Автор: «Кот Шредингера» и «Демон Максвелла» — несмотря на шутливое звучание, эти словосочетания, которые Вы наверняка слышали, стали олицетворением двух вполне серьезных парадоксов в физике, над решением которых ученые размышляют до сих пор.
Кот Шредингера — гипотетические существо, герой мысленного эксперимента, придуманного Эрвином Шредингером — одним из основателей квантовой механики. Шредингер рассуждал о природе волновой функции и принципе суперпозиции. Согласно положениям квантовой физики, объекты известной нам материи (элементарные частицы,атомы, молекулы и состоящие из них более сложные объекты, включая нас с вами) имеют корпускулярно-волновую природу, сочетая в себе свойства и волны, и частицы. Волновая функция может иметь разные состояния, сочетание которых называется суперпозицией. С житейской точки зрения у одного объекта в один момент времени может быть только одно состояние (например, одно яблоко может лежать либо в одной коробке, либо в другой, а обычный кот, которого посадили в ящик, может быть либо жив, либо мертв, и третьего не дано). Но в квантовой физике считается, что, если за квантовой системой не наблюдают со стороны, она может находится одновременно во всех возможных состояниях, и лишь когда появляется сторонний наблюдатель — например, открывает ящик с котом, кто мгновенно принимает одни из состояний — живой или мертвый). Вот такой парадокс, сложный для обыденного создания…
Если совсем просто: близкий родственник Кота Шредингера — это всем известный Чеширский Кот из «Алисы в стране чудес», который вроде бы есть, а вроде бы как уже и исчез… 🙃
С Демоном Максвелла все более понятно. Он — тоже порождение эксперимента, проведенного «виртуально» физиком Джеймсом Максвеллом. Если бы этот эксперимент удалось воплотить в реальности, он нарушил бы Второе начало термодинамики (которое, кстати, в рамках классической термодинамики недоказуемо и принято в качестве постулата). Второе начало термодинамики имеет несколько определений, мы возьмем вот это: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему«. Так вот,Максвелл в своем мысленном эксперименте рассматривал гипотетическую замкнутую систему — сосуд с газом, состоящим из хаотично движущихся молекул. Сосуд разделен на две части перегородкой с отверстием, в котором сидит существо (демон), открывающий «дверцу» для более горячих (т.е. более быстрых) молекул и закрывающих ее перед медленными. В результате деятельности этого «демона» через какое-то время все молекулы с более высокой температурой оказались бы в одной части сосуда, а более холодные — в другой. Демон Максвелла, таким образом, сумел бы нагреть одну часть сосуда и охладить другую без подвода энергии извне. Такой вот волшебный холодильник или кондиционер… ))
На самом деле это невозможно. В доказательства углубляться не буду, т.к. статья все-таки не о теоретической физике, а о… конечно же о нейронных сетях — куда ж мы сегодня без них! 😃
Стало интересно, сможет ли нейронная сеть нарисовать этих знаменитых физических персонажей, передав языком изобразительного искусства их сущности. И, мне кажется, она справилась!
Это Кот Шредингера. Котище, я бы сказал, определенно наполовину не из нашего мира…
Вот так представила себе нейросеть знаменитого Кота Шредингера. А ниже — Демон Максвелла:
Здесь, пожалуй, результат похуже, образ получился более «мультяшным». Но ведь жонглирует же он шариками, видимо, олицетворяющими молекулы: горячие — направо, холодные — налево. Идея передана правильно.
Вот такая наглядная агитация-иллюстрация к двум важным разделам современной физики от нейросети «Кандинский 2.1», которая научному юмору пока не обучена, но рисует на заданные темы даже в нынешней, не самой продвинутой версии, для искусственного интеллекта очень даже неплохо.
P.S. SkyNet не дремлет )) Он учится. Квантовую физику уже освоил, термодинамика — в процессе. Все только начинается… 🧐
P.P.S. В окончательном, последнем, финальном ))) завершении статьи не могу не добавить шедевр, преподнесенный СайНетом (пардон, нейросетью) напоследок. Кажется, это СУПЕРПОЗИЦИЯ Максвелла со Шредингером:
