Quantom physics-the measurement problem

Ett bättre exempel, jag tror jag förstår vad du menar nu. Det finns likheter mellan ditt exempel med cancer och t.ex fotoners egenskaper. Skillnaden är däremot att fotoner är en superposition av vågtillstånd och partikeltillstånd (kanske även fler tillstånd) som faller samman till antingen eller under olika omständigheter. Cancern är ett problem som beror både på arv och rökning (och säkerligen en hel dos faktorer till), oavsett vilken av egenskaperna vi mäter. Den ena försvinner inte för att vi mäter den andra.

Har du alls kollat upp Wheeler's delayed choice experiment? Sammanfattningsvis är uppställningen som sådan; Vi har en position (1) där en foton kan passera. Fotonens vågekvation kommer kollapsa i denna punkt genom att anta våg- eller partikelegenskap. Vi har sedan ett till läge (2) - där vi har vår mätutrustning - som är en bra bit bort från läge (1). Med hjälp av en knapptryckning kan vi ändra förutsättningarna i läge (2).

Resultatet är att vi genom att ändra förutsättningarna i läge (2) kommer att ändra fotonens egenskaper efter att den passerat läge (1), där egenskapen redan bör ha bestämts.

Om du ser det här som trivialt får du gärna förklara din synvinkel.

Jo, jag har stångat pannan blodig mot Wheeler, Bells teorem, Alain Aspect och schrödingers jävla katt i åratal utan att bli så mycket klokare.
Jag påstår heller inte att jag har lösningen på denna kanske största av fysikens gåtor. Men jag vägrar acceptera att materien bestämmer sig för antingen det ena eller det andra tillståndet.
Jag är helt övertygad om att gåtans lösning ligger i hur vi tolkar våra mätningar och jag tror att det har att göra med vilka referenspunkter vi utgår ifrån.
Bortsett från att vi stör partiklarna när vi mäter, så kommer vi genom våra blotta mätning att ha bestämt en referenspunkt och därigenom det svar vi kommer få.

Men vem är jag att...

Här har vi lite delad uppfattning om vad fotonens superposition innebär. Jag anser inte att fotonen bestämmer sig för nånting. Lika lite som jag anser att makaronerna bestämmer sig för att bli tillagade när vattnet kokar. Att fotoners superposition faller samman till det ena eller det andra anser jag alltså vara resultatet av yttre påverkan/miljön. Det märkligaste med just Wheelers experiment är att det tycks ske ändringar i denna yttre påverkan som inte verkar vara tidskontinuerliga. Som att kvantfysiken inte är nog svår att greppa redan.


Jag tänker låta bli att argumentera mer om det här då det är din åsikt och den får du vårda som du vill, du har fått min fundering i frågan redan. Jag håller iallafall med om den första biten, att problemet är en gåta för att vi tolkar nånting fel. Detta är nåt som i princip alltid gäller - det är inte världen det är fel på så att säga.

Det där är väl lite spännande, om man försöker föreställa sig att en foton 'aldrig upplever tid', överhuvudtaget.
Hur man nu föreställer sig det? ( Och Einstein har rätt om att tiden 'står stilla' när man färdas i ljushastighet... )

När fotonen åker igenom en optisk hinderbana, så utifrån fotonens 'synvinkel' så kan väl ingenting egentligen 'hända' ? ( En händelse förustätter väl tid? )
Allt bara 'är', samtidigt och 'helatiden' ... pånågotsätt?

* spekulerar bara. Är bara google-utbildad i ämnet. *

Nä, så enkelt förhåller det sig väl inte. Är det inte snarare vid själva observationen man kan säga att kollaps skett? Man kan ju "hypotetiskt splitta" elektronerna, och sedan "reparera" denna. Betrakta bilden vid texten "For a beam of electrons, one-half will go follow" (sök på sidan): http://www.upscale.utoronto.ca/Gener...rnGerlach.html

Efter det att elektronen lämnat lådan med dessa tre omvända magnetfält (enl. fig), så är den väl fortfarande att betrakta som intrasslad?

Får tillägga att det var nästan 15 år sen man läste kvantmek., och i kurserna betraktades aldrig något av dessa skojjigheter som EPR-paradox, intrassling, etc., utan det var mer formelonani med potentialbrunnar/barriäarer, partiklar i lådor, bra-kets och annat trist shit.

Mitt nyvunna intresse kring ämnet svalnade tyvärr endel och därav försvann motivationen att argumentera om det. En brist men så ligger det till.

Nu när jag hunnit smälta det här och det inte är lika färskt ska jag försöka klargöra mina tankar kring ämnet. Jag tror det finns två olika sätt att tolka allt det här på som leder till två olika sätt att dra slutsatser.

Det ena är att kvantfysiken lever under samma fysiska lagar som resten av världen. Det är dock så att vi kan missförstå dessa lagar eftersom vi inte kan observera utan att påverka, samt att vi inte kan se aktivitet på atomnivå med blotta ögat. Det här synsättet skulle (påstår jag) leda till ett paradigmskifte. Ett paradigm byggt på att allt hör ihop och att all energi konstant jobbar ihop.

Det andra är det som känns mer allmänt accepterat. Det är att kvantfysikens lagar ter sig väldigt annorlunda och att den världen inte är förenlig med "andra" fysiska lagar. I ett sånt här scenario är det enligt mig många frågetecken.

Tror nån frågade vilka anomalier det finns för det paradigm vi lever med idag. Jag tyckte jag var tydlig när jag listade dom saker jag inte hade svar på, o som så vitt jag vet ingen har definitiva svar på. Inget kring dom ämnena är bekräftade. Jag känner inte för o upprepa mig så kolla bara mina tidigare inlägg i ämnet.

Vad tror ni?

Jag håller på med just det här i mina studier i fysik på högskolan. Jag kan inte säga att jag är expert på det riktigt än men jag har sett och förstått den bakomliggande matematiken (relativt enkla bitar då.. finns mycket mer avancerade delar).

Jag förstår helt och hållet hur det kan kännas bakvänt och emot all intuition men jag ska göra några förenklingar här som kanske kastar ljus på några detaljer:

(Heisenbergs) Osäkerhetsrelation
(Om lite matte är läskigt så hoppa vidare till sammanfattningen)
Man har efter några jobbiga ekvationer kommit fram till heisenbergs osäkerhetsrelation som ser ut så här:
där k är en proportionalitetskonstant ( k = h/(4pi), h är plancks konstant), Δx är positionen man vill bestämma och Δp är rörelsemängden man vill bestämma.

Rörelsemängden defineras som p = mv. ( m = massa, v = hastighet)

(Kuriosa) Eftersom energin E kan skrivas som E = (p^2) /2m ,så kan man skriva om osäkerhetsrelationen som

Sammanfattat, så har vi att möjligheten att bestämma positionen x är omvänt proportionell mot hur väl man kan bestämma en rörelsemängd, och alltså hastighet.

Förklaring i lekmannatermer:
Vi utgår från att materia (energi) beter sig som vågor. Fotoner likaså. Allt verkar i grund och botten kunna förklaras av så kallade stående vågor av en sannolikhetsfunktion, och det är därför lämpligt att betrakta saker och ting som vågor när man studerar dem i väldigt liten skala.

Med det klart, låt oss titta på en metafor:


Vad du skulle behöva för att hitta hastigheten i del 2), är vingar, eller en större båt (med längd stor som eller större än vågen). Du skulle behöva flyga upp i luften och zooma ut så mycket att du ser hela vågen, men då förlorar du precision om andra egenskaper, så som vågens höjd. Du kan alltså inte mäta både det ena och det andra med precis samma experiment. Alternativt större båt, men då förlorar du ändå precision på andra håll (inte nödvändigtvis i den här enkla metaforen men i kvantmekaniken gör man det)

I kvantmekaniken skulle båten vara en foton, eller en annan partikel man använder för att obsevera ett fenomen. Båtens längd skulle alltså vara t.ex. fotonens våglängd (eller frekvens, eller färg). Att zooma ut som beskrivet ovan skulle motsvaras av att reglera fotonens våglängd efter behov. Men man kan ju undra om man inte kan zooma ut tillräckligt lagom för att få lagom precision i båda avseendena? Jag misstänker att det är här weak measurements kommer in i bilden.

Hur som helst förknippas fotoner med små frekvenser, och partiklar med massa med större frekvenser (enligt forlemn E=hf , där E = energi, h = plancks konstant och f = frekvens. E är ju typ samma sak som massa...) Ju mer massa desto större frekvens. Så om vi ordnar dem från lägst frekvens till högst skulle vi se Foton ---- Elektron --- Proton/Neutron. Notera att liten frekvens = lång våglängd, och vice versa.
Därför får man högre upplösning med en elektrontransmissionsmikroskop än med ett vanligt ljusmikroskop (det är alltså båtens längd i metaforen som har anpassats för att se havets form tydligare, en stor "foton"-båt ser och känner bara stora vågor, men en liten högfrekvent elektron-leksaksbåt gungar även av pyttesmå vågor i havet).

Schrödingers ekvation
http://www.physlink.com/Education/As...188EAEF5826CA8

Schrödinger ekvationen är alltså ett så kallat "Postulat". Det är en ekvation som inte riktigt går att härleda, utan bara hävda. Det är grundstenen från vilket allt annat går att härleda.
Motsvarigheten för klassisk fysik är Newtons lag för kraft, F = ma. Den är också ett postulat och går inte att härleda, bara konstatera att den verkar förklara alla kroppars rörelse (nästan...).

