Коллапс волновой функции происходит сразу везде?

Это не совсем правильный вопрос. Мы никогда не измеряем волновые функции. Мы измеряем такие свойства, как положение, импульс, энергия электрона. Спин электрона вверх или вниз. Поведение этих свойств не соответствует тому, что вы ожидаете от классической физики. Волновые функции — это математическая конструкция, которая помогает предсказать, какие измерения мы можем ожидать.

В классической физике электрон — это маленькая точечная частица. Он следует траектории. Сила действует плавно, изменяя траекторию. Вы можете измерить положение и импульс в любое время с произвольной точностью, не нарушая траектории.

Напротив, в квантовой механике воздействие внешнего мира на электрон часто лучше описывается дискретными взаимодействиями. Мы можем знать измеренное значение заранее. Мы можем измерить это снова позже. Но мы не видим, что происходит во время взаимодействия. Эти виды взаимодействия изменяют состояние электрона, но они могут сообщить нам информацию об электроне. Мы можем использовать их для измерения электрона.

Типичным таким взаимодействием было бы пролить свет на электрон и узнать что-то по тому, как он отражается. Но свет приходит в виде сгустков, называемых фотонами. Отражение фотона от электрона может рассказать вам об электроне, но оно также изменяет энергию и импульс электрона.

Можно использовать коротковолновый фотон, который можно хорошо локализовать. Это скажет вам более точно, где произошло отражение. Но коротковолновый фотон имеет высокую энергию. Это дает электрону сильный толчок, который не может быть точно определен. Таким образом, вы не очень хорошо знаете импульс или энергию электрона впоследствии.

Вы можете использовать длинную волну, чтобы сделать удар настолько мягким, насколько вам нравится. Но вы не знаете точно, где находится этот фотон. Вы не можете узнать так много о том, где находится электрон.

Эта обратная связь между точным знанием положения и точным знанием импульса оказывается фундаментальной, а не просто ограничением измерения. Это одна из причин, по которой волны используются для описания реальности. Электрон не имеет точного положения или импульса. У него всегда есть диапазон возможных позиций и импульсов.

Эти диапазоны отличаются от всего классического. Мешок с газом не имеет определенного размера или формы и всегда до некоторой степени растянут. Некоторые его части могут идти быстро, а другие медленно. Но везде внутри мешка есть определенное количество газа, и эта часть имеет определенный импульс. Электрон не такой.

Вы можете выстрелить электроном через вакуум в стеклянный экран, покрытый люминофором. Если вы подготовите электрон в растянутом состоянии, электрон будет присутствовать повсюду в вакуумной камере. Вы знаете это, потому что он может попасть в любое место на экране с равной вероятностью. Но неправильно думать, что в каждом месте камеры есть какой-то кусочек электрона. Когда электрон попадает на экран, он сталкивается с одним атомом фосфора и заставляет его излучать свет. Остальные атомы не возмущены. Если вы повторите опыт, то обнаружите, что пятна света равномерно распределены по экрану.

Также неправильно думать, что электрон — это просто частица, и вы узнаете, где она находится, когда она попадает на экран. В расправленном состоянии он не имеет положения. Невозможно предсказать, какой атом будет поражен. Если вы сделаете на пути две щели, электрон пройдет через обе щели одновременно и будет интерферировать сам с собой, как волна с другой стороны. Вы все равно обнаружите, что один электрон освещает один атом. Но распределение будет сконцентрировано там, где добавлены помехи, и меньше там, где они устранены.

Электрон всегда имеет диапазон возможных положений. Этот диапазон может быть большим, как вакуумная камера, или маленьким, как атом. Он может быть намного меньше. Ни один эксперимент не нашел предела тому, насколько малым. Но это не может быть$0$. Если диапазон позиции мал, диапазон моментума обязательно велик. Электрон в этом состоянии не имеет скорости. Невозможно предсказать, сколько времени потребуется, чтобы куда-то отправиться. Он имеет диапазон скоростей, и вы можете предсказать диапазон времени.

Если вы хотите заниматься физикой с таким электроном, вам нужно описать его свойства и поведение с помощью математики.

Поскольку электрон присутствует в протяженной области пространства, вы описываете его функцией в этой области. Значение функции описывает «количество» присутствия. Электрон интерферирует сам с собой, как волна, потому что у него есть фаза, как у волны. Таким образом, значение должно иметь как величину, так и фазу. Комплексные числа подходят. Эта функция расскажет вам все, что нужно знать о положении на выборах. Его преобразование Фурье расскажет вам все, что нужно знать об импульсе. Функция полностью описывает состояние электрона.

Дальнейшие соображения о сохранении энергии приводят к уравнению Шрёдингера. Это позволяет вам предсказать форму волновой функции в присутствии электрического поля или ее изменение во времени. Уравнение Шредингера является волновой функцией. Состояние развивается подобно волне и называется волновой функцией.

Это работает только между взаимодействиями. Взаимодействие заменяет состояние новым. После завершения взаимодействия уравнение Шредингера покажет вам, как оно будет развиваться во времени.

Уравнение Шредингера предсказывает, как изменится состояние электрона, когда электрон пересекает вакуумную камеру. Он предсказывает, что электрон будет иметь равномерное присутствие на экране. Поскольку электрон имеет только положение, разбросанное по экрану, ни уравнение Шредингера, ни что-либо еще не могут предсказать, какой атом будет поражен. Как только происходит столкновение с атомом и электрон переходит в новое состояние, уравнение Шредингера предсказывает, как будет развиваться новое состояние.

Квантовая механика работает очень хорошо, и она была проверена экспериментально много раз многими способами. Но с ним есть очевидные проблемы.

Существует прекрасный закон, который работает до тех пор, пока электрон не взаимодействует ни с чем другим. Что-то еще должно описывать взаимодействие. И снова вернемся к первому закону.

Это просто не правильно пахнет. Квантовая механика оставляет место для «интерпретаций», то есть механизмов, объясняющих те части теории, которые невозможно измерить. Описание до сих пор было копенгагенской интерпретацией. Никто точно не определил, что такое взаимодействие или что именно происходит, когда ненаблюдаемая волновая функция коллапсирует.

Люди думали, как это исправить. Одним из способов является интерпретация многих миров. В нем волновая функция никогда не коллапсирует. Он просто продолжает развиваться.

Когда электрон попадает на экран, волновая функция сталкивается со многими атомами. Каждый атом имеет сильные электрические поля, которые влияют на эволюцию части волновой функции вблизи него. Есть много состояний, в которые может войти электрон, каждое из которых описывает электрон после встречи с другим атомом. Истинное состояние электрона есть суперпозиция их всех.

Все атомы имеют волновые функции. У них есть основное состояние и возбужденное состояние. На каждый атом сильно влияет ближайшая к нему часть волновой функции электрона и слабо — на остальную часть. Каждый атом входит в суперпозицию основного и возбужденного состояний. Существует небольшая амплитуда того, что он возбужден, и большая амплитуда, что он находится в основном состоянии.

Мир распадается на суперпозицию многих состояний. Каждое состояние развивается согласно уравнению Шредингера и никогда не взаимодействует с другими состояниями. По сути, мир раскололся на множество миров. Каждый мир совершенен сам по себе и не знает других.

Интерпретация многих миров имеет то преимущество, что является наиболее простой математической интерпретацией волновой функции. Недостатком является необходимость признать, что мир постоянно расщепляется с невообразимой скоростью, и мы просто не осознаем этого.

Что такое волновая функция? Это математическая функция, зависящая от энергии и импульса или пространства и времени.$Ψ(p_x,p_y,p_z)$или$Ψ(x,y,z,t)$(в простом виде). Эта функция является решением волнового уравнения, дифференциального уравнения второго порядка.

Математических функций миллиард, как волновая функция связана с измеримыми физическими величинами? Связь постулируется аксиоматически в постулатах квантовой механики ¨,$Ψ^*Ψ$– распределение вероятностей продуктов взаимодействия; это означает, что необходимо выполнить ряд измерений с точными граничными условиями, чтобы получить экспериментальное распределение для сравнения с теорией, которая вычислила волновую функцию. Таким образом, сама математическая функция не связана напрямую с данным событием, поэтому ее нельзя измерить.

