Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Что доказывают неравенства Белла?  (Прочитано 8450 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн sharpАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 496
  • Благодарностей: 221
    • Сообщения от sharp
Возникают сомнения, может ли в действительности нарушение неравенств Белла быть 100% опровержением существования скрытых параметров?

Мысленный эксперимент, допустим некая программа генерирует пары виртуальных сущностей, аналогичные ЭПР-парам. Над каждой "сущностью" затем проводится некое измерение, и по собранной статистике исследователи, не имеющие доступа к исходной программе, должны определить, есть ли внутри сущностей скрытый параметр, влияющий на результаты. Для этого они пользуются неравенствами Белла.

Предположим, скрытые параметры есть. И программист поставил себе цель "обмануть" эксперимент. Может ли он составить некий сложный алгоритм формирования этих параметров таким образом, чтобы в некоторых случаях неравенство Белла нарушалось?

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #1 : 27 Янв 2018 [01:10:35] »
нарушение неравенств Белла
А как Вы понимаете что это такое?
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн sharpАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 496
  • Благодарностей: 221
    • Сообщения от sharp
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #2 : 27 Янв 2018 [01:16:40] »
А как Вы понимаете что это такое?
Ну, если по-простому: проводится серия экспериментов с запутанными парами, набирается статистика результатов. Результаты подставляются в неравенство Белла. Если оно выполняется, значит, согласно теореме Белла, были скрытые параметры. Если не выполняется - значит не было.

Но, скажем так, из каких соображений выведено само неравенство, мне не совсем понятно, конечно.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #3 : 27 Янв 2018 [01:21:43] »
Результаты подставляются в неравенство Белла.
Куда? А они о чём, эти неравенства?

Но, скажем так, из каких соображений выведено само неравенство, мне не совсем понятно, конечно.
В некотором смысле, это самое важое... только это не "соображения", раз имеем "теорему"...
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн sharpАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 496
  • Благодарностей: 221
    • Сообщения от sharp
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #4 : 27 Янв 2018 [01:44:35] »
Куда? А они о чём, эти неравенства?
Ну, я читал в популярном изложении здесь: http://www.eslitak.com/index/0-6

Если в общем виде, то вероятность корреляции при одной комбинации параметров измерительных приборов не превышает сумму вероятностей при двух других комбинациях.

Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #5 : 27 Янв 2018 [16:46:54] »
"То-чаво не может быть"
                         Филатов.

Иногда все-таки при осуждении неравенства Белла, но нечасто, вспоминают Джорджа Буля. Булева алгебра - фундамент нашего цифрового мира. Буль еще такую "развлекаловку" придумал. Три наперстка. Если наперсток с шариком, присваиваем +1, если пустой, то -1. Обозначим наперстки А,В,С. Выделим три пары - АВ,ВС,АС. Так вот Буль дал некое неравенство, где АВ и ВС в левой части всегда меньше или равно АС в правой.
Через 100 лет Джон Белл переписал это неравенство в другой форме, где в правой части стояло 2. И Белл, в сущности, заявил что если в наперстки, вместо шариков из жеванной газеты помещать электроны или фотоны и пр. то левая часть неравенства станет больше 2.
Вид неравенства Белла выражает самую суть неравенства Буля. Двойка это максимально-возможное число пар с противоположными значениями в тройке наперстков. Если мы обязательно помещаем один или два шарика, то получаем две такие пары. Если шарики квантовые - таких пар будет больше двух.   

Оффлайн sharpАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 496
  • Благодарностей: 221
    • Сообщения от sharp
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #6 : 27 Янв 2018 [17:40:29] »
Вид неравенства Белла выражает самую суть неравенства Буля. Двойка это максимально-возможное число пар с противоположными значениями в тройке наперстков. Если мы обязательно помещаем один или два шарика, то получаем две такие пары. Если шарики квантовые - таких пар будет больше двух.   
Так может на самом деле суть как раз в том, что измерение мы производим путем воздействия на частицу? Тогда как в случае с наперстками или другими осязаемыми объектами - просто наблюдаем.

