Welche Fehler würde man aus Eliezer Yudkowskys Einführung in die Quantenphysik lernen?

Mir ist klar, dass ich zu spät zu dieser Diskussion komme. Was auch immer es wert ist, ich widerspreche Ron Maimon und Dmytry aufs Schärfste, wenn sie Yudkowsky dafür kritisieren, dass er „zu konzeptionell“ sei. Aus meiner Sicht ist das genau das, was Sie tun sollten und müssen , wenn Sie QM einem Publikum von Nicht-Physikern erklären wollen! Tatsächlich gehen die meisten Popularisierungen von QM gerade deshalb aus dem Ruder, weil sie versuchen, eine riesige Reihe seltsamer Phänomene zu beschreiben, die die Menschen in den Jahren zwischen 1900 und 1926 zu verstehen versuchten, während sie den einzelnen konzeptionellen Punkt, der schließlich gefunden wurde, begraben oder herunterspielen um all diesen Phänomenen zugrunde zu liegen.

Dieser Punkt ist natürlich, dass wir Wahrscheinlichkeiten (die nichtnegative reelle Zahlen sind) durch Amplituden (die komplexe Zahlen sind) ersetzen müssen – und dass Amplituden im Gegensatz zu Wahrscheinlichkeiten „interferieren“ und sich gegenseitig aufheben können. Wie jedes moderne Quanteninformationslehrbuch zeigt, ist es möglich, fast alles zu erklären, was der typische Nichtphysiker über QM wissen möchte – zB was ist Verschränkung? Was ist die Bell-Ungleichung? Was sind die Argumente für und gegen Viele-Welten? -- während er nur über Qubits, einheitliche Transformationen und Vektoren von Amplituden spricht und niemals etwas über die Energieniveaus von Wasserstoff (oder sogar Teilchen und Feldern überhaupt!) sagt. Sobald jemand den mathematischen Rahmen von QM versteht, ist er es natürlichin einer viel besseren Position, um etwas von der Physik zu lernen, die auf diesem Framework aufgebaut ist, wenn sie das wollen. Aber wenn Sie versuchen, einem Laien etwas über Tunneln, Energieniveaus, Welle/Teilchen-Dualität usw. usw. zu erzählen, bevor er oder sie überhaupt das Konzept eines Amplitudenvektors versteht, dann wird die Take-Home-Nachricht einfach "irgendetwas" sein ist in der seltsamen und wunderbaren Welt des QM möglich!"

Daher lobe ich Yudkowsky dafür, dass er eine unterhaltsame Reihe von Posts geschrieben hat (na ja, zumindest habe ich sie genossen :) ), die QM aus seiner persönlichen, nicht physikalischen Perspektive erklären und die eigentlich die meisten technischen Dinge richtig machen. Ich würde Yudkowsky nicht dafür kritisieren, dass er sich auf „Dinner-Party“-Themen konzentriert, sondern für zwei andere Dinge:

(1) Ich denke, Yudkowskys zentrales Argument – ​​im Grunde, dass jeder, der Everett ablehnt, seinen Kopf untersuchen lassen muss – ist, um es milde auszudrücken, ein bisschen übertrieben. :) Ich werde der Versuchung widerstehen, näher darauf einzugehen, da dies wirklich eine Diskussion für einen anderen Thread ist.

(2) Yudkowsky gibt in mehreren Beiträgen Hinweise darauf, dass er das Konzept der gemischten Staaten nicht wirklich versteht. (Zum Beispiel schreibt er über das No-Communication Theorem als etwas Kompliziertes und Mysteriöses, was es aus der Perspektive der Dichtematrix nicht ist.) So wie ich es sehe, könnte dies ein Teil des Grundes seinwarum Yudkowsky alles andere als Viele-Welten als Wahnsinn ansieht und nicht verstehen kann, was (außer schafsähnlicher Konformität) jeden sachkundigen Physiker zu einem anderen Standpunkt treiben würde. Wenn ich das nicht wüsste, begegnen die Menschen im wirklichen Leben so gut wie nie reinen Zuständen, sondern nur allgemeineren Objekten, die (um Jaynes zu paraphrasieren) „subjektive“ Wahrscheinlichkeiten und „objektive“ Amplituden zu einem einzigen Omelett zusammenmischen, der Ansicht, dass Quantum Zustände sind "Erkenntniszustände", die "im Kopf leben, nicht in der Welt" mir wahrscheinlich auch als sinnlosen Unsinn erscheinen würden.

