क्यों शीर्ष भौतिकविदों को एक बहु-विश्व व्याख्या पसंद नहीं है

हाल ही में, क्वांटम यांत्रिकी की कई-विश्व व्याख्या और कोपेनहेगन के प्रति नकारात्मक के बारे में प्रत्येक लोहे से प्रशंसा सुनी गई है। यहाँ, उदाहरण के लिए, हैबे पर एक अपेक्षाकृत हालिया लेख । संस्थापक पिताओं (नील्स बोह्र, वर्नर हाइजेनबर्ग, पॉल डिराक, वोल्फगैंग पाउली) के विचारों के अनुयायियों को अब डायनासोर माना जाता है जो आधुनिक (1957) बहु-विश्व व्याख्या को स्वीकार करने से इनकार करते हैं।

वास्तव में, पहली नज़र में, एक बहु-विश्व व्याख्या तर्कसंगत लगती है और इसके साथ परिचित, आमतौर पर परिचित होने का कारण होता है जैसे कि "कोई इसके साथ कैसे बहस कर सकता है?" फिर भी स्पष्ट! कोपेनहेगन पर वैज्ञानिकों की पकड़ क्यों है? ” लेकिन, हमेशा की तरह, शैतान विवरण में है। शराबी ह्यूग एवरेट के विपरीत, संस्थापक पिता मूर्ख नहीं थे।

कोपेनहेगन व्याख्या

क्वांटम मैकेनिक्स एक ढांचा है, जो पोस्टऑउट्स (स्वयंसिद्ध) का एक सेट है। विभिन्न स्रोत उनमें से एक अलग संख्या देते हैं। कुछ मामलों में, कुछ पोस्टुलेट दूसरों से काटे जा सकते हैं। लेकिन फिर पहले से ही जटिल सामग्री की प्रस्तुति और भी जटिल है, इसलिए आमतौर पर 5-6 टुकड़े तैयार किए जाते हैं।

इस ढांचे को विभिन्न स्थितियों पर लागू किया जा सकता है और इसके आधार पर अधिक विस्तृत सिद्धांतों को विकसित किया जा सकता है: गैर-भौतिकवादी क्वांटम कण यांत्रिकी, सापेक्षवादी क्वांटम यांत्रिकी, क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत (विद्युत चुम्बकीय, मजबूत, कमजोर, हिग्स, आदि), स्ट्रिंग सिद्धांत, ठोस राज्य भौतिकी और कई और अधिक। क्या

उदाहरण के लिए, अधिकांश भौतिकी के साथ गणितीय संरचनाओं को संबद्ध करते हैं:

अवलोकन किए गए मूल्य हर्मिटियन ऑपरेटरों के अनुरूप हैं।

या

किसी दिए गए ऑपरेटर के अनुरूप मूल्य को मापते समय, इस ऑपरेटर के केवल एक eigenvalues ​​को प्राप्त करना संभव है।

या

सिस्टम की स्थिति (सिस्टम के बारे में अधिकतम संभव जानकारी) एक हिल्बर्ट अंतरिक्ष में एक वेक्टर द्वारा वर्णित है जिसे स्टेट वेक्टर कहा जाता है।

ये अमूर्त आसन छत से नहीं, बल्कि सिद्धांत की भविष्यवाणियों के पत्राचार की कसौटी से प्रायोगिक डेटा तक ले जाते हैं। आगे की चर्चा के लिए, हमें निम्नलिखित दो पदों की आवश्यकता होगी। माप पोस्ट:

किसी दिए गए ऑपरेटर के अनुरूप मूल्य को मापते समय, राज्य वेक्टर दिए गए ऑपरेटर के एक eigenvectors में ढह जाता है, और एक जो मापा eigenvalue से मेल खाता है।

और बॉर्न नियम:

संभावना है कि माप के दौरान हम ऑपरेटर के दिए गए आइगेनवैल्यू को प्राप्त करते हैं, ऑपरेटर के संबंधित आइजनवेक्टर के साथ वर्तमान राज्य वेक्टर के स्केलर उत्पाद के पूर्ण मूल्य के वर्ग के बराबर है।

बहुत सार, है ना?

जैसा कि मैंने उल्लेख किया है, कई पोस्ट-इंटरकनेक्टेड हैं। उदाहरण के लिए, तथ्य यह है कि एक स्केलर उत्पाद को चुकता किया जाना चाहिए, और एक क्यूब में नहीं, चलो कहना है, अन्य पोस्टआउट से घटाया जा सकता है।

तो, हम इस गणितीय कॉलोसस को बिल्ली श्रोडिंगर की प्रसिद्ध "विरोधाभास" पर लागू करते हैं।

हमें बिल्ली की स्थिति (जीवित / मृत) को मापने की आवश्यकता है। पोस्टऑउट के अनुसार, इस तरह की मापी गई मात्रा एक हर्मिटियन ऑपरेटर के अनुरूप होनी चाहिए। वास्तव में, आप एक पा सकते हैं। ऑपरेटर जो हां / नहीं के सवालों का जवाब देते हैं (क्या बिल्ली जीवित है?) को प्रक्षेपण ऑपरेटर कहा जाता है। उनके पास केवल दो ईजेंवल हैं - शून्य और एक। हमारे मामले में इकाई एक जीवित बिल्ली से मेल खाती है, एक मृत बिल्ली के लिए शून्य।

पोस्टुलेट के अनुसार, मापने के दौरान, हम इन दोनों में से केवल एक को प्राप्त कर सकते हैं। इसलिए, हम कभी जीवित + मृत नहीं होंगे। सदिश के समान कोई प्रतिध्वनि नहीं है $$ हमारे प्रक्षेपण ऑपरेटर। सब कुछ, "विरोधाभास" समाप्त हो गया है।

लेकिन क्वांटम यांत्रिकी भी हमें इस संभावना की गणना करने की अनुमति देता है कि अवलोकन करने पर हमारे पास एक जीवित बिल्ली होगी, और संभावना है कि यह मर चुका है। मान लीजिए कि बिल्ली की स्थिति वेक्टर द्वारा वर्णित है $$ । बोर्न नियम के अनुसार, बिल्ली के जीवित रहने पर संभावना जीवित रहेगी:

$$

और तथ्य यह है कि वह मर चुका है:

$$

यही है, उबाऊ क्वांटम यांत्रिक गणना खत्म हो गई हैं। ऐसे सिद्धांत हैं जो दिखाते हैं कि सिद्धांत में इन संभावनाओं की तुलना में अधिक जानकारी निकालना असंभव है।

बहुविकल्पी व्याख्या

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एक विश्व व्यापी व्याख्या के अनुयायियों ने पिछले दो पदों को छोड़ दिया। हमें उनकी ज़रूरत नहीं है, ज़रूरत से ज़्यादा।

लेकिन यह स्पष्ट है कि अगर उन्हें साथ भेज दिया गया होता, तो संस्थापक पिता ने उन्हें पेश नहीं किया होता। मल्टीवर्ल्ड के समर्थक उनकी जगह क्या लेते हैं? अजीब तरह से पर्याप्त, कई दुनियाओं में।

सभी विकल्प एक विशेष दुनिया में लागू किए जाते हैं। यदि सिस्टम एक वेक्टर द्वारा वर्णित है $$ , फिर ब्रह्मांड को दो दुनियाओं में विभाजित किया गया है: एक में, बिल्ली जीवित है, और दूसरे में, मृत।

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शानदार, है ना? और आकर्षक रूप से विशुद्ध रूप से मनोवैज्ञानिक। यह सोचना अच्छा है कि ऐसी दुनियाएँ हैं जहाँ आप एक अरबपति हैं।

यदि आप वैक्टर से पहले अन्य गुणांक (संभावना आयाम) लेते हैं, तो मल्टीवर्ल्ड एक ठहराव की ओर आता है $$ और $$ । उदाहरण के लिए लें:

$$

मानक कोपेनहेगन व्याख्या में कहा गया है कि जब 99% संभावना के साथ मनाया जाता है, तो हम एक मृत बिल्ली देखेंगे। और मेरा विश्वास करो, ऐसा ही होगा। लेकिन दुनिया में क्या बदला है? कोई बात नहीं। जैसे दो संसार थे, वैसे ही हैं। संभावना 0.5 होनी चाहिए।

विशेष रूप से उन्नत अनुयायियों का कहना है कि "शाखा मोटाई" बदल गई है। लेकिन कृपया मुझे समझाएं कि यह मोटाई किस पर निर्भर करती है और क्या बदलती है? शब्द "शाखा मोटाई" शब्द "संभावना" से कैसे भिन्न होता है? फिर भी, आपको बॉर्न नियम की आवश्यकता है, क्या यह सिर्फ संभावना है कि मोटाई की जगह संभावना है? ठीक है, ठीक है।

दरअसल, प्रयोग के मूल संस्करण में, बिल्ली का भाग्य परमाणु के क्षय होने या न होने से जुड़ा हुआ है। समय के साथ एक परमाणु क्षय होने की संभावना बढ़ जाती है, जबकि तथ्य यह है कि यह क्षय नहीं घटता है। मानक कोपेनहेगन व्याख्या के ढांचे के भीतर, कोई भी समय पर संभाव्यता की सटीक निर्भरता पा सकता है।

कई-सांसारिक विज्ञापन स्पष्ट रूप से बताते हैं कि "शाखा की मोटाई" समय के साथ बदल जाती है। सामान्य तौर पर, 1% वास्तविक दुनिया और 99% वास्तविक दुनिया किसी भी तरह बहुत सुंदर नहीं लगती है।

एक अन्य समूह का दावा है कि एक सौ दुनिया बनेगी।

एक में, बिल्ली जीवित है, और 99 मृत में। लेकिन सौ कहां से आए, अगर एक सुपरपोजिशन में केवल दो शब्द हैं: जिंदा + मुर्दा? यह तर्क दिया जाता है कि आखिरकार, बहुभिन्नरूपी व्याख्या सीएम के गणित को नहीं बदलती है। और फिर, समय के साथ संभावनाएं बदल जाती हैं। समय के साथ, एक मृत बिल्ली के साथ अधिक से अधिक दुनिया दिखाई देती है? भले ही मैं एक जीवित बिल्ली के साथ एक दुनिया में समाप्त हो गया?

समय की बात। हाइजेनबर्ग प्रतिनिधित्व में, राज्य वेक्टर आमतौर पर स्थिर होता है, और ऑपरेटर समय के साथ बदलते हैं। लेकिन एक बहु-विश्व व्याख्या केवल श्रोडिंगर के दृष्टिकोण में काम करती है, जब समय विकास राज्य वेक्टर (लहर फ़ंक्शन) को सौंपा जाता है। यह सभी समान है, यह मानक केएम के सभी गणित के अनुरूप नहीं है, जैसा कि कहा गया है।

वास्तव में ये शाखाएँ कब होती हैं? क्या अलग-अलग संदर्भ फ़्रेमों से पर्यवेक्षक शाखा के समय पर सहमत होंगे? क्या किसी ने भी मल्टीवर्ल्ड को सापेक्षता के सिद्धांत के साथ संयोजित करने की कोशिश की है?

एक अन्य तर्क क्वांटम यांत्रिकी की ऐसी बारीकियों से जुड़ा है कि पर्यवेक्षक एक आधार चुन सकता है जिसमें अवलोकन की गई मात्रा को मापा जाएगा। श्रोडिंगर बिल्ली के साथ, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि कौन से अन्य आधार का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अगर हम इलेक्ट्रॉन स्पिन के कुछ "अधिक क्वांटम" पर विचार करते हैं, तो इस तथ्य के बावजूद कि जब हम मापते हैं तो हमें केवल दो मान मिलते हैं (स्पिन अप या स्पिन डाउन), स्पिन के लिए हर्मिटियन ऑपरेटर का रूप अलग-अलग आधारों के लिए अलग-अलग होगा। और असीम रूप से कई हैं। यह उस धुरी के चुनाव से जुड़ा है जिसके सापेक्ष स्पिन को मापा जाएगा।

लेकिन अंतरिक्ष में असीम रूप से कई दिशाएं हैं। माप में स्पिन क्या होगा इसकी संभावना वितरण चुने हुए दिशा (आधार) पर निर्भर करता है।

हम एक ऑटोमोबाइल को वापस मापने के लिए एक उपकरण संलग्न करते हैं जो एक बिल्ली को मारता है। फिर यह पता चलता है कि उसका भाग्य स्पिन को मापने और एक निश्चित आधार के पर्यवेक्षक की पसंद के परिणाम से जुड़ा हुआ है। यह पता चला है कि प्रयोगकर्ता अपनी पसंद से यह निर्धारित करता है कि ब्रह्मांड कितनी दुनिया साझा करेगा?

कितने संसार बने हैं? प्रत्येक स्पिन माप के लिए दो (ऊपर / नीचे) और प्रत्येक आधार के लिए अनन्तता? दो बार अनंत?

और अगर आप कुछ मात्रा को मापते हैं, जिसके ऑपरेटर में एक निरंतर स्पेक्ट्रम है। उदाहरण के लिए, स्क्रीन पर अनंत अंकों में से किसमें डबल-स्लिट प्लेट पास करने के बाद फोटॉन मिलता है।

और अगर पर्यवेक्षक फिर से आधार बदलना चाहता है। यह समन्वय नहीं, बल्कि गति को मापेगा। कितने संसार दिखाई देंगे? अनंत ने दो से गुणा किया?
और यदि आप एक निरंतर स्पेक्ट्रम के साथ एक मात्रा को मापते हैं और एक आधार चुनते हैं, तो आप संभावनाओं के अनंत से ले सकते हैं। कितनी दुनिया बनेगी? अनंत से अनंत गुना?

ठीक है, मुझे पता है कि जॉर्ज कैंटर ऐसे मामलों के लिए कार्डिनल और ऑर्डिनल नंबर लेकर आया था। वैज्ञानिक शैतानों के लिए विचार: उनका उपयोग करते हुए एक बहु-विश्व व्याख्या का वर्णन करने का प्रयास करें। कोई आश्चर्य नहीं कि ये अलग-अलग शिशु विचारों की प्लेटोनिक दुनिया में मौजूद हैं। कम से कम वे किसी चीज के लिए करेंगे।

कई अन्य तर्क दिए जा सकते हैं। क्यों और कैसे ये दुनिया फिर से एकजुट हो सकती है, और उन्हें एकजुट होने में सक्षम होना चाहिए, क्योंकि विकास से पहले क्वांटम विकास प्रतिवर्ती है। और जब से एक बहु-विश्व व्याख्या में माप के पोस्टलेट्स को हटा दिया गया है, विकास हमेशा प्रतिवर्ती होता है। क्वांटम उलझाव प्रयोगों को कैसे समझाया जाता है? और इतने पर और आगे ...

सामान्य तौर पर, इन पागल विचारों के साथ, ह्यूग एवरेट खुद नील्स बोहर के पास गए, जो उस पर हँसे।

haha

पतन क्या है?

बहु-दुनिया के समर्थकों को उम्मीद है कि बॉर्न नियम किसी दिन "दुनिया के विभाजन के भौतिकी" से प्राप्त होगा। संभावनाएं मौलिक नहीं हैं, वे कहते हैं। मैं आपको निराश करूंगा, लेकिन ऐसा कभी नहीं होगा। शुरू में संभाव्यता का परिचय दिए बिना एक संभाव्य सिद्धांत का निर्माण करना असंभव है।

विशेष रूप से शारीरिक रूप से पालन करने वाले लोग माप के पश्चात की आलोचना करते हैं। उसका क्या मतलब है?

माप के दौरान, राज्य वेक्टर (तरंग फ़ंक्शन) मापा मात्रा के ऑपरेटर के एक eigenvectors में ढह जाता है। श्रोडिंगर बिल्ली के मामले में, ये वैक्टर हैं $$ और $$ । पोस्टऑउट बस कहता है: माप से पहले जो भी राज्य वेक्टर है, अगर आपने एक जीवित बिल्ली देखी, तो अब एक वेक्टर द्वारा प्रणाली का वर्णन किया जाना चाहिए $$ । यदि आपने एक मरी हुई बिल्ली देखी है, तो अब एक वेक्टर के साथ इसका वर्णन करें $$ ।

यही है, जब वह नई जानकारी प्राप्त करता है तो पतन पर्यवेक्षक के ज्ञान के अद्यतन को दर्शाता है। यह एक व्यक्तिपरक प्रक्रिया है। कोई भी शारीरिक प्रक्रिया पतन से जुड़ी नहीं है। और हां, अलग-अलग पर्यवेक्षक अलग-अलग राज्य वैक्टर के साथ एक ही प्रणाली का वर्णन कर सकते हैं। और उनके लिए पतन अलग-अलग समय पर हो सकता है। इसे विग्नर मित्र के साथ एक मानसिक प्रयोग के उदाहरण में देखा जा सकता है।

आप एक सिक्का टॉस के साथ एक सादृश्य आकर्षित कर सकते हैं।

प्रारंभ में, आप संभावनाओं के साथ प्रणाली का वर्णन करते हैं: 50%, कि ईगल गिर जाएगा, और 50%, कि पूंछ। लेकिन टॉस करने के बाद या तो एक चील या पूंछ बाहर गिर जाती है। आप अपनी जानकारी को अपडेट करते हैं और सिस्टम की वर्तमान स्थिति को 100% हेड और 0% हेड के रूप में वर्णित करते हैं। एहसास विकल्पों में से एक में संभावना वितरण का "पतन" था।

क्वांटम यांत्रिकी अपने मानक कोपेनहेगन व्याख्या में व्यक्तिपरक है। न तो एक पर्यवेक्षक और न ही अवलोकन (माप) को इससे बाहर निकाला जा सकता है।

बहु संसार व्याख्या पर फेनमैन

रिचर्ड फेनमैन को आमतौर पर क्वांटम भौतिकी गुरु के उदाहरण के रूप में उद्धृत किया जाता है। उन्होंने अपने जीवन से 30 सेकंड के लिए एक बहुभिन्नरूपी व्याख्या समर्पित की। इस क्षण को सम्मेलन के प्रतिलेख के रूप में सहेजा गया था। फेनमैन ने विचार व्यक्त किया कि एक बहु-विश्व व्याख्या पूरी तरह से बकवास है और फिर कभी वापस नहीं लौटी।