Как выполняется измерение? Путем взаимодействия. Каждое взаимодействие изменяет граничные условия и, следовательно, конкретные математические$Ψ$отличается до или после измерения. Вот что такое коллапс , изменение конкретной волновой функции.

Вы заявляете:

волновая функция немедленно везде коллапсирует.

Если нужно выбрать другую волновую функцию, поскольку это математическая конструкция, конечно, она может немедленно измениться везде.

Я нашел полезным для понимания разницы между распределениями вероятностей и необходимости в другой волновой функции рассмотреть эксперимент с двумя щелями для одного электрона.

Каждая маленькая точка кажется случайной, но это одна из материализаций «коллапса волновой функции» (кстати, я думаю, что термин «коллапс» не очень умен, волновая функция — это не воздушный шар).

Прежде чем электрон ударится об экран, у него есть$Ψ$, после удара об экран у него есть другая функция, заданная новыми граничными условиями: электрон, взаимодействующий с атомами на экране, совершенно другая функция.

Нужно ли время для преобразования? Конечно, поскольку взаимодействие является электромагнитным, в этом смысле нет ничего «немедленного», требуется время, чтобы изменить экспериментальные граничные условия. Обратите внимание, однако, что результатом одного электрона является одна точка , а не функция в пространстве и времени повсюду. Распределение вероятностей, ответственное за накопление многих точек, ограничено граничными условиями исходной задачи «рассеяние электронов на двух щелях на заданном расстоянии друг от друга и заданной ширине».

Невозможно сказать, происходит ли коллапс волновой функции сразу же везде (что бы это ни значило в релятивистской Вселенной), потому что коллапс волновой функции не имеет наблюдаемых последствий.

Эвереттовская интерпретация квантовой механики (также известная как «многомировая интерпретация») объясняет все наблюдения, не требуя коллапса волновой функции. Поскольку Копенгагенская интерпретация (с коллапсом волновой функции) и интерпретация Эверетта (без коллапса волновой функции) делают абсолютно одинаковые предсказания того, что вы будете наблюдать, экспериментально различить их невозможно. А поскольку коллапс волновой функции нельзя наблюдать, невозможно сказать, происходит ли он мгновенно.

Однако если вы решите интерпретировать наблюдения, используя Копенгагенскую интерпретацию, то для этого требуется, чтобы коллапс был мгновенным, быстрее скорости света, в обратном направлении во времени и необратимо обратимым.

Если вы разделяете пару запутанных частиц, измерения одной из них коррелируют с измерениями другой, даже если частицы пространственно разделены (это означает, что вы должны двигаться быстрее света, чтобы перейти от одного события к другому). Если коллапс и выбор исхода происходят во время измерения, то влияние одного должно двигаться быстрее света, чтобы указать другому измерению, как реагировать. Решение также нельзя запечь в частицах до того, как они разделятся — это называется теорией «скрытых переменных» и нарушает неравенства Белла, которые, как было экспериментально показано, не выполняются. Любая пара пространственно-подобных разделенных событий неоднозначна в отношении временного порядка, поэтому для наблюдателя, пролетающего мимо них в одном направлении, А происходит раньше В, но для другого наблюдателя, пролетающего мимо них в другом направлении, В происходит раньше, чем А. Следовательно, скорость, превышающая скорость света, подразумевает движение назад во времени. И поскольку изменение вашей скорости меняет порядок событий, если вы идете через комнату в одну сторону, а затем поворачиваетесь и идете обратно, ваше определение «сейчас» во Вселенной колеблется назад и вперед во времени. На расстоянии галактики Андромеды «сейчас» смещается примерно на день в зависимости от того, в каком направлении вы идете. Таким образом, если коллапс волновой функции мгновенно распространяется на галактику Андромеды «сейчас», тогда, когда вы поворачиваетесь и идете в другую сторону, часы «сейчас» в Андромеде отскакивают на день назад, и коллапса не происходит. если вы пройдете через комнату в одну сторону, а затем повернетесь и пойдете назад, ваше определение «сейчас» во Вселенной будет колебаться назад и вперед во времени. На расстоянии галактики Андромеды «сейчас» смещается примерно на день в зависимости от того, в каком направлении вы идете. Таким образом, если коллапс волновой функции мгновенно распространяется на галактику Андромеды «сейчас», тогда, когда вы поворачиваетесь и идете в другую сторону, часы «сейчас» в Андромеде отскакивают на день назад, и коллапса не происходит. если вы пройдете через комнату в одну сторону, а затем повернетесь и пойдете назад, ваше определение «сейчас» во Вселенной будет колебаться назад и вперед во времени. На расстоянии галактики Андромеды «сейчас» смещается примерно на день в зависимости от того, в каком направлении вы идете. Таким образом, если коллапс волновой функции мгновенно распространяется на галактику Андромеды «сейчас», тогда, когда вы поворачиваетесь и идете в другую сторону, часы «сейчас» в Андромеде отскакивают на день назад, и коллапса не происходит.

В этом мало смысла, и если бы Копенгагенская интерпретация не имела такой устоявшейся и почтенной истории, а вместо этого была бы предложена сегодня, она, вероятно, была бы отвергнута как нефизическая и непоследовательная на этих основаниях. Тем не менее, он по-прежнему очень популярен и широко преподается.

Интерпретация Эверетта, с другой стороны, утверждает, что квантовая суперпозиция состояний, применимая на микроскопическом уровне, применима и к макроскопическому уровню повседневного опыта, но поскольку суперпозиции ортогональны друг другу, они не взаимодействуют и, следовательно, мы их не видим. (Это можно увидеть и в классической физике. Когда два осциллятора взаимодействуют, они смещаются в суперпозицию «нормальных мод колебаний», которые связаны с собственными векторами матричного уравнения, управляющего взаимодействием, и, таким образом, ортогональны. Нормальные моды действуют независимо. друг друга.) Это все равно, что сказать, что когда один электрон проходит через две щели, электрон, проходящий через одну щель, не отталкивает электростатически другую версию самого себя, проходящую через другую щель. (Если это произошло, интерференционная картина сдвинется.) Они не могут «видеть» друг друга. Этокак если бы они существовали в отдельных мирах. Или, если вы посылаете два набора ряби, движущихся по пруду, они проходят друг через друга, не затрагивая друг друга, как если бы другого не существовало.

Если вы бросите пару запутанных квантовых монет в двух местах, каждая из них превратится в суперпозицию орла и решки, а ученые, наблюдающие за ними, превратятся в суперпозицию ученого, наблюдающего орел, и ученого, наблюдающего решку. Когда ученые позже возвращаются на базу, чтобы сравнить записи, ученый из A, который видел головы, может видеть/взаимодействовать только с ученым из B, который видел решки, и наоборот. Таким образом, два наблюдения оказались коррелированными, и ничто не должно двигаться быстрее света.

Поскольку невозможно сказать, исчезают ли альтернативные результаты квантового измерения из будущей реальности, когда мы их проходим (коллапс), или они просто взаимно ненаблюдаемы (суперпозиция ортогональных состояний), мгновенно быстрее света. Но если верить интерпретации коллапса, то да, так оно и есть.

Оригинальную диссертацию Эверетта, более подробно объясняющую, как работает его интерпретация, можно найти здесь .

Не существует теорий, описывающих коллапс волновой функции. Концепция представляет собой чистую интерпретацию и, на мой взгляд, проблематична. Волновые функции полностью определяются как решения волнового уравнения, такого как уравнение Шрёдингера или Дирака. Эти уравнения не допускают коллапса.

Ансамблевая или статистическая интерпретация , среди прочего, не требует коллапса волновой функции.

когда мы измеряем какую-то измеримую величину, волновая функция немедленно везде коллапсирует.

Когда я изучал физику (30 лет назад), эта концепция мешала мне верить в то, чему меня учили; потому что это явно неправильно. Профессора даже не смогли ответить на вопрос "тогда что ТАКОЕ измерение"? В то время даже считалось, что это связано с наблюдением людей. В то же время мгновенное изменение всей вселенной из-за того, что человек что-то наблюдает, было для меня столь же неудобоваримым, как и для Эйнштейна.

С тех пор, как я глубоко задумался, единственным удовлетворительным ответом, который я смог дать, является следующий (который, как оказалось, уже существует как интерпретация Множества Миров):

Рассмотрим простейший случай, когда две частицы имеют только два возможных собственных состояния (классические состояния или измеримые состояния): спин вверх или спин вниз. Это в отличие от непрерывной волновой функции, но идея та же. Кроме того, предположим, что эти частицы запутаны так, что единственными возможными состояниями их объединенной системы являются {вверх, вниз} и {вниз, вверх}. Тогда, перед измерением, есть две возможные будущие реальности: либо вы измеряете первое и меньшее для второго, либо вы измеряете первое и второе. Вы не знаете, какой из двух случаев будет, но вы знаете (зная состояние суперпозиции и запутанность, поскольку именно так была создана система из двух частиц), что вы никогда не измерите {вверх, вверх} или {вниз ,вниз}.

Тогда моя интерпретация заключалась в том, что эти две (будущие) реальности на самом деле являются двумя реальностями: двумя реальными «временными линиями», которые я назвал «реальностями». Однако реальность исключительно связана с наблюдателем: реальность — это то, что вы воспринимаете как таковое. Другие люди воспринимают разные реальности (даже просто в контексте общей теории относительности), однако квантовые «реальности» ортогональны: они не взаимодействуют.

Итак, состояние системы — это суперпозиция, но вы можете думать о нем как о векторе, который можно спроецировать на две оси, чтобы получить две координаты, где оси — это (две) возможные реальности.

Это решает две вещи: 1) коллапс волновых функций больше не нужен. 2) нет необходимости, чтобы что-то двигалось быстрее света.

Подумайте о том, чтобы отправить одну из частиц другу, который находится на расстоянии светового года от вас. А потом "одновременно" измеряешь каждую свою частицу. В обоих случаях вы запутываетесь с частицей, которую измеряете (процесс, связанный со скоростью света), и ваша реальность, кажется, разделяется на две части: теперь есть вы, измеряющий вверх, и вы, измеряющий вниз. Это просто распространение уравнения Шредингера, не говоря уже об «измерении» или «коллапсе волновой функции». Это гораздо проще и интуитивно правильно. Однако эти две реальности ортогональны и не могут взаимодействовать. Вы сами будете сознавать только одну из них, и вам кажется, что вы измеряете либо вверх, либо вниз, с 50% шансом оказаться в любой из двух реальностей.

Ваш друг делает то же самое и тоже оказывается в одной из двух возможных реальностей. Самое интересное: с самого начала было только две реальности (относительно собственных состояний этих частиц, а именно): {вверх, вниз} и {вниз, вверх}. Одна из реальностей, в которой находится ваш друг, МОЖЕТ взаимодействовать с одной из ваших реальностей, а также с двумя другими реальностями. Ваш друг, путешествуя к вам медленнее света в одной или обеих своих реальностях, встретит вас в реальности, где он выше, а вы ниже, или в (теперь разделяемой) реальности, где он ниже, а вы выше.

Полное осознание того, как это работает, пришло ко мне только 25 лет спустя, когда я написал программу для моделирования квантового компьютера: в этой программе я должен был выписать точные формулы и математические расчеты; и что получилось? Я мог бы повторно использовать код запутывания для измерений: это ТОЧНО одно и то же!

Измерение == запутанность.

Коллапса волновой функции нет, и ничто не движется быстрее света. Нам просто нужно признать, что то, что мы воспринимаем как «реальность», — это то, что последовательно распространяется на большие расстояния и во времени (т. е. макроскопически) и, следовательно, ограничено собственными значениями, но на самом деле существует квантовая волна, охватывающая всю вселенную, которая развивается в соответствии с уравнением Шрёдингера, описывающим множество таких реальностей одновременно.

PS Моя квантовая компьютерная симуляция может быть найдена здесь: https://github.com/CarloWood/quantum , а измерительный узел такой же (просто немного изменен, чтобы увидеть разницу в выводе), что и ворота с управляемым НЕ: https:/ /github.com/CarloWood/квантум/blob/мастер/src/Circuit.h#L122

Жаль, что ни в одном из ответов (хотя были даны замечательные!) не упоминается интерпретация квантовой механики, которая предполагает физическую реальность волновой функции: интерпретация скрытых переменных . Луи-Виктор-Пьер-Раймон де Бройль первоначально предложил пилотную волну, которая представляет собой физическую волну, соответствующую волновой функции, а Дэвид Бом позже посвятил большую часть своей работы построению последовательной (что бы это ни значило) теории, включающей такая волна. Я думаю, что Эйнштейну понравилась бы эта теория, так как он не мог вынести мысли о том, что бог играет смертью. Если бы этому направлению мысли уделялось больше внимания в начале рассказа о квантовой механике, то, возможно, это было бы преобладающей картиной сегодня. Вместо копенгагенской интерпретации .
Что это влечет за собой? В интерпретации HV волновая функция - это не просто математическая сущность (конструкция, объект, устройство) для описания физических наблюдений и расчета вероятности их обнаружения. Волновая функция строится из скрытых переменных способом, напоминающим то, как газ или жидкость влияют на движение маленькой частицы ( броуновское движение ), взвешенной в ней. Газ или жидкость представляют собой волновую функцию, «окружающую» частицу (квантовая теория поля также использует броуновское движение: смотрите здесь ).
Эта физическая волновая функция непрерывно воздействует на частицу. Частица, соответствующая волновой функции, соответствует в буквальном смысле. Положение и скорость частицы хорошо определены в любой момент. Однако они постоянно меняются в соответствии с волной.
Что именно представляют собой эти переменные? Кто знает? Они скрыты! Они сделаны не из того же материала, что и материал, из которого сделана среда, окружающая броуновскую частицу. Я не уверен, что имел в виду Бом (или ван 'т Хофт, голландский физик, хорошо известный в области квантовой теории поля и сторонник скрытых переменных).
Существование локальных скрытых переменных было исключено экспериментом Белла , представляющим собой эксперимент с квантовой запутанностью.. Не удивительно! В конце концов, квантовая запутанность — явление нелокальное. Когда производится измерение, физический коррелят волновой функции мгновенно влияет на далекую частицу (запутанную с частицей, над которой производится наблюдение или измерение). Это только показывает, как странно ведут себя эти скрытые переменные (частицы?). Обратите внимание, что мгновенное воздействие на далекую частицу не означает, что скорость света вытесняется. Никакая информация не передается быстрее этой скорости, хотя можно подумать, что информация об одной частице передается другой частице мгновенно. Помню, мне было трудно объяснить это профессору философии наук, который даже изучал физику. Я взял с собой в колледж несколько копий популярной статьи об эксперименте 1982 года, проведенномАлен Аспект , еще один эксперимент в области запутанности (очевидно, квантовая запутанность очень сексуальна!). Заманчиво рассматривать две специально разделенные частицы как единое целое (самая заметная книга Бома называется « Целостность и подразумеваемый порядок» ).
Так что в свете скрытых переменных волновая функция мгновенно коллапсирует по всему пространству. даже утверждают, что само пространство-время представляет собой скрытые переменные, окружающие частицы, хотя эта концепция всегда будет проблематичной из-за скрытого качества.
И последнее. Однажды было сказано, что само действиенаблюдения приводит к коллапсу волновой функции. Если бы это было так, то жизнь никогда бы не развилась. Все существующее (до появления людей) находилось бы в эволюционирующей суперпозиции, а это означает, что эволюционировать было бы невозможно.

Это не «происходит немедленно везде», потому что это не «происходит» вообще. Это часть понимания человека, интерпретирующего QM.

В частности, поскольку вы отметили этот вопрос тегами quantum-information, faster-than-lightи causality, «коллапс волновой функции» не несет никакой информации, поэтому на него не распространяются какие-либо ограничения, связанные с этими вещами. Существует много дезинформации, предполагающей, что коллапс волновой функции и взаимодействие с запутанностью обеспечивают своего рода канал информации/коммуникации. Это не вариант.

x,y,z,tявляются переменными разума. Они существуют как физические переменные в физической системе нашего разума. У нашего ума тоже есть память. Мы измеряем x,y,z,tчастицу с некоторой точностью, а затем суммируем нашу память или память фотопластинки или инструмента. Эта процедура измерения оторвана от реальных событий. Мы сравниваем с нашими ожиданиями. Если они подходят, волновая функция в порядке.

Волновая функция использует x,y,z,t. Это заставляет нас думать, что это действительность x,y,z,tчастицы. Это не. Любое значение такой переменной разума ( x,y,z,t) является суммой многих возможных реальных состояний и времен частицы, которые не имеют системы координат и также не являются декартовыми.

В частности, о времени: у частицы есть свои собственные изменения состояния и, следовательно, свое собственное время. Наши часы совершенно оторваны от измеряемой/наблюдаемой физической системы. Многие независимые изменения/времени суммируются в Δtвыбранных нами часах.

Состояние, отображаемое на комбинацию значений декартовой x,y,zили какой-либо другой системы координат, является всего лишь отображением, тоже весьма обособленным, и тоже обобщающим множество реальных физических состояний.

Поскольку у каждой частицы есть свое время и состояния, у нее есть свой мир. Это будет Многомировая Интерпретация. Наш мир Ψ(x,y,z,t)— это сводка возможных мировых линий частиц. Многомировые и ансамблевые интерпретации не противоречат друг другу.

Мировые линии частиц не бесконечно точны. Это основное утверждение квантовой теории. Таким образом, переход от установки частицы к фактическому измерению суммирует неопределенность. Эта неопределенность является физической.

В этом контексте волновая функция является нашим наилучшим возможным и проверенным описанием, которое также учитывает физическую неопределенность. Он не рушится.

Чтобы понять это, вы должны отказаться от своей классической интуиции и подумать о квантовой запутанности и измерении.

«Коллапс волновой функции» — это всего лишь интерпретация, и разные люди думают об этом по-разному, а некоторые даже говорят, что он не физический и даже не настоящий.

Запутанность — это просто корреляция, которая потенциально может влиять на все комбинации величин (которые выражаются в виде операторов, поэтому место для размера и типов корреляций больше, чем в классической физике). Однако во всех случаях в реальном мире корреляция между частицами происходила из их общего происхождения — некоторой близости, существовавшей в прошлом.

Почему квантовая запутанность считается активной связью между частицами?

Когда мы делаем квантовое измерение одной из запутанных частиц, мы выбираем (посредством декогерентности информация просачивается в окружающую среду и вызывает это) собственное состояние и пару собственных значений из набора разрешенных пар собственных значений. Акцент делается на разрешенных парах. Запутанность — это явление, когда вы заранее устанавливаете допустимые наборы собственных значений. Это трюк.

С этой точки зрения взаимодействие с ПЗС приводит к коллапсу волновой функции, а коллапс волновой функции происходит на сколь угодно высоких скоростях. Сверхсветовой коллапс не нарушает специальной теории относительности, поскольку не может передавать никакой информации.

Некоторые сомнения относительно фотонов

Вы говорите, что «коллапс волновой функции» происходит мгновенно везде. Я говорю, что это (весь набор разрешенных пар) уже был установлен во время создания запутывания. Вот как вы их создаете.

Если вы проводите измерение, вы фактически добавляете условие, которому подчиняется система, тем самым уменьшая возможности, и теперь вы рассматриваете подмножество исходного списка. Это и есть коллапс волновой функции. Вот почему измерение может схлопывать волновую функцию повсюду мгновенно, а не распространяться от места измерения со скоростью света, как если бы волновая функция была какой-то материальной вещью.

Почему наблюдение коллапсирует волновую функцию?

У нашей вселенной есть сценарий, который был написан так, что роли этих запутанных частиц были прописаны (когда запутанность была создана), и когда вы делаете измерение, вы это понимаете, и удивляетесь, почему эти частицы ведут себя так подозрительно (и вы, и многие другим кажется, что коллапс происходит везде сразу). Обе частицы читают один и тот же сценарий перед актом (измерения). Это ответ на ваш вопрос.

