id: Гость   вход   регистрация
текущее время 12:12 23/11/2017
Автор темы: felifaov, тема открыта 09/09/2016 13:15 Печать
Категории: разное, сообщество, офф-топик
https://www.pgpru.com/Форум/Офф-топик/ЧтоТакоеИнформация
создать
просмотр
ссылки

Господа, давайте попытаемся дать научное определение термину ИНФОРМАЦИЯ.


Цель: дать научное, всеобъемлющее определение термина информация.


При определении термина информация и ее трактовки возможна разработка новых термином и определений.


Лингвистически восходит от лат. informatio — разъяснение, изложение.


Например Клод Элвуд Шеннон (англ. Claude Elwood Shannon) сформулировал как – уменьшение неопределенности (трактовку пишу по памяти).


Когда-то г-н unknown, в посте который найти не удалось написал нечто

unknown:
преобразовать энергию обратно в вещество

Возможно преобразовать информацию в вещество?
Есть ли объекты которые не обладают информацией?
Информация присуща неживым объектам?



 
На страницу: 1, 2 След.
Комментарии
— Гость_ (10/09/2016 06:03)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

В википедии забанили?


Вопрос бессмысленный. Можно ли превратить круглое в вещество?

Информации в отрыве от вещества не существует, информация – не разновидность вещества и не независимая материальная сущность. Это качественная характеристика вещества – такая же, как его форма.


Есть ли символы или начертания, которые не могут являться буквами? Вопрос соглашений и определений. Тут так же.


Вещество в живых чем хуже?
— felifaov (12/09/2016 14:18, исправлен 12/09/2016 14:21)   профиль/связь   <#>
комментариев: 5   документов: 1   редакций: 0

Круглое – форма (геометрическая информация). Одно из свойств объекта. Объект всегда обладает (большей степенью свободы / состояний) "информацией".


Рассматривая нечто с конкретной позиции (информационной, гуманитарной, практической, и т.д.) мы сужаем (конкретизируем) коридор определений и работаем дальше с этими абстрактными сущностями.


Смелое заявление. В таком случае фотон вещество? Массы покоя нет, но кодируя (импульсно напр.) информацию мы можем передавать ее в пространстве.


Заметьте что в данном примере мы не оперируем понятием вещества, а только мнимой схемой – источник->фотоны->пространство/время


Думаю да.


Конечно только принимающая сторона может определить является ли объект информацией. Для туземца дорожные знаки вряд ли будут нести информацию, но лишь в том смысле что они не будет уменьшать степень его неопределенности при выборе. Но видя их через канал связи (визуально) он так же получает данные из среды, т.е. наблюдает их как объект.


Хуже / лучше не так плоскость обсуждения. Мне не известны факты информационного обмена между неживыми объектами.


Среди живых существ мы можем детектировать повсеместный обмен информацией (ДНК/РНК, запахи, визуально, звук и т.д...).

— Гость_ (17/09/2016 19:28)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Ну и? Как вы собираетесь свойство объекта (информацию) превращать в сам объект?


Да, в расширенном толковании этого смысла. Если говорить точнее, замените слово "вещество" на "материя", где к последней относятся и вещество и поля. В отрыве от материи информации не существует – её попросту негде хранить (не в чем), нечем обрабатывать, отсутствие материи – пустота.


При желании информацию можно проассициировать со всем, что в принципе различимо. Это самое общее свойство. Выбор алфавита и кодовых книг – вопрос соглашений между отправляющей и принимающей стороной.


2 компьютера, объединённые в телекоммуникационную сеть, живые?
— felifaov (20/09/2016 14:02, исправлен 20/09/2016 14:04)   профиль/связь   <#>
комментариев: 5   документов: 1   редакций: 0

Давайте пройдемся и договоримся о терминах:
вещество – нечто что имеет массу покоя.
поле – совокупность физических величин которые можно детектировать фундаментальными взаимодействиями.
вакуум – гипотетическая среда где невозможно обнаружить вещества и взаимодействий.
данные – регистрация отклонений от несущий сигнал/шум.
информация – интерпретация данных сигнала по заранее заложенному алгоритму/схеме.


Например если мы создаем голограмму, (трехмерная сфера желтого цвета) и проецируем на экран мы можем создать объект. Т.е. все параметры объекта записаны, и если он изначально был таков (виртуальный), мы можем его воспроизвести.


Касательно материальных объектов, да, пока рано, нано 3d принтеры которые могли бы дублировать самих себя и использовать например окружающую информацию для накопления, обработки и прогресса (ИИ совершенствование).


