El gato de Schrödinger está "vivo y muerto a la vez"

Famosamente, se encuentra que el gato de Schrödinger está vivo y muerto dentro de un sistema cerrado, a merced de la mecánica cuántica. Pero, ¿por qué el gato está "tanto vivo como muerto"? Para la interpretación de Copenhague, según Heisenberg, "la función de onda representa una probabilidad, pero no una realidad objetiva en sí misma en el espacio y el tiempo".

La construcción conceptual de "muerto" o "vivo" es un estado 100% no probabilístico (al menos tal como lo concibe un individuo dentro de su marco de referencia). Este 100% de certeza puede verse como una 'realidad objetiva' para el individuo con esa información.

Si supiera que alguien (que no estaba observando) conducía un automóvil y tenía un 50 % de posibilidades de morir, no estaría objetivamente "ni vivo ni muerto" para mí, sino que, dadas las probabilidades, no estaría "ni vivo ni muerto". muerto". Cualquier declaración de verdad positiva no puede estar respaldada por evidencia observacional (inexistente), por lo que ninguna declaración de verdad positiva, más allá de alguna estimación supuesta de las probabilidades, es válida.

¿Tiene más sentido decir que cuando un sistema cuántico no es observable (es cerrado), ya sea una función de onda o un gato, las declaraciones conceptuales no probabilísticas con respecto a lo que hay dentro del sistema serán incompletas?

Schrödinger estaba criticando la interpretación de Copenhague, y creo que puede haber sido algo poco caritativo.
Existe una distinción entre "existe la misma probabilidad de que esté vivo actualmente que de que esté muerto" y "actualmente se encuentra en un estado en el que está igualmente vivo que muerto".
Deberías leer la reveladora respuesta de Luboš Motl al gato de Schrödinger; ¿por qué era necesario? .
@DavidSchwartz, en la descripción mecánica cuántica del sistema, el gato está "igual de vivo que muerto". El punto de Schrödinger era que sería absurdo aceptar la descripción mecánica cuántica de cualquier sistema tan grande y complejo como un gato vivo como la verdadera realidad.

Respuestas (8)

Es más extraño que eso: la función de onda en realidad representa la raíz cuadrada de una probabilidad, en la medida en que tiene algún sentido. (El artilugio matemático más simple que modela esto es que la masa de una partícula se re^it donde t es el tiempo. Entonces 'rota' en un espacio complejo, y su energía y masa se dividen en componentes reales e imaginarios). Cuando multiplicas dos de ellos juntos, sólo entonces se obtiene un número real, una probabilidad.

La razón para considerar al gato tanto vivo como muerto es el momento del evento de la muerte. Si el gato decide que está vivo, habrá estado vivo todo el tiempo. Y si está muerta, también habrá estado muerta todo el tiempo. El tiempo pasa para el gato como si el evento se decidiera cuando la causa (todavía no resuelta) lo provocó.

Si piensas en ello como una probabilidad, hay demasiada tentación de imaginar que el evento ocurriría cuando se resolviera la probabilidad. Pero ya sucedió, de cualquier manera que salió. Se pierde una de las características distintivas de la paradoja. Entonces, el encuadre descarta explícitamente esa forma de pensar para el efecto.

El tiempo pasa para el gato, desde su marco de referencia, pero ¿qué significa el tiempo del gato para un 'observador' externo del sistema cerrado? ¿Seguramente toda la información que obtenemos es una superposición? Además, ¿no va en contra de la relatividad de la simultaneidad decir "tanto vivos como muertos"?
Sí, y evitar el encuadre incómodo parece eliminar ese conflicto. Pero ese conflicto está sin resolver, y eso es una parte importante de la paradoja misma. O tiene una incompatibilidad básica con la relatividad, o (en su marco propuesto) la causalidad en realidad fluye hacia atrás, o se bifurca en el tiempo. La teoría cuántica de campos está empezando a verlo de la manera que lo haces tú, pero al principio, la idea de que el tiempo no es una única variedad 4D unificada ofendió más a la gente. Schroedinger es, después de todo, muchos años antes de la interpretación de Many Worlds de Evertt.
Además, el estado del gato, visto desde un marco de referencia dentro del sistema cerrado, es evidente en cada momento. El gato descubre si está vivo o muerto en cada instante de su observación. Sin embargo, nuestra observación de la vida o muerte del gato, desde nuestro marco de referencia externo, solo es posible una vez que observamos el sistema cerrado... ¿no significa esto que la resolución de la probabilidad (para nosotros como observadores) ocurre en un tiempo diferente a la resolución del gato (cuando observa)?
Bueno no. Ya está resuelto para todas las partículas en la caja con el gato, así que está resuelto. No somos las únicas cosas en el universo. Tienes que tener una teoría que trate con el gato, el aire en la caja con el gato, la caja, el resto del mundo y nosotros. El mentalismo simplemente no funcionará.
Pero si dices "está resuelto", ¿dónde está tu marco de referencia? Para una resolución esencial, la ecuación subyacente debe entonces ser ontológicamente real.
La física macroscópica necesita ser ontológicamente real. Ese es el problema. Evitar el realismo de las entidades macroscópicas es algo que la gente no estaba dispuesta a considerar hasta hace muy, muy poco.
Tal como están las cosas, tenemos dos resoluciones para el 'problema', Muchos Mundos y el intercambio de propiedades entre partículas. Ambos se pueden explicar de ambas maneras. El gato está vivo en una corriente de tiempo, muerto en otra, o el gato y nosotros estamos entrelazados en el punto en que lo afectamos, y nuestro efecto entrelazado se resuelve cuando probamos la interacción. Ambas cosas no tenían sentido para Schroedinger.
Interesante, ¿qué pasa con la interpretación relacional de Rovelli?
La paradoja es de 1935. Sí, a fines de la década de 1950, cuando Rovelli aún era un bebé, había múltiples variaciones en esas dos interpretaciones (que son básicamente una versión menos grandilocuente de Muchos mundos). Pero el punto no es ser absolutamente correcto, el punto es hacer que la paradoja sea identificable.
Si desea profundizar en esa profundidad, un físico real sería una mejor guía. Es posible que desee plantear la pregunta sobre física. Se acerca de por qué estas diferentes interpretaciones atraen a diferentes teóricos,
¡Gracias! No les gustan mucho los temas filosóficos que se presentan aquí, pero lo intentaré :D
Si es así, tal vez ese consejo sea prematuro. Algunas de las personas más técnicas aquí pueden tener respuestas para usted. No me di cuenta de lo reciente que era la pregunta.

Schrodingers little gedanken-experminent es un drama que dramatiza los problemas conceptuales, ontológicos y epistemológicos que ocurren en la física de lo pequeño; cuando se amplía de ese pequeño mundo a nuestro propio mundo humano, estas situaciones, como usted dice, no se aplican, aunque hay sutilezas.

Entonces, el gato de Schrödinger, como un gato y no como un sustituto de una partícula muy pequeña, y como usted dice, está vivo o muerto, y no ambos.

Es en la física de lo pequeño que surgen estas paradojas, como ya lo señalaron célebremente Zeno y Nagarjuna, pero no se suele pensar de esta manera.

Una sugerencia, que se remonta a Kochen en los años 70 y probablemente antes, y también defendida más recientemente por Smolin y Rovelli, es que esto significa que la ontología se relativiza; piensan en la medición o la observación como interacción.

nótese bien

No puedo dejar de señalar aquí que en el atomismo budista, los átomos se consideran átomos de percepción ; por supuesto, cuando pensamos en la percepción, pensamos en la mente humana, eso es cognitivamente, por lo que esto parece extraño, si no extraño; pero tal vez sea el caso, que esto no es exactamente lo que estos pensadores estaban pensando; después de todo, mire lo que acaban de hacer Rovelli et al, pasar de la observación por parte de un observador humano a la medición o interacción por parte de una partícula; pero esto requeriría una mirada más cercana a estos textos, para ver qué es lo que quieren decir con percepción en este contexto.

¿Tiene una referencia o recurso para el atomismo budista?
@AlexanderSKing: hay wikipedia , que es donde lo descubrí por primera vez; pero me temo que es bastante básico; sigo buscando algo mejor...
No es correcto que la mecánica cuántica solo reine en "la física de lo pequeño": describe objetos a gran escala igual de bien. Solo que normalmente no puedes distinguir las predicciones de la mecánica cuántica y clásica en las escalas de "el mundo humano". La razón no es tanto la escala de longitud como la alta temperatura: el movimiento térmico difumina los patrones de coherencia de las funciones de onda, por lo que en estadística lo que permanece constante es el valor esperado que, según el teorema de Ehrenfest, concuerda entre el clásico y el cuántico. mecánica.
@leftaroundabout: es una pregunta física interesante cómo surgen las propiedades a granel de lo pequeño, por ejemplo, la estabilidad de la materia del principio de exclusión de Paulis; pero no estoy seguro de que este sea el mejor lugar para discutirlo; Simplemente dije que 'no se aplica', me refiero a quién usaría/aplicaría QM para explicar el movimiento de la tierra alrededor del sol y, por analogía, estaba diciendo que los rompecabezas ontológicos/epistemológicos no tienen escala.

La construcción conceptual de "muerto" o "vivo" es un estado 100% no probabilístico (al menos tal como lo concibe un individuo dentro de su marco de referencia). Este 100% de certeza puede verse como una 'realidad objetiva' para el individuo con esa información.

Aquí es donde QM se vuelve extraño y se aparta de cómo se comporta la física clásica. No hay un "individuo con la información", por lo que no hay una "realidad objetiva". Esto requeriría un "observador" que tendría un efecto como colapsar la forma de onda a. la. Interpretación de Copenhague.

Lo que describe se conoce como una "variable oculta local" en la comunidad de mecánica cuántica. Según esa teoría, el gato está vivo o muerto, y lo sabe, pero nadie más lo sabe. Está oculto para todos y es local, lo que significa que solo el gato lo conoce. Desafortunadamente para aquellos de nosotros que queremos que la mecánica cuántica sea intuitiva, tales variables locales ocultas en realidad no describen los comportamientos del mundo de la mecánica cuántica. Deseamos que lo hagan, pero simplemente no se ajustan a los datos.

Las Desigualdades de Bell serían la ubicación de facto a la que iría para refutar tal teoría de la variable oculta local. Su teoría implica el caso de partículas entrelazadas, como tener dos isótopos radiactivos entrelazados, o tal vez dos gatos entrelazados. Demostró que si hay variables ocultas locales (en otras palabras, si el gato está realmente "vivo" o "muerto", nadie lo sabe excepto el gato), ciertas desigualdades deben ser ciertas. La evidencia experimental demuestra que esas desigualdades no son ciertas. Por lo tanto, el comportamiento del mundo a nivel cuántico simplemente no puede describirse usando variables ocultas locales.

La única solución válida para el gato de Schrödinger es tratar al gato utilizando la mecánica cuántica, en lugar de la mecánica clásica. En tal tratamiento, el gato puede ser una superposición de vivo y muerto, y eso está bien según los estándares de QM. Cualquier tratamiento más simple, donde el gato está vivo o muerto pero no una mezcla extraña de los dos, simplemente no coincide con la prueba empírica de cómo funciona el mundo a nivel cuántico. El gato de Schrödinger puede ser un ejemplo extremo, diseñado para demostrar un punto, pero su teoría QM es sólida y hay corolarios directos del gato de Schrödinger que se pueden demostrar y muestran que el gato no está vivo ni muerto.

Creo que la exploración del mundo de QM está mejor respaldada por una lista saludable de experimentos de ejemplo que demuestran las facetas no intuitivas más curiosas de las predicciones matemáticas. Hay una gran cantidad de QM que quizás de nosotros (incluyéndome a mí) estaríamos tentados de afirmar bull*#$(. Sin embargo, para cada una de esas afirmaciones inverosímiles, hay un experimento que demuestra que realmente ocurre de la manera en que afirma QM: el ¡bull*#@$ tiene razón! Mi perdición personal es la serie de borradores cuánticos. Esa serie de experimentos comienza con el experimento de la doble rendija, y procede a volverse más y más curioso a medida que avanza hacia el borrador cuántico de elección retardada. Nos guste o no, los experimentos se han hecho.

El gato de Schrödinger no es un experimento mental muy interesante. Sobrevive (el experimento, no el gato) porque la gente no entiende muy bien la mecánica cuántica pero le gustan los animales peludos.

La descripción probabilística clásica de la situación está perfectamente bien. En un mundo cuántico, la descripción clásica es incorrecta, pero da la respuesta correcta. En un mundo clásico, la descripción cuántica es incorrecta, pero da la respuesta correcta. El mundo real resulta ser cuántico, pero nunca podríamos saberlo a través del gato de Schrödinger; lo sabemos debido a experimentos como el de Bell/EPR que en realidad separa los mundos cuánticos de los no cuánticos.

La defensa habitual es que se supone que es una forma divertida de pensar sobre la mecánica cuántica frente a la mecánica clásica. De manera similar, un gato en una caja descansa en un mundo geocéntrico, pero se mueve rápidamente en un mundo heliocéntrico. Supongo que no hay nada de malo en decir eso en una conferencia para mantener a los estudiantes interesados. Pero nombrarlo "el gato de Benrg", y llamarlo un experimento, y repetirlo palabra por palabra durante el próximo siglo, sugiere una falta de comprensión e imaginación por parte de las personas que lo repiten.

La dificultad central aquí, en mi opinión, está en el ámbito puramente clásico. Además, ni siquiera es un problema con la física, es un problema de lógica , o específicamente nuestro lenguaje para ello.

A menudo nos gusta asignar valores de verdad a las proposiciones y tendemos a hacerlo en una lógica de dos valores . Sin embargo, este no es un requisito de la lógica proposicional clásica: si estamos en el negocio de asignar valores de verdad a las proposiciones, podemos usar cualquier álgebra booleana.

Nuestro lenguaje para tales cosas, sin embargo, está fuertemente ligado a la lógica de dos valores, por lo que es difícil hablar de ello.

Para ver el problema, considere el álgebra booleana de valores múltiples más simple: la lógica de cuatro valores que consta de pares (a,b)donde ay bpuede ser cada uno falseo true.

Consideremos ahora la ley del tercero excluido. En la forma "P es verdadera o P es falsa", no se cumple, porque la verdad de P podría ser (true, false). Sin embargo, en la forma " P ∨ ¬Pes una tautología" sí se cumple, porque esa proposición es verdadera (es decir, (true, true)) sin importar a cuál de los cuatro valores de verdad asignemos P.

Este es el tipo de cosas que suceden con el gato de Schrödinger; cuando decimos que es tanto "muerto como vivo", eso significa desde el punto de vista "externo"; estamos diciendo que la verdad de la proposición "está vivo" tiene componentes verdaderos y componentes falsos. Sin embargo, desde el punto de vista "interno", la ley de no contradicción aún se mantiene, por ejemplo alive ∧ ¬alive, es puramente falsa.


Volviendo a poner la física en el cuadro, el punto es que la mecánica cuántica sugiere, a través de la decoherencia, que así es como funciona realmente el universo ; la 'multivaloración' es una parte intrínseca de la imagen aproximadamente clásica que aparece en escalas macroscópicas.

No hay forma de detectar una partícula en dos lugares a la vez, esa es la idea. Decir que está en dos lugares a la vez no es una afirmación empíricamente significativa. Tampoco es decir que el gato está vivo y muerto al mismo tiempo. La mecánica cuántica definitivamente no afirma que el gato esté vivo y muerto al mismo tiempo o que las partículas estén en dos lugares a la vez.

Una mejor declaración sería que la partícula en realidad no tiene ninguna ubicación hasta la detección. También que el gato no tiene ninguna propiedad hasta que dichas propiedades se determinen empíricamente. Ese fue el problema con la propuesta EPR, asumiendo "elementos de la realidad" entre interacciones/medidas.

La construcción conceptual de "muerto" o "vivo" es un estado 100% no probabilístico (al menos tal como lo concibe un individuo dentro de su marco de referencia). Este 100% de certeza puede verse como una 'realidad objetiva' para el individuo con esa información. .

Esto no está bien planteado. Decir que un enunciado probabilístico es no probabilístico porque estamos seguros de las probabilidades es en realidad solo un juego de palabras. Tener la certeza de que no sabemos algo es, en el mejor de los casos, "realidad subjetiva".

En la hipótesis de los "muchos mundos", donde la función de onda no colapsa, el gato está vivo y muerto, pero cada uno está en un universo diferente.

De acuerdo con Hurkyl. Una partícula puede existir en dos estados, o dos ubicaciones, simultáneamente. Para leer más, vea el artículo de Wikipedia sobre superposición cuántica:

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_superposition