Является ли многомировая интерпретация чисто философским вопросом?

Является ли многомировая интерпретация чисто философским вопросом? Мне кажется, нельзя исключать возможную проверку этой гипотезы. Я объясняю.

В соответствии с принципом суперпозиции каждый мир подчинялся бы уравнению Шредингера, и тогда кажется невозможным различить, если бы мы схлопнулись в ψ я волновая функция ψ "=" ∑ я ψ я или мы оказались в мире, где состояние системы Ψ я "=" ψ м е ( я ) ⊗ ψ я . На уровне мультивселенной это было бы всего лишь одним из состояний суперпозиции. Ψ "=" ∑ я Ψ я со всеми другими возможными исходами и их мирами. Кроме того, если есть помехи, улучшающие одни миры и подавляющие другие, это может быть проверено только кем-то, кто экспериментирует на Ψ , на уровне мультивселенной, затем снова невидимый внутри любого мира.

Но если интерференция полностью аннулирует какой-то возможный мир, тогда мы сможем распознать это с помощью статистических средств. Предположим, что я делаю меру, которая может рухнуть ψ в собственном состоянии ψ я такой, что мир ψ м е ( я ) ⊗ ψ я будет аннулировано вмешательством в другие миры. Затем, получив собственное значение ψ я в меру не будет свидетельством, противоречащим гипотезе многих миров?

Какова вероятность измерения собственного значения ψ я в других интерпретациях? Если это то же самое, то это ничего не различает.
MWI задает совершенно другие рамки, в нем говорится, что ψ вообще не разваливается. Я понятия не имею, почему он называет себя интерпретацией
Большинство современных решений проблемы измерения также отказываются от идеи коллапса волновой функции (из-за таких вещей, как проблемы обратимости во времени). Помимо многомировой интерпретации, еще одна популярная интерпретация состоит в том, что измерение означает запутаться в измерительном устройстве; общий феномен запутанности с окружающей средой для справки называется «декогеренцией».
Я согласен, но мне кажется, что многие из этих «интерпретаций» не ограничиваются эквивалентной интерпретацией одного и того же формализма. Отказ от идеи коллапса волновой функции — это не просто философская спекуляция, как вы говорите, она может включать обратимость во времени, а это не такая экзотическая вещь, чтобы подвергать ее проверке.
Вы знаете, как повернуть время вспять? Я, конечно, нет. Таким образом, «неизмерение» чего-либо в настоящий момент невозможно проверить, и, возможно, никогда не удастся. И декогерентность, и многомировая интерпретация объясняют, почему мы наблюдаем коллапс волновой функции, оставаясь при этом обратимыми во времени.
Но коллапс волновой функции необратим в квантовой теории, поэтому любая теория, которая меняет эту теорию, должна также изменить математику. Кроме того, способ проверки обратимости времени «очень прост», предполагая унитарную эволюцию, мы проверяем сохранение cp, например, в чистом электродинамическом процессе.
Можете ли вы тогда точно объяснить, как можно провести «не-измерение» в режиме, когда применяется нерелятивистская квантовая механика (о которой мы говорили) вместо квантовой теории поля (у которой есть другие философские проблемы)? ?
Я предложил тест "интерпретации" в моем вопросе. MWI предполагает ту же математику, что и квантовая теория (независимо от нерелятивистской теории или теории поля, я полагаю) на уровне мультивселенной, но я утверждаю, что это не дает такой же математики для одного мира.
Ваш тест требует экспериментов «на уровне мультивселенной», что может быть невозможно; кроме того, вы не продемонстрировали, как «это не дает одинаковой математики в одном мире».
Нет, я рассматриваю только меры на едином мировом уровне, очевидно. Тест является примером (возможно, неверным) такой разницы в математике. Те, кто предложил MWI, должны были продемонстрировать, что это не меняет математику, поэтому это интерпретация, а не параллельная теория.
Мысленный эксперимент Фраухигера -Реннера может иметь значение. Утверждается , что это показывает, что вы не можете считать различные интерпретации эквивалентными: «Моя точка зрения, вероятно, будет заключаться в том, что она убивает версии квантовой теории о коллапсе волновой функции или о единой вселенной, но они уже были мертвы».
«Но если интерференция полностью аннулирует какой-то возможный мир, тогда мы сможем распознать это с помощью статистических средств». Итак, вы утверждаете, что мы можем использовать статистику, чтобы продемонстрировать, что что-то ненаблюдаемое могло существовать, но это не так? Что ж, остается пять из шести невозможных вещей, в которые можно поверить до завтрака ;)
Я бы сказал: любая интерпретация — это попытка дать полную картину, следовательно, где-то в картине можно проверить (в принципе).
Что ж, когда физики утверждают, что «информация должна сохраняться в силу унитарности», они на самом деле имеют в виду, что информация сохраняется в мультивселенной, а не в отдельных наблюдаемых срезах. Таким образом, чтобы сохранение информации было осмысленной концепцией, мультивселенная также должна быть

Ответы (6)

Этот вопрос принимает как должное идею, распространенную среди физиков, но также ошибочную. Идея состоит в том, что существует множество интерпретаций квантовой механики, которые все делают одни и те же предсказания. На самом деле так называемые интерпретации делятся на три категории.

  1. Альтернативы квантовой механике, которые делают другие предсказания, такие как теория пилотной волны и теории спонтанного коллапса, такие как GRW:

  2. Квантовая механика без каких-либо модификаций, предполагающая существование структуры, которую иногда можно аппроксимировать как совокупность параллельных вселенных (интерпретация Эверетта). Экспериментальные тесты могут различать интерпретацию Эверетта и альтернативы, такие как пилотная волна и GRW:

  3. Теории, которые слишком расплывчаты, чтобы понять их последствия, в результате чего они не поддаются проверке, такие как Копенгагенская и статистическая интерпретации квантовой механики. Такие теории искажают вопрос о том, что существует в действительности, и поэтому их нельзя использовать для проверяемых предсказаний, поскольку они в основном аналогичны утверждению «квантовая механика применима, за исключением случаев, когда это не так».

Интерпретации, философские в дурном смысле, т. е. - в смысле бесполезной болтовни, затемняющей настоящие проблемы, относятся к категории (3), а не к категории (2).

Я всегда считал, что термин «коллапс формы волны» означает «и затем что-то происходит», но если пилот-волна и GRW дают разные прогнозы, почему бы это не проверить?
@JimmyJames Их можно проверить. Это была плохая формулировка с моей стороны. Я сделал правку.
Отличное резюме того, как решить вопрос о квантовых основах - спасибо.

Мое понимание такого рода вещей развивалось с течением времени. Раньше я был убежден, что интерпретации по своей сути непроверяемы, но теперь я думаю, что это было чрезмерным упрощением.

Чтобы сделать обсуждение более конкретным, давайте рассмотрим набор аксиом квантовой механики:

  • (1) Состояния — это лучи в векторном пространстве над комплексными числами.

  • (2) унитарная эволюция

Вы можете добавить еще к этому списку (наблюдаемые — это самосопряженные операторы, полнота), но это основные вещи, которые важны, и с ними все согласны. Это все, что нужно для самых строгих версий MWI, которые я буду называть MWI-базовыми.

Если вам нужна копенгагенская интерпретация, вам нужно еще несколько аксиом:

  • (3) Правило рождения

  • (4) Измерение коллапсирует волновую функцию.

Так что с точки зрения такого рода аксиоматического развития КИ — это то же самое, что MWI-базовая плюс дополнительные аксиомы. Это говорит нам о том, что любой эксперимент, опровергающий MWI-basic, должен также опровергнуть CI.

Безусловно верно, что MWI-basic и CI поддаются фальсификации. Любое наблюдение, которое фальсифицирует 1 или 2, фальсифицирует всю QM и, следовательно, фальсифицирует как MWI-basic, так и CI.

Я думаю, что правильный взгляд на такие вещи состоит в том, что КИ — это приближение, и приближение хорошо, когда измерительный инструмент макроскопический. Когда измерительный инструмент мезоскопический, аппроксимация не идеальна, и это то, что мы можем видеть. Хороший пример — Аллахвердян 2017. Они моделируют измерения с помощью мезоскопической системы и выявляют всевозможные явления, которые на самом деле происходят в соответствии с квантовой механикой, но не могут быть правильно описаны КИ. Например, в моделировании появляются временные масштабы, тогда как (4) говорит о том, что коллапс происходит мгновенно.

Есть также более барочные версии MWI, которые мы можем назвать MWI-барокко. ДеВитт дает описание того, что я бы назвал барочной версией MWI:

Эта вселенная постоянно расщепляется на огромное количество ответвлений, и все они возникают в результате подобных измерениям взаимодействий между мириадами ее компонентов. Более того, каждый квантовый переход, происходящий на каждой звезде, в каждой галактике, в каждом отдаленном уголке Вселенной, расщепляет наш локальный мир на Земле на мириады копий самого себя.

Это тоже приближение, и приближение не идеальное. Аппроксимация верна, если декогерентизация приводит к набору предпочтительных состояний, которые не являются «состояниями кошки», т. е. не когерентными суперпозициями различных состояний указателя (подобно кошке Шредингера). Это приближение хорошо в пределе больших систем, для которых время декогеренции очень короткое. Так что MWI-барокко, как и КИ, фальсифицируемо и фактически ложно. Как и КИ, это неверно для мезоскопического измерительного устройства.

Итак, моя текущая точка зрения на это такова, что мы должны перестать говорить о копенгагенской и многомировой «интерпретациях» и начать говорить о «копенгагенском приближении» и «расщепляющем приближении» (последнее означает приближение MWI-барокко).

Аллахвердян, Балиан и Ньювенхуизен, «Теория субансамбля идеальных квантовых измерительных процессов», 2017 г., https://arxiv.org/abs/1303.7257

Спасибо за ответ и ссылку. Я буду медитировать на одного муравья, пытаясь понять другого. Но я должен сказать, что не полностью согласен с вашим утверждением, что любой эксперимент, опровергающий MWI-basic, должен также опровергнуть CI . Дело в том, что такую ​​строгую теорию, как MWI-basic, невозможно проверить, потому что она ничего не говорит о том, что такое мера. Чуть менее строгая его версия, предполагающая, что меры, которые мы делаем (каким-то образом) происходят на уровне единого мира, уже, на мой взгляд, отличима от КИ с помощью идеального эксперимента, подобного тому, который я описал выше.
@J.Ask: Дело в том, что такая строгая теория, как MWI-basic, никогда не поддается проверке, потому что она ничего не говорит о том, что такое мера. Я наблюдаю энергетические уровни атома водорода. Это тест MWI-basic и никоим образом не зависит от предположения, что у нас есть внутренний продукт или вероятностная мера.
Но вы сказали любой эксперимент. Провал этого теста Я согласен, что он рассеял бы и MWI-basic, и CI, но интересно, есть ли тесты, способные развеять только MWI (в его немного менее базовых версиях)
@J.Ask: я утверждаю, что CI ложна. Поэтому неинтересно искать какой-то гипотетический тест, который опровергает какую-то версию ММИ, не опровергая КИ.
Важно дать понять, как вы это сделали в последнем комментарии, что вы « утверждаете , что CI ложна»; и не менее важно прояснить, что ваше предыдущее утверждение «Таким образом, MWI-барокко… на самом деле ложно» также является вашим утверждением, выдвинутым без доказательств.
@S.McGrew: Не уверен, что вы подразумеваете под «без доказательств». Я привел аргумент, основанный на теоретической статье Аллахвердяна. Если вы просто говорите, что это не общепринятый аргумент, то конечно, я согласен.
Хорошо, мы согласны.
Я не верю, что коллапс волновой функции когда-либо был частью копенгагенской интерпретации; он был введен фон Нейманом. Посмотрите на комментарии Джима Бэггота , оставленные на Not Even Wrong по этому поводу.
@JohnMcVirgo: я думаю, что и CI, и MWI означают много разных вещей для разных людей. КИ означает не только то, что думал Нильс Бор в 1927 году.
Но КИ не является унитарным (из-за наличия коллапса), поэтому такое предположение и утверждение о том, что КИ получается добавлением большего количества, мне кажется неправильным.

Само слово «интерпретация» означает, что оно использует одну и ту же математику и интерпретирует ее словами по-разному. Это означает, что не может быть разницы в рассчитанных значениях в любом эксперименте, проведенном в наших лабораториях, или в наблюдениях, основанных на одной и той же математике.

Бесполезно пытаться найти подтверждение или фальсификацию, поскольку математическая структура одна и та же.

Я знаю, что он называет себя «интерпретацией», но мне кажется, что он явно подталкивает себя к изменению математики. Если коллапса нет, то что мешает мирам вмешаться? Возможно, я неправильно понимаю, что на самом деле говорит интерпретация, но я читал в Википедии, что даже Дэвид Дойч предложил тест. поищу статью
Коллапс — это другая интерпретация, хотя мне не нравится этот термин, поскольку волновая функция — это не воздушный шар. В конце концов, есть измеримые величины, которые нужно предсказать, и они одинаковы, потому что математика та же.
И как мы можем увидеть, что математика та же самая? Так ли тривиально, что унитарная, непрерывная и детерминированная эволюция надсистемы может каким-то образом локально эквивалентна стохастической, прерывистой, необратимой эволюции, предсказанной квантовой теорией?
Бесполезно пытаться найти подтверждение или фальсификацию, поскольку математическая структура одна и та же. Мне это кажется не совсем правильным. Копенгагенская интерпретация включает правило Борна и коллапс волновой функции. Это математические структуры, и их нет в MWI.
@BenCrowell Если он дает разные прогнозы измерений, это не интерпретация, а другая теория . Окончательное решение принимают предсказанные числа. Это не следует называть интерпретацией.
этот мой ответ делает его более понятным physics.stackexchange.com/questions/537614/…

Мне кажется, что вопрос является «только» философским, если ответ на него существенно выходит за пределы физических доказательств.

Дебаты о значении квантовой теории по своей сути не являются «только» философскими, поскольку они включают в себя поиск проверяемых импликаций. Тот факт, что мы еще не нашли никаких научных оснований для доказательства правильности или неправильности MWI, не означает, что мы никогда этого не сделаем.

Тем не менее, есть аспекты дебатов, которые имеют философский характер. Например, вы найдете много дискуссий об относительных философских достоинствах различных интерпретаций КМ, которые вводят в действие такие принципы, как бритва Оккама. Мнение имеет тенденцию доминировать в этих аспектах дебатов, и можно принять точку зрения (как и я), что они бессмысленны и неуместны с точки зрения физики.

Это философский вопрос, а не физический, до тех пор, пока кто-нибудь не придумает, а затем не применит способ ответить на этот вопрос экспериментальным путем. Пока кажется, что никто не придумал правильный эксперимент — пока.

ИМХО, суть ММИ в том, что действительно макроскопические объекты можно поставить в суперпозицию состояний. Убедительным доказательством существования MWH было бы создание интерферометра, включающего в себя действительно макроскопический аппарат на одном пути, который мог находиться только в суперпозиции состояний, чтобы позволить интерферометру создавать интерференционную картину. Это, конечно, будет непросто, но возможно.

Например: 1. Поставьте эксперимент с котом Шредингера , в котором судьба кота определяется состоянием фотона А, попадающего в коробку из внешнего источника через одностороннее окно. Кот и прибор внутри коробки представляют собой детектор фотонного состояния. 2. Пусть фотон А — один из запутанной пары; фотон B — другой из той же пары. Измеряя состояние B, мы можем предсказать судьбу кота, не открывая коробку и не измеряя напрямую состояние A. 3. Настроить источник A и B так, чтобы он испускал одну запутанную пару каждую наносекунду. Поместите толстый эталон (~ 15 см) на пути B, чтобы, когда B проходит через него, волновая функция B разделялась на последовательность импульсов, разделенных одной наносекундой между импульсами.
4. За эталоном разместить интерферометр Маха-Цандера с поляризующим светоделителем, поворотным устройством поляризации на 90 градусов в одном плече и неполяризующим светоделителем; затем за интерферометром Маха-Цандера поместите два быстрых фотодетектора: по одному на каждый выход интерферометра.
5. Теперь нам понадобится немного магии: нужно сделать так, чтобы нельзя было заглянуть внутрь коробки и определить, жив кот или мертв. Пока не появится более практичный метод, давайте просто скажем, что коробка вместе с кошкой помещается в стазис, а затем сбрасывается в черную дыру. Таким образом, мы не можем узнать состояние любого фотона B, заглянув внутрь коробки. 6. Теперь немного сложного инженерного дела: нам нужен способ загружать и вынимать ящики с кошками раз в наносекунду. Предположим, что это можно сделать. 7. Итак, теперь мы можем провести эксперимент, в котором судьбы кошек по одной переплетаются с фотонами B. Вся прямая информация о судьбах кошек навсегда недоступна. (См. Информационный парадокс черной дыры .для возможного контраргумента) В конце эксперимента «Б» мы можем собрать информацию, но это беспорядочно. Фотоны прибывают в предсказуемое время, и мы можем измерить их состояние. Каждый раз, когда мы измеряем фотон, он соответствует кошке, но мы не знаем, жива ли кошка или мертва. Мы могли бы получить несколько фотонов одновременно, потому что волновые функции фотонов многократно "отражаются" эталоном. Невозможно узнать, какой фотон соответствует какой кошке.8. Вот кикер: ЕСЛИ каждая кошка на самом деле находится в смешанном состоянии, то каждый фотон B также будет в смешанном состоянии. Фотоны, попадающие на фотодетекторы, будут интерферировать иначе, если каждый фотон находится в определенном состоянии, чем если каждый фотон находится в смешанном состоянии. Таким образом, анализ количества фотонов на двух детекторах должен сказать нам, находятся ли кошки в смешанных состояниях.

