Rollen des Beobachters im Prozess der teilnehmenden Beobachtung. Die Rolle des Beobachters in der Quantenphysik-Planungsübung

Niemand auf der Welt versteht die Quantenmechanik – das ist das Wichtigste, was Sie darüber wissen müssen. Ja, viele Physiker haben gelernt, seine Gesetze zu nutzen und mithilfe von Quantenberechnungen sogar Phänomene vorherzusagen. Es ist jedoch immer noch nicht klar, warum die Anwesenheit eines Beobachters das Schicksal des Systems bestimmt und es dazu zwingt, sich für einen Staat zu entscheiden. „Theories and Practices“ wählte Beispiele von Experimenten aus, deren Ausgang unweigerlich vom Beobachter beeinflusst wird, und versuchte herauszufinden, was die Quantenmechanik mit solchen Eingriffen des Bewusstseins in die materielle Realität machen wird.

Shroedingers Katze

Heutzutage gibt es viele Interpretationen der Quantenmechanik, von denen die Kopenhagener nach wie vor die beliebteste ist. Seine Grundprinzipien wurden in den 1920er Jahren von Niels Bohr und Werner Heisenberg formuliert. Und der zentrale Begriff der Kopenhagener Interpretation war die Wellenfunktion – eine mathematische Funktion, die Informationen über alle möglichen Zustände eines Quantensystems enthält, in dem sie sich gleichzeitig befindet.

Nach der Kopenhagener Interpretation kann nur die Beobachtung den Zustand eines Systems zuverlässig bestimmen und es vom Rest unterscheiden (die Wellenfunktion hilft lediglich dabei, die Wahrscheinlichkeit, ein System in einem bestimmten Zustand zu entdecken, mathematisch zu berechnen). Wir können sagen, dass ein Quantensystem nach der Beobachtung klassisch wird: Es hört sofort auf, in vielen Zuständen gleichzeitig zu existieren, und stattdessen einen von ihnen.

Dieser Ansatz hatte schon immer seine Gegner (denken Sie zum Beispiel an „Gott würfelt nicht“ von Albert Einstein), aber die Genauigkeit der Berechnungen und Vorhersagen forderte ihren Tribut. Allerdings gibt es in letzter Zeit immer weniger Befürworter der Kopenhagener Interpretation, was nicht zuletzt an dem sehr mysteriösen augenblicklichen Zusammenbruch der Wellenfunktion während der Messung liegt. Erwin Schrödingers berühmtes Gedankenexperiment mit der armen Katze sollte gerade die Absurdität dieses Phänomens aufzeigen.

Erinnern wir uns also an den Inhalt des Experiments. In einer Blackbox werden eine lebende Katze, eine Ampulle mit Gift und ein bestimmter Mechanismus, der das Gift nach dem Zufallsprinzip in die Tat umsetzen kann, platziert. Zum Beispiel ein radioaktives Atom, dessen Zerfall die Ampulle zerbrechen lässt. Der genaue Zeitpunkt des Atomzerfalls ist unbekannt. Bekannt ist nur die Halbwertszeit: die Zeit, in der der Zerfall mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % erfolgt.

Es stellt sich heraus, dass die Katze in der Box für einen externen Beobachter in zwei Zuständen gleichzeitig existiert: Sie ist entweder lebendig, wenn alles gut geht, oder tot, wenn Verfall eingetreten ist und die Ampulle zerbrochen ist. Beide Zustände werden durch die Wellenfunktion der Katze beschrieben, die sich mit der Zeit ändert: Je weiter entfernt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass bereits radioaktiver Zerfall stattgefunden hat. Doch sobald die Schachtel geöffnet wird, bricht die Wellenfunktion zusammen und wir sehen sofort das Ergebnis des Knacker-Experiments.

Es stellt sich heraus, dass die Katze, bis der Beobachter die Kiste öffnet, für immer an der Grenze zwischen Leben und Tod balancieren wird und nur die Aktion des Beobachters ihr Schicksal bestimmen wird. Das ist die Absurdität, auf die Schrödinger hingewiesen hat.

Elektronenbeugung

Laut einer Umfrage der New York Times unter führenden Physikern wurde das 1961 von Klaus Jenson durchgeführte Experiment mit Elektronenbeugung zu einem der schönsten in der Geschichte der Wissenschaft. Was ist sein Wesen?

Es gibt eine Quelle, die einen Elektronenstrom auf einen fotografischen Plattenschirm aussendet. Und diesen Elektronen steht ein Hindernis im Weg – eine Kupferplatte mit zwei Schlitzen. Was für ein Bild können Sie auf dem Bildschirm erwarten, wenn Sie sich Elektronen nur als kleine geladene Kugeln vorstellen? Zwei Leuchtstreifen gegenüber den Schlitzen.

In Wirklichkeit erscheint auf dem Bildschirm ein viel komplexeres Muster aus abwechselnden schwarzen und weißen Streifen. Tatsache ist, dass sich Elektronen beim Durchgang durch die Schlitze nicht mehr wie Teilchen, sondern wie Wellen verhalten (so wie Photonen, Lichtteilchen, gleichzeitig Wellen sein können). Dann interagieren diese Wellen im Raum, schwächen und verstärken sich an manchen Stellen gegenseitig und als Ergebnis erscheint auf dem Bildschirm ein komplexes Bild aus abwechselnden hellen und dunklen Streifen.

In diesem Fall ändert sich das Ergebnis des Experiments nicht, und wenn Elektronen nicht in einem kontinuierlichen Strom, sondern einzeln durch den Spalt geschickt werden, kann sogar ein Teilchen gleichzeitig eine Welle sein. Sogar ein Elektron kann gleichzeitig zwei Spalte passieren (und dies ist ein weiterer wichtiger Punkt der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik – Objekte können gleichzeitig ihre „normalen“ Materialeigenschaften und exotischen Welleneigenschaften aufweisen).

Aber was hat der Beobachter damit zu tun? Und das, obwohl seine ohnehin schon komplizierte Geschichte noch komplizierter wurde. Als Physiker in ähnlichen Experimenten versuchten, mit Hilfe von Instrumenten nachzuweisen, welche Schlitze das Elektron tatsächlich passierten, änderte sich das Bild auf dem Bildschirm dramatisch und wurde „klassisch“: zwei beleuchtete Bereiche gegenüber den Schlitzen und keine abwechselnden Streifen.

Es war, als wollten die Elektronen ihre Wellennatur unter dem wachsamen Blick des Beobachters nicht zeigen. Wir haben uns auf seinen instinktiven Wunsch eingestellt, ein einfaches und verständliches Bild zu sehen. Mystiker? Es gibt eine viel einfachere Erklärung: Keine Beobachtung des Systems kann ohne physikalischen Einfluss darauf durchgeführt werden. Aber darauf kommen wir etwas später zurück.

Erhitztes Fulleren

Experimente zur Teilchenbeugung wurden nicht nur an Elektronen, sondern auch an viel größeren Objekten durchgeführt. Beispielsweise sind Fullerene große, geschlossene Moleküle, die aus Dutzenden von Kohlenstoffatomen bestehen (ein Fulleren mit sechzig Kohlenstoffatomen hat beispielsweise eine sehr ähnliche Form wie ein Fußball: eine hohle Kugel, die aus Fünfecken und Sechsecken zusammengefügt ist).

Kürzlich versuchte eine Gruppe der Universität Wien unter der Leitung von Professor Zeilinger, ein Element der Beobachtung in solche Experimente einzuführen. Dazu bestrahlten sie bewegte Fullerenmoleküle mit einem Laserstrahl. Anschließend begannen die Moleküle, durch äußere Einflüsse erhitzt, zu leuchten und verrieten so dem Betrachter unweigerlich ihren Platz im Raum.

Mit dieser Innovation veränderte sich auch das Verhalten der Moleküle. Vor Beginn der totalen Überwachung umgingen Fullerene Hindernisse recht erfolgreich (sie zeigten Welleneigenschaften), wie zum Beispiel Elektronen aus dem vorherigen Beispiel, die durch einen undurchsichtigen Schirm gingen. Doch später, mit dem Erscheinen eines Beobachters, beruhigten sich die Fullerene und begannen, sich wie völlig gesetzestreue Materieteilchen zu verhalten.

Kühldimension

Eines der bekanntesten Gesetze der Quantenwelt ist die Heisenbergsche Unschärferelation: Es ist unmöglich, gleichzeitig Position und Geschwindigkeit eines Quantenobjekts zu bestimmen. Je genauer wir den Impuls eines Teilchens messen, desto ungenauer kann seine Position gemessen werden. Aber die Auswirkungen der Quantengesetze, die auf der Ebene winziger Teilchen wirken, sind in unserer Welt der großen Makroobjekte normalerweise nicht wahrnehmbar.

Umso wertvoller sind daher die jüngsten Experimente der Gruppe von Professor Schwab aus den USA, bei denen Quanteneffekte nicht auf der Ebene derselben Elektronen oder Fullerenmoleküle (ihr charakteristischer Durchmesser beträgt etwa 1 nm), sondern auf einer etwas greifbareren Ebene nachgewiesen wurden Objekt - ein winziger Aluminiumstreifen.

Dieser Streifen war auf beiden Seiten befestigt, so dass seine Mitte aufgehängt war und bei äußerer Einwirkung vibrieren konnte. Darüber hinaus befand sich neben dem Streifen ein Gerät, das seine Position mit hoher Genauigkeit aufzeichnen konnte.

Dabei entdeckten die Experimentatoren zwei interessante Effekte. Erstens verlief jede Messung der Position des Objekts oder die Beobachtung des Streifens nicht spurlos – nach jeder Messung änderte sich die Position des Streifens. Grob gesagt bestimmten die Experimentatoren die Koordinaten des Streifens mit großer Genauigkeit und veränderten dadurch nach dem Heisenberg-Prinzip seine Geschwindigkeit und damit seine spätere Position.

Zweitens führten einige Messungen völlig unerwartet auch zu einer Abkühlung des Bandes. Es stellt sich heraus, dass ein Beobachter allein durch seine Anwesenheit die physikalischen Eigenschaften von Objekten verändern kann. Es klingt völlig unglaublich, aber zur Ehre der Physiker muss man sagen, dass sie nicht ratlos waren – jetzt denkt die Gruppe von Professor Schwab darüber nach, wie man den entdeckten Effekt auf kühle elektronische Chips anwenden kann.

