Вопрос по другу Вигнера

[Sicker]

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

Ни один из ваших вариантов не описывает правильно ситуацию в ММИ. Или похожую ситуацию

А какой описывает?

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

когда телепортатор "Энтерпрайза" сломался и если капитан Кирк использует его, то Кирка телепортирует сразу в две точки на планете в разном одеянии — один Кирк окажется в зелёном, другой в голубом. (Пример Д. Альберта.)

Так я как раз почти про этот пример и говорил Это зависит от устройства телепортатора и при определенном рассмотрении в рамках материалистического подхода на этот вопрос ответить невозможно. На подобную тему есть один занимательный парадокс, хотите скину ссылку в ЛС?

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

Да. И что?

А как конкретно определился результат измерения?

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

Нет, это не вопрос, это хорошо известный псевдовопрос типа "почему я — это я, а не кто-нибудь ещё?" На самом деле этот "вопрос" не имеет смысла.

Во-первых, здесь другой вопрос - почему мое я оказалось именно в этой ветке реальности, а не в другой.
Во-вторых, вопрос не бессмысленен, если его правильно понимать А именно, например, почему мое я находится именно в этой нейронной системе, отсюда же растет парадокс философского зомби и трудная проблема сознания
Кстати, один участник форума верно написал о сущности этого вопроса

Цитата:

Лет в 20 я вдруг вспомнил, что в 16 мучил меня один вопрос. Попытался вспомнить, что за вопрос и вспомнил его формулировку в 16 лет: "Почему я - это я". Когда я его проговорил в 20 лет, то сперва не понял, в чем тут прикол - что за ересь? Потом поднапрягся, вспомнил свои экзестенциональные переживания 4-летней давности и "постиг" сермяжную суть вопроса

Я о том, что если этот вопрос себе не задавать хотя бы раз в 5 лет, то "ощущение парадокса" может забыться в бытовой суете.

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

ММИ решает так: она говорит, что установка "классическая система не может быть в суперпозиции" неверна

Так копенгагенская тоже решает, говоря обратное

warlock66613 в сообщении #1498710 писал(а):

объясняет почему возможность быть в суперпозиции не противоречит повседневному опыту.

И как же она объясняет, если в ней самой есть трудность с селективными измерениями? Мы себя наблюдаем только в одном экземпляре, а не в суперпозиции

[warlock66613]

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

А какой описывает?

Не знаю, какой описывает, но ни один из ваших пяти не описывает точно.

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

Это зависит от устройства телепортатора и при определенном рассмотрении в рамках материалистического подхода на этот вопрос ответить невозможно.

На какой вопрос?

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

хотите скину ссылку в ЛС?

Не хочу, но кидайте.

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

А как конкретно определился результат измерения?

Что есть "результат измерения" в рамках ММИ, где в равной степени существуют все возможные результаты?

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

здесь другой вопрос - почему мое я оказалось именно в этой ветке реальности, а не в другой

Это в точности этот самый вопрос. "Почему я не древний грек?"

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

почему мое я находится именно в этой нейронной системе

Псевдовопрос, не имеющий никакого смысла.

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

отсюда же растет парадокс философского зомби

Функционализм ("то что ведёт себя как тигр — и есть тигр", впрочем это неточное описание функционализма), кажется, решает этот парадокс (тут хорошо бы спросить специалиста, только где его взять?) А функционализм — основа ММИ.

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

Так копенгагенская тоже решает, говоря обратное

Копенгагенская, видимо, говорит всё-таки не совсем обратное. Но да, любая решает, только по-разному, очень по-разному.

Sicker в сообщении #1498718 писал(а):

в ней самой есть трудность с селективными измерениями? Мы себя наблюдаем только в одном экземпляре, а не в суперпозиции

Ну так какая же трудность, если ММИ именно это и говорит — что любой экземпляр наблюдателя только в одном экземпляре себя и наблюдает.

[epros]

warlock66613 в сообщении #1498391 писал(а):

irygaev в сообщении #1498390 писал(а):

То есть коллапс волновой функции частицы тут не происходит, потому что лабораторию и прибор мы считаем квантовыми, а не классическими. Правильно я понимаю?

Правильно. Потому что нам неизвестно никаких причин, которые запрещали бы нам так считать.