В соответствии с этой статьей измерение можно рассматривать как «непрерывный» процесс . Вы можете видеть, что измеренная частица фиксируется в определенном собственном состоянии, чем больше вы (слабо) ее измеряете/она становится более запутанной/накопляется информация (примечание: я как бы предполагаю, что «более слабое» измерение соответствует уменьшению взаимодействий).

«Более глубокий механизм», возможно, можно извлечь из КМ Сидни Коулмана в вашем лице — измерение представляет собой запутывание вашего сознания/какой-то измерительной машины/волновой функции какого-то наблюдателя с волновой функцией вашей системы. «Надежность» измерения соответствует вашей уверенности в том, что вы измерили увеличение скорости вращения (например).

* Я «предполагаю» здесь, что чем макроскопичнее измерительный прибор, тем больше у него взаимодействий с системой, что ускоряет то, что происходит в первом абзаце.

Примечание. Я учусь на старшем курсе и буду рад отзывам от тех, у кого больше опыта.

Коллапса волновой функции нет. Сегодня большинство физиков согласны с этим. Хотя всего 20 лет назад было не так. Такого процесса быть не может, если уравнение Шрёдингера должно представлять собой универсальную закономерность. И я, конечно, приму такую ​​позицию.

Коллапс волновой функции — условность, принятая так называемой копенгагенской школой, утверждающей, что после измерения наблюдаемых$A$с результатом$a$, чисто квантовое состояние изменяется от$\left|\psi\right\rangle$к,

Позвонив,

С другой стороны, уравнение Шрёдингера говорит нам, что квантовые состояния всегда меняются в соответствии с некоторыми,

Итак, первая проблема заключается в том, что изменение, предложенное в$\eqref{1}$в нелинейном в$\left|\psi\right\rangle$. Если вы хотите удалить оскорбительный фактор,

Отсюда открывается множество интерпретаций. Резюме наиболее важных:

1. Копенгаген прав: "Заткнись и посчитай"
2. Двойное решение: интерпретация ДеБройля-Бома
3. Транзакционная интерпретация (опережающие волны + запаздывающие волны а-ля решение Фейнмана-Уилера
4. Многомировость (Эверетт) / непротиворечивые истории (Гелл-Манн-Хартл); (аналогично) и т. д.

Но еще один очень важный, я думаю, это:

5. Ансамблевая интерпретация квантовой механики (Лесли Э. Баллентайн) Если я правильно понимаю, это что-то вроде:

Квантовое состояние (даже чистое) не представляет собой тот или иной электрон. На самом деле, если подумать, тот или иной электрон не имеет особого смысла, как только вы понимаете КМ. Это все электроны в мире входят в мою экспериментальную установку, когерентно реагируя на мой экспериментальный «вызов» (фильтрацию). Таким образом, действуя как одно большое когерентное запутанное состояние. Это большое когерентное состояние проявляется как состояние строгой смеси, когда я выполняю измерение.

Чтобы понять все это, необходимы некоторые комментарии других пользователей, которые были ранее. То есть, и например: Волновая функция не является наблюдаемой. Тема обширная на сегодняшний день.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function_collapse

Гейзенберг не пытался точно указать, что означает коллапс волновой функции. Однако он подчеркивал, что его не следует понимать как физический процесс. Нильс Бор также неоднократно предупреждал, что мы должны отказаться от «графического представления», и, возможно, также интерпретировал коллапс как формальный, а не физический процесс.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_equation

Приведенные выше ссылки на Википедию дают общее представление о концепциях и о том, где они используются.

Надеюсь, это поможет.

Волновая функция не коллапсирует. Измерение — это просто взаимодействие, которое передает или копирует информацию о некоторых наблюдаемых из одной системы в другую:

https://arxiv.org/abs/1212.3245

Взаимодействия измерений являются локальными, и информация о наблюдаемых распространяется локально от одной системы к другой в результате измерений. Возможно, вам потребуется обновить относительное состояние системы после ее измерения, но, поскольку измерения являются локальными, изменения относительных состояний также распространяются локально:

https://arxiv.org/abs/2008.02328