.
-
3:12 - 3:1530 лет физики оставались в тупике,
-
3:15 - 3:18пока Джон Белл не догадался,
-
3:18 - 3:21что для проверки ЭПР-парадокса
нужно было рассмотреть случаи, -
3:21 - 3:24в которых задействованы
разные измерения частиц. -
3:24 - 3:27Теории локальных скрытых параметров,
-
3:27 - 3:29которых придерживались
Эйнштейн, Подольский и Розен, -
3:29 - 3:32строго ограничивали,
как часто можно было получить результаты -
3:32 - 3:33вроде А1 или В0,
-
3:33 - 3:37поскольку результаты
должны быть предопределены заранее. -
3:37 - 3:40Белл доказал, что чисто квантовый подход,
-
3:40 - 3:43при котором состояние считается
неопределённым, пока его не измерили, -
3:43 - 3:44имеет другие ограничения
-
3:44 - 3:46и прогнозирует результат
смешанных измерений, -
3:46 - 3:49что невозможно
в предопределённом сценарии. -
3:49 - 3:53Как только Белл придумал,
как проверить парадокс ЭПР, -
3:53 - 3:55физики принялись за дело.
-
3:55 - 3:59Начиная с Джона Клаузера в 70-х
и Алена Аспэ в начале 80-х, -
3:59 - 4:01учёные провели десятки экспериментов
-
4:01 - 4:04с целью проверить предположения ЭПР,
-
4:04 - 4:07и все пришли к одному выводу:
квантовая механика верна. -
4:07 - 4:12Связи между неопределёнными состояниями
запутанных частиц реально существуют, -
4:12 - 4:15и их нельзя объяснить никакой переменной.
-
4:16 - 4:20Работа ЭПР оказалась ошибочной,
и это прекрасно. -
4:20 - 4:24Заставив физиков всерьёз задуматься
об основах квантовой физики, -
4:24 - 4:27она привела к дальнейшему развитию теории
-
4:27 - 4:31и помогла начать исследования
таких областей, как квантовая информация, -
4:31 - 4:33ныне процветающая область,
-
4:33 - 4:37где могут быть разработаны компьютеры
небывалой мощности. -
4:37 - 4:39К сожалению,
произвольность результатов измерений -
4:39 - 4:42не позволяет развивать
фантастические технологии, -
4:42 - 4:43вроде использования запутанных частиц
-
4:43 - 4:46для доставки сообщений
со сверхсветовой скоростью. -
4:46 - 4:49Так что относительность пока безопасна.
-
4:49 - 4:54Но квантовая Вселенная куда загадочнее,
чем предполагал Эйнштейн.
- Title:
- Гениальная ошибка Эйнштейна и запутанные состояния — Чад Орзел
- Description:
-
Полный урок: http://ed.ted.com/lessons/einstein-s-brilliant-mistake-entangled-states-chad-orzel
Когда вы думаете об Эйнштейне и физике, наверняка, формула E=mc^2 — это первое, что приходит вам в голову. Но его крупнейшим вкладом в данную научную область стала странная философская сноска в работе 1935 года, написанной в соавторстве и оказавшейся в корне неверной. В данном видео Чад Орзел подробно рассматривает упомянутую работу и описанное в ней понимание феномена запутанных состояний.
Урок подготовлен Чадом Орзелом, анимация — Гунборг/Беньяй.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:10
Retired user approved Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Retired user edited Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Retired user accepted Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Retired user edited Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Hanna Lukashevich edited Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Retired user declined Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Retired user edited Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel | ||
Lilya Obmorsheva edited Russian subtitles for Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel |