Есть ли эксперимент, позволяющий наблюдать или доказать наличие состояния "до коллапса", состояния суперпозиции, неопределенного состояния?
Полно. Самый известный — эксперимент с двумя щелями. При пролёте щелей электрон находится в состоянии суперпозиции "электрон пролетает через левую щель" + "электрон пролетает через правую щель".
Можем ли мы как-то доказать, что кошка одновременно мертва и жива в этом ящике?
В принципе — можем. На практике это проблематично, так как необходимо перевести кошку в такое состояние, чтобы амплитуда перехода в это состояние была примерно одинаковой для обоих состояний суперпозиции. По сложности это то же самое, что и оживление мёртвой кошки, то есть довольно сложно.
Что он будет наблюдать, находясь в состоянии суперпозиции между живым и мертвым состянием?
Вопрос некорректен. Мы можем только спросить, что он расскажет о своих наблюдениях, когда мы откроем коробку и разрушим суперпозицию. Если суперпозиция при этом перейдёт в состояние "живой учёный", скажет "я ничего не почуствовал". Если суперпозиция перейдёт в состояние "мёртвый учёный", он уже ничего не скажет. Если же провернуть трюк с интерференцией, как я выше писал для кошки, точно предсказать не берусь, и всё будет сильно зависеть от деталей. Может, например, получится живой учёный в вегетативном состоянии, но скорее что-то существенно более экзотическое.
Ну почему же она бестолкова, ели она позволяет заметить ошибку в утверждении "без возможности проведения эксперимента знание не имеет ценности"? Это уже толк.
"коллапс" волновой функции, который происходит мгновенно во всем пространстве, нарушает ограничение на скорость света и принцип локальности.
На самом деле нет, не нарушает. Будучи сам по себе релятивистски-неинвариантым, то есть выделяя особую систему отсчёта, в которой он происходит мгновенно, коллапс, оказывается, не позволяет определить, что это за система отсчёта. То есть какую бы мы систему отсчёта не взяли в качетве "выделенной", измеряемые величины от этого не изменятся. В результате получается, что ни абсолютную скорость коллапс не позволяет определить, ни информацию быстрее скорости света передать, а значит СТО мгновенный коллапс не нарушает.
Во время полета по геодезическому пути вокруг ЧД частицы не поворачиваются вокруг свой оси
С чего бы это? Когда спутник летит по геодезической вокруг Земли, скажем по параболической траектории, он по-вашему тоже "не поворачивается, но возвращается назад повёрнутым"? Принципиальной разницы у этой ситуации с чёрной дырой нет.
David Wallace What is orthodox quantum mechanics?, 2016.
Это более современная, чем учебник Ландау, методическая статья, где, в частности, поднимается вопрос о ненужности проекционного постулата. (Кратко: да, он не нужен, безотносительно интерпретации.)
Есть ли какие-нибудь практические следствия у различия ММИ и КИ? Экспериментальные, например. Или в неких гипотетических экспериментах.
Различия только методологические. Копенгагескую интерпретацию сложно применять в вопросах космологического характера. Или, например, для точного предсказания результатов хитрых экспериментов типа "друга Вигнера" (как тут; точного — это значит настолько точного, что надо учитывать неклассичность наблюдателей в этом эсперименте). Сложно — не значит невозможно, но проще воспользоваться ММИ, где соответствующие трудности просто не возникают.
Имхо, Поппер не самый лучший источник. Мне кажется, философы вообще склонны изобретать свою собственную терминологию, если стандартная им неудобна или кажется неконсистентной.
В эксперименте, в отличие от наблюдения, исследователь манипулирует одним или несколькими факторами (=независимыми переменными), определяя их воздействие на другой фактор (=зависимую переменную).
И, насколько я помню, в моём учебнике природоведения за 3 класс было написано примерно то е самое.
В квантовой механике уравнением Шрёдингера называют две вещи: 1) уравнение общего вида, которому подчинается любая квантомеханическая система, 2) частный случай такого уравнения для системы электронов (нерелятивистских заряженных частиц).
В квантовой теории поля эти ипостаси уравнения Шрёдингера разделяются. Уравнение Шрёдингера для электронов трактуется как уравнение электронного поля и превращается в уравнения Дирака, Клейна-Гордона и др. Но уравнение Шрёдингера общего вида, трактуемое как уравнение, которому подчиняется любая квантовая система, остаётся верным и в КТП. При этом в КТП уравнения поля, такие как уравнение Дирака, больше не являются просто частным случаем уравнения Шрёдингера, между ними более сложные взаимоотношения.
Когда говорят об уравнении Шрёдингера для Вселенной, имеется в виду уравнение Шрёдингера как уравнение определённого вида, одинакового для всех квантовых систем.
А когда говорят, что уравнение Шрёдинигера превращается в КТП в уравнение Дирака, то имеют в виду уравнение Шрёдингера как уравнение электронного поля.
она опирается только на то, что результаты измерений задаются вероятностью
Да, всего лишь :-) Для математической теоремы большего требовать, наверное, нельзя, но законченным выводом правил Борна в рамках ММИ эта теорема не является.
Вот эта статья выше мне понравилась, я ее только что прочитал, и она прямо по полочкам все раскладывает.
Я не знаю, насколько изложенное в ней явялется мейнстримом и устоявшимся знанием. В той степени в какой является — в такой степени проблема вывода правил Борна решена.
Наоборот сложно. История показывает, что эффективный способ найти ответ на качественный, "философский" вопрос — это переформулировать его как вопрос количественный и искать ответ на этот количественный вопрос, и когда он будет найден, первоначальный вопрос получит ответ автоматически. Поэтому надо искать вывод правил Борна, и тогда вопрос о природе вероятностей решится автоматически.
Я не знаю, о каком выводе вы говорите.
О выводе Эверетта. Он приведён, в частности, в книге Иванова. Теорема Глиссона на первый взгляд выглядит более общей штукой, так как не опирается на лоренц-инвариантность напрямую, но, как я понимаю, всё равно страдает от примерно тех же проблем (вывод опирается на дополнительные предположения, которые являются не более обоснованными, чем выводимые правила Борна).
А вот вопрос — почему мы вообще задаем измерения вероятностями, особенно в ММИ, которая принципильно детерминистична.
Ну, статфизика в основе своей тоже детерменистична, но это не мешает пользоваться аппаратом теории вероятностей. В случае статфизики ответ такой: потому что эффективно система (точнее, не исходная система, а некая эмерджентная система — проекция исходной системы в пространство макросостояний) ведёт себя недетерменированно. Насколько я понимаю, ответ, предлагаемый Зуреком для квантовой механики в самых общих чертах такой же, но конкретно я ещё не разобрался: сложно.
Но ведь многомировая интерпретация вовсе не про создание миров в буквальном смысле. А про то, что вся вселенная представляет собой единственную волновую функцию, которая эволюционирует по уравнению Шредингера.
Это то, что обычно имеют ввиду физики, относящие себя к "приверженцам MWI", но и "создание миров в буквальном смысле" тоже называют MWI. Есть и физики, разделяющие буквальное понимание множества миров, — Дойч, к примеру. А Зурек, когда хочет подчеркнуть необязательность буквальности многих миров, говорит не о "многомировой интерпретации", а "эвереттовской интерпретации".
Да, и одно из лучших объяснений многомировой интерпретации что я видел, не по ссылке в статье, а вот эта
Объяснение хорошее, много содержательной информации, но есть и ошибочка:
Правило Борна не постулируется в ММИ, а выводится из общих положений.
Имеющийся в виду вывод общепризнан неудовлетворительным. Удовлетворительного вывода правила Борна не существует, и это самая главная проблема ММИ. Но активная работа в этом направлении ведётся, определённые успехи есть.
Потому что требуемый размер ускорителей уже на пределе доступного человечеству. Я бы не рассчитывал на то, что удастся построить ускоритель по всему экватору, не говоря уже, скажем, об ускорителе размером с орбиту Земли.
Не вижу принципиальных запретов для этого.
Отсутствие принципиального запрета не делает фантазии о создании подобных технологий чем-то большим, чем ни на чём не основанными фантазиями.
В разделе биологии «классификация» эксперимент неприменим потому, что это не наука, а только ее небольшой раздел.
Это раздел, долгое время бывший важнейшим. Неважно, раздел это или подраздел или ещё что. Важно, что это такая область науки, где эксперимент по главе угла не стоит.
Продолжение должно называться "Почему топовые физики, несмотря на нелюбовь, предпочитают многомировую интерпретацию другим".
Я вас разочарую, но этого никогда не произойдет. Невозможно построить вероятностную теорию не вводя вероятности изначально.
Вы знакомы с экзистенциальной интерпретацией (это вариант ММИ, не требующий существования множества миров)? Не стоит делать такие смелые утверждения, пока не разберётесь с ней.
И, соответственно, имеем два типа научных дисцилин областей — там где эксперимент возможен (на настоящее время) и где не возможен (пока).
А также те, где эксперимент пока ещё возможен, но перестанет быть доступен в будущем (возможно, ФЭЧ), и те, где он невозможен, и не будет возможен никогда (космология). А ещё те, где он невозможен не из-за ограничений, а по смыслу деятельности: так, одной из задач биологии является описание и классификация видов живых существ, и экспериментальный метод к этой задаче неприменим.
При таком определении эксперимента, конечно, эксперименты проводят и экспериментальные науки, и наблюдательные. Я не знаю, что такое "строгое определение" в нематематическом контексте, но общепринятым такое определение, насколько мне известно, не является.
Полно. Самый известный — эксперимент с двумя щелями. При пролёте щелей электрон находится в состоянии суперпозиции "электрон пролетает через левую щель" + "электрон пролетает через правую щель".
В принципе — можем. На практике это проблематично, так как необходимо перевести кошку в такое состояние, чтобы амплитуда перехода в это состояние была примерно одинаковой для обоих состояний суперпозиции. По сложности это то же самое, что и оживление мёртвой кошки, то есть довольно сложно.
Вопрос некорректен. Мы можем только спросить, что он расскажет о своих наблюдениях, когда мы откроем коробку и разрушим суперпозицию. Если суперпозиция при этом перейдёт в состояние "живой учёный", скажет "я ничего не почуствовал". Если суперпозиция перейдёт в состояние "мёртвый учёный", он уже ничего не скажет. Если же провернуть трюк с интерференцией, как я выше писал для кошки, точно предсказать не берусь, и всё будет сильно зависеть от деталей. Может, например, получится живой учёный в вегетативном состоянии, но скорее что-то существенно более экзотическое.
Если не учитывать всякие потенциально возможные тонкие эффекты, вертикальная поляризация останется вертикальной, горизонтальная — горизонтальной, правая — правой, левая — левой.
Не декодировал. У частицы нет "глаз", кроме спина. Некуда ей смотреть.
Ну почему же она бестолкова, ели она позволяет заметить ошибку в утверждении "без возможности проведения эксперимента знание не имеет ценности"? Это уже толк.
На самом деле нет, не нарушает. Будучи сам по себе релятивистски-неинвариантым, то есть выделяя особую систему отсчёта, в которой он происходит мгновенно, коллапс, оказывается, не позволяет определить, что это за система отсчёта. То есть какую бы мы систему отсчёта не взяли в качетве "выделенной", измеряемые величины от этого не изменятся. В результате получается, что ни абсолютную скорость коллапс не позволяет определить, ни информацию быстрее скорости света передать, а значит СТО мгновенный коллапс не нарушает.
С чего бы это? Когда спутник летит по геодезической вокруг Земли, скажем по параболической траектории, он по-вашему тоже "не поворачивается, но возвращается назад повёрнутым"? Принципиальной разницы у этой ситуации с чёрной дырой нет.
А смысл-то в чём? Какую вы хотите проверить гипотезу? Почему вы предполагаете какой-то необычный ответ?
David Wallace What is orthodox quantum mechanics?, 2016.
Это более современная, чем учебник Ландау, методическая статья, где, в частности, поднимается вопрос о ненужности проекционного постулата. (Кратко: да, он не нужен, безотносительно интерпретации.)
Различия только методологические. Копенгагескую интерпретацию сложно применять в вопросах космологического характера. Или, например, для точного предсказания результатов хитрых экспериментов типа "друга Вигнера" (как тут; точного — это значит настолько точного, что надо учитывать неклассичность наблюдателей в этом эсперименте). Сложно — не значит невозможно, но проще воспользоваться ММИ, где соответствующие трудности просто не возникают.
Имхо, Поппер не самый лучший источник. Мне кажется, философы вообще склонны изобретать свою собственную терминологию, если стандартная им неудобна или кажется неконсистентной.
Ну вот например про психологию:
И, насколько я помню, в моём учебнике природоведения за 3 класс было написано примерно то е самое.
В квантовой механике уравнением Шрёдингера называют две вещи: 1) уравнение общего вида, которому подчинается любая квантомеханическая система, 2) частный случай такого уравнения для системы электронов (нерелятивистских заряженных частиц).
В квантовой теории поля эти ипостаси уравнения Шрёдингера разделяются. Уравнение Шрёдингера для электронов трактуется как уравнение электронного поля и превращается в уравнения Дирака, Клейна-Гордона и др. Но уравнение Шрёдингера общего вида, трактуемое как уравнение, которому подчиняется любая квантовая система, остаётся верным и в КТП. При этом в КТП уравнения поля, такие как уравнение Дирака, больше не являются просто частным случаем уравнения Шрёдингера, между ними более сложные взаимоотношения.
Когда говорят об уравнении Шрёдингера для Вселенной, имеется в виду уравнение Шрёдингера как уравнение определённого вида, одинакового для всех квантовых систем.
А когда говорят, что уравнение Шрёдинигера превращается в КТП в уравнение Дирака, то имеют в виду уравнение Шрёдингера как уравнение электронного поля.
dxdy.ru
dxdy.ru
dxdy.ru
Ну, и, например, Философская энциклопедия: наблюдение и эксперимент
Да, всего лишь :-) Для математической теоремы большего требовать, наверное, нельзя, но законченным выводом правил Борна в рамках ММИ эта теорема не является.
Я не знаю, насколько изложенное в ней явялется мейнстримом и устоявшимся знанием. В той степени в какой является — в такой степени проблема вывода правил Борна решена.
Наоборот сложно. История показывает, что эффективный способ найти ответ на качественный, "философский" вопрос — это переформулировать его как вопрос количественный и искать ответ на этот количественный вопрос, и когда он будет найден, первоначальный вопрос получит ответ автоматически. Поэтому надо искать вывод правил Борна, и тогда вопрос о природе вероятностей решится автоматически.
О выводе Эверетта. Он приведён, в частности, в книге Иванова. Теорема Глиссона на первый взгляд выглядит более общей штукой, так как не опирается на лоренц-инвариантность напрямую, но, как я понимаю, всё равно страдает от примерно тех же проблем (вывод опирается на дополнительные предположения, которые являются не более обоснованными, чем выводимые правила Борна).
Ну, статфизика в основе своей тоже детерменистична, но это не мешает пользоваться аппаратом теории вероятностей. В случае статфизики ответ такой: потому что эффективно система (точнее, не исходная система, а некая эмерджентная система — проекция исходной системы в пространство макросостояний) ведёт себя недетерменированно. Насколько я понимаю, ответ, предлагаемый Зуреком для квантовой механики в самых общих чертах такой же, но конкретно я ещё не разобрался: сложно.
Это связанные вопросы: если будет понятно, как возникают правила Борна, будет понятно, откуда берутся вероятности в принципе.
Но нет, вывод не "нормальный". Кратко об этом сказано в "Как понимать квантовую механику" Иванова. Более подробно — см. статью "Relative States and the Environment: Einselection, Envariance, Quantum Darwinism, and the Existential Interpretation" Зурека (часть "Probilities and Born's rule...") и далее по ссылкам.
Это то, что обычно имеют ввиду физики, относящие себя к "приверженцам MWI", но и "создание миров в буквальном смысле" тоже называют MWI. Есть и физики, разделяющие буквальное понимание множества миров, — Дойч, к примеру. А Зурек, когда хочет подчеркнуть необязательность буквальности многих миров, говорит не о "многомировой интерпретации", а "эвереттовской интерпретации".
Объяснение хорошее, много содержательной информации, но есть и ошибочка:
Имеющийся в виду вывод общепризнан неудовлетворительным. Удовлетворительного вывода правила Борна не существует, и это самая главная проблема ММИ. Но активная работа в этом направлении ведётся, определённые успехи есть.
Потому что требуемый размер ускорителей уже на пределе доступного человечеству. Я бы не рассчитывал на то, что удастся построить ускоритель по всему экватору, не говоря уже, скажем, об ускорителе размером с орбиту Земли.
Отсутствие принципиального запрета не делает фантазии о создании подобных технологий чем-то большим, чем ни на чём не основанными фантазиями.
Это раздел, долгое время бывший важнейшим. Неважно, раздел это или подраздел или ещё что. Важно, что это такая область науки, где эксперимент по главе угла не стоит.
Продолжение должно называться "Почему топовые физики, несмотря на нелюбовь, предпочитают многомировую интерпретацию другим".
Вы знакомы с экзистенциальной интерпретацией (это вариант ММИ, не требующий существования множества миров)? Не стоит делать такие смелые утверждения, пока не разберётесь с ней.
А также те, где эксперимент пока ещё возможен, но перестанет быть доступен в будущем (возможно, ФЭЧ), и те, где он невозможен, и не будет возможен никогда (космология). А ещё те, где он невозможен не из-за ограничений, а по смыслу деятельности: так, одной из задач биологии является описание и классификация видов живых существ, и экспериментальный метод к этой задаче неприменим.
При таком определении эксперимента, конечно, эксперименты проводят и экспериментальные науки, и наблюдательные. Я не знаю, что такое "строгое определение" в нематематическом контексте, но общепринятым такое определение, насколько мне известно, не является.
Нет. Где здесь эксперимент? Железка на реактор никак не влияет.