Theorien zu erkennbaren und unbekannten versteckten Variablen

Nach einer kürzlichen interessanten Frage zum Kollaps der Wellenfunktion (Link unten).

Es scheint, dass die Wellenfunktion nur ein mathematischer Weg ist, Vorhersagen über verschiedene Ergebnisse für ein Quantensystem zu geben, die mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten auftreten können ... der Teil "Kollaps" scheint eine andere Art zu sein, zu sagen, dass wir später wissen werden, welche eine ist tatsächlich vorgekommen.

Würden irgendwelche Antworten bitte irgendwelche Missverständnisse hier korrigieren ...

Wenn also ein Ergebnis eintritt, aber unsere besten Theorien nicht vorhersagen können, welches, sind wir mit einer „intrinsischen Ungewissheit“ in der Natur konfrontiert, oder mit der Möglichkeit, dass es „versteckte Variablen“ gibt – anscheinend haben David Bohm und andere diese vorgeschlagen.

Viele Physiker, z. B. Einstein, würden es vorziehen, eine intrinsische Unsicherheit nicht zuzugeben, also in Bezug auf verborgene Variablen:

  1. Haben Experimente schon entschieden, ob Theorien mit versteckten Variablen (HV) brauchbar sind?

  2. Gibt es einen Unterschied zwischen „erkennbaren“ HVs und „unerkennbaren“ (in Bezug auf die durch Experimente überprüft wurden)?

Antworten auf 1-2) sind willkommen und jede Diskussion darüber, wie tief die „intrinsische Unsicherheit“ (derzeit) in die Physik eingebettet ist, dh werden HV-Theorien jeglicher Art in der Quantentheorie noch aktiv diskutiert?

Eine Anmerkung zu den Begriffen „kennbar“ und „unerkennbar“:

Erkennbare HV: Verursacht entweder durch: Ein unentdecktes Teilchen oder eine Menge, die Effekte übertragen könnte (historisch gesehen war beispielsweise die Existenz elektrischer Felder einst nicht bekannt, das Neutrino usw.) oder durch feine Details des ursprünglichen Aufbaus eines Experiments .

Unbekannter HV. Eine Veränderung unseres Universums, die wir nicht erkennen können, die jedoch dazu führt, dass ein Ergebnis bevorzugt wird, dh die eine Begründung für das Ergebnis liefert – was bedeutet, dass die „intrinsische Unsicherheit“ vermieden werden kann.

Ein Beispiel für ein UHV ist die Gesamtmasse oder Ladung unseres sichtbaren Universums, unser Wissen über diese Größen ist begrenzt durch das, was am kosmologischen Horizont passiert (z. B. in der nächsten Minute kann mehr Masse und Ladung in unser Universum eintreten) - aufgrund von Zeitverzögerung , das Wissen um diese Größen kann uns seit Milliarden von Jahren nicht bekannt sein. Weitere Einzelheiten zu diesem Ansatz finden Sie unten - und es kann durchaus andere UHVs geben, die uns nicht bekannt sind.

Das Unsicherheitsprinzip und das Machsche Prinzip

Wann kollabiert eine Wellenfunktion, wenn der Beobachter nur eine Kamera war und das Video zeitlich später angeschaut wurde?

