題:
薛定inger的貓本身是觀察者嗎?
Malcolm Storey
2019-10-06 15:44:27 UTC
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薛定inger的貓思想實驗中, 為什麼貓本身沒有觀察員資格?

通讀答复似乎對於可以扮演觀察者角色的人有兩個建議:

  1. 任何“大”身體

  2. 任何“活著的”東西(還是應該是“有意識的”?)

  3. ol>
嗨,馬爾科姆,歡迎光臨該網站。您可能不知道可以隨時更改“接受的答案”。我注意到,您目前接受的答案得分為-14,而您可能還想考慮其他一些被高度評價的答案。通常,分數為負的答案會顯示在頁面底部,但“勾號”會自動將其提升到頂部。當然,完全由您決定您認為對您最有用的答案,但是我鼓勵您也考慮將社區的投票作為指導。:-)
十一 答案:
Michael C Price
2019-10-06 17:29:06 UTC
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重點是,它使您考慮了這個問題。儘管我們所有人都可以同意氫原子不是觀察者,而人類是觀察者,但是貓的情況還不清楚。這種思想實驗的目的是揭露哥本哈根解釋中的問題-這樣做非常成功。

抱歉,這不是事實。觀察/執行量子力學中的測量的行為獨立於氫原子或人類的“觀察者”。QM中的“觀察者”不需要活著,也不需要有意識。實際上,您的觀點被稱為馮·諾依曼-維格納解釋,由於沒有經過同行評審的論文完全支持Consciouss觀察者的觀點,因此目前被認為是邊緣科學。
@Swike您將邁克爾·C·普萊斯(Michael C Price)的觀點歸咎於他的回答。量子力學的許多解釋都沒有經過同行評審的相關論文。最後,今天的觀點並不一定反映出悖論形成時的觀點。這是一個很好的答案。
@tparker專注於使Cat成為觀察者或不成為觀察者的資格與Schrödinger進行的思想實驗無關。可以對亞原子粒子進行處理並仍然保持。實際上,Schödinger本人並沒有對人們認為重要部分與實驗對像是貓有關的事實感到非常有趣。他提出的觀點是,狀態的疊加打破了系統總是處於特定狀態的古典物理學的直覺。
我不同意“氫原子不是觀察者,而是人類”。氫原子可以執行量子測量。這兩個類別之間的區別清楚地表明了“ Co默導致崩潰”的思想。
-1
好吧,我確實說過“可能同意”!☺馮·諾依曼(Von Neumann)撰寫了有關質量管理的標準教科書。他和維格納還把模糊的哥本哈根解釋推到了邏輯極限,並得出結論,當波函數遇到一個“有意識的”觀察者時,波函數就崩潰了。我們不同意他們的結論,但它們既是科學的大佬,也不是邊緣人。Schrödinger的汽車仍然是當今詮釋發展的動力。
貓的生命至關重要-愛因斯坦將薛定ding的貓推薦給薛定ding,愛因斯坦以炸藥棒的例子代替了貓。Schrödinger故意將炸藥變成貓。薛定ding的炸藥?不,那永遠不會流行...
如果薛定inger先生代替貓放一張白皮書,他本可以為我們節省這樣的討論之苦。放射性衰變使一瓶紅色墨水破裂。紙張是白色還是紅色?
@garyp:確實如此。但這就是該示例使用貓的原因-請參見您上方關於炸藥的評論。甚至有兩個客觀不同的狀態。在您描述的示例中,我們將不得不解釋為什麼紙張不是粉紅色的。
我發現在任何答案或評論中,都沒有提到[Schrödinger的論文](https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01491891)([在這裡翻譯](https://www.jstor.org/stable/986572))。貓在第5節末尾拜訪我們。
我完全不同意氫原子不是觀察者的觀點。
這是一個很好的答案。我認為這有助於調整思想實驗:假設貓放在密閉的盒子中,其中有足夠的空氣,食物和水,可以存活數週。50/50死亡事件在最初的幾分鐘內發生,但盒子在3週內一直沒有打開。在貓被殺死的情況下,當我們打開盒子時會遇到什麼?
關於貓的可觀察性不是不是起源於整個貓,而是起源於貓中的某個原子?我們對貓的有意識分析僅僅是貓中的原子與我們體內的原子之間的觀察結果的集合?我們的大規模有意識的觀察與大量的原子尺度的觀察有關嗎?那怎麼能說一個原子不是觀察者呢?是否存在一些超自然觀測發生在我們體內的原子不是收集觀測的地方?
“儘管我們都可能同意氫原子不是觀察者”-真正的問題是氫原子(光子等)是否是“自身”的觀察者。薛定inger的貓不能成為自己的觀察者,否則會導致其波函數崩潰。這是一個比喻-我們不能忘記觀察本質上是“相互作用”的概念。
@J ...波函數“折疊”為[不必要](https://physics.stackexchange.com/a/507160/35699)。
@user76284如今,無論用什麼時髦的方式,您都知道我的意思。
順便說一句:以愛因斯坦為例,我應該說“火藥”而不是“炸藥”。
鄧諾(Dunno)為什麼投票通過。它沒有回答問題,(打了那個男人而不是球),並且有點光顧。
Bruce Nielson
2019-10-07 00:40:58 UTC
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這實際上不是一個謎,答案很簡單:真實的量子物理學等同於許多世界的量子物理學。確實沒有其他解釋。

是的,我知道還有許多其他解釋。但是我的語言很具體。例如,哥本哈根什麼都沒解釋。它只是說:“這似乎正在發生,沒有任何解釋。”

事實證明,其他解釋也可以做到這一點。例如,波姆(Bohm)“解釋”了實際上沒有疊加的東西(通過將疊加的所有數學放入“先導波”中-在數學上等價於疊加,但未稱為疊加),但甚至沒有嘗試解決量子物理學中的任何重大問題,例如您的問題(稱為觀測問題)或如何將量子物理學與局部平方相乘。或者換種說法,博姆“解釋”了一些不需要解釋的東西(實際上是真實的疊加),甚至沒有試圖解釋/解決量子物理學中的任何問題。

對於量子力學的每一個“解釋”都是如此,除了一個:很多世界。

許多世界不僅僅是另一種解釋。這是為什麼量子力學的行為如此直觀地與我們背道而馳的真實解釋。它只是通過認真對待該理論並拒絕對此作出妥協來做到這一點。從字面上看,它根本沒有增加理論。它只是說:“好吧,如果我們認真對待這一理論,那意味著什麼?”這與所有其他“解釋”完全相反,所有這些“解釋”都為該理論添加了額外的內容,這些東西沒有任何目的,只是不將原始理論作為其邏輯結論。這就是為什麼我說許多世界量子物理學是量子物理學。其他所有的都是量子物理學,外加一些多餘的東西,這些東西無緣無故地使理論複雜化。

那麼許多世界量子物理學如何解釋薛定inger的貓?當發生同時殺死和不殺死貓的量子事件時,現實就會疊加,然後在一個世界中有一隻死貓,在另一個世界中有一隻活貓。當您走過去並打開盒子時,您便會疊加。您在一個世界中的一個版本看到死貓,而您的一個版本中看到一個活貓。

“觀測”在許多世界量子物理學中沒有任何作用,只是在某種意義上,它解釋了為什麼觀測似乎導致波函數崩潰-也就是說,您成為整體超級位置的一部分。實際上,它根本不會崩潰。

如果您想進一步探索這個答案,而不是我在這裡可以解釋,請看看大衛·德意志(David Deutsch)(量子計算理論的創建者)的書。他的兩本書《無盡的開始》和《現實的構造》都對此進行了更為詳盡的解釋。

還可以在Wikipedia上查找 Elitzur–Vaidman炸彈測試儀實驗,並花一些時間思考有多少世界可以解釋正在發生的事情,並查看是否還有其他解釋試圖這樣做。它比薛定inger的貓怪,而且很難解釋。例如,即使根本沒有觀察到,波動函數也會“塌陷”! (因為觀察炸彈爆炸是在另一個世界中進行的。在您看不到炸彈爆炸的世界中,有50%的情況從未發生過觀察。)