Оффлайн evil gryphon

  • ****
  • Сообщений: 368
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от evil gryphon
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #7 : 27 Янв 2018 [18:36:10] »
сегодня нашел текст "История Квантовой Механики или Комедия Ошибок" https://arxiv.org/pdf/1703.00294.pdf (1 марта 2017 года, на английском). Текст в основном, о непонимании того что же говорили физики в прошлом (по отношению к скрытым переменным и нелокальности) (и сам этот текст сложен для понимания, приходится продираться с трудом чтобы понять что имеется в виду).

Оффлайн evil gryphon

  • ****
  • Сообщений: 368
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от evil gryphon
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #8 : 27 Янв 2018 [20:53:37] »
Эксперимент Белла доказывает что не может быть *одновременно* двух вещей: - локальности и - скрытых параметров.
Причём для этого доказательства необходимо чтобы этот эксперимент был проведён корректно (то есть чтобы при проведении эксперимента не появился альтернативный путь передачи информации).

Оффлайн evil gryphon

  • ****
  • Сообщений: 368
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от evil gryphon
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #9 : 27 Янв 2018 [20:57:19] »
Предположим, скрытые параметры есть. И программист поставил себе цель "обмануть" эксперимент. Может ли он составить некий сложный алгоритм формирования этих параметров таким образом, чтобы в некоторых случаях неравенство Белла нарушалось?

Есть путь "самообмана" экспериментаторов ставящих эксперимент Белла, связанный (в основном) с детектированием информации ( https://en.wikipedia.org/wiki/Loopholes_in_Bell_test_experiments - к сожалению, на русском такой страницы нет)

Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #10 : 28 Янв 2018 [13:49:08] »
"Обмануть" эксперимент можно если у вас два датчика Штерна-Герлаха,или два поляризатора, или два наперстка. Тогда вы имеете физическую возможность установить их нужным образом и получить нужный результат. Если у вас три объекта, то обмануть не получится. И если число попыток с противоположными значениями превышает (существенно) две трети от общего числа попыток, значит так, потому что - так.

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 11 408
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от аФон+
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #11 : 11 Июн 2020 [09:50:36] »
Возникают сомнения, может ли в действительности нарушение неравенств Белла быть 100% опровержением существования скрытых параметров?

Не может, поскольку сам вывод содержит спорное допущение-постулат (выделено)
Цитата
Важно помнить ещё и то, что мы имеем дело с ЭПР-парами, в которых протон 1 и протон 2 для одинаково ориентированных приборов всегда дают противоположные результаты. Это должно  означать, что X-параметры двух ЭПР-протонов для одного направления всегда противоположны по знаку. Например, если протон 1 «запрограммирован так: <A+,B+,C–>, то протон 2 обязательно «запрограммирован» противоположно: <A–,B–,C+>.

 Теперь нам не составит большого труда вывести неравенства Белла.

Для начала поставим такой вопрос: какова вероятность получить тот или иной исход одного "выстрела"? Например, такой: [A+,B+]?

Очевидно, что такой исход может быть получен только если П1 ориентирован в направлении A, а П2 - в направлении B. То есть, в конфигурации приборов {A,B}.

Так же понятно, что этот исход могут дать только ЭПР-пары, в которых протон 1 несёт либо вот такой набор X-параметров:

<A+,B–,C+> ,

либо вот такой:

<A+,B–,C–>

Значит, формулу для вероятности исхода [A+,B+] мы можем записать так:

P[A+,B+] = P{A,B} * (P<A+,B–,C+> + P<A+,B–,C–> )       (ф. 3.1)

Здесь P{A,B} - вероятность конфигурации {A,B}. У нас конфигурации переключаются случайным образом, и все 9 возможных конфигураций равновероятны. Следовательно:

P{A,B} = 1/9        (ф. 3.2)

P<A+,B–,C+>, P<A+,B–,C–> в формуле (ф. 3.1) - это вероятности генерации ЭПР-источником первого протона соответствующего сорта. Эти вероятности нам неизвестны, ну и не надо.

