从视频节选:www.youtube.com/watch?v=kTXTPe3wahc
部分从文章方程多对一
世界量子力学的解释书“超空间:科学奥德赛通过平行世界,洞的时间和第十维度” -加来道雄
书“无限的开始”-David Deutsch
由于无法完全观察量子物理学并且无法对所有新出现的问题进行实验,因此科学家将宇宙分为几个阵营。 “多世界”解释是物理学和哲学领域领先的“多世界”假设之一,它与“哥本哈根”解释以及一致的年代学解释一样。
在古典物理学中,一切都很简单:存在空间和时间,在该空间中存在物质,存在系统参数(如脉冲或位置),并且存在描述这些参数变化的物理定律。如果您确切知道系统的初始状态,则可以绝对准确地预测其将来的行为。
在量子物理学中不是那样的。在这里,系统由波动函数描述。它定义了在特定状态(例如,特定坐标或动量)下测量系统的概率。在测量之前,不能说系统具有一定的力矩,它仅具有波动功能。
但是问题是,量子力学不允许您看到粒子的波函数。
当我们尝试测量粒子的波动函数时,它将显示出选项之一,而不是整个可能的梯度。
许多研究量子力学的人都习惯于有两套规则:
- 当我们不看时,波函数由薛定ding方程描述
- 当我们尝试测量时,相同的功能会立即崩溃
薛定ding本人不喜欢这个想法,他们在与爱因斯坦的通信中讨论了这个想法。施罗丁格猫的实验也出现在同一地方。
实验说明
实验的想法是将无法察觉的量子效应与诸如猫之类的有形物体联系起来。
我们把猫放在盒子里。该盒子包含一个辐射源,一个粒子衰减检测器和一种气体,如果检测器检测到粒子衰减,该气体将被释放。
该理论认为,粒子具有一定的概率:它是否衰变。而且只有对该粒子状态的测量才能为我们提供有关其是否崩解的答案。在我们进行测量之前,我们对粒子的状态一无所知。
仅当打开包装盒并查看猫是否死了时,我们才能找到结果-也就是说,我们进行测量。
直到进行测量之前,整个系统都处于混乱状态。
好结果(对于一只猫)
原子不衰变,探测器不衰变,烧瓶不破裂,猫醒来
不好的结果(对于一只猫)
原子衰变,探测器检测到衰变,烧瓶破裂,猫死
了。关闭盒子时,猫在叠放外部观察者
在这个实验中,猫的状态直接取决于原子的状态-也就是说,原子和猫相互缠绕。
但是,根据量子力学,原子不必处于任何特定状态。大多数时候他处于叠加状态。
那些。同时腐烂和破碎。
此外,原子的叠加与检测器的状态和猫的状态纠缠在一起。
事实证明,一段时间后,盒子中所有内容的波动函数都处于叠加状态。
- 在一种状态下,原子没有分解,充满气体的试管完好无损,猫还活着
- 在另一种状态下,原子崩解,试管破裂,猫死了
此外,如果我们作为观察者打开盒子并向里看,那么我们将折叠wave函数并看到猫是活的还是死的。是?
并不是的
经典(哥本哈根)的解释表明,观察过程是波函数崩溃为一种状态的过程。崩溃导致以下事实:波动函数仅作为原始波动函数的一部分继续发展(从文章开始的图片1和2)。对象不再处于叠加状态,因此采用其可能值之一。
结果,所有量子纠缠效应都消失了。该理论既没有解释波动函数是如何发生坍塌的,也没有解释为什么某些相互作用会导致坍塌,而另一些相互作用却不会。
哥本哈根人对波动函数崩溃的解释被广泛接受为一种人工手段。因此,必须寻求另一种解释,其中使用更基本的物理原理来解释测量行为。
迄今为止,最详尽的解释之一是“多世界解释”。
多世界的解释
有一个术语称为量子纠缠。这是两个彼此相对飞行的电子发生碰撞并纠缠在一起的时候。
一旦我们测量了一个电子的动量,我们就立即认识到另一个电子的动量。
一个电子的测量使另一电子的波函数立即消失,即使它们之间的距离为数百万光年,在
彼此相互作用之后,电子不再具有波函数,它们的状态现在可以用一个共同的函数来描述。
这可以无限期地继续下去,最后我们得出的结论是,只有一个波动函数描述了整个宇宙的状态。
很少的细节
在哥本哈根的解释中,据信当观察到一个量子系统时,将用一组规则来描述它,而当不观察到时,则将用另一组规则来描述。
根据这个假设,薛定ding打开盒子时,将猫折叠成“活着”或“死亡”状态。
如果我们从量子理论中删除这一假设,那么事实证明,衰变和未衰变原子的叠加将与检测器以及与猫本身纠缠在一起。
不要忘记,人类也是由原子组成的。如果系统与猫混淆,那么它就会与我们混淆。
因此,根据MMI,Schrödinger(III)发现自己处于混乱状态:
为此方程,您需要添加环境(env):
退相干过程导致的环境与它们两者纠缠在一起:
在这种情况下,Schrödinger不再具有“取消”测量或执行某些操作来“解散”这两种状态的能力。这两个世界是分裂的:一个在薛定er(Schrödinger)发现一只死猫,另一个在活着。同时,没有崩溃发生,所有这一切仍然是大波函数的统一演化。
事实证明,当我们打开盒子时,没有任何变化和折叠功能很重要,我们只是对盒子内部的系统感到困惑。
这意味着我们同时看到一个有活猫和死猫的系统。
因此,我们在一个有活猫的盒子前面,而我们在一个死了的盒子前面。
好吧,实际上,不是我们,而是我们的副本,它是在宇宙解体为两个现实时出现的,现在永远不会相交。
结果,宇宙分裂了,并且出现了两个几乎完全相同的现实,
这是多世界解释的主要思想。它唯一的假设是,整个宇宙由一个波动函数来描述。没有“古典”世界,没有观察者,没有崩溃-所有这些都是在Schrödinger方程的作用下一个波动函数的统一演化。我们观察到的崩溃完全是一个退相干的过程,即我们无法“解开”物体和与其纠缠的环境。
在这种情况下,每次发生“崩溃”时都会出现不同的“世界”,即系统与环境的相互作用。在这种情况下,根据波动函数的分支,一个世界被分为几个世界,这些世界不再相互作用。
总,这只是部分解决方案,因为描述整个宇宙的宇宙波函数本身没有确定的状态,而是由所有可能的宇宙组成。因此,海森堡首先发现的不确定性问题现在扩展到整个宇宙。
在这些理论中,我们可以操作的最小单位是宇宙本身,而可以量化的最小单位是所有可能宇宙的空间,其中包括死猫和活猫。因此,在一个宇宙中,一只猫真的死了,但在另一个宇宙中,它还活着。但是,两个宇宙都在同一个容器中-宇宙的波动函数。