Физические, философские и прочие основы и смыслы квантов

[Droog_Andrey]

Тогда причём тут понимание КМ?

Вы понимаете, что где угодно проведённая граница формальна и в эксперименте с котом не соответствует действительности.

Никаких парадоксов.

[dan14444]

При том, что неформализованны ограничения модели. При том, что лучшего, чем КМ описания мира нет и не предвидится. И в дырах нынешнего мироописания могут водиться чудеса .

Разумеется, парадоксы относятся к формализмам КМ - но парадоксами от этого быть не перестают.

[Droog_Andrey]

А что, во всех остальных теориях ограничения формализованы?

По-прежнему не вижу никаких проблем с пониманием КМ.

На все конкретные вопросы "почему?", связанные с КМ, мне до сих пор удавалось ответить.

Быть может, Вы зададите такой вопрос, который поставит меня в тупик? Тогда эта тема станет для меня интереснее

[VTur]

Большинство мне известных (а также все мысленные эксперименты последователей Эверетта) с макросистемами некорректны. Я с удовольствие продолжу дискуссию (любитель таковых), но хотелось бы узнать, куда в этих экспериментах девается температура, и как быть с равновесным тепловым излучением.

[VTur]

Любая живая система по-определению открытая система. Т.е. обменивается с окружающей средой массой и энергией (взаимодействует со средой). Любая попытка превратить живую систему в закрытую ведёт к её немедленной гибели.

Не подменяйте понятия! "Ящик с котом" - это "живая система+"кусок среды", упакуйте всё вместе - и откуда возникнет "немедленная гибель"?

Лишив кота воздуха, Вы дадите ему минут 5 жизни, лишив кота равновесного теплового излучения, Вы в доли секунды доведёте его до абсолютного нуля. Не думаю, что коту это понравится.

Упакуйте Галактику - сколько пройдёт времени, прежде чем жизнь на Земле это заметит?

С точки зрения макрообъектов размером с кота, взаимодействием Галактики с другими галактиками можно пренебречь и рассматривать Галактику, как чистое состояние.

Любая система "не является закрытой" в этом смысле - она как минимум гравитирует. Взаимодействия не обрезаются ножницами.А в смысле "классического" формализма КМ - границу можно провести где угодно. Матэматический формализм, однако. Пофиг, что изолировать - пару фотонов или Солнечную систему.

Разбиение системы на подсистемы проводится с точки зрения - можно пренебречь взаимодействием или нет

[dan14444]

лишив кота равновесного теплового излучения, Вы в доли секунды доведёте его до абсолютного нуля. Не думаю, что коту это понравится

Чегооо? Это с какой же мощностью он излучать должен? Это не кот, это атомная бомба будет...
Для получения реальной оценки достаточно сравнить скорость остывания тел в космосе - излучательная температура межзвёздного пространства от нуля несильно ушла. Или прикинуть мощность излучения абсолютно чёрного тела такой температуры .
Если же реальная (весьма небольшая) скорость остывания Вас всё же не устроит - ну представьте ящик термоизолированным километром пенопласта, так достачно медленно будет?
Относительно воздуха на 5 минут - ну что за детсад?.. Упаковываете столько, сколько нужно на время эксперимента.

куда в этих экспериментах девается температура, и как быть с равновесным тепловым излучением

Например "улетает в пустоту, которая часть этой замкнутой системы и которой достаточно на время эксперимента".

Разбиение системы на подсистемы проводится с точки зрения - можно пренебречь взаимодействием или нет

Именно так. Далее определяем критерий. Оччень суровый критерий понадобится, чтобы, скажем, [ящик с котом и окружающий вакуум радиусом в световой год] в межгалактическом пространстве не считать замкнутой системой. ПМСМ куда более жёсткий, чем для пары частиц в классических экспериментах. Ну а не хватит межгалактического - отодвигаем галактики ещё на 10 в 10й, и т.д.

что, во всех остальных теориях ограничения формализованы?

Не знаю, как "во всех", но обычно границы видны и, главное, видно к какой теории надо переходить при достижении этой границы и почему. Пример - границы Ньютоновской механики.

Быть может, Вы зададите такой вопрос, который поставит меня в тупик?

А я уже задавал. Про интерпретацию. Ваш ответ, что "никакую" увы никак не коррелирует с Вашими же примерами с неквантовым наблюдателем (прибором, ets.). Так что мне представляется, что Вы неосознанно принимаете классическую Копенгагенскую - наблюдатель, он оттуда .

Далее следовал вопрос о наблюдении наблюдателя - и вы от формализма КМ перепрыгивали на "физическую невозможность сложной закрытой системы" и то, что "сложную систему нельзя рассматривать как квантовую"- ПМСМ уходя от вопроса.

В связи с этим очевидное продолжение - насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?

[VTur]

В результате выяснилось, что Вы рассматриваете замкнутую систему ящик-кот + воздух + фотонный газ, внутри которой есть взаимодействие - обмен фотонами между ящиком и котом (равновесное излучение присутствует). Тогда внутри Вашей системы не будет спутанных состояний - взаимодействие с фотонами приводит кота в определенной наивероятное состояние. Спутанным будут состояния в момент излучения или поглощения фотонов. Кот будет находится в определённом состоянии, открыв крышку, Вы это состояние не измените. Если нужно не изменить состояние системы кот-ящик, то перед открытием крышки выравняйте параметры окружающей среды с состоянием ящика, тогда, что открыта крышка, что закрыта, разницы нет.

Причем системе безразлично, проникают ли фотоны в полупропрозрачное окошко или это собственные фотоны системы в силу неразличимости-тождественности частиц.

Однако я смогу обойтись и без этого. Так как система замкнута, то она придёт в равновесное состояние с максимумом энтропии (не Шенноновской) и тут вообще ни каких вариантов для кота не будет.

[VTur]

На счет остывания кота в пустом пространстве. В отсутствии равновесного теплового излучения произойдет это крайне быстро. Скорость остывания с единицы поверхности пропорциональна четвёртой степени температуры (зак. Стефана-Больцмана).

Исключив равновесное излучение из эксперимента и охарактеризовав систему при этом постоянной температурой (или исключив и её), Вы конечно приготовите спутанное состояние макрообъекта. Но только таких макрообъектов в природе нет. Это микрообъекты. Включив равновесное излучение, Вы спутанных состояний не получите.

На счёт галактики. В нашей галактике регулярно взрываются сверхновые.Рядом с нами находится огромное количество звезд и всяких там планет. Как конкретно они влияют на котов в Вашем дворе?

[VTur]

Разбиение системы на подсистемы проводится с точки зрения - можно пренебречь взаимодействием или нет

Именно так. Далее определяем критерий. Оччень суровый критерий понадобится, чтобы, скажем, [ящик с котом и окружающий вакуум радиусом в световой год] в межгалактическом пространстве не считать замкнутой системой. ПМСМ куда более жёсткий, чем для пары частиц в классических экспериментах. Ну а не хватит межгалактического - отодвигаем галактики ещё на 10 в 10й, и т.д.

Вы пытаетесь опровергнуть теорию возмущений? Вообще-то она многократно проверена на опыте.

Критерии очень простые - точность описания системы. Если хотите математически - Центральная предельная теорема. Все эти внешние воздействия для классических объектов - случайный белый шум, усреднение по которому даёт ноль. Для квантовых их рассматривать бессмысленно. Квантовые объекты с ними не взаимодействуют (см. теорию близкодействия и теорию поля). Классические, кстати, то же но разницы в описаниях нет и стандартный способ намного удобнее.

[VTur]

насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?

Если есть квантование уровней энергии (прибор различает, описание системы требует и т.д.) - система квантовая, если энергия меняется непрерывно - классическая.

[Yurii]

насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?

Если есть квантование уровней энергии (прибор различает, описание системы требует и т.д.) - система квантовая, если энергия меняется непрерывно - классическая.

Вообще говоря, лучше эту дискуссию перенести на dxdy.ru: там этот вопрос неоднократно уже рассматривался и я подозреваю, что dan14444 уже давно получил там адекватный ответ.

[Droog_Andrey]

А я уже задавал. Про интерпретацию. Ваш ответ, что "никакую" увы никак не коррелирует с Вашими же примерами с неквантовым наблюдателем (прибором, ets.). Так что мне представляется, что Вы неосознанно принимаете классическую Копенгагенскую - наблюдатель, он оттуда .

Наблюдатель - он из реальности.

Далее следовал вопрос о наблюдении наблюдателя - и вы от формализма КМ перепрыгивали на "физическую невозможность сложной закрытой системы" и то, что "сложную систему нельзя рассматривать как квантовую"- ПМСМ уходя от вопроса.

Я не ушёл от вопроса, а указал на его некорректность.

Если наблюдатель таков, что его корректно рассматривать как квантовую систему, то наблюдатель наблюдателя вполне может наблюдать запаздывание акта измерения, и оно будет вполне реальным, безо всяких парадоксов.

В связи с этим очевидное продолжение - насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?

Подсказку к ответу на этот вопрос я давал ранее, и Вы даже процитировали те слова и согласились с ними:
http://www.chemport.ru/guest2/viewtopic ... 20#p366724

Если же быть точнее, то величина зазора между энергетическими уровнями в окрестности рассматриваемого состояния должна существенно превышать энергию пренебрегаемых внешних взаимодействий.

[dan14444]

Наблюдатель - он из реальности.

Разговор, вообще-то, идёт в терминах КМ. Что такое "реальность" я представляю смутно.

В связи с этим очевидное продолжение - насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?
Подсказку к ответу на этот вопрос я давал ранее, и Вы даже процитировали те слова и согласились с ними:
viewtopic.php?f=11&t=49457&start=20#p366724

С чем конкретно я согласился? С тем, что любого наблюдателя можно рассмотреть как квантовую систему?

Я не ушёл от вопроса, а указал на его некорректность.

Если наблюдатель таков, что его корректно рассматривать как квантовую систему, то наблюдатель наблюдателя вполне может наблюдать запаздывание акта измерения, и оно будет вполне реальным, безо всяких парадоксов.

Нет, Вы подменили формализм КМ некой "реальностью". Что ПМСМ некорректно и является уходом от вопроса.
А то, "каков" наблюдатель упирается в магический "коллапс волновой функции". Наблюдатель в Копенгагенской интерпретации НЕ МОЖЕТ быть квантовым - поскольку тогда не будет коллапса и не произойдёт измерения. При этом чёткого критерия "почему и когда" - нет.

насколько именно система должна стать сложной, чтобы её нельзя было рассмотреть как квантовую? 1 молекула? 10? 1000? Моль? Планета?
Если есть квантование уровней энергии (прибор различает, описание системы требует и т.д.) - система квантовая, если энергия меняется непрерывно - классическая.

Те же зайцы. Будем искать threshold? Речь, повторюсь, о том, где конкретно живёт "волшебная ступенька коллапса". А не о том, какое описание удобнее выбрать для эксперимента.

На счет остывания кота в пустом пространстве. В отсутствии равновесного теплового излучения произойдет это крайне быстро. Скорость остывания с единицы поверхности пропорциональна четвёртой степени температуры (зак. Стефана-Больцмана).

Пропорциональна. И что? Вы серьёзно считаете, что жЫвотное "за доли секунды остынет до температуры, близкой к нулю"? Или это всё же было, гм, художественное преувеличение?..
(Прикиньте мощность излучения такого жЫвотного )

[Droog_Andrey]

dan14444, Вы пытаетесь доказать мне наличие парадокса в копенгагенской интерпретации КМ? Так это баян.

С чем конкретно я согласился?

Вот:

Для квантовых систем объём получаемой при измерении информации сравним с энтропией системы, поэтому сам процесс измерения вносит значительный вклад в состояние системы. Для макросистем объём получаемой при измерении информации существенно меньше энтропии системы, поэтому подавляющее большинство свойств системы остаются прежними, а вклад в эволюцию микросостояний, как правило, невелик.

Можно и так сформулировать.

Разве здесь не очевиден тот самый threshold?

Наблюдатель в Копенгагенской интерпретации НЕ МОЖЕТ быть квантовым - поскольку тогда не будет коллапса и не произойдёт измерения. При этом чёткого критерия "почему и когда" - нет.

А в реальности он есть.

Что такое "реальность" я представляю смутно.

Потому и не понимаете КМ, т.к.

лучшего, чем КМ описания мира нет и не предвидится.

- согласитесь, понять описание того, о чём имеется лишь смутное представление, весьма трудно.

[dan14444]

dan14444, Вы пытаетесь доказать мне наличие парадокса в копенгагенской интерпретации КМ? Так это баян.

Я показываю, что пока непротиворечивых интерпретаций КМ нет.

Разве здесь не очевиден тот самый threshold?

Нет, не очевиден. Общие слова: "существенно меньше", "подавляющее большинство", "как правило, невелик."

А в реальности он есть.

- Что такое "реальность" я представляю смутно.
- Потому и не понимаете КМ, т.к.

- согласитесь, понять описание того, о чём имеется лишь смутное представление, весьма трудно.

Ну, собственно, всё ясно - Вам ясна структура мироздания, Вы знаете, что такое реальность... Я скромно умолкаю, где уж мне с моими несовершенными моделями оных...

[VTur]

Вам не нравится Шенноновское объяснение, не нравится термодинамическое объяснение, в каких терминах Вам бы хотелось продолжить дискуссию?

Если речь идёт о коте-макроскопическомобъекте, то вариантов тут нет - спутанных состояний не будет. Кроме того, для макроскопических объектов, находящихся в равновесии с фоновым излучением внешиний наблюдатель не нужен. Всю информацию объект предоставляет сам, через излучение. Достаточно любого рассивного детектора.

Вам нужен строгий критерий? Его даёт центральная предельная теорема.

[dan14444]

Вам не нравится Шенноновское объяснение, не нравится термодинамическое объяснение

Э... Шенноновскую теорию информации знаю, Шенновской интерпретации КМ - нет... Ссылку можно?

Термодинамическая?... Это Брюссельская что-ли? Или Пригожинская? Желательно - ссылку.

в каких терминах Вам бы хотелось продолжить дискуссию?

В любых, лишь бы формализмы не смешивались.
В частности, одной из самых любопытных мне представляется неоднократно помянутая Транзактная.

Если речь идёт о коте-макроскопическомобъекте, то вариантов тут нет - спутанных состояний не будет. Кроме того, для макроскопических объектов, находящихся в равновесии с фоновым излучением внешиний наблюдатель не нужен. Всю информацию объект предоставляет сам, через излучение. Достаточно любого рассивного детектора.

Опять идёт смешение терминов... Излучение - часть объекта, наблюдатель "нужен" по формализму Копенгагенской, тип детектора абсолютно неважен. Спутывания не будет - почему? В рамках какого формализма?

Вам нужен строгий критерий? Его даёт центральная предельная теорема.

Поясняйте, как именно. И какая именно ЦКП?

Тут много путаницы из-за перепрыгивания между разными интерпретациями (мне известно минимум пять) и даже загадочной "реальностью".
Давайте так - Вы выбираете ту интерпретацию, которая Вам кажется непротиворечивой, с прямой ссылкой. Только ссылку на целостностную интерпретацию, такую например, как я давал для Транзактной, Эвереттовской, Копенгагенской, а не на обрывки мыслей. Я эту ссылку покопаю на противоречия, и дальше будет тема для разговора.

З.Ы. Как я уже говорил, с интерпретациями беда не только у меня... Но и у профессиональных физиков, в том числе Нобелевских лауреатов (ссылки выше). В недавно написанных монографиях, включая 21 век. Поэтому не стоит приводить банальности и "простые неправильные решения"...

З.З.Ы. Так что там с взрывчатым котом и остыванием за доли секунды?

[Droog_Andrey]

dan14444, для начала скажите, зачем вообще нужны эти интерпретации?

[VTur]

Вы оперируете терминами 50-60-х годов. Сейчас стараются не использовать те интерпретации, о которых Вы говорите. Однако есть сторонники эверетовских взглядов - они используют широко, с ними сильно не спорят. Это они спорят.

Шенноновскиая - с точки зрения получения информации об объекте и ценности полученной информации. Здесь должна использовать энтропия, хотя можно и через вероятность состояний.

Излучение - часть объекта, наблюдатель "нужен" по формализму Копенгагенской, тип детектора абсолютно неважен. Спутывания не будет - почему? В рамках какого формализма?

Излучение не может быть частью объекта потому, что все квантовые частицы не просто не различимы, они тождественны. Фотон той же энергии от стенки и от тела совершенно одинаковы, их нельзя различить, поэтому включение их в систему ничего не добавит к описанию. Однако излученные фотоны несут информацию о коте. Не каждый фотон, отдельные фотоны не несут информации, а система излучённых фотонов - кооперативный эффект. Система сама о себе всё расскажет. Поэтому я и говопил об абсолютном нуле и жалел кота.
Спутывания не будет, так как при поглощении фотона система перейдет в какое-то определенное состояние. Нарушится неопределённость в энергии. Квантовые системы не обладают памятью, в силу вероятностного характера состояния (бифуркации состоний и т.д.). Поэтому спутывание может быть или у считанных частиц, или у многоих частиц, но почти про абсолютном нуле, что бы избежать излечений.

Центральная предельная теорема - по Ляпунову. Случайные факторы, в большом накладываясь друг на друга, взаимоуравновешиваются, и ошибка будет распределена по нормальному закону. Тем самым Вы легко установите порог (ошибку) при описании системы, и сможете разделить внешние факторы по отношению к ошибке на значимые и не значимые.

И, наконец, насчет кота. Зимой в Якутии при больших морозах животные должны зарыться в снег. Если кот это не сделает, моментом околеет. Но там не -273Ц. Считая, что энергия кота пропорциональна температуре (kT, к - коэффициент пропорциональный массе и теплоёмкости с), а потери пропорциональны четвертой степени температуры (S*sigma*T⁴), S - площадь поверхности кота, sigma - постоянная Стефана-Больцмана. То полагая массу и площадь кота равной единице, получим с*10⁸/T³ (1/секунда). Теплоёмкость имеет степенной закон, при низких температурах куб, при высоких квадрат. Вот Вам и ответ.

[dan14444]

dan14444, для начала скажите, зачем вообще нужны эти интерпретации?

Уже говорил - для интеграции КМ с остальными моделями мироописания.

Вы оперируете терминами 50-60-х годов.

Скорее 30-90х . Например, Транзактная возникла в 80х - см. ссылки выше. Ну а Копенгагенская... О совсем свежих интерпретациях не слышал, в обзорных книгах физиков (включая 2000е) упоминаний не встречал.

Шенноновскиая - с точки зрения получения информации об объекте и ценности полученной информации. Здесь должна использовать энтропия, хотя можно и через вероятность состояний.

Это я догадался. Но вот целостной интерпретации КМ на этой основе я не видел. Знаете ссылку - кидайте.

Излучение не может быть частью объекта потому, что все квантовые частицы не просто не различимы, они тождественны.

Нифига не понял, как из одного следует другое...

... Спутывания не будет, так как при поглощении фотона система перейдет в какое-то определенное состояние.

Поглощении чем?

Центральная предельная теорема - по Ляпунову. Случайные факторы, в большом накладываясь друг на друга, взаимоуравновешиваются, и ошибка будет распределена по нормальному закону. Тем самым Вы легко установите порог (ошибку) при описании системы, и сможете разделить внешние факторы по отношению к ошибке на значимые и не значимые.

И опять подмена формализма (коллапс) выбранной ошибкой. Собственно, ЦКП и нормальность здесь ни при чём...

И, наконец, насчет кота. Зимой в Якутии при больших морозах животные должны зарыться в снег. Если кот это не сделает, моментом околеет. Но там не -273Ц. Считая, что энергия кота пропорциональна температуре (kT, к - коэффициент пропорциональный массе и теплоёмкости с), а потери пропорциональны четвертой степени температуры (S*sigma*T4), S - площадь поверхности кота, sigma - постоянная Стефана-Больцмана. То полагая массу и площадь кота равной единице, получим с*108/T3 (1/секунда). Теплоёмкость имеет степенной закон, при низких температурах куб, при высоких квадрат. Вот Вам и ответ.

Ну всё смешалось в кучу, включая "потери теплопроводностью (! ) в Якутии"...
Теплоёмкость воды 4,2 кДж/(кг*К), считая что меньшая теплоёмкость льда компенсируется фазовым, и считая кота 5 кг воды имеем 6 МДж "за доли секунды", т.е. поток излучения минимум 10МДж/с с поверхности жЫвотного (допустим 1000см2) т.е. 100МДж/c*m2. Я ж говорю, это не кот получается, это бомба! Он всё вокруг сожжёт световым импульсом
Ну и как бытовой пример - излучательная температура неба ~ноль. Посмотрите, какова эффективность теплосброса радиаторов реакторов космических аппаратов.
Да что там в космос ходить - излучательная температура ночного неба ~ноль. С какой скоростью остынет кот в термосе с прозрачной крышкой под ночным небом? За "доли секунды", "сбивая спутники лучом энергии из горловины"?

Вот скорость остывания предметов ночью, кстати, хороший пример того, с какой скоростью "в реальности" теряется энергия излучением для макрообъектов при комнатной. Градусы в час. Ну пусть десятки градусов для кота, который будет терять в сферу, а не полусферу, плюс мелочи типа реликтового и остаточного теплового, плюс шерсть сбреем ... Но 300+градусов в секунду - это анекдот, аналогичный плохой фантастике: "смертельный холод космоса за доли секунды вытянул из него тепло" .