вторник, 10 ноября 2026 г.

Claude про статю Каминского

 

Предварительное замечание от Claude

Этот документ — рабочие записи одного дня, а не статья. Я Claude, ИИ-ассистент компании Anthropic. Роман попросил меня оценить его попытки построить собственную детерминированную модель после статьи А. В. Каминского (три предыдущие записи в этом блоге), а потом мы продолжили работу вместе. Ниже — то, что получилось, в том порядке, в каком оно строилось.

С чего начали. Моя оценка прежних попыток была такой: скромная задача в них решена верно, но все модели сводились к одной и той же — скрытый параметр и порог, — а фаза комплексной функции нигде не участвовала. Разделы 1–7 документа — мои шаги, сделанные чтобы это исправить: один кубит с разными измерениями, повторные измерения, два кубита.

Где направление задал Роман. Я вёл дело к всё более полной имитации квантовой механики. Роман меня остановил: цель другая. Не воспроизвести квантовую механику и не добиться случайного вида последовательности, а сделать две вещи — соединить волновое описание с отдельными событиями и получить детерминированный переход от вероятности к исходу, пусть в оговорённых рамках и только для метанаблюдателя. Раздел 8 написан под эту цель. Формулировку первого условия (Р1) Роман исправил сам, и ему же принадлежит главная оценка результата: разрывы не устранены, а перенесены в отношение между обычным наблюдателем и метанаблюдателем.

Что считать результатом. Для любой волновой функции конечной системы и любой последовательности измерений, в том числе выбираемых по ходу, строится детерминированный процесс с одним скрытым параметром, частоты исходов которого сходятся к числам волнового расчёта. Проверено на примерах Белла и Харди. Условия, при которых это работает, перечислены явно (Р1–Р6), и именно они составляют содержание результата.

Чего здесь нет. Это не модель квантовой механики и не вывод правила Борна: квадраты модулей берутся из волнового расчёта готовыми. Математика простая и не новая. Модель с диском для кубита — это модель Кохена и Шпеккера (1967). Общий конструктор — преобразование через функцию распределения и равномерно распределённая последовательность дробных частей. Новое здесь, если оно есть, — в постановке и в списке условий, а не в формулах.

Оговорки о проверке. Все таблицы получены расчётом; программы лежат рядом с документом, их можно запустить и перепроверить. Оригинал статьи Каминского я не читал, только её пересказ, поэтому ничего о самой статье здесь не утверждаю. Независимой проверки эти записи не проходили. Ошибки возможны, и о найденных стоит написать Роману.



Вывод

Что получилось. Построен детерминированный процесс, который для заданной комплексной волновой функции выдаёт отдельные наблюдаемые исходы. Устройство у него такое:

  • волновая функция размечает отрезок от 0 до 1 на куски, длина каждого равна вероятности исхода;
  • один скрытый параметр, меняющийся по простому правилу без случайных чисел, выбирает кусок, то есть исход;
  • после исхода остаток параметра растягивается обратно на весь отрезок, и следующее измерение размечает его заново.

Частоты исходов сходятся к числам волнового расчёта. Это проверено для одного измерения, для цепочек измерений, выбираемых по ходу, и для двух частиц в опытах Белла и Харди, где обычная таблица заранее заготовленных ответов невозможна.

При каких условиях. Процесс детерминирован только для метанаблюдателя, который знает скрытый параметр и каждое сделанное измерение. Он строится под то, что делается, и перестраивается при каждом новом выборе. Проверяются только частоты: последовательность не обязана выглядеть случайной. Квадраты модулей берутся из волнового расчёта готовыми.

Чего не получилось и не должно было. Это не модель квантовой механики, и правило Борна здесь не выведено. Волна не превращается в частицу: она задаёт разметку, а событие выбирает скрытый параметр.

Главное. Два разрыва — между волновым описанием и отдельным событием, между вероятностью и исходом — не устранены, а перенесены. Теперь они находятся между обычным наблюдателем и метанаблюдателем. Знание, которое возникает во время эксперимента и не сводится ни к тому, что известно заранее, ни к тому, что выводится после, осталось таким же знанием. Изменилось его место: раньше оно отделяло вероятность от исхода, теперь отделяет обычного наблюдателя от метанаблюдателя.

Поэтому перечисленные условия не оговорки к результату, а сам результат: они точно записывают, что и куда перенесено. Обойтись одним наблюдателем и без ограничений не удалось, и в этой конструкции не видно, как это могло бы удаться.


Модель 7: один скрытый процесс, разные измерения — разные склейки

Продолжение трёх частей блога. Отличие от всех прежних моделей: фаза комплексной функции здесь влияет на частоты, а квадрат модуля в правило выдачи исходов не входит.

Сама конструкция не новая: это модель Кохена — Шпеккера для кубита (1967), в которой случайная выборка заменена детерминированным перебором из третьей части блога. Расчёт: qubit_model.py в этой же папке.

1. Что задано

Комплексная функция. Состояние кубита

ψ = ( cos(θ₀/2), e^{iφ₀}·sin(θ₀/2) )

Ему соответствует единичный вектор в обычном трёхмерном пространстве:

n = ( sinθ₀·cosφ₀, sinθ₀·sinφ₀, cosθ₀ )

Относительная фаза φ₀ — это просто поворот вектора n вокруг оси z.

Скрытый процесс. Два счётчика в скрытом времени, без случайных чисел:

uₖ = { k·√2 }, vₖ = { k·√3 }, k = 1, 2, 3, …

Они задают точку единичного диска: радиус r = √uₖ, угол 2π·vₖ. Диск лежит перпендикулярно вектору n. Точку поднимаем с диска на полусферу над ним — получаем скрытый единичный вектор λₖ. Точки заполняют диск равномерно по площади.

Измерение = склейка. Измерение задаётся направлением a (ось прибора). Правило исхода:

исход «+», если λₖ·a > 0; иначе «−»

Направление a делит диск на две области. Другое направление — другое разбиение того же диска. Процесс при этом не меняется.

2. Откуда берётся cos²

Граница λ·a = 0 — большой круг на сфере. Его проекция на диск — половина эллипса с полуосями 1 и cosθ, где θ — угол между n и a. Площадь области «+»:

π/2 + (π/2)·cosθ

Доля от площади диска:

(1 + cosθ)/2 = cos²(θ/2)

Это то же число, которое теоретик получает как |⟨a₊|ψ⟩|². Но в правило исхода оно не подставлено: там только знак скалярного произведения. Совпадение — следствие геометрии диска.

3. Проверка расчётом

Состояние ψ = (cos35°, e^{i·40°}·sin35°). Четыре направления измерения (D — диагональ (1,1,1)). Столбец «Борн» считается отдельно, через комплексные амплитуды.

Измерение

Борн

N=10

N=100

N=1000

N=100000

Z

0.6710

0.70

0.68

0.669

0.6710

X

0.8599

0.90

0.86

0.863

0.8599

Y

0.8020

0.80

0.80

0.799

0.8020

D

0.9809

1.00

0.96

0.981

0.9810



Фаза работает. Состояние ψ = (1, e^{iφ})/√2, N = 100000:

φ

Z Борн

Z частота

X Борн

X частота

Y Борн

Y частота

0°

0.5000

0.5000

1.0000

1.0000

0.5000

0.5000

60°

0.5000

0.5000

0.7500

0.7500

0.9330

0.9332

90°

0.5000

0.5000

0.5000

0.5000

1.0000

1.0000

120°

0.5000

0.5000

0.2500

0.2500

0.9330

0.9329

180°

0.5000

0.5000

0.0000

0.0000

0.5000

0.5000



В базисе Z фаза не видна (всегда 1/2). В базисах X и Y частоты меняются вместе с ней: X даёт cos²(φ/2) — ту же интерференционную формулу, что была в блоге, но теперь без подстановки её в правило.

Чередование измерений. Наблюдатель по очереди измеряет Z, X, Y, каждое скрытое состояние использовано один раз (N = 300000):

Измерение

Борн

Частота

Z

0.6710

0.6709

X

0.8599

0.8600

Y

0.8020

0.8019



4. Два наблюдателя

Первые 10 шагов для состояния из первой таблицы (1 = «+», 0 = «−»):

k

u

v

Z

X

Y

1

0.41421

0.73205

1

1

1

2

0.82843

0.46410

1

1

0

3

0.24264

0.19615

1

1

1

4

0.65685

0.92820

0

1

1

5

0.07107

0.66025

1

1

1

6

0.48528

0.39230

1

1

1

7

0.89949

0.12436

0

0

1

8

0.31371

0.85641

0

1

1

9

0.72792

0.58846

1

1

0

10

0.14214

0.32051

1

1

1



Метанаблюдатель знает всю строку: исходы всех трёх измерений для одного и того же скрытого состояния сразу.

Обычный наблюдатель в каждом событии получает одну клетку строки — ту, которую выбрал своим измерением. Остальные клетки для него не существуют как результаты.

Это уже не просто «один знает больше». Таблица с тремя заполненными столбцами — объект, который есть только в задаче метанаблюдателя.

5. Что не сделано

  • Правило Борна не выведено. Распределение скрытых точек (равномерно по диску вокруг n) выбрано так, чтобы площади дали cos². Это настройка процесса, как и раньше; отличие в том, что одна настройка обслуживает все измерения сразу.

  • Повторное измерение. Если ту же λₖ измерить второй раз вдоль другой оси, частоты будут неквантовые. Нужно отдельное правило: после исхода «+» вдоль a диск перестраивается вокруг a. Оно построено в разделе 6.

  • Закономерность последовательности. Как и в блоге, при долгом наблюдении её в принципе можно обнаружить.

  • Только кубит. Для систем с тремя и более уровнями такую таблицу, не зависящую от набора одновременно измеряемых величин, построить нельзя (теорема Кохена — Шпеккера). Для двух разнесённых кубитов нельзя построить таблицу, в которой исход одного не зависит от выбора измерения у другого (теорема Белла).

Последний пункт — место, где таблица из раздела 4 (полная строка метанаблюдателя) перестаёт существовать. Туда и стоит идти следующим шагом.

6. Повторное измерение

Расчёт: qubit_repeat.py в этой же папке. Состояние то же, что в разделе 3: ψ = (cos35°, e^{i·40°}·sin35°). По 200000 частиц на каждый вариант.

Три правила

A. Без перестройки. Скрытый вектор λ после измерения остаётся прежним, второе измерение применяется к нему же.

B. Перестройка из тех же счётчиков. После исхода «+» вдоль a (или «−») диск ставится перпендикулярно a (или −a), новая точка диска — следующий шаг тех же двух счётчиков {k√2}, {k√3}.

C. Перестройка из счётчиков прибора. Диск ставится так же, но новая точка берётся из отдельной пары счётчиков, которая принадлежит прибору: {k√5}, {k√7} для первого измерения, {k√11}, {k√13} для второго. Номер k — номер частицы; все счётчики идут в одном скрытом времени.

Два измерения подряд: Z, затем ось под 60° к Z

Исходы

Квант.

A

B

C

+ +

0.5033

0.6338

0.4216

0.5031

+ −

0.1678

0.0372

0.2494

0.1679

− +

0.0822

0.2634

0.1579

0.0822

− −

0.2467

0.0655

0.1711

0.2467



Три измерения Z, X, Z: совпадает ли третий исход с первым

Правило

Доля совпадений

Квантовая механика

0.5000

A

1.0000

B

0.3407

C

0.5000



Для правила C все восемь цепочек исходов Z, X, Z совпали с квантовыми в пределах 0.0001. Повтор того же измерения (Z, Z) даёт одинаковый исход в 100% случаев.

Что из этого следует

Правило A показывает, зачем нужна перестройка. Без неё частица «помнит» первый ответ на Z сквозь измерение X, чего в квантовой механике нет.

Правило B показывает вещь, которой в блоге не было. Перестройка правильная, счётчики равномерно заполняют диск, каждое измерение по отдельности даёт верные частоты — а совместные частоты неверны. Причина: соседние шаги одного счётчика жёстко связаны (uₖ₊₁ = uₖ + √2), поэтому новая точка зависит от старой, а значит и от первого исхода. Равномерного заполнения недостаточно; нужна независимость скрытых координат друг от друга. У пар (√2, √3) и (√5, √7) она есть, у соседних шагов одной пары — нет.

Правило C работает, но за это заплачено:

  • Скрытое состояние частицы не переживает измерение. После него от старого λ остаётся только исход; всё остальное приходит из скрытых координат прибора.

  • Каждое новое измерение требует новой пары скрытых координат. Для цепочки из m измерений метанаблюдателю нужны 2m счётчиков. Число скрытых координат растёт вместе с числом действий обычного наблюдателя.

  • Прибор перестаёт быть внешним: его скрытые координаты входят в процесс наравне с координатами частицы.

Для двух наблюдателей это означает следующее. Полная строка метанаблюдателя теперь — не «исходы всех возможных измерений одной частицы», а «исходы данной цепочки измерений данными приборами». Она определена только после того, как задано, какие измерения и в каком порядке делаются.

Чего здесь нет

Возможен другой вариант: новое λ вычисляется только из старого λ, без координат прибора. Математически такое отображение существует, но явно оно не построено и не проверено.

7. Два кубита

Расчёт: qubit_pair.py в этой же папке. Две частицы в синглетном состоянии разлетаются к Алисе и Бобу. Алиса измеряет вдоль оси a, Боб — вдоль оси b. Квантовая механика даёт корреляцию исходов E = −cosθ, где θ — угол между осями.

Две модели

Локальная. Прямое продолжение раздела 1. У пары один общий скрытый вектор λ, равномерно перебирающий сферу (счётчики √2, √3). Исход Алисы: знак λ·a. Исход Боба: минус знак λ·b. Каждый исход зависит только от своей оси.

Нелокальная. Правило C из раздела 6, применённое к паре. Исход Алисы — как в локальной модели. После него диск частицы Боба ставится перпендикулярно оси, противоположной исходу Алисы; точка диска берётся из отдельных счётчиков (√5, √7). Исход Боба: знак λ_B·b. Здесь скрытое состояние у Боба зависит от оси, которую выбрала Алиса.

Корреляция в зависимости от угла (200000 пар)

Угол

Квант.

Локальная

Нелокальная

0°

−1.0000

−1.0000

−1.0000

30°

−0.8660

−0.6667

−0.8662

45°

−0.7071

−0.5000

−0.7069

60°

−0.5000

−0.3333

−0.5000

90°

0.0000

0.0000

0.0000

120°

+0.5000

+0.3333

+0.4997

135°

+0.7071

+0.5000

+0.7073

180°

+1.0000

+1.0000

+1.0000



Локальная модель верна при 0°, 90° и 180° и ошибается между ними: у неё прямая линия вместо косинуса.

Проверка Белла

Оси Алисы 0° и 90°, оси Боба 45° и 135°. Настройки чередуются, каждая пара частиц измерена один раз. Величина S = E(a,b) − E(a,b′) + E(a′,b) + E(a′,b′).

Модель

|S|

Локальная

2.0000

Нелокальная

2.8274

Квантовая механика

2.8284



Почему локальная модель не может дать больше 2

В локальной модели у метанаблюдателя есть полная строка: четыре числа для каждой пары частиц. Первые восемь строк:

k

A(a)

A(a′)

B(b)

B(b′)

AB − AB′ + A′B + A′B′

1

−1

−1

+1

−1

−2

2

+1

−1

+1

+1

−2

3

−1

+1

+1

−1

−2

4

+1

+1

−1

−1

−2

5

−1

−1

+1

−1

−2

6

−1

−1

+1

+1

−2

7

+1

+1

−1

+1

−2

8

−1

+1

−1

−1

−2



При любых четырёх числах ±1 в строке последний столбец равен +2 или −2. Среднее по строкам не может выйти за 2. Это не свойство выбранных счётчиков или распределения: это свойство самой таблицы из четырёх столбцов. Поэтому никакая настройка локального процесса не исправит дело — в отличие от всех прежних моделей, где настройка помогала.

Чем платит нелокальная модель

  • Строка длиннее. Исход Боба зависит и от его оси, и от оси Алисы. У метанаблюдателя столбцов у Боба не два, а четыре: B(b при a), B(b при a′), B(b′ при a), B(b′ при a′). Таблицы из четырёх столбцов больше нет, и граница 2 не действует.

  • Зависимость реальная. У 49.96% пар исход Боба был бы другим, если бы Алиса выбрала ось 90° вместо 0°.

  • Боб её не видит. Доля исходов «+» у Боба при осях Алисы 0°, 30°, 90°, 135°: 0.5001, 0.5001, 0.4999, 0.5000. По своим данным он не может узнать, что выбрала Алиса.

  • Нужен порядок. В модели Алиса измеряет «первой». Кто первый — задано руками; это дополнительная предпосылка, которой нет в квантовом расчёте.

Итог по двум наблюдателям

В одном кубите полная строка метанаблюдателя существовала (раздел 4). В повторных измерениях она стала зависеть от цепочки измерений (раздел 6). В двух кубитах выбор такой:

  • либо строка из четырёх столбцов существует, и тогда частоты неквантовые;

  • либо частоты квантовые, и тогда строка у Боба зависит от действия Алисы, а сама эта зависимость есть только в задаче метанаблюдателя — ни один из обычных наблюдателей её по своим данным не обнаруживает.

Третий известный выход — считать, что выбор осей Алисой и Бобом сам задан тем же скрытым процессом (общий цикл, как у Каминского и Т'Хоофта). Он построен в разделе 8.

8. Рамки модели и общий конструктор

Расчёт: process_builder.py в этой же папке.

Цель (уточнение Романа от 10.11.2026)

Квантовую механику внутри модели воспроизводить не нужно. Цель другая:

1. соединить волновое описание и корпускулярное (отдельные события);

2. сделать переход от вероятности к наблюдаемому исходу детерминированным на уровне метанаблюдателя.

Похожесть на настоящую случайность не требуется. Свобода выбора измерений не требуется. Достаточно, чтобы это работало в оговорённых рамках.

Рамки

Р1. Процесс строится под то, что делается, и может перестраиваться на каждом шаге. (Формулировка исправлена Романом 10.11.2026; первый вариант «эксперимент задан целиком и заранее» был строже, чем нужно.) Метанаблюдатель знает волновую функцию, скрытый параметр и каждое измерение в тот момент, когда оно выбрано. Знать следующие измерения наперёд он не обязан: при новом выборе процесс настраивается заново. Измерений, которые не сделаны, для процесса не существует. Обычному наблюдателю всё это знание недоступно принципиально, и исправлять это не нужно.

