Наверняка большинство из вас нет-нет да и встречало в научно-популярной литературе упоминания о «многомировой интерпретации» квантовой механики (ММИ). Ее любят помянуть и в комментариях на Хабре, однако зачастую в неверном ключе или с серьезными неточностями.
Попробуем разобраться, что же к чему в ММИ.
Квантовая физика прочно вошла в нашу жизнь: во флешках используется туннельный эффект, лазеры записывают и передают информацию, а LED лампы освещают наши дома. Мы прекрасно умеем описывать все эти явления с помощью математического аппарата квантовой физики, и самые точные эксперименты не находят отклонений от предсказанных теорией эффектов. С другой стороны, физический смысл всех этих уравнений иногда ускользает от нас. Интерпретации квантовой механики пытаются наполнить уравнения некоторым физическим (и философским) содержанием.
Важно: все интерпретации сводятся к одним и тем же уравнениям стандартной КМ и не предсказывают новой физики!
Основная проблема, которую пытаются решить интерпретации — проблема измерения. В классической физике все просто: есть пространство и время, есть материя, находящаяся в этом пространстве, есть параметры системы (как импульс или положение), и есть законы физики, которые описывают изменение этих параметров. Если точно знать начальное состояние системы, можно предсказать ее поведение в будущем с абсолютной точностью. В квантовой физике все не так… Систему описывает волновая функция. Она определяет вероятность измерить систему в определенном состоянии (например, определенную координату или импульс). До измерения процесса измерения нельзя сказать, что система обладает определенным моментом, она обладает только волновой функцией.
Важно, что вероятность задается квадратом модуля волновой функции, а не самой волновой функцией. При этом сама ВФ может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Более того, две ВФ (или части ВФ) могут интерферировать между собой.
Ваш друг — Вася Пупкин — проводит свои дни либо за компьютером, программируя, либо на диване, играя в плейстейшн. Вы стоите перед закрытой дверью в его квартиру. С классической точки зрения, Вася либо за компом, либо на диване, вы просто не знаете, где именно. А вот квантовый Вася находится одновременно в двух местах, пока вы не откроете дверь и не посмотрите (измерите его состояние). Его состояние до измерения:
А после измерения с вероятностью в 50% он за игрой или за работой.
Продолжим иллюстрацию. Допустим, перед тем, как заняться делами, Вася может либо пойти к холодильнику за пивом, либо на балкон покурить. При этом, если вы его застукали за этими занятиями (пронаблюдали у холодильника или на балконе), он после с равной вероятностью идет играть на диван или работать. Но может быть так, что, когда вы не смотрите, он 100% случаев оказывается с джойстиком в руках. Причина тому — интерференция. Состояние Васи описывается волновой функцией, которая может быть отрицательна, но при этом соответствовать той же вероятности, что и положительная ВФ.
Давайте разберемся подробнее. Первый шаг: если мы не смотрим, Вася находится в состоянии суперпозиции холодильник/балкон: Второй шаг: допустим, если Вася идет от холодильника, его ВФ а если идет с балкона: Если мы пронаблюдаем за ним в изначальном состоянии, мы редуцируем его состояние до либо |холодильник>, либо |балкон>, что даст на выходе вероятность 50/50: он пойдет играть или работать. А вот если мы не будем наблюдать за его перемещениями, его ВФ:
То есть, он всегда оказывается на диване! А все из-за интерференции.
Итак, мы видим, что факт наблюдения нами за Васей изменяет его конечное состояние. Почему измерение играет такую существенную роль? На этот вопрос и пытаются ответить интерпретации КМ.
Классическая (копенгагенская) интерпретация постулирует, что процесс наблюдения — процесс коллапса волновой функции в одно из состояний. Коллапс приводит к тому, что ВФ продолжает эволюцию только как одна часть изначальной ВФ, объект больше не находится в состоянии суперпозиции и не может интерферировать. Как следствие — всякие эффекты типа квантовой запутанности пропадают. Как происходит коллапс она не объясняет, равно как и почему одни взаимодействия вызывают коллапс, а другие — нет. Наличие таких постулатов нравится не всем, и ученые пытаются найти альтернативные интерпретации. Одна из самых простых и разработанных — многомировая.
Для начала вспомним, что такое квантовая запутанность. По определению, два состояния запутанны, когда нет возможности разделить их на две независимых части. Давайте вернемся к иллюстрации из первой части, и представим, что у Васи есть девушка Аня. Аня любо читает книгу в кресле, либо гуляет в парке. Пока они не начали встречаться, их выбор был случаен:
И исход вашего измерения давал вероятность в 25% каждому конкретному набору (и вероятность найти Васю на диване в сумме была 50%).
Теперь же они находятся в запутанном состоянии:
Если мы будем наблюдать за Васей, то вероятность найти его на диване снова 50%. Однако, если он на диване, то Аня абсолютно точно за книгой, даже проверять не надо.
Так проявляется абсолютная корреляция между измерениями, когда система находится в запутанном состоянии.
Следующий шаг: Вася может либо пойти на балкон, либо к холодильнику, перед тем как сесть работать или играть, но мы за ним не наблюдаем. Допустим Аня и Вася при этом оказываются в запутанном состоянии:
Тогда две части ВФ Васи больше не интерферируют между собой, и мы не наблюдаем Васю всегда на диване, как это было в первой части:
Запутанность не дает ВФ интерферировать. В принципе, мы можем произвести некоторые операции над системой Ани и Васи и распутать их, тогда интерференция снова окажется возможной. Однако для этого нам нужно иметь доступ к обеим системам. В реальности же мы не всегда имеем доступ ко всем частям запутанного состояния. Например, когда Вася оказывается запутанным не только с Аней, но и с двумя тысячами анонимов в интернете, и всеми своими соседями (другими словами, система запутывается с ее окружением), у нас нет никакой возможности вернуть способность к интерференции.
Этот эффект называется декогеренцией. Окружением называют степени свободы, с которыми система контактирует, обычно их очень много. Если система оказывается запутанной со всем окружающим миром, разные части волновой функции оказываются полностью изолированы друг от друга, хотя никакого «коллапса» не произошло. Как если бы они находились в разных мирах.
Это и есть главная идея многомировой интерпретации. Единственный ее постулат — вся Вселенная описывается одной волновой функцией. Нет «классического» мира, нет наблюдателей, нет коллапса — все это является унитарной эволюцией одной ВФ под действием уравнения Шредингера. То, что мы наблюдаем как коллапс — исключительно процесс декогеренции, наша невозможность «развязать» объект и окружение, с которым он запутался.
Разные «миры» при этом возникают каждый раз, когда происходит «коллапс» — взаимодействие системы с окружением. При этом один мир делится на несколько, в соответствии с ветвями ВФ, и эти миры больше не взаимодействуют.
Пример с котом Шредингера: в известном мысленном эксперименте кот находится в коробке с ядом, который в случайный момент отравляет кота. При этом, согласно КМ, пока коробка закрыта, кот находится в суперпозиции . Согласно копенгагенской интерпретации, когда Шредингер открывает коробку, он коллапсирует кота в состояние либо «жив», либо «мертв». Согласно ММИ, Шредингер оказывается в запутанном состоянии: . К этому нужно добавить окружение: , которое в результате процесса декогеренции запутывается с ними обоими:
. В таком варианте у Шредингера уже нет возможности «отменить» измерение или сделать что-то, чтобы «распутать» два состояния. Два мира разделились: в одном Шредингер нашел мертвого кота, в другом — живого. При этом никакого коллапса не произошло, все это — по-прежнему просто унитарная эволюция большой волновой функции.
Итог: ММИ — минималистичная интерпретация КМ, не требующая ничего, кроме самого математического аппарата квантовой механики. Лучшая интерпретация для бритвы Оккама.
Литература:
1. https://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
2. https://www.hedweb.com/everett/everett.htm
3. Mad-Dog Everettianism: Quantum Mechanics at Its Most Minimal
4. http://www.preposterousuniverse.com/blog/2014/06/30/why-the-many-worlds-formulation-of-quantum-mechanics-is-probably-correct/
Попробуем разобраться, что же к чему в ММИ.
Часть 1: зачем нужно «интерпретировать» квантовую физику?
Квантовая физика прочно вошла в нашу жизнь: во флешках используется туннельный эффект, лазеры записывают и передают информацию, а LED лампы освещают наши дома. Мы прекрасно умеем описывать все эти явления с помощью математического аппарата квантовой физики, и самые точные эксперименты не находят отклонений от предсказанных теорией эффектов. С другой стороны, физический смысл всех этих уравнений иногда ускользает от нас. Интерпретации квантовой механики пытаются наполнить уравнения некоторым физическим (и философским) содержанием.
Важно: все интерпретации сводятся к одним и тем же уравнениям стандартной КМ и не предсказывают новой физики!
Основная проблема, которую пытаются решить интерпретации — проблема измерения. В классической физике все просто: есть пространство и время, есть материя, находящаяся в этом пространстве, есть параметры системы (как импульс или положение), и есть законы физики, которые описывают изменение этих параметров. Если точно знать начальное состояние системы, можно предсказать ее поведение в будущем с абсолютной точностью. В квантовой физике все не так… Систему описывает волновая функция. Она определяет вероятность измерить систему в определенном состоянии (например, определенную координату или импульс). До измерения процесса измерения нельзя сказать, что система обладает определенным моментом, она обладает только волновой функцией.
Важно, что вероятность задается квадратом модуля волновой функции, а не самой волновой функцией. При этом сама ВФ может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Более того, две ВФ (или части ВФ) могут интерферировать между собой.
Правило подсчета вероятностей (правило Борна). Квадраты коэффициентов в волновой функции задают вероятность конкретного исхода при измерении. Например, кот Шредингера описывается ВФ:
при этом вероятность его быть живым при открытии ящика считается как , т.е. 50%. То же для вероятности его оказаться мертвым: , снова 50%.
