Wenn ich in einer vollständig kontrollierten Umgebung ein Blatt zweimal aus der Höhe eines Baumes fallen lasse, ist die Flugbahn in jedem Fall gleich?

Mit anderen Worten, kann sich die Erde wieder bilden, wenn eine ähnliche anfängliche Universumsbedingung gegeben ist? Die Unschärferelation besagt, dass wir die Position eines Teilchens nicht mit Sicherheit bestimmen können, wenn wir seine Geschwindigkeit mit größerer Sicherheit kennen, und umgekehrt. Aber ich hatte immer das Gefühl, dass diese Einschränkung für einen „Gott“ verschwinden wird, der den Vorteil hat, zu wissen, wie die Teilchen ursprünglich am Anfang waren und wie sie interagieren würden und wie die Geschichte weitergehen würde .... Daher kann abgeschlossen werden Kenntnis der Anfangsbedingungen der Welt die Unschärferelation vollständig aufheben ?

Siehe auch : physical.stackexchange.com/q/24068/2451 und darin enthaltene Links.
Nein, wegen der Chaostheorie. Determinismus ist ein Trugschluss.
Die Unschärferelation ist, soweit wir sie verstehen, nicht deshalb „unsicher“, weil unser Wissen, wie Sie sagen, unvollständig ist. Die Unsicherheit liegt vielmehr darin, dass ein Teilchen zu einem bestimmten Zeitpunkt wirklich keinen bestimmten Ort und Impuls hat
@ ja72 Die Chaostheorie ist die Untersuchung von Systemen, deren Ergebnisse sehr empfindlich auf die Anfangsbedingungen reagieren. Die Studiensysteme können jedoch immer noch vollständig deterministisch sein.
Und die Anfangsbedingungen unterliegen der Quantenmechanik und der Unschärferelation. Sie benötigen sowohl Positionen als auch Impulse, um Anfangsbedingungen vollständig zu definieren, was Sie nicht können. Es gibt mehrere Anfangsbedingungen, die sich alle überlagern.
@BenjaminToueg: Weil wir im Siegerteam sind? :) Die beiden haben Probleme mit der Koexistenz, also muss einer von ihnen gewinnen. Und wenn die Antimaterie gewonnen hätte, wäre sie die Norm, wir wären daraus gemacht und würden sie „Materie“ nennen – und die Materie, die wir derzeit kennen und lieben, wäre die „Antimaterie“ . ".
@ ja72 Stimmt, aber der Mangel an Determinismus kommt von der Quantenmechanik, nicht von der Tatsache, dass das System chaotisch ist.
@cHao Was ich meine ist, wenn wir die Würfel noch einmal würfeln würden, mit genau den gleichen Anfangsbedingungen, sind wir sicher, dass Materie Antimaterie gewonnen hätte? Wenn nicht, dann ist die Frage geschlossen.
Bei dieser Frage geht es wirklich um die Chaostheorie, nicht um die Quantenmechanik. Bei einem fallenden Blatt geht es nicht um Quantenmechanik.

Antworten (6)

Sie missverstehen das Unsicherheitsprinzip. Die Unschärferelation besagt, dass ein Teilchen nicht gleichzeitig einen bestimmten Impuls und einen bestimmten Ort haben kann. Dies liegt nicht an unserer unvollständigen Parameterkenntnis. Dies ist ein Grundgesetz des Universums und ergibt sich aus der Tatsache, dass Impuls- und Ortsoperatoren in der Quantenmechanik nicht kommutieren. In Ihrer Frage wird das Blattergebnis in beiden Experimenten gleich sein, denn wenn Sie viele Teilchenwellenfunktionen miteinander kombinieren, verhält sich das Objekt nicht mehr probabilistisch. Dieses Phänomen wird als Quanten-Decohärenz bezeichnet. Beim Erdbildungsexperiment können wir es einfach nicht wissen. Sie brauchen die richtigen Bedingungen, damit sich die Erde bilden kann, und weil das Unsicherheitsprinzip und Quantenfluktuationen eine wichtige Rolle bei den Bedingungen des frühen Universums spielten, können wir nicht sicher wissen, ob es wieder passieren wird.