С учётом (ф. 3.2) формулу (ф. 3.1) мы можем переписать так:

P[A+,B+] = (1/9) * P<A+,B–,C+> + (1/9) * P<A+,B–,C–>   (ф. 3.3)

Путём аналогичных рассуждений получим также следующие формулы:

P[B–,C–] = (1/9) * P<A+,B–,C+> + (1/9) * P<A–,B–,C+>   (ф. 3.4)

P[A+,C+] = (1/9) * P<A+,B+,C–> + (1/9) * P<A+,B–,C–>   (ф. 3.5)

Теперь сложим формулы (ф. 3.4) и (ф. 3.5):

P[B–,C–] + P[A+,C+] = (1/9) * P<A+,B–,C+> + (1/9) * P<A–,B–,C+> + (1/9) * P<A+,B+,C–> + (1/9) * P<A+,B–,C–>      (ф. 3.6)

Сумма первого и четвёртого членов (выделены зелёным) в правой части выражения – это вероятность P[A+,B+], смотрите формулу (ф. 3.3). Тогда получается:

P[B–,C–] + P[A+,C+] = P[A+,B+]  + (1/9)*P<A–,B–,C+> + (1/9)*P<A+,B+,C–>    (ф. 3.7)

Значит, должно выполняться следующее неравенство:

P[A+,B+]  ≤  P[B–,C–]  +  P[A+,C+]      (ф. 3.8)

Это и есть искомое неравенство Белла.
http://www.eslitak.com/index/0-6
Если у запутанных частиц противоположный спин, то почему бы у них не быть и разной "фазе" (скрытому параметру), от которой и зависит, каким будет поворот спина на детекторе (как он повернется от своего изначального спина, полученного при рождении).
Вывод неравенств никак не учитывает этого.

Поэтому наращение неравенств можно трактовать, как опровержение постулата, принятого для спутанных пар: "если протон 1 «запрограммирован так: <A+,B+,C–>, то протон 2 обязательно «запрограммирован» противоположно: <A–,B–,C+>."

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #12 : 11 Июн 2020 [11:32:35] »
содержит спорное допущение-постулат
содержит спорное допущение-постулат....
Не бывает, по определению, "допущений-постулатов".

Если у запутанных частиц противоположный спин, то почему бы у них не быть и разной "фазе" (скрытому параметру), от которой и зависит
Вы явно не поняли текст, который же сами цитируете.

Поэтому наращение неравенств можно трактовать, как опровержение постулата, принятого для спутанных пар: "если протон 1 «запрограммирован так: <A+,B+,C–>, то протон 2 обязательно «запрограммирован» противоположно: <A–,B–,C+>."
Комментарий модератора раздела Приведите расчёт для иного "постулата".
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #13 : 11 Июн 2020 [11:37:51] »
Вообще, "неравенства Белла" как таковые не очень "интересны". Вопрос лучше формулировать по-другом: бывают ли запутанные состояния?
Эксперимент говорит что да (если отбросить нефальсифицируемые гипотезы).
Гипотеза "скрытых параметров" утверждает что нет.

ИМХО.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 11 408
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от аФон+
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #14 : 11 Июн 2020 [12:13:23] »
Вы явно не поняли текст, который же сами цитируете.

А Вы поняли?

