В этом видео (начало в 12:20 — ссылка переходит прямо к этой метке времени) есть интересная аналогия с квантовой теорией поля, которую я пытаюсь согласовать с одной или несколькими интерпретациями квантовой механики. Я застрял, потому что это кажется несовместимым с интерпретациями, с которыми я знаком, например:
Согласно многомировой интерпретации квантовой механики:
«(...) все возможные результаты квантовых измерений физически реализуются в каком-то «мире» или вселенной». [ 1 ]
что, как мне кажется, означает, что все возможные исходы существуют в параллельных мирах, но не в суперпозиции . Принимая во внимание, что согласно Копенгагенской интерпретации:
(...) волновая функция (...) сводится к одному собственному состоянию из-за взаимодействия с внешним миром. [2]
Аналогия, приведенная в видео, говорит о том, что реальность представляет собой суперпозицию частиц во всех возможных положениях, содержащихся в их волновых функциях, что кажется несовместимым с двумя перечисленными мною интерпретациями (и любыми другими, с которыми я знаком).
Соответствует ли эта аналогия той или иной интерпретации квантовой механики? Где мое понимание ошибочно?
Что вы должны иметь в виду, так это то, что суперпозиция просто означает, что волновая функция может быть выражена как математическая сумма по набору составляющих функций. Вы можете, например, представить локализованный волновой пакет как сумму по набору плоских волн, и вы можете представить плоскую волну как сумму по некоторому другому набору функций и так далее.
В более математическом смысле собственные функции данного оператора в квантовой механике образуют базисный набор, который можно использовать для представления других функций. Это означает, что если у вас есть два оператора, которые не имеют общего набора собственных функций (технически говорят, что они «не коммутируют»), вы всегда можете представить любую из собственных функций одного оператора как разложение по собственным функциям оператора. другой.
В копенгагенской интерпретации, если у вас есть частица, состояние которой является одной из собственных функций наблюдаемого оператора A, и вы затем измеряете некоммутативное наблюдаемое свойство B, то волновая функция частицы изменится с собственной функции оператора A в одну из собственных функций B. Исходная собственная функция A была суперпозицией собственных функций B, одна из которых была выделена взаимодействием между частицей и измерительным устройством. MWI, напротив, говорит, что вместо того, чтобы выделить одну собственную функцию B, волновая функция разветвляется, причем каждая ветвь является одной из возможных собственных функций B. В любой интерпретации волновая функция после измерения — одно из собственных состояний B- по-прежнему является суперпозицией собственных состояний A.
Так что в некотором смысле волновая функция всегда находится в суперпозиции того или иного набора функций.
Аналогия с видео упускает из виду, что амплитуды — это комплексные числа, и что квантовое состояние никоим образом не похоже на классический физический объект. Чтобы восстановить классическую физическую величину, нужно использовать правило Борна , а в метафоре гитарной струны нет ничего аналогичного правилу Борна.
Например, в эксперименте с двумя щелями не существует классического физического объекта, соответствующего суперпозиции двух различных путей, ни наблюдаемого, ни даже воображаемого. Я не понимаю, насколько уместна в этом случае аналогия со строкой - вообще не видно никакой "струны".