Wie testet man die Quantenmechanik?

In diesem Artikel, Testen der Quantenmechanik , stellt S. Weinberg dies fest

Das Problem ist, zu wissen, was getestet werden soll. Normalerweise können wir eine Anleitung bekommen, wie man eine Theorie wie die allgemeine Relativitätstheorie oder das Standardmodell der Wechselwirkungen von Elementarteilchen testet, indem man zuerst eine verallgemeinerte Theorie als Folie erfindet, wie etwa die allgemeine Relativitätstheorie mit zusätzlichen masselosen Skalaren oder das Standardmodell mit zusätzlichen Bosonen messen. Mit einer „verallgemeinerten“ Theorie meine ich eine Theorie, die sich von der Theorie unterscheidet, die wir testen wollen, sich aber darauf reduziert, wenn einige Parameter sehr klein werden. (In diesem Sinne gelten die Theorien über lokale verborgene Variablen nicht als Verallgemeinerungen der Quantenmechanik.) Wir können Obergrenzen für diese Parameter festlegen, indem wir Experimente durchführen, um nach neuen Effekten zu suchen, die in der verallgemeinerten Theorie auftreten könnten, und auf diese Weise erhalten wir ein Gefühl dafür, wie genau die Theorie ist, die wir testen wollen.

Ich kann jedoch nicht verstehen, was er mit diesem Absatz meint? Warum brauchen wir zum Beispiel eine "allgemeine Theorie", um die eigentliche Theorie zu testen, die wir testen wollen? Und wenn wir eine haben, wie verwenden wir sie, um die eigentliche Theorie zu testen? Gibt es eine andere Möglichkeit, es [die eigentliche Theorie] zu testen?

Unsere Konvention besteht darin, auf eine kanonische Seite für eine Veröffentlichung zu verlinken, z. B. die Seite des Herausgebers, eine arXiv-Seite oder einen DOI-Link. Es sieht so aus, als ob der Link zunächst auf die Seite des Herausgebers verwies (was in Ordnung ist), in einen DOI-Link geändert wurde (was auch in Ordnung ist) und dann in einen Google Drive-Link geändert wurde, was angesichts dessen nicht in Ordnung ist mehr kanonische Quelle existiert. Der Zweck der Verlinkung hier besteht darin, die Identifizierung des Papiers zu erleichtern, nicht unbedingt, um den Leuten zu zeigen, wo sie eine Kopie davon erhalten können. der DOI tut das, aber der Drive-Link nicht. Also (TL; DR) ändere es nicht zurück.
Übrigens verlinkt die INSPIRE-Seite für das Paper auf einen Preprint . Die INSPIRE-Seite wäre eine weitere perfekte Option, die Sie auf Wunsch als kanonischen Link verwenden können, da sie das Papier vollständig identifiziert.
@DavidZ Nun, ich konnte keine Möglichkeit finden, dem Ben den Zugriff auf Papier zu ermöglichen. Ich weiß, dass es angemessen ist, das Papier so zu teilen, aber die Wissenschaft geht vor dem Gesetz, zumindest für mich.

Antworten (1)

Das Papier klingt interessant. Gibt es das irgendwo ohne Paywall?

Er spricht davon, eine Theorie zu testen, die bereits viele Male in einer ganzen Reihe von verschiedenen Kontexten getestet wurde und all diese Tests bestanden hat. Daher kann die Theorie nicht einfach falsch sein, wie die Freudsche Psychologie oder der Marxismus. Die einzige Möglichkeit ist, dass es sich um einen Sonderfall einer breiteren Theorie handelt. Das nennt man Korrespondenzprinzip: Neue Theorien müssen mit alten abwärtskompatibel sein. Aufgrund des Korrespondenzprinzips werden meine Erstsemester die Quantenmechanik nicht durch die Messung des Spektrums von Wasserstoff widerlegen. Sie müssen einen Rahmen haben, der Sie bei der Erstellung von Tests anleitet, damit Sie quantifizieren können, welche Bedingungen noch nicht getestet wurden oder welche Obergrenze für Verstöße bereits festgelegt wurde.

Es kann auch Zeitverschwendung sein, Tests auszuprobieren, wenn es für den Test logischerweise unmöglich ist, die Theorie zu falsifizieren. Nehmen wir zum Beispiel an, ich möchte testen, ob die Wahrscheinlichkeit erhalten bleibt, wie es von der Standard-Quantenmechanik vorhergesagt wird. Wie zum Teufel soll ich das testen? Ich mache das Experiment, und etwas passiert. Wenn die Gesamtwahrscheinlichkeit der Ergebnisse 0,9 wäre, was würde das dann bedeuten? Würde das ganze Universum für mich mit Wahrscheinlichkeit 0,1 aufhören zu existieren? Oder was ist, wenn die Theorie besagt, dass eine bestimmte Wahrscheinlichkeit negativ ist – wie teste ich diese Theorie?

Die Quantenmechanik erweist sich in diesem Sinne als äußerst zerbrechlich: Es ist sehr schwierig, durch kleine Störungen der Quantenmechanik eine tragfähige und andere Theorie zu erhalten. Ein gutes Papier dazu ist Aaronson, „Is Quantum Mechanics An Island In Theoryspace?“, http://arxiv.org/abs/quant-ph/0401062

"Er spricht davon, eine Theorie zu testen, die bereits viele Male in einer ganzen Reihe von verschiedenen Kontexten getestet wurde und all diese Tests bestanden hat."; Wenn Sie jedoch das Papier lesen, argumentiert der Autor beispielsweise, dass, wenn Sie das Spektrum eines harmonischen Oszillators messen und es mit der Vorhersage übereinstimmt, es nur den Hamilton-Operator und nicht direkt die Theorie selbst bestätigt. Für Physiker ergibt das keinen Sinn, da stimme ich zu, denn es gibt keine "wirkliche" Theorie, es gibt nur Modelle, also ist die Theorie in diesem Sinne "wahr", solange die Vorhersagen der Theorie mit dem Experiment übereinstimmen. ...
denn das ist das einzige, was ich überprüfen kann, aber ich habe diesem Argument trotzdem den Vorteil des Zweifels gegeben, dass es etwas geben könnte, das ich nicht verstehe.
@onurcanbektas: Ich habe die Zeitung nicht gelesen, weil sie kostenpflichtig ist, also ist es möglich, dass ich Weinbergs Argument komplett übersehe. Ich wäre daran interessiert, das Papier zu sehen, wenn Sie eine Version ohne Paywall finden können oder bereit sind, es irgendwo zu veröffentlichen. Was ich in dieser Antwort beschreibe, ist nur eine Reihe allgemeinerer Ideen darüber, wie wir beim Testen von Theorien in der Physik vorgehen. Dies ist beispielsweise die Philosophie, die der Verwendung des PPN-Formalismus als Testtheorie für Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie zugrunde liegt. Ich denke, das ist alles, worüber Weinberg in dem von Ihnen zitierten Absatz spricht.
Wie testet man die Quantenmechanik?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v