Хранить можно без вещества. В полях. Да, излучение как известно падает на квадрат расстояния, но постоянно отраженный (гуляющий по пространству) сигнал хранится в пространственно/временном континууме.


Хороший пример аналоговый радиоприемник. Где хранится сигнал пока он не попал к нам в уши? Да, в виде волны. Ну и где здесь вещество?


Информация тем и парадоксальна, обмен энергией происходит, обмен масс нет.


Возможно здесь следует уточнить. Есть системы обмена – человек-человек; человек-машина; машина-машина;


Но говорить о том что например камень передает информацию некорректно. Во первых он статичен и у него нет энергетического потенциала. Но теоретически может передавать данные (например если он радиоактивен), регистрируя эти данные детектором и интерпретируя в информацию (длинна волны/мощность) мы обуславливаем данные информацией заложенной в детекторе. Т.е. вопрос соглашений находится в самом детекторе а не в камне изначально.


Надеюсь дискурс не скатится к надуманной казуистике.

— Гость_ (20/09/2016 16:21)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Я понадеялся, что вы не полезете в дебри, но, вижу, корень вашего непонимания как раз в них. Мир устроен немного сложнее, чем это описывается в школьных учебниках, и если кругозор заканчивается на последних, рано или поздно возникают непреодолимые противоречия.


Вещества просто не существует, можете о нём забыть сразу. Вещество – это низкоэнергетический предел состояния полей. Это приближённая модель описания реальности, которой хватает в обыденной жизни, но не хватает в особых случаях типа процессов в коллайдере. Сошлюсь на русскую и английскую википедии:

Согласно современным представлениям квантовое поле является универсальной формой материи, к которой могут быть сведены как вещества, так и классические поля

Before the 20th century, the term matter included ordinary matter composed of atoms and excluded other energy phenomena such as light or sound. This concept of matter may be generalized from atoms to include any objects having mass even when at rest, but this is ill-defined because an object's mass can arise from its (possibly massless) constituents' motion and interaction energies. Thus, matter does not have a universal definition, nor is it a fundamental concept in physics today. Matter is also used loosely as a general term for the substance that makes up all observable physical objects.

Different fields of science use the term matter in different, and sometimes incompatible, ways. Some of these ways are based on loose historical meanings, from a time when there was no reason to distinguish mass and matter. As such, there is no single universally agreed scientific meaning of the word "matter". Scientifically, the term "mass" is well-defined, but "matter" is not.

Matter – это вещество. Материя (в том смысле, в каком я имел в виду) – собственно существующая (наблюдаемая) физическая реальность, включающая в себя все поля вместе с их частными низкоэнергетическими случаями, называемыми в народе веществом. Масса – синоним слову "энергия", E=mc2 и вот это всё.


Нет. Вакуум – это состояние поля (полей) с нулевой энергией. Вакуума как пустоты без полей не существует в природе. При увеличении энергии в поле начинает спонтанно рождаться вещество, а "взаимодействие" поля с нулевой энергией (вакуума) можно наблюдать в экспериментах как напрямую (эффект Казимира), так и косвенно (лэмбовский сдвиг).


Тогда уже пусть будет "интерпретация состояний полей по заранее заложенному алгоритму/схеме".


Объект не идентичен информации о нём. Полное описание объекта можно хранить в информации, записанной на другие объекты, но если нет вообще никаких объектов, эту информацию хранить попросту негде – это ровно то, что я сказал. Под словом объект в общем случае подразумевается какое-то поле.


Ввиду вышесказанного считайте, что это одно и то же.


Если излучение взаимодействует со средой (говоря низкоэнергетическими приближёнными терминами), информация, содержащаяся в излучении, передаётся среде. Гипотетически её можно оттуда извлечь обратно. Ничего ниуда не теряется.


Энергия и масса – одно и то же. Та масса, о которой имеет смысл говорить (которая корректно определена) – просто синоним энергии. Её не зря в электронвольтах измеряют.


Вообще говоря, есть, потому что у него есть масса. Как и любой объект, он находится в среде и взаимодействует с ней. Это взаимодействие всегда можно интерпретировать как передачу какой-то информации, если есть соглашение о том, что и как кодируется.


Это как определите. Есть процесс кодирования, а есть процесс декодирования. Для успешной и оптимальной передачи информации эти процедуры должны быть на обоих концах согласованы, но можно сказать, что "Алиса (камень) посылает то-то и не волнуется, как это будет мерить Боб (детектор) (если информацией мы считаем то, что кодирует Алиса)" или "Боб измеряет то-то и не волнуется, что и как на самом деле кодировала Алиса (если информацией мы считаем то, что считывает Боб)".
— felifaov (23/09/2016 13:51, исправлен 23/09/2016 13:52)   профиль/связь   <#>
комментариев: 5   документов: 1   редакций: 0

Не всем же быть такими умными как Вы.