Р2. Один эксперимент — один процесс. Изменились условия (другая функция, другая ось, другой порядок) — строится новый процесс. Общего процесса на все случаи не требуется.

Р3. Детерминизм — только для метанаблюдателя. Он знает функцию, расписание и счётчик и вычисляет каждый исход заранее. Обычный наблюдатель получает исходы по одному и считает частоты.

Р4. Проверяется одно: частоты. Для каждой настройки из расписания доля каждой цепочки исходов должна сходиться к числу, которое даёт волновое описание. Порядок исходов может быть регулярным, последовательность может зацикливаться.

Р5. Волновое описание — вход, а не результат. Числа |ψ|² берутся из волнового расчёта готовыми. Правило Борна здесь не выводится и не объясняется.

Р6. Расписание не должно зависеть от счётчика. Какая настройка стоит в прогоне k, определяется номером k (периодически), а не значением счётчика uₖ. Иначе частоты по настройкам перекосятся — это тот же эффект, что у правила B в разделе 6.

Конструктор

Вход: волновая функция ψ и расписание из m настроек.

1. Волновая часть. Для каждой настройки по ψ вычисляются вероятности всех цепочек исходов. Отрезок [0, 1] делится на куски этих длин — своя разметка для каждой настройки.

2. Скрытое время. Один счётчик uₖ = {k·√2}, k = 1, 2, 3, …

3. Корпускулярная часть. В прогоне k берётся настройка номер (k mod m). Цепочка исходов — та, в чей кусок попало uₖ.

Одного счётчика хватает на любой эксперимент: число скрытых координат больше не растёт с числом измерений, потому что вся цепочка известна заранее и её исходы выдаются одним куском.

Это та же склейка, что в первой модели из блога (порог u < p), только склеиваются не два исхода, а все цепочки исходов сразу, и разметка своя для каждой настройки.

Проверка (по 100000 прогонов на настройку)

Эксперимент

Что проверено

Результат

Один кубит, расписание Z, X, Y, D

8 частот

расхождение ≤ 0.00003

Один кубит, цепочка Z, X, Z (400000 прогонов)

8 цепочек

расхождение < 0.00001

Синглет, 4 пары осей

величина Белла S

2.8284 при квантовых 2.8284

Состояние Харди, 4 пары измерений

три запрета и одно разрешение

см. ниже



Состояние Харди (|00⟩ + |01⟩ + |10⟩)/√3:

Измерения

Исход

Волна

Событий из 100000

Z, Z

− −

0

0

X, Z

− +

0

0

Z, X

+ −

0

0

X, X

− −

0.0833

8331



Три запрещённых исхода не появились ни разу, разрешённый появился с нужной частотой.

Журнал метанаблюдателя для синглета, первые 8 прогонов:

k

uₖ

Оси

Исходы

1

0.41421

a, b′

+ +

2

0.82843

a′, b

− +

3

0.24264

a′, b′

+ −

4

0.65685

a, b

− +

5

0.07107

a, b′

+ +

6

0.48528

a′, b

+ −

7

0.89949

a′, b′

− +

8

0.31371

a, b

+ −



Почему теоремы Белла и Харди здесь не мешают

Обе теоремы запрещают таблицу, в которой для каждой пары частиц записаны исходы всех четырёх пар измерений сразу. В рамках Р1 такой таблицы нет: в журнале для каждого прогона одна строка с одной парой осей — той, что стоит в расписании. Вопрос «что было бы при других осях» в рамках не задаётся, потому что такого измерения в эксперименте нет.

Для двух наблюдателей: метанаблюдатель знает больше обычного (весь журнал наперёд), но и он знает только сделанное. Исходов несделанных измерений нет ни у кого.

Что получено и чего нет

Получено, в рамках Р1–Р6:

  • для любой волновой функции конечной системы и любого заранее заданного расписания измерений строится детерминированный процесс;

  • он выдаёт отдельные события (корпускулярное описание);

  • их частоты сходятся к числам волнового описания, включая случаи, где локальная таблица невозможна (Белл, Харди).

Не получено:

  • правило Борна не выведено (Р5);

  • волновая функция и события связаны через готовые числа |ψ|², а не через общую динамику: волна не «превращается» в частицу, она задаёт разметку отрезка;

  • свободный выбор измерений и случайный вид последовательности — вне рамок (Р1, Р4).

Конструкция математически простая. Содержание результата — в рамках: они точно говорят, при каких уступках детерминированный переход от вероятности к исходу возможен всегда, и какая из уступок (Р1) снимает запреты Белла и Харди.

Пошаговая перестройка (под исправленное Р1)

Расчёт: process_stepwise.py. Проверено, что перестраивать процесс на каждом шаге можно, не добавляя скрытых параметров.

Правило: после исхода остаток u растягивается обратно на [0, 1] и используется для следующего измерения. Если u попало в кусок длины p с левым краем c, то новое u = (u − c)/p. Следующее измерение размечает отрезок уже по волне после сделанного измерения.

Проверка, 400000 прогонов:

  • Один кубит, измерения выбираются по ходу. Шаг 1: Z. Шаг 2: X, если вышел «+», иначе Y. Шаг 3: D, если второй «+», иначе Z. Все восемь путей совпали с волновым расчётом, расхождение меньше 0.00001.

  • Синглет, Боб выбирает ось после Алисы. Величина Белла 2.8285 при квантовых 2.8284. Доля «+» у Боба 0.5000 при обеих осях Алисы.

Точная формулировка детерминизма при исправленном Р1: исход — функция скрытого параметра u и последовательности сделанных выборов. Сам выбор измерения в процесс не входит; он приходит к метанаблюдателю по ходу эксперимента.

Что куда перенесено (формулировка Романа)

Разрывы — между волновым описанием и событием, между вероятностью и исходом — не устранены, а перенесены: теперь они находятся между обычным наблюдателем и метанаблюдателем. Знание третьего типа, возникающее во время эксперимента, осталось знанием третьего типа, но теперь оно определяет переход от обычного наблюдателя к метанаблюдателю. Условия Р1–Р6 — это и есть запись того, куда и что перенесено, поэтому оговаривать их обязательно.

Неединственность процесса (другой порядок кусков, другое иррациональное число дают те же частоты) и неразличимость таких процессов для обычного наблюдателя — ожидаемое свойство, оно не исправляется.

Геометрические модели разделов 1–7 (диски) остаются частным случаем в тех же рамках. Их отличие: число cos² не подставляется в правило, а получается как площадь. Цена — два счётчика на каждое измерение, и построены они только для кубитов.

Сравнить можно, с одной оговоркой: Каминского я знаю по пересказу, сам PDF не читал, поэтому о тонкостях его формул сужу осторожно.

Главное отличие: Каминский пытается объяснить, откуда берётся квантовая механика, а наша модель ничего не объясняет и только показывает, на каких условиях исход можно сделать детерминированным.

Отличия


Каминский Наша модель
Цель Вывести вероятности, амплитуды, правило Борна, коммутационные соотношения из графа Детерминированный переход от вероятности к исходу; квантовая механика не выводится
Волновая функция Должна возникнуть из структуры графа Берётся готовой, любая
Правило Борна Заявлено как следствие Входит готовым числом
Скрытая основа Один фиксированный конечный граф, движение по циклу Одно число на отрезке; процесс строится заново под каждый шаг
Наблюдатель Один, внутри системы; его неполнота объявлена причиной вероятностей Два: обычный и метанаблюдатель, разница между ними оговорена явно
Что проверено Один пример — эффект Хонга — У — Манделя Разные измерения, цепочки с выбором по ходу, Белл, Харди — расчётом
Многочастичные системы В списке открытых задач Работают в оговорённых рамках

Общее

  • Внизу детерминизм, случайность только для того, кто не видит скрытого.
  • Вероятность — доля скрытого времени: у него число шагов цикла в вершине, у нас длина куска отрезка.
  • Склейка: много скрытых состояний дают один наблюдаемый исход.

По сути, наш счётчик — непрерывный вариант его цикла. Цикл из N шагов даёт только вероятности со знаменателем N, отрезок даёт любые.

Плюсы нашей модели

  • Работает для любой функции и любой последовательности измерений, и это проверено числами.
  • Ничего не обещает сверх сделанного: условия перечислены, перенос разрывов назван переносом.
  • Справляется с тем, где у Каминского пока пусто: другой базис измерения, запутанные пары.

Минусы нашей модели

  • Она ничего не объясняет. Откуда комплексные числа, почему квадрат модуля, почему измерения не коммутируют — всё это у нас на входе. Каминский на эти вопросы хотя бы пытается ответить.
  • Метанаблюдатель делает весь квантовый расчёт сам. Чтобы разметить отрезок, он считает обычную квантовую механику. Скрытый параметр добавляет к ней только выбор куска.
  • Нет единой основы. У Каминского один граф на всё, у нас новый процесс на каждом шаге.

Плюсы и минусы Каминского

Плюс — замысел: одна структура, из которой должно получиться всё, включая фазы и некоммутативность через геометрию тора.

Минусы — разрывы в выводе. Собеседник в первой части блога указал несколько: амплитуда вводится как √P·e^{-ikx}, так что квадрат модуля равен вероятности по построению; из склейки состояний не следует корректная динамика на склеенном; равный вес шагов цикла предполагается. Эти замечания выглядят разумно, но по оригиналу я их не сверял.

Различие в ваших терминах

Каминский оставляет разрыв внутри одного наблюдателя и называет его объяснением: вероятности есть, потому что наблюдатель неполон. Мы разводим двух наблюдателей и говорим прямо, что разрыв не исчез, а переехал между ними. В этом смысле наша модель слабее по замыслу, но честнее по тому, что в ней утверждается.



ChatGPT про статью Каминского продолжение 2

 

Роман, согласен. И прежде всего я хочу исправить одну ошибку в самом подходе к нашему исследованию: мы до сих пор не разделили задачи, которые пытаемся решить, и поэтому не можем объективно оценивать результаты.

Я постоянно строил очередную конструкцию, обнаруживал совпадение каких-нибудь величин и объявлял его достижением. Но не проверял, решает ли конструкция поставленную задачу.

Давай теперь поступим иначе.

1. У нас действительно две разные задачи

Ты правильно обратил внимание на различие, которое присутствует в твоей статье.

Задача №1. Переход от волнового описания к корпускулярному

Дано волновое описание, например:

\[ \psi(x,t). \]

Оно характеризует распределённый волновой процесс.

Требуется получить описание отдельных корпускулярных событий.

Например, волна распространяется через два отверстия, а экран регистрирует отдельные локализованные попадания.

Здесь возникает вопрос:

Каким образом распределённое волновое описание соотносится с отдельным локализованным событием?

Обрати внимание: для этой задачи пока необязательно требовать, чтобы процесс был детерминированным.

Можно отдельно исследовать, какие условия необходимы для перехода между описаниями.

Задача №2. Переход от вероятности к наблюдаемому исходу

Дано вероятностное описание:

\[ P(A)=0.3,\qquad P(B)=0.7. \]

Требуется получить конкретный исход:

\[ R=A\quad\text{или}\quad R=B. \]

Это другая задача.

Она вообще не требует волновой функции.

Можно рассматривать обычную монету, игральную кость или детерминированный автомат.

Именно с этой задачи мы первоначально начали.

Следовательно, логически эти задачи различны.

Они могут возникать одновременно в квантовом эксперименте, но это ещё не означает, что для них обязательно существует одно решение.


2. Есть ещё третья задача, которую мы незаметно добавили

Она возникла, когда ты предложил исследовать комплексные функции.

Задача №3. Происхождение комплексного вероятностного описания

Дан детерминированный процесс.

Требуется получить из него комплексные амплитуды, которые удовлетворяют некоторому уравнению эволюции:

\[ i\frac{\partial\psi}{\partial t}=H\psi. \]

А квадраты модулей амплитуд должны давать величины, совпадающие с экспериментальными частотами.

Это отдельное требование.

Комплексная функция не обязательно является волновой функцией квантовой системы, даже если она удовлетворяет линейному уравнению с комплексными коэффициентами.

Поэтому нам нельзя считать совпадение математической формы доказательством физической эквивалентности.


3. Проверим наши предыдущие модели

Теперь предлагаю не обсуждать, насколько они перспективны, а честно установить, какие требования каждая выполняет.

МодельКомплексная динамикаОтдельные исходыЧастоты совпадают с квадратами модулейПереход волна → корпускула
Параметр \(u\) и интервалыНетДаНе установленоНет
Комплексные амплитуды и порог (u<\psi^2)ЗаданаДа
Циклический граф из трёх состоянийЕсть спектральное представлениеДаДа, для равномерных частотНет
Граф с двумя счётчикамиЕсть комплексные собственные модыДаДа, в выбранном представленииНет
Детерминированная волна и накопительЕсть волновая динамикаДа, срабатывания детектораДа, при заданном правиле накопленияНе доказан

Из таблицы видно, что мы действительно продвинулись в построении математических примеров, но ни одна модель пока не решает задачу полноценного перехода от волнового описания к корпускулярному.

Более того, ни одна не демонстрирует, что весь квантовый формализм может быть получен из детерминированной динамики.

И это нужно признать без оговорок.


4. А могут ли две задачи быть неразделимыми?

Здесь я вижу важное различие.

Логически они разделимы.

Например, детерминированный автомат способен выдавать отдельные события, воспроизводящие заданные частоты, без какой-либо волновой динамики.

Это пример задачи №2 без задачи №1.

С другой стороны, классическая волна может приводить к локализованным срабатываниям порогового устройства. При этом вовсе не обязательно, что статистика срабатываний будет соответствовать квантовому правилу Борна.

Это пример исследования задачи №1, не решающий автоматически задачу №2 в её квантовом смысле.

Но физически в квантовом измерении обе задачи могут оказаться связанными.

Если мы захотим получить единое объяснение появления локализованных событий с квантовыми статистическими закономерностями, нам потребуется согласовать оба перехода.

Однако сейчас нет оснований утверждать, что они принципиально неразделимы.


5. Что показала последняя модель с детерминированной волной?

Рассмотрим её особенно внимательно.

Мы задали две действительные волны:

\[ E_1(t)=\cos(\omega t), \]\[ E_2(t)=\cos(\omega t+\varphi). \]

Получили комплексные выходные амплитуды:

\[ \psi_A=\frac{1+e^{i\varphi}}2, \qquad \psi_B=\frac{1-e^{i\varphi}}2. \]

И соответствующие интенсивности:

\[ I_A=|\psi_A|^2, \qquad I_B=|\psi_B|^2. \]

Затем ввели детерминированный накопитель, превращающий интенсивности в события.

Что здесь корректно?

Математическая связь между интерференцией волн и интенсивностями.

Детерминированность волновой динамики.

Детерминированность введённого алгоритма накопления.

Совпадение частот с интенсивностями для этого алгоритма в пределе большого числа наблюдений.

Что здесь не установлено?

Во-первых, мы не получили квантовую корпускулу.

Накопитель просто выдаёт событие при достижении порога. Оно ещё не обладает необходимыми физическими свойствами квантового объекта.

Во-вторых, мы не доказали физическую необходимость именно такого правила регистрации.

В-третьих, накопитель использует уже вычисленные интенсивности. Значит, связь между волновым описанием и частотами событий встроена в модель детектора.

В-четвёртых, мы ещё не проверили, что происходит при отдельных входных возбуждениях, изменении измерительной схемы и последовательных измерениях.

Итак, последняя модель показывает возможность согласовать волновую интенсивность и частоту дискретных регистраций. Но не объясняет происхождение корпускулярного описания из волнового.

Это точный статус результата.


6. Как я предлагаю организовать дальнейшее исследование

Теперь я бы изменил порядок действий.

Первое направление — детерминированная модель вероятности и исхода.

Здесь временно отказываемся от волн, комплексных чисел и квантовой механики.

Нас интересует, при каких условиях ограниченный наблюдатель получает вероятностное описание полностью детерминированного процесса.

Мы уже знаем простые конструкции, удовлетворяющие этому условию.

Но не должны переносить результаты метанаблюдателя в задачу обычного наблюдателя без отдельного обоснования.

Второе направление — волновое описание и локализованные события.

Здесь не требуем заранее квантовых вероятностей.

Исследуем, какой детерминированный волновой процесс и какое взаимодействие с устройством регистрации способны порождать отдельные локализованные события.

Например, можно изучать пороговые детекторы, волновые пакеты и нелинейные взаимодействия.

Третье направление — согласование двух результатов.

Только после построения первых двух конструкций проверяем, существует ли общая модель, которая одновременно воспроизводит комплексные амплитуды, теоретические вероятности и наблюдаемые частоты локализованных событий.

При этом вполне возможно, что объединение окажется невозможным без дополнительных предпосылок.


7. И ещё один момент, который я считаю важным

Ты сказал:

«Нам нужно каждую нашу модель проверить со всех возможных точек зрения».

Я бы здесь установил обязательное правило.

Для каждой модели мы должны отдельно фиксировать:

Математический уровень: какие объекты и операции определены, какие выводы действительно следуют из предпосылок.

Физический уровень: какие величины имеют предполагаемый физический смысл и чем это обосновано.

Экспериментальный уровень: что конкретно регистрируется и как вычисляются частоты.

Уровень действий участников: кто задаёт модель, кто выполняет измерения, кому доступна какая информация и когда она становится доступной.

Это не просто удобный порядок проверки.

Это позволит нам применять относительную математику уже к самому процессу нашего исследования.

Но я бы не стал утверждать, что такое разделение автоматически доказывает несовместимость задач. Это ещё нужно устанавливать в конкретных случаях.


Мой вывод

Роман, я согласен с твоей постановкой.

У нас пока нет результата, достойного научной публикации. Есть несколько математических моделей, которые демонстрируют отдельные свойства, но не решают поставленную проблему.

И я думаю, что дальнейшая работа должна быть организована вокруг трёх самостоятельных вопросов:

  1. Как детерминированный процесс порождает вероятностное описание и конкретный исход?
  2. Как волновое описание соотносится с отдельными корпускулярными событиями?
  3. Можно ли объединить эти результаты, сохранив необходимые свойства квантового формализма?

Причём третий вопрос нельзя считать решённым только потому, что мы построили математическую конструкцию, в которой присутствуют и волны, и отдельные события.

Сейчас разумнее развивать первые два направления независимо.

А когда появятся действительно проверенные результаты, мы сможем исследовать возможность их объединения.

На мой взгляд, именно так мы перестанем путать красивую математическую модель с решением физической задачи.


Роман, беру конкретный детерминированный процесс. Без детекторов, накопителей и дополнительных рассуждений.

