Kollabiert der Beobachter oder die Kamera die Wellenfunktion im Doppelspaltexperiment?

Wenn Sie eine Kamera platzieren, sehen Sie kein Interferenzmuster. Also, die Antwort ist ja. Die Kamera bewirkt, dass die Wellenfunktion "kollabiert". Aber ich mag den Begriff "Wellenfunktionskollaps" nicht, weil Wellenfunktion nicht wirklich ein physikalisches Objekt ist. Was die Kamera im Grunde tut, ist eine abrupte Änderung des Zustands des Teilchens.

Hier ist die Definition der Messung aus Landaus Buch

Unter Messung verstehen wir in der Quantenmechanik jeden Prozess der Wechselwirkung zwischen klassischen und Quantenobjekten, der abseits und unabhängig von einem Beobachter abläuft. Die Bedeutung des Messbegriffs in der Quantenmechanik wurde von N. Bohr erläutert. Wir haben „Apparat“ als ein physikalisches Objekt definiert, das mit hinreichender Genauigkeit von der klassischen Mechanik beherrscht wird. Das ist zum Beispiel ein Körper mit ausreichend großer Masse. Es darf jedoch nicht angenommen werden, dass der Apparat notwendigerweise makroskopisch ist. Unter bestimmten Bedingungen kann das Geräteteil auch von einem mikroskopisch kleinen Objekt getroffen werden, da die Vorstellung von "mit ausreichender Genauigkeit" von der tatsächlich vorgeschlagenen Problemstellung abhängt.

Wenn wir die Kamera so einrichten, dass sie wie oben aufzeichnet, aber NIEMALS das Ergebnis der Aufzeichnung betrachten. Kollabiert die Wellenfunktion trotzdem?

Die Antwort ist, dass wir es einfach nicht wissen. Wir können nur sagen, dass die Wellenfunktion zusammengebrochen ist (in Kopenhagener Begriffen), wenn wir Menschen das System betrachten – im kanonischen Experiment bedeutet das, dass wir uns das Landemuster ansehen, um zu sehen, ob wir Streifen oder Klumpen haben. Und obwohl wir in Ihrem Beispiel absichtlich nicht auf die Informationen "Welcher Pfad" in der Kamera schauen, ist überhaupt nicht klar, dass das, was diese Kamerainformationen zu Informationen "Welcher Pfad" macht , keine bewusste Beobachtung ist.

Aber das Problem liegt eigentlich viel tiefer. Es spielt keine Rolle, ob irgendeine „Rolle“ – im Sinne eines Interaktionsmechanismus – die bewusste Beobachtung dabei spielt, das System zusammenbrechen zu lassen. Was zählt, ist, etwas über das System zu sagen, erfordert zunächst eine bewusste Beobachtung. In der Wissenschaft (im Gegensatz etwa zur Metaphysik oder Mathematik) ist das – unsere Beobachtungen – die Grundlage dessen, worüber wir etwas sagen, wenn wir etwas sagen. Die bewusste Beobachtung ist also immer da, steht im Weg und lässt uns unsicher – in wissenschaftlicher Hinsicht sogar völlig ahnungslos, um genau zu sein – darüber, welche Rolle sie spielt, wenn überhaupt.

Betreff: @ user774025's, Landau-Zitat, in dem die Messung definiert ist als "... getrennt von und unabhängig von jedem Beobachter auftritt" . Das führt direkt zu einer der grundlegendsten Herausforderungen in der Wissenschaft, nicht nur in QM[1], nämlich dass Wissenschaft nur eine Aktivität ist, die von bewussten Beobachtern durchgeführt wird. Landaus Definition versucht, die Wissenschaft vom Beobachter zu entkoppeln, aber dabei spricht er nicht mehr von Wissenschaft. Wissenschaft ist der Akt der Beobachtung (und natürlich noch ein paar andere Dinge[2]).

Bedenken Sie: Es gibt kein einziges wissenschaftliches Experiment, das nicht in einer Beobachtung durch ein Bewusstsein gipfelte[3]. Also in der Wissenschaft die Antwort auf die Frage:

"Was passiert, wenn wir nicht hinsehen?"

ist zumindest

"Wir wissen und können es nicht wissen"

aber in der Tat ist wahrscheinlich besser ausgedrückt als

"Warum fragst du das? Die Wissenschaft schaut nur hin . Ich dachte, wir machen Wissenschaft!?"_

Und natürlich haben wir unser Experiment mit einer bewussten Beobachtung "kontaminiert", wenn wir einmal hingeschaut haben, und wir können nicht sagen, welche Wirkung das hatte.

Aus diesem Grund wissen und können wir nicht wissen, ob der nicht direkt betrachtete kamerabasierte Welcher-Pfad- Detektor den Kollaps verursacht hat, bis wir uns das Landemuster der Elektronen ansehen, um zu sehen, ob es überhaupt zum Kollaps gekommen ist. Und bis dahin haben wir, obwohl wir den Kollaps bestätigt haben, einen neuen Faktor hinzugefügt – das Aussehen.

Wir können nie sagen, wie ein unbeobachtetes System aussieht, ohne es anzusehen, und ab wann es nicht mehr unbeobachtet ist.

[1] Der Grund, warum solche Dinge in der QM Aufmerksamkeit erregen, liegt darin, dass Experimente wie der Doppelspalt dazu dienten, das Problem zu verdeutlichen, indem sie uns eine besondere Form von Messfehlern zeigten, die sich grundlegend von der alltäglichen Art unterscheidet, wie z. B. das Einschalten eines Lichts Wir können sehen, wie viele Kakerlaken es in einem dunklen Raum gibt. Aber das Problem geht auf QM zurück und ist in der Tat grundlegend für das, was Wissenschaft ist – was Beobachtung insgesamt ist.

[2] Zum Beispiel im Fall des professionellen Wissenschaftlers: Schreiben Sie diese Beobachtungen und ihre Meinungen dazu auf, präsentieren Sie sie auf Konferenzen, bringen Sie Doktoranden dazu, dasselbe zu tun, und spielen Sie Multi-User-Call of Duty, weil es ihr aktuelles Stipendium ist kurz vor dem Auslaufen, und ihre Doktoranden jammern darüber, sie können einfach nicht die Aussicht auf einen weiteren geisteszerstörenden, moralzerstörenden, eher-mir-mit-einem-scharfen-in-die-Auge-pieksen-Ausblick ertragen -Stick-Runde, den nächsten Förderantrag zu schreiben .

[3] Auch wenn wir eine eliminierende Sichtweise dessen einnehmen, was Bewusstsein ist.

Dies wurde auf dieser Seite schon mehrfach erklärt. Das Interferenzmuster kann man sich als quadrierte Summe eines linken und eines rechten Teils der Wellenfunktion vorstellen,$\psi_L$Und$\psi_R$. Diese beiden Teile sind nicht orthogonal, so dass sie interferieren. Ein Detektor, der links und rechts unterscheiden kann, kann dies nur, indem er mit dieser Wellenfunktion verschränkt ist. Die neuen Wellenfunktionsteile$\psi_L'$Und$\psi_R'$sind dann orthogonal, so dass die Interferenz fehlt.

Jeder Wellenfunktionskollaps passiert dann nur auf Ihrem Schreibtisch, indem Sie den Beitrag des Detektors zur Wellenfunktion ignorieren. Es gibt keine geheimnisvolle Wirkung von Beobachtung oder Bewusstsein.

Folgendes kann helfen:

Angenommen, das Experiment besteht darin, dass Bob an Loch 2 im Doppelschlitzexperiment in der Lage ist, das Loch sofort zu öffnen und zu schließen. Die Intensität sei so gering, dass sich im Mittel immer nur ein Teilchen in der Apparatur befindet. Indem er das Loch schließt, stellt er sicher, dass das Teilchen den Weg 1 nehmen muss, wenn es auf den Bildschirm treffen soll. Was passiert nun, wenn es ihm gelingt, Loch 2 wieder zu öffnen, kurz bevor das Teilchen auf dem Bildschirm entdeckt wird? Aus den Quantenradierer-Experimenten kennen wir die Antwort: Durch Wiederholung des Experiments ist das am Schirm aufgebaute Muster das Interferenzmuster (Fall a). Wenn das Loch zu dem Zeitpunkt geschlossen wäre, zu dem das Teilchen irreversibel auf dem Schirm detektiert wird, würde das aufgebaute Muster überhaupt keine Interferenz zeigen (Fall b). Der Zustand der Vorrichtung zum genauen Zeitpunkt der irreversiblen Detektion des Teilchens auf dem Schirm bestimmt, ob das Teilchen zu Fall-a- oder Fall-b-Muster beiträgt. Beachten Sie, dass Bob in diesem Experiment keine Partikel selbst entdeckt hat, aber die Zeit aufzeichnet, zu der er das Loch öffnet oder schließt, was mit den Ankunftszeiten der Partikel am Bildschirm korreliert werden kann. wir können daher die Bildschirmbeobachtungen in zwei Gruppen einteilen – diejenigen, die bei offenem Loch auftraten, und diejenigen, bei denen es geschlossen war. Die ersten zeigen das Interferenzmuster, die zweiten nicht. Was passiert, wenn Bobs Aufzeichnungen zerstört werden, bevor die Bildschirmergebnisse in diese beiden Gruppen analysiert werden? Wir sehen ein gemischtes Muster aus a und b, also Interferenzstreifen auf hohem Hintergrund, die dazu neigen, die Streifen auszuwaschen. Der Punkt ist, dass die Zerstörung von Bobs Informationen nichts an den Ergebnissen ändert, die auf dem Bildschirm beobachtet wurden. Aber diese Ergebnisse wurden durch die jetzt verlorenen Informationen bestimmt, sie ändern sich nicht plötzlich.

Es gibt Fälle, in denen es keine Antworten auf eine Frage gibt, sodass keine Referenzen verfügbar sind. Entweder ist der Akt der Beobachtung völlig passiv und kann als solcher das Beobachtete nicht verändern, oder er ist aktiv im Sinne einer Interaktion mit dem beobachteten System. Im 1. Fall kann es nicht zu einem Zusammenbruch der Wellenform kommen. Im zweiten Fall bricht die Wellenform aufgrund der „aktiven“ Beobachtungsmethode zusammen. Es gibt keine andere Alternative. Dies ist insofern ein typisches „Paradoxon“, als eine schlecht formulierte Frage oder ein Experiment mehrdeutige oder paradoxe Antworten liefert. Ähnlich mit Olbers und der Lichtgeschwindigkeit.

Es scheint mir, dass das "Geheimnis" des Doppelspalts einfach aktive Beobachtungseffekte auf die Wellenfunktion sind. Es gibt keine Kamera oder keinen Sensor, der nicht Elektronen oder Photonen "aufsaugt", um Ihnen einen Messwert zu geben. Auch der menschliche Augapfel oder das Trommelfell sind nicht völlig passiv, sie beeinflussen die Licht- und Schallwellen der beobachteten Umgebung nur geringfügig.

Es gibt also eine Störung durch die Sensorsammlung, die dazu führt, dass Wellen wie Teilchen wirken. Es scheint mir, als ob dies in Experimenten bestätigt werden könnte. Angenommen, Sie verwenden Sensoren und Kameras, die eigentlich keine Sensoren oder Kameras sind, aber wie Sensoren und Kameras handeln. Nehmen Sie die "Beobachtung" aus der Gleichung heraus. Die gleichen Ergebnisse sagen uns, dass der Doppelspalt nichts mit menschlicher Beobachtung zu tun hat, sondern einfach die mechanischen Reaktionseffekte des dummen Werkzeugs, das Sie verwenden.

Sie KÖNNTEN eine Antwort darauf erhalten, wenn Sie einen Weg finden, wie die Kamera das Bild interpretieren und Ihnen die Ergebnisse vorlesen kann. Dann haben Sie das Photon nie wirklich beobachtet. Nur die Kamera wird das Ereignis „gesehen“ haben.

Die Antwort ist nein. Nur in Anwesenheit von Beobachtern kann eindeutig festgestellt werden, dass die Quantenmöglichkeit Wirklichkeit wird. Aber denken Sie, gemäß der Quantenphysik vor einer Messung oder einer Beobachtung, das Gehirn des Beobachters, das das Schauen durchführt, ist auch eine Quantenmöglichkeit. Wir beobachten ein submikroskopisches Objekt wie ein Elektron mit einem Messgerät. Aber in Wahrheit kann dieser Messapparat nicht wirklich messen. Warum? Da es aus submikroskopischen Objekten wie Elektronen, Protonen und Neutronen besteht, muss es ein Objekt der Möglichkeit sein, nur Makro. Aber aus dem gleichen Grund muss das Gehirn des Beobachters, das aus denselben submikroskopischen Objekten besteht, aus Quantenmöglichkeiten bestehen, und doch verwirklichen sich offensichtlich bei jedem Beobachtungsakt das Gehirn des Beobachters und das Beobachtungsobjekt zusammen, aber der Beobachter sieht niemals irgendein Gehirn. Stattdessen, er oder sie identifiziert sich mit dem Gehirn und erfährt, dass er ein „Ich“ ist, wenn er ein Objekt beobachtet. Der Satz von Jon von Neumann bewies, dass sich die Quanteneffekte bis hin zu Makromessgeräten und Computern fortsetzen.