Небольшая иллюстрация
Ваш друг — Вася Пупкин — проводит свои дни либо за компьютером, программируя, либо на диване, играя в плейстейшн. Вы стоите перед закрытой дверью в его квартиру. С классической точки зрения, Вася либо за компом, либо на диване, вы просто не знаете, где именно. А вот квантовый Вася находится одновременно в двух местах, пока вы не откроете дверь и не посмотрите (измерите его состояние). Его состояние до измерения:
А после измерения с вероятностью в 50% он за игрой или за работой.
Продолжим иллюстрацию. Допустим, перед тем, как заняться делами, Вася может либо пойти к холодильнику за пивом, либо на балкон покурить. При этом, если вы его застукали за этими занятиями (пронаблюдали у холодильника или на балконе), он после с равной вероятностью идет играть на диван или работать. Но может быть так, что, когда вы не смотрите, он 100% случаев оказывается с джойстиком в руках. Причина тому — интерференция. Состояние Васи описывается волновой функцией, которая может быть отрицательна, но при этом соответствовать той же вероятности, что и положительная ВФ.
Давайте разберемся подробнее. Первый шаг: если мы не смотрим, Вася находится в состоянии суперпозиции холодильник/балкон: Второй шаг: допустим, если Вася идет от холодильника, его ВФ а если идет с балкона: Если мы пронаблюдаем за ним в изначальном состоянии, мы редуцируем его состояние до либо |холодильник>, либо |балкон>, что даст на выходе вероятность 50/50: он пойдет играть или работать. А вот если мы не будем наблюдать за его перемещениями, его ВФ:
То есть, он всегда оказывается на диване! А все из-за интерференции.
Итак, мы видим, что факт наблюдения нами за Васей изменяет его конечное состояние. Почему измерение играет такую существенную роль? На этот вопрос и пытаются ответить интерпретации КМ.
Классическая (копенгагенская) интерпретация постулирует, что процесс наблюдения — процесс коллапса волновой функции в одно из состояний. Коллапс приводит к тому, что ВФ продолжает эволюцию только как одна часть изначальной ВФ, объект больше не находится в состоянии суперпозиции и не может интерферировать. Как следствие — всякие эффекты типа квантовой запутанности пропадают. Как происходит коллапс она не объясняет, равно как и почему одни взаимодействия вызывают коллапс, а другие — нет. Наличие таких постулатов нравится не всем, и ученые пытаются найти альтернативные интерпретации. Одна из самых простых и разработанных — многомировая.
Часть 2: Многомировая интерпретация
Для начала вспомним, что такое квантовая запутанность. По определению, два состояния запутанны, когда нет возможности разделить их на две независимых части. Давайте вернемся к иллюстрации из первой части, и представим, что у Васи есть девушка Аня. Аня любо читает книгу в кресле, либо гуляет в парке. Пока они не начали встречаться, их выбор был случаен:
И исход вашего измерения давал вероятность в 25% каждому конкретному набору (и вероятность найти Васю на диване в сумме была 50%).
Теперь же они находятся в запутанном состоянии:
Если мы будем наблюдать за Васей, то вероятность найти его на диване снова 50%. Однако, если он на диване, то Аня абсолютно точно за книгой, даже проверять не надо.
Так проявляется абсолютная корреляция между измерениями, когда система находится в запутанном состоянии.
Следующий шаг: Вася может либо пойти на балкон, либо к холодильнику, перед тем как сесть работать или играть, но мы за ним не наблюдаем. Допустим Аня и Вася при этом оказываются в запутанном состоянии:
Тогда две части ВФ Васи больше не интерферируют между собой, и мы не наблюдаем Васю всегда на диване, как это было в первой части:
Запутанность не дает ВФ интерферировать. В принципе, мы можем произвести некоторые операции над системой Ани и Васи и распутать их, тогда интерференция снова окажется возможной. Однако для этого нам нужно иметь доступ к обеим системам. В реальности же мы не всегда имеем доступ ко всем частям запутанного состояния. Например, когда Вася оказывается запутанным не только с Аней, но и с двумя тысячами анонимов в интернете, и всеми своими соседями (другими словами, система запутывается с ее окружением), у нас нет никакой возможности вернуть способность к интерференции.
Этот эффект называется декогеренцией. Окружением называют степени свободы, с которыми система контактирует, обычно их очень много. Если система оказывается запутанной со всем окружающим миром, разные части волновой функции оказываются полностью изолированы друг от друга, хотя никакого «коллапса» не произошло. Как если бы они находились в разных мирах.
Это и есть главная идея многомировой интерпретации. Единственный ее постулат — вся Вселенная описывается одной волновой функцией. Нет «классического» мира, нет наблюдателей, нет коллапса — все это является унитарной эволюцией одной ВФ под действием уравнения Шредингера. То, что мы наблюдаем как коллапс — исключительно процесс декогеренции, наша невозможность «развязать» объект и окружение, с которым он запутался.
Разные «миры» при этом возникают каждый раз, когда происходит «коллапс» — взаимодействие системы с окружением. При этом один мир делится на несколько, в соответствии с ветвями ВФ, и эти миры больше не взаимодействуют.
Пример с котом Шредингера: в известном мысленном эксперименте кот находится в коробке с ядом, который в случайный момент отравляет кота. При этом, согласно КМ, пока коробка закрыта, кот находится в суперпозиции . Согласно копенгагенской интерпретации, когда Шредингер открывает коробку, он коллапсирует кота в состояние либо «жив», либо «мертв». Согласно ММИ, Шредингер оказывается в запутанном состоянии: . К этому нужно добавить окружение: , которое в результате процесса декогеренции запутывается с ними обоими:
. В таком варианте у Шредингера уже нет возможности «отменить» измерение или сделать что-то, чтобы «распутать» два состояния. Два мира разделились: в одном Шредингер нашел мертвого кота, в другом — живого. При этом никакого коллапса не произошло, все это — по-прежнему просто унитарная эволюция большой волновой функции.
Немного более формально:
Часть 3: Подробности
- Проблема существования классического мира. С точки зрения ММИ все на свете является квантовым. Более того, с точки зрения математики мы можем выбрать бесконечное множество способов разделить (выбрать базис) ВФ на разные «миры» (ортогональные состояния). Вопрос: почему мы наблюдаем мир классическим? Как Вселенная «выбирает» один способ разложения, который мы наблюдаем? Это так называемая проблема предпочтительного базиса. Ответ: потому что свойства физических взаимодействий таковы, что все они локальны. Значения фундаментальных констант и гамильтониана Вселенной таковы, что локализованные объекты оказываются стабильны. Макроскопические состояния могут оставаться таковыми на протяжении долгого времени, волновая функция Вселенной не ветвится постоянно. Как результат: мы успеваем наблюдать макроскопические объекты на их местах. В другом варианте разложения в базис ветвление происходит так быстро, что мы не смогли бы успеть это воспринять. Это другая сторона процесса декогеренции: скорость декогеренции тем быстрее, чем массивнее объект.
Подробнее можно почитать тут: [1], [2], [3], [4]
- Что именно является измерением? Как отличить измерение от простого взаимодействия? Измерение в ММИ — это просто процесс запутывания наблюдателя и объекта в результате взаимодействия. Иногда взаимодействие можно «отмотать» назад, распутав две системы, тогда это не измерение. Обычно в процессе измерения участвует некоторый процесс усиления. Например, вы детектируете фотон на фотоумножителе, он выбивает один электрон, который в результате лавинного процесса преобразуется в ток на выходе с детектора. В ММИ весь процесс — процесс запутывания одного фотона с электронами (и другими частями детектора). Но отмотать назад такое измерение не получится — большая часть степеней свободы в запутанности оказываются недоступны. Разумеется, для процесса измерения не обязательно чтобы наблюдатель был разумным, достаточно необратимости процесса.
- Когда происходит разделение миров? Разделение происходит когда в процессе взаимодействия оказываются вовлечено множество степеней свободы, и измерение становится необратимым. Т.е. после взаимодействия фотона с детектором, но до появления тока на выходе. В качестве примера опять кот Шредингера: окружением там можно считать процесс радиоактивного распада. В момент, когда ядро распадается, и яд выпускается, кот расщепляется на две версии. И с точки зрения кота он уже не может взаимодействовать со своей копией. С точки зрения Шредингера кот все еще в состоянии жив-мертв. Только когда он открывает коробку, он оказывается запутанным в котом и источником радиации. Т.к. радиоактивный распад необратим, Шредингер также необратимо расщепляется на две версии себя.
- Является ли ММИ локальной теорией? Т.к. в ММИ ВФ подчиняется уравнению Шредингера, которое в свою очередь подчиняется специальной теории относительности, все взаимодействия в нем локальны, и вся теория локальна так же. Расщепление миров распространяется от точки измерения не быстрее скорости света
- Сколько всего миров? Мы не знаем, может быть как конечное количество, так и бесконечное. Исходя из конечности энтропии Вселенной, можно предположить, что число миров конечно.
- Многомировая теория полностью детерминистична на уровне ВФ Вселенной. ВФ эволюционирует в соответствии с уравнением Шредингера. Мы только наблюдаем мир случайным из-за процесса измерения и декогеренции.
- Как быть с сохранением энергии? Энергия сохраняется в процессе деления миров: каждый мир получает «вес» в соответствии с вероятностью, ассоциированной с этим миром. Энергия всей Вселенной остается неизменной.
- Если ММИ верна, значит, что может случиться все, что угодно? Нет, во-первых, законы физики действуют точно так же, и то, что не разрешено «обычной» физикой, в ММИ тоже не произойдет. Во-вторых, если количество миров конечно, некоторые события могут иметь слишком малую вероятность, чтобы произойти.
- Как определить вероятности в ММИ? Правило Борна не постулируется в ММИ, а выводится из общих положений. См. напр. Тут или тут.
- Можно ли протестировать ММИ? ММИ — «чистый» вариант квантовой механики, так что каждый раз, когда мы тестируем КМ, мы тестируем ММИ. Доказать, что именно ММИ — правильная теория, а не какая-то другая, сложно, хотя разные идеи предлагались, можно найти тут.
Итог: ММИ — минималистичная интерпретация КМ, не требующая ничего, кроме самого математического аппарата квантовой механики. Лучшая интерпретация для бритвы Оккама.
Литература:
1. https://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
2. https://www.hedweb.com/everett/everett.htm
3. Mad-Dog Everettianism: Quantum Mechanics at Its Most Minimal
4. http://www.preposterousuniverse.com/blog/2014/06/30/why-the-many-worlds-formulation-of-quantum-mechanics-is-probably-correct/
newpavlov
Что можете сказать об интерпретации изложенной в презентации, ссылку на которую я разместил в соседнем посте?
Shkaff Автор
Ну это вроде ММИ и есть, только ужасно поданная(не подобает ученым писать статьи таким тоном) и не до конца продуманная.
newpavlov
Эм, вроде же с точностью наоборот, не? Утверждается, что никакой случайности нет (вплоть до философского предположения о супердетерминизме) и она возникает только как артефакт исключения окружающего мира из рассмотрения системы, иными словами, в моём понимании, мы сознательно забываем что текущее состояние квантовой системы спутано с окружающим миром (что практически отслеживать невозможно), отчего и возникает иллюзия случайности.
А статья на которую вы сослались написана не учёным работающим в области квантовой механики, а по сути программистом после общения со знакомыми физиками, отсюда и «ужасность» подачи.
Shkaff Автор
Слово в слово ММИ. Посмотрите у меня пункт 6:
newpavlov
Да, вы правы. Но тогда возникает вопрос: зачем вводить множественные миры, если можно абсолютно то же самое получить с одним миром имеющим нулевую энтропию (читай ВФ Вселенной фиксированную в «нулевой» момент времени)? Ведь полностью изолированных систем не взаимодействовавших в прошлом со Вселенной вероятно не существует, посему описанное у вас в пункте 3 происходить не может.
Бритва Оккама, однако.
Shkaff Автор
Ну «миры» это просто недоступные нашему наблюдению части волновой функции. У него ровно то же самое, только он это не называет «мирами».
Это и получается в ММИ: Вселенная как целое находится в чистом состоянии и обладает нулевой энтропией по определению.
Пункт 3 — это в целом что происходило когда-то давно, в начале Вселенной. Мы знаем, что энтропия была мала тогда, т.е. большие части Вселенной были между собой не запутанны. Дальше шел процесс 3. Сейчас 3 можно только аппроксимировать: части почти независимы в начале 3.
newpavlov
Ну т.е. «миры» в вашей ММИ это условность возникающая от принципиального отсутствия точной информации об окружающем мире, верно? Тогда претензий нет, за исключением терминологии, ибо «миры», к сожалению, большинством понимаются буквально, т.е. картинкой «ветвящегося дерева» сформированной НФ и популяризаторами. Так что, в идеале я бы предпочёл если бы в подобных статьях использовалась иная, «незамаранная» терминология.
Shkaff Автор
Ну они в целом являются мирами в каком-то смысле: они обладают копиями всех объектов, но при этом не взаимодействуют друг с другом. Так что картинка с деревом в целом справедлива. Другое дело, что это все равно ветви одной волновой функции, просто они не могут друг с другом провзаимодействовать.
newpavlov
Эм, но для квантового демона Лапласа никакого дерева не существует, а значит и боковые ветви это не более чем иллюзия, не существующая в «реальности» и возникающая только из нашей принципиальной ограниченности (ибо мы и наши измерительные приборы тоже часть ВФ Вселенной). Это всё равно что говорить в случае бильярдной модели газа, что столкновение или нестолкновение молекул газа с выделенным кусочком сосуда создают каждый раз новый мир. Звучит абсурдно, но «магия» квантовой механики, в достаточно аналогичной ситуации, почему-то затуманивает восприятие.
Shkaff Автор
Ветви — не иллюзия, они существуют объективно. Невозможность наблюдать из одной ветви другую — это наша ограниченность.
Аналогию с сосудом не понял.
newpavlov
Как они могут существовать если зная ВФ вселенной мы в теории можем предсказать абсолютно точно её эволюцию? Т.е. «декогеренции» на данном уровне не существует, а значит и не образовывается никаких ветвей, посему я не могу понять откуда у вас возникает «объективность».
Касательно сосуда, пусть у нас есть сосуд в котором существует «бильярдный газ» (т.е. абсолютно классическая модель без КФ), внутри этого сосуда у нас существует маленькая площадка на которой мы измеряем давление, в зависимости мгновенного уровня давления (которое заметно флуктуирует из-за маленькой площади площадки) мы убиваем кота или нет. Учёный 19-го века мог бы сделать следующее предположение: «т.к. мы принципиально не знаем вектора скорости и положение каждого шарика, то давление на площадке абсолютно случайно, так что пусть в каждый момент времени у нас создаётся мир в котором кот жив или уже умер». Абсурд? Но лично для меня ММИ и данное предположение выглядят абсолютно аналогично.
Shkaff Автор
Мне кажется, мы говорим о каких-то разных вещах. Вы всегда можете разложить ВФ Вселенной по некоторому базису. В этом базисе количество «ветвей» может меняться в зависимости от эволюции.
Я в посте писал пример эксперимента Штерна-Герлаха:
newpavlov
У вас в цитате в самом начале идёт «так как мы ничего не знаем о системе», т.е. сразу (как и далее в тексте) за основу берётся положение о том что мы не имеем полной информации о Вселенной. Как отсюда может возникнуть «объективность» ММ?
>В ММИ мир создается только один раз — когда вы наконец открываете коробку и смотрите.
Но вы сами же ранее сказали, что полностью закрытых коробок не существует («почти независимы» != «полностью независимы»), как бы мы не старались, но спутанность со Вселенной у систем остаётся (какой бы малой она не становилась), а значит и новых миров создаваться не может, что приводит к коллапсу ММИ к одномировой интерпретации. Иначе говоря, базис в который вы пытаетесь разложить ВФ Вселенной принципиально не ортогонален.
Shkaff Автор
Во-первых, они независимы для всех практических целей. Во-вторых, что такое «одномировая интерпретация»? Как ММИ «коллапсирует» в ОМИ?
newpavlov
Как вы сами пишете в статье, данные интерпретации абсолютно ничего не добавляют к физике процесса, посему говорить о «практических целях» в подобном разговоре полностью бессмысленно.
>Во-вторых, что такое «одномировая интерпретация»? Как ММИ «коллапсирует» в ОМИ?
Имеется в виду, что изначально существует один мир с нулевой энтропией (что полностью соответствует вашему тексту), но и из-за того что «идеально закрытых коробок» принципиально не существует других миров из ММИ не образуется, таким образом «много миров» сужается до «одного мира».
Shkaff Автор
Не знаю, за что вас минусуют.
Давайте с начала. В процессе измерения объект не коллапсирует, а переходит в состояние запутанности с измерителем. У вас есть, скажем две ветки волновой функции: «кот жив» + «кот мертв». Когда наблюдатель измеряет кота, они запутываются: «кот жив; наблюдатель видит, что кот жив» + «кот мертв; наблюдатель видит, что кот мертв». Эти две ветки и есть «миры». Условно, возникает копия вас в другом мире, которая наблюдает другой эффект.
Как только вы говорите, что измерение — это запутанность, а коллапса нет, вы автоматически говорите, что есть множество миров, так как в результате запутывания возникает два возможных состояния наблюдателя. Все остальное — детали.
newpavlov
Это понятно, но я говорю о том, что кот уже запутан с измерителем и остальной Вселенной ДО «измерения», ибо принципиально невозможно полностью распутать коробку с котом (даже без гравитации мы не можем заэкранировать систему от других взаимодействий на 100%). Поэтому состояние кота после измерения уже предопределено и никаких миров не образуется. Поэтому в моём понимании случайность и «миры» это не более чем артефакты нашей ограниченности, т.е. концепты не имеющие никакого отношения к «настоящей реальности», которую мог бы знать квантовый демон Лапласа.
Shkaff Автор
Ну и что? Пусть у вас начальное состояние (вы, кот) = (вы положили кота в коробку, кот в коробке) + (вы не положили кота в коробку, кот не в коробке). У вас уже есть две ветви, и каждая из них эволюционирует самостоятельно. Я правда не понимаю, в чем вообще проблема.
В смысле «предопределено»? Когда я в лабе готовлю запутанные фотоны, исход моих измерений как-то предопределен?
Вы смешиваете два понятия. Одно — исход измерения, другое — наличие классического мира. Миры, о которых идет речь в ММИ — следствие классичности нашего мира. В целом, если вас это успокоит, ММИ антропоцентрична, все аргументы о выбранном базисе строятся на наших наблюдениях.
newpavlov
>У вас уже есть две ветви, и каждая из них эволюционирует самостоятельно.
В том-то и дело, что никаких ветвей изначально не образуется, то что мы раскладываем скорость бильярдного шара на скорости по X и Y не означает что у нас существует два мира.
>Когда я в лабе готовлю запутанные фотоны, исход моих измерений как-то предопределен?
Да, предопределён состоянием ВФ Вселенной, частью которой являются фотоны, ваша экспериментальная установка, да и вы сами. Случайность возникает только как следствие принципиальной невозможности знать ВФ Вселенной, поэтому на практике действительно разумно говорить что исход эксперимента случаем и вероятность определяется квадратом ВФ фотона для того или иного состояния, но в философском плане никакой случайности здесь нет.
>Миры, о которых идет речь в ММИ — следствие классичности нашего мира. В целом, если вас это успокоит, ММИ антропоцентрична, все аргументы о выбранном базисе строятся на наших наблюдениях.
Но ведь нету никакой классичности (о чём вы и сами пишите в статье), это не более чем аппроксимация привычная для нас людей и следующая из хаотичности и чрезвычайной спутанности многих степеней свободы в квантовых системах представляющих (большинство) макрообъектов. И вот подобная «антропоцентричность» мне как раз и сильно не по нраву, ибо она отдаёт душком луны которая исчезает когда на неё перестаёт смотреть мышь.
В общем, чую наш разговор уже заходит на третий-четвёртый круг и вероятно нам стоит agree to disagree. :)
Sychuan
Shkaff Кто из известных физиков критикует МИ? Есть ли серьезная критика? Понимаю, что она в целом будет скорее философской, чем чисто научно.
За статью спасибо
Shkaff Автор
Ну по науке там особо нечего критиковать, так как это исключительно классическая квантовая механика без всяких дополнительных постулатов. У нее есть две проблемы, о которых я писал: проблема предпочтительного базиса и правила для вероятностей. В целом, обе разрешаются так или иначе.
Так что критиковать можно только философскую часть. Вот там много несогласных:) Из наиболее известных мне критиков — Тим Маудлин.
Можно вот тут посмотреть еще, кстати.
Googlist
А когда мир «ветвится» все вещество и єнергия просто копируется?
dipsy
Там указатель со счетчиком ссылок
Shkaff Автор
Копируется, с «весом», соответствующим вероятности образования конкретного мира.
Georgy9
А как же энергия и масса? Они же при таком разделении в каждом конкретном мире начнут экспоненциально уменьшаться. Или нет?
Shkaff Автор
Энергия всей Вселенной сохраняется, а полная энергия каждого нового мира при делении уменьшается пропорционально вероятности возникновения этого мира. В принципе, она уменьшается в процессе ветвления, но это не имеет практического значения, т.к. нами не наблюдаемо.
Georgy9
Вот-вот, эта ненаблюдаемость меня и тревожит!
Феномены ММИ ненаблюдаемы, темная материя и энергия ненаблюдаемы, основные наши представления об элементарных частицах, гравитации, материи и пространстве не имеют физического смысла, даже существование любимых до слез черных дыр под вопросом, что дальше? Теоретфизика бодро шагает в теологический тупик, провозглашая непознаваемость мира.
Очень напоминает ситуацию с геоцентрической системой, активно «развивавшейся» за счет все большего усложнения теории эпициклов, причем гелиоцентрической теории пришлось долго бороться за место под солнцем, т.к. на первых порах она давала менее точные результаты. Пока физики не разработают теорию, которая позволит увидеть физический смысл за формулами и обеспечит проверяемую возможность предсказания результатов, зарплату сим теоретикам платить керенками! Пусть обналичивают в соседнем мире, где все пошло иначе.
akhalat
а что это по вашему такое, пресловутый «физический смысл»?
объяснение на пальцев, которое можно понять за 5 минут без соответствующей теоретической и математической подготовки?
а сейчас, вы считаете, такого нет?
теории «без физического смысла» 10 знаков предсказывают, в лиго меряют расстояния до -20 степени, и так далее. что вам надо предсказывать?
обычно претензии сводятся к тому, что чудеса из кармана не подают: нет варп-двигателей, халявной энергии и прочего
а все «интерпретации», это уже так, к науке косвенное отношение имеет, скорее философия (ну, или, мета-физика, если вам так угоднее) и как раз поиски обывательского «физического смысла» для поппулизма
Georgy9
В геоцентрической теории тоже все неплохо предсказывалось и постепенно уточнялось введением дополнительных коэффициентов и допущений. Тем не менее физического смысла в такой интерпретации не было, ну нет всех этих сфер, эпициклов и деферентов, поэтому это был тупик. Причем тут ярлык «обывательский», я, честно говоря, не понял.
Думаю, знаете анекдот про студента, которого профессор спросил на экзамене, что такое электрон. «Профессор, я знал… но забыл!». «Один человек знал – и тот забыл!».
Нам нужны не варп-двигатели, а для начала реальное движение в фундаментальной науке, которого практически нет уже почти 50 лет, выросло целое «потерянное поколение» физиков, почитайте печальную исповедь Ли Смолина «Неприятности с физикой...».
Shkaff Автор
Это вообще свойство интерпретаций: они обычно не дают предсказаний отличных от наблюдаемой нами физики. Это буквально интерпретация нами наблюдаемого/посчитаного. Так что это изначально философская концепция, необходимо только, чтобы она сочеталась с реальной физикой.
оу-оу, это вы загнули. Все эти наши представления имеют очень хороший физический смысл.
Позвольте, это как же? Наблюдаем же и косвенно, и напрямую, какие тут могут быть вопросы?
Georgy9
Как говорится, блажен, кто верует…
Вот здесь обзор о последней конференции по струнной теории. Все очень печально.
По дырам у меня несколько другие сведения. Мы их не наблюдаем, а только предполагаем наличие неких объектов как кандидатов в черные дыры, наблюдая некие эффекты – тоже своего рода интерпретации.
Дивлюсь вашей уверенности. Вы уверены, что в науке все так однозначно, особенно когда дело касается дистанционных исследований? Вот печальная правда о наших научных знаниях о космосе и обо всем том, чего нельзя «потрогать»:
«Все новые данные вместе взятые заставляют планетологов полностью пересмотреть своё представление о Юпитере. «Всё, что мы знали о его атмосфере, химии, магнитном поле – всё оказалось не совсем так», – рассказывает Скотт Болтон, научный руководитель миссии Juno».
«Не совсем так» – это он красиво вывернулся. И тогда причем тут слово «знали»?
Shkaff Автор
Теория струн вообще не имеет отношения к физике;)
Гравитационные волны?
michael_vostrikov
Допустим, рядом с котом Шредингера есть килограмм металла, нагретого относительно абсолютного нуля до энергии 100 кДж. В данный момент существует 10 миров, общая энергия этого участка Вселенной 1000 кДж. Так? В зависимости от результата эксперимента один мир меняется на два, в других коробку с котом не открывали. Что произойдет с энергией этого металла? Допустим, коробку открыли во всех мирах, что произойдет с энергией в этом случае?
Shkaff Автор
Слишком сложно, давайте проще: у вас есть кот с энергией в 100кДж. Он находится в состоянии суперпозиции, так что его энергия распределена между двумя «частями», в данном случае по 50кДж. Когда открывают коробку, возникает два мира, в каждом по 50кДж в коте. Но суть в том, что изначально кот уже был в состоянии суперпозиции, и его энергия была распределена. Кстати, надо не забывать, что энергия в данном случае должна определяться с квантовой точки зрения тоже.
michael_vostrikov
Я специально посложнее взял, но ок. У нас есть 2 мира, в каждом отдельный самостоятельный кот с энергией 50 кДж. В одном мире снова проводится эксперимент с суперпозицией, и этот мир снова раздваивается. Теперь энергия у кота в отдельно взятом мире 25 кДж?
Shkaff Автор
Вопрос в том, не увеличится ли его энергия, когда вы его будете приготавливать в состоянии суперпозиции в новом мире. Но в целом да.
michael_vostrikov
Ну так ученые в этом мире смогут заметить падение энергии кота в 2 раза. Я потому и взял металл, в нем нет сложных биологических процессов. Для него это выразится в падении температуры в 2 раза. Но в экспериментах с суперпозицией ничего похожего не наблюдается.
Shkaff Автор
Энергия не обязательно связана с температурой, это во-первых. Во-вторых, если вы измеряете металл (его температуру), вы не сможете приготовить его в состоянии суперпозиции. А когда вы готовите, там энергия начального состояния делится на две (или более) части, в соответствии с суперпозицией. Вас же не удивляет, что когда мы посылаем фотон через две щели в опыте Юнга каждый из двух путей обладает меньшей энергией?
michael_vostrikov
Так я потому и спросил. Что конкретно произойдет с энергией этого куска металла?
Так нам и необязательно готовить сам металл в суперпозицию. Раздваивается же мир целиком. В обоих мирах будет нагретый кусок металла, до одинаковой температуры, с одинаковой массой, скоростью, и остальными величинами. Все то же самое, только миров на 1 больше. И нагретых кусков металла на 1 больше. Откуда эта энергия берется?
Про путь, обладающий энергией, я не понял. В моем понимании энергией обладает фотон, и у него и до и после перехода энергия одинаковая.
DesertFlow
Очень хорошая и понятная статья, спасибо. До этого, как наверно и большинство, считал многомировую интерпретацию этаким несерьезным и ненаучным казусом, которую выдвинули ученые-фрики. От безысходности и невозможности объяснить физический смысл коллапса волновой функции. А оказалось, ее основу составляет такое простое и логичное математическое объяснение.
dfgwer
Насколько плоха такое обьяснения ММИ?
Когда я открываю ящик с неопределенной кошкой (наблюдатель коллапсирует функцию), я разделяюсь на два мира, один из я увидел мертвую другой живую (ВФ функции наблюдателя и кошки, зацепились друг за друга, и породили два возможных состояния наблюдателя). Но эти два состояния наблюдателя не могут взаимодействовать друг с другом, поэтому мое сознание тоже расщепилась на два сознания, которые не могут взаимодействовать друг с другом. И я в обеих из них, один я увидел мертвую, другой живую кошки.
Второй вопрос. Правильно ли я понимаю что квантовая механика и ее волновые функции, описываются на языке функционального анализа? Поэтому квантовые компьютеры проводят операции сразу с функциями, т.е. квантовый компьютер проводит операции из функционального анализа? Например может вычислить свертку двух функций за один так своей работы. Или в нем есть более эзотерические возможности, чем «просто» функциональный анализ. Или я совсем ошибаюсь.
akhalat
А с чего вы решили, что раз функциональный анализ, то обязательно с «функциями»?
Квантовый компьютер, гипотетически, должен работать с физическими объектами. А уж математическим описанием их состояний, формально, будут вектора гильбертова пространства, которое, да, изучается в курсе функ-анализа, с достаточно абстрактной точки зрения.
А если надо просто свёртку двух функций считать, то есть и много других способов, например оптической системой можно считать преобразованье фурье, тоже «за один такт».
Shkaff Автор
Хорошо, именно так и происходит. Единственный вопрос дальше: почему два сознания не могут взаимодействовать друг с другом? Если это просто два запутанных сознания, по идее они могли бы «распутаться». Невозможность взаимодействия возникает из-за декогеренции.
Ну да, функан плюс линейная алгебра. А про квантовый компьютер — наверное, не совсем так. В КК есть набор кубитов, находящихся в некоторых состояниях (считайте, одна большая волновая функция). Вы можете проводить линейные унитарные операции на этой волновой функции. Если вы найдете унитарную операцию, которая вычисляет что-то в один шаг — хорошо. Кажется, свертку сделать не получится, по крайней мере в общем случае.
mad_god
Можно ли воспринимать волновую функцию просто как тайну, секрет? То есть, ящик с котом Шредингера находится в тайне, изолирован от всех наблюдателей и поэтому нельзя сказать в каком состоянии находится кот. Мы изолируемой систему до масштаба частицы, поэтому любое столкновение частицы с другой частицей или полем нарушает её состояние.
Как, если бы мы закинули в коробку десять шариков в несколько приёмов, то не могли бы потом сказать, сколько приемов по сколько шариков было, 10 по одному, 5 по 2 или как-то иначе.
Shkaff Автор
Нет, нельзя. Тут принципиальное отличие квантовой механики от классической. В КМ до измерения объект существует в двух состояниях одновременно: кот и жив, и мертв. Это можно проверить экспериментально, в экспериментах по типу проверки неравенств Белла.
michael_vostrikov
Кстати, не расскажете ли подробнее про неравенства Белла, здесь или в отдельной статье? Только без всяких аналогий с лампочками, конкретно физика и математика процесса.
Shkaff Автор
В отдельной статье вряд ли, особенно если хочется строгого вывода. Мне интереснее пытаться объяснять вещи популярно, а математики на работе хватает.
Физика процесса очень проста: в классической физике вероятности исходов измрения не зависят от базиса измерения, а в квантовой физике зависят. В итоге, если приготовить запутанное состояние и измерить его в определенном базисе, статистика измерений будет отличаться в классическом и квантовом случае. Можно вон хоть на вики посмотреть. А в подробностях тут хорошая статья.
Akela_wolf
Есть вот такое научно-популярное изложение. Именно с физикой и математикой.
eslitak.livejournal.com/221098.html
michael_vostrikov
Да вот в таких статьях в какой-то момент у меня обычно появляются вопросы, которые некому задать. Они связаны с моим незнанием физических деталей, но непонятно, что именно искать.
Ну вот например.
Почему для классической версии предполагается, что шарик не может менять направление спина? Если взять магнит, и рядом провести другой, направленный к первому таким же полюсом, то второй магнит развернет.
kmorozov
В мире, как утверждает гугл, 600 миллионов кошек. Если их всех посадить в коробки, это окажет влияние на всю вселенную?
juramehanik
Во-первых, спасибо за понятное объяснение!
Во-вторых, тем кто мало знаком с КМ (а потому не будет протестовать =) ) советую почитать книгу «Дао физики», в которой очень интересный взгляд на то, что с развитием квантовой физики и космологии они начинает все больше напоминать (внешне конечно) концепции из восточных религий. Книга конечно написана достаточно простым языком с необходимым минимумом тех подробностей (возможно если бы тех подробностей было больше то и аналогии с восточным мистицизмом было бы меньше, ахаха ), но что интересного в ней что описание тех же религиозных концепций ведется имено техническим европейским языком, а не мистическим аля кастанеда, что по мне как технарю, пытающимся разобраться в таких вещах куда приятней и проще. Даже данная ММИ хоть и не описана в книге, но вполне вписывается в ее идеи! Да и само понятие «интерпретация КФ» уж слишком напоминает ситуацию с разными религиями в попытке познать окружающий мир, субъективно разный для всех, но объективно естественно один.
StrangerInTheKy
Я пробовал читать — имхо, много воды, а где не вода, там натяжки. Книга категории «под пиво сойдет», и слишком всерьез воспринимать не стоит. Правда, я ее так и не дочитал (из-за обилия воды).
voidMan
Простите, ваш коментарий даже «под пиво» не сойдёт…
K1804
Спасибо за превосходную статью. Только для широкого круга читателей надо бы пояснить вероятностный смысл квадрата волновой фукции и возникающее из условий нормировки значение коэффициентов при них.
Shkaff Автор
Верно, спасибо! Я упомянул это, но не написал, как коэффициенты связаны. Сейчас поправлю!
scifinder
pid=fork();
Я ранее читал несколько статей про ММИ, и теория показалась мне такой логичной и стройной, что я тут же стал её сторонником. Вдобавок, эта теория близка к моей любимой синергетике с её точками бифуркации.
aiwendil
Добрый день, спасибо за статью. Можно задать такой вопрос: почему в эксперименте с котом Шредингера считается, что коллапс (декогеренция) происходит в момент открытия ящика? Насколько я понял для декогеренции достаточно взаимодействия со сложной системой. Не является ли такой системой аппарат, который убивает кота или хотя бы сам кот?
Shkaff Автор
Это немного зависит от постановки задачи (с какого момента мы начинаем рассмотрение). Я пишу немного об этом в пункте 3 части 3. Декогеренция происходит не ровно в момент открытия ящика, в момент открытия происходит запутывание кота с наблюдателем. Потом они вместе взаимодействуют с окружением и декогерируют. Если в рассмотрение включить источник яда, то система оказывается более сложной: яд-кот-наблюдатель, и там можно считать, что декогеренция для кота происходит еще до открытия коробки, как я пишу в пункте 3.
Суть в том, что мы разделяем Вселенную на три части: наблюдателя, объект и все остальное (окружение). Это разделение в большой части условно, и может быть произведено различными способами. В данном случае мы считаем, что сам кот — объект, Шредингер — наблюдатель, а все остальное — окружение. Только еще предполагается, что коробка для кота не входит ни туда, ни туда, но это артефакт мысленного эксперимента. Декогеренция может происходить в разные моменты, т.к. декогеренция понятие относительное. Для системы кот-яд декогеренция происходит в один момент, а для системы кот-Шредингер — в другой. Так как нам интересна позиция наблюдателя, мы обсуждаем момент открытия ящика.
aiwendil
Правильно ли я понимаю, что если рассматривать систему в виде радиоактивное ядро — яд — кот — наблюдатель, то ситуация, что кот находится в суперпозиции состояний «жив» и «мертв» отсутствует? Ведь в такой ситуации кот и яд декогерируют до открытия коробки, и кот всегда находится только в одном состоянии, просто Шредингер еще этого не пронаблюдал.
И еще один вопрос. В чем принципиальное различие наблюдателя и окружения и насколько вообще необходимо такое разделение?
Shkaff Автор
Кот и яд в таком случае находятся в состоянии запутанности, и хотя два исхода (жив, мертв) друг от друга декогерируют (т.е. кот не сможет возродиться никакими способами), в целом с точки зрения Шредингера кот так же и жив и мертв одновременно.
Окружение отличается от двух других тем, что недоступно для измерения. Разделение нужно для того, чтобы описывать характерные эксперименты, которые мы проводим (в т.ч. мысленные). Кроме того, это разделение должно быть таким, что взаимодействия между всеми тремя приводят к миру, как мы его видим: эффективно классическому по большей части.
aiwendil
Спасибо за ответ. Просто мне всегда не нравился акцент на сознательности наблюдателя. Ведь если мы поменяем кота и Шредингера местами, то физически ничего измениться не должно (в противном случае, я очень хочу услышать объяснение того, как эта замена влияет на распад/не распад ядра), в то время как половина вопросов этого эксперимента отпадает.
Shkaff Автор
А, сознательность наблюдателя вообще не имеет никакого значения в ММИ.
Так что разницы между котом и шредингером особо нет.
Georgy9
>> физический смысл всех этих уравнений иногда ускользает от нас…
Это оооочень мягко сказано! Недаром ученые начали придумывать абсурдные названия свойствам кварков вроде аромат, цвет, очарованный, прелестный и т.п. Так же и спин никак не связан с перемещением частицы как целого и никогда не может быть определён посредством опытов, к которым применимо классическое понятие траектории частицы. То есть получается довольно точная модель неизвестно чего.
Shkaff Автор
Ну со спином и прочими квантовыми числами все относительно просто: это такие же свойства частицы, как ее масса или электрический заряд. Просто для массы у нас есть простая бытовая интуиция, а для спина — нет.
akhalat
Вы чего? Масса и заряд не квантуюся, спин — квантуется.
может быть определено полное значение спина и его проекция на одно произвольно выбранное направление
Shkaff Автор
Заряд квантуется, масса — мы не знаем, скорее нет, но мы не знаем почему (скажем, потенциал Юкавы, дающий массу бозонам в механизме Хиггса, не квантован, но неясно почему). Но не понимаю, к чему вы это.
Вторая часть комментария не мне, наверное.
akhalat
Да, надо было поточнее выразиться. Смысл в том, что заряд можно всегда измерить и в этом нарушается аналогия с принципиально полностью-неизмеримыми вещами типа спина.
Вторая часть — да, не вам, но вроде как обычная практика писать все ответы на комментарии выше в одном в самом низу, а не дробить на мелкие части лично каждому.
Shkaff Автор
А почему спин не измеряем? Что нам мешает померить спин частицы?
На хабре обычно отвечают как раз отвечают каждому отдельно:)
akhalat
Все три проекции?
Shkaff Автор
Да хоть бы и все три, в чем проблема? Но вы же понимаете, что проекции — это просто выбор нами базиса, по которому мы раскладываем состояние спина.
akhalat
В соотношениях неопределенности, нет?
И по какому базису не раскладывайте, померить все три не получится.
Shkaff Автор
С абсолютной точностью померить не получится, ну и что? Я вообще не понимаю, к чему вы.
Tzimie
Кстати, вы согласны с тем, что в MWI как бы намекаэ, что в birds view общее количество информации во вселенной равно нулю или очень мало (если конечно считать формулы информацией)?
Shkaff Автор
Ну, с точки зрения энтропии — пожалуй. В ММИ Вселенная в целом находится в чистом состоянии, т.е. суммарная энтропия равна нулю. Если рассматривать энтропию как меру информации, то и суммарная информация будет равна нулю.
Tzimie
А как вы относитесь к mathematical universe hypothesis?