Was bedeutet UP? Ok, es bedeutet Unsicherheitsprinzip. Bitte verwenden Sie keine Akronyme oder definieren Sie diese.
Bedeutet das, dass es keine Quantenfluktuationen gibt, die makroskopische Effekte in etwas so Chaotischem wie Luftbewegungen verursachen könnten?
Theoretisch könnte sich eine Münze von selbst drehen, wenn man sie lange genug anstarrt, aber sie ist so lächerlich klein, dass man ein Vielfaches des Alters des Universums warten müsste, um ein Zehntel von a zu haben hundert Chance, es zu sehen.
Quantenfluktuationen haben die großen Strukturen in unserem Universum wie Galaxien verursacht, also können ja dann große Strukturen entstehen, wenn sie auf astronomische Maßstäbe ausgedehnt werden (zum Beispiel während der Inflation). Aber sie sind im physikalischen Sinne nicht chaotisch, sie sind wirklich zufällig.

Nein. Das Unsicherheitsprinzip besagt Folgendes:

Ort und Impuls eines Teilchens können nicht gleichzeitig mit beliebig hoher Genauigkeit gemessen werden. Es gibt ein Minimum für das Produkt der Unsicherheiten dieser beiden Messungen. Ebenso gibt es ein Minimum für das Produkt der Unsicherheiten von Energie und Zeit.

Δ x Δ p ≥ h 4 π
Das heißt aber nicht, dass diese Parameter nicht messbar sind, weil unsere Instrumente noch nicht genau genug sind oder sich vielleicht ein Fehler eingeschlichen hat. Egal wie die Ausgangsbedingungen sind, diese Unsicherheit liegt in der Natur der Materie.

Die Hauptfrage, die Sie stellen, wird vom Unsicherheitsprinzip nicht wirklich beeinflusst. Das Universum ist nicht deterministisch. Daher ist die Entstehung unseres Planeten, der diesen Baum hat, und dieser Baum, der dieses Blatt hat, genau das, was ihr Unfälle nennen könnt . Unsere Version des Universums ist nur eine von unendlich vielen anderen, wo es weder die Erde noch uns gibt.

Das Problem bei dieser Frage ist, dass, selbst wenn Sie die Bedingungen auf makroskopischer Ebene perfekt kontrolliert haben – einschließlich der Art, das Blatt jedes Mal auf genau die gleiche Weise freizugeben (fast unmöglich), und der Verwendung von Blättern im identischen Ausgangszustand (dasselbe Blatt kann etwas Wasser verloren haben, wenn Sie das Experiment wiederholen, und alle Druckwellen im Gehäuse unterdrücken (absolute Stille) ... es wird Rückkopplungseffekte auf mikroskopischer Ebene geben, die das Experiment verstärkt und sichtbar macht. Brownsche Bewegung könnte sein genug, um die Luftdichte -- oder Blattflexibilität -- genug zu beeinflussen, um eine Divergenz zu beginnen, und diese Divergenz beeinflusst den Weg des Blattes, was den Druck auf es beeinflusst, was beeinflusst, wie es sich kräuselt, was seinen Weg beeinflusst, was. ..

Dies ist ein sehr instabiles System, und in der Praxis ist es wahrscheinlich unmöglich, es gut genug zu kontrollieren, um das Experiment genau zu reproduzieren.

All das hat nichts mit der Unschärferelation zu tun.

Ich denke, das Unsicherheitsprinzip setzt eine theoretische Grenze dafür, wie viel Kontrolle "absolute" Kontrolle ist, zumindest für alle Experimente im Bereich der bekannten Physik. Die Flugbahn ist also jedes Mal anders, selbst in einem Gedankenexperiment mit einer so nahezu perfekten Kontrolle, wie es die Gesetze der Physik zulassen.
Ich denke, das ist eher ein Gedankenexperiment; Wenn Sie alles wieder dorthin zurückstellen könnten , wo es angefangen hat, würde es genauso ablaufen. Eher als die Praktikabilität der Wiederholung des Experiments
@NeilSlater: Unsicherheit ist ein berechtigtes Problem und könnte sich auf Dinge wie die genaue Oberflächenhaftung zwischen dem Blatt und dem, was es freisetzt, auswirken, aber ich bin mir nicht sicher, ob dies ein ausreichend großer Effekt wäre, um in diesem speziellen Experiment sichtbar zu sein . Allerdings nicht unmöglich
@RichardTingle: OK, wenn wir davon ausgehen, dass das Zurücksetzen bis auf die subatomare Ebene VOLLSTÄNDIG ist ...

Im Fall der Flugbahn eines Blattes wäre es in beiden Fällen gleich, wenn die Umgebung genau gleich ist. Und Sie können dies auf jedes makroskopische Ereignis verallgemeinern.