hast du diese en.wikipedia.org/wiki/Hidden-variable_theory durchgelesen ? Sie stellen zu viele Fragen für diese Website.
Danke. Meinten Sie, die 3 Fragen waren zu viele, Antwort auf Nr. 3. wäre interessant. Oder meinten Sie allgemein zu viele Fragen, das Antwort-zu-Frage-Verhältnis beträgt etwa 10:1
Normalerweise werden Fragen mit Fragen im Inneren gestellt, um bei einer Frage zu bleiben. Diese Frage ist mir zu sehr wie Philosophie.
@anna v Ok, vielleicht würde jemand anderes finden, dass es zu ihm passt. Wenn Sie Empfehlungen zur Bearbeitung haben, posten Sie sie bitte.
Es wurde bearbeitet und auf eine Frage mit zwei Teilen reduziert
Die Unsicherheit kommt von der Zufälligkeit. Der Begriff verborgene Variable ist zu mystisch oder mysteriös geworden und wird so diskutiert, dass es unmöglich erscheint. Eine versteckte Variable könnte nur eine zusätzliche Eigenschaft eines Partikels sein. Wenn Sie beispielsweise die Frequenz in eine lineare Gleichung einbeziehen, können Sie mit Photonen korrelieren, um die Vorhersagen der Quantenmechanik zu erstellen.
@ Bill Alsept Viele Physiker, die verborgene Variablen bevorzugen, versuchen, die Zufälligkeit zu vermeiden. Wenn Sie sagen, eine zusätzliche Eigenschaft eines Teilchens, würde das als Theorie der lokalen verborgenen Variablen gelten? Wurden diese nun experimentell ausgeschlossen? Bevorzugen Sie eine scheinbare Zufälligkeit, die durch eine zusätzliche unsichtbare Eigenschaft des Partikels oder Partikelpaars verursacht wird?
@JohnHunter Zufälligkeit kommt mit Photonen, unabhängig davon, ob Sie andere Variablen berücksichtigen oder nicht. Wenn ich zusätzliche Eigenschaft eines Teilchens sage, meine ich speziell die Frequenz eines Photons. Alle No-Go-Theorien, einschließlich der von John Bell, enthalten keine oszillierende Frequenz. Dies ändert alles, wenn man die lineare Koinzidenz für zwei Photonen betrachtet. Sie vergleichen nur die Polarisation. Wenn Sie beispielsweise in einem Experiment mit mehreren Polarisatoren die Photonenfrequenz zur Gleichung hinzufügen, können Sie cos2theta ableiten und alle quantenmechanischen Vorhersagen abgleichen.

Antworten (1)

Die Antwort auf Ihre Frage 1. ist ja. Experimente zur Quantenverschränkung schlossen eine Klasse von Theorien aus, die als Theorien lokaler verborgener Variablen bezeichnet werden. In diesen Theorien haben die Variablen der Partikel vor der Messung bestimmte Werte, und die Messung enthüllt einfach ihren Wert. Bells Theorem zeigt, dass diese Klasse von Theorien eine Obergrenze für die Stärke von Korrelationen in bestimmten Arten von Experimenten hat, und diese Obergrenzen werden jetzt überall in Labors experimentell verletzt.

Ich kann Ihre Frage 2 nicht beantworten, da ich die Unterscheidung, die Sie zu treffen versuchen, nicht wirklich verstehe.

Theorien über verborgene Variablen werden noch untersucht, die berüchtigtste ist die Bohmsche Mechanik, bei der die verborgenen Variablen die Positionen der Teilchen sind. Beachten Sie, dass nach dem Satz von Bell Theorien mit verborgenen Variablen eine Form von Nicht-Lokalität aufweisen müssen.

