Hur kan man ens mäta kvantvågorna?

Du har rätt här. Vad gäller strängteorin (M-teorin) så gäller att sätter man parametrarna rätt så får man ett Universum som liknar vårt. Alla andra parametera och vi får ett universum med främmande egenskaper. Så vårt Universum faller inte ut automatiskt ur ekvationerna. Det är strängteorins svaghet. Man jobbar på det, men jag tvivlar att man är på rätt spår.


Vad jag menar är att ekvationerna sätter inte stopp för makrovärlden. Så visst har en planet, en galax, ett helt universum sin vågekvation - men ingen klarar att hantera den och den besvarar inget som inte bättre besvaras med vanlig klassisk fysik.


Tänk dej en egenskap hos ett primtal. Typ att det inte går att dela upp i faktorer. Man kan kontrollera med små primtal, till och med ganska stora primtal. Men det fungerar också för primtal större än googolplexfakultet plus ett (*). Och det finns ingen chans att kolla det så man får förlita sej på beviset som gäller generellt. Alltså vet man att primtal går att dela upp i faktorer oavsett hur stora dom är.

(*) Googolplexfakultet är ett jämnt tal, primtal större än två måste vara udda.

Du får stämma Gud för att han skapat en universum som vanligt folk inte kan förstå

Mäter man på kvantnivå, vid hastigheter nära ljusets etc får man konstiga resultat som nog tyvärr inte går att passa in i en enkel, lättbegriplig teori. Troligen kommer nästa steg i teoribygget tvärtom vara ännu mer abstrakt och obegripligt för vanligt folk och än mer så att inte ens experter klarar mer än att räkna på det, inte "förstå" det i någon mer intuitiv mening.

Vår hjärna är konstruerad för att förstå hur ett spjut flyger för att träffa en gasell, inte för att förstå kollaps av kvanttillstånd, så det riktigt konstiga är egentligen inte att vi inte helt kan förstå kvantmekanik utan att vi lyckats klura ut så mycket som vi har. Någonstans i universum kanske det finns intelligenta varelser som lever på ett sätt att förståelse för sådana här kvantmekaniska begrepp haft värde för dem under evolutionens gång och för vilka de förefaller helt intuitivt rimliga.
Man vet att det blir ett vågmånster på väggen för att man t ex har en fotografisk plåt där så långt är det inget konstigt. Att försöka förstå hur fotonen tar sig dit är lite mer abstrakt, eftersom man då inte kan mäta den på vägen utan att förstöra interferensen, men man har varierat sådana här experiment på alla möjliga sätt och den teori man har kan förklara resultatet för dem alla.

Även om det är frestande att utgå från att hela den större världen beter sig precis som de små enskilda partiklarna, men så länge man inte kan bevisa det så väljer jag att hålla mig skeptisk till det. Särskilt när saker på kvantnivå beter sig riktigt märkligt, så kan det lika gärna vara ett "beteende" som är exklusivt för mikrovärlden.

Det är detta som stör mig. Man har ju hört om hur man kan kollapsa vågfunktionen efter att de passerat dubbelspalten... så varför skulle det inte kollapsa så fort de nuddar och därmed "registreras" på den där fotografiska plåten? Vad är liksom skillnaden?

Det är egentligen ingen svaghet. Du kan inte räkna ut jordens massa, avstånd från solen eller kontinenternas placering ur några fundamentala naturlagar heller. De bara råkar ha de värden de har. Det mesta vi kan göra är att säga att om de varit alltför annorlunda hade vi antagligen inte kunnat uppstå och fundera över saken.

På samma sätt kanske det inte finns någon teori som säger att universum måste ha de lagar det har utan det bara råkade bli så utan vårt universum är en realisering av en oändlig mängd möjliga. Kanske finns det andra universa med andra lagar, precis som det finns andra planeter med annan storlek, men så länge ingen kommer på ett sätt att detektera dem blir det mer filosofi än vetenskap.

Jag förstår om fysiker tycker det vore mer elegant om det fanns en teori som unikt definierade exakta värdet på alla naturkonstanter, men det finns ingen garanti för att så är fallet.

Då måste du hitta på några nya naturlagar som beskriver denna övergång. Möjligt är det naturligtvis, men vi har inte sett några spår av sådant.

Nu tror jag du missuppfattat något. Vågfunktionen kollapsar verkligen när den träffar plåten, det är därför den övergår från en sannolikhetsfördelning för sin position till att befinna sig på en enda plats.

Well, så länge "konflikten" mellan makrovärlden och mikrovärlden består, så låter jag det stå på hold tills vidare. Jag syftar ju på hur gravitationen och kvantvärlden inte går ihop.


Öh den kollapsar ju bevisligen inte när det inte mäts... då är det ju just en sannolikhetsfördelning på plåten. Jag menar att själva registreringen på plåten i form av sannolikhetsfördelningen är en mätning i sig, är det inte? Vågorna registreras på plåten när det inte mäts, och då skrev du att det syns på en fotografisk plåt, och då menar jag att detta i sig bör räknas som en registrering. Har jag fel? I så fall varför och vad är skillnaden?

Skickar du en foton så kommer den resultera i en punkt på plåten, inte någon sannolikhetsfördelning. Detta klassas som en mätning och ger en kollaps av vågfunktionen. Det vågfunktionen ger är sannolikheten för att fotonen skall hamna i en viss given punkt, och skickar man många fotoner kommer man se interferensmönstret genom att antalet fotoner som hamnar på olika punkter varierar.

Men råder det inte någorlunda konsensus om att även en enskild foton beter sig som en våg om man skickar ut den utan att mäta den? Annars skulle ju inte ett interferensmönster uppstå efter att ha skickat mååånga fotoner utan att mäta? Och om det är en våg så kommer återigen min undran om hur man kan kan registrera en våg utan att kollapsa den. Men nu när du skriver det, så blir det ju bara en punkt åt gången när man inte mäter, men punkterna är ju helt "ologiska" om de hade varit partiklar, för då hade det ju bara blivit två kluster på andra sidan... men det blir det ju inte. Så för mig verkar det ju helt klart att även en enda foton beter sig som en våg, men samtidigt blir det bara en punkt... så då kan det väl inte vara en våg? Men ändå uppstår interferensmönstret om man skickar många en åt gången. Makes no sense.

Som sagt, du får stämma Gud för sättet han skapade universum. Fotonen rör sig som en våg, men den sänds ut och detekteras som en partikel.

Prova att läs Feynmanns "QED: The Strange Theory of Light and Matter" om du vill bli förvirrad på en högre nivå.

För att beta av dina funderingar i blandad ordning. Ett objekts våglängd enligt De Broglie är omvänt proportionell mot dess rörelsemängd med en oerhört liten proportionalitetskonstant, h. Vi har ett så enormt mycket större rörelsemängd än de i den mikroskopiska världen att en människas våglängd blir helt sanslöst kort i jämförelse. Ett annat argument för varför vi inte kan mäta de kvantmekaniska egenskaperna hos makroskopiska objekt är dekoherens, decoherence, det vill säga en kollaps av vågfunktionen på grund av störningar. Du och jag påverkas precis hela tiden av vår omgivning på ett sådant sätt att vi aldrig hinner bilda koherenta objekt på för oss uppfattbara tidsskalor. T.ex. en foton eller elektron går att isolera så länge att vi kan studera dess kvantmekaniska egenskaper.

Vad är det som gör att "vanligt folk" måste förstå allt intuitivt för att det ska vara korrekt eller relevant? Någon rättviseaspekt? Måste vi ha en intuitiv förståelse för QM? QM beskriver en mikroskopisk värld som vi inte har någon direkt access till och inte ens visste så mycket om för så sent som 150 år sedan. Varför skulle vi ha utvecklat en intuitiv förståelse av en sådan värld? Och ska vi vara lite krassa så vet "vanligt folk" inte vilken fysik det är som ligger bakom deras vanliga kylskåp ens, än mindre hur deras datorer fungerar på gate-nivå och upp, och ändå använder vi glatt dessa produkter utan att känna att vi måste förstå dem.

Vi måste skilja på dels den vågfunktion som vi använder för att beskriva och beräkna kvantmekaniska fenomen och objekt och dels de vågegenskaper som QM-fält kan manifesteras genom. De första är matematiska abstraktioner (enligt de flesta varianter av QM) som vi aldrig kan mäta, men vi kan effektivt sätt mäta kvadraten av vågfunktionen som sannolikheten för att en partikel ska finnas vid (x,t), eller som sannolikheter för en process genom <i|op|f> där i och f är vågfunktioner. Fältets vågegenskaper kan manifesteras på flera olika sätt där vi i dubbelspaltsexperimentet ser resultat i vår sensor som enbart kan förklaras om en våg har passerat genom båda spalterna och interfererat med sig själv. Vi kan också se diffraktion när man t.ex. skjuter en elektron eller foton genom ett kristallgitter, något som vi också bara kan få om elektronen/fotonen har vågegenskaper. Vi mäter alltså inte den direkta vågen utan resultatet av en process som bara kan förklaras med att en våg har varit inblandad. Om vi sköt partiklar skulle vi helt enkelt se andra resultat.

Det kan vara nyttigt att läsa på lite om vad en mätning i QM är och vad det inte är. f i det jag skrev ovan är ett sluttillstånd, något vi observerar efter det att något (en operator op ovan) har verkat på initialtillståndet i. Beroende på vad vi väljer att definiera som f respektive op får vi olika svar. Är vår observation en del av op eller inte? Eller är f ett mer abstrakt sluttillstånd utan oss som observatör? Eftersom vår mätning påverkar det vi vill mäta kommer svaret att bli annorlunda i de två fallen.

Dina frågor är jättevanliga och jag förstår dem rätt väl tror jag, men det är nog, med all respekt, du som inte förstår svaren eftersom du förutsätter/kräver att du ska kunna förstå QM med någon form av intuitiv förståelse. Där får man helt enkelt ge upp, för vi har ingen intuitiv förståelse och kommer nog h eller aldrig att få det eftersom vi inte kan observera den mikroskopiska världen på samma sätt som träd, gräs och stenar. Mitt tips är att du läser en bok i grundläggande QM på universitetsnivå och sedan följer den gammal hederliga devisen som många även geniala studenter på området fått: "shut up and calculate".

Nja, men det har ju inte med strängteori att göra. Snarare geologi eller läran om planetbildning.

Vad gäller andra universa vet vi inget, nada, zip. Vi vet inte ens om det finns parallella universa. Ingen vet och frågan är om vi nånsin kommer att få veta. Så idén om parallella universa är inget mer än spekulationer.

Håller helt med. Vi har dom naturkonstanter vi har för att det är just dom vi har.