Ich habe einen Großteil der Artikel überflogen, und es gibt keine offensichtlichen Fehler, die ich finden konnte, aber es gibt eine unnötige Ausführlichkeit, die am besten beseitigt wird, indem man eine knappere Einführung in die Everett-Interpretation liest. Die Menge an Text, die präsentiert wird, entspricht nicht der Menge an Einsichten.

Die philosophischen Fragen werden sehr ausführlich diskutiert, mit Hinweisen auf Chalmers, aber diese Fragen sind im Wesentlichen zu ignorieren, weil die Philosophen vor 50 Jahren, als sie Positivisten waren, ursprünglich Recht hatten. Im Positivismus lässt man keine Fragen zu, die keinen Einfluss auf die Beobachtung haben. Also "ist mein Freund eine Seele oder ist er ein Zombie?" ist genau die Art von Frage, die völlig sinnlos ist. Der Begriff Zombie ist grundsätzlich widersprüchlich, er ist ein Sprachmissbrauch im Sinne von Carnap. Der einzige Grund, warum Philosophen Zombies verwenden, besteht darin, sicherzustellen, dass ihre Schüler den Positivismus nicht entdecken, da Sie sich automatisch auf einen positivistisch bedeutungslosen Diskurs einlassen, wenn Sie nur in Betracht ziehen, dass ein Zombie Sinn macht.

Wenn Sie die Einsichten des logischen Positivisten aufnehmen, wie es alle Physiker seit mindestens einem Jahrhundert tun, brauchen Sie sich überhaupt nicht mit den ersten Posts zu beschäftigen. Die Abschnitte über Aufspaltung und Dekohärenz sind im Grunde richtig, aber wiederum zu ausführlich – die Grundidee wird auf Wikipedia in wenigen Absätzen und in Everetts Artikel von 1957 auf wenigen Seiten dargestellt. Die Ausführlichkeit ist ein Problem, da das Hauptproblem das „dünne Welten hören auf zu existieren“ ist, was in den Blogbeiträgen mit einem mysteriösen und nicht ganz zufriedenstellenden Glanz erklärt wird.

Das Problem mit nicht-physikalischen Quellen ist, dass sie im Allgemeinen zu viel Zeit mit „tiefgründigen“ Ideen verschwenden und zu wenig Zeit mit tatsächlichen Berechnungen verbringen. Eine Person sollte zumindest wissen, wie man das H-Atom löst und die Übergangswahrscheinlichkeiten der Photonenemission zwischen ein paar Niveaus berechnet. Sie sollten wissen, wie die Verschränkung in Molekülen oder in He zumindest qualitativ aussieht. Sie sollten Feynmans Methoden lernen, die so gut funktionieren, um Berechnungen der Physik der kondensierten Materie und der Hochenergie zu organisieren.

Wenn Sie erst einmal gelernt haben, wie man die Berechnungen durchführt, werden die tiefgründigen Ideen im Vergleich dazu nur einen winzigen Aufwand erfordern. Um die für die Berechnungen erforderlichen Ideen zu verinnerlichen, müssen Sie einen mentalen Hebel konstruieren, um Ihre konzeptionellen Kräfte zu vervielfachen, da diese Ideen wie ein schweres Boot sind, das Tausende von Tonnen wiegt. Sobald Sie den Hebel mit genug Kraft konstruiert haben, um das Boot anzuheben, und Sie das Boot über einen Zeitraum von Monaten und Jahren an Land ziehen, sind die philosophischen Probleme wie ein winziger Felsbrocken, zu schwer, um ihn mit bloßen Händen zu heben, aber trivial leicht im Vergleich dazu das Schiff. Sie verwenden denselben Hebel und heben den Felsbrocken mit Ihrem kleinen Finger an. Im Vergleich dazu ist es trivial.

Aber es ist nicht ganz trivial für diejenigen, die nicht genug Zeit damit verbracht haben, einen guten Hebel zu bauen. Anstatt immer längere Erklärungen abzugeben, um die Aufgabe für die Hebellosen machbar zu machen, sollte man erklären, wie man den Hebel baut.

Ich denke, dass die Präsentation im Wesentlichen korrekt ist, aber zu lang, um nützlich zu sein.

Beginnend mit seiner Seite 'Konfigurationen und Amplitude' beschreibt er ein Mach-Zender-Interferometer (Link, http://en.wikipedia.org/wiki/Mach%E2%80%93Zehnder_interferometer ).

Seine Formulierung ist,

Startphase = -1 + 0i

Beim Auftreffen auf einen Spiegel multiplizieren wir mit i

Für den geraden Weg treffen beide Photonen auf zwei Spiegel, also summieren wir (-1 + 0i) * i * i und (-1 + 0i) * i * i = 2(1 + 0i)

Nehmen Sie den Modulus, wir erhalten eine Zahl, also ein Signal.

Für den Pfad, der Pi/2 wird, werden wir entweder von drei Spiegeln oder einem Spiegel reflektiert, Summe (-1 + 0i) * i + (-1 + 0i) * i * i * i = 0

Nehmen Sie den Modul daher kein Signal.

Leider geht die traditionelle Mathematik eher so,

Wir sehen eine Phaseninversion, wenn wir an einer Oberfläche mit höherem Brechungsindex reflektieren.

Der gerade Weg gibt jeweils eine Reflexion an einem normalen Spiegel, daher haben beide Wege eine invertierte Phase, daher keine Auslöschung.

Der Pi/2-Pfad ergibt entweder eine Reflexion durch einen normalen Spiegel oder drei Reflexionen, eine von einem normalen Spiegel (Phasenverschiebung), eine von einem halbversilberten Spiegel an der Vorderseite des Spiegels (Phasenverschiebung), eine von einem halbversilberten Spiegel hinten (keine Phasenverschiebung). Daher wird bei einem Signal die Phase einmal invertiert, bei einem Signal zweimal. Sie stören und es wird kein Signal erzeugt.

Zufälligerweise ist dies die gleiche Antwort wie oben.

Um dies in überprüfbare Vorhersagen umzuwandeln, wenn Sie den ersten halbversilberten Spiegel umdrehen, würde sich unter Eliezer Yudkowskys Formation nichts ändern, nach der klassischen Formulierung würde sich das Signal zum anderen Detektor bewegen.

Die Durchführung dieses Experiments ist mit ziemlich vielen praktischen Schwierigkeiten verbunden (insbesondere ist dies ein idealisiertes Experiment, dem derzeit alle Glasstücke fehlen, die zum Ausgleich von Brechungsindizes erforderlich sind, die entsprechend bewegt werden müssten, und es ist sehr wichtig für die Halbversilberten Spiegelfläche genau an der gleichen Stelle bleiben). In Ermangelung einer einfachen experimentellen Überprüfung ist es meiner Meinung nach vernünftig anzunehmen, dass die Theorie der Optik, wie sie von jedem Physikkurs an der Universität gelehrt wird, wahrscheinlich richtig ist, und Eliezer ist es nicht.

Ich empfehle, Physik zu studieren, wenn man Physik lernen möchte. Diese Art von Zeug ist für Tischgespräche gedacht, und dennoch sind Sie viel besser dran, Popularisierungen zu lesen, die von Physikern geschrieben wurden, als von professionellen Bloggern. Ich hielt an

Die frühen Wissenschaftler – Sie werden darüber lachen – dachten, dass der Silberspiegel das Photon die Hälfte der Zeit ablenkt und es die Hälfte der Zeit durchlässt.

Ha, ha! Als ob der halbversilberte Spiegel bei verschiedenen Gelegenheiten verschiedene Dinge tun würde! Ich möchte, dass Sie diese Idee loslassen, denn wenn Sie an dem festhalten, was frühe Wissenschaftler dachten, werden Sie extrem verwirrt. Der halbversilberte Spiegel gehorcht jedes Mal der gleichen Regel.

Der 'halbversilberte Spiegel' ist eine unordentliche Schicht aus metallischem Silber (denken Sie an einige kristalline Strukturen), die an einem Glassubstrat befestigt ist, ein paar Wellenlängen dick [ich bin mir eigentlich nicht sicher, wie dick es für Silber sein muss], von unterschiedlicher Dicke, mit anhaftendem Oxid. Es absorbiert auch einen Teil des Lichts, es hat unterschiedliche Verzögerungen für Reflexion und Übertragung [nämlich die halbe Wellenlänge für Reflexion, aber das kann nur der Idealfall sein]. Gefolgt von einer zusätzlichen Verzögerung durch das Glasflugzeug. Das Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtungen wird unterschiedlich stark reflektiert. Bei dem fraglichen Interferometer-Aufbau geht das gesamte Licht in ein Auge oder in das andere Auge, wenn sich einer der Pfade erwärmt, weil Sie daneben stehen, und verlängert sich um eine halbe Wellenlänge. Ebenso, wenn die Glasstücke nicht exakt gleich dick sind.

Dies soll ein wenig Hintergrundwissen darüber geben, was dieses Setup tut, was sehr lohnenswert ist, um es zuerst zu lernen, bevor man sich mit der Quantenmechanik befasst. Was es nicht tut, ist, sich wie ein ordentliches abstraktes System zu verhalten, bei dem klar ist, was vor sich geht, wenn man nur ein Rationalist ist und keine Vorurteile hat.