I schrödinger-ekvationen har man grekiska bokstaven "Psi" som funktion. Det egentligen bara ett uttryck för sannolikhet, och alltså inte ett verktyg för att bestämma exakta positioner som F=ma är. Detta är ett helt annat monster.

VARFÖR den ser ut som den gör vet man inte. Eller snarare VARFÖR naturen verkar kunna beskrivas av den. Den är en av historiens bäst testade ekvationer och den håller väldigt väl. Så den kanske bara är att acceptera, trots sina konstiga konsekvenser.

Jag ska citera min bok också... för att klarlägga en viktig sak:

Vad det här säger är ju att vi egentligen inte vet om saker och ting är vågor eller partiklar, bara att man efter ett par tusentals detektioner av partiklar i ett experiment, så verkar dom detekteras på precis samma ställen där en våg skulle ha sina vågtoppar, och nästan aldrig där en våg har sina dalar. Precis som Schrödingerekvationen förutspår.
Om nu partikeln egentligen VAR en våg på vägen till detektionen vet man inte. Men observationerna ger oss stor anledning att kunna betrakta dem på det viset, och räkna därefter.
Men det säger inget om att atomer "darrar" eller faktiskt ÄR vågor.

Alla är väl berättigade till sin åsikt kring detta. Är det våg eller inte? Folk delas in i två läger. Om det i framtiden visar sig vara någon av dessa så är det ju 50% procents chans att ha rätt... oavsett om man förstått det eller inte. Förmodligen är man ute och cyklar oavsett om man visade sig tro på rätt teori, om man inte har matematikens redskap med sig. Så att filosofera om detta har ingen tyngd om det inte backas med fysik och matte. Det är min åsikt

Tid och rum existerar ytterst inte?

Just det här synsättet bygger på att de effekter vi kan se hos kvantmekaniken skulle förklaras av funktioner/samband/variabler (vad som) som vi inte kan se, inte ens upptäcka efterverkningar som skulle tyda på att de fanns där. Det skulle, om det var riktigt, kanske leda till ett "paradigmskifte".

Nu blir det svårt då man genom en del rätt smarta experiment kan visa att de inte styrs av något inre maskineri utan just är så pass "random" som de verkar nu. Exempelvis bär två sammanbundna partiklar som sänds åt varsitt håll inte på informationen om dess "spinn" förens man gör en mätning på en av dem. Det intressanta är att den andre omedelbart får motsatt spinn, oavsett avstånd.



Jag kan tänka mig att alla dessa frågetecken kommer av att det är svårt att föreställa sig vad som sker?


Alla de anomalier du listade upp är inga anomalier då ingen av dem bryter mot någon naturlag. Exempelvis gällande de sammanbundna partiklarna med motsatt spinn som jag skrev om tidigare så bryter det inte mot någon naturlag att när den ena partikeln får sitt spinn bestämt så får den andra det också omedelbart, oavsett avstånd, utan att bryta mot relativitetsteorin som säger att ingen materia (Eller information) kan färdas snabbare än ljusets hastighet. Det bryter inte mot detta då ingen information kan fås ut ens principiellt genom att använda sig av sammanbundna partiklar, då det är omöjligt att bestämma i förväg vilket spinn vilken av dem skall få.

Jag ser även att du gillar ordet "paradigm". Jag har inte sett någon användare använda det innan, men du använder det åtminstone två gånger i varje inlägg. Vad har du läst?


Jag kollade dina tidigare inlägg och fick syn även på detta:


Kvällens garv!

Kvantmekaniken och Newtons lagar följer givetvis samma principer. Det är bara det att när du räknar med newtons lagar är saker så pass stora när man observerar något att föremålet inte synbart ändras.

Problemet är att om partikeln är tillräckligt liten (atomkärna nivå) så kommer mätningen att förändra partikeln så pass mycket att den inte kan ändras tillbaka. Den generella regeln i kvantfysiken säger: Om man inte tittar beter sig det som en våg, om man tittar beter det sig som en partikel. Vill du förstå varför så rekomenderar jag dig att läsa grundläggande kvantfysik, det finns ganska mycket populärvetenskap i ämnet som på ett ok sätt beskriver det. För djupare förståelse så krävs givetvis att man räknar arslet av sig .

Alltså, elektronerna (och resterande partiklar) beter sig som en våg tills vi väljer att observera dem, efter det beter dom sig som partiklar. Instinktivt så får man givetvis stor ångest av denna insikt och det tar tid innan man accepterar det. Men det förklarar precis exprimentet i youtube klippet om man tänker efter.

De beter sig som vågor även efter att de har observerats.