Woher wissen wir, dass die Quantenmechanik nicht einfach eine Näherungstheorie ist? [Duplikat]

Soweit ich weiß, dreht sich bei QM alles um Unsicherheit. Die Wellenfunktion (bzw | Ψ | 2 ) gibt uns eine Wahrscheinlichkeit, ein Teilchen an einem bestimmten Punkt zu finden. Dann messen wir das Teilchen und finden heraus, an welchem ​​Punkt es sich befindet.

Nun, hier ist mein Problem – QM gibt an, dass dieses Teilchen, bevor wir es gemessen haben, in einer Überlagerung vieler Zustände war und keine bestimmte Position hatte. Dies impliziert auch, dass die Wellenfunktion "perfekt" ist, weil sie so genaue Informationen wie möglich über das Positionsteilchen liefert, bevor wir es messen.

Also, woher wissen wir das? Warum kann es keine Funktion geben ϕ das keine Wahrscheinlichkeitsverteilungen gibt, sondern bestimmte Orte von Teilchen, und wir haben einfach keinen Weg gefunden, es auszudrücken oder zu berechnen? Woher wissen wir, dass die Position von Teilchen physikalisch ungewiss und nicht nur dem Experimentator unbekannt ist? Sicher, die Quantenmechanik funktioniert wunderbar und passt zu den Ergebnissen, aber vielleicht ist es einfach eine sehr gute Wahrscheinlichkeitstheorie, wenn wir eine viel elegantere und einfachere Theorie haben?

Das klingt nach versteckten Variablen, die nach Bells Theorem und nachfolgenden Experimenten nicht möglich sind. Ich empfehle, die Wikipedia-Seite dafür zu lesen :) Versteckte Variablen
Kennen Sie die De Broglie-Bohm-Theorie ?
@Alubeixu, es ist nicht wahr, dass Bells Theorem zeigt, dass Theorien mit „verborgenen Variablen“ nicht möglich sind, nur dass lokale Theorien mit versteckten Variablen durch Experimente ausgeschlossen werden (und selbst diese Schlussfolgerung hat eine „Superdeterminismus“ -Lücke).
Ich verstehe die Ablehnungen zu dieser Frage wirklich nicht. Sicher, die Idee im OP wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft abgelehnt, aber das bedeutet nicht, dass die Frage schlecht ist. Der Beitrag ist gut geschrieben, und die Frage ist nicht dumm.
@AccidentalFourierTransform, eine Frage darf gut geschrieben und nicht albern sein und trotzdem keinen Rechercheaufwand erkennen lassen. Ich vermute, das ist der Grund für die Downvotes.
@AlfredCentauri Um ehrlich zu sein, gab es Forschungsanstrengungen, aber nicht viele Ergebnisse - das Googeln dieser Frage ist sehr schwierig, wenn Sie die Terminologie nicht kennen (es war sogar schwierig, sie hier in Worte zu fassen). Die Wiki-Seite für versteckte Variablen erklärt all dies, aber ich lasse dies stehen, falls jemand anderes Probleme hat, Referenzen zu diesem Problem zu finden.
TreFox, ich vermute nur, warum jemand abstimmen würde, aber ich denke, es hilft, in eine Frage zumindest eine vorübergehende Erwähnung dessen zu setzen, was Sie hier oder anderswo nachgeschlagen haben, und dies mit Ihrer Frage zu verknüpfen. Siehe zum Beispiel diese ähnliche Frage: Ist die Kopenhagener Interpretation nur eine Annäherung an die Quantenmechanik?
Ich schließe diese Frage als Duplikat, da die Grundlagen ("Woher wissen wir, dass QM nicht nur eine Theorie versteckter Variablen ist?") auf dieser Website so gut bekannt sind, dass diese Frage nicht fortgesetzt werden sollte die Hot Network Questions-Seitenleiste - sie ist einfach nicht konstruktiv genug, um repräsentativ für diese Seite zu sein, und in dem Maße, in dem das Thema eine weitere Diskussion wert ist, ist diese Frage einfach nicht in ausreichender Nuance formuliert, um diese Konversation wirklich voranzutreiben. Ich zögere, zu antworten und dann zu schließen, aber dieses hier verdient wirklich nicht das Rampenlicht.

Antworten (2)

Wir nicht. Es könnte gut sein, dass es eine tiefere Theorie als die Quantenmechanik gibt, die alle oder die meisten der Verrücktheiten verschwinden lässt. Es gibt viele Leute, die nach solchen Theorien suchen, und in den letzten acht Jahrzehnten sind sie meistens mit leeren Händen aufgetaucht.

Was wir jedoch haben, sind starke Beschränkungen, wie diese Theorie aussehen kann – Dinge wie die Bell- , Kochen-Specker- oder PBR- Theoreme oder die weitreichenden Auswirkungen von Nichtlinearitäten –, die es für Theorien sehr schwierig machen, die Verrücktheit zu beseitigen und immer noch auf die Quantenmechanik reduzieren.

