Bedeutung von "Realismus" in der Quantenmechanik

Leider hängt die genaue Definition von Realismus manchmal davon ab, ob Sie versuchen, ihn zu widerlegen oder nicht.

Zum Beispiel könnten Sie eine Theorie als realistisch bezeichnen, wenn Messungen passiv eine bereits vorhandene Eigenschaft offenbaren. Und da gibt es viel auszupacken. Zuerst werden wir einige Quantenmechanik wiederholen.

Grundsätzlich, wenn Sie die gemessen haben$\hat z$Komponente eines Spin 1/2-Systems zweimal hintereinander, dann erhalten Sie beim zweiten Mal das gleiche Ergebnis wie beim ersten Mal.

Der Ist- Zustand nach der ersten Messung ist einer, der für diese Art von Messung dieses Ergebnis liefern muss (die$\hat z$Komponente dieses Spin-1/2-Systems). Sie müssen dafür nicht über Realismus diskutieren, es ist genau das, was die Quantenmechanik vorhersagt. Der Zustand sagt manchmal perfekt und zuverlässig ein bestimmtes Messergebnis voraus.

Lassen Sie uns nun ein weiteres Beispiel diskutieren. Zuerst misst du die$\hat z$Bestandteil eines Spin-1/2-Systems und dann statt eines anderen$\hat z$Messung Sie messen die$\hat x$Komponente desselben Spin 1/2-Systems. Jetzt erhalten Sie ein Ergebnis von$\pm \hbar/2$aber jetzt können Sie Realismus einbringen, da mehrere Ergebnisse vorhergesagt werden.

Ein Ansatz ist üblich, wenn Sie den Realismus widerlegen wollen. Sie sagen, dass Realismus das System bedeutet, das gerade einer Messung unterzogen wurde$\hat z$Komponente eines Spin-1/2-Systems tatsächlich hat

1. eine Drehung von$+\hbar/2$Für ein$\hat x$Bestandteil des Spins, oder
2. dass es einen Dreh hat$-\hbar/2$Für ein$\hat x$Bestandteil des Spins.

Und außerdem, dass a$\hat x$Eine Messung, wenn sie jetzt durchgeführt würde, würde diese Eigenschaft offenbaren. Sie brauchen den letzten Teil über das Enthüllen, da Sie das Wort tatsächlich nicht ohne irgendwelche experimentellen Konsequenzen herumwerfen können, sonst ist es bedeutungslos.

Und jetzt können Sie argumentieren, dass Realismus Vorhersagen macht. Und es sind Vorhersagen, die mit der Quantenmechanik nicht übereinstimmen. Aber genau so definieren Sie Realismus, wenn Sie mit der Quantenmechanik nicht einverstanden sind.

Wenn Sie der Quantenmechanik nicht widersprechen wollen, können Sie immer noch Realismus haben. Man muss nur sagen, dass Messungen den Zustand des Systems verändern und nicht passiv etwas preisgeben.

Zum Beispiel können sie in der Bohmschen Mechanik Realisten in Bezug auf die Position sein, und dann sagen sie, dass die Ergebnisse der Spinmessung ausschließlich durch den Spinzustand des Systems, den Typ und die Kalibrierung des verwendeten Geräts und die Position bestimmt werden.

Jemand, der die Bohmsche Mechanik verwendet, könnte also sagen, dass er Realismus hat, weil er in Bezug auf genügend Dinge Realist war, um die Ergebnisse (Zustände und Positionen) vollständig zu bestimmen, aber er hat nicht versucht, außer in Bezug auf andere Dinge (wie Komponenten des Spins) ein Realist zu sein Dinge, die ausreichten, um alle Ergebnisse zu bestimmen.

Und niemand sollte es versuchen. Denn die Ergebnisse erhalten Sie für unterschiedliche Messungen (zB zwei$\hat z$und ein$\hat x$) kann von der Reihenfolge abhängen, in der Sie sie ausführen ($\hat z,$ $\hat z,$ $\hat x$habe immer die zwei$\hat z$stimmen miteinander überein und$\hat z,$ $\hat x,$ $\hat z$kann die beiden haben$\hat z$stimmen nicht überein). Was wir eine Messung nennen, ist also eindeutig eine Interaktion, die den Zustand verändert, und keine passive Offenbarung von Wissen. Es kann einen Zustand von einem Eigenzustand von ändern$\hat\sigma_z$in einen Eigenzustand von$\hat\sigma_x.$Sie können nicht erwarten, dass nichtkommutierende Operatoren bereits vorhandene Eigenwerte passiv aufdecken, was für die nicht gemeinsamen Eigenvektoren keinen Sinn ergeben würde.

Es ist nicht viel anders als die umgangssprachliche Vorstellung, dass die Dinge auf eine bestimmte Weise erscheinen, weil sie bereits auf eine bestimmte Weise waren und dass die Übereinstimmung ziemlich eng ist.

Wenn in der Quantenmechanik mehrere Ergebnisse für einen Zustand möglich sind, ist es schwierig, eine enge Übereinstimmung zu erzielen. Wenn Sie zusätzlich zu einem Zustand etwas hinzufügen, um eine enge Korrespondenz herzustellen, können Sie so etwas wie Realismus erhalten ... wenn Sie möchten. Aber Sie können nicht mehr haben , als zur Bestimmung der Ergebnisse benötigt wird, denn dann gehen Sie über eine enge Übereinstimmung mit einer widersprüchlichen Theorie hinaus.

Die Bohmsche Mechanik als Beispiel muss also mit Zuständen und Positionen aufhören und hat keine Spinmessungen, die bereits vorhandene Spinkomponenten passiv aufdecken. Es hat nur einen Zustand und eine Position.

Ich weiß, dass dies ein alter Beitrag ist, und vielleicht gab es den folgenden Inhalt damals noch nicht, aber ich fand ihn viel klarer als die oben gegebenen Antworten, also um anderen wie mir zu helfen, ohne weiteres Wikipedia:

Realismus im Sinne der Physik[6] ist die Idee, dass die Natur unabhängig vom Verstand des Menschen existiert: Selbst wenn das Ergebnis einer möglichen Messung nicht vor dem Akt der Messung existiert, bedeutet dies nicht, dass es eine Schöpfung der Natur ist Geist des Beobachters (im Gegensatz zur Theorie "Bewusstsein verursacht Kollaps" in der Quantenmechanik).

Eine bewusstseinsunabhängige Eigenschaft muss kein Wert einer physikalischen Variablen wie Ort oder Impuls sein. Eine Eigenschaft kann potenziell sein (dh kann eine Kapazität sein): in der Weise, dass ein Glasobjekt das Potenzial (oder die Fähigkeit) zu zerbrechen hat, wenn es einer bestimmten Kraft ausgesetzt wird, aber ansonsten nicht tatsächlich zerbricht.

Auch wenn das Ergebnis des Schlagens eines Glasobjekts mit einem Hammer nicht vor dem Akt des Schlagens existiert, bedeutet dies nicht, dass das zerbrochene Glas eine Schöpfung des Betrachters ist. Ein Teilchenbeschleuniger ist eine ausgeklügelte Art von Hammer, und die Zielteilchen können als Haufen zerbrochener Scherben enden.

Eine solche Reaktion, dh das Brechen, ist eine bedingte Reaktion: eine Reaktion auf eine bestimmte Kraftanwendung. Übertragen auf Quantensysteme erkannte Schrödinger, dass auch diese eine bedingte Antwort haben: eine Tendenz, auf eine bestimmte Messkraft mit einem bestimmten Wert zu reagieren (dh eine bestimmte Wahrscheinlichkeit zu reagieren).[7] In gewisser Weise sind sie mit einem bestimmten Ergebnis vorprogrammiert.

Ein solches Ergebnis wäre im metaphysischen Sinne realistisch, ohne im Sinne des Physikers des lokalen Realismus realistisch zu sein (der erfordert, dass ein einzelner Wert mit Sicherheit produziert wird).

Ein verwandtes Konzept ist die „kontrafaktische Bestimmtheit“, die Idee, dass es möglich ist, das Ergebnis einer Messung, die tatsächlich nicht durchgeführt wurde, sinnvoll als eindeutig zu beschreiben (d. h. die Fähigkeit, die Existenz von Objekten anzunehmen und ihnen Werte zuzuordnen Eigenschaften, auch wenn sie nicht gemessen wurden).

von hier

Übrigens könnte das Lesen über die berühmteste Meinungsverschiedenheit zwischen Platon und Aristoteles zusätzliches Verständnis liefern.

Es gibt zwei Standpunkte, die unter Physikern verwendet werden, um Quantenmechanik zu betreiben. Der erste ist der operative Gesichtspunkt. Was genau zählt, ist aus dieser Sichtweise nicht die zugrunde liegende Natur der Quantenmechanik, sondern die Betonung liegt auf der Berechnung von Erwartungswerten usw. Wohingegen Realisten dazu neigen zu glauben, dass etwas Tieferes vor sich geht und dass es eine zweite Ebene der Quantenmechanik gibt zugrunde liegt. In gewisser Weise widersetzen sich die Operationalisten dem Realismus, da sie an keine zugrunde liegende Theorie glauben/die zugrunde liegende Theorie keine tieferen Konsequenzen hat. Das könnte der Grund für den von Ihnen erwähnten Antirealismus sein.