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Interpretation der Quantenmechanik in der Kosmologie - Seite 5
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Sonnenwind



Anmeldungsdatum: 25.04.2022
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Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2022 14:37    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
"Ist mir zu simpel" ist aber kein Argument, über das man sinnvoll diskutieren kann.

Nein, ist es nicht. Die TI sagt für den Ausgang eines Würfelwurfs immer 3,5 voraus.

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index_razor



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Beitrag index_razor Verfasst am: 16. Aug 2022 14:41    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
"Ist mir zu simpel" ist aber kein Argument, über das man sinnvoll diskutieren kann.

Nein, ist es nicht. Die TI sagt für den Ausgang eines Würfelwurfs immer 3,5 voraus.


Und ich sage voraus, daß du so bald nicht aufhören wirst, deinen ignoranten Unsinn in die Welt hinauszuposaunen. Das ist deine Chance mich zu widerlegen.

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It is just this lack of connection to a concern with truth -- this indifference to how things really are -- that I regard as of the essence of bullshit. -- Harry G. Frankfurt
Sonnenwind



Anmeldungsdatum: 25.04.2022
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Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2022 14:47    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
"Ist mir zu simpel" ist aber kein Argument, über das man sinnvoll diskutieren kann.

Nein, ist es nicht. Die TI sagt für den Ausgang eines Würfelwurfs immer 3,5 voraus.

Und ich sage voraus, daß du so bald nicht aufhören wirst, deinen ignoranten Unsinn in die Welt hinauszuposaunen. Das ist deine Chance mich zu widerlegen.

Wieso, habe ich mich verrechnet? Der Mittelwert beim Würfeln ist doch 3,5 oder? Und nach der TI kommt immer der Mittelwert heraus.

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Beitrag Qubit Verfasst am: 16. Aug 2022 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
"Ist mir zu simpel" ist aber kein Argument, über das man sinnvoll diskutieren kann.

Nein, ist es nicht. Die TI sagt für den Ausgang eines Würfelwurfs immer 3,5 voraus.

Und ich sage voraus, daß du so bald nicht aufhören wirst, deinen ignoranten Unsinn in die Welt hinauszuposaunen. Das ist deine Chance mich zu widerlegen.

Wieso, habe ich mich verrechnet? Der Mittelwert beim Würfeln ist doch 3,5 oder? Und nach der TI kommt immer der Mittelwert heraus.


Ich denke du missinterpretierst die TI.
Danach bewegen sich QM-Systeme "raumzeitlich-real" in einem Tube, aufgrund der Unschärfen. Jede Messung bestimmt einen "Punkt" in diesem Tube. Je kleiner die Unschärfe, desto schärfer die Messung. Je grösser die Unschärfe, desto stärker die statistischen Ensemble-Eigenschaften..
index_razor



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Beitrag index_razor Verfasst am: 16. Aug 2022 15:35    Titel: Antworten mit Zitat

Qubit, das ist keine schlechte Erklärung.

Vorbehalte habe ich nur gegenüber dem letzten Satz. Richtiger wäre: je größer die Unschärfe, desto größer der "Tube". Betrachtest du nur die Dynamik des "Teilchens", beinhaltet diese Aussage keine statistischen Eigenschaften. Die Statistik kommt erst ins Spiel, wenn es um den Zusammenhang zwischen Eigenschaften dieses Systems/Tubes mit Meßgrößen, also Eigenschaften makroskopischer Apparate, geht. Sie betrifft also die Dynamik eines makroskopischen Systems und ist deshalb von genau derselben Art wie die Statistik in der klassischen Thermodynamik/statistischen Mechanik. Außerhalb von "thermodynamischen Modellen" -- dazu zählen auch Modelle für Dekohärenz -- gibt es absolut keine Statistik.

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Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 829

Beitrag Qubit Verfasst am: 16. Aug 2022 15:56    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Qubit, das ist keine schlechte Erklärung.

Vorbehalte habe ich nur gegenüber dem letzten Satz. Richtiger wäre: je größer die Unschärfe, desto größer der "Tube".


Okay, das habe ich wohl etwas überinterpretiert dargestellt, das gebe ich zu.
Über den eigentlichen Messvorgang (das "Messproblem") ist damit nichts ausgesagt. "Dekohärenz" ist da genauso eine Möglichkeit wie bei anderen Interpretationen auch.
Sonnenwind



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Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2022 16:17    Titel: Antworten mit Zitat

Qubit hat Folgendes geschrieben:
Ich denke du missinterpretierst die TI.
Danach bewegen sich QM-Systeme "raumzeitlich-real" in einem Tube, aufgrund der Unschärfen. Jede Messung bestimmt einen "Punkt" in diesem Tube. Je kleiner die Unschärfe, desto schärfer die Messung. Je grösser die Unschärfe, desto stärker die statistischen Ensemble-Eigenschaften..

Der Würfel soll idealerweise in einer Umgebung geworfen werden, wo die klassischen Einflüsse der Umgebung minimiert (Vakuum, niedrige Temperatur) sind und die QM für den Ausgang eine wesentliche Rolle spielt.

Die "Tube" wäre ja dann die Augenzahl von 1 bis 6, die Dichtematrix gibt dafür jeweils 1/6 an. Was soll dann die konkrete Augenzahl bei einem Wurf bestimmen? Ich verstehe die TI so, dass immer 3,5 rauskommt.

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TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 16. Aug 2022 16:54    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Also nochmal die Lösung des Meßproblems erfordert nicht, daß man aus irgendeinem Modell einen exakten Meßwert vorhersagen kann.

Ok, dann nochmal anders.

Für eine realistischen Interpretation des minimalen Standardformalismus der Quantenmechanik mit rein unitärer Zeitentwicklung d.h. ohne Kollaps besteht die Lösung des Messproblems darin,
1) zu zeigen, dass für ein einzelnes System inkl. Messgerät und ggf. weiterer Freiheitsgrade sowie für eine einzelne Messung ein eindeutiger und geeignet scharfer Messwert realisiert wird, oder
2) zu erklären, was verbleibende Mehrdeutigkeiten bzgl. der Messwerte bedeuten - angesichts der Tatsache dass diese Mehrdeutigkeiten in der Realität nicht beobachtet werden.

Das ist an Maudlin angelehnt.

Wie lautet deine Formulierung des Messproblems?

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es geht mir aber umgekehrt darum, was genau für den Zustand folgt. Wie gesagt, wir wissen in derartigen Situationen für das Ergebnis der Experimente, dass wir immer einen präzisen Zeigerzustand erhalten werden. Es geht um nichts anderes als die Frage, ob und wie die TI dies konkret erklärt.

Dieses Phänomen erklärt die TI natürlich mit der deterministischen Zeitentwicklung des Gesamtzustands. Aber das ist auch überhaupt nicht das Problem.

Doch, das ist natürlich ein Problem bzw. eine reine Hypothese, solange nirgendwo erklärt bzw. gezeigt wird, dass und wie aus einem unstrittig deterministischen Gesamtzustand dieser eindeutige und geeignet scharfe Messwert folgt.

Wie folgt denn für das vorliegende Problem der Boxen ein eindeutiger Messwert? Wie wird erklärt, dass die Messung eine extrem geringe Streuung in der Größenordnung einer Box hat, obwohl die Unschärfe anderer Größen in der Größenordnung des Abstandes der beiden Boxen liegt?

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Das Problem ist woher die scheinbare Zufälligkeit dieses Ergebnisses kommt.

Nein, das ist für mich kein ernsthaftes Problem.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Es geht nicht darum, einen exakten Meßwert auszurechnen, sondern zu erklären, warum in realen Experimenten die einzelnen Meßwerte unvorhersehbar sind.

Nein, das ist für mich kein ernsthaftes Problem.

Ja, es geht nicht unbedingt darum, einen exakten Meßwert auszurechnen, jedoch darum, zu zeigen, dass überhaupt ein eindeutiger Messwert existiert. Wo finde ich eine derartige Darstellung?

Für ein klassisches chaotisches System weiß man natürlich, dass (p,q) und alle Funktionen f(p,q) auf dem Phasenraum zu jedem Zeitpunkt einen eindeutigen Wert haben, und dass man diese auch als Messwerte interpretieren kann.

Für ein quantenmechanisches System kenne ich keine entsprechende eindeutige Abbildung des vollständigen Zustandsvektors auf die reellen Zahlen als mögliche Messwerte. Wie lautet sie? Gibt es wenigstens einen Existenzbeweis? Ein vernünftiges Beispiel?

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Einen einzelnen Meßwert in realistischen Szenarien vorherzusagen, ist genauso illusorisch, wie die exakte Wettervorhersage für das nächste halbe Jahr aus den hydrodynamischen Gleichungen auszurechnen.

Das ist völlig irrelevant, denn das gilt - wie du richtig sagst - auch für klassische Systeme, bei denen sicher kein Messproblem vorliegt.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Und ich hindere dich auch nicht von exakt einem System auszugehen. Ich habe keine Ahnung wie du darauf kommst. Ein stochastisches Modell beschreibt nicht mehrere Systeme, sondern ein System mit unvollständiger Information über den exakten Zustand.

Du hast ein Ensemble eingeführt, nicht ich.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Jede Diskussion eines Ensembles geht am Kern der Frage vorbei.

Nein, im Gegenteil. Du mußt erst noch verstehen, was der Kern der Sache ist. Das ist das Problem, auch wenn du das natürlich anders siehst. Aber solange du alles ignorierst was ich dazu sage, werden wir nie weiterkommen.

Es würde helfen, wenn du den Kern der Sache einmal klar darstellen würdest, was die TI konkret sagt, was davon als bestätigt gelten kann, was davon Hypothese ist etc.

(sorry, ich weiß, ich erwarte viel; genau das leisten auch die Originalarbeiten nicht wirklich)

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 16. Aug 2022 17:11, insgesamt 6-mal bearbeitet
Qubit



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Beitrag Qubit Verfasst am: 16. Aug 2022 16:54    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:

Der Würfel soll idealerweise in einer Umgebung geworfen werden, wo die klassischen Einflüsse der Umgebung minimiert (Vakuum, niedrige Temperatur) sind und die QM für den Ausgang eine wesentliche Rolle spielt.

Die "Tube" wäre ja dann die Augenzahl von 1 bis 6, die Dichtematrix gibt dafür jeweils 1/6 an. Was soll dann die konkrete Augenzahl bei einem Wurf bestimmen? Ich verstehe die TI so, dass immer 3,5 rauskommt.