Заметьте что верно и обратное.


Да, я имел ввиду вакуум как чисто теоретическая, абстрактная квази-среда.


Абстрактная в том смысле, что когда мы используем понятие точки например в геометрии, мы работаем с абстрактной сущностью а не подставляем величину 10[sup]-33[/sup] хотя это максимально минимальная длинна (дискрет пространства).


Дискретный фотон обладает гравитацией?


Очень интересно, постараюсь въехать в тему, спасибо.


Не информация а энергия! Еще раз, электромагнитное излучение в виде радиоволн например, кодированный сигнал отклонения фазы от несущей частоты. Если отклонения коррелированы с получателем, либо мы можем применить алгоритм/схемы дабы отличить сигнал/шум это становится информаций.
Если мы не можем отличить шум от сигнала это шум.


Гипотетически её можно оттуда извлечь обратно. Ничего ниуда не теряется.


Да, у камня есть масса. Он гравитационно коррелирует со средой. Измеряя этот параметр (массу) бесполезно т.к. массой что-то кодировать как?


Алиса не кодирует, Алиса лежит даже не как бревно а как камень.

— Гость_ (25/09/2016 04:01)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Это как? Обрастание послешкольными знаниями сужает кругозор?


Не уверен, что вы поняли верно. Я имею в виду не то, что кругом есть хоть какие-то поля из-за того, что есть свет, излучение и материя, а ровно то, что сказал: отсутствие поля невозможно в принципе. Даже если вы вообразите себе Вселенную, где нет ничего – ни света, ни энергии, ни вещества, но работают наши законы физики, там всё равно будет нулевое поле, причём везде. Хоть это и архаичный моветон так говорить, но, грубо говоря, представьте себе, что поле – это такой эфир, который заполняет собой абсолютно всё пространство, и пространства без эфира попросту невозможно. Из-за этого их отождествляют, считая само пространство "эфиром" (или наоборот). В частности, вакуум (пустота) – это по определению нулевое поле или, если ещё корректней, определённое состояние пространства. Пространство без какого-либо состояния поля невозможно. В рамках существующих подтверждённых теорий из этой матрицы нет выхода.


Это расхожий штамп, но он неверен. Планковская длина – это просто единица длины, остальное – пока безосновательные спекуляции:

В середине прошлого века гипотеза о квантовании пространства-времени на пути объединения квантовой механики и общей теории относительности привела к предположению о том, что существуют ячейки пространства-времени с минимально возможной длиной, равной фундаментальной длине. Согласно этой гипотезе, степень влияния квантования пространства на проходящий свет зависит от размеров ячейки.

Анализ данных показал — если зернистость пространства вообще существует, то она должна быть на уровне 10−48 метров или меньше

48я степень – это поменьше, чем планковская длина. Более подробно об этом же в английской википедии:

There is currently no proven physical significance of the Planck length; it is, however, a topic of theoretical research. Since the Planck length is so many orders of magnitude smaller than any current instrument could possibly measure, there is no way of examining it directly. According to the generalized uncertainty principle (a concept from speculative models of quantum gravity), the Planck length is, in principle, within a factor of 10, the shortest measurable length – and no theoretically known improvement in measurement instruments could change that.

In some forms of quantum gravity, the Planck length is the length scale at which the structure of spacetime becomes dominated by quantum effects, and it is impossible to determine the difference between two locations less than one Planck length apart. The precise effects of quantum gravity are unknown; it is often guessed that spacetime might have a discrete or foamy structure at a Planck length scale.

Если не лезть в спекулятивные и ничем не подтверждённые теории, то про этот размер можете смело забыть. Ни в одной реальной физической теории его нет.


То, что вы пишете, терминологически является бредом. Нет такого понятия, как "дискретный фотон", а также "фотон, обладающий гравитацией". Я уж было подумал, что вы хотели спросить про ОТОшное отклонение света в окрестности гравитационных масс, но перечитав, в ответ на что возник ваш вопрос, вроде понял. Насколько я понимаю, нет, в традиционных квантовых теориях (раз вы заговорили о фотоне) никакое электромагнитное поле не притягивает гравитационные массы и само не притягивается, что достаточно хорошо согласуется с экспериментом на уровне типа коллайдера, где массам, порядка звёзд, взяться неоткуда, энергии не те. Как оно происходит на самом деле – наука пока не знает, потому что нет теории квантовой гравитации, но есть множество спекуляций. С точки зрения классической теории взаимодействие есть, но там говорят о классической теории света, а не о фотонах.