Что мне не нравится в этом эксперименте, так это то, что мы теряем миллиарды кошек и коробок. Может быть, какой-нибудь умный человек придумает, как сделать электронный дублер для кота, который можно слепо сбрасывать миллиарды раз в секунду, чтобы нам не нужно было ничего бросать в черную дыру. Например, можно было бы создать устройство, которое определяет состояние А (уничтожая А в процессе), а затем испускает фотон С того же состояния; и аппарат возвращается в исходное состояние. (Это необходимо из-за теоремы о непрятанности.) Мы можем сбросить фотоны C в черную дыру или скремблировать состояния и идентичности C, используя тот же эталон и интерферометр, которые использовались для фотонов B. Но если на фотодетекторах, наблюдающих за фотонами B, наблюдается правильный тип интерференции, мы можем быть уверены, что аппарат, заменяющий кошек, действительно находится в смешанном состоянии, и почти уверены, что MWI верен.

Мне трудно понять ваш пример. Меня также интересует интерференция состояний кота Шодингера, но мне не ясно, как именно увидеть их интерференционные полосы. Но я не совсем уверен, как здесь происходит интерференция.
В приведенном мной примере интерференция косвенная: она находится на конце «А», среди частиц, запутавшихся с кошками. Если частицы «А» могут интерферировать, они должны быть в смешанном состоянии. Поскольку они запутались с кошками, кошки тоже должны быть в смешанных состояниях.
Интерференция не обязательно должна вызывать интерференцию: интерференция связана с пространственной интерференцией.
Я просто имел в виду, что мне интересно увидеть интерференцию как функцию некоторой переменной (я не имел в виду конкретно пространственную интерференцию). Если есть какая-то суперпозиция, есть некая база наблюдения, где вы можете увидеть «интерференцию» между двумя состояниями, в которых квантовое состояние находится в суперпозиции.
Я перечитал ваш ответ, и мне любопытно, что вы описываете, но я не совсем понимаю. Не могли бы вы рассказать подробнее о том, что делает mach-zender с вашим кошачьим состоянием? Или, может быть, какой-то пост в блоге может быть полезен.
Основная идея состоит в том, чтобы провести эксперимент с котом Шредингера, используя две запутанные частицы (одну в коробке и одну вне коробки) вместо «традиционной» радиоактивной частицы. Затем, из-за запутанности, у нас есть способ узнать состояние кота, не открывая коробку. Если мы можем показать, что частица вне ящика находится в смешанном состоянии, то мы знаем, что частица внутри ящика — а значит, и кошка — находится в смешанном состоянии. Сложность в том, что требуется много частиц (и кошек), чтобы доказать, что состояние смешанное.
Я бы сказал, что детали немного сложны, поэтому было бы полезно написать, что такое математические состояния. Я не совсем уверен, что произойдет, если вы возьмете единственную частицу в запутанном состоянии и поставите ИМЦ для одной цели. Кроме того, напишите, что ваша цель состоит в том, чтобы сделать вывод, находится ли состояние в смешанном состоянии, но к чему именно это приводит?
Кот Шредингера — это «игрушечная» версия идеи многих миров. Если кошка и мертва, и жива, ее состояние смешанное. Если вы обнаружите, что кошка мертва, вы не можете знать, мертва ли она во всех мирах или находится в смешанном состоянии: живая в одних мирах и мертвая в других. Если вы сможете повторить эксперимент ровно столько раз, каждый раз проверяя кошку, вы все равно не узнаете, находится ли она в смешанном состоянии. Но можно подготовить отдельную частицу, запутавшуюся в кошке , и можно (возможно) доказать, что она находится в смешанном состоянии. Состояние частицы и состояние кота (в ключевом смысле) одно и то же.

Все интерпретации квантовой механики (если исключить альтернативные теории) предсказывают одни и те же результаты. Современные интерпретации в основном отличаются размещением разреза Гейзенберга. Исторически первой интерпретацией была Копенгагенская интерпретация. Он представил само понятие разреза Гейзенберга, но также вызвал критику, потому что размещение разреза Гейзенберга в КИ является произвольным. До и после разреза Гейзенберга физические законы различаются. Несмотря на то, что прогнозируемый результат был бы таким же, этот произвол считался большим недостатком интерпретации.

Более поздние интерпретации пытались устранить этот произвол, поставив разрез Гейзенберга в более фиксированное положение.

Таким образом, Брогл-Бом поместил сечение Гейзенберга в бесконечное прошлое (или в начальные условия Вселенной), Копенгагенское сечение в конечное прошлое, фон Неймана в настоящее время, относительную КМ в конечное будущее и ММИ в бесконечное будущее (или конечные условия Вселенной). Вселенная).

Является ли многомировая интерпретация чисто философским вопросом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v