Кот Шрёдингера. Мысленный эксперимент

[Aintelligence]

Мысленный эксперимент, который стал как аргументом, так и контраргументом для многих мыслителей и их оппонентов.​

Предыстория.
В статье в журнале Naturwissenschaften,

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, Подольского и Розена, Шрёдингер обсуждает интерпретацию квантовой механики, в частности, физический смысл волновой функции.

Первым делом (в § 4) он отбрасывает возможность, что описание частицы при помощи волновой функции отражает лишь наше незнание точных значений динамических переменных (которые тем не менее реально существуют). Далее (в § 5) Шрёдингер спрашивает: тогда, может быть, переменные на самом деле «размазаны» в соответствии с волновой функцией частицы? Нет, отвечает он. Окружим радиоактивный атом экраном, чувствительным к электронам. Волновая функция вылетающего при распаде электрона — сферическая волна. Однако на самом деле электрон будет попадать в одну конкретную точку экрана (хотя каждый раз в разную), а не будет равномерно «размазан» по нему.

Можно привести и совсем безумные примеры такого рода, говорит Шрёдингер:

Посадим кошку в стальной сейф вместе с адской машиной (защищённой от кошки). В счётчик Гейгера положена крупинка радиоактивного вещества, столь малая, что за час может распасться один из атомов, но с такой же вероятностью может не распасться ни один. Если атом распадается, счётчик через реле приведёт в действие молоточек, который разобьёт колбу с синильной кислотой. Предоставив эту систему самой себе в течение часа, мы скажем, что кошка ещё жива, если за это время не распался ни один атом. Первый же распад привёл бы к отравлению кошки. ψ-функция всей системы выразила бы это тем, что живая и мёртвая кошка (с позволения сказать) смешаны или размазаны в одинаковых пропорциях.

Но очевидно, кошка не может быть живой и мёртвой одновременно. Таким образом, заключает Шрёдингер, мы не можем считать, что реальность действительно «размазана» в соответствии с волновой функцией.

Этот эксперимент нравился Эйнштейну, который, как известно, никогда не принимал копенгагенскую интерпретацию квантовой механики. Он писал Шрёдингеру: «Как и прежде, так и теперь я убеждён, что волновое представление материи не есть полное представление положения вещей, хотя оно и оказалось практически полезным. Очень красиво это показывает твой пример с кошкой…».

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, которая в то время была преобладающей теорией, предполагала, что атомы или фотоны существуют в нескольких состояниях одновременно. Которые соответствуют различным возможным результатам и possibilites, называемый суперпозициями, не фиксируют определенное состояние до тех пор, пока они не будут замечены.

Мысленный эксперимент Шрёдингера был разработан, чтобы показать, как будет выглядеть копенгагенская интерпретация, если бы математическая терминология, используемая для объяснения суперпозиции в микроскопическом мире, была заменена макроскопическими терминами, которые средний человек мог визуализировать и понимать. В эксперименте наблюдатель не может знать, развалился ли атом вещества, и, следовательно, не знает, сломался ли флакон и кошка была убита.

В соответствии с квантовым законом в соответствии с Копенгагенской интерпретацией кошка будет мертва и жива, пока кто-то не посмотрит в коробку. В квантовой механике лингвиста способность кошки быть живой и мертвой, пока ее не наблюдать, до тех пор, пока ее не будут замечены как парадокс наблюдателя. Логика парадокса наблюдателя заключается в доказанной способности наблюдения влиять на результаты.

Шредингер признал, что суперпозиция существует; при его жизни ученые смогли доказать его существование, изучая помехи в световых волнах. Шредингер, однако, задавался вопросом о том, когда на самом деле происходит разрешение возможностей. Его мысленный эксперимент был направлен на то, чтобы заставить людей спросить себя, было ли логичным наблюдать, чтобы наблюдение было триггером. Разве кошка не была бы мертва или жива, даже если бы не наблюдалась?

На протяжении многих лет аналогия с кошками Шредингера использовалась для иллюстрации возникающих теорий о том, как работает квантовая механика. В многих мирах интерпретациях, кошка жива и мертва. В этой интерпретации наблюдатель и кошка просто существуют в двух реалиях — одной, в которой кошка мертва.
И другой, в которой кошка жива.

То, что ученые узнали о природе материи на микроскопическом уровне и ее связи с тем, что люди наблюдают на макроскопическом уровне, еще не полностью исследовано. Роль наблюдателя остается важным вопросом в изучении квантовой физики и является бесконечным источником спекуляций и гипотез в квантовых вычислениях и поп-культуре.


Современное понимание.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

что коллапс волновой функции вызывается не только сознательными наблюдателями. На самом деле каждое взаимодействие, которое совершает квантовая частица, может привести к коллапсу ее состояния.
Тщательный анализ показывает, что «эксперимент» с котом Шредингера в реальном мире будет происходить следующим образом:
как только радиоактивный атом взаимодействует со счетчиком Гейгера, он коллапсирует из своего не распавшегося/распавшегося состояния в одно определенное состояние.
Счетчик Гейгера определенно срабатывает, и Кот определенно погибает.
Или счетчик Гейгера точно не срабатывает и кот точно жив.
Но обоих не бывает.
Таким образом, коллапс квантового состояния управляется не только сознательными наблюдателями, а «Кот Шрёдингера» был всего лишь учебным пособием, изобретенным для того, чтобы попытаться сделать этот факт более очевидным, доведя до абсурда идею, управляемую наблюдателем.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

включая многомировую интерпретацию, согласно которой различные возможные реальности квантового объекта кристаллизуются в разные параллельные вселенные в точке измерения.

В наши дни мысленный эксперимент приобрел своего рода культовый статус. Есть футболки с котом Шредингера, мемы и сотни статей на эту тему. В 2018 году ученые опубликовали более сложный вариант мысленного эксперимента, который, по-видимому, показывает, что все существующие интерпретации квантовой теории неполны. (о нём в следущих статьях)



Одно из разветвлений эксперимента.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, впервые задуманный физиком Юджином Вигнером в 1961 году и развитый Дэвидом Дойчем в 1985 году.
Сценарий включает косвенное наблюдение за квантовым измерением:
За наблюдателем наблюдает другой наблюдатель, который выполняет квантовые измерения физической системы. Затем два наблюдателя формулируют утверждение о состоянии физической системы после измерения в соответствии с законами квантовой теории. Однако в большинстве интерпретаций квантовой механики полученные утверждения двух наблюдателей противоречат друг другу. Это отражает кажущуюся несовместимость двух законов квантовой теории: детерминированной и непрерывной во времени эволюции состояния замкнутой системы и недетерминистического, прерывистого коллапса состояния системы при измерении. Таким образом, друг Вигнера напрямую связан с проблемой измерения в квантовой механике с ее знаменитой Парадокс кота Шрёдингера.

Были предложены обобщения и расширения друга Вигнера. Два таких сценария с участием нескольких друзей были реализованы в лаборатории с использованием фотонов вместо друзей.

В следующий части мы познакомимся с разными интерпретациями этого мысленного эксперимента.
Спасибо, что дочитали до конца...
​

Доп. материалы:
Видео:

1. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   [Русские субтитры]
2. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   [Русские субтитры]
3. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   [Русская озвучка]

Если вы хотите подписаться на обновления статей в разделе,
то напишите об этом в комментариях или подпишитесь на
Neural Network или Aintelligence ​

---

Чтобы задать вопрос, предложить тему для публикации или высказать свое мнение,
то для этого создана тема
«Вопрос — ответ»
Высказывайте своё мнение и комментируйте, ваша позиция и оценка — очень важна для нас.​

---

Если вы хотите живого общения с другими членами сообщества,
и при этом получить возможность выиграть криптовалюту на свой кошелёк приглашаем вас в

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Тема создана для свободного интеллектуального общения на любые темы! ​

---

Наш телеграм канал

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

и

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

​

 

[-Adonai]

И даже смерть)

Так и есть))) Она вообще единожды бывает, ну или раз в вополощение.
Что у тебя с фото??? Болеешь???

Сообщение обновлено: 26 Янв 2025

Кто сказал мяу?)

Не мяу,а гав, Ну я то же хочу мяу)))

 

[maksimka7774]

Так и есть))) Она вообще единожды бывает, ну или раз в вополощение.
Что у тебя с фото??? Болеешь???

Сообщение обновлено: 26 Янв 2025

Те мяу,а гав, Ну я то же хочу мяу)))

Всегда болею, то одним, то другим)

 

[-ERETIK-]

Так и есть))) Она вообще единожды бывает, ну или раз в вополощение.
Что у тебя с фото??? Болеешь???

Сообщение обновлено: 26 Янв 2025

Не мяу,а гав, Ну я то же хочу мяу)))

Это не мультфильм, а прям сатсанг) надо пересмотреть))

 

[-Adonai]

Всегда болею, то одним, то другим)

Ты смотри не запускай болячки. Витаминчики пей, только не части)))

Сообщение обновлено: 26 Янв 2025

Это не мультфильм, а прям сатсанг) надо пересмотреть))

Лучше про Ежика в тумане посмотри вникни в суть и во всю глюбину этой мысли...

 

[-ERETIK-]

Ты смотри не запускай болячки. Витаминчики пей, только не части)))

Сообщение обновлено: 26 Янв 2025

Лучше про Ежика в тумане посмотри вникни в суть и во всю глюбину этой мысли...

Кстати да, спасибо за напоминание, с новым восприятием надо много что пересмотреть)

 

[-Adonai]

Кстати да, спасибо за напоминание, с новым восприятием надо много что пересмотреть)

На здоровье)))

 

[-Adonai]

Вот что действительно значимо в нашем существовании...

 

[-ERETIK-]

Вот что действительно значимо в нашем существовании...

- Хочешь покажусь?
- Ой, не надо!
- Не могу больше терпеть, показываюсь)

 

[-Adonai]

Вот что действительно значимо в нашем существовании...

Я имел ввиду значима та глубокая мысль, которая обрисована этим мультипликационным сюжетом. Что следует помогать друг другу в созидании, наслаждаться той повседневной красотой жизни, которая порой и не видна нам и воспринимается нами как чем то само собой разумеющимся. А все эти изыскания в жизни на вроде квантового поля, кругов Сансары, да и поисков того, что чем кто занимается, говорит и показывает... Всё это шелуха... Никчемная и не нужна... Жизнь она здесь и сейчас, именно в том месте где ты есть и несмотря на всю свою иллюзорность, она прекрасна как и всё вокруг.
Жизнь это иллюзия, но она идеальна.

 

[-ERETIK-]

Я имел ввиду значима та глубокая мысль, которая обрисована этим мультипликационным сюжетом. Что следует помогать друг другу в созидании, наслаждаться той повседневной красотой жизни, которая порой и не видна нам и воспринимается нами как чем то само собой разумеющимся. А все эти изыскания в жизни на вроде квантового поля, кругов Сансары, да и поисков того, что чем кто занимается, говорит и показывает... Всё это шелуха... Никчемная и не нужна... Жизнь она здесь и сейчас, именно в том месте где ты есть и несмотря на всю свою иллюзорность, она прекрасна как и всё вокруг.
Жизнь это иллюзия, но она идеальна.

Примерно такой посыл, вот только правильный ли он?) У большого Уха я смотрю шапочка на голове, что символизирует знание(гнозис), а по гнозису все земное должно быть чуждо, и интерес должен быть сосредоточен за пределами бытия, чем в принципе он и занимался. И вообще он как Люцифер был скинут с небес и его главная задача вернуться! Но волк сбил большого Уха с верного пути, показав ему добро и зло, после чего он вечно будет крутиться в сансаре))

 

[-Adonai]

Примерно такой посыл, вот только правильный ли он?) У большого Уха я смотрю шапочка на голове, что символизирует знание(гнозис), а по гнозису все земное должно быть чуждо, и интерес должен быть сосредоточен за пределами бытия, чем в принципе он и занимался. И вообще он как Люцифер был скинут с небес и его главная задача вернуться! Но волк сбил большого Уха с верного пути, показав ему добро и зло, после чего он вечно будет крутиться в сансаре))

Ну так об этом то и речь, что гносис это шелуха. И он же сам это понял когда наслаждался звездой этого болота.
Подобную мысль выражал средневековый гностик, абат одного из монастырей, маг Корнелий Агриппа. По Моему он к старости бросил все эти изыскания научные и назвал это всё пустым. Та же мысль ярко прослеживается у Гете в Фаусте.
А по поводу верности пути, так это всё условно. Чем плохо это вечное движение во всех этих воплощениях?
Да и кто вообще решил что нужно так а не по другому?

 

[-ERETIK-]

Ну так об этом то и речь, что гносис это шелуха. И он же сам это понял когда наслаждался звездой этого болота.
Подобную мысль выражал средневековый гностик, абат одного из монастырей, маг Корнелий Агриппа. По Моему он к старости бросил все эти изыскания научные и назвал это всё пустым. Та же мысль ярко прослеживается у Гете в Фаусте.
А по поводу верности пути, так это всё условно. Чем плохо это вечное движение во всех этих воплощениях?
Да и кто вообще решил что нужно так а не по другому?
Посмотреть вложение 2013802

Все верно каждый сам выбирает свой путь, можно сидеть в болоте и смотреть на фейковою звезду, а можно приобрести гнозис, освободится от пут навязанного мира и устремится в бесконечность к звездам) Агриппа не совсем гностик был, скорее оккультист, но умный дядька) Воплощения это не плохо, просто другой вариант развития событий, при выходе из игры есть шанс сохранить свою идентичность, а не утратить ее бесконечно перерождаясь)

 

[-Adonai]

Все верно каждый сам выбирает свой путь, можно сидеть в болоте и смотреть на фейковою звезду, а можно приобрести гнозис, освободится от пут навязанного мира и устремится в бесконечность к звездам) Агриппа не совсем гностик был, скорее оккультист, но умный дядька) Воплощения это не плохо, просто другой вариант развития событий, при выходе из игры есть шанс сохранить свою идентичность, а не утратить ее бесконечно перерождаясь)

Кесарю кесарево. Каждый путь уникален и все пути равноправны между собой))) БЕСКОНЕЧНОСТЬ

Сообщение обновлено: 29 Янв 2025

 

[Annnastas]

Это вечно можно обсуждать

 

[-Adonai]

Как и разгадывать)

А оно тебе это нужно?
Судя по твоему вопросу вообще ни как это тебе не нужно))) Это просто абстракция, спроецированная на физический план аллегорическим сравнением.

 

[Aintelligence]

Темпы научно-технического прогресса снизились за последние полвека на 90%

Прогресс стал менее заметен бытовому наблюдателю, но он не замедлился на 90%. Он стал сложнее, глубже и дороже, и требует гораздо большего коллективного усилия — но он продолжается и ускоряется в новых направлениях.

Заметил, что множество ученых выступают якобы первооткрывателями в этом направлении, с разных сторон заходят и пытаются одну и туже теорию объяснить, хотя смысл там простой, просто он не укладывается в научные рамки по мнению ученых)

Это научную трудность: квантовая суперпозиция - явление, которое подтверждено экспериментально, но его интерпретации действительно разнятся, и ни одна не даёт полного интуитивного объяснения. Дело не в том, что учёные «не хотят признать простой смысл», а в том, что сама природа квантовой механики противоречит нашему классическому мышлению. То, что кажется "простым" в философском или метафизическом ключе (например, всё есть волна сознания, или всё существует одновременно до наблюдателя), не даёт предсказательной силы - а именно это требуется от научной теории.

Мы уже не раз разговаривали, что наука не отрицает непонятное — она просто требует, чтобы теория:

Делала точные предсказания,​

Была проверяема экспериментально,​

Имела внутреннюю логическую непротиворечивость.​

Квантовая суперпозиция укладывается в эти рамки. Например, интерференция частиц в двойной щели - это прямое доказательство суперпозиции. Но что она “означает” на самом деле — остаётся открытым вопросом, над которым работают интерпретации: Копенгагенская, многомировая, де Бройля–Бома, GRW и другие.

Шикарный мульт, я раньше не обращал внимание на смыслы в нем, а они там совершенно не детские)

Подробнее)

Это вечно можно обсуждать

Присоединяйтесь! Главное от темы не отходить)

 

[-ERETIK-]

Прогресс стал менее заметен бытовому наблюдателю, но он не замедлился на 90%. Он стал сложнее, глубже и дороже, и требует гораздо большего коллективного усилия — но он продолжается и ускоряется в новых направлениях.

Это научную трудность: квантовая суперпозиция - явление, которое подтверждено экспериментально, но его интерпретации действительно разнятся, и ни одна не даёт полного интуитивного объяснения. Дело не в том, что учёные «не хотят признать простой смысл», а в том, что сама природа квантовой механики противоречит нашему классическому мышлению. То, что кажется "простым" в философском или метафизическом ключе (например, всё есть волна сознания, или всё существует одновременно до наблюдателя), не даёт предсказательной силы - а именно это требуется от научной теории.

Мы уже не раз разговаривали, что наука не отрицает непонятное — она просто требует, чтобы теория:

Делала точные предсказания,​

Была проверяема экспериментально,​

Имела внутреннюю логическую непротиворечивость.​

Квантовая суперпозиция укладывается в эти рамки. Например, интерференция частиц в двойной щели - это прямое доказательство суперпозиции. Но что она “означает” на самом деле — остаётся открытым вопросом, над которым работают интерпретации: Копенгагенская, многомировая, де Бройля–Бома, GRW и другие.

