Ich verstehe, wie man Wahrscheinlichkeitsverteilungen und erwartete Werte und dergleichen aus Quantenzuständen berechnet, aber viele Behandlungen von QM lassen es so aussehen, als ob die Wellenfunktion im Wesentlichen dafür da ist . Für mich scheint dies der Annahme ähnlich zu sein, dass Energie existiert, um die Temperatur zu beschreiben: ein großräumiges entstehendes Phänomen als zentral zu nehmen, einfach weil wir uns dessen zuerst bewusst waren. Welcher Aspekt der Quantenmechanik macht es nahe zu sagen, dass Wahrscheinlichkeit und „Nicht-Determinismus“ eine zentrale Rolle einnehmen sollten?
Insbesondere sehe ich keine Widersprüche oder ontologisch ungewöhnliche Dinge, die sich ergeben, wenn man eine Wellenfunktion als reale, sich deterministisch entwickelnde Materiewelle behandelt, wobei der Kollaps aus Überlegungen zur großen Quantenstatistik entsteht (ein Thema, mit dem ich zugegebenermaßen nicht vertraut bin). Wahrscheinlichkeit ist wie üblich einfach eine Frage der Unkenntnis (dh des zugrunde liegenden Quantenzustands der Umgebung/des Messgeräts). Unsicherheitsprinzipien sind eine offensichtliche Voraussetzung für jede Wellentheorie, und nicht pendelnde Observable ergeben sich einfach daraus und aus der Tatsache, dass wir nicht länger vorgeben können, ein System zu messen und es intakt zu lassen. Wenn dies richtig ist, habe ich absolut keine Ahnung, warum die Leute über Quantengrundlagen verwirrt / in Konflikt geraten sind, weshalb ich vermute, dass mir etwas fehlt. Wenn einfache Welleneffekte das sind, was 'Nicht-Realismus' ist
Jetzt möchte ich nicht, dass die Frage vage / philosophisch erscheint, daher möchte ich darauf hinweisen, dass ich an experimentellen Ergebnissen (gedanken oder auf andere Weise) oder Verwendungen / Beweisen in QM interessiert bin, die davon ausgehen, dass Wellenfunktionen wirklich sind über die natürliche Wahrscheinlichkeit, anstatt dass „Wahrscheinlichkeitsdichte als Modul“ nur eine Eigenschaft ist, die Wellenfunktionen zufällig haben.
Ich bin mir nicht ganz sicher, was Sie fragen, aber da Sie ernsthaft daran interessiert zu sein scheinen, einige der Grundlagen der Quantenmechanik zu verstehen, werde ich mein Bestes tun, um Ihre Frage zu beantworten.
Die Antwort darauf, warum wir eine Wellenfunktion nicht als „echte, sich deterministisch entwickelnde Materiewelle“ betrachten, ist einfach, dass eine solche Interpretation nicht durch experimentelle Daten bestätigt wird. Es gibt eine Fülle von Experimenten, die die Kopenhagener Interpretation validiert und erneut validiert haben , so dass es Ihnen schwer fallen wird, einen Weg zu finden, ihre Ergebnisse zu erklären, während Sie eine der Grundannahmen ihrer Theorie ablehnen.
Ein weiterer guter Grund, die Wellenfunktion selbst nicht als physikalisch relevant zu betrachten, ist, dass sie keinen reellen Wert hat. Schrödingers Gleichung ist nicht die Diffusionsgleichung, egal wie ähnlich sie aussehen. Die Lösungen der Schrödinger-Gleichung sind implizit komplexwertig, also was ist die Lösung: einfach den Imaginärteil wegwerfen? Achtung: Wenn Sie die zeitabhängige Schrödinger-Gleichung lösen, werden Ihre Energieeigenfunktionen mit zeitabhängigen Phasen der Form multipliziert . Was passiert, wenn die Phase der Wellenfunktion rein imaginär ist? Ist das Teilchen nirgends zu finden?
Schließlich wurde Ihre Frage vielleicht schon einmal von einigen sehr bekannten Physikern gestellt. Werfen Sie einen Blick auf das EPR-Paradoxon . Die Grundidee ist, dass die Quantenmechanik Verschränkung impliziert , was scheinbar die Kausalität verletzt: Wie kann etwas, das ich einem Teilchen hier antue, ein anderes Teilchen in 1000 Lichtjahren Entfernung verändern? Nun, Experimente haben tatsächlich gezeigt, dass die Verschränkung wahr ist und daher die Quantenmechanik nicht lokal ist. Dieses Ergebnis gipfelte in Bells Theorem .
Das Ergebnis von Bells Theorem ist, dass Quantenmechaniken notwendigerweise nicht lokal und probabilistisch sind. Keine „verborgene Variablen“-Theorie kann jemals ihre Vorhersagen angemessen erklären. Werfen Sie einen Blick auf die Experimente Quantum Eraser und Delayed-Choice Quantum Eraser . Sie enthalten einige ziemlich einfache Änderungen am bekannten Doppelspaltexperiment , die zeigen, wie kontraintuitiv (aber wahr!) die Quantenmechanik tatsächlich ist. Diese beiden "Radiergummi"-Experimente sind auch nicht nur Gedankenexperimente: Sie wurden tatsächlich durchgeführt.
