Вопрос о конечной сложности наложения суперпозиций состояний

[tasfinder]

Обсуждали с Дипсиком кота Шредингера, потом момент наступления декогеренции и в конце пришли к следующему вопросу:
. Давайте представим что четыре частицы взаимодействуют в замкнутом обьеме постоянно обмениваясь импульсами. Каждую секунду возникают миллионы суперпозиций состояний типа частица 1 полетела влево, столкнулась с частицей 2, полетела вниз и т д. И суперпозиции различных столкновений будут ветвится и накладываться друг на друга до бесконечности.
. Теперь, когда мы измерим импульс одной частицы из четырех, все ветки реальности которые накопились за миллион лет в истории столкновений в которых не мог получиться измеренный импульс, они схлопываются? тогда эта квантовая система должна обладать памятью своих прошлых состояний такого объёма что всех атомов вселенной не хватит что бы записать число объёма этой памяти.
. Тогда на каком этапе возникает декогеренция суперпозиций состояний?

[warlock66613]

tasfinder в сообщении #1718519 писал(а):

они схлопываются?

Да.

tasfinder в сообщении #1718519 писал(а):

тогда эта квантовая система должна обладать памятью своих прошлых состояний

Зачем ей память прошлых состояний? Текущего состояния достаточно.

tasfinder в сообщении #1718519 писал(а):

всех атомов вселенной не хватит что бы записать число объёма этой памяти

Квантовые состояния с этой точки зрения большие, да.

tasfinder в сообщении #1718519 писал(а):

Тогда на каком этапе возникает декогеренция суперпозиций состояний?

Непонятно как этот вопрос связан с предшествующими рассуждениями.

[tasfinder]

Изначально стоял вопрос о том может ли атом находится в суперпозиции состояний распался/не распался.
. Одно дело фотон распространяющийся двумя альтернативными путями без обмена энергией/импульсом с окружающей средой до момента регистрации, а другое дело ядро атома, или для примера система из четырех частиц, которые постоянно сталкиваются и постоянно плодят причинно-следственные связи типа частица 1 полетела влево где столкнулась с частицей 2 и поэтому отлетела назад, где столкнулась с частицей 3.
Такая система даже замкнутая не сможет находится в суперпозиции разных вариантов столкновений. Так и атом не может долго быть в неопределенном состоянии - распался/не распался.
. Альтернативная точка зрения у Дипсика. Он утверждает что все варианты взаимодействий будут плодится бесконечно пока система без присмотра.

[warlock66613]

tasfinder в сообщении #1718540 писал(а):

Такая система даже замкнутая не сможет находится в суперпозиции разных вариантов столкновений

Сможет. Никаких ограничений подобного рода на суперпозицию нет.

-- 18.02.2026, 22:34 --

Кстати, даже при декогеренции суперпозиция никуда не исчезает, наоборот только "больше" становится.

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1718551 писал(а):

которые постоянно сталкиваются и постоянно плодят причинно-следственные связи типа частица 1 полетела влево где столкнулась с частицей 2 и поэтому отлетела назад, где столкнулась с частицей 3.

Представление о "причинно-следственных связях" вообще плохо работает, когда речь идёт про обратимые детерминированные уравнения. Во втором законе Ньютона можно силу рассматривать причиной ускорения, но можно и ускорение рассматривать причиной возникновения силы. Но в целом эти уравнения лишь симметричные ограничения на возможные движения системы.

Унитарная эволюция квантовой системы, о которой вы рассуждаете, постулируется детерминированной и обратимой.

tasfinder в сообщении #1718519 писал(а):

тогда эта квантовая система должна обладать памятью своих прошлых состояний такого объёма что всех атомов вселенной не хватит что бы записать число объёма этой памяти.

В этом месте тонкость в том, что понятие количества информации для таких систем вообще если и можно определить, то явно оно будет сложнее любого возможного обсуждения на этом форуме. В общем случае, чтобы знать даже просто какое-то одно действительное число из непрерывного распределения точно, нужно обладать бесконечным количеством информации. Все физические величины известны приближённо из-за шума, и это знание соответствует некоторому конечному количеству информации. В уравнениях квантовой механики предполагается, что уравнения линейны точно. Такого нет в классической физике. Но сами уравнения известны только приближённо: в конце концов всё сводится к теории возмущений, в которой ряд разложения по возмущениям где-то обрывается. Поэтому и рассуждения про объём требуемой информации очень зыбки: всё тонет в возможно бесконечном количестве информации. требуемом для точного знания состояния Вселенной.

[pppppppo_98]

warlock66613 в сообщении #1718551 писал(а):

Кстати, даже при декогеренции суперпозиция никуда не исчезает, наоборот только "больше" становится.

ну дык тут же многия путают декоггеренцию с коллапсом при измерении.

[OlegML]

Как раз хотел обсудить подобную тему, попытаться оспорить состояние суперпозиции перед измерением.
Допустим источник испускает атомы, которые с одинаковой вероятностью могут находится в одном из двух состояний $\psi_i$ (для простоты рассуждений). Детектор измеряет энергию состояния в котором находится атом. Насколько я понял согласно существующей концепции перед измерением атом находится в суперпозиции и его состояние перед измерением $\psi=\frac{\psi_1+\psi_2}{\sqrt{2}}$ коллапсирует в одно из состояний после измерения. С другой стороны, перед измерением атом является замкнутой системой, а значит находится в одном из стационарных состояний, в котором его энергия, вследствие однородности времени, имеет определенное значение, которое и будет получено при измерении. Никакого коллапса не происходит. Думаю достаточно очевидно, что верен второй вариант. Принципиальный момент заключается в том, что мы меряем величину которой характеризуется стационарное состояние атома, в котором атом обязан находится как замкнутая система. Аналогично кот Шредингера в момент измерения обязан находится в стационарном состоянии, характеризуемом значением "жив" или "мертв".
Пусть, теперь, из источника вылетают электроны , а детектор измеряет их спин. Пока электрон не достиг детектора он является замкнутой системой. Как замкнутая система он находится в определенном стационарном состоянии со вполне определенным угловым моментом, который для свободного электрона совпадает с его спином. Закон сохранения направления (и величины) углового момента является следствием изотропии пространства. Поэтому до взаимодействия с детектором электрон обязан иметь определенное направление спина, а его состояние должно описываться соответствующей волновой функцией. Разложение этой функции по базисным функциям, соответствующим направлению магнитного поля детектора будет с коэффициентами, зависящими от направления спина электрона: $\psi=C_1 \psi_1+C_2 \psi_2$. В идеальном случае $C_1=1, C_2=0$ или наоборот. Квадраты коэффициентов дадут вероятности обнаружения у электрона положительного или отрицательного спина. Если в результате измерения происходит коллапс волновой функции, то последующие измерения с тем же направлением магнитного поля в 100% случаев дадут тот же результат. Это кажется подтверждено.

[warlock66613]

OlegML в сообщении #1718648 писал(а):

а значит находится в одном из стационарных состояний

Это совершенно неверно. Замкнутая система может находиться в любом состоянии.

-- 20.02.2026, 18:08 --

Единственное ограничение — правила суперотбора. Например, суммарный электрический заряд должен иметь определённое значение. Но для энергии правила суперотбора нет.