Интерпретации квантовой механики

[realeugene]

casualvisitor в сообщении #1530216 писал(а):

Вы можете предложить прибор, измеряющий амплитуду вероятности? Если да, то, вероятно, все согласятся с физической реальностью волновой функции (я так точно соглашусь). Если нет, то уж не означает ли это, что волновая функция - это математический объект (элемент математической модели)?

Легко. Допустим, у нас есть пучек одиночных фотонов с одинаковой поляризацией постоянной интенсивности. Измеряем интенсивность счёта фотонов от угла поворота линейного поляризатора, через который мы пропускаем пучек.Что уже само по себе даст нам главные оси поляризационного эллипса и разность фаз по этим осям с точностью до $\pi$. Пропустив этот пучек через четвертьволновую пластинку можно узнать, фаза какой оси опережает другую на $\pi/2$. Глобальный фазовый множитель в волновой функции узнать нельзя, но он всё равно лишь ненаблюдаемый артефакт.

Кстати, таким же образом, измеряя получающиеся эллипсы интенсивности при различных углах поворота чертвертьволновой пластинки, можно полностью промерить и матрицу плотности в случае смешанного состояния поляризации фотонов в пучке, как я понимаю.

-- 01.09.2021, 15:28 --

KVV в сообщении #1530229 писал(а):

Похоже декогеренция закрыла эту проблему - кот уже и в теории не фигурирует в суперпозиции "жив" и "мёртв", только в смеси.

Изначально коробка непроницаемая для взаимодействий. Для декогеренции нужно взаимодействие кота с внешним миром.

[KVV]

realeugene в сообщении #1530233 писал(а):

Изначально коробка непроницаемая для взаимодействий. Для декогеренции нужно взаимодействие кота с внешним миром.

В коробке есть как минимум воздух и тепловые фотоны. Кот замороженный до абсолютного нуля и в коробке с откачанным воздухом наверное мог бы быть обнаружен в суперпозиции, но вряд ли в "жив" и "мёртв".

[Dmitriy40]

KVV в сообщении #1530231 писал(а):

Dmitriy40 в сообщении #1530230 писал(а):

Наблюдались, в опытах по рассеянию (не помню кого, вероятно электронов) на протонах, как локальные сгустки внутри протона.

В каком году такой первый опыт был поставлен? У этих сгустков обнаружили все свойства, приписываемые кваркам?

Давно уже, больше полувека, вот тут есть про такие эксперименты. Похоже я ошибся считая рассеяние упругим, на самом деле оно глубоко неупругое, но это и не принципиально.
Уточнение конкретных свойств и численных значений параметров не является необходимым для признания объекта существующим/реальным (иначе не существует вообще ничего, ведь всегда есть ошибки измерений). Вопрос лишь в точной идентификации объекта (кварки или что-то другое). И этот вопрос закрыт, это кварки, насколько я понимаю.

[realeugene]

KVV в сообщении #1530237 писал(а):

В коробке есть как минимум воздух и тепловые фотоны.

Декогеренцию вызывает неконтролируемое взаимодействие с остальной Вселенной. Всё что в коробке контролируемо по определению.

[casualvisitor]

realeugene в сообщении #1530233 писал(а):

... у нас есть пучек одиночных фотонов ... . Измеряем интенсивность счёта фотонов ...

- то есть Вы измеряете какую-то характеристику пучка, так?

realeugene в сообщении #1530209 писал(а):

И в чём принципиальное отличие волновой функции от поля потенциальной энергии

А как будем измерять потенциальную энергиию? Тоже нужен какой-то "пучек"?

[epros]

KVV в сообщении #1530229 писал(а):

Похоже декогеренция закрыла эту проблему - кот уже и в теории не фигурирует в суперпозиции "жив" и "мёртв", только в смеси.

Матрица плотности по моим понятиям не более реальна, чем волновая функция, ибо она тоже описание состояния, и не более. И вопрос о том, в какой момент и с какой стати происходит декогеренция, как я понимаю, не закрыт.

KVV в сообщении #1530229 писал(а):

Плохое у вас определение. Вам сразу придется его модифицировать, чтобы нереальными не оказались, например, кварки, которые пока непосредственно не наблюдались.

Во-первых, я не был бы столь категоричен на предмет того, что кварки прямо не наблюдались. Ускорители в некотором смысле - большие микроскопы, поскольку по картинке рассеяния позволяют "видеть" то, на чём рассеивается пучок. И с их помощью чётко видно, что внутри адронов есть нечто гораздо мельче самих адронов (помнится, Гейзенберг в "Шагах за горизонт" об этом писал, хотя может я и путаю). Точно так же как в известном опыте Резерфорда по картинке рассеяния увидели, что внутри атома есть гораздо более компактный рассеивающий объект - ядро. Так что кварки не "не наблюдались", а "не наблюдались на большом расстоянии друг от друга", что не одно и то же.

Во-вторых, Вы сейчас следуете традиции материялиззьма, интерпретируя как реальное только нечто вполне "штучное" и "вещественное". Я говорю не об этом. Как пример: Я не уверен, что восход - это нечто "вещественное" (по крайней мере, потрогать мне его не удавалось), но он явно наблюдаем. Вот такие вещи я и склонен считать реальными. Т.е. в отношении физики частиц я скорее склонен называть "реальностью" не какую-то частицу с названием, почерпнутым из учебника, а конкретный факт наблюдения экспериментатором трека на фотопластинке (или как там это сейчас происходит).

KVV в сообщении #1530229 писал(а):

не отрезайте без надобности

А по-моему, отрезать что-то, не влияющее на наблюдаемое, для естественнонаучной теории всегда полезно. Таково моё понимание "надобности".

KVV в сообщении #1530229 писал(а):

epros в сообщении #1530204 писал(а):

То, что вопросы возникли у физиков, не исключает того, что они чисто философские. Чтобы задать осмысленный вопрос об интерпретации квантовой механики (т.е. такой, ответ на который можно проверить наблюдениями), нужно очень постараться.

Это физические вопросы, касающиеся оснований самой КМ.

Было бы неплохо посмотреть на примеры осмысленных вопросов об интерпретациях квантовой механики и оценить, насколько ответы на них могут быть предметом экспериментальной проверки.

[realeugene]

casualvisitor в сообщении #1530244 писал(а):

- то есть Вы измеряете какую-то характеристику пучка, так?

Проводим над пучком разнообразные измерения и строим волновоую функцию фотонов в пучке. Измерили длину и ширину прямоугольника - посчитали его площадь. Аналогично.

casualvisitor в сообщении #1530244 писал(а):

А как будем измерять потенциальную энергиию? Тоже нужен какой-то "пучек"?

А потенциальную энергию с точностью до константы промеряют, пуская в потенциальном поле летать пробные кирпичи.

[casualvisitor]

realeugene в сообщении #1530247 писал(а):

Проводим над пучком разнообразные измерения и строим волновоую функцию фотонов в пучке.

Вы хотели сказать "индивидуальных фотонов"? То есть мы строим функцию, характеризующую пучек (это так по построению). А потом рассматриваем эту функцию как характеристику каждого индивидуального фотона из этого пучка?

realeugene в сообщении #1530247 писал(а):

Измерили длину и ширину прямоугольника - посчитали его площадь. Аналогично.

Извините, не вижу аналогии. В этом примере речь идет об одном прямоугольнике, а не о пучке.

realeugene в сообщении #1530247 писал(а):

А потенциальную энергию с точностью до константы промеряют, пуская в потенциальном поле летать пробные кирпичи.

Для нахождения потенциальной энергиии в одной точке одного кирпича может хватить?

[realeugene]

casualvisitor в сообщении #1530249 писал(а):

Вы хотели сказать "индивидуальных фотонов"? То есть мы строим функцию, характеризующую пучек (это так по построению). А потом рассматриваем эту функцию как характеристику каждого индивидуального фотона из этого пучка?

Я хочу напомнить, что фотоны как квантовые частицы неразличимы. "Индивидуальные фотоны" - это щелчки детектора. Если эти индивидуальные фотоны утекают из какой-нибудь резонансной полости лазера через полупрозрачное зеркало, они текут непрерывно, но только коллапсируют к дискретным и случайно распределённым по времени частицам когда ловятся детектором.

-- 01.09.2021, 17:20 --

casualvisitor в сообщении #1530249 писал(а):

Для нахождения потенциальной энергиии в одной точке одного кирпича может хватить?

Ну это же совсем школьный вопрос. Кидая кирпичи можно промерить распределение потенциальной энергии в пространстве с точностью до константы. Наблюдая за ускорением кирпича в каждой точке каждой траектории и интегрируя эти ускорения по пространству.

Вообще, представление о возможности "единственного измерения" в физике само по себе противоречит методологии физики. Помню, когда-то на первом курсе первой физлабой были сбор и обработка статистики каких-то очень простых наблюдений, показаний счётчика Гейгера, наверное.

[casualvisitor]

realeugene в сообщении #1530250 писал(а):

Ну это же совсем школьный вопрос.

Конечно. И вопрос я задал об измерении в одной точке. Для этого "пучек кирпичей" нужен? А для нахождения (как Вы выше описали) волновой функции в одной точке?

realeugene в сообщении #1530250 писал(а):

Вообще, представление о возможности "единственного измерения" в физике само по себе противоречит методологии физики.

Ну Вы же понимаете, что сейчас речь не о том.

[realeugene]

casualvisitor в сообщении #1530253 писал(а):

Для этого "пучек кирпичей" нужен?

Мне кажется, я вам ответил совершенно четко, что нужен. Потенциальная энергия как определённое только в одной точке поле бессмысленное понятие.

casualvisitor в сообщении #1530253 писал(а):

Ну Вы же понимаете, что сейчас речь не о том.

А о чём? Чтобы что-либо измерить в физике нужно провести последовательность простых измерений. Классическая физика в этом не отличается от квантовой.

[KVV]

realeugene в сообщении #1530241 писал(а):

Декогеренцию вызывает неконтролируемое взаимодействие с остальной Вселенной. Всё что в коробке контролируемо по определению.

Нет. Коробка + все внутренности, как идеально изолированная замкнутая система (что конечно идеализация), и до контакта с наблюдателем, может находиться в чистом состоянии, но кот внутри, как открытая подсистема, запутанная со средой - воздухом внутри, вовсе не обязан находиться в суперпозиции, а как следует из декогеренции и не будет - его состояние быстро станет смесью макроскопически различимых альтернатив "жив" и "мёртв". Но не суперпозицией.

epros в сообщении #1530245 писал(а):

Вы сейчас следуете традиции материялиззьма, интерпретируя как реальное только нечто вполне "штучное" и "вещественное".

Во-первых, кто сказал, что "только"? Во-вторых, волновая функция, которую я считаю real thing, у вас уже становится чем-то "штучным" и "вещественным"?

epros в сообщении #1530245 писал(а):

Т.е. в отношении физики частиц я скорее склонен называть "реальностью" не какую-то частицу с названием, почерпнутым из учебника, а конкретный факт наблюдения экспериментатором трека на фотопластинке (или как там это сейчас происходит).

А скорее образ страниц статьи в вашем мозге, в которой вы прочитали об эксперименте.
Могу только предложить почитать Вайнберга, к чему приводит такая позитивистская позиция.

epros в сообщении #1530245 писал(а):

А по-моему, отрезать что-то, не влияющее на наблюдаемое, для естественнонаучной теории всегда полезно. Таково моё понимание "надобности".

Кажется, из модели хаотической инфляции так просто отрезать другие вселенные не выйдет. Что будете делать?

[physicsworks]

realeugene в сообщении #1530209 писал(а):

Давайте всё-таки писать точно: волновая функция - это не распределение вероятностей, а амплитуда вероятностей. Разница в наличии еще и распределения фазы.

давайте все-таки внимательно читать что вы цитируете, в выделенном тексте нет слов "волновая функция". Там имеется ввиду привыкание студентов к понятию состояния в КМ характеризующегося распределениями вероятностей наблюдаемых в ансамбле одинаково приготовленных систем и соответственно отвыканию от предрассудков, которые возможно были им навязаны различными общефизовскими курсами по "волновой механике". Такой фазовый переход в восприятии КМ обычно происходит когда студенты первый раз открывают более-менее строгий стандартный учебник, например, Сакураи.

realeugene в сообщении #1530209 писал(а):

И в чём принципиальное отличие волновой функции от поля потенциальной энергии, определенного с точностью до константы?

и в чем же принципиальное различие между ежом и ужом? вот от какой неверной аналогии действительно сложно многим отвыкнуть, так это от наивного представления о том, что волновая функция --- это какое-то подобие классической волны.

realeugene в сообщении #1530209 писал(а):

Тем что в КТП это не поля?

да подождите вы с КТП, вы еще с нерелятивистской КМ не разобрались.

realeugene в сообщении #1530209 писал(а):

А как волна волновая функция, соответствующая чистому состоянию, конечно, совершенно реальна

волновая функция --- это лишь инструмент, позволяющий вычислять вероятности для наблюдаемых, причем инструмент имеющий весьма ограниченное применение и далеко не универсальное значение (в отличие от статистического оператора плотности, описывающего состояние в КМ, "представителем" которого волновая функция является в тех случаях, когда применимо нерелятивистское описание). Распространенное ошибочное представление о волновой функции как о реальной волне связано с тем неудачным обстоятельством, что для одночастичных состояний конфигурационное пространство и обычное пространство изоморфны, а соответствующие волновые уравнения выглядят визуально одинаково. Все это было понятно уже в конце 20-х годов прошлого столетия, усилиями Борна et.al. Аналогичные ошибочные идеи a la "корпускулярно-волновой дуализм", которые до сих пор витают в учебниках, тоже уже давно ушли в небытие.

realeugene в сообщении #1530247 писал(а):

строим волновую функцию фотонов в пучке

Нету такой, ни для одного фотона, ни для нескольких. Нельзя для фотона определить волновую функцию так же как для массивной частицы в нерелятивистской КМ. Более того, для фотона даже не существует оператора координаты! Кроме того, безмассовые частицы вообще нельзя описать в рамках нерелятивистского приближения КМ, что показал еще Вигнер в 50-х, для этого требуется релятивистская квантовая теория (поля). Это еще один пример того, когда вы берете инструмент, который имеет ограниченную область применения и пытаетесь его использовать там, где он не работает, попутно философствуя о его "реальности". Выглядит это примерно как забивание гвоздя папирусной страницей из древнемакедонского философского трактата. Уже одночастичная волновая функция для взаимодействующей (массивной) частицы есть приближение и работает это приближение только в нерелятивистском пределе, когда можно пренебречь процессами рождения/уничтожения частиц. Когда же этими процессами пренебречь нельзя, одной волновой функцией уже ничего не описать, вам придется либо работать с бесконечно большим набором волновых функций (вот оно, непаханное поле для различного рода "интерпретаторов"!), которые кроме того завязаны одна на другую ужасным интегро-дифференциальным оператором, либо работать с более прозрачным формализмом Фока, на котором собственно строится КТП.

Но дело даже не в этом, единственная физически значимая сущность волновой функции --- статистическая и проявляется она путем многократных измерений над ансамблем одинаково приготовленных КМ-систем.

[epros]

KVV в сообщении #1530256 писал(а):

волновая функция, которую я считаю real thing, у вас уже становится чем-то "штучным" и "вещественным"?

Ну, речь была про "кварк", который можно воспринимать как некую "реально существующую штуку". А я говорю о том, что реальны не кварки как объекты, обозначаемые этим словом, а факты их наблюдения.

KVV в сообщении #1530256 писал(а):

А скорее образ страниц статьи в вашем мозге, в которой вы прочитали об эксперименте.
Могу только предложить почитать Вайнберга, к чему приводит такая позитивистская позиция.

И к чему же ужасному приводит такая позиция, по недоразумению считаемая "позитивистской"? И я бы не стал апеллировать к вульгарному реализму Вайнберга как к конечной инстанции в мировоззренческих вопросах, хотя как физика я его уважаю.

Что касается "образа статьи в моём мозге", то он, скорее, отражает реальный факт прочтения мной статьи, но сам по себе ничего не говорит о том, поверил ли я в реальность того, что в ней описано. Но да, с некоторой долей условности иногда можно считать, что поверил и даже готов ссылаться на описанное в ней как на "реальные факты".

Но чтобы называть "реальностью" далекоидущие теоретические выводы из этой статьи - настолько далеко моя "доля условности" не заходит.

KVV в сообщении #1530256 писал(а):

Кажется, из модели хаотической инфляции так просто отрезать другие вселенные не выйдет. Что будете делать?

Не отрезать.

Как я ранее говорил:

epros в сообщении #1530204 писал(а):

... не имею ничего против, если теория, которая предсказывает наблюдаемое, при этом вынуждена что-то утверждать и про ненаблюдаемое. Если нет очевидных способов упростить теорию, исключив ненаблюдаемое без потери качества предсказания наблюдаемого, то что ж поделаешь.

[manul91]

physicsworks в сообщении #1530303 писал(а):

Но дело даже не в этом, единственная физически значимая сущность волновой функции --- статистическая и проявляется она путем многократных измерений над ансамблем одинаково приготовленных КМ-систем.

Однако компоненты волновой функции (при свободной от измерения эволюции) могут интерферировать - что в итоге влияет на физически наблюдаемых статистических результатов.
Чисто "статистические сущности" могут только накапливаться (суммироваться) - т.е. амплитуда вероятности и обычное распределение вероятности не одно и то же.
Амплитуда вероятности (волновая функция) не сводится только к "статистических сущностей" - иначе квантовой механики не было бы.