Het ineenstorten van de golffunctie

[cock]

Het ineenstorten van de golffunctie

- In een boek las ik het volgende over dit onderwerp: “Fase één. De evolutie van golffuncties volgens de schrödervergelijking is wiskundig streng, volkomen ondubbelzinnig en volledig geaccepteerd door de natuurkundige gemeenschap.” Ik vertaal dit als volgt : de waarnemer is niet zeker van de positie in de ruimtetijd van een deeltje (foton, elektron etc…) , zolang hij/zij het niet waargenomen heeft. Het zweeft ergens, volgens de deskundigen, rond in de waarschijnlijkheidsgolven. Dat is zo klaar als een klontje, zolang men iets niet waarneemt kan men niet zeker zijn waar het is in tijd en in ruimte.

- Het boek vervolgt: “Zij (de wetenschappers) nemen altijd een deeltje zuiver op het ene dan wel op een andere plaats waar, zij zien het nooit gedeeltelijk op de ene dan wel op de andere plaats . Zij zien het nooit gedeeltelijk hier en gedeeltelijk daar.” Dat lijkt me ook logisch, als je het op de ene plaats waarneemt neem je het niet op een andere plaats tegelijkertijd waar, ook niet gedeeltelijk. Door iets waar te nemen, krijgt het, voor jou, een plaats in tijd en ruimte, en maakt het deel uit van jouw realiteit (het heden en de positie of ruimtetijd van de waarnemer). De positie en de plaats zijn nu zeker voor de waarnemer . In geleerde woorden, de onzekerheidsgolven storten in.

- Er kunnen verschillende waarnemers zijn, elk met hun eigen positie in tijd en plaats. Het deeltje maakt nu deel uit van verschillende realiteiten van de verschillende waarnemers (daaruit distilleerde men o.a. de veelwerelden theorie!)

Beste lezer, mijn vraag is: is deze interpretatie in grote lijnen juist? Zo ja, waarom maakt men het dan zo ingewikkeld (zie de talloze boeken over Schrödingers kat)?

Cock

[Anton_v_U]

Dat is zo klaar als een klontje, zolang men iets niet waarneemt kan men niet zeker zijn waar het is in tijd en in ruimte. [...]

Dat lijkt me ook logisch, als je het op de ene plaats waarneemt neem je het niet op een andere plaats tegelijkertijd waar, ook niet gedeeltelijk.

"If you think you understand quantum mechanics, you don't understand quantum mechanics." zei Feynman en ik zal hem niet tegenspreken. Daarom (niet in de eerste plaats omdat Feynman het zei maar vooral omdat het zo'n merkwaardige theorie is) vinden mensen het interessant om er over na te denken.

Het enige waar ik het niet zo mee eens ben is het stuk van verschillende realiteiten. Volgens mij is er in dit universum maar één realiteit die zich voor verschillende waarnemers anders manifesteert - een veelwerelden theorie met verschillende realiteiten lijkt me een dwaling maar ik weet niet eens zeker of dat een mening van mij is of een fundamenteel bezwaar.

[physicalattraction]

In een boek las ik het volgende over dit onderwerp: “Fase één. De evolutie van golffuncties volgens de schrödervergelijking is wiskundig streng, volkomen ondubbelzinnig en volledig geaccepteerd door de natuurkundige gemeenschap.” Ik vertaal dit als volgt : de waarnemer is niet zeker van de positie in de ruimtetijd van een deeltje (foton, elektron etc…) , zolang hij/zij het niet waargenomen heeft. Het zweeft ergens, volgens de deskundigen, rond in de waarschijnlijkheidsgolven. Dat is zo klaar als een klontje, zolang men iets niet waarneemt kan men niet zeker zijn waar het is in tijd en in ruimte.

Er is wel een verschil tussen wat de kwantummechanica zegt en wat jij zegt. Jij zegt dat je geen flauw idee kunt hebben waar een deeltje zich bevindt, terwijl de kwantummechanica hier zekere kansen voor geeft.

- Het boek vervolgt: “Zij (de wetenschappers) nemen altijd een deeltje zuiver op het ene dan wel op een andere plaats waar, zij zien het nooit gedeeltelijk op de ene dan wel op de andere plaats . Zij zien het nooit gedeeltelijk hier en gedeeltelijk daar.” Dat lijkt me ook logisch, als je het op de ene plaats waarneemt neem je het niet op een andere plaats tegelijkertijd waar, ook niet gedeeltelijk. Door iets waar te nemen, krijgt het, voor jou, een plaats in tijd en ruimte, en maakt het deel uit van jouw realiteit (het heden en de positie of ruimtetijd van de waarnemer). De positie en de plaats zijn nu zeker voor de waarnemer . In geleerde woorden, de onzekerheidsgolven storten in.

Let op je taalgebruik. We noemen het golffuncties, niet onzekerheidsgolven.

- Er kunnen verschillende waarnemers zijn, elk met hun eigen positie in tijd en plaats. Het deeltje maakt nu deel uit van verschillende realiteiten van de verschillende waarnemers (daaruit distilleerde men o.a. de veelwerelden theorie!)

Binnen de kwantummechanica beïnvloed je met een meting ook de meting van iemand anders. Het deeltje krijgt niet alleen voor jou een bepaalde plaats in tijd en ruimte, maar ook voor andere waarnemers. M.a.w. indien je een deeltje hebt dat met 50% kans naar links beweegt, en met 50% kans naar rechts beweegt, en je brengt detectors aan links en rechts van de oorsprong, dan zal per deeltje slechts één detector het deeltje meten.

[Math-E-Mad-X]

- Er kunnen verschillende waarnemers zijn, elk met hun eigen positie in tijd en plaats. Het deeltje maakt nu deel uit van verschillende realiteiten van de verschillende waarnemers (daaruit distilleerde men o.a. de veelwerelden theorie!)

Wanneer de golffunctie instort dan zal hij voor iedere waarnemer op dezelfde manier instorten. Iedere waarnemer zal het deeltje op dezelfde plaats waarnemen. Er is dus maar één realiteit.

[cock]

- Waar het naar mijn bevinden op neer komt is dat meten weten is. Meten is natuurlijk altijd een subjectieve daad, daar de wetenschapper door zijn meten invloed uitoefent op het onderzoeksobject, maar het wat hij/zij meet blijft de objectieve realiteit. Nu is het wel zo dat de meetapparatuur onvolkomen is, omdat ze een onzekerheid toelaat (Eisenberg), maar daaruit concluderen dat een deeltje in het verleden overal in het heelal kan gezeten hebben, is toch wel wat ver gezocht. De onzekerheidsmarge is daarvoor veel te klein.

- Maar ik zit nog steeds met een problemen. Eerstens begrijp ik niet waarom men iets dat (in grote lijnen) zo logisch lijkt, vaak zo ingewikkeld maakt, als men het uitlegt, en waarom Feynman er zo een mysterie van maakt. Bovendien heeft Feynman (een verwoede gokker die regelmatig in casino’s opdook) een zeer ingewikkelde kansberekening uitgewerkt, om een verleden te postuleren, waar het deeltje overal in het heelal zou kunnen zitten voor het waargenomen wordt. Volgens mij is de theorie van Feynman (als men het in zijn essentie bekijkt) oncontroleerbaar. Deze theorie met waarnemingen bevestigen, zou immers de waarneming beïnvloeden. Een theorie die oncontroleerbaar is, is niet falsifieerbaar, en volgens vele wetenschappers onwetenschappelijk.

- Verder hebben Math-E-mad-X en Phisicalattraction gelijk als zij stellen dat de respectieve onderzoekers elk hun invloed zullen uitoefenen op de realiteit, en wou ik Jan Van de Velde zeggen, dat ik de “veel werelden theorie” niet onderschrijf, ik haalde die er enkel bij om de absurditeit van een en ander te onderstrepen.

Cock

[descheleschilder]

Of een deeltje voor een meting overal in het heelal kan zitten hangt af van de golffunctie die het bij het deeltje hoort. Deze golffunctie komt bij het meten van de positie van het deeltje vanzelf tevoorschijn. Dat wil zeggen als je metingen (om de positie te bepalen, zoals ik zoeven a schreef) verricht aan een groot aantal (een ensemble) gelijke deeltjes. Elke meting zal een andere uitkomst geven (die, de onzekerheidsrelaties van Heisenberg (niet Eisenberg, zoals jij schreef) een zekere spreiding in de positie geeft, al naar gelang hoe precies je de positie wil meten). Na heel veel metingen zullen de uitkomsten een beeld van de golffunctie geven die bij het deeltje hoort, zoals bijvoorbeeld ook het geval is in het dubbele spleet experiment: op het scherm achter de dubbele spleet zie je dat langzaam, meting na meting (van de positie van een foton op dat scherm)de vorm van de golffunctie van een enkel foton tevoorschijn komt (voorwaarde is Natuurlijk dat de fotonen in het ensemble allen gepaard gaan met dezelfde golffunctie).

[cock]

Dag Descheleschilder,

Mijn probleem is niet zozeer de stelling van Heisenberg,die logisch lijkt, maar de stelling van Feynman. Volgens Feynman kan een deeltje op alle mogelijke paden aan te treffen zijn (en er mogelijks ook effectief zijn), totdat je het waarneemt. Je kan Feynmans theorie niet empirisch controleren, want als je dat zou doen heb je de positie van het deeltje bepaald en kan het niet op alle mogelijke paden zijn. Want je hebt het een plaats gegeven door het te detecteren. Dat is zoiets als zeggen: "Ik heb een zeemeermin in mijn badkuip, maar je kan het niet controleren, want dan verdwijnt ze."

Er is natuurlijk, wat uw tekst betreft, het gegeven dat deeltjes golfkenmerken hebben. Maar dat komt omdat exacte metingen niet mogelijk zijn, juist door de onzekerheid van Heisenberg, die geen exacte metingen toelaat. Je zal dus met gemiddelden moeten werken, en gemiddelden waarnemen. Met een grote verfborstel kan je ook geen fijn lijntje tekenen.

Groeten,

Cock

[physicalattraction]

Je kunt de theorie van Feynman weldegelijk controleren, en dit is natuurlijk ook al duizenden malen gedaan. De theorie zegt namelijk niet zomaar dat het deeltje overal kan zijn, maar geeft per pad ene bepaalde kans dat het deeltje dat pad neemt. Wanneer je vervolgens onder gecontroleerde omstandigheden eenzelfde deeltje miljoenen keren de verschillende paden laat doorlopen, en elk deeltje meet welk pad het genomen heeft, dan zie je dat deze precies de kansverdeling volgt als voorspeld door Feynman. Het is hiermee dus een zeer krachtige theorie, die bevestigd is door experimenten!

Ik durf niet te beweren dat de theorie van Feynman nooit op een nog eenvoudigere manier opgeschreven zal worden. Er zit echter geen complexiteit in die weggelaten kan worden en toch nog goede resultaten oplevert, die wederom bevestigd zullen worden door experimenten. Die verschillende paden worden nou eenmaal waargenomen, dus moet je ze ook in je theorie meenemen.

[Math-E-Mad-X]

De uitleg dat een deeltje overal in het heelal geweest kan zijn geweest, moet je vooral zien als een model dat men gebruikt om de onderliggende wiskunde aanschouwelijk te maken. En ook al kun je inderdaad niet letterlijk waarnemen dat een deeltje overal is geweest, je kunt wel het wiskundige model testen.

Als je de interpretatie van Feynman wil negeren omdat ze niet controleerbaar is, dan kan dat. Maar wat er dan overblijft is een puur abstract wiskundig model zonder duidelijke interpretatie. Dat maakt je het leven nou niet bepaald makkelijker.

[cock]

Dag Fysicalattraction,

In nogal wat gepopulariseerde literatuur kan u lezen dat een deeltje zich overal (dus ook op de maan) kan bevinden tot het gemeten wordt. Dit is inderdaad niet wat Feynman stelde. Hij stelde dat het deeltje zich op alle mogelijke paden kan bevinden. Uit talloze proeven blijkt inderdaad dat eenzelfde resultaat langs verschillende paden kan bekomen worden, vandaar de onzekerheid. Die onzekerheid kan inderdaad statistisch uitgedrukt worden. Zo kan je met een dobbelsteen op alle mogelijke manieren een zes gooien (langs verschillende paden), en wellicht is daar een statistiek uit te puren. Maar het probleem is dat men, om die paden te controleren, de dobbelsteen moet stoppen, en dus niet zeker kan weten of het resultaat wel een zes zou zijn. Ik heb in de begintekst niet voor niets geschreven dat Feynman een gokker was.

Maar wellicht heeft Marth-E Mad-X gelijk en moeten we het voorlopig, bij gebrek aan alternatief, met Feynman doen. Maar toch blijven de woorden van Einstein in mijn oren klinken “Der Gute Got würfelt nicht” (niet dat ik God als hypothese stel). Een ding staat voor mij echter vast, volgens een strikte interpretatie van de wetenschap is Feynman niet wetenschappelijk verantwoord, want oncontroleerbaar. Scheelt er dan niet iets aan de wortels van de kwantumelektrodynamica? Maar een antwoord op die vraag zullen we hier, in dit medium, waarschijnlijk niet vinden.

Groeten,

Cock

[physicalattraction]

In nogal wat gepopulariseerde literatuur kan u lezen dat een deeltje zich overal (dus ook op de maan) kan bevinden tot het gemeten wordt.

Dit is juist wel wat Feynman stelde. Wat de gepopulariseerde literatuur echter achterwege laat (en jij ook achterwege wil laten, als ik je berichten lees), is dat de theorie ook voorspelt hoe groot de kans is dat het deelte zich op de maan bevindt. Als je de berekening maakt, zul je vinden dat het deeltje met een dusdanig kleine kans zich op de maan kan bevinden, dat we in het dagelijks leven zullen zeggen dat het zich daar niet kan bevinden.

De huidige consensus binnen de wetenschap is dat er geen verborgen variabelen zijn, en dat kansen inherent aan de werking van de natuur zijn.

[Bartjes]

Er is - voor zover ik het begrijp - nog wel een problematische kant aan die instorting van de golffunctie en dat is dat dit overal gelijktijdig zou plaatsvinden. Dat kan niet voor alle waarnemers opgaan, omdat gelijktijdigheid relativistisch gezien niet voor alle waarnemers hetzelfde is. Het instorten van de golffunctie kan dus geen objectief fenomeen zijn.

[Math-E-Mad-X]

Een ding staat voor mij echter vast, volgens een strikte interpretatie van de wetenschap is Feynman niet wetenschappelijk verantwoord, want oncontroleerbaar.

Nee, dit is onzin. Het wiskundige model van Feynman is prima controleerbaar en is ook al meer dan voldoende experimenteel bevestigd. Het is alleen de informele uitleg die daar vaak bij gegeven wordt ("het deeltje heeft zich langs alle mogelijke paden bewogen") die niet letterlijk controleerbaar is.

[descheleschilder]

Ik zou graag een reactie op (meneer?) Bartjes willen geven wat betreft het ineen storten van de golffunctie. Zou het niet kunnen zijn dat het instorten van de golffunctie weldegelijk overal en voor iedereen gelijktijdig plaatsvindt? Dat dat instantaan gebeurt, net zoals het instorten van de golffunctie van twee deeltjes die ooit met elkaar één systeem vormden (bijvoorbeeld wat hun spin betreft), dat contact met elkaar blijven houden, ook al zijn ze lichtjaren van elkaar verwijderd? Als ik de spin van een van de twee (die op Aarde is achter gebleven) meet, zal dat een instantaan effect hebben op het deeltje hier lichtjaren vandaan, en weet ik dat als ik hier op Aarde een naar beneden gerichte spin meet, die van dat verre deeltje een naar boven gerichte spin heeft.

Groetjes van descheleschilder

[Bartjes]

@ descheleschilder

Bartjes is inderdaad een meneer. Het probleem met instantane instorting is dat gelijktijdigheid in de speciale relativiteitstheorie afhankelijk is van de waarnemer.