А что влияет на изменение суперпозиции? Наблюдатель, а чем влияет наблюдатель? Разумом, этого как раз и не хотят учёные принимать, так как они не знают что такое разум и мысль, и вряд ли когда-нибудь узнают, он не поддается научным методам))

Сообщение обновлено: 27 Май 2025

Подробнее)

Это не мультфильм а сатсанг, в частности в одной из серий довольно доходчиво объясняют природу возникновения страха)

 

[PsiChe]

Кот Шрёдингера - это иллюстрация неполноты наших знаний о мире. Кот либо жив, либо мёртв, независимо от того, есть наблюдатель или нет. Шрёдингер предложил эксперимент с котом, чтобы продемонстрировать абсурдность интерпретации квантовых процессов. И если мир всё-таки имеет вполне объяснимую природу, это означает, что мы микромир неправильно себе представляем. Оно на бумаге гладко, все эти суперпозиции, вероятности, но если спроецировать всё это в макромир, получается абсурд. А должно быть нечто такое, что объединило бы микромир и макромир. Нужна какая-то принципиально новая теория. Но это только если мир постоянен, как и макромир. Ключевое - если.

 

[Aintelligence]

Кот Шрёдингера - это иллюстрация неполноты наших знаний о мире. Кот либо жив, либо мёртв, независимо от того, есть наблюдатель или нет. Шрёдингер предложил эксперимент с котом, чтобы продемонстрировать абсурдность интерпретации квантовых процессов. И если мир всё-таки имеет вполне объяснимую природу, это означает, что мы микромир неправильно себе представляем. Оно на бумаге гладко, все эти суперпозиции, вероятности, но если спроецировать всё это в макромир, получается абсурд. А должно быть нечто такое, что объединило бы микромир и макромир. Нужна какая-то принципиально новая теория. Но это только если мир постоянен, как и макромир. Ключевое - если.

Ключевое недоразумение тут в том, что «кот либо жив, либо мёртв независимо от наблюдателя» - это классическая интуиция. В квантовой модели «кот» не существует отдельно от микросистемы и окружения: состояние «ядро+детектор+кот» становится запутанным, и до разрушения когерентности система описывается суперпозицией макросостояний. Наблюдатель не обязателен. Роль «разделителя» между микромиром и макромиром играет декогерентность: неконтролируемое взаимодействие с окружением очень быстро подавляет интерференцию между макросостояниями и делает одно из них эффективно классическим. Так квантовая теория объясняет, почему мы не видим «котов-суперпозиций», не вводя мистического наблюдателя
Важно: парадокс Шрёдингера действительно был придуман как критика наивного переноса коллапса на макроуровень. Но из него не следует, что «нужна новая теория». Есть конкурирующие интерпретации: 1) стандартная квантовая механика плюс декогерентность как механизм появления классического мира, 2) объективные модели коллапса, которые постулируют физический, а не информационный распад суперпозиции и дают проверяемые предсказания, 3) другие интерпретации, где коллапса нет, но есть ветвление. Эксперименты с макроскопически различимыми «кот-состояниями» в сверхпроводящих резонаторах и интерференция всё более крупных объектов показывают, что суперпозиции устойчиво существуют до контакта с окружением, а граница «микро-макро» не магическая, а динамическая
Итого. Кот Шрёдингера - не про «неполноту знаний», а про неадекватность классической логики «или-или» до декогерентности. Наблюдатель не требуется, чтобы мир стал классическим. Объединение микро и макро уже даёт программа декогерентности. Нужна ли новая теория - открытый вопрос, но он решается не философски, а экспериментами, которые проверяют, где и как распадаются суперпозиции

Спойлер: Подробнее:

Zurek W. H. Decoherence и происхождение классического из квантового. Reviews of Modern Physics 2003. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)
Schlosshauer M. Декогерентность, проблема измерения и интерпретации КМ. Reviews of Modern Physics 2004. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)
Vlastakis B. и соавт. «Кот-состояния» в сверхпроводящих микроволновых полостях. Science 2013. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)
Arndt M. и соавт. Интерференция молекул C60. Nature 1999. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)
Bassi A. и соавт. Обзор объективных моделей коллапса и их тестов. Reviews of Modern Physics 2013. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)
Leggett–Garg: тесты макрореализма и их интерпретация. Phys. Rev. A 2015 и обзоры. (

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

)