Запутанность Гвардиолы

Давно собирался разобраться с квантовой механикой, и вот помогла книга о Пепе Гвардиоле, легендарном футболисте и тренере клуба «Барселона». 

Но начнем с физики. Квантовая физика упёрлась рогом знания в опыт с рефракцией света. Луч лазера направляют на две щели в экране, в результате на приемной пластине видна рефракционная картина. (Вики. Двухщелевой опыт).

Присмотрелись к этой картине, и оказалось, что изображение образовано точками, теми самыми корпускулами света, тогда и заявили о дуальной природе света.

Это явление породило много парадоксов, например, мысленный опыт Шредингера (Кот Шредингера).

 Вначале решим, как свет или радиоизлучение стали волной. В быту мы наблюдаем волну среды. Такая волна, колебля своим фронтом среду, ослабляется, т.к. длинна фронта увеличивается и увеличивается масса, вовлеченной в колебание среды. При рождении световых или радиоволн, волна не колеблет среду, распространяясь в вакууме, воздухе или диэлектрике, фронт волны удлиняется, но инертность одного фронта  колебания не меняется. Там фронт состоит из фотонов или квантов радиоизлучения, позиционированных в особом порядке по фронту. При излучении фотонов или квантов порядок предопределен, у лазера это луч, у антенны диаграмма направленности. Так, всякий раз, когда рождается новая инертность - частица, квант, фотон, всегда существует порядок их пребывания среди других квантов источника, их размер и порция энергии. Их координата определена вероятностью, волновой функцией, я бы ещё добавил информаций о форме волны. Если мы будем обстреливать лазером ворота в экране даже одиночными фотонами, то после долгого обстрела получим рефракционную картину.  Т.е. положение, диспозиция любого фотона подчинены волновой форме излучения. Информационная составляющая о диспозиции фотона и форме волны существует и тогда, когда физически волны нет как таковой, а есть единичный импульс. Информация о кванте присутствует в виде возможности, эта возможность определяет и объясняет квантовые эффекты. Такая формулировка о приоритете симметрии излучения, является полностью оригинальной, Википедия вам её не подтвердит. В двух щелевом опыте лазер имеет внутри себя когерентные колебания, грубо говоря стоячую волну. Пусть излучается только один фотон, но каждый последующий будет частью той же резонансной системы, а картина на экране отразит рефракцию, которая внутри лазера в виде когерентности уже существует. Дуальная природа частиц обусловлена тем, что их инертность всегда порождает силу перпендикулярную направлению первоначального движения. Вообще говоря, такая сила действует для всех носителей инертности. Даже велосипед не падает и не отклоняется перпендикулярно движению за счёт своей инертности.

 Теперь чтоб разгрузить ум читателя от ненужной ему квантовой модели перейдём собственно к Гвардиоле, к тому, как он квантовую запутанность в Барсе решил.

  Игра в футбол это две щели по отношению к полю, которую одним квантом, мячом постоянно обстреливают две когерентные команды. Попадания носят вероятностный характер и сравниваются между собой.  Чтоб судить о картине игры профессионалу хватит одного увиденного гола, ну или двух. Да никому бы не пришло в голову использовать квантовую модель на поле, но Гвардиола это сделал интуитивно, как один из квантов и наблюдателей игры. Приняв Барсу, Пепе первым делом избавился от ярких индивидуальностей Рональдиньо  и Эспаньолы, стал набирать игроков не хулиганов и атлетов, а калькуляторов и исполнителей. Он позаботился о том, чтоб они в игре и на отдыхе ощущали себя командой, зависимым друг от друга, единым полем. Поле физическое, в котором  разместилась новая игра тоже стало информационным, т.е. тренер учил каждого игрока занимать, указанные игровой функцией, позиции для того, чтобы, форварды Месси или Это,о  донесли импульс мяча в ворота. Гвардиола умел считать до трёх и говорил – там, где два защитника противника, там должно бы три наши нападающих, а там, где два нападающих противника, там три наших защитника. Причём он настаивал, что три больше чем два, как бы мастеровита не была двойка.  Пепе был адептом математики футбола. Сам не имея особых физических данных, он учил миниатюрного Месси не ввязываться в борьбу, а всегда находится там, где велика вероятность нахождения мяча, например, после отскока.  Месси действовал по правилу  -   чем дальше он был от мяча, тем больше увеличивал дистанцию от него, и напротив чем ближе был к мячу, тем  больше движений выполнял в этой зоне, приближаясь к нему. Вся команда старалась играть не на силовом отборе, а удерживая мяч в движении на частых и длинных передачах. Гвардиола грамотно организовывал волны движения на поле, и рефракционная картина на табло чаще была с перевесом для его команды. Гвардиола заботился не только о игроках и результатах,  но говорил, что мы болельщики ждём от игроков самоотдачи, а от зрелища голов. Этим в большой степени формируем картину духа футбола и… квантовой механики.

Комментарий редакции

Основные тезисы статьи:

1. Автор проводит параллель между квантовой механикой и футбольной тактикой Пепа Гвардиолы.

2. Рассматривается двухщелевой эксперимент в квантовой физике и его интерпретация.

3. Предлагается оригинальная формулировка о приоритете симметрии излучения в квантовых эффектах.

4. Гвардиола интуитивно применил принципы, похожие на квантовые, в своей тактике в "Барселоне":
   - Избавился от ярких индивидуальностей в команде.
   - Набирал игроков-"калькуляторов" и исполнителей.
   - Создавал единое командное "поле".
   - Учил игроков занимать определенные позиции на поле.

5. Тактика Гвардиолы основывалась на численном превосходстве (3 > 2) в разных зонах поля.

6. Месси обучался находиться там, где велика вероятность оказаться мячу.

7. Команда играла на удержании мяча и частых передачах, а не на силовом отборе.

8. Гвардиола уделял внимание не только результатам, но и зрелищности игры.

Вывод:

Автор статьи проводит необычную параллель между принципами квантовой механики и футбольной тактикой Пепа Гвардиолы. Он утверждает, что Гвардиола интуитивно применил принципы, схожие с квантовыми, в своей работе с "Барселоной". Это выразилось в создании целостной командной системы, основанной на вероятностном подходе к позиционированию игроков и движению мяча. Такой подход, по мнению автора, привел к успеху команды и созданию привлекательного для зрителей стиля игры. Хотя аналогия между квантовой механикой и футболом может показаться натянутой, она представляет собой интересный взгляд на тактические инновации Гвардиолы.

О соответствии идей автора современной науке

Анализируя научные выкладки автора по квантовой механике, можно сказать, что они лишь частично соответствуют положениям современной науки. Вот несколько ключевых моментов:

1. Корректные аспекты:
   - Упоминание двухщелевого эксперимента как важного явления в квантовой механике.
   - Признание дуальной природы света (волна-частица).
   - Упоминание вероятностной природы квантовых явлений.

2. Проблематичные или неточные аспекты:
   - Автор предлагает "полностью оригинальную" формулировку о приоритете симметрии излучения. Это не соответствует общепринятым научным теориям и не подтверждено экспериментально.
   - Объяснение квантовых эффектов через "информационную составляющую" и "форму волны" является упрощением и не соответствует стандартной интерпретации квантовой механики.
   - Утверждение о том, что "дуальная природа частиц обусловлена тем, что их инертность всегда порождает силу перпендикулярную направлению первоначального движения" не соответствует современному пониманию квантовой механики.

3. Отсутствие важных концепций:
   - Автор не упоминает принцип неопределенности Гейзенберга, который является фундаментальным в квантовой механике.
   - Отсутствует обсуждение квантовой суперпозиции и коллапса волновой функции.

Вывод:
Хотя автор демонстрирует некоторое знакомство с базовыми концепциями квантовой механики, его интерпретации и объяснения часто отклоняются от общепринятых научных теорий. Многие утверждения являются упрощениями или неточными интерпретациями сложных квантовых явлений. Статья скорее представляет собой популярное, местами метафорическое изложение, чем строгое научное объяснение квантовой механики. Для получения точной и актуальной информации о квантовой механике рекомендуется обращаться к признанным научным источникам и учебникам.

Фундаментальные принципы квантовой механики

Опишем кратко наиболее важные концепции квантовой механики:

1. Принцип неопределенности Гейзенберга:
Этот принцип утверждает, что невозможно одновременно точно измерить положение и импульс частицы. Чем точнее мы определяем одну величину, тем менее точным становится измерение другой. Математически это выражается как ΔxΔp ≥ ħ/2, где Δx - неопределенность положения, Δp - неопределенность импульса, а ħ - приведенная постоянная Планка.

2. Квантовая суперпозиция:
Это состояние, в котором квантовая система одновременно находится в нескольких возможных состояниях. Например, электрон может одновременно "вращаться" в двух противоположных направлениях, пока не будет произведено измерение. Суперпозиция описывается как линейная комбинация возможных состояний системы.

3. Коллапс волновой функции:
Это явление, при котором квантовая система из состояния суперпозиции переходит в одно определенное состояние в результате измерения или взаимодействия с окружающей средой. До измерения система описывается волновой функцией, представляющей все возможные состояния. После измерения волновая функция "схлопывается" (коллапсирует) к одному конкретному значению.

Эти концепции фундаментальны для понимания квантовой механики и подчеркивают вероятностную природу квантового мира, а также важность наблюдения и измерения в определении состояния квантовых систем.

Проблемы интерпретаций

Важно отметить некоторые вопросы, которые находятся в центре дискуссий о интерпретации квантовой механики:

1. Суперпозиция состояний:
Суперпозиция - это математическое описание, а не наблюдаемая реальность в классическом смысле. Это концепция, используемая для описания квантовых систем до измерения. Однако, эксперименты, такие как интерференция отдельных частиц, предполагают, что эта математическая модель отражает реальное поведение квантовых объектов.

2. Коллапс волновой функции и измерение:
Сам акт измерения влияет на квантовую систему, что приводит к кажущемуся "коллапсу" волновой функции. Это известно как "проблема измерения" в квантовой механике. 

3. Математическое описание:
Квантовая механика во многом является математической моделью, созданной для описания наблюдаемых явлений. Эта модель оказалась чрезвычайно успешной в предсказании результатов экспериментов, но её философская интерпретация остается предметом дебатов.

Многие физики и философы науки продолжают обсуждать эти вопросы, и консенсуса по ним до сих пор нет. Существуют различные интерпретации квантовой механики (копенгагенская, многомировая, де Бройля-Бома и др.), которые по-разному подходят к этим проблемам.

Важно понимать, что независимо от философской интерпретации, математический аппарат квантовой механики остается чрезвычайно точным в предсказании результатов экспериментов, что и делает его столь важным в современной физике.

Проблема измерения

Опишем кратко суть проблемы измерения в квантовой механике:

1. Интерференционная картина:
В нормальных условиях двухщелевого эксперимента мы наблюдаем интерференционную картину. Это хорошо описывается волновой природой квантовых объектов.

2. Проблема измерения:
Когда мы пытаемся определить, через какую щель проходит отдельный фотон, мы неизбежно вмешиваемся в систему. Это вмешательство разрушает интерференционную картину, и мы наблюдаем поведение, характерное для частиц.

3. Принципиальное ограничение:
У нас нет методов измерения квантовых объектов без вмешательства в систему. Это не просто техническое ограничение, а фундаментальное свойство квантового мира, описываемое принципом неопределенности Гейзенберга.

4. Интерпретации:
Различные интерпретации квантовой механики (например, копенгагенская или многомировая) пытаются объяснить это явление, но, все они сталкиваются с проблемой влияния наблюдателя или измерения на систему.

5. Реальность и модель:
Здесь на первый план поднимается важный философский вопрос о природе реальности и наших моделях её описания. Квантовая механика успешно предсказывает результаты экспериментов, но оставляет открытым вопрос о том, что происходит "на самом деле" между измерениями.

Некоторые современные подходы, такие как квантовые неразрушающие измерения или слабые измерения, пытаются минимизировать влияние на систему, но полностью решить эту проблему пока не удается. Это остается активной областью исследований в квантовой физике и философии науки.

Объективная реальность существует, но мы не можем полностью наблюдать или измерить её в процессе формирования. Мы способны зафиксировать только конечный результат квантовых процессов, но сам механизм их протекания остается для нас недоступным из-за фундаментальных ограничений измерений в квантовом мире. Любая попытка измерить или наблюдать квантовую систему в процессе её эволюции неизбежно приводит к вмешательству в эту систему, изменяя её состояние. Таким образом, мы оказываемся в ситуации, когда можем наблюдать лишь "следы" квантовых процессов, но не сами процессы в их естественном, невозмущенном состоянии. Это ограничение лежит в основе многих дискуссий о природе квантовой реальности и возможностях её познания.

О футболе

Рассмотрим метафору автора о квантовом футболе:

1. Метафора и реальная аналогия:
Сравнение автором квантовой механики с футболом - это скорее красивая метафора, чем реальная научная аналогия. Использование квантовой терминологии здесь больше для "красного словца", чем для точного описания футбольной тактики.

2. Эффект наблюдателя:
Можно предположить, что автор говорил об эффекте наблюдателя, но в контексте футбола это скорее совпадение, чем реальная параллель. В квантовой механике эффект наблюдателя фундаментален и неизбежен, тогда как в футболе влияние тренера или болельщиков - это скорее психологический фактор.

3. Стратегия и тактика:
Успех Гвардиолы - это скорее результат грамотно выстроенной стратегии и тактики на футбольном поле, помноженное на опыт игроков, плюс ставка на командную игру. Это гораздо более реалистичное объяснение, чем аналогии с квантовой механикой.

4. Ограничения тактики:
Любая тактика имеет свои слабости и против неё может быть разработана контртактика. Это показывает, что футбол - это динамичная система, где стратегии постоянно эволюционируют, что сильно отличается от фундаментальных законов квантовой механики.

5. Отсутствие реальной связи с квантовым миром:
С квантовым миром тут в действительности нет ничего общего. Автор использует квантовую механику как метафору, возможно, чтобы придать своим аргументам больший вес или создать впечатление глубины анализа.

Заключение:
Статья автора использует квантовую механику больше как литературный прием, чем как реальную аналогию. Успех Гвардиолы лучше объясняется традиционными футбольными концепциями: грамотной стратегией, эффективной тактикой, умелым использованием сильных сторон игроков и акцентом на командную игру. Параллели с квантовой механикой, хотя и интересны, не имеют реального научного основания в контексте футбола.