Роль наблюдателя в квантовой механике

 
1 8 9 10 11 12 13 14

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Попробую чуток плескануть бензинчику на старые дрожжи :)

Листал недавно книжку Омельяновского "Философские проблемы квантовой механики" (1956). Книжка - так себе, но одну любопытную мысль почерпнуть можно:
Принцип неопределенности к "микроскопу Гайзенберга" (т.е. ко всей философии воздействия наблюдателя на объект измерения), вообще говоря, не имеет никакого отношения




 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Поппер - небольшое эссе "Квантовая теория и раскол в физике" (1982)
Прикреплённые файлы:
Поппер - Квантовая теория и раскол в физике.pdf (скачать) [447,74 кбайт, 104 загрузки] [attach=317421]
 
 
 3.6.33.6.3
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆

«Луна существует, только когда вы на нее смотрите?»

Физики сообщили об объективной реальности волновой функции и состоянии кота Шредингера // lenta.ru
 
 3939
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Кстати вопрос знатокам, который меня всегда интриговал.
Вот многочисленные опыты (как умственные, так и практические), которые подразумевают систему зеркал, полупрозрачных и не очень, многократное отражение фотона и рассмотрение возможных путей следования фотона. Считается, что в итоге фотон попадет в регистратор, где будет поглощен и т.о. "пронаблюдается". При этом фотон претерпевает неоднократное отражение, что вроде как означает его переизлучение. И почему это самое отражение не считается "наблюдением" с соответствующей "редукцией волновой функции"?
 
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆
16-й> При этом фотон претерпевает неоднократное отражение, что вроде как означает его переизлучение. И почему это самое отражение не считается "наблюдением" с соответствующей "редукцией волновой функции"?

«Друг Вигнера»:

В первичной постановке проблемы Кота мы имели физика в лаборатории, коробку, кота внутри коробки, шарик, наполненный ядовитым газом, и некоторый процесс радиоактивного распада, который рано или поздно приведет к взрыву шарика и смерти кота. Мы обнаружили, что, пока коробка закрыта, уравнения, описывающие квантовый распад, имеют решение, в котором утверждения “кот мертв” и “кот еще жив” являются в равной мере “истинными”, или в равной мере “ложными”, или, наконец, имеют вероятность 50%. Пользуясь логикой фон Неймана, мы могли бы сказать, что оба утверждения находятся в состоянии “может быть”, как монетка, подброшенная в воздух.

Когда мы открываем коробку, мы обнаруживаем либо живого, либо мертвого кота, и “может быть” исчезает, как и в случае с монеткой, которая приземляется орлом или решкой вверх. Таким образом, мы разрушили вектор состояния, открыв коробку.

Отлично, но давайте теперь взглянем на ситуацию глазами другого физика, находящегося за пределами лаборатории. Вигнер назвал второго наблюдателя Другом физика из лаборатории, поэтому новая проблема получила название Парадокс Друга Вигнера.

По прошествии десяти минут, как и в нашем первоначальном примере, физик в лаборатории, Эрнест, открывает коробку и обнаруживает, что кот жив. (Мне больше нравится счастливый исход.)

Для Эрнеста, таким образом, вектор состояния “разрушился”. Вероятности теперь описываются не как “на 50% живой и на 50% мертвый”, а как “на 100% живой и на 0% мертвый”.

Однако Юджин — Друг, находящийся в коридоре,— еще об этом не знает. С его точки зрения, Эрнест в лаборатории находится, как и вся экспериментальная система, в состоянии “может быть”. На более конкретном уровне, Эрнест состоит из молекул, которые состоят из атомов, которые состоят из “частиц” и (или) “волн”, которые подчиняются квантовым законам, поэтому ему будет соответствовать некий вектор состояния... пока он не откроет дверь лаборатории, не просунет в нее голову и не объявит: “Тэбби еще не умер”. Тогда для Юджина вектор состояния будет разрушен сообщением о результате.
 
 3939
?? Татарин #12.02.2015 17:13  @16-й#12.02.2015 10:07
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
16-й> При этом фотон претерпевает неоднократное отражение, что вроде как означает его переизлучение.
Не означает.
Кроме того, ВФ может претерпевать очень сложные эволюции и оставаться в смешаном состоянии (относительно какого-то базиса).

16-й> И почему это самое отражение не считается "наблюдением" с соответствующей "редукцией волновой функции"?
Потому что ты не можешь узнать, отразился он или нет. А если можешь - то да, это наблюдение.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  40.0.2214.9440.0.2214.94
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Balancer> «Друг Вигнера»:

То все известные мне приколы. Там и далее по цепочке народ изгалялся, как я помню.
Однако ж ясность в данном вопросе остается для меня полным туманом. Одно дело когда утверждается, что вот, де, движется себе фотон ни с чем не взаимодействуя и посему до момента "наблюдения" сказать где он локализован реально не представляется возможным - он с определенной вероятностью может быть обнаружен везде, где это не противоречит волновой функции. А когда пронаблюдали, нате вам, редукция. Тем не менее во всех этих опытах, что я упоминал, фотон де факто "локализуется" не один раз в момент отражения. И при этом вроде как его волновая функция про это ничего не знает.
 
?? Татарин #12.02.2015 17:25  @16-й#12.02.2015 17:17
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
16-й> Тем не менее во всех этих опытах, что я упоминал, фотон де факто "локализуется" не один раз в момент отражения.
С чего ты это вообще взял? :)
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  40.0.2214.9440.0.2214.94
RU 16-й #12.02.2015 17:35  @Татарин#12.02.2015 17:13
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
16-й>> При этом фотон претерпевает неоднократное отражение, что вроде как означает его переизлучение.
Татарин> Не означает.

Т.е. вот здесь он просто упростил для дятлов: "На самом деле фотоны не отскакивают от поверхности; они взаимодействуют с электронами внутри стекла. Я покажу вам, что фотоны в действительности только переходят от одного электрона к другому, и отражение и пропускание являются результатом того, что электрон захватывает фотон, потом, так сказать, "чешет в затылке" и испускает новый фотон."?

Татарин> Потому что ты не можешь узнать, отразился он или нет. А если можешь - то да, это наблюдение.

Мне ж и интересно, почему в одном случае поглощение-испускание не считается "наблюдением", а в другом поглощение наблюдение.
Ну, и насчет не можешь знать. Вроде как это экспериментом подразумевается. Полупрозрачное, потом, например, два пути, два зеркала - т.е. отражение точно есть.
 
RU 16-й #12.02.2015 17:36  @Татарин#12.02.2015 17:25
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Татарин> С чего ты это вообще взял? :)

Мерещится всякое.
 
?? Татарин #12.02.2015 18:01  @16-й#12.02.2015 17:35
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
16-й> Т.е. вот здесь он просто упростил для дятлов: "На самом деле фотоны не отскакивают от поверхности; они взаимодействуют с электронами внутри стекла. Я покажу вам, что фотоны в действительности только переходят от одного электрона к другому, и отражение и пропускание являются результатом того, что электрон захватывает фотон, потом, так сказать, "чешет в затылке" и испускает новый фотон."?
Да. Ты смотри на формулы, в детали - будет понятнее. Собссно, разница в том "тот же фотон" или "переизлученный новый" в том, насколько сохраняется информация при эволюции поля и волновой функции. А операторы уничтожения/рождения частиц можно писать или нет - не суть.
В твоём смысле "переизлучение нового фотона" подразумевает потерю предыдущей информации о частице - поляризации, импульсе, фазе и т.п. Но как ты сам понимаешь, это совсем не так.

Точно так же ты мог бы спросить - "как мы вообще можем что-то там наблюдать?"
Ведь фотон летит сквозь воздух, взаимодейсвует с ним (что доказывает ненулевое коэффициент преломления), и при каждом взаимодействии на диаграммах Феймана будет "приём" электроном фотона с последующей "выдачей".

16-й> Ну, и насчет не можешь знать. Вроде как это экспериментом подразумевается. Полупрозрачное, потом, например, два пути, два зеркала - т.е. отражение точно есть.
Прекрасно. Пусть. Да, фотон летит по двум путям.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  40.0.2214.9440.0.2214.94
RU 16-й #12.02.2015 18:28  @Татарин#12.02.2015 18:01
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Татарин> В твоём смысле "переизлучение нового фотона" подразумевает потерю предыдущей информации о частице - поляризации, импульсе, фазе и т.п. Но как ты сам понимаешь, это совсем не так.

Но и не совсем так. Не совсем так, что вся информация сохраняется. Поляризация, как я понимаю, нет. Импульс тем более нет, мы ж, вроде, не в курсе куда он там переизлучился.
Впрочем, я не воинственный дятел. Идею твоих пояснений я уразумел. Хотя разум дятла протестует против приравнивания ситуаций "вот летит фотон" и "вот летит фотон, многократно переизлучаясь".

Татарин> Прекрасно. Пусть. Да, фотон летит по двум путям.

Прекрасно. Это реально прекрасно.
 
?? Татарин #12.02.2015 18:47  @16-й#12.02.2015 18:28
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин>> В твоём смысле "переизлучение нового фотона" подразумевает потерю предыдущей информации о частице - поляризации, импульсе, фазе и т.п. Но как ты сам понимаешь, это совсем не так.
16-й> Но и не совсем так. Не совсем так, что вся информация сохраняется. Поляризация, как я понимаю, нет. Импульс тем более нет, мы ж, вроде, не в курсе куда он там переизлучился.
Сохраняется не сам импульс, а информация о нём. В смысле - ВФ будущего чётко взаимосоотвествует ВФ прошлого.
Редукция ВФ обрывает эту связь: после приёма единичного конкретного фотона уже нельзя сказать, какую вероятность он имел прилететь в этот детектор. Его ВФ схлопнулась в конкретное чистое состояние: 100% попадания в этот детектор.

16-й> Впрочем, я не воинственный дятел. Идею твоих пояснений я уразумел. Хотя разум дятла протестует против приравнивания ситуаций "вот летит фотон" и "вот летит фотон, многократно переизлучаясь".
Кстати, вот именно тут пролегает именно принципиальное отличие КМ от обычной механики: в квантовой механике две частицы одного типа принципиально неотличимы. Это не некое техническое ограничение, а именно математика в самой основе, имеющая вполне практические и наблюдаемые следствия - существование спина у частиц, возможность лазера, спект АЧТ, сверхтекучесть гелия и сверхпроводимость - это всё следствия этого принципа.

КМ считает частицы одного типа в штуках, и иначе не умеет.

Если ты посмотришь на полёт фотона с этой точки зрения, то тебе будет пофигу, поглощался ли фотон в процессе полёта. Даже если нет воздуха, всегда есть петли - взаимодействие с виртуальными частицам, так что даже нет разницы - летит ли фотон через воздух или чистейший вакуум.
Раз по итогам полёта имеем всё ту же 1 штуку фотонов, значит, можно считать это тем же фотоном.
А можно не считать, выбор твой. Отличить-то нельзя. :)
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  40.0.2214.9440.0.2214.94
IL digger #15.02.2015 18:15  @Татарин#12.02.2015 18:47
+
-
edit
 

digger

опытный

Татарин> Редукция ВФ обрывает эту связь: после приёма единичного конкретного фотона уже нельзя сказать, какую вероятность он имел прилететь в этот детектор. Его ВФ схлопнулась в конкретное чистое состояние: 100% попадания в этот детектор.

Вероятность же,но частица остается частицей.В Копенгагенской интерпретации,которая общепринятая в СССР,физический смысл имеет плотность вероятности найти частицу,вероятность наблюдается при многократном измерении,но для каждой частицы в момент наблюдения координата опеределена.Интерпретация,что частица размазана по пространству и находится одновременно в разных местах,не имеет смысла.Правда,физический смысл имеет еще и фаза,что объяснить на пальцах труднее.
 35.035.0
LT Bredonosec #15.02.2015 19:41  @Татарин#12.02.2015 17:13
+
-
edit
 
Татарин> Потому что ты не можешь узнать, отразился он или нет. А если можешь - то да, это наблюдение.
а нет ли возможности оценить импульс, переданный фотоном "зеркалу" при отражении? Ведь момент движения сменился на обратный, значит зеркало должно было получить удвоенный, нет?
 26.026.0
?? Татарин #15.02.2015 20:06  @Bredonosec#15.02.2015 19:41
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин>> Потому что ты не можешь узнать, отразился он или нет. А если можешь - то да, это наблюдение.
Bredonosec> а нет ли возможности оценить импульс, переданный фотоном "зеркалу" при отражении? Ведь момент движения сменился на обратный, значит зеркало должно было получить удвоенный, нет?
Возможность оценить есть, но это будет измерением. Ты разрушишь суперпозицию.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  40.0.2214.9440.0.2214.94
LT Bredonosec #15.02.2015 22:17  @Татарин#15.02.2015 20:06
+
-
edit
 
Татарин> Возможность оценить есть, но это будет измерением. Ты разрушишь суперпозицию.
погоди.. но обязательно-ли принцип будет соблюден? Ведь они всё равно отразятся, я их не поглощу измерением, почему разрушу?
или ты про то, что-де измерение потребует отклонения зеркала назад под действием импульса, чтоб измерить отклонение? И это должно будет как-то изменить импульс отраженной частицы?
Но ведь в обычном случае зеркало также может быть неидеально жестко закреплено, просто мы не измеряем данное отклонение..
 26.026.0
RU Balancer #15.02.2015 22:50  @Bredonosec#15.02.2015 22:17
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆
Bredonosec> погоди.. но обязательно-ли принцип будет соблюден? Ведь они всё равно отразятся, я их не поглощу измерением, почему разрушу?

Потому что они станут спутанными.

Bredonosec> или ты про то, что-де измерение потребует отклонения зеркала назад под действием импульса, чтоб измерить отклонение?

Есть куда более изящный вариант — разделить фотон на два с идентичными характеристиками. Так вот, как только измеряешь состояние одного фотона, квантовое состояние второго немедленно разрушается.

У нас целая тема есть:

Квантовая механика: телепортация, нелокальность, игры со временем и другие чудеса

Есть следующая идея (просьба покритиковать, конструктивно) : Цель : создать устройство для передачи информации на большие расстояния (световые годы) мгновенно Описание: Допустим у на есть точка A и Б, которые разнесены на 3 световых года Допустим они принимают сигнал от точки C которая от них равноудалена Сигнал приходи с интервалом t При этом сигнал в точке А модулируется так как это делается при передачи спина при опытах с квантовой телепортацией, так что бы потом в точке Б смогли узнать…// Научно-технический
 


Читай там новости, много интересного.
 4040
LT Bredonosec #16.02.2015 00:06  @Balancer#15.02.2015 22:50
+
-
edit
 
Balancer> Потому что они станут спутанными.
погоди, спутанными с кем?
Это всё тот же самый формально один отразившийся фотон. И всё то же самое макроскопическое зеркало.

Balancer> Есть куда более изящный вариант — разделить фотон на два с идентичными характеристиками.
про спутанные я помню, но здесь даже формально не тот случай
 26.026.0
RU Balancer #16.02.2015 00:09  @Bredonosec#16.02.2015 00:06
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆
Bredonosec> погоди, спутанными с кем?
Bredonosec> Это всё тот же самый формально один отразившийся фотон. И всё то же самое макроскопическое зеркало.

Да. Только теперь фотон и зеркало имеют спутанное состояние. Они связаны общим уравнением.

Bredonosec> про спутанные я помню, но здесь даже формально не тот случай

По сути то же самое. Просто спутанные фотоны проще для понимания и доступны для практических исследований.
 4040
+
+1
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Balancer> Да. Только теперь фотон и зеркало имеют спутанное состояние. Они связаны общим уравнением.

Это ты что-то загнул. Одно дело "измерять" квантовые объекты - их просто нечем измерять, так чтобы не повлиять на них. Другое дело макроскопический объект, типа зеркала.
Ну, и где разделяющая черта между измерением и не измерением? Вот, типа, есть зеркало от которого достоверно отразился фотон. (А рядом, для полноты картины, выделенная линия к скайпу друга Вигнера.) Чего такого мы можем с этим зеркалом делать, чтобы "не измерить" столь оригинально спутанный фотон?
 
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆
16-й> Это ты что-то загнул. Одно дело "измерять" квантовые объекты - их просто нечем измерять, так чтобы не повлиять на них. Другое дело макроскопический объект, типа зеркала.

Какая разница? Просто для зеркала будет невероятно сложное уравнение со слабыми квантовыми эффектами. Но любой объект — квантовый. Практическая иллюстрация — тот же электрон. Или квантовые эффекты на адронах.

16-й> Чего такого мы можем с этим зеркалом делать, чтобы "не измерить" столь оригинально спутанный фотон?

Фотон передал зеркалу импульс. Изменение импульса зеркала можно измерить.
 4040
+
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Balancer> Какая разница? Просто для зеркала будет невероятно сложное уравнение со слабыми квантовыми эффектами.

Думаю такая же, как между одиночной ставкой на зеро и среднегодовой выручкой казино. В первом случае вероятность выпадения имеет смысл, во втором нет.

Balancer> Фотон передал зеркалу импульс. Изменение импульса зеркала можно измерить.

Допустим можно измерить. Т.е. если мы измерили импульс переданный зеркалу, то и фотон "измерился", а если нет, то нет. Так что ли?
 
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★☆
16-й> Допустим можно измерить. Т.е. если мы измерили импульс переданный зеркалу, то и фотон "измерился"

Да. Если импульс фотона изменился, то и соответственно изменился импульс зеркала. Если мы можем измерить изменение импульса зеркала, то, значит, мы знаем изменение импульса фотона. Но это должно разрушить его квантовое состояние. Значит зеркало и фотон после контакта становятся спутанными.
 4040
+
+1
-
edit
 

16-й

опытный
★☆
Balancer> Да. Если импульс фотона изменился, то и соответственно изменился импульс зеркала. Если мы можем измерить изменение импульса зеркала, то, значит, мы знаем изменение импульса фотона. Но это должно разрушить его квантовое состояние.

Тебя в такой интерпретации ничего не смущает?
Импульс зеркалу при отражении фотона передается всегда. Т.е. не как в каноническом парадоксе ЭПР, когда можем "померять" спутанную частицу, а можем и оставить в покое, а всегда, независимо от нашего интереса. Ты хочешь сказать, что если мы привертим к зеркалу некую хню, которая будет способна измерить такое изменение импульса зеркала, то далее все будет зависеть от условного Вигнера. Удосужиться он взглянуть на регистратор (и тем самым разрушит квантовое состояние фотона) или пойдет в этот момент смотреть футбол?
 
1 8 9 10 11 12 13 14

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru