Ни о какой безапелляционности в моих высказываниях не может быть и речи!

Мне лично не особенно понравилось. "disturbance in a field that is not a particle" это, конечно, правильно, но разве так и не пишут в научно-популярных книгах и статьях? Сомневаюсь, что кто-то там пишет, что это реальные частицы. Хотя утверждать не могу, давно уже не читал ничего популярного. Может кто-то и пишет, но это не значит, что вместо одной неправды надо запутывать еще больше.

Думаю можно было раскрыть laymen правду, что "виртуальные частицы" это просто условность, которая используется в подходе теории возмущений для того, чтобы вычислять нужные нам величины по диаграммам Фейнмана. Это было бы и более корректно, ведь в данной статье так и не говорится, что представленные там диаграммы - это только первый порядок теории возмущений, и "виртуальных частиц" при таких взаимодействиях, на самом деле, бесконечно много. А наглядно объяснить что такое теория возмущений, мне кажется, было бы можно. На примере тех же качелей, или вообще любых колебаний. Заодно можно было бы рассказать, что в других формулировках квантовой теории поля - никаких виртуальных частиц нет. При этом выражение "disturbance in a field that is not a particle" можно оставить, оно останется корректным и ничему не будет мешать.

А то появляются "electron field" и "photon field", которые, боюсь, не лучше, чем "виртуальные частицы". Зачем придумывать явно некорректные названия? Физик может понять их условность, а вот layman так и будет считать, что есть "electron field" и "photon field".

В квалификации автора сомнений нет, но мне кажется ему просто хотелось представить какую-то новую интерпретацию для понятия виртуальных частиц. Судя по всему, он пишет много популярных статей, выступает с популярными лекциями и т.д (By the way, I often give public lectures on science. If you are interested in having me speak, for a short twenty minutes or for an hour, or just want me to answer some questions for an hour or so, feel free to get in touch). Возможно он посчитал, что нужно представить "свое" объяснение, чтобы быть оригинальным и чтобы на него ссылались.

Хотя может я и не прав с критикой. Если laymen такие объяснения нравятся и стимулируют их читать больше о физике, может так и надо писать. Просто хотелось бы все-таки, чтобы кто-то написал и более корректное объяснение. Может оно еще больше всем понравится.

From:

А надо ли нам, чтобы было много физиков? Это же конкуренция и снижение оплаты нашего же труда, не?

From:

muh2.livejournal.com

/Думаю можно было раскрыть laymen правду, что "виртуальные частицы" это просто условность/

Я думаю, что в русском изложении для этого достаточно перевести слово virtual.

From:

То, что это условность - автор и сам говорит. Первые несколько его параграфов, когда он в различных выражениях повторяет, что это не частицы, а нечто иное - возражений у меня не вызывают. И как я и написал, я думаю что в любой приличной научно-популярной книге или статье говорится, что виртуальные частицы - это условное понятие.

Мой пойнт был не просто в том, что это "условность", а в последующих словах "условность, которая...".

From:

А обычные частицы (особенно всякие там фотоны-кварки-глюоны) -- разве не условность?

From:

Нет, поскольку они наблюдаются, в отличие от виртуальных (единичные фотоны может видеть даже человеческий глаз). Если вы про корпускулярно-волновой дуализм, то это другой вопрос.

From:

Человек как бы не наблюдает сам фотон, а только его воздействие на сетчатку. Нас на квантах учили, что координата фотона не может быть определена. Скажем, электрон можно разогнать побыстрее, чтобы он летел как кирпич, и потом по полю наблюдать, как он летит по прямой как частица. С фотоном, вроде бы, такой фокус проделать нельзя.

Кварки с глюонами -- те вообще наблюдаются только как составляющая мезонов и барионов, но никогда по отдельности. Так что нельзя вообще сказать определенно, что они реально существуют, а не представляют собой ~~оптический обман~~ какие-то квазичастицы, являющиеся на самом деле коллективным поведением каких-то других неизвестных нам частиц и полей.

From:

http://users.livejournal.com/_iga/

Перевод: "фактический, действительный" :-)

From:

Ну мы всегда наблюдает только воздействие чего-то на что-то, даже когда смотрим на кирпич или измеряем его.

