¿Las mediciones físicas son construcciones?

Esta pregunta fue provocada por mi conocimiento del teorema del specker de Kochen, el cual, si no me equivoco, es una teoría que establece que las medidas a veces, dentro de un sistema, no existen hasta que se observa conscientemente con una pregunta en mente. Los resultados no son observados exclusivamente por un aparato inconsciente (un dispositivo de medición físico sin preguntas involucradas en la medición), y necesita un observador consciente. La teoría sugiere que las medidas están directamente distorsionadas o creadas por una pregunta que las precedió, lo que me da curiosidad sobre la naturaleza de las medidas.

Supongamos que un sistema es una serie de objetos observables, que interactúan dentro del mundo exclusivamente físicamente.

definamos una pregunta como una perspectiva; una construcción, de datos de una medida para resolver un problema

Si el sistema podía ser observado sin una pregunta o un objetivo, entonces la posibilidad de que una medida específica no existiera antes de una pregunta; un constructo, también debe ser un constructo, para que esto sea posible.

¿Es esto cierto? ¿Las medidas son constructos? ¿O hay un error en mi proceso de pensamiento?

Es posible que deba repensar su comprensión del teorema de Kochen-Specker. No dice lo que crees que está diciendo. ¿Quizás pregunte en Physics.SE para verificar su comprensión primero?

Respuestas (4)

La terminología es complicada. No todo el mundo está de acuerdo con los significados exactos de cosas como "medida" o "construcción". Sin embargo, hay un grano común con estas definiciones.

En la mayoría de las versiones de medición que he visto, un requisito de una medición es aislar el dispositivo de medición de la entidad medida antes de que pueda llamarse medición. Un ejemplo físico sería el uso de calibradores para medir un objeto mientras cambia de forma. Por lo general, las personas no usarían la palabra "medición" hasta que los calibradores ya no estén sujetos al objeto, por lo que no son parte de un sistema acoplado con el objeto. Los significados pueden variar, pero he encontrado que esa tendencia es confiable.

Este requisito también aparece en los márgenes de la mecánica cuántica. En muchas interpretaciones de QM, existe un concepto de "medida" o "medida clásica", que pasa de una interpretación cuántica del sistema a una más clásica. La mejor descripción que me han dado de este proceso es que debe acoplar el sistema para transferir parte de su estado a su sonda, y luego debe "separar" la sonda del sistema mediante un proceso para eliminar cualquier enredo entre la sonda y el sistema (no siempre un proceso completamente definido)

Otro requisito común es que la medición debe dar como resultado información. Esto no es tan universal como la idea de tener que estar aislado de la entidad medida, pero es muy común. Algunos dirían que los calibradores en realidad no "miden" nada hasta que alguien convierte su estado en un número (como 3 pulgadas). Otros podrían definirlo de otra manera, pero es tan natural hablar del estado de un dispositivo de medición como información (como el ángulo entre las patas del calibrador), la línea puede ser borrosa.

Si elige definir "medición" de una manera que incluya tanto el aislamiento de la entidad medida como la transferencia de información, y lleva esas dos reglas al extremo, obtiene algo similar a lo que describe. Muchos optan por definir un observador consciente como aquel que puede observar información, y muchos optan por definir la conciencia como algo desvinculado del mundo físico. Por lo tanto, esta idea de que una "medida" es una "construcción" tiene sentido, si uno elige adoptar un punto de vista extremo sobre lo que podría ser una medida.

Me pregunto si se podría construir una computadora cuántica que dependa en gran medida de la superposición cuántica en su rendimiento, y luego hacer que monos (o gatos) la operen de alguna manera y ver si todavía funciona como debería. Entonces, On podría al menos determinar si toda la conciencia o solo la conciencia humana causa el colapso de la función de onda.
@AlexanderSKing Uno de los buenos argumentos que he escuchado (y creo que comprendo) es una forma de modelar la medición a nivel cuántico como la introducción de un objeto cuyo estado está bien modelado como variables aleatorias e interactuando con el sistema. Haga esto suficientes veces, y el teorema del límite central comienza a hacer que el resultado cuántico parezca bien modelado como una observación clásica. Esa definición de medición haría fuertes sugerencias sobre si la conciencia de un mono puede "colapsar una forma de onda" al igual que los humanos o no.
@Cort Ammon El proceso de medición es un problema notorio para la mecánica cuántica. La interpretación tradicional por "el colapso de la función de onda" en el momento de la observación plantea el problema, pero no es la solución. Probablemente el principio de decoherencia por un conjunto de interacciones externas explicará de manera consistente y unificada, cómo la función de onda se concentra alrededor de uno de los posibles resultados de la medida; ver el capítulo "Decoherence and Quantum Reality" en Green, Brian: The Fabric of the Cosmos .
@JoWehler Escuché en alguna parte que el problema de la medición es solo un problema, si niegas que la conciencia afecte el universo. Y dudo mucho que la decoherencia alguna vez resuelva el problema. El problema de la medición probablemente esté fuertemente relacionado con el problema de la mente y el cuerpo.
@tristo El problema de la medición se debe a que la función de onda del sistema no observado se desarrolla de acuerdo con la ecuación de Schroedinger de manera diferenciable, mientras que la observación cambia discontinuamente la función de onda, el llamado colapso de la función de onda . El colapso de la función de onda no puede ser descrito por la ecuación de Schroedinger. - Green, en el libro que menciono en el comentario a Cort Ammon, analiza varias interpretaciones. - Considerar la mente del observador como causa sólo sirve para señalar el problema.

Una medida, en sentido general, puede pensarse en observación: observo tu altura o tu peso; o el color exacto del cielo en una noche sin nubes y el número de estrellas.

Ahora, hay una llave sobre una mesa que tomo con mi mano izquierda y la escondo en mi palma con los dedos cerrados en un puño; Os pido que lo observéis; entonces miras mi mano, y luego abro mi puño - observas la llave - y luego cierro mi mano brevemente, y la abro de nuevo - y nuevamente ves la llave.

Esto es lo que se espera ; de momento a momento la llave en mi mano está en lo que está; pero esto no es inevitable ni necesario .

Digamos, en mi mano derecha recojo un poco de plastilina; es sin forma - sin forma; y cuando abro mi puño, rápidamente le doy forma de esfera; y luego, cuando lo cierro, lo vuelvo a convertir en una pieza de plastilina informe y sin forma; y de nuevo cuando abro mi puño, para que puedas observar lo que tengo en la mano, rápidamente le doy forma de cubo y así sucesivamente.

Esta noción se llama Valor-Definición (VD) y es una entrada clave en el Teorema de Kochen-Specker; el primer ejemplo anterior lo afirma, y ​​el segundo lo niega.

Aristóteles diría que, para el segundo ejemplo, algo -algún valor llega a ser y deja de ser- se condensa y se enrarece; y esta parece ser su comprensión de las cosas en lo pequeño; por ejemplo, en Física VII.5 , escribe:

de hecho, el fragmento en el celemín no se mueve... porque dentro del celemín no existe ningún fragmento, excepto potencialmente .

También diría, dados sus comentarios sobre la noción de cambio (y recordemos que Heisenberg teorizó la medición como un cambio); que las medidas requieren algo que actúe como medidor y algo que pueda ser medible.

Pero él negaría que un medidor pueda medirse a sí mismo: esta regla en mi mano puede medir mi altura o la tuya, pero no puede medirse a sí misma; o más bien es como una verdad vacía - una tautología - una pulgada es exactamente una pulgada; y por esto, nada nuevo se dice.

Hay tres entradas en el teorema; uno que hemos mencionado - valor definido; el otro es la no contextualidad (NC): no debería importar cómo mide algo, el resultado debería ser el mismo.

La entrada final es específica de la estructura formal de QM: que las medidas son proyecciones autoadjuntas .

El teorema luego niega que los tres puedan ser consistentes juntos: uno tiene que dar; en QI, por ejemplo, las proyecciones se reemplazan por positividad.

muy buena respuesta, estuve contemplando ideas similares con un bolígrafo y una regla hace unas semanas. Gracias

En la ciencia se observa un fenómeno o se prepara un experimento. Expresado de manera audaz, el experimento es la pregunta del científico, y el resultado de la medición es la respuesta de la naturaleza.

Una construcción es una idea en la mente del científico; por tanto, ni la medida ni su valor son constructos.

Desde el punto de vista matemático, una medida es un paseo aleatorio irreversible.

La condición suficiente para que la distancia de decisión del lanzamiento de la moneda sea lineal es que sea irreversiblemente unidireccional. Su energía cinética es siempre cuadrática.

Matemáticamente, si algo es cuadrático, es irreversible, y si algo es irreversible, es cuadrático.

Las medidas físicas típicas son siempre cuadráticas, porque son matrices de probabilidad de Baysinan.

Esta matriz a veces se denomina tomografía cuántica.

La medida física siempre es cuadrática, porque es una matriz, y porque es cuadrática, es irreversible.

Esta es solo una consistencia matemática muy simple. La lógica matemática me obliga a definir la medida física como un evento irreversible.

En lo que respecta solo a las matemáticas, una medida física es una cadena de Markov lógica independiente de eventos de matriz no conmutativos irreversibles.

Un evento de medición siempre es irreversible (que afecta el futuro) y siempre es independiente. Es un paseo al azar de alguien que tiene la voluntad de mirar a su alrededor y seguir caminando.

Esta definición parece descartar el superdeterminismo al proclamar la independencia y la "voluntad". Estas son suposiciones. Hay personas en los fundamentos de la física que no los suscriben.
-1: Una medida no es un 'camino aleatorio irreversible', de lo contrario obtendríamos números aleatorios para las medidas...
Una voluntad podría ser reemplazada por una flecha, paridad cuántica, positividad, norma, etc. Al caminante se le permite elegir el camino hacia la izquierda y hacia la derecha, pero nunca se le permite mirar hacia atrás. Esto es como un yate con viento aleatorio. El capitán está decidido a seguir adelante.
Para ser más estrictos, sólo el momento de la construcción de la matriz cuadrática es irreversible. Todas las demás cosas pueden ser perfectamente reversibles. Una moneda podría ser reemplazada por una ignorancia.
Para hacer un reloj mecánico, debe insertar al menos una pequeña parte irreversible en algún lugar. Muchas teorías tienen matemáticamente tales partes.
@cheeseandtomato "Para hacer un reloj mecánico, debe insertar al menos una pequeña parte irreversible en algún lugar". Todavía hay tiempo, incluso si no hay flecha.