00:16 Введение

• Приветствие участников лекции.
• Представление проекта «Слон» и его цели.
• Представление спикера Алексея Семихатова.

00:45 Введение в тему

• Вопрос о реальности и голограммах.
• Представление спикера и его роли.
• План лекции: три части.

02:14 Первая часть лекции

• Квантовые явления вокруг нас.
• Примеры квантовых явлений: химия, атомное ядро, электроника.
• Квантовые законы и их влияние на звезды.

03:47 Вторая часть лекции

• Квантовые законы в дистанционном измерении температуры.
• Проблема видимости квантовых явлений.
• Квантовая реальность и классическая реальность.

04:42 Третья часть лекции

• Квантовое как минимальное и подчиняющееся особым абстракциям.
• Примеры квантов: свет, заряд, звук.
• Квантовая дискретность и её влияние на атомные структуры.

07:36 Заключение

• Наблюдение как физическое воздействие в квантовой механике.
• Пример с кантовской «вещью в себе».
• Критика традиционных представлений о строении атома.

09:05 Орбиты электронов и дискретность

• Электроны в атоме не могут летать по орбитам, так как это привело бы к их падению на ядро из-за излучения.
• Внутри атомов существует дискретность, проявляющаяся в спектре водорода.
• Длины волн в спектре водорода можно занумеровать единой формулой.

10:03 Интуиция и квантовые объекты

• На малых масштабах вещи ведут себя иначе, не как волны или частицы.
• Элементарные объекты, такие как электрон, не состоят из чего-то еще и не имеют привычных свойств.
• Квантовые объекты неразличимы, что ограничивает количество возможных вариантов их поведения.

12:57 Самовосстановление атомов

• Атомы одного вида одинаковы и самовосстанавливаются после потери электронов.
• Это отличает их от планетных систем, где планеты могут быть перемещены, но их орбиты остаются неизменными.
• Дискретная таблица Менделеева подтверждает это свойство атомов.

13:49 Наблюдение и квантовые объекты

• В квантовом мире нет песчинок и траекторий, атомы и электроны нельзя увидеть.
• Компьютерные изображения атомов основаны на вычислениях плотности заряда.
• Взаимодействие электрона с фотоном является элементарным процессом, не раскрывающим форму или цвет электрона.

15:23 Измерение и квантовые свойства

• Наблюдение за квантовой системой изменяет её состояние, так как квантовые объекты приобретают свойства при измерении.
• Измерение является единственным способом контакта с квантовыми объектами.
• Квантовые объекты имеют жесткие правила существования, включая некоммутативность термитовых операторов.

16:50 Вражда величин и движение электронов

• Некоторые пары величин, такие как положение в пространстве и скорость, не могут одновременно принимать точные значения.
• Электроны не могут иметь строго определенные положение и скорость одновременно.
• В атоме электрон не занимает определенное положение в пространстве, что делает его поведение нетривиальным.

18:33 Описание квантового мира

• Квантовый мир описывается неклассическими свойствами, где не все свойства прикрепляются к объекту одновременно.
• Электрон живет в состоянии, где нельзя одновременно определить его положение и скорость.
• Вопрос о том, как описывать квантовые объекты без траектории, остается открытым.

19:26 Введение в квантовую механику

• Квантовая механика была придумана дважды, на двух разных языках.
• Преобразование Фурье переводит один формализм в другой.
• Макс Борн также внес вклад в квантовую механику.

20:21 Волновая функция

• Волновая функция — главная абстракция квантовой механики.
• Она заменяет абстракцию материальных точек и траекторий.
• Главные технические абстракции — сложение и умножение.

21:18 Введение в сложение и умножение

• Сложение и умножение в квантовой механике подчиняются естественным правилам.
• Пример: кошка плюс собака — суперпозиция.
• Суперпозиция сохраняет индивидуальность объектов.

23:10 Метафора волновой функции

• Волновая функция описывается как карта в состоянии суперпозиции.
• Карта может иметь несколько значений, но не все сразу.
• Волновая функция не является полем в пространстве.

26:28 Волновая функция и квантовые объекты

• Волновая функция для одного электрона — это поле в пространстве.
• Для двух объектов волновая функция — это две карты.
• Волновая функция не наблюдаема и не является полем.

28:27 Уравнение Шредингера

• Волновая функция эволюционирует во времени по уравнению Шредингера.
• Энергия определяет изменение волновой функции.
• Уравнение Шредингера детерминистское и обратимое во времени.

30:52 Связь с реальностью

• Волновая функция описывает квантовую реальность.
• Она эволюционирует в математическом пространстве.
• Связь с реальностью удивительна и индотерминистская.

31:34 Индетерминизм в квантовой механике

• Индетерминизм означает непредсказуемость и отсутствие однозначности исходов.
• В квантовой механике одинаковые системы ведут себя по-разному.
• Вероятности в квантовой механике сложны и не гарантируют конкретный исход в первом эксперименте.

32:33 Радиоактивные атомы и квантовые эффекты

• Радиоактивные атомы распадаются с вероятностью, не имея фиксированного времени распада.
• Квантовые эффекты играют роль в выделении энергии на Солнце, позволяя протонам преодолевать электрическое отталкивание.
• Квантовые эффекты делают Солнце менее эффективным, чем водородная бомба.

34:22 Примирение детерминизма и индетерминизма

• Уравнение Шредингера описывает детерминистскую эволюцию, но квантовый мир кажется индетерминистским.
• Измерение выделяет одну возможность из многих, делая квантовый мир индетерминистским.

35:21 Метафора казино и волновая функция

• В казино карта может расколдоваться в одну из возможных карт с определенной вероятностью.
• Волновая функция электрона также может расколдоваться в одну из точек с вероятностью, зависящей от значений волновой функции.

37:24 Измерение и квантовая механика

• Измерительный прибор расколдовывает волновую функцию, выделяя одну возможность.
• Не реализовавшиеся возможности исчезают, и электрон оказывается в определенной точке.
• Измерительные приборы имеют необъяснимые свойства, что является слабым местом квантовой механики.

40:01 Введение в квантовую механику

• Квантовая механика работает, но её принципы непонятны.
• Сложение, умножение и возведение в квадрат вероятности понятны.
• Уравнение Шредингера и дифференциальные уравнения первого порядка также понятны.
• Коллапс волновой функции остаётся необъяснимым.

40:57 Коллапс волновой функции

• Коллапс волновой функции происходит при измерении.
• Квантовые объекты ведут себя детерминистически до измерения.
• Суперпозиция возможностей квантовых объектов эволюционирует во времени.

41:55 Измерение и коллапс

• При измерении волновая функция коллапсирует к одной из возможностей.
• Выбор возможности случаен и непредсказуем.
• Коллапс не описывается уравнением Шредингера.

43:54 Точность квантовой механики

• Квантовая механика позволяет точно рассчитывать и измерять сложные величины.
• Совпадение теоретических и экспериментальных данных в квантовой механике уникально.
• Квантовая механика необъяснимо верна, несмотря на свои недостатки.

44:52 Копенгагенская интерпретация

• Копенгагенская интерпретация постулирует измерительные приборы, вызывающие коллапс.
• Гелман критиковал Нильса Бора за упрощение задачи интерпретации квантовой теории.
• Квантовая механика была создана с шероховатостями, но работала.

45:51 Развитие квантовой механики

• В 1925-1926 годах квантовая механика была хобби, но к 1935 году стала важной наукой.
• Ядерная энергия и ядерное оружие увеличили количество людей, изучающих квантовую механику.
• Период изучения квантовой механики стал известен как «заткнись и вычисляй».

46:50 Альтернативные интерпретации

• Многомировая интерпретация предполагает параллельные вселенные.
• Де Бройль и Боа объясняют случайность квантовой механики незнанием.
• Некоторые считают волновую функцию выдуманной и не физической.

48:23 Заключение о волновой функции

• Волновая функция подчиняется уравнению Шредингера, но коллапсирует при измерении.
• Измерение разрушает квантовую реальность, оставляя только одну возможность.
• Запутанность является единственной тропинкой к квантовой реальности.

50:22 Введение в запутанность

• Обсуждение слова «фершконг» и его значения.
• Метафора с картами: значение карт неизвестно, но связано между собой.
• Переход к обсуждению спина электрона.

51:22 Спин электрона

• Спин электрона принимает два значения: вверх или вниз.
• Прибор Штерна-Герлаха измеряет спин вдоль выбранного направления.
• Спиновые состояния электрона: спин вверх, спин вниз и их комбинации.

52:21 Запутанные состояния

• Запутанные состояния электрона аналогичны картам.
• Математическая запись запутанного состояния.
• Важность выбора направления для записи состояния.

53:18 Корреляция и измерения

• Корреляция между спинами электронов.
• Измерение спина первого электрона влияет на спин второго.
• Коллапс волновой функции и его влияние на оба электрона.

56:41 Неравенство Белла

• Неравенство Белла и его проверка.
• Формула Белла и её значение.
• Экспериментальное нарушение неравенства Белла.

59:53 Заключение

• Нарушение неравенства Белла подтверждает, что запутанные электроны не несут значения своих спинов.
• Свойства запутанных электронов остаются неизвестными.

