Кот Шрёдингера «и жив, и мёртв»

Это еще более странно: волновая функция на самом деле представляет собой квадратный корень из вероятности в той степени, в какой это имеет смысл. (Простейшее математическое изобретение, моделирующее это, состоит в том, что масса частицы re^it, где t — время. Таким образом, она «вращается» в комплексном пространстве, а ее энергия и масса разделяются на действительную и мнимую составляющие.) Когда вы умножаете две из них вместе, только тогда вы получите реальное число, вероятность.

Основанием считать кошку и живой, и мертвой является время наступления события смерти. Если кошка решит, что она жива, значит, она была жива все это время. И если оно мертво, оно также будет мертво все это время. Время течет для кошки так, как будто событие было решено, когда его вызвала (пока еще неразрешенная) причина.

Если вы думаете об этом как о вероятности, слишком велик соблазн вообразить, что событие произойдет, когда вероятность будет определена. Но это уже произошло, как бы это ни вышло. Он упускает одну из отличительных характеристик парадокса. Таким образом, фрейм явно исключает такой способ мышления для достижения эффекта.

Маленький мысленный эксперимент Шрёдингера — это драма, в которой драматизируются концептуальные, онтологические и эпистемологические проблемы, возникающие в физике малого; когда его масштабируют из этого маленького мира в наш собственный человеческий мир, эти ситуации, как вы говорите, не применимы - хотя есть тонкости.

Так что кот Шрёдингера - как кот, а не как замещение какой-то очень маленькой частицы - и, как вы говорите, либо мёртв, либо жив, а не то и другое одновременно.

Эти парадоксы возникают в физике малого, на что уже классно указывали Зенон и Нагарджуна, но обычно так не думают.

Одно из предположений, восходящих к Кочену в 70-е годы и, вероятно, ранее, а также выдвинутое совсем недавно Смолиным и Ровелли, состоит в том, что это означает, что онтология релятивизирована; они думают об измерении или наблюдении как о взаимодействии.

NB

Я не могу не отметить здесь, что в буддийском атомизме атомы считаются атомами восприятия ; конечно, когда мы думаем о восприятии, мы думаем о человеческом разуме, то есть когнитивно — так что это выглядит странно, если не причудливо; но может быть и так, что это не совсем то, о чем думали эти мыслители; в конце концов, посмотрите, что только что сделали Ровелли и др., чтобы перейти от наблюдения человеком-наблюдателем к измерению или взаимодействию частицы; но это потребовало бы более внимательного изучения этих текстов, чтобы увидеть, что именно они подразумевают под восприятием в данном контексте.

Концептуальный конструкт «мертвый» или «живой» представляет собой 100%-ное невероятностное состояние (по крайней мере, как оно понимается человеком в рамках его системы отсчета). Эту 100% уверенность можно рассматривать как «объективную реальность» для человека, обладающего такой информацией.

Именно здесь квантовая механика становится странной и отклоняется от того, как ведет себя классическая физика. Не существует «индивида с информацией», поэтому нет и «объективной реальности». Для этого потребуется «наблюдатель», который будет иметь такой эффект, как схлопывание формы сигнала а. ля. Копенгагенская интерпретация.

То, что вы описываете, известно как «локальная скрытая переменная» в сообществе квантовой механики. Согласно этой теории, кошка либо жива, либо мертва, и она знает об этом, но никто другой этого не знает. Он скрыт от всех и является локальным, то есть известен только самой кошке. К сожалению для тех из нас, кто хочет, чтобы квантовая механика была интуитивной, такие локальные скрытые переменные на самом деле не описывают поведение квантовомеханического мира. Нам бы хотелось, чтобы они были, но они просто не соответствуют данным.

Неравенства Белла были бы де-факто местом, где я пошел бы, чтобы опровергнуть такую ​​теорию локальной скрытой переменной. Его теория касается случая запутанных частиц, таких как наличие двух запутанных радиоактивных изотопов или, возможно, двух запутанных кошек. Он доказал, что если существуют локальные скрытые переменные (другими словами, если кошка на самом деле «живая» или «мертвая», просто никто, кроме кошки, об этом не знает), должны выполняться определенные неравенства. Экспериментальные данные доказывают, что эти неравенства неверны . Таким образом, поведение мира на квантовом уровне просто невозможно описать, используя локальные скрытые переменные.

Единственное верное решение проблемы кота Шредингера — лечить кота с помощью квантовой механики, а не классической механики. В такой трактовке кошка может быть суперпозицией живого и мертвого, и это нормально по стандартам QM. Любая более простая трактовка, где кошка жива или мертва, но не какая-то странная смесь того и другого, просто не соответствует эмпирической проверке того, как мир устроен на квантовом уровне. Кошка Шредингера может быть крайним примером, предназначенным для доказательства точки зрения, но ее теория КМ верна, и есть прямые следствия для кошки Шредингера, которые можно продемонстрировать и действительно показать, что кошка не жива и не мертва.

Я считаю, что исследование мира QM лучше всего подкреплено здоровым списком примеров экспериментов, которые демонстрируют более любопытные неинтуитивные аспекты математических предсказаний. Многие из нас (включая меня) могут испытать искушение заявить, что бык*#$(. Однако для каждого из этих неправдоподобных утверждений есть эксперимент, который демонстрирует, что это действительно происходит так, как утверждает КМ — бык*#@$ прав! Мое ​​личное проклятие — серия квантовых ластиков. Эта серия экспериментов начинается с эксперимента с двумя щелями и становится все любопытнее и любопытнее по мере продвижения к квантовому ластику с отложенным выбором. Нравится вам это или нет, но эксперименты были сделаны.

Кот Шрёдингера — не очень интересный мысленный эксперимент. Он выживает (эксперимент, а не кошка), потому что люди не очень хорошо понимают квантовую механику, но любят пушистых животных.

Классическое вероятностное описание ситуации прекрасно подходит. В квантовом мире классическое описание неверно, но дает правильный ответ. В классическом мире квантовое описание неверно, но дает правильный ответ. Реальный мир оказывается квантовым, но мы никогда не узнаем об этом из-за кота Шрёдингера; мы знаем это благодаря экспериментам, подобным эксперименту Белла/ЭПР, которые фактически отделяют квантовый мир от неквантового.

Обычная защита заключается в том, что это просто должно быть забавным способом подумать о квантовой механике в сравнении с классической механикой. Точно так же кошка в коробке покоится в геоцентрическом мире, но быстро движется в гелиоцентрическом мире. Думаю, нет ничего плохого в том, чтобы сказать это на лекции, чтобы заинтересовать студентов. Но назвать это «котом Бенрга», назвать экспериментом и повторить его дословно в следующем столетии, означает недостаток понимания и воображения со стороны людей, повторяющих это.

Основная трудность здесь, на мой взгляд, лежит в чисто классической сфере. Более того, это даже не проблема с физикой — это проблема логики или конкретно нашего языка для нее.

Нам часто нравится присваивать значения истинности предложениям, и мы склонны делать это в двузначной логике. Однако это не является требованием классической логики высказываний — если мы занимаемся присвоением значений истинности предложениям, мы могли бы использовать любую булеву алгебру.

Наш язык для таких вещей, однако, сильно привязан к двузначной логике, поэтому говорить об этом сложно.

Чтобы увидеть проблему, рассмотрим простейшую многозначную булеву алгебру: четырехзначную логику, состоящую из пар, (a,b)где aи bможет быть либо либо falseлибо true.

Теперь рассмотрим закон исключенного третьего. В форме «P истинно или P ложно» это не выполняется, потому что истинность P может быть (true, false). Однако в форме « P ∨ ¬Pявляется тавтологией» оно имеет место, потому что это утверждение истинно (т . е. (true, true)) независимо от того, какое из четырех значений истинности мы присвоим P.

Это то, что происходит с котом Шредингера; когда мы говорим, что оно и «живое, и мертвое», это подразумевается с «внешней» точки зрения; мы говорим, что истинность предложения «оно живое» имеет истинные компоненты и ложные компоненты. Однако, с «внутренней» точки зрения, закон непротиворечия все еще имеет место , т. е alive ∧ ¬alive. является чисто ложным.

Возвращаясь к физике, суть в том, что квантовая механика посредством декогеренции предполагает, что вселенная действительно работает именно так ; «многозначность» — неотъемлемая часть примерно классической картины, проявляющейся в макроскопических масштабах.

Невозможно обнаружить частицу в двух местах одновременно, вот и вся идея. Утверждение, что оно находится в двух местах одновременно, не является эмпирически значимым утверждением. Никто не говорит, что кошка жива и мертва одновременно. Квантовая механика определенно не утверждает, что кошка живая и мертвая одновременно или что частицы находятся в двух местах одновременно.

Лучшим утверждением было бы то, что частица на самом деле не имеет никакого местоположения до обнаружения. А также то, что у кошки вообще нет никаких свойств, пока такие свойства не будут определены эмпирически. Это была проблема с предложением EPR, предполагающим «элементы реальности» между взаимодействиями/измерениями.

Концептуальный конструкт «мертвый» или «живой» представляет собой 100%-ное невероятностное состояние (по крайней мере, как оно понимается человеком в рамках его системы отсчета). Эту 100% уверенность можно рассматривать как «объективную реальность» для человека, обладающего этой информацией. .

Это не очень хорошо сказано. Сказать, что вероятностное утверждение не является вероятностным, потому что мы уверены в вероятностях, на самом деле просто игра слов. Уверенность в том, что мы чего-то не знаем, в лучшем случае является «субъективной реальностью».

В гипотезе «множества миров», где волновая функция не коллапсирует, кошка и мертва, и жива, но каждый из них находится в другой вселенной.

Согласен с Хуркилом. Частица может существовать в двух состояниях или двух местах одновременно. Чтобы узнать больше, см. статью Википедии о квантовой суперпозиции:

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_superposition