Gefrierende Partikel

Wie Sie wissen, zerfallen instabile radioaktive Partikel auf der Welt nicht nur für Experimente an Katzen, sondern auch völlig von selbst. Darüber hinaus zeichnet sich jedes Teilchen durch eine durchschnittliche Lebensdauer aus, die sich unter dem wachsamen Blick des Beobachters erhöhen kann.

Dieser Quanteneffekt wurde erstmals in den 1960er Jahren vorhergesagt und seine brillante experimentelle Bestätigung erschien in einem 2006 von der Gruppe des Nobelpreisträgers für Physiker Wolfgang Ketterle am Massachusetts Institute of Technology veröffentlichten Artikel.

In dieser Arbeit untersuchten wir den Zerfall instabiler angeregter Rubidiumatome (Zerfall in Rubidiumatome im Grundzustand und Photonen). Unmittelbar nach der Vorbereitung des Systems und der Anregung der Atome begann man, sie zu beobachten – sie wurden mit einem Laserstrahl beleuchtet. In diesem Fall wurde die Beobachtung in zwei Modi durchgeführt: kontinuierlich (kleine Lichtimpulse werden dem System ständig zugeführt) und gepulst (das System wird von Zeit zu Zeit mit stärkeren Impulsen bestrahlt).

Die erzielten Ergebnisse stimmten hervorragend mit theoretischen Vorhersagen überein. Äußere Lichteinflüsse verlangsamen tatsächlich den Zerfall von Partikeln, als würden sie sie in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzen, weit entfernt vom Zerfall. Darüber hinaus stimmt auch das Ausmaß des Effekts für die beiden untersuchten Regime mit den Vorhersagen überein. Und die maximale Lebensdauer instabil angeregter Rubidiumatome wurde um das 30-fache verlängert.

Quantenmechanik und Bewusstsein

Elektronen und Fullerene verlieren ihre Welleneigenschaften, Aluminiumplatten kühlen ab und instabile Teilchen gefrieren in ihrem Zerfall: Unter dem allmächtigen Blick des Beobachters verändert sich die Welt. Was ist kein Beweis dafür, dass unser Geist an der Arbeit der Welt um uns herum beteiligt ist? Vielleicht hatten Carl Jung und Wolfgang Pauli (österreichischer Physiker, Nobelpreisträger, einer der Pioniere der Quantenmechanik) Recht, als sie sagten, dass die Gesetze der Physik und des Bewusstseins als komplementär betrachtet werden sollten?

Aber das ist nur ein Schritt von der routinemäßigen Erkenntnis entfernt: Die ganze Welt um uns herum ist die Essenz unseres Geistes. Unheimlich? („Glauben Sie wirklich, dass der Mond nur dann existiert, wenn Sie ihn betrachten?“ Einstein kommentierte die Prinzipien der Quantenmechanik). Dann versuchen wir noch einmal, uns an die Physiker zu wenden. Darüber hinaus haben sie in den letzten Jahren immer weniger Gefallen an der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik mit ihrem mysteriösen Zusammenbruch einer Funktionswelle gefunden, die durch einen anderen, recht bodenständigen und zuverlässigen Begriff ersetzt wird – Dekohärenz.

Der Punkt ist folgender: Bei allen beschriebenen Beobachtungsexperimenten haben die Experimentatoren zwangsläufig Einfluss auf das System genommen. Sie beleuchteten es mit einem Laser und installierten Messgeräte. Und das ist ein allgemeiner, sehr wichtiger Grundsatz: Man kann ein System nicht beobachten und seine Eigenschaften nicht messen, ohne mit ihm zu interagieren. Und wo es Interaktion gibt, gibt es eine Veränderung der Eigenschaften. Darüber hinaus, wenn der Koloss der Quantenobjekte mit einem winzigen Quantensystem interagiert. Daher ist eine ewige, buddhistische Neutralität des Betrachters unmöglich.

Genau daraus erklärt sich der Begriff „Dekohärenz“ – ein irreversibler Prozess der Verletzung der Quanteneigenschaften eines Systems während seiner Interaktion mit einem anderen, größeren System. Bei einer solchen Wechselwirkung verliert das Quantensystem seine ursprünglichen Eigenschaften und wird klassisch, indem es sich dem großen System „unterwirft“. Dies erklärt das Paradoxon bei Schrödingers Katze: Die Katze ist ein so großes System, dass sie einfach nicht von der Welt isoliert werden kann. Das Gedankenexperiment selbst ist nicht ganz richtig.

Im Vergleich zur Realität als Akt der Bewusstseinsbildung klingt Dekohärenz jedenfalls deutlich ruhiger. Vielleicht sogar zu ruhig. Schließlich wird mit diesem Ansatz die gesamte klassische Welt zu einem einzigen großen Dekohärenzeffekt. Und laut den Autoren eines der seriösesten Bücher auf diesem Gebiet ergeben sich aus solchen Ansätzen auch logischerweise Aussagen wie „Es gibt keine Teilchen auf der Welt“ oder „Es gibt keine Zeit auf einer fundamentalen Ebene“.

Kreativer Beobachter oder allmächtige Dekohärenz? Sie müssen zwischen zwei Übeln wählen. Aber denken Sie daran: Mittlerweile sind Wissenschaftler zunehmend davon überzeugt, dass die Grundlage unserer Denkprozesse dieselben berüchtigten Quanteneffekte sind. Wo also die Beobachtung endet und die Realität beginnt – jeder von uns muss entscheiden.

Die Nichteinmischung des Beobachters, sofern sie nicht durch speziell festgelegte Bedingungen verursacht wird (wie im Fall der teilnehmenden Beobachtung), gilt als fast das Hauptpostulat der wissenschaftlichen Methode. In den Sozialwissenschaften ist dies jedoch äußerst schwierig zu erreichen. Dabei hängen die Endergebnisse maßgeblich von der Persönlichkeit des Beobachters und seiner Einstellung zu den untersuchten Phänomenen ab. Schließlich handelt es sich bei der Beobachtung um eine Methode der Informationsbeschaffung, die auf dem direkten Kontakt zwischen dem Forscher und dem Untersuchungsobjekt basiert.

Nicht enthaltenÜberwachung. Im Idealfall sollte ein Wissenschaftler bei unbeteiligter Beobachtung sozusagen unsichtbar werden. Da das Ideal unerreichbar ist, muss sich der Beobachter so verhalten, dass ihm möglichst wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird, um die von ihm verursachte Störung des beobachteten Phänomens zu verringern. Helle (auffällige) Kleidung, extravagantes Verhalten und übermäßige Demonstration des eigenen Interesses an den untersuchten Ereignissen sind für ihn kontraindiziert. Er muss über eine stabile Psyche, ein phlegmatisches Temperament, die Fähigkeit, bei plötzlichen Veränderungen der Situation Gelassenheit zu bewahren, Geduld und Stabilität bei der Aufrechterhaltung seiner Position als externer Beobachter verfügen.

InbegriffenÜberwachung. Hier sind vom Beobachter die Fähigkeit zur schnellen und effektiven Kontaktaufnahme mit Fremden, Geselligkeit, Wohlwollen, Fingerspitzengefühl, Zurückhaltung und Toleranz (Toleranz gegenüber anderen Menschen) gefragt.

IN Labor Beobachtungen, die unter künstlich geschaffenen Bedingungen durchgeführt werden, erhöhen die Bedeutung der Fähigkeit des Forschers, diese Bedingungen zu regulieren und ihren Einfluss auf das Beobachtete zu kontrollieren, sowie Eigenschaften wie Integrität und Genauigkeit, technische Kompetenz (im Zusammenhang mit der Verwendung audiovisueller Beobachtungsmittel). .

IN Feld Beobachtungen, die im gewöhnlichen sozialen Leben durchgeführt werden und objektivere Informationen liefern, eine besondere Rolle spielen das Wissen über die Bedeutung der nonverbalen Reaktionen von Menschen (Lächeln, Gesten), das Arbeitsgedächtnis, das analytische Denken des Beobachters und seine Fähigkeit, voneinander zu unterscheiden andere individuelle Zeichen des untersuchten Objekts, seine Aufmerksamkeit auf alle diese Zeichen zu lenken und sie auf eines von ihnen zu lenken.

Standardisiert Beobachtung, die durch klar formalisierte Verfahren und Instrumente gekennzeichnet ist, impliziert eine erhöhte Fähigkeit des Beobachters, sich auf Details zu konzentrieren und Selbstbeherrschung, aber auch Pünktlichkeit, Fleiß und Pedanterie.

Nicht standardisiert Beobachtung, wenn die meisten zu registrierenden Elemente nicht im Voraus festgelegt wurden, erfordert in vielerlei Hinsicht das Gegenteil – eine solide theoretische Ausbildung auf dem Gebiet der Soziologie, Psychologie, Sozialpsychologie und Konfliktologie, die Fähigkeit, mit gleicher Aufmerksamkeit mindestens 5 zu überwachen -7 Parameter der Situation, die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit schnell zu wechseln, ohne sich nur auf eine Manifestation der Beobachtungskategorie zu konzentrieren.

Bericht: Die Rolle des Beobachters in der Quantenmechanik

Alexey Mazur

Das Hauptproblem der Quantenmechanik ist die Frage, was passiert, wenn die Wellenfunktion reduziert wird. Warum wird an einem Punkt der Fotoplatte eine ebene Welle eines Elektrons „realisiert“? Ist unsere Unfähigkeit zu „berechnen“, welche der verfügbaren Möglichkeiten „realisiert“ wird, ein grundlegendes Naturgesetz oder eine Folge der Unvollkommenheit der von uns verwendeten Methoden und Instrumente? Der Reduktionsprozess selbst ist ebenso unmerklich wie die Horizontlinie oder die Basis des Regenbogens. An welchem Punkt passiert es? Im Moment der Wechselwirkung der Wellenfunktion mit der Fotoplatte, die ein „klassisches“ Objekt ist, oder im Moment der „Beobachtung“ der Fotoplatte durch den Experimentator? Und was macht den „Beobachter“ so besonders, dass ihm das Recht eingeräumt wird, zu entscheiden, welchen der möglichen Wege die Welt als nächstes einschlagen wird?

Versuchen wir herauszufinden, wo die Grenze zwischen einem „klassischen“ und einem Quantenobjekt liegt. Als ich Student war (und heutzutage stellen vielleicht nur noch Studenten solche Fragen), dachten mein Vater V.A. Mazur und sein Freund A.V. Gainer ungefähr wie folgt. Der Prozess der „Beobachtung“ ist der Prozess der Interaktion einer Wellenfunktion mit einem Gerät, das eine so komplexe Wellenfunktion hat, dass es keine Möglichkeit gibt, sie zu berechnen. Daher handelt es sich um ein klassisches Objekt. Das Ergebnis der Wechselwirkung der Elektronenwellenfunktion mit einem solchen Objekt ist unvorhersehbarer und probabilistischer Natur, aber nicht, weil dies ein grundlegendes Naturgesetz wäre, sondern weil unsere Forschungsmethoden unvollkommen sind. Um das „Beobachtungs“-Modell zu vereinfachen, führten sie hypothetisch ein solches Experiment durch. Wir nehmen eine ebene Welle eines Elektrons auf, das auf eine ideal flache Fotoplatte einfällt, die aus schachbrettartig angeordneten Wasserstoffatomen besteht. Alle Atome befinden sich im Grundzustand. Das Ergebnis der Interaktion zu berechnen ist nicht schwierig. Die Wellenfunktion der Platte nach der Wechselwirkung ist die Summe von N Termen (wobei N die Anzahl der Atome in der Platte ist), von denen jeder ein „Gewicht“ von 1/N hat. Der erste Term besagt, dass Atom Nummer 1 angeregt ist, der Rest ist im Grundzustand, der zweite Term ist, dass Atom Nummer 2 angeregt ist, der Rest ist im Grundzustand usw. Die Schlussfolgerung, die mein Vater und A.V. Gainer daraus gezogen haben, ist, dass eine solche Platte kein klassisches Objekt ist, sondern ein Quantenobjekt bleibt, während echte Platten kompliziert genug sind, um klassisch zu sein.

Ich schlage vor, ihr hypothetisches Experiment zu Ende zu bringen und zu überlegen, was nach der Interaktion dieser Platte mit dem Beobachter passieren wird. Natürlich können wir die Wellenfunktion des Beobachters nicht simulieren. Aber einige Analogien scheinen ziemlich offensichtlich. Also schaute sich unser „Quanten“-Beobachter diese Fotoplatte an. Was passiert mit seiner Wellenfunktion? Wie Sie leicht verstehen können, wird es in N Begriffe zerlegt. Herkömmlicherweise können sie wie folgt aufgerufen werden: der erste Term – der Beobachter sieht das angeregte Atom Nummer 1, der zweite Term – der Beobachter sieht das angeregte Atom Nummer 2 usw. Auch hier scheint uns der Moment der Reduktion entgangen zu sein. Aber schauen wir uns die subjektiven Empfindungen des Betrachters an. Angenommen, er hätte dieses Experiment dreimal durchgeführt. Wie leicht zu erkennen ist, hat seine Wellenfunktion bereits N kubische Terme. Und hier kam es zu der Reduzierung. Angenommen, er traf einen „klassischen“ und nicht einen „Quanten“-Beobachter, der ihn nach den Ergebnissen dieser Experimente fragte. Und von den N kubischen Termen unseres „Quanten“-Beobachters wird nur einer übrig bleiben. Beachten Sie jedoch, dass er fest davon überzeugt sein wird, dass er im ersten Fall ein angeregtes Atom gesehen hat, beispielsweise die Nummer 27, im zweiten Fall 3 und im dritten Fall 137. An die anderen Terme seiner Wellenfunktion werden keine Erinnerungen in ihm zurückbleiben . Er wird dem „klassischen“ Beobachter von diesen „subjektiven“ Empfindungen erzählen.

Daraus sehen wir, dass der Prozess der Reduktion möglicherweise überhaupt nicht mit dem Prozess der „Beobachtung“ verbunden ist. Im Moment der „Beobachtung“ „wählt“ nicht der Beobachter einen der möglichen Zustände der Welt, sondern er selbst „zerlegt“ ihn in Bestandteile. Jeder dieser Begriffe entspricht den Begriffen des „gemessenen“ Objekts. Nehmen wir an, dass eine Reduktion im Allgemeinen sehr selten vorkommt. Einmal im Jahr zum Beispiel. Alle Beobachter, Sie und ich eingeschlossen, werden nach der Reduktion keine Ahnung haben, dass unsere Wellenfunktionen andere, „unrealisierte“ Terme hatten.

Offensichtlich besteht kein besonderer Bedarf für eine „Umsetzung“ als solche. Es entstand aus dem subjektiven Gefühl jener Beobachter, die „sahen“, wie von gleich wahrscheinlichen Möglichkeiten nur eine zufällig „realisiert“ wurde. Schließlich enthält keiner der Terme der Wellenfunktion des Beobachters Informationen über die anderen Terme.

Hier stoßen wir auf die Frage, was das „Ich“ des Beobachters ist. Es ist leicht zu verstehen, dass das „Subjekt“ nicht die Gesamtheit der „Komponenten“ ist, sondern nur eine davon. Darüber hinaus alle. Das heißt, ein Mensch ist keine „Weltlinie“, sondern ein „Baum“, und die Verzweigungspunkte sind Momente der „Beobachtung“, sondern einfach Momente der Interaktion mit der Außenwelt. Und das betrifft, wie Sie verstehen, nicht nur Menschen.

Das Bild der Welt, das sich nach der Erkenntnis des oben Gesagten ergibt, sieht absolut fantastisch aus. Es ist alles passiert, was passieren konnte. Alle verpassten Chancen wurden erkannt, sie existieren in der gleichen Welt und im gleichen Raum wie wir, haben aber keinen Einfluss auf uns. Und man muss zugeben, dass dieses Weltbild eine direkte Folge der Gesetze der Quantenmechanik ist und nicht die leere Spekulation pseudowissenschaftlicher Romanautoren.

Skeptiker können natürlich sagen: Welche Konsequenzen haben diese Argumente? Sie haben keine praktische Bedeutung. Das ist nicht ganz richtig.

Zunächst wird deutlich, dass es keine Grenze zwischen einem Quant und einem klassischen Objekt gibt. Der Moment der Reduktion für unser subjektives „Ich“ tritt tatsächlich im Moment der Beobachtung ein. Aber es sind nicht wir, die der Welt etwas antun, sondern die Welt, die uns etwas antut. Aber der Einfachheit halber können wir das Konzept der Reduktion verlassen und stolz darauf sein, dass jeder seine eigene Welt „verwirklicht“.

Zweitens ist das Experiment, das entweder Ende der vierziger oder Anfang der fünfziger Jahre durchgeführt wurde, leicht zu erklären. Ein Teilchen zerfiel in zwei Fragmente, die jeweils in entgegengesetzte Richtungen flogen. Da das Teilchen im Moment des Zerfalls ruhte, waren alle Flugrichtungen des 1. Fragments gleich wahrscheinlich. Aber der zweite musste nach dem Impulserhaltungssatz genau in die entgegengesetzte Richtung fliegen. Die Fragmentdetektoren wurden so positioniert, dass der Zeitunterschied zwischen dem „Fangen“ der Fragmente geringer war, als das Licht benötigen würde, um von einem Detektor zum anderen zu gelangen (um den möglichen Einfluss der Ergebnisse an einem Detektor auf die Ergebnisse an auszuschließen). das andere). Das Paradoxe bestand darin, dass die Wellenfunktionen der beiden Fragmente im Einklang mit den Erhaltungssätzen gemeinsam gegeneinander „realisiert“ wurden, aber die Physiker sind verwirrt: Woher „weiß“ die Wellenfunktion von Fragment Nummer zwei, dass die Welle reduziert wird? Ist die Funktion von Fragment Nummer eins aufgetreten? Schneller als mit Lichtgeschwindigkeit herausfinden?

Wie wir jetzt verstehen, erfolgt die Reduktion von Fragment Nummer zwei nicht im Moment seiner Interaktion mit dem Detektor, sondern im Moment der Interaktion des Beobachters mit dem Detektor, sodass die Ursache-Wirkungs-Beziehungen nicht unterbrochen werden.

Der Beobachter ist hier wie bei der unbeteiligten Beobachtung ein Außenstehender, der Zweck der Beobachtung ist den Probanden jedoch meist nicht bewusst. Der Forscher erfindet eine Art Legende, die seine Anwesenheit am Tatort erklärt.
Für den Beobachter-Teilnehmer ist es so, als ob „Beobachtung mit Beobachtung einhergeht“, beispielsweise während eines Interviews oder Experiments. Der Journalist probiert diese Rolle ständig aus.
Der teilnehmende Beobachter verbirgt seine Ziele nicht, und diejenigen, die er beobachtet, wissen dies. Bei einer Langzeitbeobachtung gewöhnen sich die Situationsteilnehmer an die Anwesenheit des Beobachters und nehmen ihn oft nicht mehr wahr.
Der Teilnehmer handelt in voller Einbeziehung in die Situation; Normalerweise bleiben die wahren Ziele der Beobachtung verborgen und der Forscher oder Journalist wird ein vollwertiges Mitglied der beobachteten Gruppe. Hält dies über längere Zeit an, verliert der Beobachter möglicherweise die Objektivität, er entwickelt eigene Beziehungen zu Gruppenmitgliedern, eigene Vorlieben.
Ein klassisches Beispiel für eine solche Beobachtung lieferte der amerikanische Soziologe und Fellow an der Harvard University, W. White, der dreieinhalb Jahre lang (1936–1939) kriminelle Gruppen von Auswanderern aus Italien untersuchte, die sich in ihren Slums niederließen. Das Ergebnis war das Buch Street Corner Society.
Im Journalismus nennt man diese Technik „Ein Journalist wechselt den Beruf“, was bereits besprochen wurde. Schriftsteller und Journalisten verwendeten oft Beobachtungen, die der Soziologie ähnelten. Viele Essays von Gorki und Pisemsky können als soziologisch bezeichnet werden, ebenso wie Tschechows „Die Insel Sachalin“ und Dostojewskis „Notizen aus einem Totenhaus“*.
Die journalistische Technik „Ein Journalist wechselt den Beruf“ kommt der Soziologie nahe. Dies ist eine Methode, die Soziologen als teilnehmende Beobachtung bezeichnen. Mikhail Koltsov arbeitete als Taxifahrer und schrieb darüber einen interessanten Aufsatz. Der Iswestija-Journalist Anatoly Gudimov wechselte häufig den Beruf. Als Ergebnis erschien das Buch „Das Geheimnis des Berufs eines anderen“. Die Geschichte deutscher Journalisten, die als Wanderarbeiter verkleidet in einem deutschen Bergwerk arbeiteten und alle Nöte ihrer Arbeit und ihres Lebens mit ihnen teilten, ist weithin bekannt. Und mittlerweile nutzen Journalisten oft die Methode der teilnehmenden Beobachtung.
Was ist in der Struktur des Beobachtungsgegenstandes enthalten? Dies ist sowohl für Journalisten als auch für Soziologen nützlich zu wissen. Laut V. A. Yadov kann man Folgendes beobachten:
- allgemeine Merkmale der sozialen Situation, Tätigkeitsbereich (Produktion, Politik, Familienleben, Freizeitgestaltung etc.);
- Regeln und Vorschriften, die den Zustand des Objekts als Ganzes regeln, den Grad der Selbstregulierung des Beobachtungsobjekts;
- Merkmale der Typizität des beobachteten Objekts im Verhältnis zu anderen Objekten in einer bestimmten Situation (ökologische Umgebung, Lebensaktivitätsbereich, sozialer Bewusstseinszustand usw.);
- Subjekte und Teilnehmer an gesellschaftlichen Veranstaltungen (verschiedene soziodemografische Gruppen), ihre Beziehungen (offiziell und inoffiziell);
- Aktivitätsziele und soziale Interessen, allgemeine und Gruppeninteressen, formelle und informelle Interessen, Koordination oder Interessenkonflikt;
- Aktivitätsstruktur: Anreize, Motive, Mittel zur Zielerreichung (in inhaltlicher und moralischer Hinsicht), in Bezug auf Aktivitätsintensität (produktiv, reproduktiv, intensiv, ruhig), Ergebnisse (materielle und spirituelle Produkte);
- Regelmäßigkeit und Häufigkeit der beobachteten Ereignisse.
Das reichhaltigste Beobachtungsmaterial, das Journalisten, die über den Krieg schreiben, nutzen kann, bieten die Listen mit Forschungsfragen, die uns berühmte russische Soziologen im 19. und frühen 20. Jahrhundert hinterlassen haben. Machen wir uns mit einem der Fragmente solcher Programme vertraut. G. E. Shumakov, Mediziner (1873–1927), einer der Begründer der russischen Psychiatrie, nahm am Russisch-Japanischen Krieg 1904–1905 teil und war behandelnder Arzt. Er verfasste sehr interessante Fragen, um den Zustand der Teilnehmer am Russisch-Japanischen Krieg* zu untersuchen.
Wie ist die Geisteshaltung: wenn man den Befehl erhält, das Biwak für den Kampf zu verlassen; beim Bewegen außerhalb der Feuersphäre; beim Bewegen und Stehen unter Gewehrfeuer (Langstrecken-, Kurzstreckenfeuer, Salve, Schüsse usw.), Maschinengewehr (wie wirkt sich die rhythmische Wirkung eines Maschinengewehrs aus), Artillerie (Shimoz, Splitter, Bomben usw.) ). Der Einfluss des Geräusches fliegender Projektile, ihrer Explosionen, Gasvergiftungen usw. Der Einfluss von konzentriertem Feuer, über Gebiete hinweg, in einer Kampfeinheit, in Reserve, in einem Konvoi. Geisteszustand während der Aktion unserer Artillerie und des Feindes.
Während eines Angriffs und eines Bajonettschlags; mit Erfolg und Misserfolg, mit klarer Aufgabe und Ungewissheit; bei längerem Parken; bei Hunger, Unterernährung, Schlafmangel, Durst usw.
Während der Verteidigung: Einfluss von Befestigungen, Schützengräben, künstlichen Hindernissen (in der Nähe, in der Ferne), lokalen Objekten, Schließungen, Schießscharten, Landminen usw. Bei Erhalt von Informationen über einen Rückzug, bei Flankenfeuer (Rückfeuer).
Geisteszustand nach Verletzungen und Verlusten (erste und nachfolgende). Zustand nach der Schlacht. Warten auf den nächsten Kampf.
Ein spontaner Impuls nach vorne, wie und was verursacht wurde. Panik während eines Kampfes, Ursachen und Maßnahmen zur Beendigung.
Die Auswirkung von religiösen Gefühlen, Heimatliebe, Pflichtgefühlen, Stolz, Scham, gegenseitigem Gewinn, Belohnungen, Disziplin, Strafen usw. auf den Gemütszustand. Der Einfluss von Alkohol auf den Gemütszustand im Kampf – vorher und nachher es“ (S. 633).
Die erstaunliche Kenntnis der militärischen Situation ermöglichte es dem Forscher, die Bedingungen, die den psychischen Zustand der Soldaten beeinflussen könnten, bis ins kleinste Detail vorherzusagen. Wäre es für einen Journalisten, der zu Brennpunkten reist, nicht nützlich, einen Beobachtungsplan mit der gleichen Detailtiefe zu entwerfen?
Ein ebenso interessanter Abschnitt des Beobachtungsprogramms betrifft die Selbstbeobachtung und die Beobachtung des Verhaltens anderer während einer Kriegssituation. Lassen Sie uns einige Elemente des Plans selektiv vorstellen.

K.I. Lipkin

Moskauer Institut für Physik und Technologie (staatliche Universität), Moskau

„In Wirklichkeit hat jeder Philosoph seine eigene Heimatwissenschaft, und jeder Naturwissenschaftler hat seine eigene Heimatphilosophie. Aber diese Heimatwissenschaften sind in den meisten Fällen etwas veraltet und rückständig“ [E. Max, Erkenntnis und Täuschung. M., 2003, S. 38]

Es werden die physikalischen und philosophischen Grundlagen des „Problems“ der „Wellenfunktionsreduktion“ betrachtet. Es wird gezeigt, dass die Grundlagen des Problems philosophischer und nicht physikalischer Natur sind und die Lösung dieses Problems in der richtigen Formulierung der Frage und unter Berücksichtigung der theoretisch-operativen Heterogenität der Struktur der Physik liegt und nicht in der Einführung von Bewusstsein in die Grundlagen der Quantenmechanik.

1. Einleitung

Die „theoretische“ Formulierung aus den Jahren 1925–1927 wurde angegeben. Quantenmechanik, die eine klare Darstellung der zugrunde liegenden Prinzipien (Postulate) enthält, die in den Werken von Schrödinger, Born, Heisenberg und Bohr enthalten sind (im Wesentlichen so klar wie in der Relativitätstheorie). In der Klassifikation von K. Popper entspricht es der „dritten“ (nach dem „Kopenhagen“ (Bohr, Born, Heisenberg etc.) und „Anti-Kopenhagen“ (Einstein, de Broglie, Schrödinger etc.) „Interpretation“ ( Genauer gesagt, das „Paradigma“ der Quantenmechanik, das von Physikern verwendet wird, die in der Quantenmechanik arbeiten. Das wichtigste dieser Postulatprinzipien ist die Aussage, dass 1) in der Quantenmechanik der Zustand eines physikalischen Systems nicht durch Werte bestimmt wird. sondern durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Werte der entsprechenden messbaren Größen (dies ist eine natürliche Verallgemeinerung des Zustandsbegriffs in der Physik); Daraus folgt, dass 2) eine Messung nichts über den Zustand des Systems aussagt und zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung durch Messung eine ziemlich lange Messreihe erforderlich ist, 3) und dies rechnerisch mit erfolgen kann eine „probabilistische Interpretation der Wellenfunktion“ (meist M. Borns Postulate genannt, wird nur mit letzterer in Verbindung gebracht, impliziert aber auch die ersten beiden, daher fasse ich alle drei unter dem Namen „M. Borns Postulate“ zusammen);. Dies ist eine unter Physikern weit verbreitete Idee (zumindest habe ich sie während meines Studiums am Moskauer Institut für Physik und Technologie gelernt), die aufgrund einer historischen Tradition aus der philosophischen Diskussion der Probleme der Quantenmechanik herausfällt. " Theoretisch„Die „Interpretation“ übernimmt die Bestimmungen der „Kopenhagener Interpretation“ auf die Vollständigkeit der Quantenmechanik und die probabilistische Art der Beschreibung, angewendet auf einzelne Quantenobjekte, sagt das aber aus Der Zustand eines Quantensystems existiert unabhängig davon, ob er gemessen wird oder nicht . In dieser Formulierung es gibt keine „Paradoxe“ und kein Phänomen der „Reduktion (Zusammenbruch) der Wellenfunktion“.

Es gibt jedoch eine (auch unter Physikern) weit verbreitete Tradition der philosophischen Diskussion der Probleme der Quantenmechanik, in der es sowohl um „Paradoxe“ („Schröditngers Katze“ und andere) als auch um das Problem der „Reduktion (Kollaps) der Wellenfunktion“ geht diskutiert und in dem Bemühen, sie zu lösen, gehen sie sogar so weit, die Einbeziehung des Bewusstseins in den Formalismus der Quantenmechanik zu behaupten. So kommt der berühmte Physiker W. Heitler in Anlehnung an die Vorgaben der „Kopenhagener“-Interpretation zu dem Schluss, dass „ein Beobachter als notwendiger Teil der gesamten Struktur erscheint und der Beobachter mit der ganzen Fülle seiner Fähigkeiten ein Bewusstsein ist.“ Sein." Er argumentiert, dass mit dem Aufkommen der Quantenmechanik „die Aufteilung der Welt in ‚objektive Realität außerhalb von uns‘ und ‚uns‘, selbstbewusste externe Beobachter, nicht länger aufrechterhalten werden kann. Subjekt und Objekt werden untrennbar voneinander.“ " Popper glaubt, dass Heitler hier „eine klare Formulierung der Lehre vom Einschluss des Subjekts in das physische Objekt gibt, eine Lehre, die in der einen oder anderen Form in Heisenbergs „physikalischen Prinzipien der Quantentheorie“ und in vielen anderen enthalten ist ... ” [zit. bis 20, S. 74]. Daher lohnt es sich, die Grundlagen all dieser Aussagen, die sich zudem nicht als physikalisch, sondern als philosophisch (weltanschaulich) herausstellen, besonders zu berücksichtigen.

2. Formulierung des „Wellenfunktionsreduktions-(Kollaps-)Problems“

Um die Analyse zu erleichtern, teilen wir die Formulierung des Problems der „Reduktion (Zusammenbruch) der Wellenfunktion“ in die folgenden Aussagen auf:

Aussage 1: Messung ist ein Phänomen, das durch die Quantentheorie beschrieben werden muss;

Aussage 2: In der Sprache der Quantentheorie wird dieses Phänomen als eine augenblickliche Änderung der Wellenfunktion des Systems beschrieben, von Y=S k c k |b k > (im Allgemeinen in Dirac-Notation, wobei |b k > die Eigenfunktion für den Operator von ist die gemessene Größe B) bis | B 1 ñ mit Wahrscheinlichkeit |c 1 | 2 (nach Borns Regeln); dieser Sprung heißt „ Reduzierung (oder Zusammenbruch) der Wellenfunktion";

Aussage 3: ein solcher Übergang wird durch die Schrödinger-Gleichung nicht beschrieben und erweist sich daher als „ illegal„Aus der Sicht der Gleichungen der Standardquantenmechanik. Abgeleitet aus der letzten Aussage (basierend auf den ersten beiden) ist die Unvollständigkeit der modernen Quantenmechanik und die Notwendigkeit einer weiteren Entwicklung ihrer Grundlagen das Wesentliche dessen, was seit dem Zur Zeit von Neumanns wurde mit dem „Problem der Reduktion (Kollaps) von Wellenfunktionen“ gemeint.

Aus dem Versuch, dieses Problem durch die Erweiterung der „Kopenhagen-Interpretation“ zu lösen, erwächst eine Sonderrichtung in der Philosophie der Quantenmechanik (an der Schnittstelle von „Kopenhagen“ („Bohr“) und „Anti-Kopenhagen“ („Einstein“). ) „Interpretationen“ der Quantenmechanik). Von Neumann teilt die Hauptthesen der Kopenhagener über die probabilistische Beschreibung und darüber, dass der Akt der Messung einen Zustand erzeugt, und zeigt, dass Letzteres zu einem neuen Problem führt und damit ein weiteres klassisches „Paradoxon“ zur Schatzkammer der Anti-Kopenhagenisten hinzufügt Unterstützung ihrer These der Unvollständigkeit (Unschlüssigkeit) der modernen Quantenmechanik. Um dieses Problem in den 1930er Jahren zu lösen. Von Neumann selbst bietet (in seinem klassischen Buch) eine Einführung in die Formulierung der Quantenmechanik durch den Beobachter und zwar in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. – Bewusstsein und solche Exotik wie die Viele-Welten-Interpretation von Everett – Wheeler – DeWitt.

Bei letzterem wird davon ausgegangen, dass jede Komponente in der Überlagerung |Y>=S k c k |b k > „einer separaten Welt entspricht. Jede Welt hat ihr eigenes Quantensystem und ihren eigenen Beobachter sowie den Zustand des Systems und des Zustands Der Messvorgang kann als „Aufspaltung“ der Welten bezeichnet werden. In jeder der Parallelwelten gibt es eine messbare Größe B hat einen bestimmten Wert b i , und diesen Wert sieht der Beobachter „in dieser Welt“. Laut M.B. Mensky wird angenommen, dass „verschiedene Mitglieder der Überlagerung unterschiedlichen klassischen Realitäten oder klassischen Welten entsprechen.“ ... Das Bewusstsein des Beobachters ist geschichtet, geteilt, entsprechend der Art und Weise, wie die Quantenwelt in viele alternative klassische Welten geschichtet ist.“ In diesem Fall „findet bei der Messung keine Reduktion statt, und die verschiedenen Komponenten der Überlagerung entsprechen verschiedenen klassischen Welten, die gleichermaßen real sind. Jeder Beobachter befindet sich auch in einem Zustand der Überlagerung, d. h. sein Bewusstsein „spaltet“ sich („entsteht“). Quantenaufspaltung„Beobachter“), in jeder der Welten gibt es einen „Doppelgänger“, der weiß, was in dieser Welt geschieht“ („Der Klarheit halber können wir annehmen, dass jeder Beobachter in viele doppelte Beobachter „aufgespalten“ ist, einen für jeden von Everetts Welten") (diese Spaltung des Bewusstseins erinnert sehr an das, was man in der Psychiatrie nennt). Schizophrenie(Griechisch Schizo – ich teile)). Zu diesem M.B. Mensky fügt hinzu, dass „die Auswahl der Alternativen durch das Bewusstsein erfolgen muss“. M.B. Mensky et al. glauben, dass der Weg durch eine solche Interpretation und Bewusstsein die einzige Alternative zum Phänomen der „Wellenfunktionsreduktion“ ist. Aber ist es?

Im Vorwort zum Artikel von M.B. Mensky „Das Konzept des Bewusstseins im Kontext der Quantenmechanik“ V.L. Ginzburg schreibt: „Ich verstehe nicht, warum die sogenannte Reduktion der Wellenfunktion irgendwie mit dem Bewusstsein des Beobachters zusammenhängt. Beispielsweise passiert in dem bekannten Beugungsexperiment ein Elektron Schlitze und dann einen „Punkt“. „ erscheint auf dem Bildschirm (Fotoplatte), d.h. es wird bekannt, wo das Elektron auftrifft... Natürlich wird der Beobachter die Punkte am nächsten Tag nach dem Experiment auf dem Bildschirm sehen, und mir ist nicht klar, welche besondere Rolle sie spielen seines Bewusstseins hat damit zu tun.“ Dies ist eine normale physikalische Position, die von Galileo und Newton stammt: Der Physiker befasst sich mit Objekten und Operationen (Zustände messen, ein System vorbereiten), die von einem bestimmten „Beobachter“ und seinem (oder ihrem) Bewusstsein getrennt sind, d. h. objektiviert. Diese Operationen sind klar beschrieben und es spielt keine Rolle, wer sie ausführt: Petrov, Ivanov oder das Maschinengewehr. Wenn man glaubt, dass dies nicht der Fall ist, handelt es sich hier nicht mehr um Physik, sondern um etwas anderes.

Auf welcher Grundlage versuchen manche Physiker, Bewusstsein in die Grundlagen der Physik einzuführen? Diese Grundlage ist das Gleichnis, dass es in der Quantenmechanik ein Messproblem gibt, das zu den Paradoxien der Reduktion (Kollaps) der Wellenfunktion führt. Gleichzeitig wird 1) die Existenz dieses Problems behauptet, 2) die Notwendigkeit Für seine Lösung, einen Beobachter oder ein Bewusstsein in die Quantenmechanik einzuführen (was ein solches Bewusstsein ist, weiß niemand wirklich, aber das ist der Grund, warum prominente Physiker dieses Gleichnis erzählen). galt als die schwächste im Mittelalter, und A. Einstein warnte: „Wenn Sie von theoretischen Physikern etwas über die von ihnen verwendeten Methoden erfahren möchten, rate ich Ihnen, sich strikt an einen Grundsatz zu halten: Hören Sie nicht auf das, was sie sagen.“ , sondern studieren Sie lieber ihre Handlungen ...“ („Über die Methode der Theoretischen Physik“ (1933)).

Lassen Sie uns in diesem Zusammenhang dieses Problem genauer analysieren. Lassen Sie uns dazu die Beschreibung von V.L. Ginzburg fortsetzen: „Wenn wir den Zustand eines Elektrons nach seiner Wechselwirkung mit Atomen in einer fotografischen Platte mithilfe einer Wellenfunktion beschreiben“, sagt er, „dann wird sich diese Funktion offensichtlich vom Original unterscheiden.“ eins und beispielsweise an einem „Punkt“ auf dem Bildschirm lokalisiert. Dies wird üblicherweise als Reduktion der Wellenfunktion bezeichnet.

Darin „ offensichtlich„ist die Wurzel des gesamten Problems. Dies liegt „offensichtlich“ der ursprünglichen Formulierung der Probleme „Reduktion (Zusammenbruch) der Wellenfunktion“ und „Quantenmessung“ in zugrunde. Lassen Sie uns daher näher darauf eingehen. offensichtlich“ und analysieren Sie, was sich dahinter verbirgt. Was „offensichtlich“? Das ist offensichtlich Messung ist eine Wechselwirkung, es ist ein theoretisch beschreibbares Phänomen, und alles spurlos. Das heißt, „Aussage 1“ (aus den oben genannten drei Aussagen) ist offensichtlich. Aber ist es? „Ein Punkt erschien“ und „ein Zusammenbruch der Wellenfunktion trat auf“ sind keine gleichwertigen Aussagen. Das erste ist eine experimentelle Tatsache, das zweite ist nur eine mögliche Interpretation dieser Tatsache. Da Letzteres in vielerlei Hinsicht nicht physikalischer, sondern philosophischer (naturphilosophischer) Natur ist und die Grundlagen der Physik betrifft, ist es notwendig, diese Grundlagen zu analysieren. Mir scheint, dass ein kleiner Ausflug in die Geschichte viel erklären wird.

3. Experimentelle Struktur und mechanistische Reduktion

Die moderne Physik wurde im 17. Jahrhundert geboren. Ihre Ursprünge liegen in Galileis Theorie vom Fall eines Körpers und Newtons Dynamik (Mechanik). Der erste legte das Grundlegende fest Unterschied zwischen neuer Physik und spekulativer Naturphilosophie. Der Kern dieses Unterschieds war die Anforderung Materialisation spekulative Konstruktionen mit Kochvorgänge (<П|) физической системы (например, гладкой наклонной плоскости, шарика, его помещения на определенной высоте) и Messungen(|I>) entsprechende Größen (Zeit, Distanz, Geschwindigkeit), die die Anwesenheit implizieren Standards Und Vergleichsoperationen mit dem Standard. Diese Operationen wurden ausgeliehen aus der Technik. Dadurch entsteht ein heterogenes „ operationell-theoretisch„die Struktur eines physikalischen Experiments (von Fock im Kontext einer Auseinandersetzung mit Bohr angegeben), die die wichtigsten Merkmale der „wissenschaftlichen Revolution des 17. Jahrhunderts“ zum Ausdruck bringt:

<П| X(T) |И>. (1)

Hier entspricht der mittlere Teil dem theoretischen Modell des Phänomens (Objekt oder Prozess) oder dem Phänomen selbst, wenn kein Modell vorhanden ist und es sich um eine rein experimentelle Studie handelt (die uns vorerst nicht interessieren wird). In diesem Fall sind zwei Punkte sehr wichtig: 1) nämlich Bedienteile <П| и |И> Physik von spekulativer Naturphilosophie unterscheiden; 2) Diese Operationen sind ein besonderes Material, dies technische Vorgänge, keine Naturphänomene.

So entsprach die Naturwissenschaft im antiken Griechenland der Naturphilosophie (zum Beispiel dem Atomismus des Demokrit), der ontologische Modelle der „ersten Natur“ aufbaute, und der angrenzenden Physik des Aristoteles, die er als Wissenschaft der Bewegung definierte. Gleichzeitig hatten Philosophie, Naturphilosophie und Physik des Aristoteles nichts mit der Technik (der Maschinenmechanik) zu tun, mit deren Hilfe es dem Meister gelang, die Natur zu überlisten. Technologie ist eine „zweite Natur“ und setzt die Existenz einer „ersten Natur“ voraus., das Gegenstand der Naturphilosophie ist. Von der Zeit des antiken Griechenlands bis zur Neuzeit herrschte die Vorstellung vor, dass „das Feld der Mechanik das Feld ist.“ technische Tätigkeiten, jene Prozesse, die in der Natur als solcher nicht ohne Beteiligung ablaufen und menschliches Eingreifen. Gegenstand der Mechanik sind Phänomene, die „im Widerspruch zur Natur“ auftreten, d. h. entgegen dem Ablauf physikalischer Prozesse, auf der Grundlage von „Kunst“ (tecnh) oder „Trick“ (mhcanh)… „Mechanische“ Probleme… stellen einen eigenständigen Bereich dar, nämlich den Bereich Arbeiten mit Werkzeugen und Maschinen, das Feld der „Kunst“... Mechanik wird als eine Art „Kunst“ verstanden, die Kunst, Werkzeuge und Geräte herzustellen, die helfen, die Natur zu überwinden...“ Im 17. Jahrhundert Die beiden betreffenden Linien wurden getrennt voneinander verschoben. Die mathematische Naturphilosophie (charakterisiert durch die Metapher „das in der Sprache der Mathematik geschriebene Buch der Natur“) suchte nach den Gesetzen der natürlichen Bewegung – den „Naturgesetzen“. unabhängig von menschlichen Aktivitäten. Es ist kein Zufall, dass Newtons berühmtes Werk „Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie“ heißt und nicht „Mechanik“, wie dieser Zweig der Physik später genannt wurde. Maschinen wurden durch die Kunst von Maschinenbauingenieuren geschaffen (manchmal unter Verwendung von Mechanik-Physik, wie Huygens es bei der Berechnung des Uhrwerks tat), das Wesen der Maschine wurde von Menschen bestimmt und auf bestimmte Funktionen reduziert. Menschliches Handeln stand im Gegensatz zu Naturphänomenen, Diese waren zwei unterschiedliche Bereiche – Bereiche „zweiter“ und „erster“ Natur.

Für Galileo kreuzen sich diese beiden Linien und führen zu physikalisches Experiment und neue Naturwissenschaft - Physik, das in entwickelter Form in Newtons „Mathematischen Prinzipien der Naturphilosophie“ dargestellt wird. Diese neue Physik verwendet Vorbereitungs- und Messoperationen, die „zweiter“ Natur sind. Diese. In Struktur (1) ist das mittlere Mitglied ein Phänomen der „ersten“ Natur, das Gegenstand der Forschung mit physikalischen (naturwissenschaftlichen) konzeptionellen Mitteln ist, und die extremen Mitglieder sind technische Mittel der „zweiten“ Natur. Der wichtigste Punkt der Struktur (1), die ein neues Ganzes bildet, ist, dass diese extreme Mitglieder sind keine Phänomene, sondern Operationen, die Handlungen einer Person, einer beliebigen Person oder sogar eines Automaten. Das. Struktur (1) umfasst neben dem empirischen Phänomen und seiner Theorie auch Vorbereitungsoperationen (<П|) и измерения (|И>), die der Technologie entlehnt sind und eine andere („zweite“) Natur haben.

Allerdings zu Beginn des 19. Jahrhunderts. P. Laplace erzeugt Naturphilosophie neuen Typs, in dem es die Konzepte der Newtonschen Mechanik zu verwenden scheint, jedoch ohne die extremen Funktionsteile. Im Ergebnis folgen sie dem äußeren Eindruck nach aus der Physik, tatsächlich handelt es sich jedoch um typische, rein spekulative naturphilosophische Konzepte. Diese Naturphilosophie wurde Mechanismus genannt. Das Mechanismus hat mehrere Aspekte. Erstens handelt es sich um einen universellen Determinismus, der den freien Willen leugnet: „Jedes Phänomen, das stattfindet, ist mit einem vorherigen verbunden ... wir müssen den gegenwärtigen Zustand des Universums als Folge seines vorherigen Zustands und als Ursache eines nachfolgenden betrachten.“ eins." „Der freiste Wille kann diese Handlungen nicht ohne einen motivierenden Grund hervorrufen“ (im Wesentlichen werden hier alle Lebewesen auf eine komplexe Maschine reduziert, die eine äußere Kraft als Quelle der Aktivität annimmt). Zweitens die Leugnung der Zufälligkeit – Zufälligkeit ist „nur eine Manifestation der Unwissenheit, deren wahre Ursache wir selbst sind.“

Aber das wichtigste Merkmal des Mechanismus ist für uns Reduktionismus, alles auf Mechanik reduzieren (im 19. Jahrhundert - klassisch). Das Wesen dieses Reduktionismus und zugleich die Haltung der Physiker dazu wurde von einem prominenten Physiker und Philosophen des späten 19. Jahrhunderts sehr deutlich zum Ausdruck gebracht. E. Mach: „Wie in einem inspirierten Trinkspruch auf die wissenschaftliche Arbeit des 18. Jahrhunderts“, sagt er, klingen die oft zitierten Worte des großen Laplace: „Ein Intellekt, dem alle Kräfte der Natur und die relative Stellung von … zuzuordnen sind.“ alle Massen wären für einen Moment gegeben und die stark genug wären, um diese Daten einer Analyse zu unterziehen, könnten in einer Formel die Bewegungen der größten Massen und der kleinsten Atome darstellen; nichts wäre ihm unbekannt, sowohl die Vergangenheit als auch die Zukunft wären seinem Blick offen.“ Laplace verstand gleichzeitig, wie dies bewiesen werden könnte, und Gehirnatome... Im Allgemeinen ist Laplaces Ideal der überwiegenden Mehrheit der modernen Naturwissenschaftler kaum fremd ...“ Diese reduktionistische Logik von Laplace basiert auf der These – Alles besteht aus Atomen, Atome gehorchen physikalischen Gesetzen, daher muss alles physikalischen Gesetzen gehorchen(für Laplace – Newtons Gesetze der Dynamik und Gravitation), im 20. Jahrhundert. Basierend auf den Gesetzen der Quantenmechanik reproduzieren E. Schrödinger und viele andere prominente Physiker fast wörtlich: „Wenn die Quantentheorie in der Lage ist, alles, was im Universum passieren kann, vollständig zu beschreiben, dann sollte sie es auch beschreiben können.“ selbst Beobachtungsprozess durch Wellenfunktionen von Messgeräten und das untersuchte System. Darüber hinaus muss die Quantentheorie grundsätzlich den Forscher selbst beschreiben, der Phänomene mit geeigneten Geräten beobachtet und die Ergebnisse des Experiments studiert ... durch die Wellenfunktionen der verschiedenen Atome, aus denen dieser Forscher besteht". Die gleiche Logik gilt für Kochvorgänge: Alle Geräte, Werkzeuge und Rohstoffe sowie die Person, die sie manipuliert, bestehen aus Atomen, die miteinander interagieren (alles ist mit allem verbunden), daher gibt es keine geschlossenen Systeme und dort Es gibt keinen Ort, um saubere Zustände einzelner Mikropartikel zu erhalten, die durch Wellenfunktionen beschrieben werden.

Im Mechanismus löst sich also die „zweite“ Natur in der „ersten“ auf und der grundlegende Unterschied zwischen technischen Vorgängen, die mit menschlicher Aktivität verbunden sind, und Naturphänomenen wird vergessen. Die Naturphilosophie von Laplace, die im Wesentlichen die Messung (und Vorbereitung) in ein Phänomen verwandelte und die Struktur des Experiments (1) zerstörte, hatte keine schwerwiegenden Folgen für die Physik der Zeit, in der noch Struktur (1) herrschte, und Niemand dachte ernsthaft über die Frage nach, wie man die Messung der Länge eines Stabes mithilfe der Newtonschen Gleichungen beschreibt.

Eine andere Situation ergab sich in der Quantenmechanik des 20. Jahrhunderts. Hier haben I. Schrödinger (in „Schrödingers Katze“) und viele andere Physiker, die Laplaces Argumentation wiederholten (bis hin zur Ersetzung der Newtonschen Mechanik durch die Quantenmechanik), das „Problem der Messung in der Quantenmechanik“ und das damit verbundene Problem von „ Reduktion (Zusammenbruch) von Wellenfunktionen“.

4. Kritik an der Problemstellung als Schlüssel zu ihrer Lösung

Alle Probleme und Paradoxien der Quantenmechanik, einschließlich der „Reduktion der Wellenfunktion“, basieren auf dieser mechanistischen Naturphilosophie. Wenn man es also entfernt, fallen die Paradoxien auseinander und das Problem der „Wellenfunktionsreduktion“ wird zu einer willkürlichen Aussage. Tatsächlich besteht die physikalische Essenz von J. von Neumanns „Theorie der Quantenmessungen“ in der theoretischen Betrachtung zusammengesetzter Systeme, die durch sequenzielles „Abhacken“ von Teilen aus dem Gerät und deren Einbau in das untersuchte System, d. h. in den Mittelteil (Abb. 1), was durch die Einbeziehung von Elementen des Messteils zu einer Komplikation des theoretischen Teils führt. Dieses Vorgehen führt jedoch zu keinen grundsätzlichen Schwierigkeiten und wird durch die gewöhnliche Quantenmechanik beschrieben. „Reduktion der Wellenfunktion“ wird am Ende handschriftlich als Ad-hoc-Hypothese zugeschrieben, die nur auf der mechanistischen Naturphilosophie basiert. Wenn das letzte Argument als unbegründet angesehen wird, wird die Grenze zwischen der „ersten“ Natur – Phänomen und der „zweiten“ Natur – sofort sichtbar. Operationen Vergleiche mit dem Standard.

