Хватит мучить бедную кошку! (С) Хокинг

[Munin]

zinka в сообщении #703178 писал(а):

Я не знаю, какая модель дает "время суперпозиции".
А Вы - знаете ?

Да.

zinka в сообщении #703178 писал(а):

Что такое эта "суперпозиция" и существует ли она ?
Если нет - о чем вообще разговор ?
Зачем нужна эта модель с кошкой ?

Марш за буквари. Ландау-Лифшиц Третий как минимум.

[pohius]

zinka в сообщении #703178 писал(а):

Что такое эта "суперпозиция" и существует ли она ?
Если нет - о чем вообще разговор ?
Зачем нужна эта модель с кошкой ?

Начиналось все с опыта Штерна — Герлаха. Есть такое понятие у частиц - спин. Спин это просто характеристика частицы. Когда мы измеряем спин он может давать только два значения. Например 0 или 1, или по другому -1 или 1. Так вот оказывается что частицы могут находиться не только в "чистых" состояниях -1 или 1, но еще и в смесях, например 75% 1 и 25% -1. Теперь представьте себе декартову систему координат, и на ней нарисована единичная окружность. Так вот спин в квантовой механики можно представить как вектор из центра до окружности. Этот вектор может крутиться по всякому. Если у нас вектор имеет координату (1,0) то это "чистое" состояние. Если (0, 1) то 50% 1 50% -1.
Когда мы измеряем частицу, то мы ее изменяем (это важно!) и кладем вектор на право или на лево на ось X (как бы проецируем этот вектор). Это слишком упрощенное представление, оно не правильное, но общий смысл можно уловить.
Теперь на счет модели с кошкой. Шрёдингер таким способом хотел показать что квантовая механика не применима для классической физике. Но в его опыте есть слабое место. Когда срабатывает классический прибор, в этом месте квантовая суперпозиция рушится. Классический прибор не может находится в суперпозиции состояний (например переключатель на половину сомкнут на половину разомкнут), так же как и кошка, которая не может быть на половину мертвой и на половину живой.

Munin в сообщении #703170 писал(а):

Мне кажется, где-то здесь ошибка в знаке.

Что-то не пойму где именно.

[Munin]

Если кошка может находиться в суперпозиции состояний, то квантовая механика как раз правильна - и применима к кошке.

[pohius]

Странно, тогда как мы увидим вот это в классике:

$\frac {1}{\sqrt{2}} (|\text{Dead}\rangle + |\text{Alive}\rangle) $

[Denis Russkih]

Munin в сообщении #703108 писал(а):

Ну, в копенгагене мы подразумеваем, что квантовая система эволюционирует как квантовая, пока не соприкасается с макромиром в виде детекторов, стенок лаборатории и прочего. То есть, пока она замкнута. "Чёрный ящик" в мысленном эксперименте Шрёдингера предназначен для того, чтобы этот момент соприкосновения оттянуть до момента открытия ящика. Хотя на самом деле, это сделать нереально: ящик будет стоять на столе, взаимодействуя с атомами стола, он будет находиться в поле теплового излучения лаборатории, и таким образом, всегда будет в соприкосновении с окружающим макромиром. Последние два предложения - моё имхо, точнее, два разных имхо.

Интересно, а если проводить эксперимент Шрёдингера в отдалении от Земли? :) Скажем, на расстоянии в один световой день. :) И детектор расположить там же. Вообще, можно даже обойтись без кошки. Пусть детектор просто посылает на Землю радиосигнал после срабатывания.

В каком состоянии будет пребывать система после начала эксперимента для земных наблюдателей?.. Ведь даже тепловому излучению лететь до Земли целый день, и всё это время система будет полностью изолирована от нас.

Выходит, что от устройства одновременно распространяются и не распространяются радиоволны? :) Ведь узнать, что они были посланы, мы сможем лишь после того, как их получим. Пребывает ли до этого момента в состоянии суперпозиции система, включающая в себя детектор, элемент питания, радиопередатчик и "распространяющуюся" от устройства радиоволну? (Которая, по идее, для нас одновременно и существует, и не существует, пока мы её не примем на Земле.)