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](https://chat.stackexchange.com/rooms/99562/discussion-on-answer-by-bruce-nielson-is-schrodingers-cat-itself-an-observer)。
相關問題:[為什麼整個宇宙不能不斷地“測量”粒子?](https://physics.stackexchange.com/q/460855/21441)
讓我們[繼續聊天中的討論](https://chat.stackexchange.com/rooms/99694/discussion-between-user151841-and-bruce-nielson)。
讓我們[繼續聊天中的討論](https://chat.stackexchange.com/rooms/99701/discussion-between-user151841-and-user76284)。
對於錯過了三個保留的邀請以便在聊天中而不是在這些註釋中進行擴展對話的評論者:您的某些評論可能已移至聊天室,但最近的一些丟失了。請不要在擴展討論中使用評論。
@rob是否有可能合併3個聊天室?
@user76284這超出了我的能力。
Marco Ocram
2019-10-06 16:43:57 UTC
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薛定inger用假想的貓來說明他認為僅當有“觀察者”進行測量時才發生波函數崩潰的想法是荒謬的。他提出的觀點是常識性的概念,即當粒子與任何大物體相互作用時,無論它是否是測量裝置,波函數都會崩潰。

對於構成“觀察者”的事物,觀察只不過是在微觀尺度上產生定量結果的某種相互作用。當您觀察發射光譜時,您的眼睛會看到已被棱鏡分開的光。換句話說,由於原子在玻璃內的分佈,光子與電場的相互作用。不管是否有人在觀察,光子與玻璃中原子之間的相互作用都會發生-光譜儀的棱鏡充當您在問題中提到的“大物體”。
在整體解釋中,不需要關於觀察者的這種胡說八道。
但是,該合奏解釋與多世界解釋本質上是相同的問題-該合奏中整個宇宙的複制數量令人難以置信。
@MSalters並不是整個宇宙的真正“副本”。整個宇宙是一個單一的波函數,我們恰好發現自己處於那個波函數的*分量*中,而這個波分量已經與其他波函數解耦了。
@MSalters從什麼時候開始令人困惑地思考科學理論的問題?
您的答案是唯一涉及該主題的非常重要的答案-沒有觀察者之類的東西,該術語意味著與宇宙的其他部分無關,但同時又能夠進行測量。取而代之的是,可以將“觀察者”一詞替換為“交互者”,即您無法觀察到沒有與之交互的內容。無論您是光子還是人,它與零的差異,一旦與系統進行“交互”,您便成為其中的一部分,並且波函數會崩潰。從您的角度來看,就是這樣。
@JohnEye“根據標準的量子力學,完全無動於衷的是,實驗者是呆在周圍觀看他們的實驗,還是離開房間,然後將觀察委託給無生命的設備,該設備將微觀事件放大為宏觀測量值,並通過一個宏來記錄它們。時間不可逆的過程”(貝爾,約翰(Bell,John,2004年)。《量子力學中的可口和不可言:量子哲學論文集》,劍橋大學出版社,第170頁。ISBN9780521523387。
……“自然界不知道您在看什麼,無論您是否願意取走數據,她都會按照自己的方式行事。”(Feynman,Richard(2015)。《費曼物理學講座》,第三卷,第3.2章:基本書籍,ISBN9780465040834。)。
user76284
2019-10-09 02:43:55 UTC
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要以布魯斯的答案為基礎,根據薛定ding方程計算的結果如下:

系統的初始量子態(將貓放入盒子後)是

$$ | \ text {cat alive}⟩| \ text {您看不到那隻貓}⟩$$ span>

由於 Geiger計數器測量放射性原子是否衰變,並殺死貓或使其倖免,該量子態會統一演化

$$ \ frac {| \ text {cat alive}⟩+ | \ text {cat dead}⟩} {\ sqrt {2}} | \ text {您不看不到那隻貓}⟩$$ span>

當然等同於

$$ \ frac {| \ text {cat alive}⟩| \ text {您看不到貓}⟩+ | \ text {cat dead}⟩| \文字{您看不到貓}⟩} {\ sqrt {2}} $$ span>

當您打開盒子時,該量子態再次統一地演化(即沒有任何類型的“ 崩潰”)進入

$$ \ frac {| \ text {cat alive}⟩| \ text {您看到一隻活貓}⟩+ | \ text {cat dead}⟩| \ text {您會看到一隻死貓}⟩} {\ sqrt {2}} $$ span>