А разве это не запрещает само понятие "измерения" как взаимодействия с "макроскопическим" (подразумевая "классическим") прибором? Если рассматривать лабораторию друга Вигнера как изолированную квантовую систему, придётся признать, что она осталась в суперпозиции, т.е. коллапса не было, а значит "измерение" не завершено.

warlock66613 в сообщении #1498416 писал(а):

Декогеренция — это вообще не про коллапс. Декогеренция — это про неселективные измерения. А коллапс происходит при селективном измерении.

Почему "вообще не про"? Если я правильно понимаю, неселективное измерение отличается от селективного только тем, что его результат экспериментатору неизвестен. Т.е. коллапс состоялся, но поскольку экспериментатору неизвестно в какое именно состояние, то он вынужден предполагать все возможные варианты, математическим выражением коих предположений и является матрица плотности. Или, может быть, в такой интерпретации кроются какие-то "идеологические ошибки"?

[warlock66613]

epros в сообщении #1498737 писал(а):

А разве это не запрещает само понятие "измерения" как взаимодействия с "макроскопическим" (подразумевая "классическим") прибором?

Ну это тонкости терминологии. Не называйте это измерением, но это же не меняет ничего содержательно. Всё равно, рассуждая одним способом мы приходим к тому, что лаборатория находится в суперпозиции, а рассуждая другим — что не находится. И нужно как-то объяснить такое противоречие, и разные интерпретации это делают по-разному.

epros в сообщении #1498737 писал(а):

Если я правильно понимаю, неселективное измерение отличается от селективного только тем, что его результат экспериментатору неизвестен.

Это, во всяком случае, не то, что имел в виду. Другое значение понятия "неселективное измерение". Я имел в виду следующее. Есть вот взаимодействие, как вы говорите, с "макроскопическим" (подразумевая "классическим") прибором — это селективное измерение, оно даёт определённый результат. А то же самое взаимодействие, когда прибор рассматривается как квантовый, — это неселективное измерение, оно не даёт никакого определённого результата.

Декогеренция рассматривает прибор именно как квантовый и она объясняет, почему макроскопические объекты привязаны к определённому базису, объясняет почему нельзя поставить опыт по интерференции действительно макроскопического объекта. Но не объясняет, почему числа, получаемые из матрицы плотности, являются вероятностями и откуда возникает случайность, если взаимодействие любых двух квантовых объектов описывается детерминированным уравнением Шрёдингера.

Матрица плотности возникает в квантовой механике в двух принципиально разных контекстах. Один — это когда экспериментатор не знает результата, это ещё называется proper mixture. Другой — это improper mixture, редуцированная матрица плотности, описывающая состояние части квантовой сиситемы. Математически эти матрицы плотности идентичны, но физически ситуации совершенно разные. В одном случае у нас матрица плотности описывает воображаемый ансамбль, как в классической статистической механике. В другом случае у нас всего одна система, и матрица плотности описывает состояние именно этой, одной системы, и нет никакого ансамбля. И вот это превращение системы в ансамбль (реальный в ММИ или воображаемый в Копенгаген-like) декогеренция объяснить не в состоянии.

[Pphantom]

Флуд удален. VictorNovak, Sicker - по предупреждению.

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1498744 писал(а):

Но не объясняет, почему числа, получаемые из матрицы плотности, являются вероятностями и откуда возникает случайность

В случае воображаемого ансамбля вероятность там заложена по определению. В случае редуцированной матрицы плотности это следствие правила Борна. Эверетт вроде бы вывел вероятностную меру из относительной волновой функции. У него в выводе есть дыры?

[epros]

warlock66613 в сообщении #1498744 писал(а):

Есть вот взаимодействие, как вы говорите, с "макроскопическим" (подразумевая "классическим") прибором — это селективное измерение, оно даёт определённый результат. А то же самое взаимодействие, когда прибор рассматривается как квантовый, — это неселективное измерение, оно не даёт никакого определённого результата.