01:00:30 Неравенство Белла и квантовая запутанность

• Неравенство Белла нарушается в природе.
• Пример с перчатками: свойства возникают в момент измерения.
• Квантовый компьютер использует это свойство для работы.

01:01:27 Работа квантового компьютера

• Квантовый компьютер состоит из двух частей: выращивание волновой функции и финальные измерения.
• Волновая функция живет в математическом пространстве и не наблюдаема.
• Финальные измерения убивают волновую функцию и дают ответ.

01:02:26 Преимущества квантового компьютера

• Квантовый компьютер генерирует все возможные ответы одновременно.
• Он может решать задачи лучше, чем суперкомпьютеры.
• Квантовый компьютер работает в нескольких вселенных.

01:03:26 Квантовая телепортация

• Пример с картами: запутанная пара у Ани и Яши.
• Волновая функция не наблюдаема, но числа в ней важны.
• Аня запутывает клиентскую волновую функцию со своей картой и делает измерение.
• Коллапс волновой функции отражается на Яшиной волновой функции.

01:05:06 Запутывание волновых функций

• Аня запутывает волновую функцию Яши, что приводит к различным результатам в зависимости от выпавших карт.
• Яша должен сделать поправки в своей волновой функции, чтобы получить точное состояние, переданное Аней.
• Для этого Аня должна сообщить Яше, какой результат она получила, что происходит быстрее света.

01:05:59 Квантовый индетерминизм

• Квантовый индетерминизм мешает мгновенной передаче сигналов.
• Волновая функция не зависит от пространства-времени, но результат у Ани непредсказуем.
• Яша должен дождаться обычного сообщения от Ани, чтобы получить телепортированную волновую функцию.

01:07:55 Мысленный эксперимент Вигнера

• Вигнер придумал мысленный эксперимент с коллегой, которая измеряет электрон в суперпозиции.
• Вигнер изолирует лабораторию и наблюдает за системой, ожидая результатов.
• Квантовые факты не одинаковы для всех, что вызывает вопросы о природе квантовой реальности.

01:08:46 Неравенства Белла

• Неравенства Белла показывают, что в квантовой реальности не могут быть выполнены одновременно четыре пункта: универсальность, локальность, свобода выбора и независимость фактов от наблюдателя.
• Эти неравенства нарушают квантовую теорию, но неясно, какое именно свойство нарушается.

01:10:42 Наблюдатели в квантовом мире

• Наблюдатели в квантовом мире должны удовлетворять определенным условиям, включая локальность в пространстве и времени.
• Наблюдатели имеют влияние на физический мир, что связано с психофизиологическими процессами.
• Дружественность других наблюдателей важна для понимания квантовой реальности.

01:12:39 Квантовые компьютеры и кватонавты

• Квантовые компьютеры могут быть использованы для создания кватонавтов, изолированных от внешнего мира.
• Идеальный квантовый компьютер работает без обмена информацией со средой, что позволяет изучать квантовую реальность.
• Искусственные интеллекты могут быть использованы для изучения квантовой реальности и ее взаимодействия с классической.

01:14:11 Вопросы и ответы

• Вопрос о переходе человека в квантовое пространство и его возвращении в реальность.
• Квантовое пространство является математическим и воображаемым, не связанным с физическим миром.
• Квантовая механика описывает эволюцию системы, но не объясняет, что происходит на уровне квантов.

01:16:05 Время в квантовой механике

• Время в квантовой механике не квантуется и течет как в классическом пространстве.
• Волновая функция описывает динамику системы, но не локализована в физическом пространстве.
• Связь между математическим описанием волновой функции и физическим миром неясна.

01:17:03 Первичность в квантовой механике

• Вопрос о первичности пространства или запутанности в квантовой механике остается открытым.
• Современные спекуляции предполагают, что запутанность может быть первична.
• Связь между математическим и физическим миром остается неясной.

01:17:46 Интерпретации квантовой механики

• Интерпретации квантовой механики пытаются придать физической реальности математическим схемам.
• Ни одна из интерпретаций не является окончательной и не нравится всем.
• Вопрос о том, сможем ли мы когда-нибудь понять квантовый мир, остается открытым.

01:19:09 Интуиция в квантовой механике

• Интуиция в квантовой механике связана с догадками и предположениями, которые не могут быть объяснены.
• Уравнения стандартной модели элементарных частиц объясняют фундаментальные вещи, но не все аспекты жизни.
• Объяснение простых явлений всегда сложно и требует глубоких знаний.

01:21:24 Квантовая запутанность и телепортация

• Квантовая запутанность используется для телепортации состояния, но не может обойти ограничения скорости света.
• Квантовая телепортация не является способом доставки грузов и не работает быстрее света.
• Индотерминизм при коллапсе квантовой волны защищает квантовую реальность от внешнего вмешательства.