該量子態稱為糾纏態,因為它不能分解為分別描述您和貓的兩個量子態的乘積,即

$$(\ alpha_1 | \ text {cat alive}⟩+ \ alpha_2 | \ text {cat dead}⟩)(\ beta_1 | \ text {您看到一隻活貓}⟩+ \ beta_2 | \ text {您看到一隻死貓}⟩)$$ span>

其中 $ | \ alpha_1 | ^ 2 + | \ alpha_2 | ^ 2 = | \ beta_1 | ^ 2 + | \ beta_2 | ^ 2 = 1 $ span>。這就是我們說你被貓迷住了的意思。

貓是否“因為有意識的觀察者而使波函數崩潰”是鯡魚的兩個原因:

首先,可以按照 garyp的建議重複整個思想實驗,利用蓋革(Geiger)計數器將墨水潑灑在一張紙上。框中是否有任何“意識”無關緊要。

第二,如果我們認真對待薛定ding方程,則沒有崩潰。一直以來只有單一的進化。

asmaier
2019-10-07 22:37:53 UTC
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實驗的原始版本沒有使用貓,而是一小桶火藥:

愛因斯坦提出了一個火藥桶的前景 爆炸狀態和未爆炸狀態的疊加,薛定ding上升 與他的貓在一起的賭注,他的生死與量子事件有關 例如原子的放射性衰變。如玻爾所說,如果國家 原子的不確定性(疊加)直到我們看到為止,然後 所以一定是貓的狀態。 (請參閱 https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/10/beyond-weird-decoherence-quantum-weirdness-schrodingers-cat/573448/

因此在最初的表述中,貓是觀察者,而小桶的火藥是觀察者。因此,任何大型物體都可以用作“觀察者”。

但是請假設您是觀察者,而毒藥只是代表將來導致您死亡的某些事件。這基本上意味著您(從外部觀察者的角度來看)處於“生與死的疊加”。從您的角度來看,這種花哨的措辭只是說您最終死亡的可能性是有限的。

然後問題就反過來了:這個宇宙中是否存在一個觀察者,對於他來說,你的生活和命運只是一個量子疊加,因為他/她/它沒有測量(沒有打開盒子) ),但是嗎?在經典環境中,我認為答案是否定的,因為交互以無限的速度傳播。在相對論的環境中,光錐外的觀察者不可能與您的存在發生相互作用,因此可能會認為您的命運仍處於量子疊加狀態。

出於好奇-您為什麼將疊加提到將來的事件?據我所知,疊加描述了實體在給定時間點處於特定狀態的概率,因此可以認為該實體一次處於所有這些狀態,每個狀態具有一定的概率。*請**您的例子,我希望作為一個人類,它是一個疊加的量子系統,對於一個外部觀察者來說,您已經死了(概率為c_1 **),還活著(概率為**)c_2 **),直到觀察到。
實際上,我不將疊加提到將來的事件(我稱其為“花哨的措辭”,也許我應該更清楚地說“錯誤的措辭”)。因此,我同意你的最後一句話:僅從外部觀察者的角度來看,你的生活處於疊加狀態,而外部觀察者並未以任何方式觀察你的命運。
Andrei
2019-10-07 09:40:49 UTC
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馬爾科姆樓層,

此思想實驗並非基於貓不是觀察者的假設。您可以用人類代替貓,其結論保持不變。關鍵是,每個觀察者根據可獲得的信息對實驗使用不同的描述。盒子內的觀察者(如果有的話)知道測量的結果(例如旋轉測量-讓我們在這裡更換毒藥瓶),因此,從其角度來看,沒有任何重疊。外部觀察者不知道測量結果如何,因此他使用了(spin up +內部觀察者檢測到旋轉)和(spin down +內部觀察者檢測到旋轉)的疊加。據我所知,這是該實驗的標準解釋。

以我個人的觀點,即使是外部觀察者,原則上也知道盒子內部的測量結果。沒有可以完全隔離其內部的盒子。引力,電場或磁場不能被任何材料阻擋。因此,我認為這兩個觀察者同時發生“崩潰”。我認為由於這個原因不可能進行微觀疊加(活/死貓)。

我將最後一個段落排除在外,因為它是完美的,因為思想實驗顯然假定了一個“理想的盒子”,該盒子將內部與外部完美隔離。
問題在於,即使從原理上講,也無法製造出這種理想的盒子。並非存在某些技術限制。這與已知的物理學相反。
大多數思想實驗都無法建立。試試麥克斯韋的惡魔。
麥克斯韋的惡魔與任何物理定律都不矛盾。這與屏蔽重力場的盒子不同。假設您想讓盒子阻止您檢測到貓在裡面移動。這意味著從外部觀察的質心應保持在同一位置,而真實的質心會根據貓的新位置而變化。這是荒謬的。
麥克斯韋惡魔的全部論點是否與熱力學第二定律相矛盾?
是的,但尚不清楚是否確實發生了這種矛盾。人們必須考慮到惡魔發揮作用所增加的熵。這裡的問題是您沒有提供麥克斯韋惡魔不存在的理由,但我已經給您提供了一個完全孤立的盒子不存在的理由。如果您不同意,請描述如何構建盒子,以使盒子的重心無法從外部測量。
我不必這樣做,因為思想實驗的重點是嘗試無法構建的實驗。就麥克斯韋的惡魔而言,是減少熵的超自然實體。對於薛定inger的貓來說,是一個完全隔離的微觀量子系統。如果存在這樣的事情,我們就不需要首先進行思想實驗。
denklo
2019-10-07 11:58:46 UTC
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是的,但是沒有其他人會從它的觀察中學到什麼知識。 實際上,如果它觀察到“在一小時之內腐爛”,那麼一旦打開包裝盒並找到死貓,您也會這樣做。另一方面,如果它觀察到“無衰減”,那麼您也要這樣做。 無論如何:貓不需要分享它的觀察結果來加深您對系統的了解。

而且,最有可能的是,貓睡著了,沒有觀察到任何東西(根據我對貓的觀察)。
Hartmut Braun
2019-10-06 21:35:11 UTC
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認真對待一隻貓在兩種狀態下的疊加,然後一隻觀察自己的生命,另一隻觀察自己的死亡。好吧,當然不會,但是舉一個不那麼激烈的例子,說明毒藥只是累了貓而不是殺死貓。

請注意,在此回答中,我沒有發表任何關於“處於兩種狀態的貓”命題有效性的聲明。

Baldrickk
2019-10-09 18:42:46 UTC
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忽略所有的物理學(是的,我知道),貓純粹是一種吸引思想實驗的聽眾的裝置。

它不是真正的貓,而是一種顯示狀態的方法,貓是一種普通的寵物,所使用的狀態,無論是死的還是活著的,都會引起情感上的反應,同時也可以被識別作為一個主題,而且狀態很容易確定。

因此,我們實際上並沒有將貓視為活生生的思想,而是將其視為問題核心不穩定原子狀態的次要指標。

從根本上講,每個相互作用都是一個觀察-當光子撞擊單個原子時,就已經觀察到了。

我同意這樣一種觀點,即“觀察”沒有內在的品質使其與沒有“觀察”意圖而可能發生的任何其他類型的物理相互作用不同。
my2cts
2019-10-06 22:59:51 UTC
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只有當貓知道放射性原理並且對實驗裝置有深入了解時,它才是觀察者。請注意,它也應該還活著。死貓不能成為觀察者。沒有物理學知識,它只是一個無知的受害者,不再像盒子本身或真空一樣成為觀察者。一旦您接受了荒誕,您就可以得出結論。薛定inger在這裡提出了非常好的觀點。

請注意,在整體解釋中,不需要觀察者。不好意思,我同意。

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](https://chat.stackexchange.com/rooms/99561/discussion-on-answer-by-my2cts-is-schrodingers-cat-itself-an-observer)。
zooby
2019-10-07 00:16:46 UTC
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這就是為什麼有些人喜歡多世界的解釋。

您處於4個平行宇宙之一中:

  1. 你還活著,貓還活著。
  2. 你還活著,貓死了。
  3. 你死了,貓死了
  4. 你死了,活著的貓。
  5. ol>

    (也許您在打開盒子之前死於心髒病!)

    有人可能說,要成為觀察者,您必須在實驗結束時還活著。因此,在並行的Universe 1和2中,您曾經是“觀察者”,而在Universe 1和4中,貓是“觀察者”!

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](https://chat.stackexchange.com/rooms/99609/discussion-on-answer-by-zooby-is-schrodingers-cat-itself-an-observer)。


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