Der Vergleich mit einem Standard ist eine Operation, ein Akt menschlicher Aktivität und kein natürliches Phänomen (im oben diskutierten Experiment von V. Ginzburg kann die Wechselwirkung eines Quantenteilchens mit einem Atom einer Fotoplatte in das System einbezogen werden, aber die Position dieses Atoms auf der Fotoplatte wird durch eine Art Vorrichtung wie etwa ein Mikrometer fixiert, und diese Fixierung ist ein Vorgang, der nicht als natürlich angesehen werden kann Phänomen). Die Kochvorgänge haben eine ähnliche Qualität. Diese Eigenschaft der extremen „operationellen“ Elemente in der Strukturformel (1) kann als „nichttheoretisch“ bezeichnet werden (jedoch nicht im positivistischen Sinne einer reinen „empirischen Tatsache“, sondern im Sinne der Zugehörigkeit zu technischen Operationen). Das heißt, in der Physik Grenze geht vorbei zwischen theoretischer Beschreibung und Operationen, und nicht zwischen dem „Beobachtbaren“ und dem „Nichtbeobachtbaren“ (das Elektron ist nicht beobachtbar, aber „vorbereitet“; seine Parameter sind nicht beobachtbar, aber messbar), und nicht zwischen dem Mikrokosmos und der „klassischen Sprache“ (Bohr). Diese grundlegende Grenze wird auch von Neumann festgelegt. Aber er legt sie als Grenze zwischen dem „Beobachteten“ und dem „Beobachter“ fest und interpretiert sie im Sinne des Positivismus von E. Mach: „Erfahrung kann nur zu Aussagen dieser Art führen – der Beobachter hat eine bestimmte (subjektive) Wahrnehmung erlebt.“ , aber niemals zu Aussagen wie „: Eine bestimmte physikalische Größe hat einen bestimmten Wert.“ Ich behaupte das Gegenteil: Eine messbare „physikalische Größe“ hat einen objektiven „bestimmten Wert“, und der „Beobachter“ kann durch einen Automaten ersetzt werden. Messung (wie Vorbereitung) ist also. ein technischer Vorgang, kein Phänomen, was das Fehlen des „Phänomens“ der „Reduktion der Wellenfunktion“ impliziert, d. h. wird von vielen Physikern als offensichtliche „Aussage 1“ angesehen, die nicht nur nicht offensichtlich, sondern auch falsch ist. In der Quantenmechanik, wie auch in anderen Bereichen der Physik, Messungen manifestieren sich, anstatt Zustände zu ändern.

Der von I. von Neumann und P. Dirac eingeführte Projektionsoperator, der auf Wellenfunktionen einwirkt, lässt sich am Beispiel einer „Schirm mit Schlitz“ veranschaulichen. Gemäß Struktur (1) kann das Spaltsieb abhängig von seiner Position in dieser Struktur verschiedene Funktionen erfüllen. Im Vorbereitungsbereich fungiert es als Filter, der den Ausgangszustand vorbereitet. Es kann auch Bestandteil eines Messgerätes sein. In beiden Fällen ist es jedoch Teil technischer Operationen und liegt außerhalb des Anwendungsbereichs der Sprache der Wellenfunktionen, die nur auf die Beschreibung von Phänomenen im zentralen Teil von (1) anwendbar ist und nur deren Beschreibung dienen soll „erste“ Natur. Nur wenn sich der Bildschirm mit einem Schlitz innerhalb des untersuchten Systems befindet, wird er im Rahmen seiner Beschreibung (in semiklassischer Näherung) durch einen Projektionsoperator beschrieben.

Auch „Aussage 2“ ist falsch. Das Hauptargument dafür ist die von Neumann geäußerte These, dass, wenn ein System zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Messungen unterzogen wird („zerstörungsfrei“, „Typ 1“ nach Pauli), das Ergebnis der zweiten Messung mit übereinstimmen wird das Ergebnis des ersten . Er verwies auf das Compton-Simons-Experiment zur Kollision von Photonen und Elektronen. Seitdem wird angenommen, dass es sich um eine bekannte experimentelle Tatsache handelt, die dies bestätigt „Aussage 2“. Aber ist diese Interpretation dieser Erfahrung richtig? Richtige Formulierung des Problems über erneutes Engagement Im Rahmen der Standardquantenmechanik, basierend auf der Schrödinger-Gleichung, wurde es von L. Schiff als Problem der Berechnung der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Anregung zweier Atome in einer Nebelkammer durch ein fliegendes schnelles Quantenteilchen (Elektron) betrachtet. Mit anderen Worten, die experimentellen Ergebnisse, die üblicherweise zur Untermauerung von Neumanns These angeführt werden, und „Aussagen 2“ werden im Rahmen der Standardquantenmechanik korrekt als Problem der Zustandsänderung eines Teilchens während zweier wiederholter Wechselwirkungen beschrieben. Deshalb „Aussage 2“ und darauf basierend „Aussage 3“ sind ebenfalls unbegründet.

Somit können die experimentellen Ergebnisse, die normalerweise zur Stützung von Neumanns Behauptungen angeführt werden, im Sinne der Standardquantenmechanik ohne diese Behauptung beschrieben werden. „Heute“, so D.N. Klyshko, „werden offenbar alle bekannten Experimente durch Standardalgorithmen der Quantentheorie und Borns Postulat quantitativ beschrieben. Nur die Angemessenheit des Quantenformalismus (bei richtiger Modellwahl) und Borns Postulat wird immer wieder bestätigt.“ Bemerkenswert ist, dass das von Neumann-Dirac-Projektionspostulat (im Gegensatz zum Born-Postulat) offenbar nie in der quantitativen Beschreibung realer Experimente verwendet wird. Es kommt, wie das Konzept der partiellen Reduktion, nur im allgemeinen qualitativen naturphilosophischen Denken vor. Heute sind den Autoren keine experimentellen Ergebnisse bekannt, die nicht auf diese Weise theoretisch beschrieben werden könnten... Daher kommen wir zu dem Schluss, dass das „Wellenfunktionsreduktionsproblem“ nur eine bestimmte Hypothese (oder ein Postulat) von Dirac ist und von Neumann (1932) und ist ein typisches Beispiel für einen „Teufelskreis“: Zunächst wird davon ausgegangen, dass die Wellenfunktion aus unbekannten Gründen außerhalb des Registrierungsbereichs zerstört wird (zur Messung der Art der Positionsbestimmung eines Teilchens). ), und dann wird dies nach dem bekannten englischen Ausdruck „adopted by repetition“ als Naturgesetz akzeptiert. Reduktion wird oft als „reales“ Ereignis dargestellt. In einer Reihe von Lehrbüchern und Monographien wird die Reduktion zu einem der Hauptpostulate der Quantenmechanik erklärt, wie dies beispielsweise in (aber gleichzeitig wird auf Seite 294 folgende bedeutungsvolle Anmerkung gemacht: „... beim Herstellen eine sorgfältige Unterscheidung zwischen dem Vorbereitungsverfahren und dem Messverfahren, das projektive Postulat ist nicht erforderlich“). Das Postulat der von Neumann-Dirac-Projektion ist jedoch eigentlich nicht erforderlich und nie benutzt zur quantitativen Beschreibung tatsächlich beobachteter Effekte. Daher ist es nicht verwunderlich, dass in einer Reihe von Werken der Begriff der Reduktion und seine Notwendigkeit in Frage gestellt werden (siehe). Beispielsweise heißt es: „...die Projektionsregel von Neumanns sollte als rein mathematisch betrachtet werden und sollte keiner physikalischen Bedeutung beigemessen werden.“

Borns Postulate, dargestellt im „theoretischen“ Formalismus (siehe Anfang dieses Artikels), liefern also alles, was zum Vergleich von Theorie und Experiment erforderlich ist. Dies sind die Grundpostulate der Quantenmechanik, die mit allen bekannten Experimenten übereinstimmen. Das Konzept der „Reduktion der Wellenfunktion“ zum Zeitpunkt der Messung erscheint überflüssig. Darüber hinaus führt die Beschreibung von Quantenkorrelationseffekten durch Reduktion und verwandte Terminologie (Nichtlokalität, Teleportation (siehe ihre Diskussion in)) zu Pseudoparadoxien wie dem überluminalen Telegraphen. Der wichtigste logische Fehler, der zum „Wellenfunktionsreduktionsproblem“ (und den „Paradoxen“ von „Schrödingers Katze“ und anderen) führt, besteht darin, die Heterogenität der Struktur der Physik zu ignorieren (1), woraus dies folgt Messung(und Kochen) ist kein natürliches Phänomen, sondern ein mit menschlicher Technologie verbundener Vorgang, der das leisten kann, was die Natur nicht kann. Und das geschieht in der Physik, beginnend mit der Falltheorie von G. Galilei, und nicht nur in der Quantenmechanik.

Die Vollständigkeit der Quantenmechanik besteht nicht in einer theoretischen quantenmechanischen Beschreibung aller Mess- (und Vorbereitungs-)Operationen, sondern, wie in anderen Zweigen der Physik, in der Formulierung konsistenter Grundlagen der Quantenmechanik einschließlich der Mess- (und Vorbereitungs-)Operationen. In diesem Sinne ist die „neue“ Quantenmechanik, die 1925–1927 geschaffen wurde, vollständig (dies wird durch die „theoretische“ Formulierung der Grundlagen gezeigt). Deshalb nach 1925-1927. Die Quantenmechanik entwickelt sich erfolgreich zu einer normalen Wissenschaft, die auf der „theoretischen“ Formulierung der Quantenmechanik basiert, und die meisten Physiker kümmern sich wenig um das Problem der „Wellenfunktionsreduktion“, oft wissen sie überhaupt nichts davon.

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Diese Formulierung basiert auf einer allgemeineren „objekttheoretisch-operationellen“ Sichtweise der Physik, die das Ergebnis einer Analyse zweier grundlegender wissenschaftlicher Revolutionen – des 17. Jahrhunderts – ist. und die Grenzen des 19.–20. Jahrhunderts. (in der Zeit von der Entstehung der Maxwellschen Elektrodynamik bis zur Formulierung der „neuen“ Quantenmechanik). Während letzterer ist die Physik in separate Abschnitte unterteilt, von denen jeder klare Grundlagen hat (in Form eines Systems von Prinzipien-Postulaten), einschließlich der Definition des Wesentlichen (" primär") ideale Objekte (PIO) dieses Abschnitts der Physik (wie ein mechanisches Teilchen in der klassischen Mechanik und ein elektromagnetisches Feld in der Elektrodynamik), aus dem „sekundäre“ ideale Objekte (SIO) aufgebaut werden – Modelle verschiedener Phänomene (ähnlich wie in der Geometrie verschiedene Figuren aufgebaut werden). aus Punkten und Linien). Gleichzeitig folgt die Bildung des PIO und die Grundlagen des Fachgebiets Physik nicht dem empirisch-realistischen Schema von Fr. Bacon (von empirischen Fakten zu empirischen Verallgemeinerungen (Mustern) und dann zu allgemeinen theoretischen Gesetzen), die bereits im 18. Jahrhundert kritisiert wurde. D. Hume und I. Kant und im 20. Jahrhundert. – K. Popper (mit dem A. Einstein einverstanden war) und nach dem rationalistisch-konstruktivistischen Schema von G. Galileo: von der theoretischen Definition des Konzepts bis zu seiner Materialisierung unter Verwendung der unten diskutierten Vorbereitungs- und Messoperationen (Galileos Vakuum ist wo der Körper fällt gleichmäßig beschleunigt, Newtons Trägheitsbezugssystem ist der Ort, an dem die Newtonschen Gesetze erfüllt sind usw., und dann wird eine Methode für ihre Umsetzung in empirisches Material angegeben). Das heißt, PIOs sind primär und ihre empirische Materialisierung ist eine Annäherung. Bei VIOs ist es umgekehrt: Sie dienen als näherungsweises Modell für das Naturphänomen, das sie beschreiben. Im Zentrum entstand dieser Anfang des 20. Jahrhunderts. Die Form der Darstellung physikalischen Wissens, die in Kursen der theoretischen Physik (und anderen) enthalten ist, stellt ein physikalisches Objekt (System) und seine Zustände dar und nicht Gesetze, die als eine der Seiten des Objekts (PIO) fungieren.

Die Werte dieser Größen in einem separaten Messvorgang können weder vor noch nach diesem Messvorgang mit dem Zustand des Systems verglichen werden (es sei denn, es wird in einem speziellen „eigenen“ Zustand erstellt).

Es wird heute in der Welt durch so prominente Wissenschaftler wie E. Wigner und R. Penrose vertreten, in unserem Land durch M.B. Mensky und andere.

Diese Arbeit setzt die begonnene kritische Analyse solcher Aussagen fort.

Ich habe eine Messung durchgeführt und bin in einer „Projektion“ gelandet, ich habe eine andere gemacht – in einer anderen. Aber was ist, wenn ich nicht der Einzige auf der Erde bin, der das tut? Die Antwort auf diese Frage sieht so aus: „In jeder Everettschen Welt sehen alle Beobachter dasselbe, ihre Beobachtungen stimmen miteinander überein.“ Das heißt, es stellt sich heraus Das Bewusstsein ist für alle gleich(Bischof Berkeley stellte an einer ähnlichen Stelle Gott als den universellen Beobachter vor), obwohl zuvor gesagt wurde: „ Das individuelle Bewusstsein ist subjektiv trifft eine Wahl (Auswahl). Auf welcher Grundlage wird eine so starke Aussage getroffen? Auf der Grundlage, dass sonst alles auseinanderfällt (es wird keine „Linearität der Quantenentwicklung“ geben) und der Autor keinen anderen Weg sieht, als dies zu tun Das heißt, eine der zentralen Fragen der „Viele-Welten-Interpretation“ (ihre Achillesferse) – die Überwindung der „Schizometrie“ in Anwesenheit vieler Beobachter – ist nicht gelöst.

Was ist angenehmer zu leben: mit einem einfachen Bewusstsein für das probabilistische Verhalten von Quantenobjekten und der operativen Natur der Messung (was weiter unten diskutiert wird) oder mit dem Bewusstsein für die „Schizometrie“ unendlich gespaltener Existenzen, um diese Wahrscheinlichkeit zu „erklären“. Das Verhalten von Quantenobjekten ist wahrscheinlich eine Frage des Geschmacks, aber logischerweise trägt letzteres nichts zur Harmonie bei, was durch seine Darstellung in zahlreichen „Es gibt Gründe zum Nachdenken“ bestätigt wird, „wenn wir diese Hypothese akzeptieren“. , „es scheint durchaus plausibel“, „wenn wir uns identifizieren“ usw., hinter denen sich viele willkürliche Ad-hoc-Hypothesen verbergen. Grundsätzliche Nichtüberprüfbarkeit ( „Die Viele-Welten-Interpretation kann experimentell nicht überprüft werden“) dieser Konstruktion spricht von ihrem rein naturphilosophischen Charakter. Es besteht auch kein Zusammenhang zwischen der Viele-Welten-Interpretation und der „Quantenkryptographie“ und dem „Quantencomputer“, die nicht die Eigenschaften (Ideen) der Viele-Welten-Interpretation, sondern der im berühmten Gedanken eingeführten „verschränkten“ Zustände nutzen Experiment von Einstein, Podolsky, Rosen, das im Rahmen des „theoretischen“ Ansatzes in besprochen wurde.

Dies erinnert an die Bühnentechnik von „God ex Machina“ in Theaterstücken des 17.-18. Jahrhunderts. (Um dem Stück ein Happy End zu geben, steigt am Ende der Handlung ein alter Gott auf eine Bühnenmaschine herab und bringt alles an seinen richtigen Platz.)

Eine ähnliche Einteilung findet sich sowohl bei Heisenberg als auch bei G. Margenau, wird dort jedoch unterschiedlich interpretiert.

Neben dieser „Quantentheorie der Messung“ gibt es eine Theorie der Messungen, die sich wie in der klassischen Physik mit der Frage der Unterscheidung der idealen Messung, die in der physikalischen Theorie (und Schema (1)) erscheint, von der realen Messung befasst , durchgeführt in einer bestimmten materiellen Umsetzung auf der Grundlage verfügbarer Materialien und Instrumente.

Hinzu kommt, dass das sogenannte „Quantenmessproblem“ oft als eine Mischung zweier Phänomene betrachtet wird: 1) die Wechselwirkung eines Quantenteilchens (systems) mit einem quasiklassischen System oder mit einem quantenstatistischen System, die durch eine Dichtematrix und nicht durch eine Wellenfunktion beschrieben wird, und 2) die eigentliche „Reduktion der Wellenfunktion“. Ersteres wirft jedoch keine grundsätzlichen Probleme auf.

Es ist diese Grenze, die einen logisch notwendigen Status hat, die sich hinter Bohrs Aussage verbirgt, dass „der Versuchsaufbau und die Ergebnisse von Beobachtungen eindeutig in der Sprache der klassischen Physik beschrieben werden müssen“, „in gewöhnlicher Sprache erstellt werden müssen, ergänzt durch.“ die Terminologie der klassischen Physik.“ Aber Bohrs Art, sie zu identifizieren, ist unzureichend. Seine Begründung für die Notwendigkeit einer „Klassizität“ von Instrumenten beruht auf der Behauptung, dass es sonst unmöglich wäre, „zu sagen, was wir getan und was wir am Ende gelernt haben“. Aber was sind „gewöhnliche Sprache“ und „klassische Physik“? Sowohl Sprache als auch Physik entwickeln sich. Es entstehen neue Konzepte und neue Zweige der Physik. Also Ende des 19. Jahrhunderts. Das elektromagnetische Feld war ein „nichtklassisches“ und unverständliches Konzept. Die Sprache erlaubt uns auch, neue „nichtklassische“ Konzepte zu formulieren.

„Aber egal wie weit wir mit den Berechnungen fortfahren – zum Quecksilbergefäß eines Thermometers, zu dessen Skala, zur Netzhaut oder zu den Gehirnzellen – irgendwann müssen wir sagen: Und das wird wahrgenommen.“ durch den Beobachter Das bedeutet Wir müssen die Welt immer in zwei Teile teilen – das beobachtete System und den Beobachter. Im ersten können wir, zumindest im Prinzip, alle physikalischen Vorgänge so detailliert studieren, wie wir wollen; im letzteren ist es bedeutungslos. Position Die Grenzen zwischen ihnen sind höchst willkürlich… Jedoch Dieser Umstand ändert nichts daran, dass mit jeder Methode Beschreibungen muss diese Linie irgendwo gezogen werden, es sei denn, alles ist umsonst, das heißt, wenn ein Vergleich mit der Erfahrung möglich sein sollte“ (meine Kursivschrift. - A.L.) .

Daher gibt es in der Quantenmechanik keinen „seltsamen Dualismus“, der aus „der Annahme des Vorhandenseins zweier Arten von Änderungen im Zustandsvektor“ besteht, von dem Wigner sprach.

Das Ergebnis ergibt nur dann eine nennenswerte Wahrscheinlichkeit, wenn die Bewegungsrichtung des Teilchens nahezu parallel sowohl zur Verbindungslinie der Atome als auch zur Richtung des Endimpulses des gestreuten Teilchens verläuft. Diese. Die Wechselwirkung eines bewegten hochenergetischen Teilchens mit einem anderen Teilchen (das als „Testkörper“ bei einer indirekten Messung verwendet werden kann) verändert bei niedriger Energieübertragung den Zustand dieses Teilchens nur schwach. Eine natürliche Erweiterung der Betrachtung von Paaren aufeinanderfolgender Messungen werden als „kontinuierliche Messungen“ angesehen, wie z. B. der Nachlauf in einer Wolkenkammer.

Einschließlich moderner realer experimenteller Umsetzungen des Gedankenexperiments von Einstein, Podolsky, Rosen (EPR) und der „Teleportation“ von Photonenzuständen (siehe).

Dasselbe lässt sich über die Anwendung des Konzepts in der „Quantentheorie der Messungen“ sagen. Dekohärenz, dessen eigentlicher Umfang die Wechselwirkung eines Quantensystems mit einem Thermostat und Systemen aus einer großen Anzahl von Atomen (Mesosystemen) ist.

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