Я был в Википедии, читал о различных интерпретациях квантовой механики. Я вступаю в свой последний семестр в качестве студента и прошел курс QM, поэтому я знаком с базовой теорией, хотя я не могу сказать, что много читал по ним.
Тем не менее, насколько я понимаю, различные интерпретации КМ не дают фальсифицируемых предсказаний, так как же кто-то может действительно поддерживать какую-то конкретную? Например, я слышал, как люди высмеивают Копенгагенскую интерпретацию, говоря, насколько нелепо то, что возможные исходы/собственные состояния, которые НЕ измеряются, просто перестают существовать, что они исчезают из Вселенной... но тогда эти ученые будут утверждать, что Вселенная разделяется в момент измерения, создавая вселенную для каждого возможного результата/собственного состояния. Разве они не выдвинули столь же смелое (и, возможно, нелепое) заявление, как те, кто поддерживает копенгагенскую интерпретацию? Ни один эксперимент не подтвердит ни того, ни другого.
Итак, мой вопрос: по какой логике кто-то приходит в поддержку той или иной интерпретации квантовой механики?
Приведенный выше ответ объясняет, что есть некоторые эксперименты, которые можно использовать для различения разных интерпретаций. Однако это миф, что эксперименты — единственный способ различать теории в науке. Многие теории отбрасываются без какой-либо экспериментальной проверки их следствий. Теория может быть отвергнута из-за внутренней непоследовательности, из-за противоречия с другим объяснением или из-за того, что она носит случайный характер.
Теория ad hoc, если она была изобретена для решения конкретной проблемы и не имеет никаких следствий, выходящих за рамки этой проблемы. Предположим, что мне некомфортно из-за искривленного пространства-времени. Я мог бы сказать, что пространство-время плоское, но невидимые, необнаружимые пикси толкают тела, как если бы общая теория относительности была верна. Никто не станет серьезно относиться к такой теории очень долго, хотя экспериментально она неотличима от общей теории относительности. Не было бы обширных дебатов о существовании пикси. Теория была бы изобретена исключительно для того, чтобы избежать прямых следствий общей теории относительности. Теория пикси — плохое объяснение, она предполагает, что пикси будут толкать тела в соответствии с уравнениями общей теории относительности, не объясняя, почему и как они это делают.
Копенгагенская интерпретация (КИ) находится на позиции пикси-теории. По сути, КИ сводится к утверждению, что квантовая механика верна, за исключением случаев, когда это подразумевает, что макроскопические объекты существуют в нескольких версиях. Это приводит к нелокальной, нелоренц-инвариантной теории и пытается провести различие между макроскопическими и микроскопическими объектами в фундаментальной физике. Это совершенно не нужно, так как декогеренция показывает, что разные версии макроскопических объектов динамически изолированы друг от друга без таких специальных трюков. Описания КИ, которые воспринимают его всерьез как объяснение того, как устроен мир, делают его смешным. Итак, у вас есть два варианта.
(1) Выбросьте КИ.
(2) Отбросьте научный стандарт, согласно которому идея должна быть сформулирована ясно и оценена по тому, решает ли она проблемы, объясняет ли материал, является ли она самосогласованной и совместимой с экспериментальными данными.
Некоторые комментаторы выше выразили недовольство отсутствием версии Эверетта в квантовой теории поля. Поскольку есть работы, описывающие квантовую теорию поля в терминах Эверетта, это возражение не имеет смысла:
Часто утверждают, что различные интерпретации квантовой механики эквивалентны в том смысле, что они дают одни и те же предсказания результатов экспериментов. Но для трех самых популярных интерпретаций, копенгагенской интерпретации, интерпретации многих миров и теории де Бройля-Бома, это верно только в том случае, если делаются определенные (скрытые) допущения, такие как, например, то, что измерительный прибор всегда макроскопичен и, таким образом, сам всегда декогерентен. необратимо.
Эксперимент, который может различать Копенгагенскую интерпретацию (CI) и многомировую интерпретацию (MWI), был предложен Дэвидом Дойчем. Обратите внимание, что фальсифицировать MWI легко, все, что вам нужно сделать, это продемонстрировать в эксперименте, что изолированные системы подвергаются декогеренции, которая не связана с остаточными взаимодействиями с окружающей средой. Это не так просто, как кажется, поскольку любую аномально быструю декогерентность можно интерпретировать как взаимодействие с новыми физическими степенями свободы (например, частицы темной материи, взаимодействия через дополнительные измерения и т. д. и т. д.), которые затем необходимо проверить в различных экспериментах. .
Но как мы можем экспериментально фальсифицировать КИ? Дэвид Дойч предложил следующий (мысленный) эксперимент. Предположим, что крупномасштабные квантовые вычисления позволяют реализовать ИИ в квантовом компьютере. Вы даже можете представить, как загружаете континенты своего мозга в квантовый компьютер. Затем предположим, что вы живете внутри виртуальной квантовой симуляции, где вы намереваетесь измерить z-компоненту спина (который затем реализуется кубитом), который поляризован в направлении x. Затем рассмотрите преобразование в состояние, которое является начальным состоянием, за исключением того, что вы сохраняете запись в своей памяти о том, что измерение действительно было выполнено. Легко видеть, что это преобразование унитарно, и известно, что квантовый компьютер может аппроксимировать любое унитарное преобразование с произвольной точностью.
Таким образом, это означает, что вы можете отменить измерение, при этом вы можете убедиться, что измерение действительно было проведено (результат измерения обязательно будет стерт). Вращение будет восстановлено в исходном состоянии, и вы можете проверить это, измерив вращение в направлении x и повторив весь этот эксперимент много раз и убедившись, что вы всегда находите одно и то же вращение.
Теперь, если физически реализована только одна ветвь волновой функции, то унитарное преобразование обратно в исходное состояние, кроме сохранения информации о проводимом измерении, не сработает. Если вы примените унитарное преобразование только к одной ветви, состояние спина не будет восстановлено до исходного состояния. Таким образом, этот эксперимент подтвердит вам, что при измерении z-компоненты вращения оба возможных результата действительно реализуются физически.
Также говорят, что теория де Бройля-Бома эквивалентна Копенгагенской интерпретации, но, как и в случае с MWI, это тоже неверно. Теория де Бройля-Бома эквивалентна обычному КМ только в том случае, если предположить квантовое равновесие , отклонения от этого состояния можно проверить, поскольку оно дает вероятности, отклоняющиеся от правила Борна.
Итак, ответ на вопрос «по какой логике можно прийти к поддержке той или иной интерпретации квантовой механики?» как и все остальное в физике, результат экспериментов. Единственная проблема заключается в том, что у нас нет результатов, чтобы исключить какую-либо из существующих интерпретаций, но это не обязательно означает, что все они одинаково правдоподобны, учитывая то, что мы знаем. Можно рассмотреть мысленные эксперименты, которые дадут разные результаты в зависимости от вашей интерпретации, или вы можете по-разному интерпретировать то, что происходит в каком-то конкретном мысленном эксперименте, в зависимости от вашей интерпретации КМ. Такие аргументы являются действительными аргументами в физике.
пользователь108787