量子力学:解释战争的终结

量子力学被神秘的光环所包围。 通常,这种光环的出现是由于以下事实:流行的资料来源在不遵循任何特定解释的情况下提供了该材料,并且有时他们试图将现代事实挤压到旧哥本哈根解释的Procrustean床中。


这里可以找到超过17种解释的列表。 整个清单之所以出现,是因为量子力学的公式本身很快就猜出了 ,但是很长一段时间以来,他们都不明白它们的含义

哥本哈根解释的成分


哥本哈根的解释占据了一个特殊的位置:如果按照发生的时间顺序,它是最早的解释之一。 但是,最重要的是,它是事实上流行的量子力学解释标准 。 这就是所有问题的根源。

现代质量管理由哪些部分组成? (相对论)量子力学是公式的框架,其中包含有关什么是基本粒子(即所谓的Menagerie )以及标准模型参数的详细信息 。 这是19个不可思议的无量纲数字,理论上没有任何解释。 但这是另一个讨论的话题。 上面描述的所有内容都是理论家所喜欢的具有纯公式的部分。 现在增加了两个神奇的成分。 我们暂时触摸其中之一。

波函数崩溃




这是测量的结果。 测量是一个几乎失重的量子力学系统与经典测量仪器接触的过程,与Niels Bohr时期大致相同:



尽管对于大量的实验来说,这种解释就像一个时钟,但没有一个支持者可以清楚地解释什么是测量 。 通常,进行递归的间隔测量/观察/观察者...

观察者的存在以及崩溃是不完整的事实(在可以做出结论的合理观察者的存在下)甚至引起了冯·诺依曼-维纳解释 ,这被称为理性梦,它创造了怪物 意识 造成 的崩溃 。 我对诺伊曼(Neumann)和维纳(Viener)没有什么反对,这只是所有事情多么糟糕的例证。 甚至关于替代解释的讨论也成为了禁忌,甚至被认为是无用的chat语:



现状


最近,特别是由于在量子计算领域的研究,测量系统从带有箭头的大型仪器缩小到了小型系统-有时测量的原子数为几。 以前已经模糊的量子力学系统和经典系统之间的边界已被完全消除。

为什么这个双原子系统是一个测量装置,而这个不是? 原子组在哪里附加了“我正在测量设备”标志? 哥本哈根的解释达到了哲学上的僵局(这并未削弱其历史和教学作用)。
但是,从事量子计算领域的物理学家很久没有遭受这些问题的困扰,这就是为什么

新希望


在这里我不会谈论“多世界解释” 。 关于此理论有很多信息(通常是错误的)。 在有趣的事实中,应该指出的是,第一个出现在她身上的不是埃弗里特,而是薛定ding

但是,我们会很感兴趣,为什么新理论没有立即赢得人们的关注(除了由于“坚决”这一事实而遭到拒绝之外)? 主要是因为它与观察到的事实相矛盾。 看着薛定ding猫的实验,该理论预测我们应该已经看到了这一点:



但是您永远不会看到真实的物体重叠。 因此,就目前而言,MWI只是一个疯狂的假设,直到被发现

量子退相干


在70年代初期,在笔尖处检测到退相干 。 在80年代,对该领域进行了积极的研究。 现在没有它,现代量子力学,尤其是量子计算机将无法想象。 在有关量子计算的一半文章中,标题中以及几乎所有内容中都包含“去相干”一词。

退相干表明,在复杂系统(观察者)与量子(或其他系统)的相互作用中,会发生对角化。 也就是说,该系统不再是两个模糊的活猫和死猫的轮廓,而是变成两个几乎独立的轮廓:一个看到死猫的悲伤观察者和一个看到活猫的快乐观察者。

与波动函数的崩溃不同,去相干不需要“测量”的魔力-任何具有很多自由度的系统(对于大脑和宏观观察装置都是如此)会发生这种情况。 去相干过程本身是物理的,也就是说,由于观察者和物体被光子交换(例如),它不会立即发生,并且现象本身的传播速度不比光速快。

但是波函数的崩溃呢?


哥本哈根解释的支持者的立场非常薄弱。 毕竟,现在他们没有一个,而是两个完整的代理,提供崩溃之前造成的后果。 显然,事实并非如此。 他们抓着一根稻草,试图声明退相干是对这场崩溃的解释,甚至把它当作胜利(他们说,以前的崩溃是魔术,但现在已经被解释了)

这种方法的致命问题是退相干性比崩溃弱,这说明了为什么我们看不到猫的不同状态的含混不清,却没有说只剩下猫的一种状态! 也就是说,这种方法的拥护者必须事实上遵守MWI,或者仍然将锯子拖入理论中,这将切断“不必要”的分支。

伯恩规则


伯恩规则是MWI缺少的最后一个要素。 粗略地说,这是解释分支粗细如何影响现实的拐杖。 你要去上班。 在多元宇宙的一个分支中,您的大脑扭曲了,您停下脚步,急忙抢劫银行,结果却没有工作,而是入狱。 幸运的是,该分支的强度非常低。 该规则说明,我们几乎观察不到这样的细枝。 其他解释中也有一条规则,尤其是在哥本哈根。 在今年二月, 拐杖被拆除了

正如从量子力学的形式主义获得的退相干取代了崩溃一样,伯恩法则(最终!!!)是用纯粹的数学方法推论得出的。 一个月前,锤击哥本哈根棺材盖上的最后一个钉子。 故事结束了。 是时候盘点了。

总结


让我们比较一下MWI的现状和哥本哈根的解释,并一如既往地消除神话。 所以

哥本哈根=公式+波动函数崩溃+伯恩规则
MWI =公式+ ... ,不需要其他任何东西

因此,MWI是绝对最低限度的理论(有时甚至称为NULL解释 )。 除了已为人所知的形式主义外,它并不暗示任何其他原则。 许多人认为,奥卡姆的剃刀可以切断MWI,因为MWI“ 假定存在其他无法观察的现实分支 。” MWI只是不假设任何东西。 这些分支的存在不可避免地遵循量子力学的公式,因为黑洞内部的空间结构遵循爱因斯坦的公式。 相反,为了没有其他分支,您只需要假设“锯”的存在,就可以不断地锯掉这些分支。 好吧,或者是语言狂:



突然之间,在MWI中,量子力学是确定性的,客观的和局部的 -只是一个热管理论。 当然,它仅在全局范围内确定(如果您查看所有分支的发展情况)-这被称为鸟类视图,从内部观察者的角度来看,这是“青蛙视图”-宇宙中的事件是随机的(但在统计上服从伯恩规则)。


(同样来自Max Tegmark的文章)

有人认为MWI是将确定性重新带回科学领域的绝望尝试。


剧透:老人是对的!

不,不再。 在物理学论坛上,我不知何故对顽固的现实主义者的动机与贝尔定理进行了一场绝望的战争(当时,并不是所有的漏洞都被掩盖了)。 贝尔定理禁止在量子力学的框架内存在局部现实理论-但是,该定理不适用于MWI。 因此,对于喜欢写实主义的人,切换到MWI标志可以解决所有问题(在我看来)。 但是,没有雷电击中我,对于现实主义者来说,认识多元宇宙的代价是绝对不能接受的 ,甚至比与他们心爱的现实主义破裂更令人无法接受。 得出结论:

MWI-您只需支付一次所有费用。 在一件事中接受疯狂,其他一切都会变得更加容易。 或我一生都在陷入 混乱,例如崩溃混乱,瞬间改变缠结粒子的状态,无论它们有多远粒子波二元论 。 顺便说一句,著名的霍金就是MWI(马丁·加德纳(Martin Gardner)的证明说霍金说MWI是“微不足道的”)。

聚苯乙烯


要求观众阅读我的上一篇文章,参加有关Google表单上的意识和Qualia HERE主题的简短调查

谢谢你

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN444850/


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