„Welcher Aspekt der Quantenmechanik macht es nahe zu sagen, dass Wahrscheinlichkeit und ‚Nicht-Determinismus‘ eine zentrale Rolle einnehmen sollten?“
Der grundlegende Grund ist philosophischer Natur und stammt aus dem Teleportations-Gedankenexperiment , das die Frage aufwirft, was mit der subjektiven Erfahrung passiert, nachdem ein hypothetisches Teleportationsgerät das Löschen der Originalkopie vermeidet: Gibt es plötzlich zwei Versionen von dir? Die einzig vernünftige Lösung für das Gedankenexperiment ist, dass subjektive Erfahrung intrinsisch nicht deterministisch wird und dass Sie nur eine probabilistische Gewissheit darüber postulieren können, dass sie in einer bestimmten Kopie vorhanden ist
Warum ist das Teleportations-Gedankenexperiment für die Quantenmechanik relevant? weil in der Quantenmechanik der Beobachter (beschrieben als Wellenfunktion), der mit einem einfachen System mit zwei Zuständen in Quantenüberlagerung interagiert, verschränkt wird und zu einer Überlagerung von zwei Tensorproduktzuständen wird; im Grunde zwei Kopien des Beobachters, wobei jede Kopie einen anderen Eigenwert misst
Aus diesem Grund ist der Nichtdeterminismus nicht unbedingt mit der Quantenmechanik verbunden, sondern mit einem viel tieferen philosophischen Problem, das mit der subjektiven Erfahrung von Beobachtern zusammenhängt. Sobald Sie diese grundlegende Tatsache verstanden haben, hört die Quantenmechanik auf, eine mysteriöse Theorie zu sein, und sie wird zu etwas, das intuitiv leichter zu verstehen ist
Stell dir vor, du bist ein einzelliger Organismus in einem deterministischen Universum. Sie werden gebeten, Ihre zukünftigen Erfahrungen vorherzusagen. Sie schreiben also eine genaue PDE und stellen fest, dass Sie sich irgendwann in der Zukunft teilen und Ihre beiden Selbste jetzt getrennte Wege gehen. Welche Zukunft sollten Sie vorhersagen? Wenn Sie feststellen, dass viele, viele Aufspaltungen stattfinden, können Sie über die überwältigend wahrscheinliche Erfahrung sprechen und welche statistische Streuung der verschiedenen Erfahrungen sie hat. Aber das ist nur ein deterministisches Universum. Sie werden jedoch im Wesentlichen nach einem einzelnen Erlebnis aus der Gesamtheit zukünftiger Erfahrungen gefragt.
Die Frage war also Schuld.
Das gleiche passiert in der Quantenmechanik. Sie haben eine Wellenfunktion und die Mathematik ist deterministisch. Aber die Mathematik deutet eindeutig auf eine Aufspaltung der Welle hin. Eine Aufspaltung der Welle in Teile, von denen jeder Faktoren hat, die ein Eigenzustand in verschiedenen Eigenräumen sind. Und genau wie der gespaltene Organismus gehen sie manchmal getrennte Wege und machen eine einzigartige Erfahrung.
Wenn Sie nach dieser einzigartigen Erfahrung fragen, bringen Sie die Wahrscheinlichkeit mit ein. Es war nicht da, als Sie die gesamte Welle im Großen und Ganzen betrachteten. Aber wenn Sie nach der Sichtweise eines separaten Teils fragen, dann können Sie nicht deterministisch von einer bestimmten singulären Erfahrung sprechen. Und muss auf eine Wahrscheinlichkeit einer statistischen Streuung spezifischer Erfahrungen von Split-Wells zurückgreifen.
Wenn Sie ganz einfach denken, ergeben sich Wahrscheinlichkeiten aus der diskreten Natur der Interaktionen zwischen Entitäten . Das ist der wahre Deal, der alles so seltsam und interessant macht.
Angenommen, Sie haben 3 Entitäten A , B und C , wobei A die Quelle einer Störung ist , die gleichzeitig an B und C gesendet werden soll . Stellen wir uns die Störung in praktischen Begriffen vor (z. B. Geld ) und weisen ihr eine Maßeinheit zu ( Dollar ).
Nun, wie würde A ihnen beiden insgesamt 2 Dollar schicken ?
Nun, A sollte ihnen jeweils 1 Dollar geben und das Problem ist gelöst!!! Allerdings gibt es hier eine Einschränkung und das ist: Interaktionen werden nur mit minimaler Währung durchgeführt !!!'.
Wie kann A vor diesem Hintergrund B und C gleichzeitig einen Cent (Mindestwährung) geben ? Es kann nicht!!!
Zu jedem Zeitpunkt ( Interaktion ) muss A zwischen B oder C wählen , um jeden Cent zu verschenken , bis die 2 Dollar an beide vervollständigt sind. Und wenn Sie ein wenig darüber nachdenken, stellen Sie fest, dass die einzige objektive Lösung für A darin bestehen muss, jedes Mal eine imaginäre Münze zu werfen, um zu entscheiden, wer den 1 Cent erhält !.
In der analogen Welt der klassischen Mechanik würde A einen unendlich kleinen Geldbetrag an beide senden ( keine Mindestwährungsbeschränkung ) und was wir sehen werden, ist ein wunderschönes kontinuierliches Wachsen der Geldtaschen von B und C. Keine Notwendigkeit, sich mit Wahrscheinlichkeiten auseinanderzusetzen!!!! .
Dies ist nur eine einfache Schlafenszeit-Argumentation eines Laien. Nehmen Sie es mit einem Körnchen Salz.
Ján Lalinský
anna v