Вас на квантах учили не вполне правильно. Координату нельзя точно определить не только у фотона, но и у электрона и любой другой элементарной частицы. Так что в этом отношении принципиальной разницы между ними нет. Они отличаются в другом: фотон это квант некоего поля, в отличие от электрона.

Как именно наблюдаются кварки с глюонам - не имеет значения в контексте того, существуют они или нет. И являются ли кварки составными и встречаются ли по отдельности - тоже не влияет на факт их существования. Кирпич же составной, но существует. Когда в физике говорит о каких-то частицах "элементарные" - это всегда подразумевает текущее состояние науки.

Точно определить координаты нельзя и у кирпича, тоже будет какая-то погрешность. Просто раньше считалось, что это погрешность только измерительных приборов, а потом оказалось, что у элементарных частиц эта погрешность принципиальна, ее устранить нельзя. А также оказалось, что "элементарные частицы" иногда ведут себя как частицы, а иногда как волны (в зависимости от их энергии, условий наблюдений за ними и т.д.).

В этом смысле, обыденное понятие частица не вполне подходит к "элементарным частицам". Правильнее, например, было бы говорить "элементарные объекты". Это тоже в каком-то смысле условность, которую надо понимать. Однако "обычные" элементарные частицы гораздо более реальны, чем "виртуальные". Когда в научно-популярных объяснениях доходят до виртуальных частиц, то предполагается, что исходная условность понятия "элементарная частица" уже всем понятна. Но в отношении виртуальных частиц, даже такого условного понятия "частица" применить нельзя.

From:

Нет, это virtually можно так перевести. А virtual это наоборот: недействительный.

Edited Date: 2013-01-05 10:13 pm (UTC)

From:

Про фотон там говорилось что-то типа того, чтобы координату фотона нельзя измерить вообще ни с какой точностью, потому что само понятие координаты для фотона лишено смысла, а волновая функция нефизична в координатном представлении нефизична, или что-то типа того. Как бы получается, что фотон может быть только волной, а с частицами у него общего только квантованность энергии. Я на той лекции спал, поэтому плохо запомнил детали.

Если бы кирпичи летали только косяками, но никогда по одному, то это повод задуматься, что что-то там нечисто.

Или, скажем, во всяких там полупроводниках вводятся различные дырки-экситоны и т.п., которые тоже лишь квазичастицы, хотя говорят о них обычно в таком стиле, будто это что-то настоящее.

From:

На квантовом уровне нет уравнений движения в обычном смысле ("поезд вышел из пункта А, идет с такой-то скоростью, через час он будет там-то..."), и понятие координаты у свободной частицы вообще не имеет смысла, можно говорить только о плотности вероятности нахождения частицы в какой-то окрестности.

Любое измерение координаты в физике элементарных частиц - это взаимодействие частицы с каким-то объектом. В таких измерениях координату частицы можно определить с точностью, позволяемой данным измерительным прибором.

Видимо ваш преподаватель говорил о квантовой механике и о координатном представлении волновой функции единичного свободного фотона с определенным импульсом (плоская монохроматическая волна). У такой волновой функции квадрат равен единице, поэтому с равной вероятностью такой фотон можно обнаружить в любой точке вселенной. Но в этом нет противоречия, поскольку свободные фотоны с определенным импульсом (т.е. фотоны как плоские волны) не существуют. Когда фотон излучается из какого-то источника, то его волновая функция представляет собой сферическую волну, одного фиксированного импульса у нее нет. И когда фотон с чем-то взаимодействует, например с поверхностью экрана на котором он наблюдается, то происходит мгновенный коллапс его волновой функции.

Выражаясь еще более строго, надо будет отметить, что "единичный фотон" это тоже некоторая условность. Измеряется поле, квантом которого является фотон. В этом смысле квантовая теория поля глубже описывает реальность, чем квантовая механика. Но углубляться в это в комментариях будет уже слишком. В общем, ориентируйтесь на то, что "реальное" это то, что можно измерить.