Если говорить упрощённо, то да, какое-то взаимодействие есть, но какое – мы не знаем. Однако, даже если бы мы знали, это имело бы мало отношения к E=mc2. Сильно поляризованный вакуум (электромагнитное поле с большой энергией), где одни (безмассовые) фотоны (практически не взаимодействующие с гравитационным полем), рождает вполне себе массовые пары электрон-позитрон, которые как раз вполне ощутимо взаимодействуют с гравитационным полем, имеют массу и т.д. Т.е. параллелизм между массой и энергией не распространяется на взаимодействиес гравитационным полем. На эту тему есть ответ:

According to General Relativity, gravity is not a force! On the contrary, gravity just affects how distances are measured, and says what shape has the "shortest" path from one place to another... All particles then follow these "shortest path" routes in their motion. Notice that nowhere so far have I mentioned mass, this rule applies for all matter and energy, whether they have mass or not!

Т.е. говорить "свет притягивается" – формально некорректно, это не притяжение в смысле притяжения тел, а такое искажение пространства-времени, при котором со стороны кажется, будто свет притягивается. Понятное дело, что описывается это тоже не в рамках "одно тело притягивается к другому с помощью какой-то силы".

Если вернуться к тому, с чего началось – утверждению, что "вещества нет" – надо это утверждение пополнить ещё и другими фактами типа тех, что "сил нет" (электрических, гравитационных и т.д.). Возможно, на этом уровне уже нет, в том числе, ни зарядов, ни масс, но мне лень думать и гуглить на эту тему. Есть, например, отталкивание двух электронов. А что это такое на самом деле, если вещества и электронов нет? Это решение уравнения эволюции для дираковского поля. Если это решение переинтерпретировать в обычный низкоэнергетический предел, получится, что с течением времени два электрона будут удаляться друг от друга. В приближённых теориях этот случай интерпретируется, как то, что есть отдельные частицы с массой, есть поля, которые на них действуют, и эти поля вызывают силы, которые рисуют стрелками. А в действительности ничего этого нет. По последним ссылкам об этом вкратце:

We have previously mentioned that there can be more than one way of indexing the degrees of freedom in a quantum field. Second quantization indexes the field by enumerating the single-particle quantum states. However, as we have discussed, it is more natural to think about a "field", such as the electromagnetic field, as a set of degrees of freedom indexed by position.

To this end, we can define field operators that create or destroy a particle at a particular point in space. In particle physics, these operators turn out to be more convenient to work with, because they make it easier to formulate theories that satisfy the demands of relativity.

Гуглится вот такая книга для детей, где якобы на интуитивно понятных примерах объяснено, что есть поле, и как всё устроено. Кстати, там про приведённые выше примеры тоже есть:

To name a few, it gives rise to the Casimir effect (an attraction between parallel surfaces, caused by vacuum fluctuations pushing them together) and the Lamb shift (a shift in the energy of atomic orbits, caused by the electron getting buffeted by the vacuum).


И то и другое.


Это слишком навиное представление об информации, даже если опуститься на элементарный прикладной инженерный уровень. Да, передача информации часто и продуктивно используется в хозяйстве, но это не значит, что сама по себе передача подразумевает две осознанных стороны, которые согласованно что-то кодируют и декодируют, отсеивая сигнал от шума, исправляя ошибки и т.д. В чём вы действительно правы – это в том, что должна быть корреляция, но реально она есть практически всегда, просто иногда она достаточно слаба, чтобы на её основе сделать практически полезный канал связи с существующими измерительными приборами (у них тоже есть предел на точность, идеальными измерительными приборами мы не обладаем – они есть только в теории).

Представьте себе две взаимодействующих стороны. Одна (вольно или невольно) посылает второй какие-то последовательности нулей и единиц. Вторая сторона (вольно или невольно), раз взаимодействует, получает какой-то поток нулей и единиц от первой, пусть даже сильно искажённый. Если эти последовательности (отправляемая и получаемая) скоррелированы друг с другом, можно сказать, что между этими сторонами есть передача информации. Иначе говоря, анализируя то, что получает вторая сторона, можно кое-что сказать о том, что происходит с первой стороной. Это "кое-что" – необязательно то, что вы хотели бы узнать о ней или её состоянии, но это какая-то информация, и информация именно о ней. Если две системы как-то связаны, взаимодействуют, получаемая второй стороной информация (в этом смысле) влияет на состояние этой второй системы.

Стоит у вас на столе ящик, ГСЧ, выдаёт случайные последовательности нулей и единиц. Это передача информации или нет? Если вы посмотрите глобально, опускаясь на физический уровень, то да – это информация, полученная оцифровкой шумов в каких-то физических явлениях, и говорит она о том, что на низком уровне с этими физическими явлениями происходило.

Если бы приборы были достаточно точными, а ваши вычислительные возможности неограниченными, вы смогли бы проследить как каждая квантовая флуктуация даёт вклад в то, что на выходе из прибора будет ноль или один, т.е. узнавая, какой бит на выходе, вы, таким образом, узнаёте кое-что о той флуктуации, частичную информацию о ней. Зачастую просиходит так, что точности приборов не хватает, и массу получаемой информации мы либо не можем обработать, либо это информация не о том, что нам нужно – в этом случае мы записываем её в шум. Однако, на низком фундаментальном уровне понятия "шум" как чего-то постороннего нет: "шум" – это просто другие системы, информация о которых вам в данном случае неинтересна.

Представьте себе ячейку, внутри 5 атомов. Если вам интересно то, что происходит только с одним из них, вы используете модель, где влияние остальных четырёх записывается в "шум", которым пренебрегается при передаче информации. Будь вам интересна немного другая информация об этой же системе (например, какая-то совокупная информация о тех же 5 атомах), эти же самые измерения могли бы интерпретироваться по другому – уже не как шум, а как нечто полезное, а шумом в этом случае было бы что-то другое. В принципе можно считать, что любое взаимодействие ведёт к передаче информации.


У камня много чего есть: это 10фиг-знает-сколько частиц, у каждой из которых есть и масса и заряд, каждая из которых испытывает влияние всех окружающих полей – как от других частиц камня, так и частиц вне камня (Земли, Вселенной, и т.д.). Состояние камня (т.е. составляющих его микрочастиц) скоррелировано с состоянием окружающей камень Вселенной, поэтому, если бы мы могли на низком уровне всё это с достаточной точностью мерить, мы кое-что могли бы сказать о Вселенной, а это передача информации. Если хочется применить эту схему в народном хозяйстве для кодирования не какой-то информации, а той, что нам нужно (взятой откуда-то извне по отношению к камню, из другой Вселенной), надо менять степени свободы камня – нагревать/охлаждать, подвергать воздействию электрических или магнитных полей (а потом их мерить), можно даже гравитационных, а если мы супервсесильны, можно кодировать информацию сразу в состояние 10фиг-его-знает-сколько микрочастиц и потом считывать её. Просто если ваш прибор готовит один-два атома или электрона в нужном состоянии и посылает их через вакуум получателю, их можно померить на практике, а вот как это сделать с кучкой из 10фиг-его-знает-сколько атомов – непонятно, т.е. это можно вообразить только теоретически, но сама физика это допускает. При переходе к макрообъектам обычно используется облучение лазером, который возбуждает электронные оболочки тела (камня) или каких-то индивидуальных составляющих его частиц, потом эти частицы либо злучают сами, и мы ловим это излучение (фотоны), либо их состояние считывается другим лазером.
— felifaov (17/10/2016 18:49, исправлен 17/10/2016 19:02)   профиль/связь   <#>
комментариев: 5   документов: 1   редакций: 0
Гость_:
Если бы приборы были достаточно точными, а ваши вычислительные возможности неограниченными, вы смогли бы проследить как каждая квантовая флуктуация даёт вклад в то, что на выходе из прибора будет ноль или один, т.е. узнавая, какой бит на выходе, вы, таким образом, узнаёте кое-что о той флуктуации, частичную информацию о ней.

Думаю что непреодолимость здесь не в точности приборов, а в квантовой парадигме. Мы не можем знать несколько параметров одновременно. И сам факт измерения будет вносить флуктуации в измерения.


Гость_:
Стоит у вас на столе ящик, ГСЧ, выдаёт случайные последовательности нулей и единиц. Это передача информации или нет?

Конечно да!


Гость_:
Однако, на низком фундаментальном уровне понятия "шум" как чего-то постороннего нет: "шум" – это просто другие системы, информация о которых вам в данном случае неинтересна.

Возможно просто дело в том что прежде чем снять информацию с объекта мы ее должны привести в удобочитаемый вид, будь то человек или машина. Привод в удобочитаемый вид (схемотехнически напр.) это уже некий способ "кодирования", при котором отсекается много чего полезного об измеряемом объекте.


Гость_:
Нет такого понятия, как "дискретный фотон"

Когда фотон ведет себя как частица, можем ли мы выделить "порцию" света меньше которой быть не может? Дискретный – значит одинарный. На сколько знаю квантовые компы оперируют именно с дискретными фотонами.


Если зайти с обратной стороны и включить время, можно сформулировать так: есть ли отрезок времени за который фотон не может сдвинуться с места?


По идеи квантуется все и пространство и время и частицы. Все со всем флуктуирует.


Мне кажется что скорей всего дело в самой моделе. Вся наша наука это возведение от эмпирики к абстракциям + экстраполирование этих знаний (законов) на всю вселенную.


Возвращаясь к теме топика, и ко всему тому что написано напрашивается неверный вывод: информация это дискретная флуктуация поля.


Причем которую невозможно измерить, т.к. факт измерения ее исказит, плюс измерения приведут к перераспределению энергии и поле тоже про флуктуирует (исказиться). Это неверное утверждение возможно если все квантуется.

— Гость_ (17/10/2016 21:51, исправлен 17/10/2016 22:03)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Разговор о разных вещах. Случайность есть, но помимо собственно случайности разные события не равновероятны. Если вы знаете всё о флуктуациях на квантовом уровне, вы можете предсказать все вероятности (но не определить исход на 100%). Если вы знаете о них мало или почти ничего, у вас остаются на руках только приближённые или эмпирические модели, где нули и единицы считаются никак не предсказуемыми (равновероятными) и нескоррелированными.



Если вы полностью знаете квантовое состояние объекта, вся информация, содежащаяся в нём, вычисляется по формулам. Если вы не знаете это состояние, вам приходится полагаться на неидеальные физические приборы, которые с какими-то искаженями переводят её в тот или иной вид. Здесь ещё важно, что вы знаете исходно об этом состоянии, а что нет. В зависимости от этого, вы сможете получить разный объём информации с помощью измерений.



Меня убивают такие вопросы. В них неправильно всё, что только может быть неправильным, поэтому никакой ответ не представляется разумным. Здесь замешан школояз с общей физикой, щедро приправленный собственными экстраполяциями.


Фотон не ведёт себя как частица. Фотону вообще наплевать, он ведёт себя, как ему предписывают законы физики. Это мы, чтобы описать поведение фотона, иногда используем приближения, в которых его считаем то как бы частицей, то как бы волной. А иногда мы не пользуемся такими упрощениями, но используем другие. В конце концов, где-то внутри себя мы знаем, что фотон – это результат паразитного сленга, ведь фотонов как независимых физических сущностей не существует. То, что сейчас называют фотоном – это может быть всё что угодно, но специалисты понимают по контексту. Правда, специалист может убрать сленговую шелуху и объяснить, что имеется в виду с точки зрения формального языка, а попугаи, повторяющие это слово, где ни попадя, не могут.


Давным-давно, когда на дворе было ещё махровое средневековое, квантовой теории не было, а были только первые сигналы того, что классическая теория не описывает явления в атомах, люди смотрели на спектры и чесали репу, пытаясь объяснить расхождение с предсказаниями. Вот в те года, когда Эйнштейн, Бор и Планк были в расцвете сил и продуктивности, родилось много перлов. Один из этих перлов гласил, что атом теряет и поглощает энергию только порциями, эти порции энергии назвали квАнтами (квант – это дословно "порция"). Позже было выяснено, что передают энергию они тоже только порциями. Вот так появились в обиходе "фотоны". Что это такое – тогда никто не знал, теории не было, но было много выведенных на пальцах закономерностей, которые хорошо подтверждались опытом. Эти закономерности попали в книжки и в школьную программу, с тех самых пор они попадают в мозги учащихся. Уровень этих объяснений примерно тот же, средневековый, до сих пор.


Формально это не было квантовой механикой, но было основами, которые заложили атомную физику и спектроскопию – очень частный и прикладной случай, ныне опирающийся на квантовую механику и ряд приближённых моделей, а также на экспериментальные данные. Последовательная "теория света", из которой всё это следует, как частный случай, появилась значительно позже. Ваша ошибка в том, что вы до сих пор считаете этот частный случай последним словом в науке, в то время как общая теория вообще ничего не знает ни про атомы, ни про фотоны (в том самом смысле). Если вы делаете заключение про то, "как оно на самом деле", вы должны выйти из плена примитивной низкоэнергетической физики и перейти на уровень общих теорий, где уже нет ядер, атомов, фотонов и всего прочего.


