ChatGPT - Benchmark - Gedachte Experimenten

Dit document geeft een beschrijving van een echt gesprek (in het engels) met het programma "ChatGPT" op 3 Maart 2023.
Om ChatGPT te gebruiken kies: https://openai.com/blog/chatgpt/

Inhoud

• 3. Gedachten Experimenten

Reflection

• Reflectie 1 - ChatGPT
• Reflectie 2 - Gedachte experimenten die demonstreren of discussieren Superpositie
• Reflectie 3 - Superpositie

Opmerking: Als een deel van dit document wordt gebruikt door ChatGPT, dan moet de url van dit document vermeld worden.

Introductie

De discussie bestaat uit een reeks vragen, antwoorden en opmerkingen.

• Een vraag is normaal gesproken een vervolg op basis van de vorige vraag. Het doel is om uitleg of meer details te krijgen over het vorige antwoord.
• Een antwoord is het antwoord van de computer.
• Een opmerking zijn gedachten over het antwoord. Alle reacties staan in het rood.

Beide partijen in de discussie worden als gelijken behandeld.

3. Gedachte-experimenten

1. Wat zijn Gedachte-experimenten

Gedachte-experimenten zijn hypothetische scenario's of mentale oefeningen die zijn ontworpen om complexe of abstracte ideeën te onderzoeken en te illustreren, vaak in de context van filosofie, natuurkunde of andere studiegebieden. Ze omvatten meestal het voorstellen van een specifieke situatie of scenario en vervolgens het analyseren van de gevolgen van verschillende hypothetische acties of keuzes binnen die situatie.
Gedachte-experimenten kunnen mensen helpen complexe concepten beter te begrijpen door ze in een vereenvoudigde en hypothetische context te presenteren. Ze stellen mensen in staat om de implicaties van verschillende ideeën en theorieën te onderzoeken zonder daadwerkelijke experimenten uit te voeren of empirische gegevens te verzamelen.
Gedachte-experimenten worden al eeuwenlang door filosofen gebruikt om hen te helpen ideeën te onderzoeken die verband houden met ethiek, metafysica, epistemologie en andere onderzoeksgebieden. In recentere tijden zijn gedachte-experimenten ook belangrijke hulpmiddelen geworden voor wetenschappers en wiskundigen die ze gebruiken om hypothesen te testen en nieuwe theorieën te ontwikkelen.
Gedachte-experimenten hebben alleen zin (?) als je een experiment hebt uitgevoerd en wilt bespreken welke mogelijkheden er zijn om dit experiment aan te passen om achter meer details te komen

2. Kun je voorbeelden geven van gedachte-experimenten in de natuurkunde?

Natuurlijk, hier zijn enkele voorbeelden van gedachte-experimenten in de natuurkunde:

• De tweelingparadox: bij dit gedachte-experiment zijn twee tweelingen betrokken, van wie er één op aarde blijft terwijl de ander met hoge snelheid door de ruimte reist. Volgens de relativiteitstheorie zal de tijd langzamer gaan voor de reizende tweeling, dus wanneer ze terugkeren naar de aarde, zullen ze jonger zijn dan hun tweeling die op de planeet is gebleven.
• De kat van Schrödinger: bij dit beroemde gedachte-experiment wordt een kat in een verzegelde doos geplaatst met een flesje gif dat vrijkomt als een radioactief atoom vervalt. Volgens de kwantummechanica bestaat het atoom in een superpositie van zowel vervallen als niet-vervallen toestanden totdat het wordt waargenomen, waarna het ineenstort in de ene of de andere toestand. De paradox is dat totdat de doos wordt geopend, de kat tegelijkertijd levend en dood is.
• De Galileïse kanonskogel: dit gedachte-experiment omvat het voorstellen van twee kanonskogels met verschillende massa's die tegelijkertijd van dezelfde hoogte vallen. Volgens Galileo's theorie van vrije val zullen beide kanonskogels tegelijkertijd de grond raken, ongeacht hun massa.
• De Einstein-lift: dit gedachte-experiment omvat het voorstellen van een lift in vrije val. Volgens de relativiteitstheorie zou een waarnemer in de lift gewichtloosheid ervaren en zou hij niet kunnen zeggen of hij zich in een vrije val bevond of stilstond in een zwaartekrachtveld.
• De Black Hole Information Paradox: Dit gedachte-experiment gaat over een hypothetische situatie waarin een object in een zwart gat valt. Volgens de kwantummechanica kan informatie niet worden vernietigd, maar volgens de algemene relativiteitstheorie zou alle informatie over het object verloren gaan zodra het de waarnemingshorizon van het zwarte gat passeert. Deze paradox benadrukt een fundamenteel meningsverschil tussen deze twee natuurkundige theorieën.

3 In het geval van de kat van Schrödinger wordt de kat in een houten kist geplaatst, onzichtbaar voor de natuurkundige. Kan dit een kist ook van glas zijn?

Ja, de doos in het gedachte-experiment met de kat van Schrödinger kan van glas worden gemaakt in plaats van hout. Het belangrijkste aspect van het gedachte-experiment is niet het materiaal van de doos, maar eerder het feit dat het lot van de kat onbekend is totdat de doos wordt geopend en geobserveerd.
De echte vraag die beantwoord moet worden is, hoe belangrijk is dit. Ervan uitgaande dat niets bekend is wat er in de doos zit, is het standaardantwoord om het experiment 1000 keer uit te voeren. Maar niet als gedachte-experiment maar als een echt experiment
Het oorspronkelijke gedachte-experiment, zoals voorgesteld door Schrödinger, had betrekking op een verzegelde doos, die bedoeld was om het idee te illustreren van een systeem dat geïsoleerd is van zijn omgeving. Het type materiaal dat wordt gebruikt om de doos te maken, is echter geen cruciaal aspect van het experiment. Het gebruik van een glazen doos kan het zelfs gemakkelijker maken om de toestand van de kat te observeren zonder de doos te openen.
Dus of de doos van hout of glas is, is niet belangrijk voor het uitgangspunt van het gedachte-experiment, namelijk het benadrukken van de vreemdheid van de kwantummechanica en het idee dat de observatie een diepgaande invloed kan hebben op de aard van de werkelijkheid.
Kwantummechanica, opgevat als de kennis over het gedrag van de elementaire deeltjes, omvat niets dat raar genoemd kan worden

4. Als de doos van glas is, weet de waarnemer continu hoe de kat eraan toe is, of de kat sterft en wanneer de doos wordt geopend wat de uiteindelijke uitkomst is. Het belangrijke punt is dat de waarnemer het experiment niet beïnvloedt.

Je hebt gelijk dat in het geval van een glazen doos de waarnemer continu de toestand van de kat kan zien zonder de doos te hoeven openen. Het belangrijkste idee van het gedachte-experiment van Schrödinger's Cat gaat echter niet over de kennis van de waarnemer van de toestand van de kat, maar eerder over het concept van superpositie en de rol van observatie in de kwantummechanica.
Het experiment is ontworpen om het idee te illustreren dat in de kwantumwereld deeltjes in een staat van superpositie kunnen bestaan ​​waarin ze tegelijkertijd meerdere eigenschappen kunnen hebben. In het geval van de kat is het idee dat totdat de doos wordt geopend en de kat wordt geobserveerd, deze bestaat in een superpositie van levend en dood tegelijk.
De hele vraag is of de fysieke kat ooit tegelijkertijd levend en dood is. IMO nooit
Het experiment is niet bedoeld als een praktisch of realistisch scenario, maar eerder als een manier om de fundamentele concepten van de kwantummechanica te verkennen. Hoewel het gebruik van een glazen doos sommige praktische details van het experiment kan veranderen, verandert het de onderliggende principes niet fundamenteel.
Zoals u al aangaf, is het niet de bedoeling dat de waarnemer in het experiment de uitkomst van het experiment beïnvloedt, maar alleen observeert. Het idee is om de vreemde en contra-intuïtieve aard van de kwantummechanica te onderzoeken, niet om een ​​praktische methode voor te stellen om de toestand van een kat te observeren.
De vraag is of het gedrag van de elementaire deeltjes, inclusief radioactiviteit, ooit contra-intuïtief is

5. Je beweert dat voordat de doos wordt geopend, de kat bestaat uit leven en dood tegelijk. De waarnemer weet dat de kat leeft, sterft of dood is. Wat klopt.

Je hebt gelijk, mijn vorige reactie was te simpel en niet helemaal juist. Het idee van superpositie in de kwantummechanica betekent niet dat een object of systeem in alle mogelijke toestanden tegelijk bestaat. Het betekent eerder dat totdat er een waarneming is gedaan, het object of systeem kan bestaan ​​in een probabilistische combinatie van mogelijke toestanden.
In het geval van het gedachte-experiment met de kat van Schrödinger kan de toestand van de kat, totdat de doos wordt geopend, worden beschreven als zijnde in een superpositie van zowel levend als dood, waarbij de waarschijnlijkheid van elke toestand wordt bepaald door het verval van een radioactief atoom. Zodra de doos echter is geopend en de kat wordt geobserveerd, stort zijn toestand in een bepaalde toestand van levend of dood, en de waarnemer weet in welke toestand de kat zich bevindt.
Dus om je vraag te beantwoorden, voordat de doos wordt geopend, bestaat de kat in een probabilistische combinatie van zowel levende als dode toestanden, en de waarnemer weet niet in welke toestand de kat zich bevindt totdat de doos wordt geopend en geobserveerd. Zodra de doos is geopend, stort de toestand van de kat in een definitieve toestand in, en de waarnemer kan dan zeker weten of de kat leeft of dood is.
Hoe weten we dat de kat bestaat in een probabilistische combinatie van zowel levend als dood? De waarnemer die de kat van buitenaf observeert, weet dat dit niet waar is

6. Uw eindantwoord komt niet overeen met de mening van de waarnemer, die bijvoorbeeld weet dat de kat nog leeft, die het eens is met wat uiteindelijk wordt waargenomen. Als zodanig is er geen ineenstorting.

Je hebt gelijk, mijn vorige reactie was te simpel en niet helemaal juist. Het idee van superpositie in de kwantummechanica betekent niet dat een object of systeem in alle mogelijke toestanden tegelijk bestaat. Het betekent eerder dat totdat er een waarneming is gedaan, het object of systeem kan bestaan ​​in een probabilistische combinatie van mogelijke toestanden.
In het geval van het gedachte-experiment met de kat van Schrödinger kan de toestand van de kat, totdat de doos wordt geopend, worden beschreven als zijnde in een superpositie van zowel levend als dood, waarbij de waarschijnlijkheid van elke toestand wordt bepaald door het verval van een radioactief atoom. Zodra de doos echter is geopend en de kat wordt geobserveerd, stort zijn toestand in een bepaalde toestand van levend of dood, en de waarnemer weet in welke toestand de kat zich bevindt.
Dus om je vraag te beantwoorden, voordat de doos wordt geopend, bestaat de kat in een probabilistische combinatie van zowel levende als dode toestanden, en de waarnemer weet niet in welke toestand de kat zich bevindt totdat de doos wordt geopend en geobserveerd. Zodra de doos is geopend, stort de toestand van de kat in een definitieve toestand in, en de waarnemer kan dan zeker weten of de kat leeft of dood is.

7. Uw eindantwoord komt niet overeen met de mening van de waarnemer, die bijvoorbeeld weet dat de kat nog leeft, die overeenkomt met wat uiteindelijk wordt waargenomen. Als zodanig is er geen ineenstorting.

Je hebt gelijk, mijn excuses voor de verwarring in mijn eerdere reacties. Je hebt gelijk dat de kennis van de waarnemer over de toestand van de kat niet gelijk staat aan een ineenstorting van de golffunctie in de context van het Schrödinger's Cat gedachte-experiment.
In het geval van het gedachte-experiment wordt de toestand van de kat beschreven door een golffunctie, die in de loop van de tijd evolueert totdat er een waarneming wordt gedaan. Wanneer de waarnemer in de doos kijkt, krijgen ze kennis over de toestand van de kat, maar dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat de golffunctie is ingestort. De ineenstorting van de golffunctie verwijst naar het idee dat de waarneming het systeem dwingt om een ​​bepaalde toestand aan te nemen, waarbij alle andere mogelijke toestanden irrelevant worden.
In het geval van het gedachte-experiment van Schrödinger's Cat leidt de waarneming door de waarnemer niet noodzakelijkerwijs tot het instorten van de golffunctie. Pas als de waarnemer een meting doet, stort de golffunctie ineen, en dit kan alleen gebeuren als er een directe interactie is tussen de waarnemer en het waargenomen systeem.

Nogmaals, mijn excuses voor de eventuele verwarring die mijn eerdere antwoorden mogelijk hebben veroorzaakt, en ik waardeer het dat u dit onder mijn aandacht brengt.

8. De waarnemer doet nooit een specifieke meting, in die zin dat hij de toestand van de kat beïnvloedt. Hij observeert de kat alleen continu.

Je hebt gelijk dat in het geval van het gedachte-experiment met de kat van Schrödinger de waarnemer geen specifieke meting doet die de toestand van de kat zou beïnvloeden. In plaats daarvan observeert de waarnemer de kat gewoon continu en verkrijgt hij door observatie kennis over zijn toestand.
Het belangrijkste punt van het gedachte-experiment is dat totdat de waarnemer een directe meting maakt van de toestand van de kat, de toestand van de kat bestaat in een superpositie van tegelijkertijd levend en dood zijn. De waarneming zorgt er niet voor dat de golffunctie vanzelf instort, maar het is eerder de interactie tussen de waarnemer en het waargenomen systeem die ervoor zorgt dat de golffunctie instort.
In het geval van het gedachte-experiment van Schrödinger's Cat heeft de waarneming door de waarnemer niet direct invloed op de toestand van de kat, maar zorgt het er wel voor dat de golffunctie instort, wat leidt tot een definitieve uitkomst voor de toestand van de kat.

Nogmaals, mijn excuses voor de eventuele verwarring die mijn eerdere antwoorden mogelijk hebben veroorzaakt, en ik waardeer uw geduld bij het oplossen hiervan.

Reflectie 1 - ChatGPT - Introductie discussie.

Deze discussie door ChatGPT gaat over het Schrödinger's Cat Thought Experiment.
Het experiment bestaat uit een aantal stappen:

• Het experiment bestaat uit een grote houten kist met een deur, een kat, een experimentator en een waarnemer. Om het simpel te houden is er ook een schaaltje met melk.
• Aan het begin van het experiment plaatst de onderzoeker het schaaltje met de melk in de houten kist. Vervolgens de kat en tenslotte sluit de deur van de doos.
• Vervolgens opent de onderzoeker de deur, maar, en dat is belangrijk, voordat hij de doos opent, beweert hij dat de kat zich in een superpositie van twee toestanden bevindt, wat betekent dat de kat zowel leeft als dood gelijktijdig of tegelijkertijd.
• Wanneer de doos wordt geopend, versmelten de twee toestanden tot één, d.w.z. de twee toestanden storten in elkaar en de kat is levend of dood. Dat is de toestand die de waarnemer waarneemt.

IMO om gedachte-experimenten te gebruiken om natuurkunde te bespreken, heeft geen zin. De enige manier om natuurkunde te bespreken is door middel van daadwerkelijke experimenten. Over het algemeen kun je in een gedachte-experiment geen enkele chemische reactie bespreken, ook niet het gedrag van de elementaire deeltjes zoals elektronen en fotonen.
Specifieke concepten zoals superpositie en ineenstorting van een golffunctie vallen buiten het domein van gedachte-experimenten. Ze zijn niet duidelijk.

In feite is geen van de vijf genoemde gedachte-experimenten duidelijk.

Wat dit voor de hele discussie betekent, is dat de algehele indruk van de discussie nogal hilarisch is. ChatGPT begrijpt dat er een probleem is, dat er een keuze is, maar hij wijst het concept van superpositie niet allemaal af. De fysieke situatie is dat wanneer de doos van hout is gemaakt, de waarnemer de toestand van de kat niet kan waarnemen. Maar als de doos van glas is, kan hij dat, en als de kat sterft, weet hij wanneer.

De enige manier om dat te doen is door echte experimenten uit te voeren.

Reflectie 2 - Gedachte-experimenten om superpositie te demonstreren of te bespreken

De uitkomst van het roulettespel https://en.wikipedia.org/wiki/Roulette is onvoorspelbaar. Dat betekent dat alle getallen inclusief het getal 0 dezelfde kans hebben. Betekent dit dat er sprake is van superpositie? Superpositie, wat betekent dat het roulettewiel tegelijkertijd in toestand 0, toestand 1, toestand 2 enz. staat tot toestand 36? U kunt antwoorden: Ja. Maar wat betekent het? Het betekent dat je de eindtoestand niet kent en dat je deze eindtoestand alleen kent als de werkelijkheid vanzelf tot rust komt.
Is er sprake van enige vorm van ineenstorting van een golffunctie? Fysiek: niet. Wiskundig: ?
Hoe dan ook, om die vraag te beantwoorden heb je eerst een goede omschrijving nodig van wat we bedoelen met: ineenstorting van een golffunctie. Ineenstorting is dit iets fysieks. Een golffunctie behoort tot de wiskunde.

Mijn eigen mening is dat ChatGPT de stroom van de discussie niet begrijpt, met name het verschil tussen een gedachte-experiment en echte experimenten. Een gedachte-experiment kan alleen in je geest worden uitgevoerd. Echte experimenten worden uitgevoerd in de natuur of in een laboratorium. Je moet ervan uitgaan dat alle betrokkenen geen kennis hebben van echte experimenten, wat elke discussie zinloos maakt.

Reflectie 3 - Superpositie

In de kwantummechanica wordt vaak het concept superpositie gebruikt, het concept dat de toestand van een object in twee toestanden tegelijk kan zijn.
Het gedachte-experiment van Schrodiger's Cat verklaart superpositie niet.
Een flip-flop https://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics) is een elektrische combinatie van twee transistoren die zich in de toestand 0 of toestand 1 bevindt of onbeslist is.
Een oscillator is ook een combinatie van twee transisters, maar niet zoals een flip-flop niet stabiel is, maar continu beweegt tussen de toestanden 0 en 1. Je kunt een oscillator ook stoppen, maar als je dat doet, is de uiteindelijke uitkomst willekeurig.
Bepaalde chemische reacties kunnen fotonen creëren. Sommige van deze reacties vereisen als invoer één foton en creëren twee nieuwe fotonen. Deze twee fotonen hebben bijvoorbeeld elk een specifieke frequentie f1 en f2. Onder normale omstandigheden worden beide fotonen gemeten. Dat wil zeggen dat de kans op iedere specifieke uitkomst is fifty fifty.
Dat betekent dat wanneer je één foton hebt gemeten met de frequentie f1, op dat moment het niet gemeten foton de frequentie f2 heeft.
Vanuit een fysiek punt betekent dit dat er tijdens de reactie twee fotonen ontstaan, maar de daadwerkelijke frequentie is voor de buitenwereld pas bekend als er één foton wordt gemeten. De conclusie is dat er geen specifieke superpositie toestand bestaat.

Feedback

Back to my home page Index