С позиций "повседневного здравого смысла" в физике элементарных частиц в самом деле многое нечисто :) Но как уж есть. Природа не обязана подчиняться тому, как нам удобнее ее представлять.

Квазичастицы в физике твердого тела это еще одна условность. Средства языка ограничены, и многие объекты различной природы называются для удобства похожими словами, чтобы не сочинять десятки новых слов. Физики это понимают (и там четко определяются, чем эти понятия отличаются), но непосвященные люди (которые в детали не вникали, а судят только по внешним названиям) в этом часто путаются. Но очень сложно в кратких объяснениях описать все и понятно, и корректно .

Edited Date: 2013-01-05 11:50 pm (UTC)

From:

Кажется, препод ничего не говорил про плоскую монохроматическую волну, поэтому я и запомнил тезис бессмысленности координатного представления для фотонов как нечто глобальное.

Кстати, насчёт поля. На первых курсах нас учили, что поле -- это когда в каждой точке пространства задана какая-то величина, потом выяслинлось, что в квантах под полем понимается вообще непонятно что.

Короче, физика, как оказалось, представляет собой очень мутную науку, с этими её квантовыми сцепленностями, суперструнами и тёмными дырами.

Что касается всяких там кварков -- вспоминается история флогистрона.

From:

ygam.livejournal.com

Моему троюродному дяде 75 лет; он доктор физико-математических наук; в старости он ударился в религию. Я у него остановился в октябре, увидел на полке "Пиркей авос", и сказал, что в Авот 5:6 перечисляются чудесные вещи, которые Бог сотворил накануне первой Субботы. В их числе первые клещи: когда кузнец кует лезвие плуга или косы, он держит болванку клещами; когда он кует клещи - тоже; встает вопрос: откуда взялись первые клещи? Их создал Бог. Троюродный дядя сказал, что согласно квантовой физике, из вакуума возникли виртуальные клещи, ими кузнец выковал настоящие, а потом виртуальные клещи исчезли.

From:

Это то, о чем я говорил выше. Если говорить строго, то единичных фотонов не существует, поэтому и волновой функции у них нет (неважно в координатном представлении или в импульсном). Ведь что такое "волновая функция электрона" и "волновая функция фотона"? Первая - это решение уравнения Шредингера для частицы с данной массой. Вторая - решение уравнений Маквселла. Но уравнения Маквселла описывают не единичные фотоны, а электромагнитное поле в целом. И поэтому волновая функция в этих уравнениях - это волновая фунция электромагнитного поля, квантами которого являются фотоны. И здесь, на самом деле, и кроется одна из проблем квантовой механики, которая не может корректно описать электромагнитное поле. В результате была создана квантовая электродинамика, которая впоследствии выросла до квантовой теории поля и стала описывать и другие поля.

На первых курсах вас учили классической теории поля (“это когда в каждой точке пространства задана какая-то величина”), в частности классической электродинамике. А квантовая теория поля это нечто иное. Уравнения внешне могут быть похожими, но в них уже стоят не обычные функции (как в классической теории поля), и даже не вероятностные волновые функции (как в квантовой механике), а суммарная амплитуда состояния полей, на которую действуют операторы полей. Но, как я говорил выше, углубляться в это дальше уже не хочется. Пытаться более-менее внятно рассказать с нуля о квантовой теории поля в комментариях – явный моветон.

Насчет мутности физики - вполне представляю, что для вас лично так и есть. И кварки в этом не виноваты. Если что-то не знать - оно так и будет казаться мутным. Мне вот китайский язык кажется мутным. А когда-то для людей было мутно, что Земля круглая или что она вращается вокруг Солнца. Но потом оказывалось, что новые теории подтверждались экспериментами, и людям приходилось привыкать, что, как ни странно, Земля не стоит на трех китах.