Самое главное в любом выводе неравенств - это проклассифицировать частицы, разбить на группы, это и сделано в цитируемом источнике:
Цитата
Разумеется, в рамках таких классических «рассуждений» мы полагаем также, что в протоне «записано» значение X-параметра и для всех прочих направлений ориентации прибора. Но на результаты нашего эксперимента влияют значения X-параметра только для направлений  A, B, C. С этой точки зрения все протоны мы можем разделить на восемь «сортов». Тут не буду «экономить бумагу» и перечислю их все:

<A+,B+,C+>

<A+,B+,C–>

<A+,B–,C+>

<A+,B–,C–>

<A–,B+,C+>

<A–,B+,C–>

<A–,B–,C+>

<A–,B–,C–>

Важно помнить ещё и то, что мы имеем дело с ЭПР-парами, в которых протон 1 и протон 2 для одинаково ориентированных приборов всегда дают противоположные результаты. Это должно  означать, что X-параметры двух ЭПР-протонов для одного направления всегда противоположны по знаку. Например, если протон 1 «запрограммирован так: <A+,B+,C–>, то протон 2 обязательно «запрограммирован» противоположно: <A–,B–,C+>.

Но нужно как-то их отделять друг от друга.
Как различить частицу, скажем, <A–,B–,C+> от <A–,B–,C–>?
Никак, мы не можем ее прогнать через все три детектора, ибо она после первого уже "забывает" старое значение спина.

Но, если принять постулат:
Цитата
X-параметры двух ЭПР-протонов для одного направления всегда противоположны по знаку. Например, если протон 1 «запрограммирован так: <A+,B+,C–>, то протон 2 обязательно «запрограммирован» противоположно: <A–,B–,C+>.

То теперь мы сможем "узнать" частицы, которые, например, способны проходить [A+,B+]  или [B–,C–] .

Приведите расчёт для иного "постулата"

Невозможно различить частицы по поведению спутанной пары, поэтому сама попытка получения таких неравенств бессмысленная.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #15 : 11 Июн 2020 [12:42:35] »
То теперь мы сможем "узнать" частицы, которые, например, способны проходить [A+,B+]  или [B–,C–] .
Что?

сама попытка получения таких неравенств бессмысленная.
Понятно. Предупреждение за флуд 20%.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 11 408
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от аФон+
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #16 : 11 Июн 2020 [12:53:16] »
Что?

Не надо самодурства, посмотрите лучше еще один вариант вывода неравенств, он в некотором смысле дополняет цитируемый

https://youtu.be/EHlcWzFO_iA
http://www.youtube.com/watch?v=n_r0FtooSAQ#

Понятно.


Я не ясно пояснил почему вывод неравенств невозможен, если информация о проходе детекторов в спутанном партнере неоднозначна?

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #17 : 11 Июн 2020 [13:11:09] »
посмотрите лучше еще один вариант вывода неравенств
Я могу посмотреть ещё хоть десять "выводов неравенств", но от этого Ваши тексты не станут более внятными.

о проходе детекторов
Один из признаков отсутствия знаний это изобретение собственных терминов.

в спутанном партнере
Расскажите, пожалуйста, о "спутанности" и о "скрытых параметрах" в общем....
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 11 408
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от аФон+
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #18 : 11 Июн 2020 [13:45:59] »
Один из признаков отсутствия знаний это изобретение собственных терминов.

У нас есть прибор Штерна-Герлаха, который позволяет измерить спин, правила русского языка не запрещают любой измеритель назвать детектором, даже если у Вас есть свой устоявшийся образ относительно того, что можно называть детектором, а что нельзя.



Расскажите, пожалуйста, о "спутанности" и о "скрытых параметрах" в общем....

Всё что нужно знать о скрытых параметрах для обсуждаемой темы присутствует в уже цитируемом источнике, мне не трудно проиллюстрировать:

Цитата
Может, это покажется занудством, но я считаю необходимым ещё раз уточнить, что же мы будем экспериментально проверять. Итак, у нас имеется система, включающая в себя  протон и прибор, который может выдать только один из двух результатов измерения. Нам надо выяснить, имеется ли в этой системе скрытый параметр, предопределяющий результат измерения заранее. Встанем временно на сторону "детерминистов" и сделаем некоторые предположения о природе этого икс-параметра, или просто "X".

Во-первых, мы можем считать, что икс-параметр может иметь только два значения:

X = +1 (у тех протонов, которым суждено попасть в плюс-канал);

X = –1 (у тех протонов, которые попадут в минус-канал).

Или вообще можем считать, что X-параметр может быть либо положительным, либо отрицательным.

Во-вторых, мы знаем, что распределение X-параметра по ансамблю протонов зависит от угла α (напомню - это угол между направлением спина протона и ориентацией прибора).

....мы предполагаем, что результат прохождения протона через ПШГ определяется X-параметром, который, в свою очередь, зависит от угла α. При этом у разных протонов с одинаковым направлением спина форма зависимости X от α может быть различной.

... версия скрытого параметра - "программы". Как уже было отмечено выше, корреляцию параметров протонов должен обеспечивать классический закон сохранения момента импульса: если у системы, породившей два протона, был нулевой спин, то у протонов пары спины будут направлены противоположно. Значит, результаты измерений предопределяются в момент рождения ЭПР пары. Причём, если первому протону предопределено оказаться в плюс-канал П1, то второму предопределено оказаться в минус-канале П2. Конечно, при том условии, что П1 и П2 ориентированы одинаково.

...Мы предполагаем, что каждый протон ЭПР-пары несёт в себе X-параметр, однозначно предопределяющий результат прохождения ПШГ, ориентированного определённым образом. Иными словами, в протоне «записана» его реакция на любую ориентацию прибора. Скажем, в нашем эксперименте протон 1 может быть «запрограммирован», например, таким образом:

    в приборе с ориентацией {A} идти в плюс-канал (X = +1 для направления A);
    в приборе с ориентацией {B} идти в плюс-канал (X = +1 для направления B);
    в приборе с ориентацией {C} идти в минус-канал (X = -1 для направления С).

Эту «программу» будет удобно коротко записать так:

<A+,B+,C–> 

Знак X-параметра для каждого направления показан соответствующим верхним индексом. Обращаю внимание: возможные конфигурации приборов мы обозначили фигурными скобками, результаты измерений – квадратными скобками, а возможные «программы» протонов – угловыми скобками.

Разумеется, в рамках таких классических «рассуждений» мы полагаем также, что в протоне «записано» значение X-параметра и для всех прочих направлений ориентации прибора
http://www.eslitak.com/index/0-5

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Что доказывают неравенства Белла?
« Ответ #19 : 11 Июн 2020 [14:08:15] »
Не может, поскольку сам вывод содержит спорное допущение-постулат
Уважаемый аФон+!
Тут надо бы вот что сделать. На некоторое время забыть про квантовую физику, а вспомнить про карточные игры (как модель физического эксперимента). Ведь эксперимент - это всегда поединок (игра) с природой.
Итак. Пусть проводится игра со строго заданными и весьма примитивными (чтобы проще) правилами. Вопрос такой. Можно ли по результатам проведения очень большого числа партий определить, играет ли ваш противник честно (не краплёная ли колода)? То есть, не обладает ли ваш противник большей информацией, чем есть у вас (а это и называется в физике скрытыми параметрами)?
Ответ такой - да, это возможно. И про это теорема Байеса из теории вероятностей - https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Байеса . (Тут лирическое отступление - теорему Пифагора доказал не Пифагор, шкалу Цельсия придумал не Цельсий, ряды Фурье придумал не Фурье, теорему Байеса доказал не Байес...).
Вот с этими математическими построениями следует серьёзно разобраться.
Ведь неравенства Белла - это и есть применение теоремы Байеса к квантовой физике.
Тут что важно? Не сильно важна схема эксперимента. Важно только, чтобы он был весьма простой, давал однозначный результат измерений, и его можно было повторять в одних и тех же условиях огромное количество раз.
Недавно была тема Что такое фотон и как он летит?, а в ней была ссылка на фильм (попробуйте сами найти), в котором достаточно толково и подробно разбираются эти вопросы.