Я предполагал другую классификацию. Взаимодействие с "классическим" прибором, результатом коего является коллапс в одно из базисных состояний, это "измерение". При этом если результат коллапса неизвестен, то это называется более общим термином - "декогеренция" - и описывается матрицей плотности. А если система из объекта измерения и прибора - изолированная квантовая система, то в силу линейности уравнения Шредингера ни коллапса, ни декогеренции не происходит, система остаётся в суперпозиции и это не является "измерением".

warlock66613 в сообщении #1498744 писал(а):

Декогеренция рассматривает прибор именно как квантовый и она объясняет, почему макроскопические объекты привязаны к определённому базису

Насколько я понимаю, уравнение Шредингера (которое "рассматривает прибор как квантовый") декогеренции не описывает. Соответственно, им невозможно объяснить, почему измерительный прибор привязан к определённому базису. Я неправ?

warlock66613 в сообщении #1498744 писал(а):

Другой — это improper mixture, редуцированная матрица плотности, описывающая состояние части квантовой сиситемы. ... В другом случае у нас всего одна система, и матрица плотности описывает состояние именно этой, одной системы, и нет никакого ансамбля

Вот этого "другого контекста" я не понял. Если мы знаем, что кот с вероятностью 50% либо жив, либо мёртв (но уж точно он не в суперпозиции), то мы описываем это матрицей плотности. По смыслу это и есть тот самый "воображаемый ансамбль, как в классической статистической механике", о котором Вы говорили в рамках "первого контекста". Я не понимаю, где здесь место для "второго контекста". По-моему, мы просто заменили слова: "ансамбль" на "состояние именно этой, одной системы", а по факту ничего не изменилось.

[realeugene]

epros в сообщении #1498775 писал(а):

Я неправ?

Да.

Измерительный прибор сконструирован так, чтобы измерять в определённом базисе. Другой измерительный прибор может измерять в ином базисе. При этом сам измерительный прибор и его взаимодействие с измеряемой подсистемой, в принципе, можно описать уравнением Шредингера.

-- 03.01.2021, 16:14 --

epros в сообщении #1498775 писал(а):

Вот этого "другого контекста" я не понял. Если мы знаем, что кот с вероятностью 50% либо жив, либо мёртв (но уж точно он не в суперпозиции), то мы описываем это матрицей плотности. По смыслу это и есть тот самый "воображаемый ансамбль, как в классической статистической механике", о котором Вы говорили в рамках "первого контекста". Я не понимаю, где здесь место для "второго контекста". По-моему, мы просто заменили слова: "ансамбль" на "состояние именно этой, одной системы", а по факту ничего не изменилось.

Редуцированная матрица плотности возникает, когда мы измеряем состояние квантовой подсистемы, спутанное с квантовым окружением, состояние которого мы не измеряем. Например, измеряемая подсистема в ходе своей квантовой эволюции от известного чистого начального состояния к конечному измеряемому излучила тепловой фотон, который мы не поймали.

[epros]

realeugene в сообщении #1498778 писал(а):

Измерительный прибор сконструирован так, чтобы измерять в определённом базисе. Другой измерительный прибор может измерять в ином базисе.

Я это не оспаривал.

realeugene в сообщении #1498778 писал(а):

При этом сам измерительный прибор и его взаимодействие с измеряемой подсистемой, в принципе, можно описать уравнением Шредингера.

А вот это очень спорно. warlock66613 выше писал про то, что в силу линейности уравнения Шредингера результатом эволюции изолированной квантовой системы (состоящей из объекта измерения и прибора) является суперпозиция, т.е. никакого коллапса не происходит.

Какой я отсюда делаю вывод? Что измерительный прибор - не есть изолированная квантовая система.

realeugene в сообщении #1498778 писал(а):

... излучила тепловой фотон, который мы не поймали

Это как бы намекает как раз на вышесказанное - измерение нельзя описать как эволюцию (согласно уравнению Шредингера) изолированной квантовой системы, состоящей из прибора и объекта измерения.

[realeugene]

epros в сообщении #1498785 писал(а):

А вот это очень спорно. warlock66613 выше писал про то, что в силу линейности уравнения Шредингера результатом эволюции изолированной квантовой системы (состоящей из объекта измерения и прибора) является суперпозиция, т.е. никакого коллапса не происходит.

Смотрите. Классический прибор эволюционирует классически детерминированно почти всегда, его детерминированная эволюция описывается детерминированным принципом наименьшего действия. Недетерминированность возникает из-за шума, в том числе, имеющего квантовую природу, который у качественно спроектированного инженерами прибора или механизма не оказывает заметного влияния на его динамику.

Это всё верно почти всегда, за исключением выхода классического прибора из метастабильного состояния неустойчивого равновесия. Далее предположим, что из состояния неустойчивого равновесия выходят ровно две возможные ветви динамики прибора. На то, по какой именно ветви пойдёт классический прибор, вышедший из метастабильного состояния, влияют малейшие возмущения начального состояния прибора. Выход из метастабильного состояния классического прибора происходит экпоненциально и непредсказуемо. Принципом наименьшего действия можно описать динамику классического прибора после выхода из метастабильного состояния, но не сам вероятностный выход из метастабильного состояния.