Die Entstehung der Erde, die das Universum von Anfang an simuliert, ist komplex, weil es sich nicht um ein makroskopisches Ereignis handelt. In der Quantenwelt ist alles wahrscheinlichkeitsgetrieben. In einem Haufen radioaktiver Atome sind alle Atome gleich ähnlich und gleich instabil. Doch einige Atome bluten ihre Instabilität irgendwann aus, andere nach Milliarden von Jahren. Sehen Sie, ich habe hier nicht einmal die Unschärferelation verwendet.

Angesichts der Anfangsbedingungen des Universums ist die Entstehung der Erde also eine von unzähligen Möglichkeiten.

Yet, some atoms bleed out its unstability at one point and some after billions of years.Und Sie sind sicher, dass das nichts mit Anfangsbedingungen zu tun hat? Dies könnte einfach eine tiefere Chaostheorie sein und Variablen, von denen wir nicht verstehen, woher sie kommen, aber das bedeutet nicht wirklich, dass sie nicht bestimmt sind.
@Cruncher Angesichts der Art dieser QnA-Site basiert meine Antwort auf Fakten, die uns zur Verfügung stehen. Bei fiktiven Dingen wäre die Frage unbeantwortbar.
Zu sagen, es sei eine Tatsache ohne Beweise für das Gegenteil, ist wie zu sagen, es sei eine Tatsache, dass es keinen Gott gibt, weil wir keine Beweise dafür haben.
@Cruncher In der Dimension der Physik sind das Fakten. Und es steht Ihnen frei, alle physikalischen Gesetze, die auf dieser Logik basieren, zu töten ... in einer anderen Dimension.

Aufgrund der probabilistischen Natur der Quantenmechanik und der Unschärferelation jedes Mal unterschiedliche Flugbahn. Das Unsicherheitsprinzip ist nicht "entfernbar", es ist keine Einschränkung, die auf praktischen Einschränkungen in einem Experiment basiert, sondern quantenmechanischen Berechnungen inhärent.

Es gab ein interessantes Gedankenexperiment, bei dem es bei absoluter Kontrolle über ein viel einfacheres System (mehrere Kollisionen zwischen 12 Billardkugeln) theoretisch nicht möglich ist, die Flugbahn des endgültigen Objekts zu bestimmen: DJ Raymond - How Determinate is the "Billiard Ball Universe" ?

Wie unterschiedlich die Flugbahn endet, hängt davon ab, wie wichtig diese mikroskopische Zufälligkeit wird. Ich würde erwarten, dass die Bewegungsgleichungen für ein schwimmendes Blatt einige nichtlineare Elemente enthalten, so dass winzige Geschwindigkeits- oder Positionsunterschiede zu einer im Wesentlichen chaotischen Bewegung führen.

Dies kann jedoch in engen Grenzen gehalten werden. Ich kann nicht wirklich erraten, ob die chaotischen Teile der Bewegung ein Teil von einer Million wären oder die regelmäßige vorhersagbare Bewegung des Blattes vollständig überschatten würden (die Sie von einer klassischen Fluiddynamiklösung für die Bewegungsgleichungen und den Flüssigkeitsfluss um das Fallen erhalten könnten Objekt).

Einige Blattformen und Luftströmungen können tatsächlich relativ stabil sein und keinen großen Unterschied zeigen (trivialerweise ist die Flugbahn bei sehr geringer Luftdichte ein gerader Tropfen). Aber ich vermute, dass das ikonische Bild eines Blattes, das sich dreht und schaukelt, während es langsam fällt, ein höchst chaotisches System ist, und es wird dann anfällig für Auswirkungen des Unsicherheitsprinzips sein, vorausgesetzt, Ihr imaginärer "perfekter" Experimentaufbau wird innerhalb der Grenzen durchgeführt der bekannten Physik.

Nach meinem Verständnis Ihrer Fragen verwechseln Sie die "wissenschaftliche Methode" und das "Unsicherheitsprinzip". Die wissenschaftliche Methode besagt, dass "bei gleichen Ausgangsbedingungen, in einer kontrollierten Umgebung usw. die "Ergebnisse" gleich sein sollten ( d. h. mit gewisser Genauigkeit wiederholbar). Die Unschärferelation "beschäftigt" sich mit einer ganz anderen Sache. Es sagt uns, dass eine der Messungen der Position und des Impulses eines Teilchens genau bestimmt werden kann, aber nicht beide gleichzeitig.

Wenn ich in einer vollständig kontrollierten Umgebung ein Blatt zweimal aus der Höhe eines Baumes fallen lasse, ist die Flugbahn in jedem Fall gleich?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v