Почему большинство людей неправильно поняли мысленный эксперимент «Кот Шрёдингера»

Профессиональный корпускулярщик.
Волновое поведение крупных объектов

Квантовое волновое поведение проявляют не только элементарные частицы и нуклоны, но и более крупные объекты — молекулы. В 1999 году впервые наблюдалась дифракция фуллеренов[11]. В 2019 году удалось добиться дифракции молекул массой более 25 000 а.е.м., состоящих из почти 2000 атомов каждая[12].

Тем не менее, нет полной уверенности, могут ли в принципе проявлять квантовое поведение макроскопические объекты — например, с массой, превышающей планковскую[13].



И мозг в эту сторону никто (из реальных учёных) копнуть не осмелился.

Ну это не совсем так. Мы взаимодействуем с системой в результате которого возникает некое квантовое состояний представляющее суперпозицию нескольких состояний. Например мы знаем как взять спин и приготовить его в состоянии спин верх и вниз одновременно. Если бы ее не было мы бы не могли с ней взаимодействовать. Далее система полностью изолирована и находится в таком странном состоянии. Но как только мы попытаемся проверить куда же направлен спин, или просто система будет плохо изолирована мы разрушим это состояние.


Можно конечно сказать что система существует, потом не существует, потом опять существует, но это схоластика.



В ситуации с котом, чтобы кот был жив и мертв одновременно мы должны взять кота и приготовить его квантовое состояние в котором он жив и мертв одновременно, как мы это умеем делать со спином. Просто мы это не умеем делать.

Сам по себе кот в это состоянии не может впасть. Точнее вероятность этого настолько мала, что можно не рассматривать.
А вот вероятность того что спин впадет в состояние где он одновременно и вверх и вниз довольно высокая, очень много влияний на спин приводит этому состоянию.

Если придерживаться позиции что кот в состоянии суперпозиции не существует, то получится что после того как мы его загнали в это состояние он исчез, а потом мы стали его искать и он возник из ниоткуда. Зачем такие сложности?

Это сообщение отредактировал kurtosis - 15.11.2020 - 02:39

Это ничего не разрушает, а только уточняет одну из формулировок принципа неопределенности. Раньше точность экспериментов не позволяла различать эти две формулировки, хотя то что они отличаются было известно как минимум уже в 70х годах, а то и раньше. С точки зрения квантовой механики это совершенно никак не касается ее оснований и никаких противоречий там нет.

Из квантовой механики очень легко получить что произведенное флуктуаций, например, импульса dp и координаты dx должно быть больше постоянной Планка делить пополам h/2: dx *dp>h/2.
Это просто следствие свойств преобразования Фурье и как было верно так и сейчас верно.

Но была и другая формулировка принципа неопределенности которая никогда не была получена из первых принципов квантовой механики, а просто использовалась интуитивно. Если
мы измерим координату с точностью dx , то это вызовет возмущение в импульсе dp, такое что dx*dp>h/2. Кажется что это тоже самое, но на самом деле если провести точный расчет, то вместо h/2 там будет функция имеющая порядок h/2, но немного другая. Сейчас уровень техники позволяет измерить это отличие экспериментально.

Вот та ссылка что вы привели и ссылается на работу где это было измерено, а теоретически это отличие было предсказано несколько десятилетий назад. Но это никаким образом не делает принцип неопределенности неверным. Просто в зависимости от того что мы измеряем он может иметь немного другой вид.

Категорически в Вами согласен. Отмечу лишь, что я вел речь про другую концепцию за авторством уважаемого JBM.

kurtosis,
SashKaRat,
Хотите проведём мысленный эксперимент? Как Эйнштейн в старое доброе время :)

Представьте что есть двумерная вселенная, населённая прямыми линиями. Эта вселенная очень примитивная, события в ней бывают только одного вида: пересечение линий. В точке где две линии пересеклись, они пропадают, а появляются две новые линии. Это такое "квантовое событие".

Примем далее, что вселенная эта развивается пошагово: за один шаг рассчитываются все возможные пересечения всех линий, за следующий шаг просчитываются все пересечения, и так далее. В промежутках между шагами никаких событий проиходить не может, то есть время в ней гранулярно.

Представили? А теперь давайте подумаем, как бы мы реализовали такую вселенную в программном виде.

Вот тут-то и начинается интересное!

Чтобы вычислить пересечение двух линий, нужно знать только k1 и k2 этих линий (так как прямая задаётся функцией y=kx). Это позволит вычислить точку, в которой произойдёт "квантовое событие", то есть будут порождены две новые линии. У этих линий будут свои, новые, коэффициенты k3 и k4 - и это даст возможность вычислить следующую точку пересечения на следующем шаге. И таким образом эта вселенная будет жить, бурлить, и флуктуировать.

Понимаете? Программа не будет прорисовывать всю линию целиком, она просто посчитает по формуле. Нигде в памяти компьютера не будет ссылок на промежуточные точки этой линии; ссылки будут только на начало и конец, а между ними - ничего, только функция. Начало - это то место, где линия была порождена "квантовым событием", а конец - это то место, где она умрёт и породит новую в квантовом событии.

Фактически, в памяти такого симулятора будут храниться только координаты квантовых событий и волновые функции порождённых квантов.

Тем не менее, это будет полноценная вселенная со своей жизнью и своей энтропией. Думаю, я мог бы написать такой симулятор за одну ночь. Поскольку генератор случайных чисел на компьютере на самом деле не истинно случайный, а имеет зависимость, то порождённые им "случайные" события имеют аттрактор. За много шагов мы бы увидели как в этой вселенной сформировались структуры - области с большей и меньшей плотностью квантовых событий, то есть свои "галактики". В этой вселенной даже будет своя "космологическая постоянная" - она косвенно определяется формулой генератора случайных чисел, который я использую. Если перезапустить расчёт с другим генератором - "галактики" сформируются в других местах и в другом виде, т.е. поменяется форма вселенной. И там даже будет своя тепловая смерть - ведь параллельные линии не имеют точки пересечения, а значит исключаются из последующих циклов. Рано или поздно все линии "прореагируют" и эта вселенная придёт к состоянии полной энтропии (что в её случае означает полный параллелизм всех линий - что иронично, ведь для нас это наоборот полная упорядоченность). Самое забавное - и это совершенно не шутка - что для этой вселенной я буду Богом

Повторюсь, при этом в модели не содержится линий как таковых, а содержатся только координаты и волновые функции. То есть в ней не существует материи, а только лишь пространство и волновые функции.

Согласитесь, это значительно сэкономило бы ресурсы симулятора. Как вы думаете, если бы наша Вселенная тоже была симулятором, логично ли было бы предположить, что он тоже основан на экономичности?

Забавно было бы наблюдать, как линии обрели разум и пытаются понять устройство их вселенной, но застряли на ошибочной концепции что линии материальны, и придумали что между своим началом и концом линия находится в состоянии суперпозиции :)

Короче ребята, суперпозиции не существует. Даже материи не существует. Существует лишь пространство и волновые функции. В промежутках между квантовыми событиями квант не существует. Он лишь функция в памяти очень большого компьютера.

PS: если вам интересно, можем развить эту модель далее, где я покажу что и времени не существует, а существует лишь пространство.

Это сообщение отредактировал JBM - 16.11.2020 - 02:54

Да, забыл сказать: чтобы породить мою вселенную, мне понадобится лишь одно-единственное число. Первоначальное население пустой вселенной линиями будет осуществлено случайным генератором, а это число я использую как seed для него. Так что в ней будет своя сингулярность и свой Большой Взрыв.

Это был бы охуенно интересный эксперимент, вы не находите? Создать целую вселенную из одного числа и посмотреть во что она разовьётся спустя миллиард итераций - разве это не интересно? Возможно там сформируются довольно сложные структуры, может даже свои коты и свои Шрёдингеры?

Это сообщение отредактировал JBM - 16.11.2020 - 03:16

Сука, я даже уже знаю какое это будет число!

Это будет 42.

Это все к вопросу, что далеко не все понимают квантовую механику

Совершенно ничего общего между квантовыми объектами и вашими лямбда-функциями Просто потому что никакие "формулы расчета" в квантовые объекты не "заворачиваются" И событий "наблюдения" в квантовом мире более чем достаточно, потому что это не житейское понятие наблюдения.Любое взаимодействие квантовых объектов это уже наблюдение. И со схлопываемостью волновых функций тоже не все так просто.

Твоя "Вселенная" пойдет вразнос, потому что одна линия будет пересекаться более чем с одной другой линией, таким образом порождая более чем одного потомка себя. За исключением вырожденного случая тотально параллельных линий, но в такой вселенной не будет никакого развития вообще.

Уважаемый JBM, еще раз.

Вы можете проводить какие угодно мысленные эксперименты, just for lulz. Но это все равно будет тыканье пальцем в небо и, как вам уже отписали ранее, схоластика.

Вопрос сразу появляется: объясняет ли оно наблюдаемые явления точнее , чем это делает текущая теория. Имеет ли ваша теория предсказательную компоненту: можно ли с помощью нее расчитать интерференционную картину двух фотонов и насколько это сходится с экспериментом?

Конечно, вы можете возразить, что придумали офигенную тему, а дальше пусть физики-теоритики копают. Но не думали ли вы, что они уже отработали эту тему. Ученые отсутствием фантазии никогда не страдали.

А как оно на самом деле - да хрен его знает, мы никогда не узнаем.

Все, что у нас есть - модель согласующаяся с наблюдаемыми эффектами и умеющая предсказывать будущее. С определенной точностью.

P.S. Перефразируя проф.Чирцова - может и эфир существует, никто не спорит, но мат.аппарат уравнений Максвела и кван.мех работают лучше.

Это сообщение отредактировал SashKaRat - 16.11.2020 - 07:50

мы на кафедре Теоретической Физики и Прикладной математики поняли всё:)

Понятно. Ты вообще нихуя не понял что я писал, но так с отеческой снисходительностью посмеялся надо мной, прикрывшись авторитетом Максвелла.

Знаешь как называется когда кто-то неукоснительно верит в догмы, отрицая любые альтернативные мнения? - это называется религия. Ты ссылаешься блестящих учёных, но сам ты не учёный, а религиозный фанатик. Для тебя есть только один истиннный путь, а на самом деле - сомнение это краеугольный камень науки.

Моя вселенная конечно примитивна и смешна, но это научная гипотеза. Она удовлетворяет критерию Поппера (там выше уже привели), а значит достойна рассмотрения. Эйнштейн ведь тоже не сразу появился, до него было много гипотез, в том числе и эфир, но они оказались ошибочными. Но чтобы узнать ошибочна гипотеза или нет, её надо как минимум выдвинуть. А ты прикрылся Максвеллом и сходу объявил меня еретиком. Какой ты после этого специалист?

Когда "не всё так просто" - это самый главный показатель что теория натянута. Принцип Оккамы гласит что когда теория верна - то всё просто.

И это не только моё мнение. Я-то кто такой, но Копенгагенская интерпретация вызывает много критицизма и у специалистов.

Тогда один носок становится внутренним, другой - наружным

А мой-то мелкий, дурак, в институт на физ-тех хотел поступать.... Надо было сразу сюда! Тут сразу ядреной физике научат!

Возможно, у меня есть что вам предложить.

Все мы знаем, что в нашей Вселенной есть предельная скорость распространения взаимодействия. Она называется скорость света С. Это не вызывает сомнений.

Но возникает вопрос - каково её предназначение? Почему вообще скорость распространения должна быть ограничена? Неважно сколько это будет в численном значении - быстро или медленно - важно почему конечно, а не мгновенно?

Я как-то не следил за темой, не знаю предпринимались ли попытки объяснить необходимость скорости света... Ну конечно кроме догматических "потому что она в уравнениях". Но вот у меня, с моей примитивной симулированной вселенной, есть очень рациональное объяснение почему мне в моём симуляторе таки понадобится скорость света, и она таки будет ограничена.

Итак, вопрос - зачем свет имеет скорость? Достаточно ли это важный научный вопрос чтобы его рассмотреть? Вам что-либо известно о подобных исследованиях?

Ахаха, вот это веселье © Даун Хауз

Как я понял твою теорию: кванты это лямбда-функции, передаваемые в виде аргументов в функцию-вычислитель более верхнего уровня. Вызов происходит только тогда, когда какие-то параметры нужны для взаимодействия - с другой квантовой системой, ну или с наблюдателем. Т.е. грубо говоря, тормозим фотон, желая измерить импульс, идет callback и нам вычисляют импульс, а координаты не вычисляют. Типа принцип неопределенности, экономит ресурсы.

Ну хер знает, ИМХО это и есть размножение сущностей. Потому как никаких преимуществ перед существующими теориями не дает.

Научно ли? Допустим ты взял да и придумал мысленный эксперимент, как это опровергнуть - ну да тогда, вот те критерий Поппера.
Но теория, что луна из сыра состоит тоже этому критерию удволетворяет, ага.

Может быть мы по разному понимает принцип лямбда-функций? Я их в C++ юзаю, как там они работают, так я их и понимаю. Ну в C# юзал, когда на нем писал. Колбек - он и в африке колбэк, только замыкание добавили. Удобно че. Но никаких вычислительных преимуществ для производительности не вижу.

Никто не будет рассматривать всерьез теорию, в которой есть умозрительные выводы, но никаких привязок к экспериментам.

И про скорость света - физика не отвечает на вопрос "зачем". Это к попам.

Я, лично, воспринимаю "скорость-света", на интуитивном уровне, как условный коэффициент пропорциональности между временем и пространством. Характеристики пространства конечны. Характеристики времени конечны. Следовательно скорость света конечна. И она задает предельную скорость распространения взаимодействия, ну или распространения информации, если угодно.

Потому как можно придумать разные всякие явления, в которых будет фигурировать скорость, превышающая скорость света, но вот переноса информации при этом не будет.

Непосредственно к свету - эта скорость света отношения не имеет. Просто название такое, потому что из наблюдаемого фотон тут, сука, самый быстрый.

Но это все чисто моя собственная модель, для внутреннего использования. Может оно и так, а может и не очень, опять таки, хер его знает.

Одно точно можно сказать - объективная ральность нам доступна сильно лимитированно, исключительно в рамках наших ощущений и жизненого опыта.

Все остальное - модели. Они на вопросы "как", "почему", и "с хуя ли" отвечают очень условно. А уж вопрос "зачем" и вовсе смысла не имеет.

Это сообщение отредактировал SashKaRat - 16.11.2020 - 20:58

Про лямбда-функции ты всё понял правильно.

Вопрос "зачем" имеет колоссальный смысл когда дело касается черного ящика.

Раз ты программист, то приведу такой пример: когда ты читаешь чужой кусок кода и видишь что на вход функции чёрного ящика подаётся некий параметр, который вроде бы не нужен, но он подаётся - возникает вопрос "зачем?". Ответ на него позволяет многое узнать о внутренней структуре чёрного ящика.

Другой пример - военные захватили образец новейшего вражеского самолёта, и увидели, что крылья покрашены в чёрный цвет. У них сразу возникает вопрос - "зачем?". Ответ на этот вопрос поможет понять неизвестную технологию.

Изучая Вселенную мы изучаем чёрный ящик (точнее это мы в ящике, а она снаружи) - ведь мы не можем выглянуть за границы вселенной. Но узнав достаточно об устройстве этого чёрного ящика мы сможем выдвинуть прогнозы как он будет работать в различных ситуациях. Это то, чего ты требуешь - теоретическое предсказание, которое можно проверить экспериментально.

Я на сайте не так уж и много времени провожу, поэтому вовремя ваш коммент не заметил, но если интересно попробую пояснить как говориться на пальцах.

Я уже ранее писал на этом сайте, что наиболее полно физика объясняется только с помощью математики, т.к. это наиболее формализованный язык из существующих в природе(тоесть язык в кором каждое "слово" и "знак" имеют строго один смысл и не допускают двоякого толкования). Для объяснения физики посредством, например русского языка, приходиться прибегать к аналогиям, а они как известно не точны и их ни в коем разе нельзя развивать для обяснения явлений за пределами конкретной аналогии. Но попробуем.

Дело в том, что в КМ термин "измерение" имеет несколько иной смысл нежели в обычной классической механике. Имерить элементарную частицу можно только воздействовав на нее другой частицей, а значит неизбежно изменить её состояние передав измеряемой частице часть(или всю) энергии от частицы которую мы послали для замера. Из этого вытекает нехитрый принцип неопределённости Гейзенберга: ΔxΔp>=h/4П ; как видно из формулы перемноженные друг на друга изменения координаты и импульса не могут быть меньше, чем постоянная планка поделенная на 4П. Это говорит о том, что если мы захотим например вычислить с идеальной точностью координату например электрона(т.е. Δx -> 0), то второй множитель(импульс) будет стремиться к бесконечности, поскольку мы как нимимум должны послать фотон с наименьшей из возможных длинной волны(наименьшим размером, хотя само понятие размер частицы вообще неприменимо в КМ) и с наибольшим импульсом(ибо p=h/λ ), и тем самым передать этот громадный импульс нашему электрону который улетит с хрен знает какой скоростью хрен знает куда. Принцип естественно работает и в обратную сторону, когда мы стремимся наиболее точно вычилить импульс.

Но и это далеко не все приколы КМ. Сам замер(взаимодействие частиц) процес вероятностный.
Само положение частицы с пространстве и её размер(некорректно для КМ) описывается уравнением Шредингера и вытекающим из него уравнениями Дирака, Паули, Клейна-Гордона. А уравнение говорит нам о том, что в результате решения этого уравнения для любой области пространства мы получим вероятность нахождения искомой частицы и нигде она не будет строго=1 и самое забавное, что также нигде она не будет строго=0.
Попытаюсь привести аналогию того же электрона которого мы пытаемся измерить постредством фотона: Визуализируйте себе электрон не как точку в пространстве, а как некоторое гипотетическое белое облако на чёрном фоне где максимально белый цвет это вероятность обнаружения=1 ну, а чернота соответсвенно наоборот(типа как трёхмерная мишень для дартса). Фотон по хорошему нужно визуализировать так же, но для простоты считаем его просто точкой, для нашего случая такое упрощение непринципиально. И вот летит наша точка-фотон в сторону облака вероятности местоположения электрона и
пересекая белые зоны в каком то месте происходит взаимодействие, месте которое менее вероятно будет на переферии облака и наиболее вероятно будет в центре. И облако вдруг пуффф и исчезает и электрон в данном моменте времени превращается в точку(Типа: "Привееет я тут всегда и был". Пиздит сука). Где он конкретно превратится с точку хуй его знает, мы можем оперировать только вероятностью и тот же точка-фотон в исключительно редких случаях может пролететь прямиком сквозь центр и не найти там никакого электрона. Вот что такое пресловутый кот Шредингера, до замера мы никогда не можем точно сказать условно красная у нас частица или зелёная, а можем только сказать что она, например, в 20% случаев будет красная, а в остальных зелёная. Имея дело с септилионом частиц, как то похуй на всю эту неопределённость так как с крайне высокой точностью мы можем сказать, что у нас 20% частиц красные, а 80% зелёные, но имея дело с парой десятков или парой штук наша точность становится сопоставима со всей выборкой.

Ты путаешь вопросы "зачем" (для чего, с какой целью) и "как" (каким образом, на сколько, куда)" .

Правильная постановка задачи анализа черного ящика - "Как меняется выходная y, при заданной входной dx" При этом черный ящик остается черным ящиком, т.е. мы по условиям задачи внутрь не попадаем. Поэтому мы проводим эксперименты, строим модель, еще раз проводим эксперименты, уточняем модель и так в цикле.
В какой-то момент мы получаем y = f(x), которая опишет нам реакцию черного ящика с нужной нам точностью. Но мы никогда не узнаем, что там на самом деле внутри.

Что касается реверс-инжиниринга и анализа чужого кода (мне приходилось заниматься, как первым, так и вторым разумеется). Там вопрос "зачем" имеет место, но только по-одной причине - он задается по-сути к разработчику черного ящика относительно выбора им конкретного технического решения среди множества альтернатив. В физической модели мира - мы этих альтернатив не имеем.

А уж если черный ящик доступен в сырцах - то какой он, к псу, черный ящик. Я просто поиском найду все применения аргумента и посмотрю, на что он влияет.

В любом случае, вопрос "зачем" - предполагает наличие цели разработки и воли разработчика. Если ты это про вселенную - то поздравляю - ты креационист (хоть в варианте Бога, хоть в варианте матрицы). И эти люди меня религиозным фанатиком обозвали.

Это сообщение отредактировал SashKaRat - 17.11.2020 - 07:50

наливай

тут без пузыря не разобраться

Слышал фразу от одного физика-ядерщика кандидата наук, "Если вы поняли квантовую механику - значит вы невнимательно читали учебник"

Это сообщение отредактировал Артемий13 - 17.11.2020 - 09:23

У меня вот кот ночью обоссал детскую куртку, поэтому малой пошёл в садик в комбезе. Коробки дома есть, цианида нет. Что посоветуете?

Не могу согласиться. В процессе познания качественные вопросы идут всегда впереди количественных. Перед тем как измерить напряжение удара молнии человечество должно было понять что молния "сделана" из электричества. Ты сейчас говоришь исключительно о количественном методе исследования - но это тупиковый путь, один лишь количественный метод не приведёт к расширению знания. Необходима комбинация их обоих.

Поскольку я не математик и в количественном анализе не силён, то это конечно твоё игровое поле. На нём ты уделаешь любого, а поэтому естественно что ты будешь стремиться перевести дискуссию на своё поле. Но я могу привести кое-что в защиту моего поля.

Вот вы, количественные физики, сейчас бьётесь над проблемой гравитации - никак не можете измерить гравитон. Даже найти его не можете. А ведь для начала стоило бы задаться вопросом - он вообще существует? Что вы собрались измерять, если его не существует?

И вот тут качественный вопрос выходит вперёд количественного. Если удалось бы создать модель, которая проявляла такое же поведение, как мы наблюдаем в реальности (то есть материя притягивалась бы и собиралась в структуры) но при этом в модели не было бы никакой "гравитации" - стало бы это поворотным моментом в исследованиях гравитона? Думаю что стало бы, ибо прекратились бы затраты усилий на поиск несуществующей хуйни, которые можно было бы направить на исследование существующих вещей.

В моём симуляторе я показал бы что материя проявляет поведение гравитации, но притом я не закладывал бы в модель никакую гравитацию. В моей модели только пространство и волновые функции. Но взглянув со стороны, вы увидели бы как материя собирается в "галактики". При полном отсутствии в модели гравитации как сущности.

Так всё таки важен ли вопрос "зачем" или неважен?

Это сообщение отредактировал JBM - 17.11.2020 - 14:20

Гипотеза симуляции на полном серьёзе обсуждается в научных кругах. Конференции по ней проводятся (нагугли если интересно). Любая гипотеза имеет право на рассмотрение, а эта особенно хороша - она довольно легко объясняет то, над чем квантовые физики бьются уже сто лет.

Но стоит чуть погромче заявить об этой гипотезе, как в игру вступает научное лобби - те самые учёные, которым похуй реален гравитон или нет, им главное что бабки на его исследование реальны. И среди них есть маститые фигуры, а в серьёзных фондах запланированы гранты на эти исследования. И тут выперлись какие-то симуляторщики, которым только дай волю и они из говна и палок, не освоив даже малой толики этих бюджетов, соберут модель, которая похерит все эти прекрасные перспективы?!!! Пффф!

Это сообщение отредактировал JBM - 17.11.2020 - 14:30