Ställ era frågor om kvantmekanik

Fysik är inte vetenskapen om vad fysiker uppfattar vid mätningar. Det är snarare mer åt fenomenologi och filosofi-hållet. Jag hade uppskattat ett svar på mitt spörsmål. Frågan om determinism är inte kärnan i frågeställningen. Om vågfunktionen istället utvecklades indeterministiskt hade min fråga varit densamma. Jag vill veta:

Varför är det omtvistat huruvida vågfunktionen representerar verkligheten och inte bara är en modell?

Jag undrar på vilka vetenskapliga grunder det går att ifrågasätta?

Tja. T ex ett problem är att vi inte kan mäta själva vågfunktionen. Vi kan bara mäta en massa saker som kan beräknas med vågfunktionen. Men det kan ju finnas något annat bättre sätt (dvs en bättre teori) där helt andra matematiska verktyg används.

Jämför gärna med gravitation. Enligt Newton var detta en kraft på avstånd, F=GMm/r². Enligt en Faradaysk variant är det ett kraftfält g (jämförbar med det elektriska fältet E) där kraften på massan m ges av gm. Enligt relativitetsteorin är finns det inte alls någon kraft, utan allt försöker röra sig så rakt det går (på en geodet i den en rumtid som är krökt enligt Einsteins fältekvationer. Och så har vi slutligen olika försök till att formulera kvantgravitation där gravitaion förmedlas av ett utbyte av gravitoner. Så vad ÄR gravitation egentligen? Hur i allsin dar ska vi kunna veta det? Det vi KAN veta är vilken av alla kända teorier som stämmer bäst med empiri. Och det är allt.

Om das ding an sich (Kant) kan vi inte veta.

Jag vet inte vad du menar det är som vidhålls? Modellen är si, verkligheten är så, modellen beskriver vilka resultat vi kan förvänta oss i verkligheten, i alla experiment som gjorts hittills. Är det nåt av det du inte tycker om- eller inte håller med om?

Vet inte vad du menar med reellt? Det enda vi upplever är mätningar, och allt annat är förstås spekulation.

Dom som har utfört experimentet hade nog behövt läsa artikeln jag länkade. Eller så gör dom konstiga utsagor bara för att få publicitet; tyvärr mer vanligt än man tror, även bland "seriösa" forskare.

Kort sammanfattning av artikeln: Om man tror att en partikel som åker genom en dubbelspalt någonsin tar "antingen den ena eller den andra vägen genom spalten" så har man gjort den feltolkning som artikeln handlar om. Artikeln behandlar även delayed choice quantum erasure (där samma feltolkning ofta görs).

Bara för att förtydliga, du menar förstås inte att dom är klassiska vågor i EM-fältet, utan att dom beskrivs av en vågfunktion? Jag brukar använda "partiklar är fältkvanta," bara för att slippa risken för missuppfattningar.

Nu blir jag nyfiken. Finns det någon tolkning där praktisk indeterminism inte finns med?

På vilka vetenskapliga grunder kan man någonsin hävda att en teoretisk konstruktion har någonting med verkligheten att göra?

Det är väl lika bra att jag copycatar texten då eftersom du citerar fel, det var INTE ett dubbelspaltexperiment. Och varför skulle de i experimentet feltolka.

Dina ögon kan vara mer värdefulla än du någonsin anat. Ny forskning, av fysiker på Australian National University, bevisar en gammal teori inom kvantfysiken: att verkligheten inte existerar så länge den inte uppmätts.

Enkelt förklarat, den existerar bara om du observerar den.

Undersökte ljus i stort experiment

Fysikerna genomförde ett så kallat "John Wheeler's-delayed-choice–thought–experiment". Forskarnas mål är att se om och när ljus tar en viss form, våg eller partikel, eller om det förblir i obestämt tillstånd.

Enligt kvantfysikens lagar kan du först när ljusets resa är över observera hur det agerade.

Exakt det kom även forskarna på Australian National University fram till.

– Detta bevisar att mätning är allt, säger professor Andrew Truscott, enligt brittiska medier.

– På kvantnivå existerar inte verkligheten om du inte ser den.

Använder laser

Vanligtvis genomförs experimentet genom att forskare låter ljuset studsa mot speglar. Den här gången lät forskarna heliumatomer röra sig samtidigt som de utsattes för en mängd laserstrålar.


ANNONS



Strålarna skapade ett ojämnt mönster och korsningar, som om speglar skulle bryta ljus och ändra ljusets rörelser. Vid experimentets andra del la forskarna till ett mönster med nya strålar som var en blandning av det första och andra mönstret. Det ledde till att störningar skapades kring atomerna, som om de "valt" att följa både första och andra mönstret.

När de sedan tog bort den andra omgången av strålar försvann störningarna, som om atomerna gått tillbaka till sitt ursprungliga utseende.

– Atomerna rörde sig aldrig från A till B. Det var först när atomerna uppmättes efter försöket som deras uppförande började att existera, säger Andrew Truscott, till brittisk media.

– Om du väljer att tro på att atomerna verkligen rörde sig i ett specifikt mönster måste du acceptera att en nutida mätning påverkar atomernas historia, sa Truscott.

Du kan läsa mer om forskningen på Australian National University här!

Det är egentligen det som den mycket intressanta text som matteyas länkade till också säger. När observationen görs, så kan vi anta att vi observerar något som händer. Det som i texten kallas "separation fallacy" handlar om misstaget att blanda ihop denna mätning med tolkningar om att något hänt i tidigare moment av samma experiment. Dessa tidigare moment är när man utan att göra en mätning manipulerar fotoner och andra elementarpartiklar.

Originalartikeln som Aftonbladet plankat talar om "a moving object that is given the choice to act like a particle or a wave". Det är elementarpartikeln. Det är viktigt att förstå att det inte är en partikel i klassisk mening, och att vi lika gärna skulle kunna säga att vi mäter en vågrörelse.

http://www.anu.edu.au/news/all-news/experiment-confirms-quantum-theory-weirdness

Även denna artikel från universitetet utrycker sig poetiskt och mystifierande, med stora inslag från tidiga tolkningar av kvantfysiken. "Wheeler's experiment then asks - at which point does the object decide?" Det är såklart ingen som menar att det är frågan om medvetna varelser som fattar beslut - det är inte psykologi. Inte ens för Wheeler.

"If one chooses to believe that the atom really did take a particular path or paths then one has to accept that a future measurement is affecting the atom's past, said Truscott."
Detta betyder att om man INTE tror på kvantfysiken, utan insisterar på att elementarpartikeln beter sig som en klassisk partikel, så råkar man ut för absurditeter.

Texten fortsätter sedan med:
""The atoms did not travel from A to B. It was only when they were measured at the end of the journey that their wave-like or particle-like behavior was brought into existence," he said."

Det är precis det som påpekas i https://arxiv.org/pdf/1112.4522.pdf!
"Hence the separation fallacy makes it seem that by the delayed choice to insert or remove the
appropriately positioned detectors, one can retro-cause either a collapse to an eigenstate or not at the particle’s entrance into the separation apparatus"

Den mystifierande artikeln som förtrollar Aftonbladetläsarna med kvantfysikens konstighet, säger alltså något som helt överenstämmer med en avmystifierande artikel som visar på feltolkningar.

Detta är naturligtvis inte slutet på all mystik. Det visar bara att visa tolkningar är missförstånd. Mitt favoritexperiment, som varit uppe många gånger tidigare på Flashback, är bombtesten. Den förutsätter att man inte gör ovanstående feltolkning. Den handlar om att utnyttja åtgärder i ett experiments setup som inte är mätningar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur%E2%80%93Vaidman_bomb_tester

När jag skriver att de inte är mätningar, så syftar jag på när man vanligen talar om observationer och likställer dem med mätningar, vilket i experiment är irreversibla händelser.
observationer = mätningar = irreversibla händelser

Det som händer 'tidigare' i experimentet, är på ett sätt även det en mätning, men av ett mycket speciellt slag:
https://en.wikipedia.org/wiki/Interaction-free_measurement

Nå, det var en utflykt till ett mycket intressant experiment. Min huvudpoäng med detta inlägg är att Aftonbladets poetiska prat inte alls motsäger artikeln från arxiv.org, utan de pekar tvärtom båda mot samma sak: att det finns en helvetes massa struntprat och missförstånd som vi blir påprackade när det gäller kvantfysik.

På grunderna att den predicerar på en nivå som är oöverträffad inom naturvetenskapen. Du är medveten om att kvantmekaniken är mer verifierad än speciella relativitetsteorin? Eller generella.. Minns inte vilken.

Det tyngsta argumentet är väl helt enkelt att vågfunktionen inte kan representerar något fysiskt i en verklig situation. Ett minimikrav för att något ska representera verkligheten är ju att det finns en sådan representation, helst i ett kontrollerat experiment.

Detta har lett till att man föreslagit att vågfunktionen representerar olika abstrakta begrepp, med ett språk som ibland antyder att de visserligen inte kan observeras men ändå är fysiska

"Schrödinger tried to interpret it as a charge density in his fourth paper, but he was unsuccessful."

och ibland, vilket väl numera helt dominerar, med ett språk som pekar på att vågfunktionen inte är något fysiskt alls

" Max Born successfully interpreted Ψ as the probability amplitude"

Jag plockade detta för enkel referens från wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger_equation
men detta är ju ett av fysikens mest diskuterade ämnen, och det finns oerhört många utläggningar om vad ekvationen anses representera.

Därtill bör man komma ihåg att Schrödingerekvationen är gammal, och den tas upp i populärvetenskap för att människor känner till den. Men i modern fysik är den ofta ersatt av *) mer exakt matematik, och mer exakt teori, i form av fältteorier (QFT, Yang-Mills etc). Även andra gamla idéer, ibland överspelade, gärna från 1920-talet, florerar i populärvetenskapliga framställningar (kollaps, komplementaritet), och man kan med fog hävda att de ställer till oreda.

*) Min egentliga källa för detta är utläggningar i böcker av Brian Greene eller kanske Lee Smolin. Men i all hast har jag plockat fram något från en lättillgänglig källa. Det betyder inte att jag läst texten särskilt noga, och jag har inga anspråk på att begripa den. Länkarna är bara till för att språkligt verifera mitt påstående:

dvs det kan exempelvis heta att Schrödingerekvationen är en "first quantization" och "a semi-classical treatment " https://en.wikipedia.org/wiki/First_quantization
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_field_theory#Single-_and_many-particle_quantum_mechanics
"There are several shortcomings to the above description of quantum mechanics, which are addressed by quantum field theory. First, it is unclear how to extend quantum mechanics to include the effects of special relativity.[20] Attempted replacements for the Schrödinger equation, such as the Klein–Gordon equation or the Dirac equation, have many unsatisfactory qualities;"

Låt mig specificera: finns det något argument emot varför man inte kan använda vågfunktionens deterministiska utveckling som bevisföring för universums utveckling, och därmed determinism? Lawrence Krauss anser nämligen att man kan göra det helt på basis av vågfunktionen. Att universum utvecklas deterministiskt, bara det att vi är avskärmade från absolut kunskap.

Vågfunktionen predicerar trots allt fysiska processer, vilket universums utveckling utgörs av.