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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker

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  #21  
Alt 22.08.18, 09:25
Timm Timm ist offline
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Standard AW: VWI im Alltag

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Die Aussage von Carroll
Zitat:
Zitat
the quantum state has the built-in ability to describe superpositions of non-interacting worlds.
finde ich problematisch, weil, wie Tom auch schon geschrieben hat, gar nicht klar definiert ist, was mit "world" eigentlich genau gemeint ist.
Ich sehe nicht, was es bei Carroll zu beanstanden gibt. Das Superpositionsprinzip ist unbestritten. Auch nach Zeilinger bedeutet es, "dass Dinge in einer eigenartigen Überlagerung von verschiedenen Möglichkeiten existieren können." Carroll's "the quantum state has the built-in ability to describe superpositions of non-interacting worlds." besagt , dass die akausale Verzweigung bereits in der Superposition angelegt ist, z.B. Spin up + Spin down. Was ist hier problematisch? Ist es anders?

Ein Detektor misst Spin up, ein anderer Spin down. Du hast gemessen und findest Spin up. Du weißt, es wurde nach der VWI auch Spin down gemessen. Von wem?
Was genau ist bei Everett anders?

Welt oder nicht Welt? Es besteht Einigkeit, ein Detektor misst up, der andere down. Dein Detektor hat up gemessen und Du stimmst vermutlich zu, dass er Teil einer Welt, genauer Deiner Welt ist. Wovon ist der Detektor, der down gemessen hat, ein Teil?

Bitte einfache Antworten auf einfache Fragen.
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #22  
Alt 22.08.18, 09:38
Bernhard Bernhard ist offline
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Standard AW: VWI im Alltag

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Wovon ist der Detektor, der down gemessen hat, ein Teil?
Er ist Teil einer möglichen Welt.

Zitat:
Bitte einfache Antworten auf einfache Fragen.
Guter Witz .
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Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
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  #23  
Alt 25.08.18, 22:59
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Standard AW: VWI im Alltag

Es scheint tatsächlich so zu sein, dass alles, was ich mehrfach erklärt hatte, und worüber wir eigtl. Konsens erreicht hatten, wieder vergessen ist bzw. ignoriert wird.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Man kann auch noch fragen, woher die Natur weiß, dass sie den ganzen und nicht den halben Er duplizieren muss. Die Auswahl der Systemgrenze wird bei der VWI AFAIK nicht angegeben.
Die VWI führt gerade keine Systemgrenze ein. Und gerade weil man keine künstliche Systemgrenze hat, ist die Everettsche Interpretationen so attraktiv.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Man kann das genannte Problem zwar dadurch umgehen, dass man ein Aufspalten des gesamten Universums postuliert, allerdings stellt sich dann wieder die Frage, wie das mit der Energieerhaltung zusammen passen soll.
Das wird gerade nicht postuliert! Wo findest du ein derartiges Postulat?

Die Energieerhaltung gilt trivialerweise; das hatten wir bereits diskutiert. Wo findest du eine Berechnung, die etwas anderes besagt?
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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Geändert von TomS (25.08.18 um 23:25 Uhr)
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  #24  
Alt 25.08.18, 23:19
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Standard AW: VWI im Alltag

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Ganz einfach: Wir haben hier unterschiedliche Interpretationen oder Sichtweisen auf einen bestimmten mathematischen Formalismus. Jeder der Autoren verwendet etwas andere Wörter und setzt demnach etwas andere Schwerpunkte.
Beide Autoren interpretieren die Mathematik - und dabei geht deren Präzision verloren.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Die Aussage von Carroll ... finde ich problematisch, weil, wie Tom auch schon geschrieben hat, gar nicht klar definiert ist, was mit "world" eigentlich genau gemeint ist.
Es gibt natürlich diverse Probleme - die jedoch gerade dann entstehen, wenn man die zugrundeliegende Mathematik ignoriert und Interpretationen interpretiert.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Wir haben per Definition oder um bei Everett zu bleiben eine globale Wellenfunktion und einen Hamilton-Operator für die zeitliche Entwicklung dieser Funktion. Der Hamilton-Operator legt die kausale Struktur der zu beschreibenden Realität fest. Solange man die exakte Form des H.-Operators aber nicht kennt, weiß man streng genommen auch nicht, welche Bereiche kausal getrennt sind oder nicht. Die hier dargestellte Version der VWI wird damit ziemlich spekulativ.
Es ist doch ausreichend, dass per Axiom ein Hamiltonoperator gegeben ist. Everett et al. verwenden keine Schlussfolgerungen oder Interpretationen, für die ein spezieller Hamiltonoperator mit besonderen Eigenschaften notwendig wäre. Sämtliche Schlussfolgerungen sind generisch und allgemeingültig.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Ich hoffe das zeigt die Problematik mit der VWI. Es ist kein in sich geschlossenes System.
Nochmal: Probleme resultieren ausschließlich durch unpräzise Interpretationen und Verwendung der Alltagssprache.

Ich habe eine knappe axiomatische Formulierung präsentiert, und sehe nicht, dass an dieser irgendwo etwas auszusetzen wäre oder konkret kritisiert wurde. Wo genau wäre denn ein Problem der VWI in diesen Axiomen zu finden?

Darüberhinaus ist die Everettsche QM rein axiomatisch eine Untermenge der orthodoxen QM; damit wäre ein Problem der Everettsche QM sofort auch ein Problem der orthodoxen QM. Wie löst die orthodoxen QM denn die - vermeintliche - Problematik der Everettsche QM?
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Geändert von TomS (25.08.18 um 23:27 Uhr)
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  #25  
Alt 25.08.18, 23:33
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Standard AW: VWI im Alltag

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Es bleibt wegen der Energieerhaltung damit nur die Möglichkeit, dass sich Teilbereiche des Universums umordnen.
In der von mir genannten mathematischen Formulierung werden überhaupt keine „Bereiche“ verwendet. Was wäre denn ein derartiger „Bereich“?

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Das Duplikat müsste demnach aus anderen Bereichen des Universums gebildet werden und wäre damit auch nicht kausal vom anderen Zweig getrennt.
dito.

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
... weiß man streng genommen auch nicht, welche Bereiche kausal getrennt sind oder nicht. Die hier dargestellte Version der VWI wird damit ziemlich spekulativ.
dito.

Was wäre denn ein derartiger „Bereich“?

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Da solche Umordnungen aber noch nicht beobachtet wurden, erscheint mir diese ganze "Verzweigerei" als unwahrscheinlich.
Das Problem ist, dass du ständig irgendwelche neuen Ideen einführst, anstatt bei der präzisen Formulierung zu bleiben. Die sogenannte „Verzweigerei“ ist doch mathematisch präzise formuliert und absolut unbestritten; es handelt sich um eine ganz gewöhnliche Superposition, an der seit von Neumann kein Zweifel besteht.

Probleme treten durch sprachliche Verwirrungen auf - angefangen mit den „vielen Welten“; es hilft nichts, jetzt auch noch von „Bereichen“ zu sprechen, die nirgendwo definiert sind, von „Umordnung“ etc. Warum bleiben wir nicht bei der Mathematik, und versuchen zu verstehen, was diese bedeutet - und was sie nicht bedeutet?
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Geändert von TomS (26.08.18 um 00:53 Uhr)
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  #26  
Alt 25.08.18, 23:48
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Standard AW: VWI im Alltag

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
In unserem Beispiel sind die 2 Welten schon in der Superposition angelegt, und für jeden der beiden Zweige gilt die Energieerhaltung. Damit ist die Energie "global" erhalten. Tom wird mich verbessern, wenn ich das falsch sehe (es sei denn, es graust ihn zu sehr diesen Thread überhaupt zu lesen).
Es graust mich tatsächlich etwas - s.o.

Zur Energieerhaltung:

Im Falle eines zeitunabhängigen Hamiltonoperators ist die Energie trivialerweise erhalten. Ganz allgemein ist eine physikalische Größe - speziell eine Observable A - genau dann erhalten, wenn dA/dt = 0 gilt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass für die Heisenbergsche Bewegungsgleichung [A,H] = 0 gilt. In unserem Fall identifizieren wir A mit H und finden trivialerweise [H,H] = 0.

Dass H zeitunabhängig ist, folgt aus der Tatsache, dass das betrachtete System abgeschlossen ist. H umfasst sämtliche Freiheitsgrade, es gibt kein „räumliches Jenseits“ oder „Außerhalb“; es gibt auch keine klassischen oder anderweitig nicht-quantenmechanischen Freiheitsgrade, die ein irgendwie geartetes Eigenleben führen oder die nicht in H enthalten wären.

Andersherum wäre ein offenes System tatsächlich mit einem zeitabhängigen H(t) zu assoziieren, aber das betrachten wir ja gerade nicht. Ein offenes System entsteht immer dann, wenn man eine künstliche Systemgrenze einführt, aber gerade das wollen Everett et al. ja vermeiden.

Das o.g. dH/dt = 0 ist äquivalent zur Energieerhaltung über alle Zweige, also sozusagen „global“. Wir beobachten jedoch eine „zweig-lokale“ Energieerhaltung; genauer: die gemessene Energie vor der „makroskopisch relevanten Verzweigung“ entspricht der gemessenen Energie „nach der Verzweigung je Zweig“! Wie kann das sein?

„Je Zweig“, d.h. „innerhalb eines Zweiges“ wird der Erwartungswert einer Observablen durch Projektion auf genau diesen Zweig definiert; nur noch die „innerhalb des Zweiges zugänglichen“ Freiheitsgrade tragen zur „zweig-lokalen“ Messgröße bei. Bei der Berechnung des „Erwartungswertes der Energie je Zweig“ bzgl. des Gewichtes des Zweiges normiert werden; damit wird einerseits bei der Berechnung der Gesamtenergie „über alle Zweige“ je Zweig dessen Gewichtung berücksichtigt, bei der Berechnung der „Energie je Zweig“ kürzt sich diese andererseits aufgrund der Nominierung gerade heraus. Ich denke, dieser Zusammenhang wird im Papier von Wilczek ausführlich dargestellt.
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Geändert von TomS (26.08.18 um 00:23 Uhr)
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  #27  
Alt 26.08.18, 00:40
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Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Zugegeben, schon der Titel ist eine Provokation und diese Geschichte erst recht "unsäglich":

Er hat das Ticket für die morgige Bahnfahrt ohne Platzreservierung. Zuvor macht er ein Experiment. Er' findet Spin up, Er'' Spin down. Er' und Er'' teilen dieselbe Erinnerung. Am nächsten Tage steigen sie in den gleichen Zug, nicht in denselben. Er' fragt sich, welchen Platz wohl Er'' ergattert hat. Er'' fragt sich, welchen Platz wohl Er' ergattert hat. Fortan lebt jeder in seiner Welt, begegnen werden sie sich nie.

Was, abgesehen von "unsäglich", ist an der Geschichte zu beanstanden?
Wenn man die Mathematik der QM zugrundelegt - nichts.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ich sehe nicht, was es bei Carroll zu beanstanden gibt. Das Superpositionsprinzip ist unbestritten. Auch nach Zeilinger bedeutet es, "dass Dinge in einer eigenartigen Überlagerung von verschiedenen Möglichkeiten existieren können." Carroll's "the quantum state has the built-in ability to describe superpositions of non-interacting worlds." besagt , dass die akausale Verzweigung bereits in der Superposition angelegt ist, z.B. Spin up + Spin down. Was ist hier problematisch?
Formal fast nichts!

Es ist jedoch so, dass sich viele Physiker und Laien instinktiv gegen die bizarren Schlussfolgerungen wehren und Alternativen bevorzugen; insbs.:
1) Kollaps der Wellenfunktion
2) Die Wellenfunktion beschreibt nicht die Realität sondern ist lediglich ein Instrument zur Berechnung von Messwerten.

(1) ist ad hoc, führt zu einem nicht vernünftig definierten bzw. in sich widersprüchlichen Axiomensystem, und ist spätestens seit den Erkenntnissen zur Dekohärenz überflüssig.
(2) führt unmittelbar zu der Frage, warum ein Instrument zur Berechnung von Messwerten existieren und funktionieren sollte, ohne dass es irgendetwas mit der Realität zu tun hat. Natürlich ist dieses „warum“ eine philosophische Frage, und diverse Physiker lehnen sie als physikalisch irrelevant ab - stellen aber gleichzeitig die ebenso philosophische Behauptung (2) auf. (2) führt streng genommen auf eine seltsam agnostische Haltung im Sinne von „toll, wir können das alles berechnen, wissen jedoch nicht wieso, und es kümmert uns auch nicht weiter, dass wir es es nicht wissen - und wir legen allen anderen nahe, dass es ihnen auch egal ist und bleibt ...“.

Zu deinem „akausal“: was meinst du damit? Die QM sowie sämtliche Theorien zur relativistischen QFT sind streng mikro-kausal, alles ist prima. Einzig bei Einbeziehung der Quantengravitation müssen wir wohl Neuland betreten.
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Geändert von TomS (26.08.18 um 07:36 Uhr)
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  #28  
Alt 26.08.18, 07:53
Bernhard Bernhard ist offline
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Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Das wird gerade nicht postuliert! Wo findest du ein derartiges Postulat?
Vor allem in Beitrag #1 !

EDIT: Und man findet diese Art der Interpretation auch bei Everett
Zitat:
Zitat von Everett 1957
From the viewpoint of the theory all elements of a superposition (all "branches") are "actual," none any more "real" than the rest.
So ganz "unschuldig" ist Everett also auch an diesem Thema hier nicht.
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Freundliche Grüße, B.

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Geändert von Bernhard (26.08.18 um 08:02 Uhr)
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  #29  
Alt 26.08.18, 08:01
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TomS TomS ist offline
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Zitat:
Zitat von soon Beitrag anzeigen
Die VWI spielt im dem Bereich zwischen zwei Ereignissen, zu der die bisherige Physik keinen Zugang hat. Diesen Umstand sollte man nicht aus den Augen verlieren.
Korrekt, das habe ich mehrfach betont.

Natürlich ist es logisch möglich, hier eine agnostische Position einzunehmen, ich halte sie jedoch für sinnlos. Physik betreiben bedeutet für mich, dass ich mathematisch Zugang zu einem Stück Realität erhalte.

Agnostische bzw. instrumentalistische Interpretation der QM:
Am Doppelspalt muss ich das Photon mathematisch als Superpositionszustand beschreiben, um die korrekten Vorhersagen für Messergebnisse und deren Wahrscheinlichkeiten zu erhalten; dass das reale Photon tatsächlich in einem derartigen Superpositionszustand existiert, kann ich nicht sicher wissen, da ich es nicht beobachte.

Agnostische bzw. instrumentalistische Interpretation der Newtonschen Mechanik:
Den Mond muss ich als starren Körper mit einer Bahnkurve seines Schwerpunktes gemäß F = ma, F = -GmM/r² beschreiben, um die korrekten Vorhersagen für Beobachtungen zu erhalten; dass der reale Mond sich tatsächlich entlang einer derartigen Bahnkurve bewegt, kann ich nicht sicher wissen, da ich ihn da ja nicht beobachte.

Natürlich ist es logisch möglich und sozusagen philosophisch „vorsichtig“, über das, was man nicht beobachtet, keinerlei Aussagen treffen zu wollen. Die Frage ist, ob es auch sinnvoll ist. Wie gesagt, ich sehe das anders: Physik betreiben bedeutet für mich, dass ich mathematisch Zugang zu einem Stück Realität erhalte, d.h. dass ich die Realität in ihrer Struktur zumindest in Teilen zutreffend modelliere und beschreibe.

Ich bin mit dieser Ansicht keineswegs alleine; bis zur Entdeckung der Quantenmechanik waren viele Physiker implizit dieser Meinung, ohne dass dies groß diskutiert wurde. Durch die Entdeckung der Quantenmechanik und ihrer bizarren Konsequenzen sowie die teilweise parallel stattfindende philosophische Diskussion zum Positivismus wurde diese agnostische oder instrumentalistische Sichtweise hoffähig - jedoch sich nicht Konsens! Einstein sah das anders, Popper, Everett, später Penrose, heute z.B. Deutsch und Tegmark.

Für sie (und mich) ist die o.g. „vorsichtige“ Einstellung unbefriedigend, weil sie nicht erklären kann, warum uns mit der Mathematik der Quantenmechanik ein perfektes Insrument zur Bewchriebung der Beobachtung zur Verfügung steht, das gleichzeitig nichts über die Realität aussagt und das seinen eigenen Erfolg in keiner Weise erklären kann.

Ich werde dazu ein kleines Beispiel - angelehnt an Deutsch - in einem anderen Thread vorstellen.
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  #30  
Alt 26.08.18, 08:05
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Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Vor allem in Beitrag #1 !
Das stimmt doch nicht!

Beitrag #1, die Texte von Everett, meine Erklärungen, ... enthalten sämtlich kein derartiges Postulat, die „Verzweigung“ ist eine unumstrittene mathematische Konsequenz der QM, insbs. der Dekohärenz.

Beitrag #1 u.a. enthalten lediglich anschauliche Interpretationen dieser Konsequenzen, jedoch sicher keine Postulate.

Wir drehen uns im Kreis, wenn du nicht das ernst nimmst, was formal korrekt und unwidersprochen da steht und was wir schon mehrfach besprochen hatten.
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Geändert von TomS (26.08.18 um 08:07 Uhr)
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