Danke, Sie haben den Fall für lokale HV geklärt, „die Partikel haben ... vorher bestimmte Werte ...“. Bevor Sie versuchen, den Begriff „kennbar“ zu erörtern, würden Sie etwas über „lokal“ und „nicht lokal“ klären. Bezieht sich lokal auf bereits bestehende Bedingungen innerhalb des Partikels und nicht lokal auf Bedingungen außerhalb des Partikels? Angenommen, das Magnetfeld der Sonne ändert sich schnell und scheinbar zufällig, wenn der genaue Wert des Felds auf der Erde zum Zeitpunkt der Messung des Teilchens das Ergebnis beeinflusst. Wäre dies eine nicht-lokale Ursache, oder brauchen wir auch einen „schneller als Licht“-Effekt?
Es gibt viele, viele, viele Definitionen von "Ort" in der Literatur, die sich alle teilweise überschneiden. Im Fall von LHV bedeutet lokal, dass die an einem Partikel durchgeführten Messungen die Werte der Variablen des anderen Partikels nicht beeinflussen.
Danke, haben Experimente die Möglichkeit ausgeschlossen, dass ein äußerer schwankender Einfluss, vielleicht einer, der schwer zu messen ist, also uns nicht bewusst ist, die Partikel beeinflussen kann. Jedes Teilchen könnte also eine entgegengesetzte Größe haben, und wenn die Wechselwirkung dieser Größe mit dem äußeren schwankenden Einfluss gemessen wird, ergibt sich ein Wert (z. B. für den Spin), der vom Wert des äußeren Einflusses zum Zeitpunkt der Messung abhängt? Dann ist eine „Fernwirkung“ – oder eine „nicht lokale Wirkung“ möglicherweise nicht erforderlich?
Wenn die Messungen an den Partikeln an raumartig getrennten Ereignissen durchgeführt werden, müsste dieser „äußere Einfluss“ bei einem Ereignis von den Messeinstellungen bei dem anderen Ereignis abhängen. Sie können solche Mechanismen nicht strikt ausschließen, aber sie sind nichtlokal in dem Sinne, dass sie die relativistische Kausalität verletzen.
Danke, ein paar abschließende Dinge. Wenn die Teilchen raumartig getrennt wären, sagen wir 500 m voneinander entfernt und die Messungen innerhalb von 1 Mikrosekunde durchgeführt würden, aber der schwankende äußere Einfluss langsamer variierte, z. B. eine Zeitskala von Millisekunden – und beide Teilchen beeinflusst würden – dann könnte es scheinen, dass die Kausalität verletzt wurde, aber die HV wäre eine externe. Es wäre erkennbar, wenn es prinzipiell möglich wäre, den äußeren Einfluss zu messen, und unerkennbar, wenn es nicht möglich wäre, ihn zu messen, wie in dem Beispiel über den kosmologischen Horizont in der Hauptfrage. Wurde beides experimentell ausgeschlossen?
@JohnHunter Dieser „Einfluss von außen“ würde eine Verletzung der Kausalität nicht zulassen.
Gemeint war Folgendes: Wenn lokale HV ausgeschlossen werden, könnten manche Leute denken, dass wir mit nicht-lokalen Effekten zurückbleiben, dh „Messungen, die an einem Teilchen durchgeführt werden, [werden] die Werte der Variablen des anderen Teilchens beeinflussen“ [at a schneller als das Licht]. Der schnell schwankende „Einfluss von außen“ wurde vorgeschlagen, um die „schneller als leichte Schlussfolgerung“ zu vermeiden und dennoch einen Grund für die scheinbare Zufälligkeit zu liefern.
Ich verstehe nicht, wie das hilft: Es sind die Korrelationen zwischen den beiden Messungen, die die lokale Kausalität in Frage stellen, nicht die Zufälligkeit!
Hier ein Gedankenexperiment: Zwei Schwimmer A und B in einem Meer treffen sich und einigen sich darauf, dass A eine blaue Flagge und B eine rote Flagge hochhält, wenn sie sich auf dem Höhepunkt einer Welle befinden. Wenn bei einem Tiefpunkt A Rot hält und B Blau hält. Sie schwimmen dann 5 m voneinander entfernt und kommunizieren nicht. Schnelle Wellen der Wellenlänge 200m kommen und wir machen alle paar Minuten Fotos (die Messungen). Wir würden eine scheinbare Korrelation in den Ergebnissen der Flags aufzeichnen.
@JohnHunter Dies ist genau die Art von Situation, die durch die Verletzung der Bell-Ungleichungen ausgeschlossen wird. Ich empfehle Ihnen, etwas Literatur zu lesen. Darf ich Bananaworld (für eine lange Lektüre, die für ein breites Publikum gedacht ist) oder arxiv.org/abs/1503.06413 für eine klare Überprüfung empfehlen.
Danke, wird gelesen. In diesem Fall haben Sie die meisten Dinge beantwortet. Wurde auch der Fall in Betracht gezogen (und durch Verletzung der Bell-Ungleichungen ausgeschlossen), in dem die „Meereswelle“ in den Kommentaren keine erkennbare oder messbare Größe ist, sondern „unerkennbar“, wie im kosmologischen Beispiel in der Hauptfrage beschrieben. also ein schwankender Einfluss, der im Prinzip einen Grund für die Korrelationen liefern könnte, aber einen Wert hat, der für uns niemals bekannt oder messbar wäre?
@JohnHunter Ja. Das ist das Hidden in der Hidden-Variable. Ich war in meiner Antwort nicht zu klar. Der LHV muss keine Eigenschaft der Partikel selbst sein, es kann auch so etwas wie Sie „äußere Einflüsse“ sein. Der LHV kann alles sein, was sich kausal und klassisch verhält. Oft wird es mit dem Symbol bezeichnet λ . Fröhliches Lesen!
Theorien zu erkennbaren und unbekannten versteckten Variablen
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