Un morir frente a un experimento cuántico

Question

Vamos a suponer que usted se lanza un dado, y cae en un lugar oculto, por ejemplo debajo de los muebles.
Entonces, aunque el experimento ya se ha hecho (el morir ya tiene un número para mostrar), valor que no pueden ser conocidos, por lo que el experimento no fue plenamente.
Luego a ver el morir en la parte superior, la probabilidad de permanecer p = 1/6.
No veo ninguna diferencia entre este y el colapso de la función de onda, al menos como una analogía.
Puede alguien explicar una profunda diferencia?

Gracias

Answer 1

Algo parecido (pero invertida) pregunta fue planteada, infame, por Einstein, Podolsky y Rosen como un argumento en contra del mismo fenómeno que se desafiantes.

El argumento básico era que la onda cuántica, los hundimientos son indistinguibles de los dados que caen bajo los sofás, pero bajo opuesto motivos como el suyo, por tanto debe ser "determinado" por lo que más tarde fueron nombrados "variables ocultas". Que una onda cuántica colapso, como una caída de los dados, es completamente determinista por la naturaleza de sus condiciones iniciales, y su aparente aleatoriedad es debido a nuestra incapacidad actual para medir estas condiciones iniciales.

Fue John S. Bell, quien pensamiento de un experimento para probar esto.

La idea básica era de estadística, y que participan quantum entanglement -- si variables ocultas existido (y las partículas que ya determinado, sin embargo, desconoce el estado en sus inicios), las estadísticas deberían ceder una cierta correlación entre enredados partículas. Si no hay variables ocultas, a continuación, esta correlación no se muestran.

Sorprendentemente, esta correlación no se manifiestan hasta por un gran margen de error experimental. Esto demuestra una diferencia significativa en la aleatoriedad de la onda cuántica colapso en contraposición a simplemente no saber el aterrizaje de un dado.

El resultado culminó en el teorema de Bell.

Answer 2

Yo iba a hacer de este un comentario, pero aquí se trata, ya que tal vez es una simple formulación de una diferencia fundamental que todo el resto de las respuestas:

La diferencia es que el valor de los clásicos de morir bajo el sofá puede ser visto/medido por muchas personas.Ellos no le dicen a usted, y usted todavía no lo sabemos, pero el valor que fue arrojado no va a cambiar. En la mecánica cuántica, cada observación/medición de cambios en el sistema, a partir de una medición a otra . El morir tiro no va a cambiar a partir de una mirada de una oculta a usted observador, a la siguiente.

Answer 3

Tienes toda la razón: la probabilidad predicha por la mecánica cuántica son conceptualmente totalmente análoga a la de las probabilidades predichas por la clásica de la mecánica estadística, o de la mecánica estadística con un algo indeterminado estado inicial - al igual que su metáfora con los dados indica. En particular, la predicción de la probabilidad es un "estado de nuestro conocimiento" sobre el sistema y no objeto de "colapso" en cualquier forma física con el fin de explicar las mediciones.

Hay dos diferencias principales entre la cuántica y clásica de probabilidades que están relacionados el uno al otro:

1. En la física clásica, es decir, en el caso de los dados, suponiendo que se desprende de la mecánica clásica - uno puede imaginar que los dados ya tiene un valor determinado, antes de buscar. Esta suposición no es útil para predecir nada, pero podemos asumir que el "agudo realidad" existe antes y con independencia de las observaciones. En la mecánica cuántica, uno no puede asumir este "realismo". Suponiendo que inevitablemente conduce a predicciones erróneas.

2. El quantum de las probabilidades se calculan como $|c|^2$ donde $c$ son números complejos, el llamado de las amplitudes de probabilidad, que puede interferir con otros aportes a estas amplitudes. Así que las probabilidades de los resultados, siempre que algunas historias pueden superponerse, no está dado como la suma de probabilidades, pero el cuadrado valor absoluto de la suma de los complejos de las amplitudes de probabilidad: en la mecánica cuántica, en primer lugar la suma de los números complejos y, a continuación, hemos cuadrado el resultado para obtener el total de la probabilidad. Por otro lado, no hay interferencia en la física clásica; en la física clásica, seguramente calcular las probabilidades de historias individuales, por cualquiera de herramientas y, a continuación, nos gustaría suma de las probabilidades.

Por supuesto, hay toda una torre de diferencias relacionadas con el hecho de que el observable (cantidades) en la mecánica cuántica se dan por parte de los operadores que no conmutan entre sí: esto conduce a nuevas relaciones lógicas entre las declaraciones y las probabilidades de que sería imposible en la física clásica.

Estrechamente relacionadas con la cuestión a la tuya:

Por qué quantum entanglement se considera activo de enlace entre las partículas?

La razón por la que la gente suele malinterpretar la analogía entre las probabilidades de los dados y la función de onda cuántica es imaginar que la función de onda es un clásico de la onda que se pueden medir en una sola repetición de la situación. En realidad, la función de onda cuántica no es un clásico de la onda y no puede ser medido en un solo caso de la situación, ni siquiera en principio: sólo podemos medir los valores de las cantidades que la función de onda describe, y el resultado es inevitablemente al azar y dictada por una distribución de probabilidad extraído de la función de onda.

Answer 4

En QM también se puede tratar con probabilidades en el lugar de amplitudes de probabilidad cuando uno describe el preparado de la viga en términos de densidad de la matriz. Por ejemplo (supongo que hay seis estados $|n>$):

$\rho = (1/6)\sum_n {|n><n|}$. (1)

La mezcla es generalmente diferente de la de un puro (superposición) el estado con las mismas probabilidades:

$\psi = (1/6)^{1/2}\sum_n {|n>}$. (2)

Los dados experimento corresponde a (1). Sería agradable si usted podría leer algo sobre la diferencia entre mezclas y superposiciones en gestión de calidad (ver fuentes de coherente y no coherente de la luz, por ejemplo).

Answer 5

Las otras respuestas proporcionar una cuenta de la teoría cuántica como una fuente de la respuesta. Pero me gustaría considerar la cuestión desde una perspectiva más general: que el significado de "probabilidad", especialmente en la clásica contexto.

Específicamente lo que se entiende por "probabilidad" de los dados de valor en esta pregunta y donde tiene el valor de 1/6? Esto puede parecer trivial, pero hay (al menos) tres perspectivas diferentes en la respuesta:

(1) Frecuentista. Esta es la vista que la probabilidad es un número determinado empíricamente por una serie de pruebas. Así que este punto de vista dice que tales pruebas se han realizado en los dados y en 1/6 de los casos (sujeto a algunas estadísticas factor) un determinado número de devolución.

(2) Absolutista. Este es el punto de vista (aunque no estoy seguro de que nadie va a promover a) que la probabilidad (con su valor de 1/6) es un derivado de las propiedades físicas de los dados (como la temperatura, por ejemplo). Como una propiedad física que se ha determinado por parte de algunos análisis detallado. Una posible este tipo de análisis podría ser en el espacio de fase de todos los posibles movimientos, que ha sido debidamente particiones y se encuentra que 1/6 del volumen está asociado con cada valor resultante. Este análisis puede hacerse para que los dados, o para algunos idealizada de dados. Así que el absolutista podría afirmar que la física determina (clásica) de las probabilidades, y ver el frecuentista de datos simplemente como experimental (dis-)la confirmación de un modelo específico.

(3) Relativista. Este es realmente el punto de vista Bayesiano como adoptada por Jaynes. Este es el uso de la probabilidad condicional $P(A|C)$ a definir una probabilidad de manera relativa, con el Teorema de Bayes, que también nos permite construir $P(C|A)$ - esto permite la discusión de las Inferencias y las Probabilidades Previas. La vista Bayesiano (especialmente los promovidos por Jaynes) sería que no hay ninguna probabilidad absoluta, pero sólo en los niveles de conocimiento, "observador inferencia" y (cambiar) supuestos previos. Así que el 1/6 valor será determinado subjetivamente, como una medida de su "expectativa" por ejemplo. Esto no tendría nada que ver con intrínsecas de la física de los dados.

Así que para volver a la Mecánica Cuántica. También se ocupa de las probabilidades, que se calcula a partir de $|\Psi(x)*\Psi(x)|$. Entonces, ¿qué hacen estas probabilidades decir ahora que nos han hecho algún análisis?

Jaynes gustó para promover su Bayesiana de la vista (es decir, 3 de arriba) que afirmó reconciliado con Einstein, Bohr, por lo tanto la interpretación de $\Psi$ como algo epistemológica. Las frases que he visto en otras Pila respuestas como "la $\Psi$ colapso es todo en su cabeza" cuando se habla de $\Psi$ podría sugerir que algunos físicos compartir un aspecto de este punto de vista.

Sin embargo, una visión alternativa podría ser que $\Psi$ realmente resuelve el Absolutists problema: a saber, que proporciona un bien validado física de base para el cálculo de las probabilidades en un sentido absoluto. Si esto fuera cierto, entonces la única manera física para llegar a 1/6 en los dados sería hacer algún gigante cuántica cálculo de sus átomos!