Разрушает ли суперпозицию сразу после срабатывания детектора тот факт, что как только мы на Земле получим сигнал, мы сможем точно узнать время срабатывания детектора? (Поскольку знаем скорость света и расстояние до устройства.) Или суперпозиция будет для нас разрушена лишь в тот момент, когда мы примем радиосигнал, сообщающий о срабатывании детектора?

Иными словами, имеют ли законы квантовой механики обратную силу? :)

[Munin]

pohius в сообщении #703226 писал(а):

Странно, тогда как мы увидим вот это в классике:

$\frac {1}{\sqrt{2}} (|\text{Dead}\rangle + |\text{Alive}\rangle) $

А мы это увидим не в классике. Мы это увидим в квантах :-) Так же, как и любую суперпозицию. Можем пропустить кошку через две щели :-)

[Утундрий]

Хьюго Эверетт III высказывался по этому вопросу ещё интересней. Вот, говорит, ежели какая система с памятью, говорит, зафиксирует кошкен капут, а другая напротив - не зафиксирует, так тут же оба-двое в дальнейшее, говорит, и разветвятся до полной непересекабельности.

[Munin]

Главное, чтобы не подрались.

[Утундрий]

Так как же им подраться, если для одного кошка сдохла, для другого хвост облез, а третий и вовсе не говорит, а ест. И всё это только ради того, чтобы "вывести" интерпретацию Борна.

[Denis Russkih]

Munin

Извините, а Вы заметили вот этот мой пост? :) Обычно Вы что-нибудь отвечаете на такие вещи, а тут начисто проигнорировали.

Неужели я спросил такую глупость, что она даже ответа не заслуживает? Если так, то прошу меня извинить...

Просто хочется уточнить. Ведь одно дело, если Вы осознанно не стали отвечать, и совсем другое - если случайно не заметили сообщение. :)

[Munin]

Denis Russkih в сообщении #703303 писал(а):

Извините, а Вы заметили вот этот мой пост?

Нет.

[pohius]

Munin в сообщении #703267 писал(а):

Можем пропустить кошку через две щели

Главное чтобы в процессе животинка не пострадала )).

Утундрий в сообщении #703270 писал(а):

Хьюго Эверетт III высказывался по этому вопросу...

Мне кто-то говорил что он в данном вопросе не копенгаген )).

[Munin]

Denis Russkih в сообщении #703234 писал(а):

Интересно, а если проводить эксперимент Шрёдингера в отдалении от Земли? :) Скажем, на расстоянии в один световой день. :) И детектор расположить там же. Вообще, можно даже обойтись без кошки. Пусть детектор просто посылает на Землю радиосигнал после срабатывания.

Это очень интересно. И никто не знает, что будет. Впрочем, всё-таки там есть фотоны реликтового излучения - целых 3 кельвина, аж по 500 фотонов в кубическом сантиметре. И все со скоростью света шпарят по экспериментальной установке. Так что надо ещё окружить её криогенной камерой, и охладить её до таких зверских милликельвинов, чтобы тепловые фотоны там были раз в час. И даже тогда - кошка сама излучает тепло. Надо и от этого избавиться. И вот если всё это сделать - никто не знает, что будет. Может быть, кошка раздвоится. Я лично думаю, что раздвоится.

Denis Russkih в сообщении #703234 писал(а):

В каком состоянии будет пребывать система после начала эксперимента для земных наблюдателей?..

Не путайте. Есть состояние системы, а есть то, что знает наблюдатель. Нельзя говорить, что "система в каком-то состоянии для каких-то наблюдателей". В этом смысле квантовое состояние системы аналогично 4-мерному описанию в СТО. Оно от наблюдателей не зависит. И вообще наблюдатели в СТО и в квантах играют несколько разную роль, с этим надо аккуратно и тщательно разобраться и привыкнуть.

Denis Russkih в сообщении #703234 писал(а):

Выходит, что от устройства одновременно распространяются и не распространяются радиоволны? :)

Квантовая теория излучения именно это и гласит: фотоны "одновременно распространяются и не распространяются". Делают ли они это на самом деле - выяснится только в итоге эксперимента, когда квантовые амплитуды превратятся в вероятности, а вероятности - в однозначный исход эксперимента. А до этого - фотоны только с некоторой амплитудой распространяются, а с некоторой - "остаются на месте" неизлучёнными.

Denis Russkih в сообщении #703234 писал(а):

Разрушает ли суперпозицию сразу после срабатывания детектора тот факт, что как только мы на Земле получим сигнал, мы сможем точно узнать время срабатывания детектора? (Поскольку знаем скорость света и расстояние до устройства.) Или суперпозиция будет для нас разрушена лишь в тот момент, когда мы примем радиосигнал, сообщающий о срабатывании детектора?

Иными словами, имеют ли законы квантовой механики обратную силу? :)

Здесь вопрос именно в том, будет ли сам детектор разрушающим суперпозицию. Если да - то неважно, когда мы получим сигнал. Если нет - то суперпозиция будет разрушена, когда мы примем сигнал.

-- 30.03.2013 04:00:02 --

pohius в сообщении #703314 писал(а):

Главное чтобы в процессе животинка не пострадала )).

По сравнению с тем, что её убивать хотели?

[Denis Russkih]

Проблему избыточного излучения, по-моему, довольно просто решить. (С точки зрения профана всегда всё просто, конечно.) На мой взгляд, криогенная камера совсем не обязательна. Пусть учитывается не срабатывание, а не срабатывание детектора. :) И детекторов штук 1000 сразу. Компьютер через одинаковые (очень короткие) интервалы времени проверяет, сколько сработало детекторов. Если хоть один не сработал - событие считается состоявшимся, и далее всё как обычно. :) Можно ли так сделать, или есть какие-то принципиальные возражения?..

Munin в сообщении #703315 писал(а):

Не путайте. Есть состояние системы, а есть то, что знает наблюдатель. Нельзя говорить, что "система в каком-то состоянии для каких-то наблюдателей".

Хм, но разве кошка не является наблюдателем для самой себя? :) Можно ведь и не убивать её, а просто дать валерьянки в случае срабатывания системы.

Кошка в обычном состоянии и кошка, одуревшая от валерьянки - это две очень разных кошки по поведению. А в состоянии суперпозиции это должна быть одновременно одуревшая и не одуревшая кошка. :)

Но как такое возможно, если кошка тоже является наблюдателем? Я вижу всего два варианта:

1. Кошка почувствует себя очень странно. :) Как будто находится в двух телах одновременно. (И всё потому, что на немыслимо далёкой Земле какие-то дяди в очках не знают точно, в каком она состоянии.) Однако, когда кошка выйдет из этого состояния, она всё лишнее "забудет", и её воспоминания будут такими, как будто она не "раздваивалась". (По-моему, полная укурка, я упомянул эту возможность только для очистки совести.) Тут сразу возникает вопрос, почему же собственные наблюдения кошки не вызывают коллапса волновой функции?..

2. Сама ситуация раздвоится, будет два параллельных мира, с двумя разными кошками, для каждой из которых её реальность будет казаться единственной. А какой из двух миров сольётся с нашим - станет для нас ясно лишь тогда, когда мы получим радиосигнал.

Во втором случае как раз и получается, что волновые фунции для разных наблюдателей - разные. Кошка может быть волновой функцией для нас, а мы - для неё.

Если это не так, и состояние волновой функции одинаково для всех наблюдателей, включая тех, что являются её частью, то я вообще ничего не понимаю. :) Какой из двух перечисленных вариантов верен?.. Неужели первый? Или вообще ни один из них?

[Denis Russkih]

Вчера зверски хотелось спать, и я не очень чётко изложил свою мысль по поводу устройства детектора.

Я там имел в виду, что в условиях, когда сложно защитить систему от постороннего излучения, можно сделать такой детектор, который ловит не частицу, а её отсутствие. :) Скажем, есть тысяча крохотных счётчиков Гейгера, и каждый записывает в свою ячейку памяти "единичку", когда через него пролетает частица. Через равные промежутки времени компьютер проверяет содержимое ячеек памяти, и если там сплошь "единички", то ячейки памяти обнуляются и цикл повторяется. Если же присутствует хотя бы один "ноль" (через один из детекторов не пролетела частица), то звучит гонг, в нашу сторону посылается радиосигнал, а кошке выдаётся валерьянка. :)

Ведь непролёт частицы через детектор - это тоже вероятностный процесс, вроде бы?.. И отсутствие результата - тоже результат?..