Является ли ненаблюдаемая Вселенная квантово-механической? [закрыто]

Согласно современной физике, вся вселенная является квантово-механической (или, скорее, квантово-теоретической), но макроскопическая вселенная, наблюдаемая или нет, в значительной степени является классической. То, что сознание наблюдателя схлопывает волновую функцию, является более поэтичной версией устаревшего взгляда на копенгагенскую интерпретацию, выдвинутую Гейзенбергом и Вигнером в 1950-х годах. Работы по декогеренции 1990-х годов показали, что наблюдатели в этом отношении не уникальны, их роль такая же, как и в их отсутствие среда. Это немного разочаровывает, но сознание не играет особой роли в ограничении макроскопических эффектов квантового поведения, если оно вообще играет какую-то роль:Непрерывный мониторинг усиливает индуцированный средой сверхотбор... Коты Шредингера, друзья Вигнера и вообще все системы, в принципе квантовые, но достаточно макроскопические, будут вынуждены вести себя в соответствии с классической механикой в ​​результате индуцированного средой суперселекция ».

Цурек приводит поразительный пример того, что произошло бы с Солнечной системой, если бы именно наблюдатели и вправду разрушали волновую функцию: « Согласно уравнению Шредингера, менее чем через миллиард лет после ее образования поведение Солнечной системы должно было быть вопиюще ненормальным. -классический, с квантовыми состояниями небесных тел, разбросанными по измерениям, сравнимым с размерами их орбит, и с планетарной динамикой, уже не согласующейся с законами Ньютона! " суперпозиция мертвых и живых состояний до тех пор, пока наблюдатель не откроет коробку. Но, как указывает Зурек, «в случае с кошкой можно было предположить, что конечной суперпозиции мертвой и живой кошки (заведомо нелепой) можно избежать, если правильно понять процесс измерения. Этот «выход» уже недоступен в случае с обсуждаемыми нами небесными телами ».

Роль наблюдателя в случае Солнечной системы играет межпланетный газ, он постоянно «следит» за своим состоянием, и вносимые при этом корреляции быстро разрушают квантовые суперпозиции когерентных состояний, превращая их в декогерентные классические состояния: «для планеты размера Юпитера хаотическая нестабильность на шкале времени в четыре миллиона лет и последующая делокализация были бы легко остановлены даже очень разреженной средой (0,1 атома/см3, что сравнимо с плотностью межпланетного газа вблизи массивных внешних планет)» .

Идея о том, что мы, сознательные наблюдатели, коллапсируем волновую функцию, является специфической интерпретацией квантовой механики (предложенной на время Вигнером) и не самой общепризнанной, поскольку предполагает дуализм и близка к антиреализму (это не очень далеко от реальности). от утверждения, что вся реальность ментальна).

Если бы эта интерпретация была верна, то все за пределами нашего прошлого светового конуса находилось бы в состоянии суперпозиции, если только в других местах Вселенной нет других сознательных наблюдателей. Даже если бы ненаблюдаемые частицы взаимодействовали с наблюдаемыми в прошлом, с тех пор они превратились бы в суперпозиции.

Единственная микрокосмическая частица надлежащим образом описывается уравнением квантовой механики, таким как уравнение Шредингера или уравнение Дирака. Уравнение представляет собой дифференциальное уравнение для временного развития функции состояния, обычно называемой пси-функцией. Развитие во времени детерминировано, но функция состояния считается вероятностной.

Коллапс волновой функции — грубое название того факта, что наблюдения на мезокосмическом уровне прекращают унитарное развитие функции состояния и проецируют функцию состояния в одно выделенное состояние, часто принадлежащее к дискретному набору возможных состояний. Эта модель (копенгагенская интерпретация) решает проблему применения квантовой механики, но не объясняет, почему природа действует согласно этим двум несовместимым описаниям.

В последнее десятилетие эффект декогеренции , по-видимому, устанавливает плавный переход от микрокосмического описания к мезокосмическому. Непрерывные взаимодействия частицы с ее окружением уменьшают и, наконец, стирают возможность функции состояния вмешиваться в себя и реализовывать различные возможности. По-видимому, такого рода взаимодействие не связано с взаимодействием с человеком-наблюдателем. Следовательно, декогерентность также имеет место для частиц, путешествующих через межзвездное пространство, которое не является пустым.

Нежное введение в декогеренцию см. в главе «Декогеренция и квантовая реальность», с. 208ff в Грин, Брайан: Ткань космоса (2004).

Учебник, подготовленный несколькими экспертами, см. в Giulini, D. et al.: Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory (1996).