1. Комплексная волновая функция

Возьмём стандартную комплексную функцию:

\[ \psi(x,t)=\sqrt{2}\sin(\pi x)e^{-i\omega t}, \qquad 0\le x\le1. \]

Это нормированная волновая функция частицы в одномерной бесконечной потенциальной яме.

Квадрат модуля:

\[ \boxed{|\psi(x,t)|^2=2\sin^2(\pi x)} \]

Это плотность вероятности, которую вычисляет физик-теоретик.

2. Детерминированная траектория

Теперь зададим движение точки по тому же интервалу.

Сначала построим функцию:

\[ F(x)=\int_0^x|\psi(s,t)|^2\,ds. \]

В нашем случае:

\[ \boxed{F(x)=x-\frac{\sin(2\pi x)}{2\pi}} \]

Она возрастает от 0 до 1, поэтому существует обратная функция \(F^{-1}\).

Теперь введём детерминированный параметр:

\[ u(\tau)=\tau,\qquad 0\le\tau\le1. \]

И определим траекторию:

\[ \boxed{x(\tau)=F^{-1}(u(\tau))} \]

Точка однократно пробегает весь интервал от 0 до 1.

Никаких случайных чисел.

3. Проверим движение

Из равенства

\[ F(x(\tau))=\tau \]

дифференцированием получаем:

\[ F'(x)\frac{dx}{d\tau}=1. \]

Следовательно:

\[ \boxed{ \frac{dx}{d\tau} = \frac{1}{2\sin^2(\pi x)} } \]

Это наше детерминированное уравнение движения.

Точка движется медленно там, где квадрат модуля волновой функции велик, и быстро там, где он мал.

На концах интервала скорость формально расходится; траектория определена на открытом интервале \(0<\tau<1\), а концы задаются предельными значениями.

4. Что зарегистрирует обычный наблюдатель?

Пусть наблюдатель делит интервал на три области:

\[ A=[0,1/3],\quad B=(1/3,2/3),\quad C=[2/3,1]. \]

Он регистрирует положение точки через равные промежутки скрытого параметра \(\tau\).

За достаточно большое число регистраций доли посещений будут стремиться к:

\[ P(A)=F(1/3)-F(0) =\frac13-\frac{\sqrt3}{4\pi} \approx0.196, \]\[ P(B)=F(2/3)-F(1/3) =\frac13+\frac{\sqrt3}{2\pi} \approx0.609, \]\[ P(C)=F(1)-F(2/3) \approx0.196. \]

А теперь сравним с теоретическим расчётом:

\[ P(A)=\int_A|\psi(x,t)|^2\,dx, \]\[ P(B)=\int_B|\psi(x,t)|^2\,dx, \]\[ P(C)=\int_C|\psi(x,t)|^2\,dx. \]

Результаты совпадают по построению.

Более того, при равномерной дискретизации \(\tau\) ошибка в количестве посещений каждой области ограничена величиной порядка \(1/N\) для относительных частот.

5. Что мы получили и чего не получили

Получилась конкретная модель:

\[ \boxed{ \begin{aligned} \psi(x,t)&=\sqrt2\sin(\pi x)e^{-i\omega t},\\ \frac{dx}{d\tau}&=\frac1{|\psi(x,t)|^2},\\ P(A)&=\int_A|\psi(x,t)|^2\,dx. \end{aligned} } \]

Метанаблюдатель: знает волновую функцию и детерминированную траекторию точки.

Обычный наблюдатель: регистрирует положения точки и подсчитывает частоты.

Оба получают одинаковое распределение.

Но есть существенное ограничение: волновая функция здесь задана заранее, а скорость траектории специально построена через её квадрат модуля. Поэтому мы пока не вывели правило Борна из независимой физической динамики.

Также это не траектория Бома: для выбранного стационарного состояния бомовская скорость равна нулю, тогда как наша точка движется.

И ещё одна важная деталь: мы воспроизвели распределение положений по времени прохождения траектории, а не статистику независимых измерений одинаково подготовленных частиц.

Тем не менее это ровно один из вариантов, которые ты попросил: детерминированный процесс, пробегающий все точки области комплексной волновой функции и воспроизводящий распределение её квадрата модуля частотами регистраций.

На этом остановлюсь.


Роман, теперь я понял, что ты предлагаешь. И нет, в предыдущем ответе я построил не совсем то, что ты описываешь. Я ввёл дополнительную зависимость скорости движения точки от квадрата модуля волновой функции. Ты этого не требовал.

Ты предлагаешь гораздо более простую конструкцию: комплексная волновая функция существует в обычном пространстве и времени, а дополнительный детерминированный процесс перебирает её точки вдоль ещё одной временной координаты.

Давай построим именно это.

1. Берём произвольную комплексную волну

Для простоты возьмём:

\[ \boxed{\psi(x,t)=e^{i(kx-\omega t)}} \]

Здесь:

  • \(x\) — пространственная координата;
  • \(t\) — обычное время;
  • \(\psi\) — комплексная функция.

Для фиксированного момента \(t=t_0\) у нас есть множество значений комплексной функции:

\[ \psi(x,t_0),\qquad x\in[0,1]. \]

Пока никакой частицы и никакой вероятности мы не вводили.

2. Добавляем второе время

Обозначим его \(\tau\).

Обычное время \(t\) и дополнительное время \(\tau\) — независимые параметры нашей математической конструкции.

Теперь введём детерминированное правило:

\[ \boxed{x(\tau)=\tau,\qquad 0\le\tau\le1} \]

И будем вычислять:

\[ \boxed{z(\tau;t_0)=\psi(x(\tau),t_0)} \]

То есть:

\[ z(\tau;t_0)=e^{i(k\tau-\omega t_0)}. \]

Вот и всё.

При изменении дополнительного времени \(\tau\) от 0 до 1 детерминированный процесс последовательно перебирает точки комплексной функции, заданной при фиксированном обычном времени \(t_0\).

Никакой случайности.

Никаких дополнительных физических предположений.

3. Что видят два наблюдателя

Метанаблюдатель знает оба времени:

\[ (t,\tau). \]

Он знает, какую точку комплексной функции процесс рассматривает при каждом \(\tau\).

Обычный наблюдатель располагает только обычным временем \(t\).

Предположим, что в момент регистрации он получает значение пространственной координаты, соответствующее некоторому \(\tau\), но сам параметр \(\tau\) ему недоступен.

Тогда метанаблюдатель может вычислить результат:

\[ x=x(\tau). \]

Обычный наблюдатель регистрирует конкретную координату \(x\), но не знает заранее, какая точка будет выбрана.

Это и есть предложенная тобой схема: одна волна, дополнительное время и детерминированный перебор точек.

4. Теперь проверим её на произвольной комплексной функции

Возьмём более интересную функцию:

\[ \boxed{\psi(x,t)=\sqrt2\sin(\pi x)e^{-i\omega t}} \]

Она имеет неодинаковый модуль в разных точках.

Теперь используем тот же самый детерминированный процесс, что и раньше:

\[ x(\tau)=\tau. \]

И получаем:

\[ z(\tau;t_0)=\sqrt2\sin(\pi\tau)e^{-i\omega t_0}. \]

Метанаблюдатель точно знает каждое значение.

Обычный наблюдатель регистрирует положения точки.

Но теперь обнаруживается существенная особенность.

Если перебор равномерный по \(\tau\), то все равные пространственные интервалы будут посещаться одинаково часто.

Например:

\[ P_{\mathrm{exp}}([0,1/3])=\frac13. \]

А квадрат модуля нашей функции даёт:

\[ P_{\mathrm{theory}}([0,1/3]) =\int_0^{1/3}2\sin^2(\pi x)\,dx \approx0.196. \]

Получили несовпадение.

И вот это, по-моему, важный момент.

Твоя идея о детерминированном переборе точек работает для любой комплексной функции.

Но сам по себе перебор всех точек ещё не устанавливает, сколько времени процесс проводит в каждой области.

А именно от этого зависят экспериментальные частоты.

5. Откуда взялось ограничение в моей предыдущей модели?

Теперь могу объяснить.

Я ввёл:

\[ \frac{dx}{d\tau}=\frac1{|\psi(x,t)|^2} \]

не потому, что иначе нельзя перебрать точки волны.

Перебрать их можно как угодно.

Я ввёл это уравнение, чтобы частота посещений каждой области совпадала с квадратом модуля волновой функции.

То есть это не ограничение на существование детерминированного процесса.

Это дополнительное условие для воспроизведения правила Борна.

И ты прав: я должен был сначала показать простейший перебор, а потом отдельно исследовать, почему вероятности совпадают или не совпадают.

6. Теперь видно, что именно мы можем изменять

У нас есть две независимые конструкции.

Комплексная волновая функция:

\[ \psi(x,t). \]

Детерминированное движение по её области:

\[ x=x(t,\tau). \]

Полная модель:

\[ \boxed{z(t,\tau)=\psi(x(t,\tau),t)} \]

Здесь обычное время \(t\) отвечает за изменение самой волны.

Дополнительное время \(\tau\) отвечает за перебор её точек.

И теперь мы можем исследовать, как выбирать детерминированное движение \(x(t,\tau)\), чтобы наблюдаемые частоты воспроизводили теоретическое распределение:

\[ P(A,t)=\int_A|\psi(x,t)|^2\,dx. \]

Вот это и есть математическая задача, возникающая непосредственно из твоего предложения.

Причём никаких специальных ограничений на комплексную функцию мы пока не накладываем, кроме тех, которые нужны, если хотим трактовать квадрат её модуля как нормированную плотность вероятности.