Есть понятие свободного электромагнитного поля, "поля в вакууме" (очень частный случай). С этим полем проассоциирована некоторая частота, вообще говоря – любая. Это поле представляет из себя осцилляторный потенциал, внутри которого возможны разные так называемые стационарные состояния поля. Каждое состояние соответствует своей энергии, или, как говорят, энергетическому уровню. Эти уровни энергии эквидистантны. Разница между двумя соседними уровнями – некоторое количество джоулей, называемое фотоном. В зависимости от исходно заложенной частоты один фотон может соответствовать разному количеству энергии. Насколько я помню, если систему предоставить самой себе, она будет эволюционировать так, что постепенно перейдёт в одно из своих стационарных состояний.


В случае с атомами происходит похожая вещь, просто там потенциал другой. Если вы смотрите на стационарные стабильные состояния, возникают пресловутые излучения и поглощения порциями, прыжки электронов между уровнями, возбуждение атомов и их релаксация. Для многих физических применений этих приближённых взглядов на вещи достаточно, и на нестационарные состояния никто не смотрит, как и на случай общей теории с разными дизайнерскими полями и потенциалами. Однако, в общем случае, я могу свободное поле наделить какой угодно частотой, и получить "фотон" какой угодно энергии. Квантование энергии – свойство потенциала, а не само свойство энергии как физической величины. Возвращаясь к вашему вопросу: нет, "порцию света" я могу сделать какой угодно.


Квантовые компы (а, точнее, квантовооптические эксперименты) действительно, как выражаются, оперируют с "одиночными фотонами". Это значит, что частота поля задаётся извне лазером, а состояния поля, которые готовят приборы – это первое стационарное энергетическое состояние. На сленге их часто называют однофотонными. Однако, иногда однофотонными называют нестационарные состояния, в которых такое же количество энергии в среднем. Строгий корректный смысл в таких системах, который можно придать фотону, лишь один – это единица энергии. Всё остальное – удобный сленг.


Возвращаясь к вашему вопросу: нет, мне никто не мешает посылать хоть однотысячную часть "фотона" – состояние, сколь угодно близкое к вакуумному. "Однофотонные состояния" тем и примечательны, что есть внешний контроль того, что нет других состояний: ни с большим, ни с меньшим количеством фотонов в среднем (т.е. количеством энергии в среднем). Если специально не стараться, эта однофотонность исчезнет, да и, в любом случае, она всегда соблюдается лишь с ограниченной точностью. Короче, нет никаких фундаментальных ограничений на "порции света", как ни крути. Все эти порции – артефакт исключительно стационарных состояний и поведения этих стационарных состояний в определённых (хоть и наиболее часто встречающихся) условиях. Раньше про другие либо не знали, либо не думали, поэтому сленг закрепился.



Нет. Ни время, ни пространство ни в одной подтверждённой физической теории не квантуется.



Опять неверно. Квантуются поля и только поля. Кванты поля в приближённых теориях иногда называют частицами.



Термин "флуктуцация" родом из очень приближённых и приземлённых физических теорий. На фундаментальном уровне, конечно, никаких флуктуаций нет – там всё чётко и детерминистично (в плане предсказания состояний).



Нет. Информация определяется через меру неопределённости элемента во множестве, т.е., через энтропию. В самом общем фундаментальном случае – через энтропию состояния поля.



Вы можете долго ходить вокруг да около, пытаясь вообразить, как оно там на самом деле всё происходит, но всё это будет иметь мало отношения к реальности. На одних попсовых "принцип неопределённости", "кот Шредингера" и "измерение меняет состояние" далеко не уедешь. Вместо бесплодных мудрствований возьмите в руки книжку и прочитайте основы теории – они не так сложны, как кажутся, это буквально несколько параграфов. Это снимет огромный пласт вопросов.

— felifaov (18/10/2016 12:45)   профиль/связь   <#>
комментариев: 5   документов: 1   редакций: 0
Гость_:
Меня убивают такие вопросы. В них неправильно всё, что только может быть неправильным, поэтому никакой ответ не представляется разумным. Здесь замешан школояз с общей физикой, щедро приправленный собственными экстраполяциями.

Извините если моя терминология вас раздражает, другой не владею.
Гость_:
Давным-давно, когда на дворе было ещё махровое средневековое, квантовой теории не было, а были только первые сигналы того, что классическая теория не описывает явления в атомах, люди смотрели на спектры и чесали репу, пытаясь объяснить расхождение с предсказаниями.

На мой взгляд, мы не знаем что сейчас на дворе, средневековье, ренессанс или упадок. Как мы можем трезво оценить на какой ступени развития находимся? Кто-то (извиняюсь не помню источник) предложил оценивать уровень развития человечества по количеству потребляемой энергии.

Хронология и логика развития примерно такова: 1. сначала потребляем все что есть на планете (напр. углеводороды, атомная) 2. потребляем и используем энергию ближайшей звезды 3. потребляем и используем энергию удаленных звезд и т.д..

Короче в условиях развития "открытой модели" это и есть развитие.
Гость_:

Ваша ошибка в том, что вы до сих пор считаете этот частный случай последним словом в науке, в то время как общая теория вообще ничего не знает ни про атомы, ни про фотоны (в том самом смысле). Если вы делаете заключение про то, "как оно на самом деле", вы должны выйти из плена примитивной низкоэнергетической физики и перейти на уровень общих теорий, где уже нет ядер, атомов, фотонов и всего прочего.

Спасибо, обязательно учту и постараюсь "выйти из плена примитивной низкоэнергетической физики". Но все таки единая теория поля пока что мечта, математикой фундаментальные взаимодействия связать таки пока не смогли.

Хотя меня не перестает терзать чисто философский вопрос. Логика как некая проматематика. Похоже что большинство математических задач можно разбить на простые логические примитивы (компы тому подтверждение: OR, NOT, AND вот и все!) и решать их. А вопрос вот какой: если б человеческая цивилизация вымерла и зародилась следующая разумная цивилизация у них был бы такая же математика или другая?

Гость_:
я могу свободное поле наделить какой угодно частотой, и получить "фотон" какой угодно энергии.

Класс, я восхищен. Т.е. фотон наделенный сверхвысокой частотой может нести сколь угодно большую энергию. Я это всегда понимал на уровне длин волн, например тепловые, световые, ультрафиолетовые и гамма излучения.

Даже так. Я устал думать о "дискретном" или "аналоговом" мире. Углублюсь в тему, почитаю на досуге дабы устать думать на других уровнях и "других мирах".

Гость_:
Вместо бесплодных мудрствований возьмите в руки книжку и прочитайте основы теории – они не так сложны, как кажутся, это буквально несколько параграфов. Это снимет огромный пласт вопросов.

Спасибо за терпение и материал, обязательно пройдусь по вашим ссылкам.
— Гость_ (18/10/2016 16:27)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Без солнечной энергии мы бы загнулись очень быстро.


Не путайте единую теорию всего (которой ещё нет) с квантовой теорией поля (которая уже давно есть и подтверждена).


Дискуссионный вопрос, на мой взгляд. Есть аргументы и за и против. Чтобы продуктивно думать над темой, надо для начала понять философию, а там всё непросто. Если уходить в отрыв, можно предположить, что человеческое сознание имеет какие-то границы, из-за которых ряд концепций оно в принципе не может породить, понять или принять, но, как всегда в философии, тут много утверждений и допущений, которые нельзя ни доказать, ни опровергнуть.


Только эволюция поля с таким фотоном будет характерной. Думаю, произойдёт поляризация вакуума, будет рождение электро-позитронных пар или ещё чего похуже, поле в таком состоянии просуществует не долго. Какие именно там решения в пределе высоких энергий – не знаю.
— loginuser (19/10/2016 22:08)   профиль/связь   <#>
комментариев: 11   документов: 0   редакций: 0
В рамках существующих подтверждённых теорий из этой матрицы нет выхода.
Если был вход, то логично предположить, что где-то есть выход. белый кролик, красная пилюля..)
— cypherpunks (20/10/2016 09:56)   профиль/связь   <#>
комментариев: 281   документов: 32   редакций: 12

Какую книжку посоветуете?
— Piano (20/10/2016 18:14, исправлен 20/10/2016 18:14)   профиль/связь   <#>
комментариев: 105   документов: 13   редакций: 9

Да что вы тут паритесь! :) Давно известно, что


Информация – это мерило неизвестности
— Гость_ (20/10/2016 21:53, исправлен 20/10/2016 21:54)   профиль/связь   <#>
комментариев: 434   документов: 6   редакций: 9

Если не знаете математику, то эту, Part I "Fundamental concepts", 2. "Introduction to quantum mechanics" (стр. 60-119). Есть переводная версия. Часть материала можно пропустить без ущерба для понимания картины в целом. Если знаете математику, то §3 "Квантовый формализм", 3.1 "Основные понятия и обозначения" из статьи (стр. 63-66).

На страницу: 1, 2 След.
Ваша оценка документа [показать результаты]
-3-2-1 0+1+2+3