Le fait est que cela vous a fait réfléchir au problème.Alors que nous pouvons tous convenir qu'un atome d'hydrogène n'est pas un observateur et qu'un humain est un observateur, le cas d'un chat n'est pas si clair.Le but de l'expérience de pensée est d'exposer les problèmes avec l'interprétation de Copenhague - ce qu'elle fait avec beaucoup de succès.

Ce n'est pas vraiment un mystère et la réponse est assez simple: la vraie physique quantique équivaut à la physique quantique de nombreux mondes. Il n'y a vraiment pas d'autre explication disponible.

Oui, je sais qu'il existe un certain nombre d'autres interprétations disponibles. Mais j'étais précis dans ma langue. Copenhague, par exemple, n'explique rien. Il dit simplement "c'est ce qui semble arriver et il n'y a pas d'explication".

Il s'avère que les autres interprétations le font également. Bohm, par exemple, `` explique '' comment les superpositions n'existent en fait pas (en plaçant toutes les mathématiques d'une superposition dans `` l'onde pilote '' - mathématiquement équivalente à des superpositions mais pas appelée ainsi) mais n'essaye même pas pour résoudre l'un des gros problèmes de la physique quantique, comme votre question (connue sous le nom de problème d'observation) ou comment la physique quantique peut être mise au carré avec la localité. Ou en d'autres termes, Bohm «explique» quelque chose qui ne nécessitait aucune explication (les superpositions - qui sont en fait réelles) mais n'essaye même pas d'expliquer / de résoudre les problèmes de la physique quantique.

Ceci est vrai pour chaque «interprétation» de la mécanique quantique sauf une: de nombreux mondes.

De nombreux mondes ne sont pas simplement une autre interprétation. C'est une explication réelle de la raison pour laquelle la mécanique quantique se comporte de manière aussi contraire à notre intuition. Et il le fait en prenant simplement la théorie au sérieux et en refusant de faire des compromis. Cela n'ajoute littéralement rien du tout à la théorie. Il dit simplement "eh bien, si nous prenons la théorie au sérieux, qu'est-ce que cela signifie?" C'est le contraire de toutes les autres «interprétations» qui ajoutent toutes des éléments supplémentaires à la théorie qui ne servent à rien d'autre que de ne pas amener la théorie originale à ses propres conclusions logiques. C'est pourquoi je dis que la physique quantique de nombreux mondes est la physique quantique. Tous les autres sont de la physique quantique ainsi que des éléments supplémentaires inutiles qui compliquent la théorie sans raison particulière.

Alors, comment la physique quantique de nombreux mondes explique-t-elle le chat de Schrödinger? Lorsque l'événement quantique a lieu qui tue et ne tue pas le chat, la réalité se superpose et il y a alors un chat mort dans un monde et un chat vivant dans un autre. Lorsque vous marchez et ouvrez la boîte, vous superposez ensuite. Une version de vous dans un monde voit le chat mort et une version de vous voit le chat vivant.

"L'observation" ne joue aucun rôle dans la physique quantique de nombreux mondes, sauf dans le sens où elle explique pourquoi l'observation semble provoquer l'effondrement de la fonction d'onde - à savoir que vous devenez une partie de la super position globale. En fait, il ne s'effondre jamais du tout.

Si vous êtes curieux d'explorer cette réponse plus loin que je ne peux l'expliquer ici, ne regardez que les livres de David Deutsch (créateur de la théorie quantique computationnelle). Ses deux livres, The Beginning of Infinity et The Fabric of Reality, expliquent cela plus en détail.

Consultez également l ' expérience du testeur de bombes Elitzur – Vaidman sur Wikipédia et réfléchissez au nombre de mondes qui expliqueraient ce qui se passe et voyez si l'une des autres interprétations tente de le faire. C'est beaucoup plus étrange que le chat de Schrodinger et beaucoup plus difficile à expliquer. Par exemple, la fonction d'onde «s'effondre» même lorsqu'il n'y a aucune observation! (Parce que l'observation de l'explosion de la bombe a lieu dans un monde différent. Le monde où vous ne voyez pas la bombe exploser n'a jamais eu lieu dans 50% des cas.)

Schrodinger a utilisé le chat hypothétique pour illustrer ce qu'il pensait être l'absurdité de supposer que l'effondrement de la fonction d'onde ne se produisait que lorsqu'un «observateur» effectuait une mesure.L'argument qu'il faisait valoir était la notion de bon sens selon laquelle l'effondrement de la fonction d'onde se produirait lorsqu'une particule interagissait avec un corps de grande taille, qu'il s'agisse d'un appareil de mesure ou non.

Quant à ce qui constitue «un observateur», une observation n'est rien d'autre qu'une interaction à l'échelle microscopique qui a une conséquence quantitative.Lorsque vous observez un spectre d'émission, votre œil enregistre la lumière qui a été divisée par un prisme;en d'autres termes l'effet des photons interagissant avec le champ électrique en raison de la distribution des atomes à l'intérieur du verre.L'interaction entre les photons et les atomes à l'intérieur du verre a lieu indépendamment du fait que quelqu'un ou quelque chose «observe» - le prisme du spectromètre agit comme le «grand corps» que vous mentionnez dans votre question.

Pour s'appuyer sur la réponse de Bruce, ce qui se passe selon l'équation de Schrödinger est le suivant:

L'état quantique initial du système (après avoir mis le chat dans la boîte) est

$$ | \ text {chat vivant}⟩ | \ text {vous ne voyez pas le chat}⟩ $$

Comme le compteur Geiger mesure si l'atome radioactif s'est désintégré ou non, et tue ou épargne le chat en conséquence, cet état quantique évolue unitairement en

$$ \ frac {| \ text {chat vivant}⟩ + | \ text {chat mort}⟩} {\ sqrt {2}} | \ text {vous ne faites pas ' tu vois le chat}⟩ $$

qui est bien sûr équivalent à

$$ \ frac {| \ text {chat vivant}⟩ | \ text {vous ne voyez pas le chat}⟩ + | \ text {chat mort}⟩ | \ texte {vous ne voyez pas le chat}⟩} {\ sqrt {2}} $$

Lorsque vous ouvrez la boîte, cet état quantique évolue à nouveau unitairement (c'est-à-dire sans aucune sorte de " repli") en

$$ \ frac {| \ text {chat vivant}⟩ | \ text {vous voyez un chat vivant}⟩ + | \ text {chat mort}⟩ | \ text { vous voyez un chat mort}⟩} {\ sqrt {2}} $$

Cet état quantique est appelé un état intriqué car il ne peut pas être décomposé en un produit de deux états quantiques décrivant respectivement vous et le chat, c'est-à-dire

$$ (\ alpha_1 | \ text {chat vivant}⟩ + \ alpha_2 | \ text {chat mort}⟩) (\ beta_1 | \ text {vous voyez un chat vivant }⟩ + \ Beta_2 | \ text {vous voyez un chat mort}⟩) $$

où $ | \ alpha_1 | ^ 2 + | \ alpha_2 | ^ 2 = | \ beta_1 | ^ 2 + | \ beta_2 | ^ 2 = 1 $ . C'est ce que nous voulons dire lorsque nous disons que vous vous retrouvez empêtré avec le chat.

Le fait que le chat "réduise la fonction d'onde parce qu'il est un observateur conscient" est un hareng rouge pour deux raisons:

Tout d'abord, toute l'expérience de pensée peut être répétée, comme le suggère garyp, avec un compteur Geiger renversant de l'encre sur un morceau de papier. Que quelque chose dans la boîte soit "conscient" n'a pas d'importance.

Deuxièmement, si nous prenons l'équation de Schrödinger au sérieux, il n'y a pas d'effondrement .Il n'y a qu'une évolution unitaire tout au long.

La version originale de l'expérience n'utilisait pas de chat, mais plutôt un baril de poudre à canon:

Einstein a évoqué la perspective d'un baril de poudre à canon dans un superposition d'états éclatés et non explosés, et Schrödinger a augmenté l'ante avec son chat, dont la vie ou la mort est attachée à un événement quantique comme la désintégration radioactive d'un atome. Si, comme l'a dit Bohr, l'État de l'atome est indéterminé (dans une superposition) jusqu'à ce que nous regardions, alors il doit en être de même pour l'état du chat. (voir https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/10/beyond-weird-decoherence-quantum-weirdness-schrodingers-cat/573448/)

Donc, dans la formulation originale, le chat est un observateur comme un baril de poudre à canon est un observateur. Ainsi, tout grand corps peut être utilisé comme "observateur".

Mais supposez un instant que vous êtes l'observateur et que le poison représente simplement un incident dans le futur menant à votre mort. Cela signifie fondamentalement que vous êtes dans "une superposition de vie et de mort toute votre vie" (du point de vue d'un observateur extérieur). De votre point de vue, cette formulation sophistiquée dit simplement qu'il y a une probabilité finie que vous mourrez éventuellement.

