Про Кота Шрёдингера: помогите нубу понять

[ozheredov]

Пусть имеются два утверждения:

1) Кот в коробке или жив, или мертв, просто мы пока этого не знаем.

2) Кот одновременно и жив и мертв.

У меня 2 вопроса: а) в чем именно заключается практическая польза от того, что мы будем считать кота мертвым и живым одновременно, вместо того чтоб не противоречить обывательскому здравому смыслу? И б) верно ли, что поскольку в науке имеют место исключительно фальсифицируемые утверждения, то можно придумать (хотя бы мысленный) эксперимент, по результатам которого можно будет сказать, какое из утверждений а) или б) верно. В некоей теме помнится происходил разговор о двух гипотетических роботах, только один из которых обладает свободой воли, и предлагалось придумать эксперимент для проверки соответствующей гипотезы. Можно ли прикрутить эту идею сюда?

Я закончил Физфак, хотя с квантмехом не работал. Так что можно объяснять мне на уровне не трёхлетнего ребёнка, а чуть выше :)

[Cos(x-pi/2)]

Практическая польза в том, что некоторые из тех студентов, которые пробуют утруждать себя размышлениями на эту тему, чуть-чуть больше интересуются квантовой физикой, чем те, кому всё по барабану. Поэтому увеличивается вероятность, что, если повезёт, они смогут принести пользу в науке. Да и на заре квантовой эпохи подобные дискуссии приносили пользу становлению квантовой теории.

Ещё польза: нынче попытки реализации "кота Шрёдингера" сопровождаются серьёзным прогрессом в экспериментальной физике (ещё раз извиняюсь за повторы, только что запостил те же самые ссылки в соседней теме), это пара нобелевских лекций физиков-экспериментаторов:

https://ufn.ru/ru/articles/2014/10/f/
"О суперпозиции, перепутанности и о том, как вырастить кота Шрёдингера"
(там есть раздел 5: "Кот Шрёдингера").

https://ufn.ru/ru/articles/2014/10/e/
"Управление фотонами в ящике и изучение границы между квантовым и классическим"
(там есть раздел 7: "Состояние света типа "кот Шрёдингера" и исследование декогеренции").

[realeugene]

ozheredov в сообщении #1284699 писал(а):

И б) верно ли, что поскольку в науке имеют место исключительно фальсифицируемые утверждения, то можно придумать (хотя бы мысленный) эксперимент, по результатам которого можно будет сказать, какое из утверждений а) или б) верно.

Ну, как будет выглядеть интерференция живого и мёртвого кота мне даже нафантазировать сложно, но вот эксперимент с прохождением фотонов сразу через две щели совершенно тривиален, и он говорит, что (для фотонов) в подобном эксперименте верно b). Каждый фотон проходит одновременно через две щели, наплевав на здравый смысл.

[Dmitriy40]

realeugene в сообщении #1284715 писал(а):

Каждый фотон проходит одновременно через две щели, наплевав на здравый смысл.

Добавлю специально для ozheredov: в аналогичных опытах с электроном ровно то же самое, проходит через обе щели, наплевав на "здравый смысл". А электрон - массивная частица, гораздо ближе к коту чем фотон.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1284718 писал(а):

Добавлю специально для ozheredov: в аналогичных опытах с электроном ровно то же самое, проходит через обе щели, наплевав на "здравый смысл". А электрон - массивная частица, гораздо ближе к коту чем фотон.

Не знаю, какие последние достижения в прогрессе интерференции котов, но даже сложные многоатомные молекулы уже давно научились пулять. А там много электронов, и протонов, и нейтронов.

[Dmitriy40]

realeugene
Ну так тем более. Я просто захотел заранее соломки подстелить и отклонить возможное возражение про принципиальное отличие фотона от кота - безмассовость.
Правда я не слышал про интерференцию на двух щелях многоатомных молекул, но про суперпозицию молекул поверю.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1284722 писал(а):

Правда я не слышал про интерференцию на двух щелях многоатомных молекул, но про суперпозицию молекул поверю.

Вот, например, что сразу нагуглилось: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3104521/ Пуляют тяжелые молекулы через дифракционную решетку, смотрят интерференционную картину.

[ozheredov]

realeugene в сообщении #1284715 писал(а):

Каждый фотон проходит одновременно через две щели, наплевав на здравый смысл.

Они точно уверены, что там один электрон а не два изначально слипшихся а потом оторвавшихся друг от друга (ох и загремит эта тема в Пургаторий :) )

Если честно меня интересует именно кот как макро-объект. Понятный мне пример: один человек (электрон) может быть супер-пупер хорошим и ответственным. Такими могут быть представители даже большой группы - скажем компании друзей (большая органическая молекула). Но строить экономику и политику в предположении что все люди хорошие абсурдно. Я так понимаю что макро-объект отличается от микро-объекта абсолютным доминированием закона больших чисел (глупая формулировка, согласен) и применять напрямую парадигмы квантовой механики к нему... нельзя или можно? Какие-то можно, какие-то нельзя?

Допустим в коробке не кот а абсолютно чистый монокристалл кремния или что-то в этом роде. Получится ли поставить хоть какой-то эксперимент и убедиться в том что этот монокристалл одновременно находится в двух состояниях (каких угодно)?

[realeugene]

ozheredov в сообщении #1284955 писал(а):

Они точно уверены, что там один электрон а не два изначально слипшихся а потом оторвавшихся друг от друга (ох и загремит эта тема в Пургаторий :) )

Кто "они"? Авторы экспериментов и рецензенты статей? Да, уверены. И вам тоже не стоит в этом сомневаться, а, тем более, об этом шутить. Если сомневаетесь, вам рано рассуждать про кота Шредингера, и вашей теме в теперешнем состоянии, действительно, место в Пургатории.

[ozheredov]

realeugene в сообщении #1284966 писал(а):

И вам тоже не стоит в этом сомневаться

Есть детекторы, считающие количество проходящих через двери людей. Видимых людей, которых пощупать можно. При этом алгоритмы параллелятся -- считают инфракрасные детекторы + камеры, распознающие лица и трекающие объекты. Погрешность 10 - 15% -- хоть тресни. Я нисколько не сомневаюсь - для этого у меня слишком низкий бэкграунд, просто в голове не стыкуется как можно быть уверенным в том что "вот летит один-единственный электрон".

realeugene в сообщении #1284966 писал(а):

а, тем более, об этом шутить

Эмм... ладно, я вас понимаю. Сам испытывал к нубам (в моей области) сходные эмоции.

Я не альт, не продвигаю (боже упаси) своих концепций, и не рассчитываю на бесплатный ликбез со стороны коммьюнити. Я предполагал диалог по такой схеме:

Q: почему нам выгодно считать что мир существует даже тогда когда мы спим, а не рендерится каждый раз заново когда мы просыпаемся?
A: потому что вторая гипотеза интуитивно подразумевает то что мир утром сетится (setup) в начальное или рандомное состояние, откуда следует нулевая ценность прогностических моделей и т.п. бред. Человек делающий выбор в пользу второй гипотезы проигрывает в приспособленности человеку делающему выбор в пользу первой.

Т.е. когда на вопрос:

ozheredov в сообщении #1284699 писал(а):

в чем именно заключается практическая польза от того, что мы будем считать кота мертвым и живым одновременно, вместо того чтоб не противоречить обывательскому здравому смыслу?

следует

A: По определению, "живой и мертвый кот (кот, а не атом водорода) одновременно" означает что ________, тогда как "кот либо точно живой, любо точно мертвый" означает что __________. Следовательно, модель __________ противоречит экспериментальным наблюдениям, и устройство именуемое _________ не должно работать, а оно работает.

Ну, это в идеале. Вполне вероятно что я ничего не пойму, но хотя бы буду уверен что на место знаков подчеркивания есть что поставить, и мое состояние крайнего недоумения немного рассосется

-- 17.01.2018, 15:47 --

Cos(x-pi/2) в сообщении #1284714 писал(а):

Практическая польза в том, что некоторые из тех студентов, которые пробуют утруждать себя размышлениями на эту тему, чуть-чуть больше интересуются квантовой физикой, чем те, кому всё по барабану.

Мне кажется что здесь эффект примерно такой же как если доисторическому человеку показать смартфон. Если он и начнет над ним думать, то точно не в том направлении

[Dmitriy40]

ozheredov в сообщении #1285028 писал(а):

просто в голове не стыкуется как можно быть уверенным в том что "вот летит один-единственный электрон".

Ну например по изменению заряда там откуда вылетел и там куда прилетел. Заряд квантован, можно "плеваться" ровно одним квантом - электроном.
Можно ток уменьшить до столь малой величины, что он станет пульсирующим ровно по квантам заряда - причём пульсации сколь угодно редкие. В среднем конечно, но их каждую можно и увидеть приборами.
В общем есть способы.

[ozheredov]

Dmitriy40

Спасибо. А как теперь быть с макрообъектами? (См моё сообщение перед вашим сообщением)

[Dmitriy40]

ozheredov
Про макрообъекты я лучше помолчу.
С другой стороны, не так уж давно читал новость про роль гравитации в коллапсе волновой функции, там выходило нечто типа что гравитация ответственна за коллапс и для макрообъектов время самопроизвольного коллапса оказывалось уже ненаблюдаемым (сверхкоротким). Помещение кота в космос картину может кардинально не исправить, хватит и собственной гравитации самого кота (это уже мои домыслы).

[ozheredov]

Dmitriy40 в сообщении #1285233 писал(а):

хватит и собственной гравитации самого кота

Вот они тайны мироздания ) Спасибо

[bayak]

realeugene, Dmitriy40, а почему вы не допускаете такой возможности, когда нам только кажется, что фотон или электрон проходят через две щели одновременно? Ведь достаточно допустить, что комплексная амплитуда вероятности это не фикция, а реальность, и тогда волны вероятности дадут картинку кажущегося прохождения одновременно через две щели.