Daher ist es durchaus möglich, dass jemand eine Theorie entwickelt, die QM ersetzt, und wenn er es tut, werden wir ihm alle dafür danken. So wie die Dinge im Moment aussehen, ist diese größere Theorie jedoch wahrscheinlich noch seltsamer als QM, und sie wird Sie wahrscheinlich dazu zwingen, Prinzipien aufzugeben, an denen wir noch fester festhalten als Lokalität und Realismus, wie z. B. die Möglichkeit unabhängige Experimente an verschiedenen Orten einzurichten. Und wenn Sie so weit gehen, werden sich viele Physiker fragen, inwieweit diese Theorie eine Verbesserung gegenüber der Verrücktheit der Quantenmechanik darstellt.

Sie verlinken Bells Theorem mit Wikipedia und die beiden anderen mit einer anderen Site. Aber die Seite hat auch eine Diskussion über das Theorem von Bell . Vielleicht besser auch verlinken.
@Ruslan Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie eine bessere Antwort geben können, können Sie diese gerne posten. Ich habe meine Gründe für das Verlinken wie ich, aber es scheint (da Sie direkt Änderungen vorgeschlagen haben, anstatt Fragen zu stellen), dass Sie nicht so sehr daran interessiert sind.

Meiner Meinung nach ist die beste Möglichkeit, dass Ihr Vorschlag wahr ist, die klassische stochastische Elektrodynamik . Diese Theorie ist nicht sehr bekannt und befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Aber seine Ideen sind sehr interessant. Schau dort :

https://en.wikipedia.org/wiki/Stochastic_electrodynamics

https://arxiv.org/abs/1205.0916

Kurz: Die Stochastische Elektrodynamik (SED) postuliert, dass das Vakuum mit klassisch beschreibbaren Nullpunktschwankungen des elektromagnetischen Feldes gefüllt ist. Es ist nur ein stochastisches Feld, das da ist, isotrop, homogen und hat ein Lorentz-invariantes Spektrum. Dieses zufällige Feld wirkt sich jedoch auf die Bewegung von Partikeln aus, und der Beobachter kann nur einige durchschnittliche Verhaltensweisen erkennen. Diese Theorie legt nahe , dass QM eine Art effektive Theorie ist , die nur für einige Zeit- und Raumdurchschnitte gültig ist. Es kann auch den meisten Formalismus der QM reproduzieren, aber es ist mathematisch eine sehr komplizierte Theorie.

Die Planck-Konstante geht in diese Theorie als klassische Konstante ein, die die Skala des Zufallsfeldes definiert . Alle (die meisten?) QM folgen daraus.

Kann ich wissen, warum die Ablehnung? Ich denke, diese Antwort passt zur OP-Abfrage.
Vielleicht sollten Sie ein paar Worte darüber sagen, was CSE ist und welche Nachteile es hat (Nichtlokalität usw., vielleicht unter Bezugnahme auf das Bellsche Theorem). Andernfalls handelt es sich meistens um eine Nur-Link-Antwort .
Ich habe nicht abgelehnt, aber es sieht wirklich nach einer verrückten Theorie aus. Wenn sie nicht etwas Neues vorhersagt, das experimentell getestet werden kann, würde ich erwarten, dass diese Theorie "wenig bekannt" bleibt.
@Magicsowon Bohm-de Broglie-Theorie wird nicht als Spinner-Theorie betrachtet (es ist eine Interpretation von QM), und CSE ist laut Wikipedia seine Erweiterung.
Stochastische Elektrodynamik ist sicherlich keine "Crackpot"-Theorie. Der Grund, warum es noch nicht sehr bekannt ist, ist, dass es sehr kompliziert (nicht linear) ist und nur numerische Auswertungen durchführen kann. Die Berechnungen geben die meisten QM-Vorhersagen wieder.
@Cham am meisten?.. und welche nicht?
Vor allem, weil es noch keine fertige Theorie ist. Und seine Berechnungen sind kompliziert und erfordern numerische Lösungen auf leistungsstarken Computern. (verdammte Tippfehler!)
Sagt die Theorie etwas Neues voraus, das experimentell überprüft werden kann?
Ich bin mir nicht sicher. Ich denke, es bietet nur eine Neuinterpretation von QM (als eine Art effektive Theorie ), die die alten klassischen Konzepte wie Kausalität, Determinismus, Lokalität usw. wiederherstellt. Es wird oft aus Gründen, die mir nicht klar sind, als "nicht lokal" beschrieben aber Aus den Artikeln, die ich gelesen habe, geht hervor, dass es sich eindeutig um eine vollständig klassische spezielle relativistische Theorie handelt.
Um zu verstehen, warum sie nicht lokal ist, sollten Sie zuerst etwas über ihren Vorgänger, die Bohm-de-Broglie-Theorie, lernen. Es ist eine Interpretation im gleichen Sinne, aber einfacher, da nicht versucht wird, QED, sondern nur QM zu reproduzieren.
Aus den Papieren, die ich gelesen habe, ist SED vage wie die Bohm-deBroglie-Theorie. Fast alle Artikel über SED, die ich gelesen habe, sagen nichts über diese ältere Theorie aus.