La question est alors l'inverse: peut-il exister un observateur dans cet univers pour qui ta vie et ton destin ne sont qu'une superposition quantique, parce qu'il ne l'a pas mesuré (n'a pas ouvert la boîte ), encore? Dans un contexte classique, je soutiens que la réponse est non, car les interactions se déplacent à une vitesse infinie. Dans un contexte relativiste, les observateurs en dehors de votre cône de lumière ne peuvent pas avoir interagi avec votre existence et peuvent donc considérer que votre destin est toujours dans une superposition quantique.

Malcolm Storey,

Cette expérience de pensée n'est pas basée sur l'hypothèse qu'un chat n'est pas un observateur. Vous pouvez remplacer le chat par un humain et ses conclusions restent les mêmes. Le fait est que chaque observateur utilise une description différente de l'expérience en fonction des informations dont il dispose. L'observateur à l'intérieur de la boîte, s'il y en a une, connaît le résultat de la mesure (disons une mesure de spin - remplaçons ici la bouteille de poison) donc, de son point de vue, il n'y a pas de superposition. L'observateur extérieur ne sait pas comment la mesure est sortie, il utilise donc une superposition de (rotation vers le haut + observateur intérieur détectant la rotation vers le haut) et (rotation vers le bas + observateur intérieur détectant la rotation vers le bas). Autant que je sache, c'est l'interprétation standard de cette expérience.

À mon avis, même l'observateur extérieur connaît, en principe, le résultat de la mesure à l'intérieur de la boîte. Il n'y a pas de box qui puisse parfaitement isoler son intérieur. Les champs gravitationnels, électriques ou magnétiques ne peuvent être bloqués par aucun matériau. Donc, je pense que «l'effondrement» se produit pour les deux observateurs en même temps. Je pense que la superposition microscopique (chats vivants / morts) n'est pas possible pour cette raison.

Oui, mais il n'y a aucune connaissance supplémentaire que quiconque gagnera de cette observation. En fait, s'il observe "la décomposition en une heure", alors vous aussi, une fois que vous ouvrez la boîte et trouvez le chat mort.Si, en revanche, il n'observe «aucune décomposition», faites-le à nouveau. Quoi qu'il en soit: il n'est pas nécessaire que le chat partage son observation pour approfondir sa connaissance du système.

En prenant au sérieux la superposition d'un chat dans deux états, l'un s'observe vivant et l'autre mort.Eh bien, bien sûr que non, mais prenons un exemple moins drastique du poison qui fatigue le chat et ne le tue pas.

Veuillez noter qu'avec cette réponse, je ne donne aucune déclaration sur la validité de la proposition du chat dans deux états.

Ignorant toute la physique (oui, je sais), le chat est purement un appareil pour engager le public de l'expérience de pensée.

Ce n'est pas vraiment un chat mais une méthode d'affichage de l'état, et un chat, étant un animal de compagnie commun, et l'état utilisé, qu'il soit mort ou vivant, provoquent une réponse émotionnelle, tout en étant quelque chose de reconnaissable, à la foiscomme sujet, mais aussi que l’état est facile à déterminer.

En tant que tel, nous ne traitons pas réellement le chat comme un être vivant pensant, mais comme un indicateur secondaire de l'état de l'atome instable au cœur de la question.

Au niveau fondamental, chaque interaction est une observation - lorsqu'un photon frappe un seul atome, il a été observé.

Le chat n'est observateur que s'il connaît les principes de la radioactivité et a une connaissance intime du dispositif expérimental.Notez qu'il devrait également être vivant.Un chat mort ne peut pas être un observateur.Sans connaissances en physique, il n'est qu'une victime ignorante et ne se qualifie plus en tant qu'observateur que la boîte la boîte elle-même ou même le vide.Une fois que vous acceptez l'absurdité, il n'y a aucune limite à ce que vous pouvez conclure.Schrodinger a fait un très bon point ici.

Notez que dans l'interprétation d'ensemble, aucun observateur n'est nécessaire.Moins amusant, je suis d'accord.

Eh bien, c'est pourquoi certaines personnes préfèrent l'interprétation de nombreux mondes.

Vous êtes soit dans l'un des 4 univers parallèles:

1. Vous êtes vivant et un chat vivant.
2. Vous êtes vivant et votre chat est mort.
3. Vous êtes mort et votre chat est mort
4. Vous êtes mort et un chat vivant.

(Peut-être êtes-vous mort d'une crise cardiaque avant d'ouvrir la boîte!)

On pourrait dire que pour être observateur, il faut être vivant à la fin de l'expérience.Par conséquent, dans les univers parallèles 1 et 2, vous avez été un "observateur" et dans les univers 1 et 4 le chat a été un "observateur"!