Каковы самые сильные возражения против декогеренции как объяснения «коллапса»?

Когда мы измеряем наблюдаемое A квантовой системы, мы получаем собственное значение A. Не беспокоясь о коннотациях Копенгагена против MWI и т. д., давайте просто назовем это «коллапсом».

Вопрос: Среди людей, не убежденных в том, что декогеренция дает полный ответ на эту проблему, какие самые сильные возражения были выдвинуты против ее принятия?

Несколько загадочный взгляд на это, кажется, дан в этой статье 2013 года Баббом, который говорит на стр. 20,

Аргумент здесь не в том, что декогерентность обеспечивает динамическое объяснение того, как неопределенная величина становится определенной в процессе измерения — Белл [3] справедливо раскритиковал этот аргумент как «для всех практических целей» (FAPP) решение проблемы измерения. Скорее, утверждение состоит в том, что мы можем принять указатель декогеренции как определенный по оговорке, и что тогда декогерентность гарантирует объективность макромира, что решает проблему измерения, не прибегая к копенгагенскому или неокопенгагенскому инструментализму.

Имеется в виду эссе Белла 1974 года «О редукции волновых пакетов в модели Коулмана-Хеппа», которое, я думаю, датируется задолго до того, как люди начали говорить о декогеренции. Документ Белла можно найти в Интернете (предположительно, нелегально). Речь идет об определенной игрушечной модели, а не о декогеренции. Он, кажется, имеет в виду, что имеет значение, что «коллапс», описываемый этой игрушечной моделью, происходит только в пределе т → ∞ . Если я правильно понимаю, что говорит Бабб, то, полагаю, идея будет заключаться в том, что при декогеренции недиагональные элементы матрицы плотности убывают экспоненциально, но на самом деле они никогда не достигают нуля. Если Бабб говорит, что считает это самым сильным возражением, оставшимся против декогеренции как объяснения «коллапса», то мне кажется, что это возражение чрезвычайно слабое.

Пожалуйста, ограничьте ответы конкретным вопросом, заданным выше. Я не хочу открывать банку червей по поводу других вопросов, например, может ли какая-то конкретная интерпретация квантовой механики/должна/не «объяснять» правило Борна. Я также не заинтересован в том, чтобы мне объясняли декогеренцию. Я думаю, что уже понимаю это на уровне Джооса и Зеха, Появление классических свойств через взаимодействие с окружающей средой , Z Phys B 59 (1985) 223, которых должно быть достаточно для настоящего обсуждения. Я также не заинтересован в том, чтобы люди отвечали «да/нет» на вопрос о том, работает ли декогеренция .объяснить коллапс, потому что очевидно, что это никогда не приведет к выводу, который все принимают. Я просто прошу кратко описать, какие причины люди предлагают возражать против этого в качестве предлагаемого способа объяснения. Кроме того, меня интересует, верна ли моя интерпретация замечания Бабба.

Имеет ли объяснение декогеренции смысл без обращения к какой-либо версии многомировой интерпретации?
Будет ли попарное образование запутанных частиц, когда волновые функции элементов неизвестны, но все же однозначно существуют, сильным возражением против Копенгагена? Если да, то следует показать, что эта точка зрения так же справедлива, как и точка зрения о том, что волновые функции гаснут только в момент разрушения (что, я убежден, возможно).
WRT «объективность макромира», эта статья кажется точной: arxiv.org/abs/0906.4544 . В нем утверждается, что «декогеренция объясняет не появление классичности, а ее сохранение».
@ user172184: Имеет ли объяснение декогеренции смысл без использования какой-либо версии многомировой интерпретации? Я так не думаю, хотя, возможно, если бы вы расширили эту мысль или предоставили ссылку, мы могли бы лучше понять, что вы имели в виду.
Пара недавних обзоров, которые могут представлять интерес: Gao, «Возвращение к проблеме измерения», 2016 г., philsci-archive.pitt.edu/12073 и Bacciagaluppi, «The Role of Decoherence in Quantum Mechanics», 2012 г., plato.stanford. образование/записи/qm-decoherence/#Bib
Эта статья кажется полезной: Адлер, «Почему декогеренция не решила проблему измерения: ответ П. В. Андерсону», 2001 г., arxiv.org/abs/quant-ph/0112095 . Но статья обрывается резко, как мне кажется, без объяснения того, что, по его мнению, осталось нераскрытым. И в этой статье, и в статье Баччагалуппи есть ссылки на другие работы по этой теме. Баччагалуппи, кажется, утверждает, что декогеренция решает проблему предпочтительного базиса, но не проблему измерения.
Смотрите мой ответ на: physics.stackexchange.com/questions/335439/…
Связанный: физика.stackexchange.com/q/295527/ 226902

Ответы (3)

Я думаю, что большинство аргументов в литературе можно свести к тому, что декогеренция никоим образом не затрагивает линейность уравнения Шредингера и, следовательно, не может образовать «или» из «и». В литературе это осложняется очень техническими дискуссиями, которых я хотел бы избежать.

Позвольте мне объяснить основной момент более подробно. Постановка задачи измерения, на которую часто ссылаются, дается в статье Тима Модлина «Три проблемы измерения», раздел 1 ( первые две страницы , вся статья ). Он рассматривает прибор для измерения спина, обладающий тем свойством, что если вы помещаете электрон в собственное состояние со спином +, стрелка указывает налево, а если электрон приходит со спиновым собственным состоянием, указатель указывает вправо. Теперь просто из линейности эволюции Шрёдингера следует, что начальное состояние

1 2 ( | ты п ⟩ е + | г о ж н ⟩ е ) ⊗ | р е а г у ⟩ г
переходит в конечное состояние после измерения,
1 2 ( | ты п ⟩ е ⊗ | л Е Ф Т ⟩ г + | г о ж н ⟩ е ⊗ | р я грамм ЧАС Т ⟩ г ) .
Это похоже на указатель, указывающий влево и вправо, что не может быть правдой и не то, что мы видим в лабораториях или вокруг нас. Мы как-то должны сделать из этого " или " и получить правильные факты.

Среди людей, которые считают, что это проблема и что декогеренция ее не решает, преобладает точка зрения, изложенная в письме Адлера , в котором также есть ссылки на другую литературу. Для решения этой проблемы, которая по сути является так называемой проблемой измерения, сейчас есть несколько вариантов:

  • изменить уравнение Шредингера (сделано в так называемых моделях коллапса)
  • добавить в теорию дополнительные локальные объекты (по словам Белла)/вещи, отличные от волновой функции, как это делается в теории де Бройля-Бома
  • постулируем, что измерения на самом деле не имеют уникальных результатов, и мы каким-то образом воспринимаем только отдельные результаты, когда проводим эксперименты (путь многих миров).

Для многих практических целей постулат коллапса копенгагенской интерпретации прекрасно работает. Теперь, если вы ищете объяснение коллапсу, один из трех вышеперечисленных вариантов послужит таковым.

Декогеренция может только объяснить , почему коллапс работает хорошо : поскольку части волновой функции, которые игнорируются, не будут снова мешать тем, которые мы сохраняем, коллапс в порядке. Таким образом, декогеренция объясняет, почему во многих мирах можно разделить миры и сказать, что они больше не соприкасаются. У де Бройля-Бома это объясняет, почему вы можете эффективно коллапсировать волновую функцию после измерения. Но сам коллапс не объяснен, в вышеприведенной формуле есть еще сумма, еще "и", и как получить из нее определенный результат можно только пойти по одной из трех линий, которые я набросал.

Спасибо, что нашли время написать этот ответ. К сожалению, газета платная, за исключением первых двух страниц, ей 20 лет, и, кажется, в ней не упоминается декогеренция. Я посмотрю, смогу ли я найти что-нибудь более свежее и не защищенное платным доступом, которое могло бы выразить этот момент таким образом, чтобы продемонстрировать осведомленность о работе над декогеренцией. Может быть, Мадлин написал что-то более свежее.
Что-то более свежее от Модлина может быть: «Может ли мир быть только волновой функцией?» В: Сондерс С., Баррет Дж., Кент А., Уоллес. D (ред.) Много миров?, 2010. К сожалению, также с платным доступом.
Может быть, это поможет: www.johnboccio.com/research/quantum/notes/maudlin_meas.pdf
И я также рекомендую эту (не платную) статью Адлера: arxiv.org/abs/quant-ph/0112095
На статью Модлина часто ссылаются как на изложение проблемы измерения, но в ней ничего не говорится о декогеренции. Статья Адлера более свежая и более конкретная по теме, но я не могу понять, что, по его мнению, он демонстрирует. Он спрашивает, почему мы считаем, что измерения имеют определенные результаты. Затем на с. 9 он говорит, что мы можем справиться с этим, просто приняв стандартную квантовую механику, т. е. MWI (ссылаясь на ДеВитта и Грэма). Я не вижу, где он даже приводит аргумент против декогеренции в качестве объяснения.
Я предполагаю, что структура этого ответа довольно точно соответствует аргументу в статье Адлера, и, поскольку Адлер дает кучу ссылок на литературу и явно говорит о декогеренции, похоже, что это в значительной степени возражение, выдвинутое людьми, которые отвергнуть декогеренцию как объяснение определенности измерений. Так что, хотя я не думаю, что возражение Адлера даже на первый взгляд является возражением, это всего лишь мое мнение, и я не просил ответа, с которым я бы согласился, а только того, который представляет консенсус среди людей, которые не думают декогеренция решает все.
Я собираюсь внести пару правок в ответ, чтобы он ссылался на Адлера и включал некоторые материалы из комментариев. Я постараюсь сделать это, не меняя намерения ответа, но если вам не нравятся мои правки, не стесняйтесь откатывать их, без обид.
Это прекрасный ответ: он заставил меня понять, в чем проблема!
Просто для ясности - в этом ответе вы используете «или» в смысле « исключающее или » (часто называемое «исключающим ИЛИ» в информатике), верно? Это контрастирует с «или», которое обычно принимается как «либо, либо оба», обычно называемое «или» и логически связанное с операцией «объединение».
Стоит отметить, что путь MWI ничего не решает для какой-либо конкретной вашей копии . Для каждой конкретной копии существует уникальный результат. Следовательно, есть точка, до которой он должен моделировать систему как суперпозицию, и после которой он не должен. (Если только кто-то не предложил формулировку, в которой я по-прежнему свободен моделировать наблюдаемый результат как суперпозицию в моем мире.)

Самый простой способ сформулировать основное возражение состоит в том, что декогеренция даже не пытается решить ничего, кроме «для всех практических целей». Это способ описания запутанности с окружающей средой, которая необратима «на практике», но то, что может быть непрактичным сегодня, вполне может быть практичным завтра (или даже сегодня для более развитой цивилизации). Как указано в другом месте, эволюция все еще понимается как единая в принципе .

Роджер Пенроуз (2004), Дорога к реальности, стр. 802-803:

... точка зрения декогеренции окружающей среды ... утверждает, что редукция вектора состояния [процесс R] может пониматься как возникающая, потому что рассматриваемая экологическая система становится неразрывно запутанной со своим окружением. [...] Мы думаем об окружающей среде. как чрезвычайно сложный и по существу «случайный» [...] В нормальных обстоятельствах матрицу плотности следует рассматривать как своего рода приближение ко всей квантовой истине. Ибо не существует общего принципа, устанавливающего абсолютный запрет на извлечение информации из окружающей среды.[...] Соответственно, такие описания называются FAPP [Для всех практических целей]

Возможно, будущая технология могла бы предоставить средства, с помощью которых квантовые фазовые отношения можно было бы детально отслеживать в условиях, когда современная технология просто «сдалась». Казалось бы, обращение к описанию с помощью матрицы плотности — это предписание, зависящее от технологии! С более совершенной технологией описание вектора состояния можно было бы поддерживать дольше, а обращение к матрице плотности откладывалось до тех пор, пока все не стало бы действительно безнадежно беспорядочным!

Приложение

Имеются также попытки демонстрации принципиально необратимой декогерентности. См. соответствующий вопрос: может ли интерпретация квантовой механики Монтевидео сделать то, что она утверждает?

Это не дает ответа на вопрос. Когда у вас будет достаточно репутации , вы сможете комментировать любой пост ; вместо этого предоставьте ответы, которые не требуют разъяснений от спрашивающего . - Из обзора
@EmilioPisanty У меня нет нового вопроса. Мой ответ показался мне похожим на меня?
@JMac Я добавил больше контекста и восстановил ответ. Я надеюсь, что это нормально. Не могли бы вы помочь мне понять, почему вы считаете, что это плохой ответ?
(Также было рекомендовано, чтобы я дал ссылку на мета-комментарий здесь удаление WRT: physics.meta.stackexchange.com/q/10461 )

Декогеренция превращает чистые состояния в смешанные состояния, которые следуют классическим вероятностям. Он не распространяется на саму проекцию, которая превращает смешанные состояния в индивидуальные (чистые) собственные состояния.

Декогеренция превращает чистые состояния в смешанные состояния . Неправда. Унитарная эволюция никогда не сможет этого сделать, а унитарная эволюция — это все, что происходит при декогеренции. Информация о фазовых корреляциях до сих пор существует, просто сейчас она находится в среде. Он не распространяется на саму проекцию, которая превращает смешанные состояния в индивидуальные (чистые) собственные состояния. Здесь вы как бы предполагаете неунитарный процесс типа копенгагенского коллапса, но нет оснований предполагать подобное.
Каковы самые сильные возражения против декогеренции как объяснения «коллапса»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v