Когда подобный классический прибор описывается квантово уравнением Шрёдингера, его наиболее вероятная динамика описывается принципом стационарности фазы, из которого принцип наименьшего действия следует в классическом пределе. Так что если прибор с двумя возможными динамическими ветвями достаточно большой и к его динамике применим принцип наименьшего действия, в квантовом представлении будет суперпозиция двух ветвей со стационарной фазой в них, соответствующих двум возможным ветвям классической динамики прибора.

Эти две квазиклассические ветви будут начинаться от метастабильного состояния. Если данный прибор сконструирован для измерения спина электрона, то первоначально он находится в метастабильном состоянии, и, провзаимодействовав с электроном, он выходит из метастабильного состояния по первой ветви если спин электрона был направлен вверх, и по второй, когда спин электрона направлен вниз. При этом состояние электрона не изменяется, но оно спутывается с состоянием квантового прибора. Провзаимодействовавший с электроном квантовый прибор вместе с этим электроном эволюционируют как единая квантовая система детерминированно в состоянии суперпозиции двух ветвей, но эти две ветви разошлись слишком далеко и не влияют друг на друга. Взаимодействие квантового прибора с электроном при этом описывается уравнением Шрёдингера, а невлияние разошедшихся ветвей друго на друга - это декогеренция. Для деккогеренции даже не нужно прибору испускать тепловые фотоны к краю Вселенной, хоть это и неизбежно, достаточно того, что мы не можем полностью измерить квантовое состояние самого прибора, когда мы на него посмотрели, чтобы узнать, его стрелка отклонилась влево или вправо?

На самом деле, всё ещё сложнее, так как мы не знаем ещё и начальное квантовое состояние прибора. Так что детерминированная динамика процесса измерения состоит не из двух ветвей, а из ансамбля ветвей, каждое исходное состояние прибора, будучи помножено на состояние электрона, уходит в подпространство предиката "измерен спин вверх" или в подпространство "измерен спин вниз". Компаратор - это просто усилитель с положительной обратной связью, его классический выход не зависит от предыстории.

[epros]

realeugene, Вы сейчас написали много слов, которые я не знаю как интерпретировать. Поэтому давайте попробуем попроще, на классическом примере. Вот есть отверстие в экране, через которое пролетают единичные электроны (или фотоны), и на некотором расстоянии за экраном - фотопластинка. Экспериментально установлено, что отдельный электрон засвечивает строго один кристалл фотоэмульсии, при этом статистика множественных засветок формирует известную дифракционную картину. Что нам говорит квантовая механика о засветке отдельного кристалла фотоэмульсии отдельным электроном? Решение уравнения Шредингера для системы из электрона, спутанного с состояниями кристаллов фотоэмульсии, окажется суперпозицией между "засвечено" и "не засвечено" для различных кристаллов с коэффициентами, соответствующими известной картине дифракции. Тем не менее, в конечном итоге определённо засвеченным окажется один кристалл, а остальные - определённо не засвеченными. Почему? Потому что состояние фотопластинки из суперпозиции в итоге "коллапсирует" вот в такое. Очевидно, устройство фотопластинки предполагает, что её состояние должно в итоге сколлапсировать таким образом, а суперпозиция не является устойчивым состоянием.

Что скажете?

[realeugene]

epros в сообщении #1498795 писал(а):

Потому что состояние фотопластинки из суперпозиции в итоге "коллапсирует" вот в такое. Очевидно, устройство фотопластинки предполагает, что её состояние должно в итоге сколлапсировать таким образом, а суперпозиция не является устойчивым состоянием.

Я уже не помню тонкостей химии фотографии, но, насколько я помню, когда зерно галогенида серебра ловит фотон, в нём точечно происходит первичная химическая реакция и образуется затравка, которая приводит к переходу этого зерна целиком в металлическую форму в процессе проявления проявителем. Неперешедшие в металлическую форму зёрна галогенида серебра растворяются фиксажем и вымываются и светочувствительного слоя. Так устроена фотопластинка.

Это состоящее из затравок скрытое изображение образует классическое состояние фотопластинки, а квантовое состояние, если забыть про тепловые фотоны и корпус фотоаппарата - это суперпозиция всех возможных скрытых изображений с некоторыми (комплексными) весами. Скрытое изображение вместе с фотопластинкой уже достаточно большая система чтобы не наблюдалась интерфероенция различных изображений при проявке, и после коллапса мы бы увидели ровно одно изображение на фотопластинке, на котором чёрные полосы будут отражать повышенную вероятность поймать фотон в той или иной точке при экспозиции.

Но различные фотоны - это уже реализация ансамбля, а когда фотопластинка ловит один фотон, засвечивается одно зерно, и в дальнейшем другие зёрна не влияют на то, как это зерно будет проявляться.

Кроме того, фотон или поглощается некоторой молекулой в процессе измерения, или не поглощается ею. В этом отличие от электрона, так как нельзя пытаться поймать тот же фотон повторно, а спин электрона измерить повторно можно, увидев повторение результата измерения над одним и тем же электроном как коллапс его состояния. Фотоны всё-таки по-настоящему описываются только в КТП, и там полезут свои тонкости, с которыми я знаком очень поверхностно. В случае электронов можно после проявки увидеть треки, т. е. сколлапсировавшие совместно состояние (положение) электрона и фотопластинки, но какая там химия в фотопластинке я тем более не помню.

Что важно. Сам момент коллапса квантовой системы зависит от интерпретации КМ и, поэтому, текущими техническими средствами его определить невозможно. В интерпретации Эверетта, например, коллапсирует только относительная волновая функция системы когда мозг наблюдателя спутывается с состоянием этой системы. Декогеренция, переводящая суперпозицию в смесь, при этом происходит до коллапса и на ранних стадиях, вообще говоря, обратима и, значит, экспериментально наблюдаема.

-- 03.01.2021, 18:29 --

epros в сообщении #1498795 писал(а):

окажется суперпозицией между "засвечено" и "не засвечено" для различных кристаллов

Понял, что эта фраза сильно неточна. Скрытое изображение - это набор состояний отдельных молекул. Будет наблюдаться суперпозиция скрытых изображений, а не суперпозиция состояний отдельных кристаллов. Если рассматривать отдельный кристалл изолированно от всей фотопластинки, у него будет только смешанное, описываемое редуцированной матрицей плотности квантовое состоячние, но не суперпозиция его квантовых состояний. Собственно из-за наличия запутанности между состояниями различных молекул в скрытом изображении мы и видим регулярные чёрные полосы на проявленном изображении после коллапса. А также, именно из-за этой запутанности будет ровно одна точка от одного электрона. Электрон может провзаимодействовать только с одной молекулой, после взаимодействия электрона с пластинкой будет суперпозиция результатов взаимодействия электрона со всеми молекулами

[warlock66613]

epros в сообщении #1498775 писал(а):

По-моему, мы просто заменили слова: "ансамбль" на "состояние именно этой, одной системы", а по факту ничего не изменилось.

Если есть система в чистом состоянии, состоящая из двух подсистем, то даже если эти подсистемы не взаимодействуют между собой, состояние каждой из двух подсистем в общем случае описывается матрицей плотности. Здесь не предполагается, что подсистема находится в чистом состоянии, просто мы его не знаем. Здесь именно матрица плотности, смешанное состояние — это актуальное описание состояния подсистемы.

epros в сообщении #1498785 писал(а):

Какой я отсюда делаю вывод? Что измерительный прибор - не есть изолированная квантовая система.

Это очень сильное утверждение. То есть сколь бы огромным не был измерительный прибор, он не сможет правильно работать. И даже местное скопление галактик нельзя даже приближённо считать изолированной системой, если мы хотим понять, почему маленький приборчик в лаборатории выполняет свою функцию. При этом для декогеренции не нужна не то что галактика — уже даже включения воздуха и излучения в лаборатории в рассмотрение достаточно, чтобы обнаружить, что прибор декогерирует. Декогерирует — но не коллапсирует.

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1498847 писал(а):

даже включения воздуха и излучения в лаборатории в рассмотрение достаточно, чтобы обнаружить, что прибор декогерирует.

Достаточно того, что мы не измеряем полный базис для самого прибора.

[warlock66613]

realeugene в сообщении #1498853 писал(а):

Достаточно того, что мы не измеряем полный базис для самого прибора.

Да, уже и у самого прибора столько степеней свободы, что время рекогеренции огромно.