Shkaff Автор
Это любопытная философская идея, но я не очень понимаю, как она может помочь нашему пониманию нашей вселенной. Так что я с удовольствием читаю дебаты вокруг нее, но сам особо не думаю в таких терминах.
NIN
Шутка, тем не менее имеющая некий рациональный смысл (вариант Квантового самоубийства).
Сторонникам ММИ предлагается продемонстрировать превосходство своей интерпретации поиграв несколько раз в русскую рулетку (за вознаграждение). Тогда в своем мире они станут богатыми и уважаемыми (как решившие проблему выбора интерпретации) людьми.
Только что-то мне подсказывает, что никто не согласится. :)
А вообще, как человек, которого учили все-таки копенгагенской интепретации, позвольте не согласиться с
Коллапс происходит так же, как написано в 3 пункте, если заменить «разделение миров» на «коллапс волновой функции», т.е. когда происходит некоторое (необратимое) взаимодействие, позволяющее получить информацию о системе.
ffffffffff
В случае если миров бесконечное количество, разве не должны существовать такие в которых согласятся?
Shkaff Автор
С квантовым самоубийством вопрос интересный. Если количество миров конечно (что в принципе может быть), то вполне возможно, что сторонник ММИ таки убьется:)
Возможно, я не совсем точно выразился в тексте. Это просто механизм измерения, но он не объясняет собственно коллапс. Почему в процессе измерения ВФ редуцируется до определенного исхода?
NIN
Насколько я понимаю, вас смущает недетерминизм?
Надо заметить, что на уровне вселенной копенгагенская интерпретация также детерминистична, т.к. происходит только эволюция ВФ вселенной и нет никаких измерений/коллапсов извне.
Что касается подсистем вселенной, то как я понимаю, копенгагенская интерпретация была введена для описания процесса измерения классическим внешним детектором некой квантовой системы, что имеет практический смысл для физиков. В этой ситуации после измерения детектор выдаст некий результат, а ВФ квантовой системы коллапсирует. С точки зрения ММИ мир расщепится на несколько, но, зная результат измерения, другие миры становятся нефизичными/ненаучными (т.к. они в принципе ненаблюдаемы) и их имеет смысл отбросить введением понятия коллапса ВФ.
Shkaff Автор
Да нет, недетерминизм в принципе ок. Меня смущает то, что из ВФ с двумя (или миллионом) ветвями она редуцируется в один вариант. Почему собственно это происходит? Куда «деваются» все остальные части? Каков механизм этого коллапса?
NIN
Вы согласны, что результат измерения единственный? Другие возможные до измерения ветви уже не произошли, они невозможны.
С точки зрения ВФ всей вселенной остальные ветви отделяются от ВФ системы, в которой измерение произошло с этим результатом.
DrSmile
Вы понимаете, что понятия «результат измерения» и «момент коллапса волновой функции» в реальном мире не имеют четкого определения и, соответственно, не могут быть однозначно описаны формулами. На этом основании лично я считаю копенгагенскую интерпретацию ненаучной, в отличие от многомировой, в которой таких расплывчатых понятий нет.
NIN
Ну, строго говоря, любая интерпретация не является научной, т.к. от интерпретации не зависят реально наблюдаемые результаты экспериментов. Я не согласен, что понятие результата измерения не определено, вся наука (определение критериев научности, фальсификация/верификация) базируется на экспериментах. Отрицать существование измерений значит отрицать науку.
DrSmile
Я не говорю, что понятие «результат эксперимента» не определено, я говорю, что оно плохо определено, не строго. Что конкретно является результатом: попадание фотона в фотодетектор датчика, срабатывание микроконтроллера датчика, проход сигнала от датчика к компьютеру, запись результата в память компьютера, отображение его на экране, попадание фотонов от экрана в глаз экспериментатора, реакция первичной зрительной коры или изменение состояния кратковременной памяти? Для обычных экспериментов между всеми этими вариантами принципиальной разницы нет, тогда как в копенгагенской интерпретации в соответствующий момент должен происходить конкретный физический процесс — коллапс волновой функции.
NIN
Момент коллапса ВФ определен ровно с такой же строгостью, что и момент разделения миров в ММИ.
DrSmile
Именно! Однако для ММИ этот момент ни на что не влияет и является субъективным, а в копенгагенской интерпретации вызывает объективный физический процесс.
Shkaff Автор
Это вопрос о реальности волновой функции. Если волновая функция реальна (а у нас есть все основания полагать, что это так), то нужно объяснить механизм, по которому «все другие возможные ветви» исчезают. В копенгагенской интерпретации этот момент просто игнорируется. Есть множество других интерпретаций, в которых коллапс происходит, но при этом они объясняют механизм коллапса.
DrSmile
Насколько я понимаю, для реализации правила Борна миры с маленькой амплитудой просто обязаны тем или иным образом уничтожаться. Так что, если постоянно вести себя самоубийственно, то никакие параллельные миры не спасут. Тут гораздо интереснее, что вполне может быть, что мы итак постоянно умираем (из-за чего-нибудь типа распада ложного вакуума) и не замечаем этого.
Shkaff Автор
Нет, почему же?
DrSmile
Чтобы во всех выживших мирах для повторяющихся экспериментов выполнялось правило Борна. Если выживают все миры, то тогда приходится постулировать, что вероятность разуму переместиться в ветку пропорциональна квадрату амплитуды, а при уничтожении миров это получается автоматически.
Насколько я понял, статьи про правило Борна не выводят его напрямую из КТП, а, скорее, сводят к более простым утверждениям, которые, тем не менее, необходимо постулировать дополнительно. Т. е. они намекают на существование неких топологических причин для правила Борна, однако прямой вывод из уравнений еще впереди.
grekmipt
Почему-то люди любящие пофилосовствовать на тему интерпретации КМ не в курсе корректного ответа на вопрос «как так?». А он таки есть — и уже давно.
Алгоритм:
1) читаем книжку нобелевского лауреата Пригожина под названием «время, хаос, квант — к решению парадокса времени»
2) понимаем, согласно изложенному в книжке и вполне строго доказанному, что чем быстрее и чаще происходят квантовые взаимодействия в сложной системе (состоящей из большого кол-ва квантовых частиц), тем уже возможный спектр состояний системы.
3) сюда добавляем понимание что такая штука как гравитация вообще ничем и никак не экранируется, и остаётся таки взаимодействием происходящим очень часто — значит нет никакой многомировой вселенной, равно как и нет никакого коллапса. Есть система в которой есть почти бесконечное множество волновых функций (описывающих вселенную) с почти бесконечно-близкими макроскопическими состояниями. Так что с точки зрения макро-состояния, вселенная она она. А с точки зрения микросостояния — это дико большое кол-во дико похожих друг на друга волновых функций. По сути вопрос математического формализма, не более того — считать вселенную классической и единственной, или считать её физически-реализованной дельта-функцией образованной из всего спектра её состояний. Физикам проще первое, математикам возможно что и второе. А отклонение к виде «в одной вселенной кот жив а в другой мёртв» математически стремится к нулю, и стремится крайне быстро — т.е. в практическом смысле так сказать смысла не имеет.
4) Profit!
В качестве бонуса, для тех кому действительно интересно задуматься. Сама по себе КМ вообще ни в каком виде НЕ является нелокальной. Нелокальным является ТОЛЬКО матаппарат КМ. Говорить что при этом автоматически становится нелокальной физика, описываемая таким матаппаратом — это где-то на уровне профнепригодности. Надо как-то разделять мухи и котлеты… Любой локальный процесс можно описать нелокальной математикой. Например — берем эдакий «горбик», скажем частицу в бесконечном пространстве-времени. Берем базис разложения в виде фурье (что примерно и сделано в КМ, только чуть посложнее). Раскладываем этот «горбик» на наш нелокальный базис, получаем конкретные веса разложения, и называем это описанием частицы. Реальность при этом вполне однозначно локализована. А с точки зрения матаппарата — имеем полностью нелокальное описание ситуации. Что никак не противоречит ни чему, математика это лишь штука чтобы считать, а никак не штука чтобы делать филосовские выводы.
Есть более четкая аналогия. Фононная теория твёрдого тела. Мат-аппарат которой поразительно схож с матаппаратом КМ ). В рамках этой теории любые процессы идущие в кристаллической решетке твердого тела раскладываются (чисто формально, математически) на синхронные и коллективные колебания атомов решетки, называемые фононами. Т.е. по сути это разложение на тот самый «ряд фурье». Это позволяет замечательно описывать процессы идущие в кристалле твердого тела. При этом, когда в покоящийся кристаллик чем-то ударяют и по нему начинает распространяться волна колебаний (с вполне локализованным фронтом оной волны), в момент удара по кристаллу, формально-математически появляются фононы — то бишь как-бы мгновенно по всему объему кристалла возникают такие колебания, суперпозиция которых даёт тот самым начинающий распространяться фрон акустической волны (тут сразу вспоминаем и КМ с её мнгновенно изменяющимися по всему пространству амплитудами). Но ежу понятно, что на самом деле, с реальной физической точки зрения, никакого мгновенного возникновения или изменения амплитуд по всему кристаллу не происходит — это лишь формальное разложение в ряд по пространственному базису. И говорить что «фононная теория является нелокализованной» можно вполне строго с точки зрения математики, но абсурдно с точки зрения физики и здравого смысла. Ровно всё то же самое применимо и к КМ. Формально-математически она действительно нелокальная, ровно потому что принципиально нелокальным выбран сам базис разложения процессов на амплитуды. Если взять другой базис разложения — то будет другая математика, уже менее локальная или почти совсем локальная. Отождествлять математически сущности и физически никак нельзя…
Shkaff Автор
Ничего не понял. Можете более конкретно сформулировать вопрос и ответ? Без литературных изысков, а более формально?
grekmipt
Вопрос трактовки КМ в части наличия т.н. коллапса волновой функции — многомировая интерпретация, «участие сознания наблюдателя» и прочие варианты, т.е. что из этого верно? Ответ — неверно ничего из перечисленного, формально вселенная является чем-то близким к дельта-функции спектра состояний у своей волновой функции (в силу громадного кол-ва и частоты квантовых взаимодействий составляющих её квантовых частиц весь спектр вырождается в точку). Т.е. формально спектр у волновой функции вселенной — есть, и состояния там есть разные, но они настолько мало отличаются друг от друга, что с точки зрения практики макроскопическая вселенная всего одна, и нет ни коллапса ни многих миров. Прочтите книжку по ссылку выше, и станет понятно об чем речь. Пересказать и доказать её выводы тут в комментах я не сдюжу.
Shkaff Автор
Это очень сильное заявление, что ничего из вышеперечисленного не является верным.
Не думаю, что у авторов есть формальное доказательство, они скорее всего просто предлагают очередную альтернативу.
Ваши слова ничего не объясняют совершенно, честно говоря. Книжку читать у меня нет ни времени, не особого интереса, признаться. Если есть отрецензированная научная статья — скиньте, это будет полезнее.
grekmipt
Ну вот как раз формальное доказательство у автора есть (в части того, что взаимодействие частиц, составляющих квантовую систему — крайне быстро сужает ширину спектра состояний до в практическом смысле одного состояния). Научную работу не подскажу, но Пригожин более чем авторитетный и признанный ученый, нобелевку просто так не дают, к томуж область его специализации это статфизика и хаотические процессы, а КМ это и есть статистическое описание и не более того. Правда, книжку его я читал много лет назад, и не уверен на 100% что в ней дается это доказательство, насколько помню книжка вполне популярным языком написана, без особо подробной матчасти. Но хорошо помню что особых сомнений в такой картине мира после её прочтения уже не остаётся.
Shkaff Автор
Argumentum ad verecundiam
Если бы там был формальное доказательство неверности ММИ или копенгагенской интерпретации — на этом бы трубили на каждом углу.
Я прошу публикацию, т.к. хочу прочитать не популярное изложение, а серьезную науку.
Whiteha
Недавно была новость что проверили существование парадокса друга Вигнера.
www.technologyreview.com/s/613092/a-quantum-experiment-suggests-theres-no-such-thing-as-objective-reality
Не является ли это доводом ЗА верность ММИ?
Shkaff Автор
Нет, скорее не является, хотя это сложный вопрос. Можете почитать тут, например, недавно пост был хороший.
grekmipt
Насколько я понимаю, ближе всего к тому что изложено у Пригожина является коллапс волновой функции. Но в его рассмотрении коллапса как такового нет — есть лишь сужение спектра возможных состояний квантовой системы «частица+измерительное устройство» до настолько узкого спектра, в котором у частицы по сути есть вполне конкретная измеряемая величина (спин или что мы там измеряем). Т.е. отдельного коллапса волновой функции системы, как некоего «магического» действа, нет, а есть статистический процесс сужения ширины распределения состояний до вида типа дельта-функция, и это процесс включает в себя не только саму частицу но и (квантово связанную с ней в результате акта измерения) измеряющую систему. Ну и всё, снимаются все противоречия. Детерминизма нет на микро-уровне за микро-времена (когда частицы еще не достаточно много провзаимодействовали), но он есть на макро-уровне. Многомировая интерпретация верна в том смысле что все амплитуды не нуль, но не верна в том смысле что сколь нибудь отличные от нуля амплитуды расположены в дико малой области так что неразличимы в смысле макро-состояний. Стрела времени не обратима потому что идет сжатие распределения амплитуд состояний как естественный статистический процесс. В общем, всё красиво, и не нужно притягивать сову на глобус, измышляя параллельные и невзаимодействующие вселенные или фантазировать на тему взаимодействия сознания наблюдателя и волновой функции электрона.
kauri_39
«Как если бы они находились в разных мирах… Разные «миры» при этом возникают каждый раз… „
Согласитесь, реальность не может быть как если бы и в кавычках. Нет возможности знать о событиях в микромире наверняка, без вероятностей, ну и ладно, зачем изобретать виртуальные “миры»? Они не более чем математические абстракции, замещающие в сознании непознанную реальность. Их существование заведомо не подлежит проверке.
Но можно косвенным образом проверить существование другой гипотетической реальности. Она, в частности, объясняет наблюдаемую «нелокальную корреляцию» спинов запутанных частиц.
Известно, что спины запутанных фотонов не являются неизменными с момента образования их пары. Они пребывают в состоянии «суперпозиции» — одновременно во взаимно противоположных состояниях. Но вместо алогичной суперпозиции проще допустить, что запутанные фотоны мгновенно обмениваются информацией о значениях своих спинов для сохранения общего нулевого спина их квантовой системы. И как только в результате внешнего воздействия (без коллапса ВФ) изменился спин одного из фотонов, другой фотон, получив мгновенный сигнал от напарника, тут же меняет свой спин, чтобы общий спин квантовой системы оставался равным нулю. Если внешнее воздействие было более скоротечным, то спин первого фотона тут же восстанавливается, а спин второго остаётся прежним.
Таким образом, под влиянием «мягких» внешних воздействий происходит синхронная осцилляция спинов запутанных фотонов. Она прерывается при измерении одного из фотонов — при более сильном, декогерирующем воздействии на него. Но как бы мы не старались провести измерение двух фотонов одновременно, нам не удалось бы застать их с одинаковыми значениями спинов — до осуществления момента их синхронизации. По-моему, это вполне разумное ограничение на одновременность для нашего классического мира.
Есть ли в замене суперпозиции синхронной осцилляцией логические ошибки и расхождения с опытом? Ориентироваться на постулат ОТО о максимальности скорости света для обмена информацией, полагаю, не следует. Всё-таки были опыты швейцарских физиков в 2008 году по определению скорости взаимодействия запутанных фотонов. Её нижний предел — в 100 000 раз выше скорости света.
ARad
Отличная статья, правильное изложение ММИ квантовой механики!
Единственный для меня спорный момент, что квантовая механики и её ММИ в том числе является локальной теорией. Не могли вы изложить обоснование этого пункта более подробно в отдельной статье?
Я понимаю, что скорость передачи информации в квантовой механики не превышает скорость света. Но откуда это следует? Я не совсем понимаю. Я предполагаю, это это следует из того, что волновая функция подчиняется СТО. И почему именно СТО, а не ОТО? Но я не точно в этом уверен, потому что совсем не понимаю математический язык волновой функции и уравнения Шрёдингера.
Т.е. с точки зрения скорости передачи информации КМ локальная теория.
Но я считаю что КМ не совсем локальная теория с другой точки зрения. Вы пишите что расщепление миров распространяется от точки измерения не быстрее скорости света, но это не совсем так. Расщепление миров всегда начинаться с нескольких точек. Например с двух. Причём эти точки могут находиться как угодно «далеко» друг от друга. И несмотря на огромное расстояние, такие расщипления всегда будут взаимно согласованными и соответствовать ВФ.
Например расщепление мира, может начаться почти одновременно на земле и на луне, но они будут всегда взаимно правильными. Причём мы точно знаем, что запутанные частицы получают знания о выбранном исходе именно в момент расщепления, а не с помощью скрытых параметров, например договорившись заранее.
Т.е. с точки зрения согласования между запутанными частицами в момент расщепления, КМ не является локальной теорией.
Shkaff Автор
В квантовой механике такого ограничения нет. Это следствие слияния КМ и СТО в квантовую теорию поля. Есть нелокальные интерпретации, как теория волны-пилота, но они не очень совместимы со СТО.
Можно расширить и на ОТО — будет квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени, но полностью они не совместимы, т.к. мы не умеем квантовать гравитацию.
Я не очень понял, вы имеете в виду, если разнести две запутанных частицы и потом измерить?
Это стандартная интерпретация КМ является нелокальной, тут вы правы. Но нелокальность не позволяет передавать информацию, так что СТО не нарушается.
ММИ является полностью локальной, я попозже сделаю добавку к статье, поясню это, в комменты все не влезет:)
ARad
Я когда разбирался с разными интерпретациями КМ, выбрал именно ММИ как самую логичную. ММИ основанна только на самой КМ и не требует существования обычного, не квантового мира.
Мы отлично знаем что «обычный» «не квантовый мир» состоит ТОЛЬКО из квантовых частиц. Т.е. на лицо явная противоречие, когда мы говорим о существования обычного мира, но состоящего ТОЛЬКО из квантов.
Если мир состоит только из квантовых частиц, то логично предположить, что никакого «обычного мира» не существует, а есть только квантовый мир, а обычный мир нам только кажется обычным, ввиду того, что состоит из громадного количества квантовых частиц, которые к тому же непрерывно взаимодействуют друг с другом. Этот процесс напоминает мне возникновение таких понятий как температура и давление из беспорядочного движения отдельных атомов.
Если отвлечься от КМ то я считаю, что нельзя считать нашу вселённую единственной и уникальной, хотя бы из того факта, что чтобы настолько точно подстроить разные взаимодействия нашей вселенной, мета вселенная, должна породить чуть ли не бесконечное количество всевозможных вселённых подобных нашей.
Shkaff Автор
Все верно, со всем согласен, кроме последнего абзаца, но это другая песня.
caballero
Неверно. При измерении обьект попадает в запутаное состояние с измерителем(прибором, наблюдателем не важно) и это запутаное состояние находится в суперпозиции.
Например с точки зрение Шредингера кот находится в состоянии суперпозиции — <фотон прошел кот мертв| фотон не прошел кот жив> после открытия ящика вся система с точки зрения друга Винера (пока шредингер не сказал ему что с котом) находится в состоянии суперпозиции с уже запутаным Шредингером <фотон прошел кот мертв Шредингер знает что кот мертв| фотон не прошел кот жив Шредингер знает что кот жив>
ARad
Т.е. вы утверждаете что в Копенгагенской интерпретации нет редукции волновой функции? Вы ничего не попутали? ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
caballero
Волновая функция это представления Шрединера которое обычно фигурирует в курсе общей физики как более простое.
Но суть в том что состояние волновой функции заисит от наблюдателя для Шредингера произошел колапс а для Винера нет. А до того колапс произошел с точки зрения кота.
ARad
Вы сами то понимаете что пишите? Согласно КИ существует только ОДИН мир.
Допустим что для кота редукция уже произошла и в этом ОДНОМ мире кот остался жив. Но вы говорите что для Шрёдингера кот еще имеет две суперпозиции, и после редукции ВФ для Шредингера кот может стать мёртвым, т.е. в единственном мире сначала кот остался жив, а потом неожиданно стал мёртвым. Но это еще не все! Мертвый кот и Шредингер все еще имеют суперпозицию для друга Шрёдингера и вот при третьем коллапсе кот внезапно оживает! Вот Шредингер то обрадуется!
caballero
я то как раз понимаю. Суперпозиции не две а одна — суперпозиция двух состояний.
И кот не оживает.
Третий наблюдатель увидит кота мертвым но ОН ОБ ЭТОМ НЕ ЗНАЕТ. Для него кот находится в состоянии 50 на 50. У него нет никаих причин считать кота мертвым или живым и его результат измерения (получения инфы о коте) будет выглядет абсолютно случайным.
Так же как в квантовой связи кубит для Боба примет случайных характер хотя Алиса уже измерила и знает в какое состояние колапсировала запутаная пара
Понятно что с реальным котом никой суперпозиции не будет потому что кот как макрообект уже запутан с макромиром и его состояние определено в любой момент времени.
Если бы понимание квантовой механики было простым и интуитивно понятным вообще не бло бы никаких попыток интерпретайий как никто не интерпретирует законы Ньютона
caballero
Возможно модераторы не пропустят решив что реклама но на всякий случай
www.youtube.com/watch?v=JAhWZu983h8
Грамотное обьяснение несостоятельности многомировой интерпретации
Akela_wolf
Увы, но автор видео очевидно не разобрался в теме. ММИ, насколько я понимаю, не требует чтобы мы оказывались в одном или другом «мире» с равной вероятностью. То есть, если у нас есть кот Шредингера, который жив с вероятностью 99% и мертв с вероятностью 1%, то при наблюдении мы будем запутаны с живым котом с вероятностью 99% (окажемся в мире «живого кота») и, соответственно, будем запутаны с мертвым котом с вероятностью 1% (окажемся в мире «мертвого кота»). Вообще автор видео явно является сторонником копенгагенской интерпретации, поэтому подходит к ММИ предвзято.
caballero
суля по всему курсу видео автор как раз разобрался. Поэтому подходит не предвзято а професионально. ММИ вообще не обясняет по какому принципу образуется тот или иной мир. А должна раз предагает детерминированость вместо абсолютной случайности
Akela_wolf
В конкретно этом видео он подходит к ММИ очевидно предвзято. Для него есть эталон — копенгагенская интерпретация и все остальные интерпретации он сравнивает с ней. А это и есть предвзятость.
caballero
Так же как для физики эталон законы Ньютона и никто никаких интерпретаций не придумывает.
Копенгагенская интерпретация совпадет с экспериментами, математически самосогласована и непротиворечива. Вот и все.
Можно конечно верить в паралельные вселенные но надо для этого иметь хоть какие то основания.
DrSmile
caballero
кто именно и как их приведет в такое состояние?
и как ММИ обясняет интерференцию?
постулируется и подтверждается экспериментами. В отличие от паралельных миров которые только постулируются
DrSmile
Никто и никак, поэтому различные миры в ММИ и не влияют друг на друга.
ММИ суть уравнение Шредингера без всяких дополнительных постулатов, которое прекрасно объясняет всю квантовую интерференцию.
Параллельные миры не постулируются, а следуют из уравнения Шредингера. Это у копенгагенской интерпретации постулируется нефизический процесс для избавления от них.
caballero
Уравнение Шредингера как раз не обясняют всю квантовую механику. В первую очередь вероятносный характер КМ который подтверждается экспериментами в частности нарушением неравенств Белла. Потому то в теоретической физике используют представление Гайзенберга а не Шредингера.
DrSmile
Вот в этом и состоит одно из достижений ММИ: она переводит случайность из закона природы в субъективный эффект. Рассмотрим абсолютно классический мысленный эксперимент. Пусть мы умеем делать идентичные и абсолютно равноправные копии предметов. Возьмем человека и размножим его в 10 экземпляров, одного посадим в комнату с черными стенами, остальных — с белыми. Какова вероятность для этого человека оказаться в черной комнате? Т. е. процесс копирования разума вызывает появления субъективной вероятности. ММИ просто использовала этот факт для устранения недетерминизма и лишних постулатов.
caballero
закон природы нельзя куда то перевести. Ррирода на квантовом уровне случайна и недетерминирована что подтверждается экспериментально.
. Кроме того случайности это не только колапс волновой функции в момент измерения то есть внешнего воздействия. Это еще и к примеру такие спонтанные штуки бета-распад, который уравнение Шредингера и как следствие ММИ обьяснить не в состоянии. Потому как если представлять что то детерминированым но надо предявить законы по которым детерминированую систему можно точно расчитать. Ну рассчитайте точно когда распадется нейтрон.
DjSapsan
Случайность мы наблюдаем. Но я считаю квантовую физику тоже детерминированной (имею ввиду неслучайность, а не предсказуемость).
1) На макроуровне нет такой уж случайности. Мы знаем все возможные ветки развития квантовых явлений (уран распадается на торий, но не на плутоний; кот может умереть, но не превратится в слона. Спин может быть вверх или вниз, но не может исчезнуть). Нам просто неизвестен результат.
2) На микроуровне может быть другая «физика». Например, создаем ИИ в виртуальном мире. Берем любой детерминированный генератор случайных чисел (за сид можно взять часы хоста) и рандомно кидаем яблоко в ИИ. Как бы ИИ ни изучал свой мир, он принципиально не сможет узнать, что на самом деле всё это детерминировано.
DrSmile
DjSapsan
Обычно прогеры любят моделировать разные явления. Физику Ньютона запрограммировать может школьник. Эйнштейна частично реализовали (OpenRelativity). Есть ли попытки смоделировать квантовую механику в ММ интерпретации?
Shkaff Автор
Вряд ли, т.к. в чем будет отличие от обычных квантов? Написать эволюцию системы под действием уравнения Шредингера просто — это ж просто линейный диффур.
DjSapsan
а посмотреть и изучить?
DrSmile
avdx
Насколько я понимаю, образование нового мира происходит в результате декогеренции квантовой системы, находящейся в состоянии суперпозиции. Т.е. возможны не все варианты миров, а только такие, которые являются следствием перехода какой-либо квантовой системы в одно из состояний?
Если так, то такой вопрос. Допустим я выбираю действие из двух одинаково предпочтительных вариантов. Тогда, если мой выбор зависит от состояния какой то квантовой системы, то будет два мира, где реализуется каждый из вариантов. А если не зависит, то будет только один какой то вариант и в этом случае сознание/воля получаются полностью детерменированными?
Shkaff Автор
Ну в целом да, пожалуй. Правда, воля/сознание в любом случае детерминированы, т.к. Вселенная в целом полностью детерминистична.
DjSapsan
Да, этот момент люди оспаривают из-за сложностей перевода понятия и истории физики. Почему-то детерминированность воспринимают как заранее написанный сценарий. Хотя на самом деле имеет место только причина и следствие. Если я спрыгну с крыши, то упаду не из-за судьбы, а из-за законов физики. Мое решение прыгнуть тоже было принято в согласии с законами физики. Вот, я несознательно привел прыжка с крыши. И только потом я понял почему — сегодня посмотрел фильм «Игра». Кто смотрел, тот задумывается над предсказуемостью нашего поведения. Сорян за фрактал.
Shkaff Автор
Ну вопрос кто принимает решение. По законам физики никто — нет никакого агента, который совершает «сознательный» акт принятия решения, есть просто эволюция атомов и молекул в вашем теле под действием законов физики. Так что в этом смысле свободы воли вообще нет. Но это и главная иллюзия, которую нам подкидывает мозг: нам кажется, что мы принимаем все эти решения.
DjSapsan
Нет, это не иллюзия. Свобода воли существует, просто она подчиняется законам физики. Например, робот может выбрать пойти одной дорогой или другой, хотя программист не программировал конкретную дорогу. Робот имеет свободу выбора дороги по своим внутренним предпочтениям. У людей просто больше степеней свободы.
DjSapsan
в любой возможной интерпретации и в любой возможной вселенной все решения любых существ детерминированы законами физики. Не важно, в основе всего 100% случайность или 100% причина-следствие, никакой мозг не способен нарушить законы физики. Откуда этот хайп вокруг нарушающей законы свободы воли?
avdx
Про нарушение законов физики вообще речь не шла. Не знаю, как это может следовать из моего вопроса.
Про детерменированность — имелось ввиду в классическом смысле. Просто, насколько я знаю, существует несколько версий природы сознания: в частности квантовая это природа или классическая. И тогда, если природа квантовая (выбор зависит от состояния квантовой системы в суперпозиции), то получается, что согласно ММИ, выбор порождает несколько миров, соответствующие каждому варианту выбора, т.е. каждый вариант реализуется в своем мире. А если природа классическая, то реализуется только один предопределенный вариант.
NumLock
Можно 11 вопрос добавить?
Не является ли наше 3-х мерное пространство — измерением материи, которое формирует наш мир существующей в данных момент вероятности?
arielf
Shkaff, вы не указали самые главные источники инфы, которые мне советовал Брайан Грин, — диссертацию Хью Эверетта и его оригинальные публикации, The Emergent Multiverse by David Wallace. Ещё, конечно, монографию Дэвида Дойча и его публикации, например, The logic of experimental tests, particularly of Everettian quantum theory. И более популярные Стурктура реальности и Начало бесконечности.
arielf
Shkaff,
Ах как неаккуратно! Энтропия конечна лишь у замкнутой системы. У открытой энтропия не имеет максимума и может быть любой. А почему вы решили, что Вселенная конечна в пространстве? Ежели Вселенная бесконечна, у нас реализуется бесконечное число физически несвязанных миров и без КМ, в так называемой «лоскутной» Мультивселенной.