Normalerweise ist index_razor dafür der Fachmann. smile

Aber da du mich fragst, so wie ich es verstehe:

1.) ja, 3.5 ist der "reale" Zustand des QM-Würfels im Tube unter diesen isolierten Bedingungen

2.) Aber es gibt eine Unschärfe, ist ja ein QM-Würfel, und dazu muss du den Dichteoperator des Gesamtsystems bei Messungen betrachten, inkl. Messapparat, dann _zeigt_ sich auch einer der "klassisch" erwarteten Zustände "1",..,"6".
Dazu wird die Dichtematrix durch den Messprozess "reduziert", der Messapparat befindet sich dann in einem "korrespondierenden" Zustand. Die Dichtematrix folgt dann wieder einer unitären zeitlichen Entwicklung.
index_razor



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Beitrag index_razor Verfasst am: 16. Aug 2022 17:12    Titel: Antworten mit Zitat

Qubit hat Folgendes geschrieben:

Aber da du mich fragst, so wie ich es verstehe:

1.) ja, 3.5 ist der "reale" Zustand des QM-Würfels im Tube unter diesen isolierten Bedingungen


Was ist denn der Hilbertraum dieses "Würfels"? Laut Beschreibung soll er wohl isomorph zum sein. Das hat natürlich nichts mit einem quantenmechanischen Modell eines realen Würfels zu tun, sondern eher mit dem Spin-Freiheitsgrad eines Spin-5/2-Teilchens. Wenn man so absurde Voraussetzungen benutzt, muß man sich natürlich nicht über die Konsequenzen wundern.

Zu einem echten Würfel gehört zumindest ein Hilbertraum , wenn man ihn als starren Körper modelliert. Wenn man elastische Eigenschaften mit modellieren will, wird es natürlich noch komplizierter.

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TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 16. Aug 2022 17:15    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Danach [der TI] bewegen sich QM-Systeme "raumzeitlich-real" in einem Tube, aufgrund der Unschärfen. Jede Messung bestimmt einen "Punkt" in diesem Tube. Je kleiner die Unschärfe, desto schärfer die Messung.

Zitat:
Je größer die Unschärfe, desto größer der "Tube".

Wie groß ist dieser Tube für zwei Boxen mit Abstand d und jeweils der Größe L? Warum ein und nicht zwei Tubes?

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Sonnenwind



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Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2022 17:22    Titel: Antworten mit Zitat

Qubit hat Folgendes geschrieben:
1.) ja, 3.5 ist der "reale" Zustand des QM-Würfels im Tube unter diesen isolierten Bedingungen

Merkst du nicht selbst, wie blödsinnig das klingt? Es fehlt wirklich ein Ironie-Zeichen.

Zitat:
2.) Aber es gibt eine Unschärfe, ist ja ein QM-Würfel, und dazu muss du den Dichteoperator des Gesamtsystems bei Messungen betrachten, inkl. Messapparat, dann _zeigt_ sich auch einer der "klassisch" erwarteten Zustände "1",..,"6".
Dazu wird die Dichtematrix durch den Messprozess "reduziert", der Messapparat befindet sich dann in einem "korrespondierenden" Zustand. Die Dichtematrix folgt dann wieder einer unitären zeitlichen Entwicklung.

Der Vorgang geht wie folgt: QM-Würfel werfen -> Dämpfung und Dekohärenz -> Dichtematrix = diag{1/6;1/6;1/6;1/6;1/6;1/6} -> nachschauen -> Kollaps oder sowas -> Dichtematrix = diag{0;0;1;0;0;0} -> es wurde eine 3 geworfen.

Was genau sagt die TI dazu?

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Beitrag index_razor Verfasst am: 16. Aug 2022 17:39    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Wie folgt denn für das vorliegende Problem der Boxen ein eindeutiger Messwert?


Meßwerte sind laut TI q-Erwartungswerte von makroskopischen Systemen (oder Funktionen davon). Die sind trivialerweise eindeutig. Da du immer noch nicht verstanden hast, was die Grundaussagen der TI sind, verstehst du auch nicht, wie sie zum Meßproblem steht.

Zitat:

Wie wird erklärt, dass die Messung eine extrem geringe Streuung in der Größenordnung einer Box hat,


Was heißt "die Messung hat eine extrem geringe Streuung"?

Zitat:

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Das Problem ist woher die scheinbare Zufälligkeit dieses Ergebnisses kommt.

Nein, das ist für mich kein ernsthaftes Problem.


Das ist für jeden ein ernsthaftes Problem, der die Bewegungsgleichungen für für eine vollständige Beschreibung der Realität hält. Also auch für dich. Du favorisierst lediglich eine andere Lösung, nach der ebenfalls alle Zufälligkeiten nur "scheinbar" sind.

Zitat:

Für ein klassisches chaotisches System weiß man natürlich, dass (p,q) und alle Funktionen f(p,q) auf dem Phasenraum zu jedem Zeitpunkt einen eindeutigen Wert haben, und dass man diese auch als Messwerte interpretieren kann.


Für quantenemechanische Systeme weiß man auch, daß alle q-Erwartungswerte zu allen Zeiten einen eindeutigen Wert haben. Und genau dies sind nach der TI Meßwerte.

Zitat:

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Und ich hindere dich auch nicht von exakt einem System auszugehen. Ich habe keine Ahnung wie du darauf kommst. Ein stochastisches Modell beschreibt nicht mehrere Systeme, sondern ein System mit unvollständiger Information über den exakten Zustand.

Du hast ein Ensemble eingeführt, nicht ich.


Doch, du hast von Coarse Graining und Dekohärenz gesprochen. Das sind stochastische Modelle der Dynamik makroskopischer Systeme. Ohne ein Ensemble kommst du bei der Beschreibung makroskopischer Systeme nicht aus.

Zitat:

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Jede Diskussion eines Ensembles geht am Kern der Frage vorbei.

Nein, im Gegenteil. Du mußt erst noch verstehen, was der Kern der Sache ist. Das ist das Problem, auch wenn du das natürlich anders siehst. Aber solange du alles ignorierst was ich dazu sage, werden wir nie weiterkommen.

Es würde helfen, wenn du den Kern der Sache einmal klar darstellen würdest, was die TI konkret sagt, was davon als bestätigt gelten kann, was davon Hypothese ist etc.


Das versuche ich ja. Und dann kommt wieder "Das geht vollkommen am Kern vorbei." Meine Aufgabe hier ist nicht, dafür zu sorgen, daß du die TI verstehst.

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Zuletzt bearbeitet von index_razor am 16. Aug 2022 17:44, insgesamt einmal bearbeitet
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Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 16. Aug 2022 17:41    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Danach [der TI] bewegen sich QM-Systeme "raumzeitlich-real" in einem Tube, aufgrund der Unschärfen. Jede Messung bestimmt einen "Punkt" in diesem Tube. Je kleiner die Unschärfe, desto schärfer die Messung.

Zitat:
Je größer die Unschärfe, desto größer der "Tube".

Wie groß ist dieser Tube für zwei Boxen mit Abstand d und jeweils der Größe L? Warum ein und nicht zwei Tubes?


Es sind zwei Tubes. Natürlich wird eine bimodale Verteilung nicht exakt durch ihre Breite charakterisiert. Aber ich denke das war hier nicht der Punkt. Qubits Beschreibung war trotzdem hinreichend zutreffend.

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Beiträge: 677

Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2022 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Danach [der TI] bewegen sich QM-Systeme "raumzeitlich-real" in einem Tube, aufgrund der Unschärfen. Jede Messung bestimmt einen "Punkt" in diesem Tube. Je kleiner die Unschärfe, desto schärfer die Messung.

Zitat:
Je größer die Unschärfe, desto größer der "Tube".

Wie groß ist dieser Tube für zwei Boxen mit Abstand d und jeweils der Größe L? Warum ein und nicht zwei Tubes?

Es sind zwei Tubes. Natürlich wird eine bimodale Verteilung nicht exakt durch ihre Breite charakterisiert. Aber ich denke das war hier nicht der Punkt. Qubits Beschreibung war trotzdem hinreichend zutreffend.

Ich kehre vom QM-Würfel wieder zu den Boxen zurück:

Teilchen in Doppelbox plazieren -> Doppelbox trennen und Boxen nach Paris und Tokio befördern -> Dichtematrix = diag{½(Paris);½(Tokio)} -> nachschauen in Paris -> Kollaps oder sowas -> Dichtematrix = diag{1;0} -> das Teilchen wurde in Paris gefunden.

Was genau sagt die TI dazu?

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Beitrag TomS Verfasst am: 16. Aug 2022 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

Vergiss diesen Beitrag, der nächste sammelt die wesentlichen Aussagen zusammen.


index_razor hat Folgendes geschrieben:
Meßwerte sind laut TI q-Erwartungswerte von makroskopischen Systemen (oder Funktionen davon). Die sind trivialerweise eindeutig.

Das ist mir grundsätzlich klar.

Nehmen wir das bekannte System der beiden weit voneinander getrennten Einstein-Boxen sowie zwei Messgeräte - eines je Box. Jedes Messgerät zeigt mittels Zeiger je nach elektrischer Ladung Q = ne in einer Box - gemessen in Anzahl Elementarladungen - die ganze Zahl n auf einer Skala an.

Wie stelle ich die relevanten q-Erwartungswerte mathematisch dar?

Ich möchte verstehen, wie und warum aus einem zunächst näherungsweise symmetrisch in der ursprünglichen Box präparierten Zustand z.B. eines Elektrons nach Trennung in zwei Boxen und Transport zu zwei weit entfernten Punkten in jeder einzelnen Messung immer entweder (-1,0) oder (0,-1) auf den beiden Messgeräten angezeigt wird.


index_razor hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Wie wird erklärt, dass die Messung eine extrem geringe Streuung in der Größenordnung einer Box hat,

Was heißt "die Messung hat eine extrem geringe Streuung"?

Der Abstand der Boxen sei d, die Abmessungen jeder Box sei L, der Abstand zweier Messpunkte für n und n+1 auf der Skala sei s, die Breite des Zeigers sei a.

Es gilt



Eine einfache Ortsmessung eines Teilchens je Box würde intuitiv eine Streuung der Messwerte von der Größenordnung L liefern, was der Unschärfe jedes einzelnen Teilchens je Box entspricht. Die Unschärfe des Gesamtzustandes des Elektrons hat eine Unschärfe der Größenordnung d. Die Streuung je einzelnem Messgerät um 0 bzw. -1 liegt dagegen in der Größenordnung a.


index_razor hat Folgendes geschrieben:
Das ist für jeden ein ernsthaftes Problem, der die Bewegungsgleichungen für für eine vollständige Beschreibung der Realität hält. Also auch für dich. Du favorisierst lediglich eine andere Lösung, nach der ebenfalls alle Zufälligkeiten nur "scheinbar" sind.

Ok, du hast recht.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Für quantenemechanische Systeme weiß man auch, daß alle q-Erwartungswerte zu allen Zeiten einen eindeutigen Wert haben. Und genau dies sind nach der TI Meßwerte.

Mich interessieren die im obigen Beispiel genannten Messwerte, entsprechend des Inhalts der jeweiligen Box.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Doch, du hast von Coarse Graining und Dekohärenz gesprochen. Das sind stochastische Modelle der Dynamik makroskopischer Systeme. Ohne ein Ensemble kommst du bei der Beschreibung makroskopischer Systeme nicht aus.

Das sehe ich zwar anders, aber das ist hier wahrscheinlich kein vordringliches Problem.

Anmerkung: Für eine einfache Modellierung der Boxen stelle ich mir zunächst ein Doppelmuldenpotential vor, wobei man die Minima sehr langsam auseinander zieht. Realistischerweise müsste man das Potential durch ein Vielteilchensystem ersetzen.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 16. Aug 2022 21:29, insgesamt einmal bearbeitet
TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 16. Aug 2022 20:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, ich denke, die folgenden Aussagen von Arnold Neumaier zum Stern-Gerlach-Experiment bringen es auf den Punkt. Ich bezweifle allerdings, dass das funktioniert. Der kritische Punkt wird im letzten Satz angedeutet.


https://arnold-neumaier.at/physfaq/therm/topics/s24.html
If one knows the state of the universe completely, one can, according to the thermal interpretation, predict the results of all single measurements.
In particular, one should therefore be able to predict the impact positions of particles in a Stern-Gerlach experiment.
Since we do not, in fact, know the state, this is of course an idle speculation, but it is the principle that is important. We work in the Schrödinger picture, and denote the state of the universe at time t by ρ(t). This is a density matrix, an operator on the Hilbert space of the universe. It determines the universal ensemble by the prescription

<f>t := tr(ρ(t)f)

for the objective value of every (sufficiently slowly-varying) variable f.
In the classical Stern-Gerlach experiment silver atoms pass by a magnet and are then captured by a detector. The distribution of the silver on the detector is given by a field S(x) which can in principle be written down in terms of quantum field operators.
Since this field is macroscopic at the resolution relevant to the experiment, one can assume local equilibrium, and obtains (in accordance with statistical mechanics in local equilibrium, as described in many books, and up to a certain precision) the observable silver distribution

S(x,t) := <S(x)>t = tr(ρ(t)S(x)).

What can be measured is therefore clearly determined by the state of the universe. If God
1. knows this state at the time t=0,
2. knows the Hamiltonian of the universe, and
3. can solve the von Neumann equation,
then he can calculate ρ(t) and thereby predict the distribution of silver at any given time.
If one models this situation in more detail, and includes the quantum source together with the magnets, one finds that S(x,t) undergoes a jump diffusion process, which is in good agreement with both individual observations and the predictable distribution (namely two spots, corresponding to the two spin eigenvalues).


https://www.physicsforums.com/threads/more-on-the-thermal-interpretation.971000/
According to the thermal interpretation, if we make a single run of a Stern-Gerlach experiment, there is indeed only one result. Which result it is (i.e., whether a silver atom is deposited at the left or the right spot) depends on in practice unpredictable details in the deterministic environment - the whole universe apart from the beam and the two detector spots. For all practical purposes, these are random fluctuations.


https://www.physicsforums.com/threads/how-does-the-thermal-interpretation-explain-stern-gerlach.969296/
[How does the thermal interpretation explain this?]
Conservation of mass, together with the instability of macroscopic superpositions and randomly broken symmetry forces this, just as a classical bar under vertical pressure will bend into only one direction …
[It seems that here you have in mind a mechanism different from decoherence.] The mechanism is more or less the same, but the details are quite different. Decoherence looks at the dynamics of the reduced density matrix and produces an improper mixture that is diagonal in the preferred basis. But this mixture describes only an ensemble and says nothing about a single silver atom. [This is only a specific interpretation of decoherence! - TomS] … The thermal interpretation looks instead at the reduced dynamics of the relevant macroscopic q-expectations and finds that it is bistable. Thus strictly speaking it is not the macroscopic superpositions that are shown unstable but nonzero amounts of deposit on both spots.


https://arxiv.org/pdf/1904.12721.pdf
In particular, if a beam contains only a single particle, the quantum field representing the beam is in a state with sharp particle number N = 1, but otherwise nothing changes. Conservation of mass, together with the instability of macroscopic superpositions and randomly broken symmetry forces that only one of the two spots gets marked by a silver atom, just as a classical bar under vertical pressure will bend into only one direction. It is not clear how Nature achieves the former, but this lack of explanation is common to all interpretations of quantum physics.

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Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ok, ich denke, die folgenden Aussagen von Arnold Neumaier zum Stern-Gerlach-Experiment bringen es auf den Punkt. Ich bezweifle allerdings, dass das funktioniert. Der kritische Punkt wird im letzten Satz angedeutet.


Gibt es denn jetzt aus deiner Sicht noch irgendwas zu klären? Die beschriebene Symmetrie existiert ja nur im makroskopischen Modell. Das verursacht kein Problem, welches für irgendeine Interpretation spezifisch wäre.

Zitat:

https://www.physicsforums.com/threads/how-does-the-thermal-interpretation-explain-stern-gerlach.969296/
[How does the thermal interpretation explain this?]
Conservation of mass, together with the instability of macroscopic superpositions and randomly broken symmetry forces this, just as a classical bar under vertical pressure will bend into only one direction …
[It seems that here you have in mind a mechanism different from decoherence.] The mechanism is more or less the same, but the details are quite different. Decoherence looks at the dynamics of the reduced density matrix and produces an improper mixture that is diagonal in the preferred basis. But this mixture describes only an ensemble and says nothing about a single silver atom. [This is only a specific interpretation of decoherence! - TomS] …


Die Aussage bezieht sich nicht auf eine Interpretation der reduzierten Dichtematrix, sondern auf ihre Berechnung im Rahmen des Formalismus.

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Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 17:13    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ok, ich denke, die folgenden Aussagen von Arnold Neumaier zum Stern-Gerlach-Experiment bringen es auf den Punkt. Ich bezweifle allerdings, dass das funktioniert. Der kritische Punkt wird im letzten Satz angedeutet.

Gibt es denn jetzt aus deiner Sicht noch irgendwas zu klären? Die beschriebene Symmetrie existiert ja nur im makroskopischen Modell. Das verursacht kein Problem, welches für irgendeine Interpretation spezifisch wäre.

Na ja, was heißt zu klären?

A.N. behauptet

If God
1. knows this state at the time t=0,
2. knows the Hamiltonian of the universe, and
3. can solve the von Neumann equation,
then he can calculate ρ(t) and thereby predict the distribution of silver at any given time.


etc.

A.N. behaupten in Summe, dass prinzipiell Eindeutigkeit vorliegt, und dass dies lediglich an praktischen Erwägungen d.h. der Unkenntnis des exakten Anfangszustandes scheitert.

Bold claim. Ich kenne niemanden außer ihm, der diese Meinung vertritt.

Dann schreibt er

It is not clear how Nature achieves the former, but this lack of explanation is common to all interpretations of quantum physics.

Und das ist Käse.

Tatsächlich haben unterschiedliche Interpretationen unterschiedliche “Erklärungen” dazu entwickelt, die ihm wohl nicht gefallen. Er stellt jedoch eine Behauptung auf, nämlich dass

Conservation of mass, together with the instability of macroscopic superpositions and randomly broken symmetry forces that only one of the two spots gets marked by a silver atom.

Wenn er diese Behauptung aufstellt, kann er nicht gleichzeitig für sich in Anspruch nehmen, dass er sie nicht erklären kann. Was anderes als genau das müsste er denn erklären?

Letztlich sind die oben fett markierten Statements diejenigen, die den Kern bzw. den Ausgangspunkt seiner Interpretation ausmachen, und die er mit

It is not clear how Nature achieves the former, but this lack of explanation is common to all interpretations of quantum physics.

als nicht weiter erklärbar darstellt. Da sie aber im Widerspruch zu praktisch allen anderen Interpretationen stehen, müsste er genau dazu etwas zu sagen haben. Genau das wäre also zu klären ;-)

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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 17:38    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Letztlich sind die oben fett markierten Statements diejenigen, die den Kern bzw. den Ausgangspunkt seiner Interpretation ausmachen, und die er mit

It is not clear how Nature achieves the former, but this lack of explanation is common to all interpretations of quantum physics.

als nicht weiter erklärbar darstellt.


Nein, nicht erklärbar ist, wie man aus der mikroskopischen Dynamik, die Zeitentwicklung der makroskopischen Observablen herleitet ohne, daß das Ergebnis irgendeine statistische Unsicherheit enthält. Als Folge davon ist auch nicht erklärbar, welchen Wert diese Observablen bei exakt symmetrischer mikroskopischer Zeitentwicklung haben. Aber das ist kein spezielles Problem der TI. Es nicht mal ein speziell quantenmechanisches Problem.

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 17:59    Titel: Antworten mit Zitat

Moment.

A.N. behauptet, dass “if god knows …”, d.h. er behauptet, dass die Quantenmechanik - exakt so wie die klassische Mechanik - prinzipiell deterministisch ist und zu eindeutigen Ergebnissen führt.

Das widerspricht allen Aussagen zur Mathematik der Quantenmechanik, die ich jemals irgendwo gelesen habe.

Und dazu sagt er weiter nichts??

Ich sage ja gar nicht, dass seine Behauptung falsch ist, ich sage lediglich, dass genau das der zentrale Punkt ist, der zu klären wäre.

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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 18:04    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

A.N. behauptet, dass “if god knows …”, d.h. er behauptet, dass die Quantenmechanik - exakt so wie die klassische Mechanik - bei Einfluss von Chaos prinzipiell exakt deterministisch ist und zu eindeutigen Ergebnissen führt.

Das widerspricht allen Aussagen zur Mathematik der Quantenmechanik, die ich jemals irgendwo gelesen habe.


Nein, das widerspricht eben überhaupt keiner Mathematik der Quantenmechanik. Was am Formalismus hältst du denn für nicht deterministisch?

Ich denke wir fangen schon wieder an uns im Kreis zu drehen. Ich habe den Eindruck dir fehlt noch ein wichtiges Teil des Bildes. Aber ich kann nicht sagen, was es ist.

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 18:37    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Ich denke wir fangen schon wieder an uns im Kreis zu drehen.

Ja, aber das liegt leider an dir.


index_razor hat Folgendes geschrieben:
Was am Formalismus hältst du denn für nicht deterministisch?

Nichts.

Aber aus diesem Formalismus folgen nach keiner mir bekannten Interpretation eindeutige Messergebnisse. Aber genau das wird behauptet:

If one knows the state of the universe completely, one can, according to the thermal interpretation, predict the results of all single measurements.

If [we]
1. know this state at the time t=0,
2. know the Hamiltonian of the universe, and
3. can solve the von Neumann equation,
then [we] can calculate ρ(t) and thereby predict the distribution of silver at any given time.


Letzteres bedeutet, für jedes einzelne Elektron:

... if we make a single run of a Stern-Gerlach experiment, there is indeed only one result.

Andersherum: alles was uns daran hindert, ist die nicht ausreichende Kenntnis von ρ(0):

Which result it is (i.e., whether a silver atom is deposited at the left or the right spot) depends on in practice unpredictable details in the deterministic environment.

Zusammenfassend: wenn der Zustand ρ(0) exakt bekannt ist und wir die Gleichungen exakt lösen können, dann folgt aus ρ(t) für jedes einzelne Elektron das zugehörige, eindeutige Messergebnis.

Welche andere Interpretation folgert aus der prinzipiellen Determiniertheit und Eindeutigkeit von ρ(t) - die die Interpretationen nicht in Zweifel ziehen - die Eindeutigkeit jedes einzelnen Messergebnisses??

Kopenhagen: aus einen eindeutig determinierten ρ(t) folgt ein einzelnes Messergebnis gemäß der Bornschen Regel, also nicht deterministisch sondern rein statistisch.

Ensemble-Interpretation: dito
Many-Worlds: aus einen eindeutig determinierten ρ(t) folgt die Realisierung aller Messergebnisse.
Thermal: aus einen eindeutig determinierten ρ(t) folgt prinzipiell deterministisch genau ein einzelnes Messergebnis, statistische Aussagen sind lediglich der praktischen Beschränkungen geschuldet.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 26. Aug 2022 18:44, insgesamt einmal bearbeitet
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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 18:44    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
Ich denke wir fangen schon wieder an uns im Kreis zu drehen.

Ja, aber das liegt leider an dir.


index_razor hat Folgendes geschrieben:
Was am Formalismus hältst du denn für nicht deterministisch?

Nichts.

Aber aus diesem Formalismus folgen nach keiner mir bekannten Interpretation eindeutige Messergebnisse.


Das liegt daran, daß alle anderen Interpretationen etwas anderes unter "Meßergebnissen" verstehen. In der TI sind Meßergebnisse trivialerweise eindeutig determiniert. Oben schienst du das mal kurz verstanden zu haben, jetzt offenbar wieder nicht mehr. Aber wenn du dich dann besser fühlst, gib ruhig mir die Schuld daran.

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 18:46    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso dir?

Ich lese, was A.N. schreibt, und da steht (schwer auffindbar, aber letztlich in ganz einfachen Worten) etwas, das allen anderen Interpretationen widerspricht.

Wenn du das anders siehst, tut's mir leid, aber ich kann's offensichtlich nicht ändern.

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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wieso dir?


Weiß ich nicht. Aber gerade hast du gesagt, es läge an mir, daß wir uns im Kreis drehen. In Wahrheit liegt es daran, daß du dauernd vergißt oder gar nicht liest, was du selbst zitierst:

"In the classical Stern-Gerlach experiment silver atoms pass by a magnet and are then captured by a detector. The distribution of the silver on the detector is given by a field S(x) which can in principle be written down in terms of quantum field operators.
Since this field is macroscopic at the resolution relevant to the experiment, one can assume local equilibrium, and obtains (in accordance with statistical mechanics in local equilibrium, as described in many books, and up to a certain precision) the observable silver distribution

S(x,t) := <S(x)>t = tr(ρ(t)S(x)).

What can be measured is therefore clearly determined by the state of the universe.
"


Nochmal, die meßbaren Größen sind Funktionen der q-Erwartungswerte. Ein Beispiel ist hier genannt. Diese Größen sind ganz offensichtlich determiniert.

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Beitrag Qubit Verfasst am: 26. Aug 2022 18:57    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Zusammenfassend: wenn der Zustand ρ(0) exakt bekannt ist und wir die Gleichungen exakt lösen können, dann folgt aus ρ(t) für jedes einzelne Elektron das zugehörige, eindeutige Messergebnis.


Sollte eine Interpretation ein "eindeutig deterministisches Messergebnis" (im Sinne verborgener Parametern) fordern, so müsste sie den Formalismus der Quantenmechanik selbst modifizieren, denn das gibt der Formalismus selbst nicht her, auch nicht mit einer "Weltwellenfunktion".

Ich habe schon einmal an anderer Stelle darauf hingewiesen, dass man dazu sowas wie ein zeitlich kontinuierlich ("permanent") wirkendes "ubiquitäres Skalarfeld" bräuchte. Allerdings ist ein solches niemals empirisch gesehen worden, und es wäre fraglich, ob man ein solches jemals überhaupt sehen könnte. Es ist damit empirisch also so in etwa die "Geister, die man rief", ohne sie jemals zu Gesicht zu bekommen. smile
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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 18:58    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
In Wahrheit liegt es daran, daß du dauernd vergißt oder gar nicht liest, was du selbst zitierst.

Ich vergesse oder übersehe das nicht, ich lese lediglich an anderen Stellen - wie zitiert - dass Neumaier dort etwas anderes schreibt.

Entweder ist das widersprüchlich oder irreführend, oder sonst was. Klar ist die ganze Darstellung jedenfalls nicht, sonst würden wir hier anders diskutieren.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 26. Aug 2022 19:01, insgesamt einmal bearbeitet
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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 19:00    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich vergesse das nicht, ich lese lediglich an anderen Stellen - wie zitiert - dass Neumaier dort etwas anderes schreibt.


Soll er überall dasselbe schreiben? Die zitierten Stellen widersprechen sich nicht.

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Zuletzt bearbeitet von index_razor am 26. Aug 2022 19:08, insgesamt einmal bearbeitet
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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 19:02    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich vergesse das nicht, ich lese lediglich an anderen Stellen - wie zitiert - dass Neumaier dort etwas anderes schreibt.


Soll überall dasselbe schreiben? Die zitierten Stellen widersprechen sich nicht.

Wenn man bereit ist, irgendwas reinzuinterpretieren, dann nicht ;-)

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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich vergesse das nicht, ich lese lediglich an anderen Stellen - wie zitiert - dass Neumaier dort etwas anderes schreibt.


Soll überall dasselbe schreiben? Die zitierten Stellen widersprechen sich nicht.

Wenn man bereit ist, irgendwas reinzuinterpretieren, dann nicht ;-)


Na wenn das für dich Sinn ergibt, dann ist ja gut. ;-) (Vielleicht meinst du ja, daß ich alle Widersprüche "herausinterpretiere". Wenn mir das gelänge, wäre das Ergebnis ja eine Interpretation, über die man diskutieren könnte, wenn man wollte...)

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 19:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ok.

Wie interpretierst du

If we make a single run of a Stern-Gerlach experiment, there is indeed only one result. Which result it is (i.e., whether a silver atom is deposited at the left or the right spot) depends on in practice unpredictable details in the deterministic environment.

Ich interpretiere es ganz einfach:

Wenn wir in einem Stern-Gerlach-Experiment für ein einzelnes Silberatom eine Messung durchführen, resultiert genau ein Ergebnis: das Silberatom wird entweder an der linken oder an der rechten Stelle abgelagert. An welcher Stelle - rechts oder links - folgt prinzipiell exakt und deterministisch aus dem Zustand rho *), ist jedoch praktisch aufgrund der unbekannten Details nicht bestimmbar (exakt so wie im klassischen Chaos, und im Gegensatz zu allen anderen Interpretationen).

*) folgt aus einer anderer Stelle: ... can calculate ρ(t) and thereby predict the distribution of silver at any given time.

Und das liegt sicher nicht daran, dass "alle anderen Interpretationen etwas anderes unter Meßergebnissen verstehen": es sind sich nämlich alle einig, dass es darum geht "whether a silver atom is deposited at the left or the right spot".

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Beitrag noob2 Verfasst am: 26. Aug 2022 20:01    Titel: Antworten mit Zitat

um was geht es eigentlich genau?
welche Konsequenzen hat denn die eine oder die andere Interpretation von Neumaiers Vorhersage auf die QM, auf andere Deutungen (Kopenhagen?) und den ganzen Rest?
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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 20:10    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Und das liegt sicher nicht daran, dass "alle anderen Interpretationen etwas anderes unter Meßergebnissen verstehen":


Doch exakt daran liegt es. In allen Interpretationen sind q-Erwartungswerte vollkommen determiniert. Der einzige Unterschied zu anderen Interpretationen ist, daß laut TI alle Meßergebnisse Funktionen bestimmter q-Erwartungswerte sind.

Zitat:

es sind sich nämlich alle einig, dass es darum geht "whether a silver atom is deposited at the left or the right spot".


Ja, aber nicht alle verknüpfen die Antwort auf diese Frage mit der Größe

.

Alle anderen Interpretationen behaupten, es hätte ausschließlich etwas mit der Zerlegung des Systemzustands bzgl. einer bestimmten Basis (hier der Spineigenbasis) zu tun.

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Beitrag noob2 Verfasst am: 26. Aug 2022 20:17    Titel: Antworten mit Zitat

was heißt überhaupt TI?
TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 20:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ich frage nochmal:

TomS hat Folgendes geschrieben:
. Wie interpretierst du

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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 20:41    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich frage nochmal:

TomS hat Folgendes geschrieben:
. Wie interpretierst du

If we make a single run of a Stern-Gerlach experiment, there is indeed only one result. Which result it is (i.e., whether a silver atom is deposited at the left or the right spot) depends on in practice unpredictable details in the deterministic environment.


Die Größe ist eindeutig determiniert (was trivial ist) und sie ist nach einem einzelnen Durchlauf nur in der Umgebung eines Punktes von null verschieden. Der genaue Wert von S(x, t) nach einem Durchlauf (insbesondere ) ist aber praktisch unvorhersagbar, wegen der Unkenntnis des Zustands und der Zeitentwicklung (was recht einleuchtend ist).

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 21:38    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist keine Interpretation dessen, was ich zitiert habe. Es ist überhaupt keine Interpretation im Sinne der Quantenmechanik sondern eine mathematische Erklärung.
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Beitrag index_razor Verfasst am: 26. Aug 2022 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist keine Interpretation dessen, was ich zitiert habe. Es ist überhaupt keine Interpretation im Sinne der Quantenmechanik sondern eine mathematische Erklärung.


Wofür du es hältst, ist mir eigentlich egal. Ob du es verstehst und inhaltliche Einwände hast, wäre mal interessant gewesen zu erfahren. Aber das muß ich inzwischen wohl nicht mehr erwarten.

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Aug 2022 22:58    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe keine inhaltlichen Einwände.

Mich interessiert, ob du den oben zitierten Text so interpretierst wie ich, oder ob du Einwände hast.

EDIT:

index_razor hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
. If we make a single run of a Stern-Gerlach experiment, there is indeed only one result. Which result it is (i.e., whether a silver atom is deposited at the left or the right spot) depends on in practice unpredictable details in the deterministic environment.

Die Größe



ist eindeutig determiniert und sie ist nach einem einzelnen Durchlauf nur in der Umgebung eines Punktes von null verschieden.

Das ist die mathematische Formulierung dessen, was ich aus den Texten herauslese. Und das steht im Widerspruch zu allen anderen bekannten Aussagen und Interpretationen der Quantenmechanik.

Was mich wundert ist, dass du das nicht siehst oder dass es dir nicht wichtig erscheint, dies zu diskutieren.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 27. Aug 2022 10:25, insgesamt 6-mal bearbeitet
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