Domanda:
Quali errori si imparerebbero dall'introduzione di Eliezer Yudkowsky alla fisica quantistica?
Paul Crowley
2012-04-15 15:35:16 UTC
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Eliezer Yudkowsky ha scritto un'introduzione alla fisica quantistica da un punto di vista strettamente realista. Tuttavia, non ha qualifiche in materia e non è la sua specialità. Dipinge complessivamente un'immagine accurata? Con quali idee sbagliate su QM potrebbe venire fuori qualcuno che ha letto solo questa introduzione?

Quattro risposte:
Scott Aaronson
2012-04-29 07:23:34 UTC
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Mi rendo conto di essere in ritardo per questa discussione. Per qualunque cosa valga, non sono d'accordo nei termini più forti con Ron Maimon e Dmytry, quando criticano Yudkowsky per essere "troppo concettuale". Per come la vedo io, questo è esattamente ciò che dovresti e devi fare se il tuo obiettivo è spiegare il QM a un pubblico di non fisici! In effetti, la maggior parte delle divulgazioni della MQ va fuori dai binari proprio perché cercano di descrivere una vasta gamma di strani fenomeni a cui le persone cercavano di dare un senso negli anni tra il 1900 e il 1926, mentre seppellivano o minimizzavano l'unico punto concettuale che alla fine è stato trovato alla base di tutti questi fenomeni.

Il punto, ovviamente, è che dobbiamo sostituire le probabilità (che sono numeri reali non negativi) con ampiezze (che sono numeri complessi) --- e che a differenza delle probabilità, le ampiezze possono "interferire" e annullarsi a vicenda. Come dimostrato da qualsiasi moderno libro di testo sull'informazione quantistica, è possibile spiegare quasi tutto ciò che il tipico non fisico vuole sapere sulla QM - ad esempio, cos'è l'entanglement? qual è la disuguaglianza di Bell? quali sono gli argomenti a favore e contro Many-Worlds? - mentre si parla solo di qubit, trasformazioni unitarie e vettori di ampiezze, e non si dice mai nulla sui livelli di energia dell'idrogeno (o addirittura di particelle e campi!). Ovviamente, una volta che qualcuno comprende la struttura matematica di QM, è quindi in una posizione molto migliore per apprendere parte della fisica costruita su quella struttura, se lo desidera. Ma se provi a parlare a un profano di tunneling, livelli di energia, dualità onda / particella, ecc. Ecc., Prima ancora che lui o lei capisca il concetto di un vettore di ampiezza, allora il messaggio da portare a casa sarà semplicemente "qualsiasi cosa è possibile nello strano e meraviglioso mondo di QM! "

Quindi mi congratulo con Yudkowsky per aver scritto una serie divertente di post (beh, almeno, mi mi sono piaciuti :)) che spiegano la QM dal suo punto di vista personale, non fisico, e che effettivamente ottengono di più delle cose tecniche giuste. Vorrei criticare Yudkowsky, non per essersi concentrato su argomenti di "cena", ma per altre due cose:

(1) Penso che l'argomento centrale di Yudkowsky --- fondamentalmente, che chiunque rifiuta Everett ha bisogno di farsi esaminare la testa --- per usare un eufemismo, un po 'esagerato. :) Resisterò alla tentazione di elaborare, poiché questa è davvero una discussione per un altro thread.

(2) In diversi post, Yudkowsky dà indicazioni che non capisce veramente il concetto di stati misti . (Ad esempio, scrive del Teorema di non comunicazione come qualcosa di complicato e misterioso, che non è da una prospettiva di matrice di densità.) A mio avviso, questo potrebbe essere parte del motivo per cui Yudkowsky vede qualsiasi cosa oltre a Many-Worlds come follia e non riesce a capire cosa (a parte il conformismo da pecora) spingerebbe un fisico esperto a qualsiasi altro punto di vista. Se non lo sapessi nella vita reale, le persone praticamente non incontrano mai stati puri, ma solo oggetti più generali che (per parafrasare Jaynes) mescolano probabilità "soggettive" e ampiezze "oggettive" in un'unica frittata, la visione che gli stati sono "stati di conoscenza" che "vivono nella mente, non nel mondo" probabilmente sembrerebbero anche me un'assurdità priva di significato.

Ron Maimon
2012-04-16 09:18:34 UTC
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Ho passato in rassegna la maggior parte degli articoli e non ci sono errori evidenti che sono riuscito a trovare, ma c'è una verbosità non necessaria che è meglio eliminare leggendo un'introduzione più concisa all'interpretazione di Everett. La quantità di testo che viene presentata non è commisurata alla quantità di intuizione.

Le questioni filosofiche sono discusse a lungo, con riferimenti a Chalmers, ma queste questioni sono essenzialmente ignorabili, perché i filosofi avevano ragione in origine 50 anni fa, quando erano positivisti. Nel positivismo, non ammetti domande che non hanno un impatto sull'osservazione. Quindi "il mio amico è un'anima o è uno zombi?" è esattamente il tipo di domanda che è completamente priva di significato. La nozione di zombi è fondamentalmente incoerente, è un abuso di linguaggio nel senso di Carnap L'unico motivo per cui i filosofi usano gli zombi è per assicurarsi che i loro studenti non scoprano il positivismo, poiché solo considerando che uno zombi ha senso, automaticamente impegnarsi in un discorso positivisticamente privo di significato.

Se assorbi le intuizioni del positivista logico, come hanno fatto tutti i fisici per almeno un secolo, non devi preoccuparti affatto dei primi post. Le sezioni sulla scissione e la decoerenza sono fondamentalmente corrette, ma ancora una volta troppo prolisse: l'idea di base è presentata su Wikipedia in pochi paragrafi e nell'articolo di Everett del 1957 in poche pagine. La verbosità è un problema, poiché il problema principale sono i "mondi sottili smettono di esistere" che viene spiegato con una lucentezza misteriosa e non del tutto soddisfacente nei post del blog.

Il problema con le fonti non fisiche è che generalmente sprecano troppo tempo su idee "profonde" e trascorrono troppo poco tempo su calcoli reali. Una persona dovrebbe almeno sapere come risolvere l'atomo H e calcolare le probabilità di transizione dell'emissione di fotoni tra pochi livelli. Dovresti sapere come appare l'intreccio nelle molecole o in Lui, almeno qualitativamente. Dovresti imparare i metodi di Feynman che funzionano così bene per organizzare la materia condensata e i calcoli di fisica delle alte energie.

Una volta imparato come fare i calcoli, le idee profonde richiederanno solo uno sforzo minuscolo al confronto. Per interiorizzare le idee richieste per i calcoli è necessario costruire una leva mentale per moltiplicare i tuoi poteri concettuali, poiché queste idee sono come una barca pesante che pesa migliaia di tonnellate. Una volta costruita la leva con potenza sufficiente per sollevare la barca, e trascinata a riva la barca per un periodo di mesi e anni, i problemi filosofici sono come un masso minaccioso, troppo pesante per essere sollevato a mani nude, ma banalmente leggero rispetto a la nave. Usi la stessa leva e sollevi il masso con il mignolo. È banale in confronto.

Ma non è del tutto banale per chi non ha speso abbastanza tempo per fare una buona leva. Invece di fare spiegazioni sempre più lunghe per rendere il compito realizzabile per il lever-less, si dovrebbe spiegare come costruire la leva.

Penso che la presentazione sia essenzialmente accurata, ma troppo lunga per essere utile.

Peter Stevens
2012-04-16 13:37:14 UTC
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A partire dalla sua pagina "Configurations and Amplitude", descrive un interferometro Mach-Zender (link, http://en.wikipedia.org/wiki/Mach%E2%80%93Zehnder_interferometer).

La sua formulazione è,

fase iniziale = -1 + 0i

quando si colpisce uno specchio moltiplichiamo per i

Per la scala percorso entrambi i fotoni colpiscono due specchi quindi sommiamo (-1 + 0i) * i * i e (-1 + 0i) * i * i = 2 (1 + 0i)

prendiamo il modulo, noi ottenere un numero quindi segnale.

Per il percorso che gira pi / 2, siamo colpiti riflessi da tre specchi o da uno specchio, somma (-1 + 0i) * i + (-1 + 0i ) * i * i * i = 0

prende il modulo quindi nessun segnale.

Sfortunatamente la matematica tradizionale va più così,

Vediamo una fase inversione, quando riflettiamo su una superficie con un indice di rifrazione più alto.

Il percorso rettilineo, fornisce un riflesso ciascuno da uno specchio normale, quindi entrambi i percorsi hanno fase invertita, quindi nessuna cancellazione.

Il percorso pi / 2 dà uno o l'altro riflesso da un normale specchio, o tre riflessi, uno da uno specchio normale (sfasamento), uno da mezzo specchio argentato nella parte anteriore dello specchio (sfasamento), uno da uno specchio mezzo argentato sul retro (nessuno sfasamento). Quindi un segnale ha la fase invertita una volta, uno l'ha invertita due volte. Interferiscono e non viene prodotto alcun segnale.

Per coincidenza, questa è la stessa risposta di cui sopra.

Per trasformare questo in previsioni verificabili, se si gira la prima metà dello specchio argentato, sotto Eliezer La formazione di Yudkowsky non cambierebbe nulla, con la formulazione classica il segnale si sposterebbe sull'altro rivelatore.

Lo svolgimento di questo esperimento comporta un discreto numero di difficoltà pratiche (in particolare si tratta di un esperimento idealizzato a cui attualmente mancano tutti i pezzi di vetro necessari per compensare gli indici di rifrazione che dovrebbero essere spostati in la superficie semilucida dello specchio deve rimanere esattamente nello stesso posto). In assenza di una facile verifica sperimentale, penso sia ragionevole presumere che la teoria dell'ottica insegnata da ogni corso universitario di fisica sia probabilmente corretta, mentre Eliezer no.

Dmytry
2012-04-16 00:24:02 UTC
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Consiglio di studiare effettivamente fisica se vuoi imparare la fisica. Questo genere di cose è per chiacchiere a tavola, eppure è molto meglio leggere divulgazioni scritte da fisici che da blogger professionisti. Mi sono fermato a

I primi scienziati - ci starai ridendo - pensavano che lo specchio d'argento deviava il fotone metà del tempo e lo lasciava passare metà del tempo.

Ah, ah! Come se lo specchio mezzo argentato facesse cose diverse in occasioni diverse! Voglio che lasci andare questa idea, perché se ti aggrappi a ciò che pensavano i primi scienziati, diventerai estremamente confuso. Lo specchio mezzo argentato obbedisce ogni volta alla stessa regola.

Lo "specchio mezzo argentato" è uno strato disordinato di argento metallico (pensa ad alcune strutture cristalline) attaccato a un substrato di vetro, un paio lunghezze d'onda spesse [in realtà non sono sicuro di quanto debba essere spesso per l'argento], di spessore variabile, con ossido bloccato su di esso. Assorbe anche parte della luce, ha un ritardo diverso per riflettere e trasmettere [vale a dire, metà della lunghezza d'onda per la riflessione, ma potrebbe essere solo il caso ideale]. Seguito da ulteriore ritardo dal piano di vetro. La luce di diverse direzioni di polarizzazione si riflette in misura diversa. L'interferometro impostato in questione ha tutta la luce che entra in un occhio, o in un altro occhio, se uno dei percorsi si riscalda perché ti trovi accanto ad esso, e aumenta in lunghezza di mezza lunghezza d'onda. Allo stesso modo se i pezzi di vetro non hanno esattamente lo stesso spessore. Quello che vedi effettivamente se lo costruisci nel corso della giornata, sono le frange di interferenza, perché la luce che va ad angolo, incontra una lunghezza del percorso diversa.

Questo è per fornire un po 'di background su ciò che fa questa configurazione, che è molto utile imparare prima di entrare nella meccanica quantistica. Quello che non fa è comportarsi come un ordinato sistema astratto, in cui è chiaro cosa sta succedendo se solo tu sei un razionalista e non hai pregiudizi.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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