Почему коллапс волновой функции загадочен?

Да, то, что вы описываете, является допустимым способом описания коллапса волновой функции. На ваш счет есть универсальная волновая функция, и она во все времена развивается унитарно. На самом деле коллапса нет. Коллапс волновой функции - это явно неунитарная временная эволюция любой рассматриваемой волновой функции, и это то, что иногда вызывает споры. Уравнение Шредингера говорит нам, что системы развиваются унитарно, а коллапс волновой функции говорит нам, что системы развиваются неунитарно. Одна из основных критических замечаний копенгагенской интерпретации заключается в том, что она не объясняет четко, когда Вселенная следует за унитарной эволюцией, а когда — за неунитарной. Это делает ее в лучшем случае неполной теорией.

В любом случае, то, что вы описываете --- только унитарную эволюцию --- часто называют многомировой интерпретацией квантовой механики. Однако я думаю, что это довольно плохое неправильное название, поскольку оно довольно быстро становится довольно научным, и люди начинают говорить о расходящихся вселенных и т. д., когда на самом деле происходит то, что вы описываете, Вселенная просто претерпевает унитарную эволюцию, которая приводит к запутанности и суперпозиции. состояния.

В чем проблема с этим подходом? В объективном мире нет проблем. Однако, насколько нам* известно, Вселенная также имеет субъективные компоненты. Например, у меня есть чувство, или опыт, или квалиа относительно того, каково это наблюдать за электроном в состоянии с повышенным спином (возможно, у меня есть прибор, который излучает свет разного цвета в зависимости от состояния вращения, измеренного каким-либо прибором для измерения спина). ). Но у меня НЕТ чувства или опыта, когда я когда-либо был в суперпозиции, когда видел как вращение вверх, так и вращение вниз.

Однако, по вашему мнению, частицы, из которых состоит мое тело, мой мозг и т. д., находятся в суперпозиции того, что они испытали обе эти вещи.

Я думаю, что большинство современных физиков, вероятно, придерживаются молчаливого дуалистического взгляда на проблему разума и тела и поддержат идею о том, что наши субъективные мысли коррелируют с физическим состоянием нашего мозга и тела. На самом деле мы могли бы зайти так далеко, что предположили бы, что ментальные состояния тождественны физическим состояниям.

Ваша интерпретация несовместима с этой наивной дуалистической точкой зрения. Согласно вашей интерпретации, человеческое тело будет находиться в суперпозиции, испытав как электрон со спином вверх, так и электрон со спином вниз. В каком психическом состоянии они будут? Можно сказать, что это случайно в конце измерения. Скажем, сознание человека начинает раскручиваться сразу после измерения. Хорошо. А как насчет 10 секунд после измерения? По вашему мнению, волновая функция все равно должна быть суперпозицией тела человека, видевшего вверх и вниз. Итак, бросают ли кости снова, чтобы определить, что человек испытывает в этот новый момент? Является ли случайным от мгновения к мгновению, какой опыт мы получаем? Это немного солипсично.

Существует ли правило, согласно которому, если ваше ментальное состояние испытывает замедление вращения в конце эксперимента, оно также будет замедлено через 10 секунд, несмотря на то, что волновая функция имеет одинаковый вес для обеих вероятностей? Если это так, наша теория, вероятно, должна быть в состоянии описать это правило.

Или человек каким-то образом может иметь несколько одновременных и противоречивых переживаний? Это имеет значение для того, что подразумевается под личной идентичностью.

Чего ваша интерпретация и интерпретация многих миров фатально не могут сделать, так это дать какое-либо объяснение того, как физические состояния коррелируют с субъективным опытом. Это дается бесплатно в классических физических теориях, поэтому мы обычно не думаем об этом как о желательном для физических теорий. В классических теориях это происходит бесплатно, потому что мы можем сказать, что ЭМ-поля, воздействующие на наши глазные яблоки, перемещают заряды в наших зрительных нервах, которые воздействуют на нейроны в нашем мозгу, и потому что наши ментальные состояния коррелируют с физическим состоянием наших тел (возможно, в некоторой степени). 1:1) ясно, что результаты измерений должны вызывать у нас определенные переживания. Однако с точки зрения квантовой механики это не так ясно. Какая копенгагенская интерпретация,

В любом случае, здесь есть много философских вопросов, которые я не смогу изложить в очень последовательной форме, но я хотел поделиться некоторыми своими мыслями и некоторыми ссылками.

Видеть

• Модлин, Т. Три проблемы измерения. Топои 14, 7–15 (1995). за прекрасное введение в проблему квантовых измерений.

• Декогеренция и квантовый переход к классическому Шлоссхауэру. Отличное введение в декогеренцию, которое может помочь вам избежать некоторых ловушек, возникающих при размышлении о декогеренции в контексте унитарной эволюции и интерпретации многих миров в целом.

• https://www.quantamagazine.org/why-the-many-worlds-interpretation-of-quantum-mechanics-has-many-problems-20181018/

*Или, по крайней мере, я

Таинственные аспекты квантовой механики преувеличены и запутаны научно-популярными писателями.

Многие из квантовых эффектов стали предметом ажиотажа отчасти из-за оригинальной Копенгагенской интерпретации, которая подчеркивала роль измерения таким образом, что это позволяло ему приобретать чрезмерное значение. Измерение, в конце концов, представляет собой просто взаимодействие между наблюдаемой квантовой системой и квантовыми системами, образующими воспринимающую часть измерительного прибора. Когда мы говорим, что волновая функция частицы коллапсирует при измерении, мы на самом деле имеем в виду, что она изменяется, когда частица взаимодействует с другими наборами частиц, что звучит гораздо менее загадочно.

В результате чрезмерного значения, придаваемого измерению, возникли всевозможные бессмысленные идеи, включая причудливые предположения о том, что сознание вызывает коллапс, и бесконечную ошибочную рекламу кота Шредингера.

Следует иметь в виду, что квантовые эффекты возникают всякий раз, когда частицы взаимодействуют в природе, независимо от того, проводятся ли измерения. Следует также помнить, что КМ — это математическая модель, используемая для расчетов, и существует опасность слишком буквального толкования ее. Возьмем случай с вибрирующей гитарной струной: ее движение можно математически выразить как суперпозицию нормальных мод колебаний; Понимаем ли мы это как означающее, что это действительно бесконечный набор вибрирующих состояний? Нет, мы понимаем это только как то, что движение может быть представлено таким образом математически.

Тем не менее, в основе квантовой механики действительно все еще лежит загадка, и ни одна из так называемых интерпретаций пока не может удовлетворительно объяснить все наблюдаемые эффекты.

Это связано с тем, что коллапс квантово-механических волн является лишь качественной теорией. Квантовая механика на самом деле не говорит вам, что это значит. Представьте, что источник света посылает волну, которая распространяется во всех направлениях. Как эти волны могут внезапно сойтись со всех сторон в точку на экране измерений. Положение этой точки по-прежнему случайно. Эта точка является поглотителем. Фотон получается в положении поглотителя. Проблема в том, что эта волна могла достичь границы Вселенной. Как эта волна сходится со всех сторон к точке в бесконечном пространстве? Коллапс должен быть физическим процессом. Квантовая механика не дает нам уравнения, которому удовлетворяет этот процесс. Квантовая механика, особенно интерпретация так называемой Копенгагенской школы, говорит нам, что волны — это волны вероятности. Вероятность может рухнуть. Все это противоречит нашему здравому смыслу.

Почему квантовая механика вводит коллапс волн? Потому что мы измеряем частицы одну за другой. Эта частица представляет собой энергию распространения от точки к точке. Однако частица обладает свойствами волны, такими как интерференция при прохождении частицы через двойную щель. Эти интерференции должны описываться волновым уравнением. Но волна должна разрядить все пространство и распространиться за пределы Вселенной. Это полностью отличается от частиц. Частицы распространяются точечно. Кроме того, эта интерпретация Копенгагенской школы не была поддержана Эйнштейном и Шредингером. Эйнштейн противопоставил эту интерпретацию известному высказыванию о том, что Бог не будет бросать кости. Шредингер использовал так называемую теорию кота Шредингера, чтобы противостоять интерпретации копенгагенской школы. Так что же такое коллапс? Фактически, эта проблема так и не была решена. Именно потому, что эта проблема не решена, у нас разные мнения по ней, поэтому эта проблема очень интересна.

Например, транзакционная интерпретация квантовой теории Джона Крамера. В транзакционной интерпретации есть понятие непрерывного коллапса. Трансакционная интерпретация согласуется с передовой волновой теорией в теории поглотителя Уилера Фейнмана. Излучатель создает запаздывающую волну. Поглотитель генерирует опережающую волну. Опережающая волна должна пожать руку отстающей волне. Транзакционная интерпретация также имеет большую поддержку в квантовой механике, и статью Джона Крамера процитировали 800 человек. Однако Джон Крамер не сказал нам, что такое рукопожатие в транзакционной интерпретации. Недавно появилась очень новая теория: теория взаимной энергии, которая, кажется, дает более конкретное описание этого рукопожатия. Согласно теории взаимной энергии, если запаздывающая волна и опережающая волна синхронизированы, будет взаимный поток энергии. Процесс генерации взаимного потока энергии представляет собой рукопожатие между запаздывающей и опережающей волнами. Теория взаимной энергии также поддерживает существование опережающих волн. Однако волны в теории взаимной энергии имеют не только запаздывающие волны, опережающие волны, но и две соответствующие волны обращения времени. Всего волн четыре. Поток энергии запаздывающей волны, излучаемой источником излучения, компенсируется волной обращения времени, соответствующей запаздывающей волне. Поток энергии опережающей волны, излучаемой стоком (поглотителем света), компенсируется волной обращения времени, соответствующей опережающей волне. Этот процесс отмены можно рассматривать как обратный коллапс волны. Обратный коллапс отличается от волнового коллапса. Коллапс волны — это коллапс в месте назначения волны. Однако роль волнового коллапса может играть обратный коллапс волны + взаимный поток энергии. Таким образом, теория взаимной энергии фактически впервые дает очень конкретное математическое описание волнового коллапса. В теории взаимной энергии взаимный поток энергии эквивалентен фотону. Следовательно, согласно теории взаимной энергии, коллапс волны, излучаемой источником света, на самом деле является первым обратным коллапсом к источнику света, а затем источник света одновременно испускает фотон в сток света. Фотоны — это взаимный поток энергии, представляющий собой взаимодействие запаздывающей и опережающей волн (рукопожатие). Теория взаимной энергии фактически впервые дает очень конкретное математическое описание коллапса волны. В теории взаимной энергии взаимный поток энергии эквивалентен фотону. Следовательно, согласно теории взаимной энергии, коллапс волны, излучаемой источником света, на самом деле является первым обратным коллапсом к источнику света, а затем источник света одновременно испускает фотон в сток света. Фотоны — это взаимный поток энергии, представляющий собой взаимодействие запаздывающей и опережающей волн (рукопожатие). Теория взаимной энергии фактически впервые дает очень конкретное математическое описание коллапса волны. В теории взаимной энергии взаимный поток энергии эквивалентен фотону. Следовательно, согласно теории взаимной энергии, коллапс волны, излучаемой источником света, на самом деле является первым обратным коллапсом к источнику света, а затем источник света одновременно испускает фотон в сток света. Фотоны — это взаимный поток энергии, представляющий собой взаимодействие запаздывающей и опережающей волн (рукопожатие). коллапс волны, излучаемой источником света, на самом деле является первым обратным коллапсом к источнику света, а затем источник света одновременно испускает фотон в сток света. Фотоны — это взаимный поток энергии, представляющий собой взаимодействие запаздывающей и опережающей волн (рукопожатие). коллапс волны, излучаемой источником света, на самом деле является первым обратным коллапсом к источнику света, а затем источник света одновременно испускает фотон в сток света. Фотоны — это взаимный поток энергии, представляющий собой взаимодействие запаздывающей и опережающей волн (рукопожатие).

Теория взаимной энергии включает три аксиомы: принцип взаимной энергии, принцип собственной энергии и закон сохранения энергии (не теорема Пойнтинга, а обобщение теоремы взаимной энергии); Теорема о взаимной энергии, теорема о взаимном потоке энергии, теорема существования расширенной волны, теорема о том, что излучение не переполняет вселенную (Закон), и интерпретация взаимного потока энергии в квантовой механике. Теория взаимной энергии восполняет пробелы в классической теории электромагнитного поля. Например, в классической теории электромагнитного поля электромагнитные волны не коллапсируют. Но если классическая электромагнитная волна не коллапсирует, то она обязательно захлестнет нашу Вселенную, что явно неправильно. Согласно теории взаимной энергии, волна схлопывается обратно. То есть вся энергия волны возвращается к источнику света. Как распространяется электромагнитная энергия? Через взаимный поток энергии. Взаимный поток энергии создается взаимодействием запаздывающей волны, излучаемой источником света, и опережающей волны, излучаемой приемником света. Этот взаимный поток энергии и есть фотоны. Поскольку взаимный поток энергии состоит из запаздывающей волны и опережающей волны, взаимный поток энергии представляет собой фотоны, поэтому фотоны обладают многими волновыми свойствами. Если вы хотите узнать больше о теории взаимной энергии, найдите «взаимный поток энергии» и «принцип взаимной энергии». Поскольку взаимный поток энергии состоит из запаздывающей волны и опережающей волны, взаимный поток энергии представляет собой фотоны, поэтому фотоны обладают многими волновыми свойствами. Если вы хотите узнать больше о теории взаимной энергии, найдите «взаимный поток энергии» и «принцип взаимной энергии». Поскольку взаимный поток энергии состоит из запаздывающей волны и опережающей волны, взаимный поток энергии представляет собой фотоны, поэтому фотоны обладают многими волновыми свойствами. Если вы хотите узнать больше о теории взаимной энергии, найдите «взаимный поток энергии» и «принцип взаимной энергии».

К проблеме измерения остро подходит парадокс Эпра. Там есть двудольная система, о которой говорится, что из измерений в одной подсистеме, не нарушая вторую, можно сделать предсказания для второй:

Система :$|\psi\rangle=(\pmatrix{1\\0}\pmatrix{0\\1}-\pmatrix{0\\1}\pmatrix{1\\0})/\sqrt{2}$

Наблюдаемый в A :$\pmatrix{\cos a&\sin a\\ \sin a&-\cos a}$

Теперь в качестве измерения можно было бы искать оператор, локально применяемый к состоянию, распутывающему его. Легко заметить, что такой оператор является необратимым, т. е. матрицей с нулевым определителем. Qm сообщает, что конечное состояние в A является собственным вектором$u$наблюдаемого в А.

Следовательно, в качестве оператора необратимой эволюции «многие к одному» для измерения можно взять матрицу, столбцами которой является собственный вектор u. Затем эта матрица применяется к состоянию.

Однако это приводит к тому, что измерение А и В в системе приводит к невозможному событию.

Таким образом, возможно, следует рассматривать столбец матрицы как кратный u, чтобы избежать проблемы.