И мой ответ на твой главный вопрос

Ты предложил детерминированно перебирать точки комплексной волны в дополнительном времени.

В предыдущем ответе я сделал другое: заранее настроил скорость перебора так, чтобы получить нужные вероятности.

Теперь я отделил эти две вещи.

Перебор точек сам по себе возможен для произвольной комплексной функции.

Совпадение частот с квадратами модулей — отдельное свойство выбранного способа перебора.

И, Роман, здесь действительно есть интересная возможность: мы можем сначала задать любую комплексную функцию, затем независимо выбрать детерминированный процесс, а после этого проверить, какие вероятности обычный наблюдатель получит при регистрации его состояний.

Если они не совпадают с правилом Борна, мы сможем изменить только процесс перебора, не трогая волновую функцию.

На этот раз я считаю, что мы наконец точно сформулировали твою конструкцию.

Роман, теперь понял твою идею. Ты предлагаешь не подгонять движение точки под заранее вычисленные вероятности, а использовать квадрат самой волновой функции для управления детерминированным движением.

И я согласен попробовать без прежнего требования немедленно получить обычные неотрицательные вероятности.

Но здесь есть одна математическая особенность, которую нам придётся учесть.

1. Возьмём комплексную функцию

Например:

\[ \psi(x)=e^{i\pi x},\qquad 0\le x\le1. \]

Возводим в квадрат, не используя модуль:

\[ \boxed{\psi^2(x)=e^{2\pi ix}} \]

Раскроем:

\[ \psi^2(x)=\cos(2\pi x)+i\sin(2\pi x). \]

Посмотри, какие значения получаются:

Точка \(x\)\(\psi(x)\)\(\psi^2(x)\)
011
0,25\(e^{i\pi/4}\)\(i\)
0,5\(i\)−1
0,75\(e^{3i\pi/4}\)\(-i\)
1−11

Вот тебе и отрицательное значение! Причём мы ничего специально не подбирали для его появления.

Но получили также мнимые значения.

Это первая особенность: квадрат комплексной функции вообще не обязан быть действительным числом.

2. Теперь используем его для управления движением

Допустим, мы хотим задать:

\[ \frac{dx}{d\tau}=\psi^2(x). \]

Однако при \(x=0.25\) правая часть равна \(i\).

Что тогда означает мнимая скорость точки, если \(x\) — действительная пространственная координата?

А при \(x=0.5\) скорость равна −1.

Это уже можно интерпретировать как движение в обратном направлении.

То есть отрицательные значения мы можем сохранить, но необходимо решить, какую характеристику детерминированного движения они определяют.

И здесь у меня появилась конкретная идея.

3. Вместо отрицательной вероятности — направление движения

Возьмём пока действительную часть квадрата:

\[ v(x)=\operatorname{Re}[\psi^2(x)] =\cos(2\pi x). \]

И зададим детерминированное уравнение:

\[ \boxed{\frac{dx}{d\tau}=\cos(2\pi x)} \]

Теперь:

  • В области, где \(v(x)>0\), точка движется вправо.
  • Там, где \(v(x)<0\), точка движется влево.
  • Там, где \(v(x)=0\), точка останавливается.

Причём отрицательные значения мы не отбросили. Они определяют обратное направление движения.

Но у этого конкретного уравнения есть недостаток: возникают неподвижные точки, через которые траектория не проходит за конечное время. Значит, оно не обеспечивает перебор всей области.

Впрочем, мы можем выбрать другую детерминированную динамику, сохранив знаковые характеристики.

4. А как получить отрицательные частоты?

Вот здесь я вижу принципиальное различие.

Пусть точка пересекла некоторую границу:

  • 7 раз слева направо;
  • 10 раз справа налево.

Обычный наблюдатель зарегистрировал 17 событий.

Но если мы учитываем направление, то получаем:

\[ N_{\text{signed}}=7-10=-3. \]

Таким образом, детерминированный процесс действительно может порождать отрицательную знаковую величину, вычисляемую по наблюдениям.

Однако это не отрицательная частота событий: частота пересечений остаётся неотрицательной. Величина −3 характеризует результирующий направленный поток.

Это различие важно, если позже мы захотим сопоставить нашу конструкцию с квазевероятностями или интерференционными членами.

5. Что я предлагаю сделать с твоей идеей

Я бы не отказывался от квадрата комплексной функции.

Наоборот, сохранил бы его полностью:

\[ \boxed{Q(x,t)=\psi^2(x,t)} \]

А затем попробовал построить детерминированную динамику, в которой обе компоненты \(Q\) участвуют в движении:

\[ \frac{dx}{d\tau}=\operatorname{Re}Q(x,t), \]\[ \frac{dy}{d\tau}=\operatorname{Im}Q(x,t). \]

Здесь \(x,y\) — две действительные координаты дополнительного процесса, а \(t\) пока считается фиксированным.

Это уже корректная математическая постановка детерминированного движения в двух измерениях. Комплексное значение задаёт действительный вектор скорости.

Но ещё нужно проверить существование траекторий, покрытие нужной области и связь их посещений с экспериментальными частотами.

Где именно остаётся проблема?

Не в отрицательных значениях. Их вполне можно сохранить.

Проблема в том, что квадрат комплексной функции и частота наблюдаемых событий — математически разные объекты.

Если мы хотим, чтобы один определял другой, нам нужно построить конкретное правило регистрации. Не обязательно стандартное вероятностное правило, но явно заданное.

И я бы сейчас не требовал, чтобы отрицательные значения непременно превратились в обычные вероятности. Возможно, они должны остаться характеристиками движения или направленного потока.

Мой вывод: твоё предложение математически осуществимо как способ управлять детерминированным процессом через полный комплексный квадрат волны. Но пока не доказано, что такой процесс одновременно перебирает всю область и воспроизводит нужную статистику наблюдений.

Именно это стоит проверить, не отбрасывая отрицательные и мнимые значения заранее.

Роман, теперь я вижу, что ты от меня хочешь. И, пожалуй, могу наконец объяснить, что именно у меня не получается и где мне нужна твоя помощь.

Ты предлагаешь достаточно простую исследовательскую программу:

  1. Берём произвольную комплексную функцию ψ(x,t).
  2. Строим детерминированный процесс, который в дополнительном времени τ перебирает точки её области.
  3. Вычисляем квадрат функции и используем его для настройки того же процесса.
  4. Получаем последовательность конкретных событий.
  5. Считаем частоты событий и проверяем, приближаются ли они к величинам, полученным из квадрата функции.

Да, именно эту задачу мы должны решать. Не обязательно сразу для всех комплексных функций. Начнём с тех случаев, где получается.

И я сейчас покажу такой случай без отдельного физического детектора.

1. Случай, в котором у нас всё получается математически

Возьмём комплексную функцию:

\[ \psi(x,t)=\sqrt{2}\sin(\pi x)e^{-i\omega t}, \qquad 0\leq x\leq1. \]

Это стандартная форма стационарной волновой функции частицы в одномерной потенциальной яме.

Зафиксируем обычное время \(t=0\).

Тогда:

\[ \psi(x,0)=\sqrt2\sin(\pi x). \]

Возводим в квадрат без модуля, как ты предлагаешь:

\[ \boxed{\psi^2(x,0)=2\sin^2(\pi x)} \]

В этом конкретном случае квадрат действительный и неотрицательный.

Поэтому пока никаких затруднений с интерпретацией не возникает.

Настраиваем детерминированный процесс

Пусть точка движется по интервалу от 0 до 1.

Мы хотим, чтобы она чаще регистрировалась там, где квадрат функции больше.

Для этого определим:

\[ F(x)=\int_0^x\psi^2(s,0)\,ds. \]

Получаем:

\[ F(x)=x-\frac{\sin(2\pi x)}{2\pi}. \]

Теперь вводим скрытый параметр, который изменяется детерминированно:

\[ u_n=\{n\sqrt2\}, \]

где фигурные скобки означают дробную часть числа.

Это последовательность без случайных чисел. Поскольку \(\sqrt2\) иррационально, её значения равномерно распределены на интервале от 0 до 1 в пределе большого числа шагов.

Положение точки определим так:

\[ \boxed{x_n=F^{-1}(u_n)} \]

Это полностью детерминированный алгоритм.

Никаких вероятностей в его работе не используется.

Он просто вычисляет очередное положение точки.

Что увидит обычный наблюдатель?

Наблюдатель регистрирует координаты:

\[ x_1,x_2,x_3,\ldots \]

Теперь разделим интервал на три области:

\[ A=[0,1/3],\quad B=(1/3,2/3),\quad C=[2/3,1]. \]

Теоретический расчёт из квадрата нашей функции даёт:

ОбластьКвадрат функции, проинтегрированный по области
A19,55%
B60,90%
C19,55%

Для нашей детерминированной последовательности можно математически доказать:

\[ \lim_{N\to\infty}\frac{N_A}{N} =\int_A\psi^2(x,0)\,dx. \]

Аналогично для B и C.

То есть в этом случае задача решена на уровне математической конструкции: один детерминированный алгоритм выдаёт конкретные точки, а их частоты стремятся к величинам, вычисленным из квадрата выбранной функции.

Небольшая, но важная деталь: поскольку последовательность счётная, она не посещает буквально каждое действительное число интервала. Однако она плотна в интервале, и её относительные частоты имеют необходимый предел.

Это существенно лучше прежнего примера, где я просто проводил точку от одного конца интервала к другому один раз.

Но не будем путать: алгоритм специально построен по выбранной функции, а не выведен из независимого физического закона. Ты разрешил такую настройку, поэтому в рамках нашей текущей задачи это допустимо.


2. Где у меня действительно возникает проблема

А теперь сделаем именно то, что ты просишь: не будем отбрасывать отрицательные значения.

Возьмём другую комплексную функцию:

\[ \psi(x)= \begin{cases} 1,&0\leq x<1/2,\\ i,&1/2\leq x\leq1. \end{cases} \]

Её квадрат:

\[ \psi^2(x)= \begin{cases} 1,&0\leq x<1/2,\\ -1,&1/2\leq x\leq1. \end{cases} \]

Вот теперь у нас есть положительная и отрицательная области.

Предположим, мы хотим получить по 100 наблюдениям.

В первой области квадрат положителен.

Во второй отрицателен.

Но что именно должно произойти с детерминированной точкой во второй области?

И вот тут я вижу несколько математически разных возможностей.

Вариант А. Отрицательное значение задаёт обратное направление движения.

Тогда мы получаем направленный поток, но ещё не определили, как его величина связана с количеством регистраций.

Вариант Б. Отрицательное значение задаёт отрицательный вклад в некоторую величину, вычисляемую из событий.

Например, наблюдатель зарегистрировал 60 событий одного типа и 40 другого:

\[ N_+=60,\qquad N_-=40. \]

Тогда можно определить знаковую величину:

\[ Q=\frac{N_+-N_-}{100}=0.2. \]

Если поменять количества местами, получим \(Q=-0.2\).

Здесь отрицательные значения возникают естественно, хотя все регистрации остаются обычными неотрицательными счётами.

Вариант В. Ввести дополнительную скрытую координату, определяющую, как именно положительные и отрицательные части квадрата функции влияют на движение и регистрацию.

Именно этот вариант ты предложил по аналогии с Каминским.

Я не вижу математического запрета на такое построение.


3. Что даёт дополнительное измерение

Предлагаю расширить состояние нашего детерминированного процесса:

\[ S=(x,h), \]

где \(x\) — наблюдаемая координата, а \(h\) — скрытая.

Тогда детерминированная динамика имеет вид:

\[ \boxed{ \begin{aligned} x_{n+1}&=F(x_n,h_n),\\ h_{n+1}&=G(x_n,h_n). \end{aligned} } \]

Здесь \(F\) и \(G\) — пока неизвестные функции, которые мы вправе подбирать.

Обычный наблюдатель регистрирует только \(x_n\).

Метанаблюдатель знает обе координаты.

Теперь квадрат комплексной функции может влиять на обе составляющие движения.

Например, для общего случая:

\[ \psi^2(x)=a(x)+ib(x) \]

мы можем исследовать систему:

\[ \frac{dx}{d\tau}=F(a,b,x,h), \]\[ \frac{dh}{d\tau}=G(a,b,x,h). \]

Здесь отрицательные значения \(a\) и \(b\) не запрещены.

А скрытая координата позволяет сохранять информацию о направлении, фазе или истории движения, которую обычный наблюдатель не различает.

Но пока я не могу доказать, что существует универсальный выбор \(F\) и \(G\), который воспроизводит требуемые частоты для любой комплексной функции.

Именно поэтому не стану объявлять этот вариант решением.


4. Что нам пока удалось, а что нет

ЗадачаРезультат
Взять комплексную функцию и ввести дополнительное времяМожно
Построить детерминированную последовательность положенийМожно
Настроить её так, чтобы частоты воспроизводили квадрат функции, когда он неотрицателен и нормированДа, построено и обосновано
Сохранить отрицательные значения квадратаМожно, но нужно определить, что именно они характеризуют
Обработать произвольные комплексные значения квадратаПока не решено
Получить физически обоснованные корпускулярные событияПока не решено
Вывести квантовую механику из конструкцииПока не решено

И здесь я хочу подчеркнуть одну вещь.

Сейчас проблема не в том, как построить детерминированный процесс для обычной неотрицательной плотности. Это мы умеем.

Проблема начинается, когда ты предлагаешь сохранить полный комплексный квадрат функции.

В таком случае мы должны решить, какое наблюдаемое математическое выражение должны воспроизводить регистрации: обычную частоту, знаковую сумму, направленный поток или нечто другое.

Это не требование отказаться от отрицательных значений. Наоборот, я предлагаю их сохранить и исследовать.


5. Где мне нужна твоя помощь

Роман, я бы хотел обсудить с тобой один конкретный вопрос.

Допустим, в некоторой области:

\[ \psi^2=-0.3. \]

Какой результат обычного наблюдателя мы хотим получить?

Например, ты раньше упоминал эксперимент, где наблюдают уменьшение фонового сигнала.

Это подсказывает вполне определённую конструкцию:

Пусть без исследуемой волны прибор регистрирует 100 событий.

После взаимодействия — 70.

Тогда:

\[ \frac{70-100}{100}=-0.3. \]

Мы получили отрицательную относительную разность, хотя количество событий осталось положительным.

И теперь можно поставить новую задачу: построить детерминированную динамику, у которой квадрат комплексной функции управляет изменением числа регистраций относительно фонового уровня.

Мне кажется, это один из разумных способов сохранить отрицательные значения, не смешивая их с отрицательным количеством реально зарегистрированных событий.

Но он требует двух экспериментальных условий: с фоновым сигналом и с исследуемым воздействием.

Это дополнительная предпосылка, которую нужно явно указать.

Итого

Роман, для неотрицательного квадрата функции у нас есть конкретное детерминированное построение, воспроизводящее частоты.

Для отрицательных и комплексных значений проблема пока открыта, но мы можем исследовать дополнительную скрытую координату и знаковые характеристики наблюдений.

И самое важное: я больше не считаю отрицательные значения препятствием для исследования. Они просто требуют уточнения того, какую именно величину мы собираемся получать из наблюдений.

Твоя идея о дополнительном измерении здесь вполне уместна.

Я бы начал именно с примера \(\psi^2=-0.3\): попробовал построить детерминированный процесс, который изменяет наблюдаемую частоту относительно фона на −30%, а затем проверил, можно ли объединить его с уже построенной моделью для положительного квадрата функции.

Это конкретная математическая задача, которую можно проверить, а не очередное обещание получить всю квантовую механику.

Роман, теперь вижу, где я тебя запутал. Ты совершенно правильно спрашиваешь: зачем я разделил интервал на три области, если наша задача — получать одну конкретную координату за другим?

Для самого детерминированного процесса никакие области не нужны. Я ввёл их исключительно для проверки распределения, но не объяснил этого. Более того, я не показал тебе самое главное — как именно вычисляется очередная точка.

Исправим. Оставим только положительный квадрат функции, один детерминированный процесс и последовательность координат. Ничего больше.

1. Берём комплексную функцию

Для конкретного расчёта выберем:

\[ \boxed{\psi(x,t)=\sqrt2\sin(\pi x)e^{-i\omega t}} \]

где \(0\le x\le1\).

Почему именно её? Только потому, что она позволяет сравнительно просто вычислять всё необходимое. Для других подходящих функций используется тот же принцип.

Зафиксируем обычное время \(t=0\).

Тогда квадрат функции:

\[ \boxed{\rho(x)=\psi^2(x,0)=2\sin^2(\pi x)} \]

Обрати внимание: сейчас мы действительно используем обычный квадрат без комплексного сопряжения. При \(t=0\) выбранная функция действительна, поэтому результат положителен.

График \(\rho(x)\) выглядит как плавный холм:

  • При \(x=0\) значение равно нулю.
  • При \(x=0.5\) достигает максимума 2.
  • При \(x=1\) снова равно нулю.

Это та самая кривая, которую мы хотим воспроизвести плотностью зарегистрированных точек.

Важно: число 2 здесь является значением плотности, а не вероятностью отдельного события в 200%.

2. Теперь создаём детерминированный процесс

Введём дополнительное время \(\tau\).

Пусть в этом времени работает детерминированный генератор:

\[ \boxed{u_n=\{n\sqrt2\}} \]

Здесь \(n=1,2,3,\ldots\), а фигурные скобки означают дробную часть.

Например:

ШагЗначение \(u_n\)
10.41421
20.82843
30.24264
40.65685
50.07107

Всё полностью определено. Никаких случайных чисел.

Но пока это не координаты наблюдаемых точек. Это значения внутреннего скрытого параметра.

Теперь преобразуем их в координаты, используя нашу функцию.

3. Как именно получаем координату?

Сначала вычислим вспомогательную функцию:

\[ F(x)=\int_0^x \rho(s)\,ds. \]

Для выбранной волны:

\[ \boxed{F(x)=x-\frac{\sin(2\pi x)}{2\pi}} \]

Эта функция нужна только внутри детерминированного алгоритма.

Теперь каждый раз решаем уравнение:

\[ \boxed{F(x_n)=u_n} \]

и получаем конкретную координату \(x_n\).

То есть алгоритм выглядит так:

\[ u_n \quad\longrightarrow\quad x_n=F^{-1}(u_n). \]

Никакого выбора между возможными исходами здесь нет. Каждому значению \(u_n\) однозначно соответствует одна координата.

Вот реальные результаты вычислений

Я вычислил первые десять точек:

№ событияСкрытый параметр \(u_n\)Координата события \(x_n\)
10.414210.45684
20.828430.68312
30.242640.36320
40.656850.58010
50.071070.22881
60.485280.49264
70.899490.74062
80.313710.40400
90.727920.61941
100.142140.29498

Вот они — наши десять наблюдаемых исходов!

Каждый исход — одна координата.

Метанаблюдатель может заранее вычислить все десять координат.

Обычный наблюдатель получает их последовательно и не знает скрытого правила.

И никакого разделения на области для генерации точек нам не понадобилось.


4. Как из отдельных точек получается график?

Теперь самое интересное.

Точки не должны лежать непосредственно на графике \(\rho(x)\).

График показывает плотность их появления.

Там, где \(\rho(x)\) больше, точки должны встречаться чаще.

Там, где \(\rho(x)\) меньше, — реже.

Скажем, если зарегистрировать 10 точек, распределение получится грубым.

Если 100 — картина станет точнее.

Если 1000 — ещё точнее.

И это можно проверить математически.

Обрати внимание: мы не приближаем сумму координат к графику. Мы приближаем к графику распределение количества точек по координате.

Это разные вещи.

Сумма самих координат не определяет форму волны.

Проверка на 10, 100 и 1000 событиях

Чтобы проверить результат численно, возьмём три контрольные координаты: \(0.25\), \(0.5\) и \(0.75\).

Для каждой подсчитаем, какая доля зарегистрированных точек оказалась левее неё.

Это лишь способ проверки, а не разделение области в алгоритме.

Количество событийДо x=0.25До x=0.5До x=0.75
1010%60%100%
1009%51%91%
10009.1%50.1%91%
Теоретический расчёт9.08%50%90.92%

Это результаты вычисления нашей детерминированной последовательности.

Мы видим, что доли приближаются к теоретическим значениям.

Причина известна математически: последовательность дробных частей \(n\sqrt2\) равномерно распределена на \([0,1]\), а преобразование через \(F^{-1}\) переводит её в распределение с плотностью \(\rho(x)\).

Причём для нашей модели можно доказать:

\[ \boxed{ \lim_{N\to\infty} \frac{\#\{n\le N:x_n\le x\}}{N} = F(x) } \]

А поскольку производная \(F(x)\) равна \(\rho(x)\), плотность предельного распределения совпадает с выбранным квадратом волновой функции.

Это не просто предположение. Для данной конструкции соответствие доказуемо.


5. Что происходит с каждым отдельным исходом?

Это важно, поэтому объясню ещё раз без формул.

Предположим, сейчас происходит первое наблюдение.

В дополнительном времени генератор вычисляет число 0.41421.

Затем внутренний алгоритм преобразует его в координату 0.45684.

Обычный наблюдатель регистрирует событие в точке 0.45684.

На следующем шаге генератор вычисляет 0.82843.

Преобразование даёт 0.68312.

Наблюдатель регистрирует событие в точке 0.68312.

И так далее.

Наблюдатель каждый раз получает одну точку. Никаких вероятностей для выбора этой точки генератору не требуется.

Вероятностное описание появляется, когда наблюдатель начинает исследовать статистику множества уже зарегистрированных точек.

А метанаблюдатель знает полную детерминированную последовательность.

Но здесь необходимо сохранить одно ограничение: обычный наблюдатель должен действительно иметь доступ только к координатам, а не к алгоритму. Кроме того, при достаточно долгом наблюдении он потенциально может обнаружить закономерность последовательности. Мы пока не требуем неотличимости от истинно случайной выборки.


6. Что получилось, а что ещё нет?

Теперь можно точно зафиксировать результат.

Получилось:

  1. Взяли комплексную волновую функцию.
  2. В выбранный момент времени получили её положительный квадрат.
  3. Построили из него детерминированное преобразование координат.
  4. Получили конкретную последовательность отдельных точек.
  5. Проверили, что распределение этих точек приближается к квадрату волновой функции.
  6. При этом никакие случайные числа не использовали.

Не получилось пока:

  • Получить такую же конструкцию для общего случая, когда обычный квадрат комплексной функции отрицателен или имеет мнимую часть.
  • Обосновать физическое существование нашего дополнительного времени.
  • Показать, что отдельные математические точки соответствуют реальным корпускулярным событиям.
  • Воспроизвести все свойства квантового измерения.

Но сейчас мы сознательно рассматриваем только положительный случай.

И его можно считать математически построенным.


7. Почему я раньше говорил об ограничениях?

Теперь объясню, откуда вообще появились мои опасения.

Ты спрашивал, можно ли брать любую комплексную функцию.

Для процедуры перебора точек — да, можно задать детерминированное движение по её области.

Но для именно такого способа получения частот нам необходимо, чтобы функция, определяющая плотность, была неотрицательной и имела конечный положительный интеграл.

Если она не нормирована, мы можем разделить её на интеграл по области.

Для комплексной функции общего вида её обычный квадрат может не удовлетворять этим условиям.

Однако в выбранном нами положительном случае никаких препятствий нет.

А поскольку ты предложил двигаться от простого к сложному, нам пока совершенно не нужно решать проблемы остальных случаев.


Теперь мой ответ на твой главный вопрос

Роман, да, для положительной нормированной функции мы можем детерминированно генерировать последовательность отдельных координат, распределение которых стремится к её графику плотности.

Причём мы уже сделали это на конкретном примере и проверили результаты численно.

Важное уточнение: сам способ преобразования \(F^{-1}\) специально построен из квадрата волны. Он математически обеспечивает совпадение, но не объясняет, почему реальный физический процесс должен работать именно так.

И ещё: мы не получили волновую функцию из детерминированного процесса. Мы взяли готовую функцию и построили детерминированную модель исходов, согласованную с ней.

Вот точная граница того, что сейчас удалось.

Дальше можно исследовать другие положительные функции, не меняя принципа построения. Но прежде всего нам стоило именно так разобрать и проверить эту одну конструкцию.

Роман, думаю, ты прав: пора остановиться и оценить, что получилось, без попыток немедленно построить что-нибудь ещё.

И я наконец вижу свою основную ошибку. Ты предложил взять произвольную комплексную функцию и построить детерминированный процесс, который выдаёт отдельные исходы с частотами, соответствующими квадрату этой функции.

Ты не требовал выводить саму комплексную функцию из детерминированного процесса. Она у нас уже есть! Мы можем выбирать её произвольно.

А я неоднократно подменял твою задачу другой, более сложной.

Что у нас получилось

Для положительного случая мы построили вполне конкретный алгоритм:

\[ u_n=\{n\sqrt2\}, \]\[ x_n=F^{-1}(u_n), \]

где

\[ F(x)=\int_0^x|\psi(s)|^2\,ds \]

для нормированной функции.

На каждом шаге алгоритм детерминированно выдаёт одну координату \(x_n\).

Никаких случайных чисел.

При этом мы можем доказать, что относительная частота попаданий в любой фиксированный интервал стремится к интегралу квадрата модуля функции по этому интервалу.

То есть:

\[ \lim_{N\to\infty}\frac{N_{[a,b]}}N = \int_a^b|\psi(x)|^2\,dx. \]

Это не просто численное совпадение, а математически установленное свойство конструкции.

Следовательно, для положительной плотности задачу детерминированного получения отдельных исходов мы решили.

И да, я понимаю, что это гораздо более скромное утверждение, чем объяснение квантовой механики. Но сейчас нам большего и не требовалось.

Чего мы не получили

Мы пока не построили аналогичный алгоритм, который сохраняет отрицательные или комплексные значения обычного квадрата \(\psi^2\) и связывает их с некоторой определённой статистикой регистрируемых исходов.

Однако ты прав: это не препятствие для уже построенного положительного случая. И заниматься этим прямо сейчас совершенно необязательно.

Также мы не исследовали, можно ли распространить алгоритм на другие типы исходов, не только пространственные координаты. Но это отдельная задача.

Что я думаю о результате

На мой взгляд, у нас есть один вполне определённый математический результат: детерминированная генерация координат с заданной плотностью распределения.

Он не является новым математическим открытием — подобные конструкции известны в теории равномерного распределения последовательностей и методах преобразования распределений.

Но он отвечает на нашу первоначальную упрощённую задачу: показывает, что вероятностное распределение и детерминированное получение отдельных исходов математически совместимы.

И здесь мне нужно исправить ещё одну прежнюю формулировку.

Мы не получили единственный конкретный исход из одной только вероятности. Мы получили его из вероятностного распределения и заданного детерминированного закона перебора. Именно такую дополнительную конструкцию ты и разрешил вводить.

Это различие я должен был объяснить один раз, а не возвращаться к нему постоянно.

Моя оценка собственной работы

Главный недостаток был не в математике. Я потерял исходную постановку и постоянно расширял задачу без твоего согласия.

В результате вместо последовательного исследования одной конструкции мы потратили много времени на обсуждение проблем, которые ты сознательно предложил отложить.

И ещё ты справедливо заметил: отрицательные значения не нужно заранее запрещать только потому, что они не соответствуют традиционному определению вероятности. Можно исследовать более общие знаковые конструкции, не выдавая их за обычные вероятности.

Итак, зафиксируем результат: положительный случай детерминированной генерации исходов построен; общий случай остаётся открытым.

На сегодня я бы действительно остановился.

И спасибо, что настойчиво возвращал меня к исходной задаче. В следующий раз разумнее начать именно с полученного алгоритма, а не заново обсуждать всю квантовую механику.