Что придумают в дополнение к кваркам (или вместо кварков) еще через несколько сотен лет - предугадать сейчас невозможно. Может быть для наших потомков кварки и будут аналогом флогистона. Но это не значит, что текущие теории “плохи”, как в свое время не были плохи и все предыдущии теории. Более того, квантовая теория поля – наиболее точная из всех наук за всю историю человечества. Ее предсказания (например, спектры атомов, магнитный момент электрона, рассеяния частиц и т.д.) подтверждаются в экспериментах до тысячных и миллионных долей процентов. К сожалению, некоторые теории на данный момент подтвердить невозможно из-за слишком высоких энергий, которые для этого требуются (например, теорию струн). Если вы сможете создать новые теории, которые будут, как минимум, подтверждаться уже текущими проведенными экспериментами - создавайте! Все будут только рады.

Edited Date: 2013-01-06 02:06 am (UTC)

From:

avva.livejournal.com

Я скажу как тот самый layman (я знаю квантовую механику на базовом уровне, но никогда не учил КТП). В научпоп-книгах я ничего такого не видел, и о виртуальных частицах обычно туманно говорят как о странном виде несуществующих на самом деле частиц, которые возникают на очень короткое время как возмущения полей. Что это именно значит, что они "не существуют на самом деле", в научпоп книгах, из тех, что я видел, не объясняют. Поэтому мне это объяснение показалось полезным. Мне кажется, оно более или менее объясняет, что виртуальные частицы - "просто условность", как вы пишете, хоть и не говорит ничего о теории возмущений - не уверен, можно ли было сказать что-то разумное о ней на таком упрощенном уровне (хотя наверняка вам виднее, потому что вы владеете материалом).

From:

А вот скажите, вы из той статьи что-то поняли (и запомнили твердо на будущее) кроме первых нескольких параграфов о том, что нет виртуальных частиц, а есть только возмущения полей? Т.е. насколько все дальнейшие описания в статье были наглядны и понятны? И если, например, через год вы подумаете снова о виртуальных частицах - как вы думаете, какая картина будет у вас всплывать в голове?

From:

условность - в смысле, что фотон - это не элемент непосредственно наблюдаемого/переживаемого мира, а только элемент научной картины мира - то есть, один из способов "говорить о наблюдениях".

кто возражает в таком духе, дескать, фотоны-то мы наблюдаем, ну или атомы вон видны на экране туннельного микроскопа - тот не вполне понимает разницу между наблюдением и интерпретацией (мне так кажется).

мы всегда видим картинки - фотоснимки, которые интерпретируем как "след частицы в пузырьковой камере", или изображение на экране микроскопа, или данные энцефалограмм, которые толкуем как "а вот тут фотон попал на сетчатку - видите, вон нервный импульс пошёл".

я немного упрощаю, но в общем-то дело примерно так и обстоит.

Так что да, и атомы, и фотоны, и поля, и молекулы - в этом смысле условность. Но виртуальные частицы - это условность среди условностей,Ж если можно так выразиться. У них порядок абстракции круче))

From:

А что по-вашему элементы "непосредственно наблюдаемого/переживаемого мира", если вы отказываете в этом фотонам, атомам, полям и молекулам?

Что такое вообще "наблюдение"? Чем, например, наблюдения в микроскопе отличаются от наблюдений глазами? Если я что-то вижу в бинокль или подзорную трубу - это тоже не считается?

From:

ну как - цветные пятна, звуки, ощущения, вкусы, всякое такое.

что составляет содержание Вашего опыта, помимо слов, абстракций и прочего подобного? Вот это и есть непосредственно переживаемое.

А чтобы с "наблюдением" не путаться - давайте определимся с терминами, да. Ну скажем, не "наблюдение" а "переживание" будем говорить. Есть такие виды переживаний, как переживания цветов, вкусов, звуков, и так далее.

Ну вот среди такого "континуума сырых переживаний" никаких "фотонов" нет - впрочем, что-то там из этого Вы можете назвать словом "фотон", но это уже просто произвол выбора терминов будет))

From:

если не совсем понятна моя мысль, давайте вот об "электроне" поговорим.

он никак не выглядит, верно?
никакого вкуса не имеет. запаха, цвета. на ощупь он тоже никакой.

то есть ощутить его нельзя - в мире непосредственных ощущений его нет.

картинку на экране туннельного микроскопа увидеть можно - но глупо говорить, что вот эта картинка И ЕСТЬ электрон, так? Это некое изображение, полученное в результате эксперимента, и которое мы, в силу принятой теории, интерпретируем как "проявление электрона".

From:

Понятно, вы говорите про то, что можно увидеть или потрогать без каких-либо приборов. Но нельзя же называть "условностью" все остальное. Так, извините, было в каменном веке.

Человек - существо любознательное, которе хочет увидеть и понять больше. Расширить границы мира "сырых переживаний". А заодно, благодаря этому, сделать свою жизнь более комфортной и интересной.

И что такое "произвол выбора терминов"? Человек придумал язык, чтобы можно было называть разные вещи и понятия, говорить о них, а не мычать. Вот кирпич мы назвали кирпичом. Это тоже произвол в выборе терминов? Или можно называть только то, что можно потрогать руками, а про остальное мычать?

From:

Ну я же изначально сказал, что электрон - условность только в том смысле, что он не относится к миру конкретных переживаний. Вот, выше было:

условность - в смысле, что фотон - это не элемент непосредственно наблюдаемого/переживаемого мира, а только элемент научной картины мира - то есть, один из способов "говорить о наблюдениях".

Я вовсе не "поехал" настолько, чтобы говорить, мол, электрон - условность во всех других смыслах, и отрицать невероятную полезность и красоту физической картины мира. Даже и в мыслях не было - я науку весьма уважаю и почитаю, а физику - первее остальных.

Надеюсь, понятно теперь, что именно я имел в виду.

А насчёт "произвола выбора терминов" - я имел в виду, что кто-нибудь мог бы схитрить, и назвать какую-то виденную им вспышку "фотоном", но это будет просто жонглирование словами, шулерство, а вовсе не демонстрация того, что термин "фотон" в современной физике указывает на некий элемент конкретного опыта))

Называть-то можно что угодно - в этом великая мощь языка и абстрактного мышления. Просто иной раз язык нас запутывает, ну или мы в нём запутываемся.

From:

Ваша мысль как раз понятна, вот только непонятно, почему вы отказываете в реальности всему тому, что вы не можете увидеть, пощупать или понюхать без каких-либо приборов. Если вы близорукий и сидите на последнем ряду на галерке театра, вы тоже принципиально не пользуетесь театральным биноклем или хотя бы очками? А если человек вообще слепой?

По вашей логике получается, что "мир непосредственных ощущений" разный для людей с разным уровнем зрения или разной остротой обоняния. А здесь же в топике речь идет об объективной реальности, которая не зависит от конкретного человека.

Про электрон не верно. Он выглядит. И к понятию "цвет" он имеет самое непосредственное отношение. Вам никогда не было интересно, что такое вообще "цвет" и почему он разный у разных предметов? А это потому, что электроны в атомах находятся на фиксированных орбитах, и поэтому могут излучать и поглощать свет только определенных длин волн. При попадании света на атом, электроны в атоме поглощают только фотоны определенной длины волны (характерной для данного атома), поскольку поглощение фотонов должно, согласно закону сохранения энергии, сопровождаться переходами между фиксированными орбитами данного атома. Например, листья зеленые потому, что их атомы устроены таким образом, что поглощаться может только такая часть спектра, что остающийся отраженный свет имеют зеленый оттенок. А у других предметов другая атомная структура, поэтому там наиболее часты переходы электронов между другими орбитами, и, соответственно, отражается свет другой длины волны и другого цвета. Это чисто квантовый эффект, классическая физика не могла его объяснить "миром непосредственных ощущений".

Поэтому я не понимаю выражений типа "глупо говорить, что вот эта картинка И ЕСТЬ электрон". Это в самом деле и есть "электрон", потому что мы так его назвали. Назвали бы его "маленький объект с отрицательным зарядом" - был бы "маленьким объектом с отрицательным зарядом". Но так говорить длинно, вот и придумали короткое название.

А ваша аргументация - это все равно что говорить, что глупо говорить, что вот эта штука которую мы видим и есть кирпич. Это ведь тоже просто некое изображение полученное в результате эксперимента (мы посмотрели на кирпич - вот и провели эксперимент), и которое мы, в силу принятой теории о том, что наблюдаемое нами это реально, интерпретируем как "проявление кирпича".

From: