Schrödingers Katze ist „sowohl tot als auch lebendig“

Es ist noch seltsamer als das: Die Wellenfunktion repräsentiert tatsächlich die Quadratwurzel einer Wahrscheinlichkeit, soweit es Sinn macht. (Die einfachste mathematische Vorrichtung, die dies modelliert, besteht darin, dass die Masse eines Teilchens re^it ist, wobei t die Zeit ist. Es „rotiert“ also im komplexen Raum, und seine Energie und Masse werden in reale und imaginäre Komponenten aufgeteilt.) Wenn Sie zwei davon multiplizieren zusammen, erst dann bekommt man eine reelle Zahl, eine Wahrscheinlichkeit.

Der Grund, die Katze sowohl als lebendig als auch als tot zu betrachten, ist der Zeitpunkt des Todesfalls. Wenn die Katze entscheidet, dass sie lebt, war sie die ganze Zeit am Leben. Und wenn es tot ist, war es auch die ganze Zeit tot. Die Zeit vergeht für die Katze, als wäre das Ereignis entschieden, als die (noch ungeklärte) Ursache es verursacht hat.

Wenn Sie es als Wahrscheinlichkeit betrachten, ist die Versuchung zu groß, sich vorzustellen, dass das Ereignis eintreten würde, wenn die Wahrscheinlichkeit aufgelöst wäre. Aber es ist schon passiert, wie auch immer es herausgekommen ist. Es verfehlt eines der charakteristischen Merkmale des Paradoxons. Die Rahmung schließt diese Denkweise also ausdrücklich aus.

Schrödingers little gedanken-experminent ist ein Drama, das die konzeptuellen, ontologischen und erkenntnistheoretischen Probleme dramatisiert, die in der Physik des Kleinen auftreten; Wenn es von dieser kleinen Welt auf unsere eigene menschliche Welt hochskaliert wird, treffen diese Situationen, wie Sie sagen, nicht zu - obwohl es Feinheiten gibt.

Also ist Schrödingers Katze - als Katze und nicht als Ersatz für ein sehr kleines Teilchen - und wie Sie sagen, entweder tot oder lebendig - und nicht beides.

Es liegt in der Physik des Kleinen, dass diese Paradoxien entstehen, wie bereits von Zeno & Nagarjuna bekanntermaßen hervorgehoben wurde, aber normalerweise nicht auf diese Weise gedacht wird.

Ein Vorschlag, der auf Kochen in den 70er Jahren und wahrscheinlich früher zurückgeht und auch in jüngerer Zeit von Smolin und Rovelli vertreten wird, ist, dass dies bedeutet, dass die Ontologie relativiert wird; sie denken an Messung oder Beobachtung als Interaktion.

NB

Ich komme nicht umhin, darauf hinzuweisen, dass im buddhistischen Atomismus Atome als Wahrnehmungsatome betrachtet werden ; natürlich, wenn wir an Wahrnehmung denken, denken wir an den menschlichen Geist, das heißt kognitiv – das sieht also seltsam, wenn nicht sogar bizarr aus; aber es ist vielleicht so, dass dies nicht ganz das ist, woran diese Denker gedacht haben; Schauen Sie sich doch an, was Rovelli et al gerade getan haben, um von der Beobachtung durch einen menschlichen Beobachter zur Messung oder Interaktion durch ein Teilchen überzugehen; aber dazu müsste man sich diese Texte genauer anschauen, um zu verstehen, was sie in diesem Zusammenhang mit Wahrnehmung meinen.

Das konzeptionelle Konstrukt von „tot“ oder „lebendig“ ist ein zu 100 % nicht probabilistischer Zustand (zumindest so, wie er von einem Individuum innerhalb seines Bezugsrahmens konzipiert wird). Diese 100%ige Gewissheit kann als „objektive Realität“ für die Person mit diesen Informationen angesehen werden.

Hier wird QM seltsam und weicht vom Verhalten der klassischen Physik ab. Es gibt kein „Individuum mit den Informationen“, also gibt es keine „objektive Realität“. Dies würde einen "Beobachter" erfordern, der eine Wirkung wie das Kollabieren der Wellenform a hätte. la. Kopenhagener Interpretation.

Was Sie beschreiben, ist in der Quantenmechanik-Community als "lokale verborgene Variable" bekannt. Nach dieser Theorie ist die Katze entweder lebendig oder tot, und sie weiß es, aber niemand sonst weiß es. Es ist vor allen verborgen und lokal, was bedeutet, dass es nur der Katze selbst bekannt ist. Unglücklicherweise für diejenigen von uns, die wollen, dass die Quantenmechanik intuitiv ist, beschreiben solche lokalen versteckten Variablen nicht wirklich das Verhalten der quantenmechanischen Welt. Wir wünschen uns, dass sie es tun, aber sie passen einfach nicht zu den Daten.

Bells Ungleichungen wären de facto der Ort, an den ich gehen würde, um eine solche Theorie der lokalen versteckten Variablen zu widerlegen. Seine Theorie bezieht sich auf verschränkte Teilchen, wie etwa zwei verschränkte radioaktive Isotope oder vielleicht zwei verschränkte Katzen. Er bewies, dass, wenn es lokale versteckte Variablen gibt (mit anderen Worten, ob die Katze tatsächlich „lebt“ oder „tot“ ist, nur niemand außer der Katze weiß), gewisse Ungleichungen gelten müssen. Experimentelle Beweise beweisen, dass diese Ungleichungen nicht zutreffen. Daher kann das Verhalten der Welt auf Quantenebene einfach nicht mit lokalen verborgenen Variablen beschrieben werden.

Die einzig gültige Lösung für Schrödingers Katze besteht darin, die Katze mit Quantenmechanik statt mit klassischer Mechanik zu behandeln. Bei einer solchen Behandlung kann die Katze eine Überlagerung von lebendig und tot sein, und das ist nach QM-Standards in Ordnung. Jede einfachere Behandlung, bei der die Katze lebt oder tot ist, aber keine seltsame Mischung aus beidem, passt einfach nicht zu empirischen Tests, wie die Welt auf der Quantenebene funktioniert. Schrödingers Katze mag ein extremes Beispiel sein, um einen Punkt zu beweisen, aber ihre QM-Theorie ist solide und es gibt direkte Folgerungen zu Schrödingers Katze, die demonstriert werden können und zeigen , dass die Katze weder lebt noch tot ist.

Ich finde, die Erforschung der Welt der QM wird am besten durch eine gesunde Liste von Beispielexperimenten unterstützt, die die merkwürdigeren, nicht intuitiven Facetten der mathematischen Vorhersagen demonstrieren. Es gibt eine Menge QM, die vielleicht von uns (mich eingeschlossen) versucht wären, bull*#$( zu behaupten. Für jede dieser unplausiblen Behauptungen gibt es jedoch ein Experiment, das zeigt, dass es tatsächlich so abläuft, wie QM es behauptet – das bull*#@$ hat recht! Mein persönlicher Fluch ist die Quantenlöscher-Reihe. Diese Reihe von Experimenten beginnt mit dem Doppelspalt-Experiment und wird immer neugieriger, je weiter sie zum Quantenlöscher mit verzögerter Wahl führt. Ob es dir gefällt oder nicht, die Versuche sind gemacht.

Schrödingers Katze ist kein sehr interessantes Gedankenexperiment. Es überlebt (das Experiment, nicht die Katze), weil die Menschen die Quantenmechanik nicht sehr gut verstehen, aber unscharfe Tiere mögen.

Die klassische probabilistische Beschreibung der Situation ist vollkommen in Ordnung. In einer Quantenwelt ist die klassische Beschreibung falsch, aber sie gibt die richtige Antwort. In einer klassischen Welt ist die Quantenbeschreibung falsch, aber sie gibt die richtige Antwort. Die reale Welt ist zufällig Quanten, aber wir könnten das durch Schrödingers Katze nie wissen; wir wissen es aufgrund von Experimenten wie dem Bell/EPR-Experiment, die tatsächlich Quanten- von Nicht-Quantenwelten trennen.

Die übliche Verteidigung ist, dass es nur eine unterhaltsame Art sein soll, über die Quantenmechanik im Vergleich zur klassischen Mechanik nachzudenken. In ähnlicher Weise ruht eine Katze in einer Kiste in einer geozentrischen Welt, ist aber in einer heliozentrischen Welt in schneller Bewegung. Ich denke, es schadet nicht, das in einer Vorlesung zu sagen, um die Studenten zu beschäftigen. Aber es "Benrgs Katze" zu nennen und es ein Experiment zu nennen und es wörtlich für das nächste Jahrhundert zu wiederholen, deutet auf einen Mangel an Verständnis und Vorstellungskraft seitens der Menschen hin, die es wiederholen.

Die Kernschwierigkeit liegt hier meiner Meinung nach im rein klassischen Bereich. Darüber hinaus ist es nicht einmal ein Problem der Physik – es ist ein Problem der Logik oder speziell unserer Sprache dafür.

Wir weisen Sätzen oft gerne Wahrheitswerte zu, und tun dies in der Regel in einer zweiwertigen Logik. Dies ist jedoch keine Anforderung der klassischen Aussagenlogik – wenn wir Aussagen Wahrheitswerte zuweisen möchten, könnten wir jede Boolesche Algebra verwenden.

Unsere Sprache für solche Dinge ist jedoch stark an zweiwertige Logik gebunden, daher ist es schwierig, darüber zu sprechen.

Um das Problem zu erkennen, betrachten Sie die einfachste mehrwertige boolesche Algebra: die vierwertige Logik, die aus Paaren besteht, (a,b)bei denen aund bjeweils entweder falseoder sein können true.

Betrachten Sie nun das Gesetz des ausgeschlossenen Dritten. In der Form „P ist wahr oder P ist falsch“ gilt es nicht, weil die Wahrheit von P sein könnte (true, false). In der Form „ P ∨ ¬Pist eine Tautologie“ gilt sie jedoch, weil diese Aussage wahr ist (dh (true, true)), egal welchen der vier Wahrheitswerte wir zuweisen P.

So etwas passiert mit Schrödingers Katze; wenn wir sagen, dass es sowohl „tot als auch lebendig“ ist, dann meinen wir das vom „äußeren“ Standpunkt aus; wir sagen, dass die Wahrheit des Satzes „es lebt“ wahre und falsche Bestandteile hat. Aus der "internen" Sicht gilt jedoch immer noch das Gesetz der Widerspruchsfreiheit, z. B. alive ∧ ¬aliveist es rein falsch.

Um die Physik wieder ins Bild zu bringen, ist der Punkt, dass die Quantenmechanik durch Dekohärenz nahelegt, dass das Universum wirklich so funktioniert ; die „Mehrwertigkeit“ ist ein wesentlicher Bestandteil des annähernd klassischen Bildes, das sich auf makroskopischen Maßstäben zeigt.

Es gibt keine Möglichkeit, ein Teilchen an zwei Orten gleichzeitig zu erkennen, das ist die ganze Idee. Zu sagen, dass es an zwei Orten gleichzeitig ist, ist keine empirisch aussagekräftige Aussage. Beide sagen nicht, dass die Katze gleichzeitig lebt und tot ist. Die Quantenmechanik behauptet definitiv nicht, dass die Katze gleichzeitig lebt und tot ist oder dass Teilchen gleichzeitig an zwei Orten sind.

Eine bessere Aussage wäre, dass das Teilchen bis zur Erkennung keinen Ort hat. Auch, dass die Katze überhaupt keine Eigenschaften hat, bis solche Eigenschaften empirisch bestimmt sind. Das war das Problem mit dem EPR-Vorschlag, der „Realitätselemente“ zwischen Interaktionen/Messungen annahm.

Das konzeptionelle Konstrukt von „tot“ oder „lebendig“ ist ein zu 100 % nicht probabilistischer Zustand (zumindest so, wie er von einem Individuum innerhalb seines Bezugsrahmens konzipiert wird). Diese 100%ige Gewissheit kann als „objektive Realität“ für die Person mit diesen Informationen angesehen werden. .

Das ist nicht gut formuliert. Zu sagen, dass eine probabilistische Aussage nicht probabilistisch ist, weil wir uns der Wahrscheinlichkeiten sicher sind, ist wirklich nur ein Wortspiel. Die Gewissheit, etwas nicht zu wissen, ist bestenfalls „subjektive Realität“.

In der „Many Worlds“-Hypothese, bei der die Wellenfunktion nicht zusammenbricht, ist die Katze sowohl tot als auch lebendig, aber jede befindet sich in einem anderen Universum.

Stimme Hurkyl zu. Ein Teilchen kann gleichzeitig in zwei Zuständen oder an zwei Orten existieren. Weitere Informationen finden Sie im Wikipedia-Artikel zur Quantensuperposition:

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