Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Многоміровая інтерпретація



План:


Введення

Многоміровая інтерпретація ( англ. Many-worlds interpretation ) - Це інтерпретація квантової механіки, яка передбачає існування " паралельних всесвітів ", в кожній з яких діють одні й ті ж закони природи і яким властиві одні і ті ж світові постійні, але які знаходяться в різних станах. Многоміровая інтерпретація відмовляється від недетермінірованного колапсу хвильової функції, який супроводжує виміру в копенгагенської інтерпретації. Многоміровая інтерпретація обходиться в своїх поясненнях тільки явищем квантової зчеплення і абсолютно оборотної еволюцією станів.


1. Нарис

Хоча з часу виходу оригінальної роботи Еверетта вже було запропоновано кілька нових версій ММІ, всім їм властиво два основні моменти. Перший полягає в існуванні функції стану для всієї Всесвіту, яка весь час підпорядковується рівнянню Шредінгера і яка ніколи не відчуває недетермінірованного колапсу. Другий момент полягає в припущенні, що це вселенське стан є квантової суперпозицією декількох (а можливо, і нескінченного числа) станів однакових невзаємодіючих між собою паралельних всесвітів.

Ідеї ​​ММІ беруть початок в дисертації Х'ю Еверетта з Прінстона, написаної під керівництвом Джона Уїлера, а сам термін "многоміровая" зобов'язаний своїм існуванням Брайс Девітт, який розвинув тему оригінальної роботи Еверетта. Формулювання Девітт стала настільки популярною, що її часто плутають з вихідною роботою Еверетта.

ММІ є однією з багатьох многомірових гіпотез у фізиці і філософії. На сьогоднішній день вона є однією з провідних інтерпретацій, поряд з копенгагенської інтерпретацією і інтерпретацією узгоджених хронології.


2. Багато світів і проблема інтерпретації

Як і інші інтерпретації, многоміровая покликана пояснити традиційний двохщілистими експеримент. Коли кванти світла (або інші частинки) проходять через дві щілини, то, щоб розрахувати, куди вони потраплять, потрібно припустити, що світло має хвильовими властивостями. Хоча в той же час, якщо кванти реєструються, то вони завжди реєструються у вигляді точкових частинок, а не у вигляді розмитих хвиль. Щоб пояснити перехід від хвильового поведінки до корпускулярного, Копенгагенська інтерпретація вводить процес так званого колапсу.

До того моменту, як Фон Нейман написав в 1932 р. свій знаменитий трактат Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, явище "колапсу хвильової функції" було вбудовано в математичний апарат квантової механіки у вигляді постулату, що існують два процеси, при яких хвильова функція змінюється:

  1. Стрибкоподібне випадкове зміна, що викликається наглядом і виміром
  2. Детермінована еволюція з часом, що підкоряється рівнянню Шредінгера

Багато визнавали, що явище колапсу хвильової функції, запропонованого копенгагенської інтерпретацією для (1), є штучним трюком і, отже, необхідно шукати іншу інтерпретацію, в якій поведінка при вимірюванні трактується за допомогою більш основоположних фізичних принципів.

Докторська робота Еверетта якраз і пропонувала подібну альтернативу. Еверетт запропонував вважати, що для складовою системи (якою є частка, що взаємодіє з вимірювальним приладом) твердження про те, що будь-яка підсистема знаходиться в певному стані, є безглуздим. Це призвело Еверетта до висновку про відносний характер стану однієї системи по відношенню до іншої.

Формулювання Еверетта, що приводить до розуміння процесу колапсу хвильової функції, що відбувається при вимірі, математично еквівалентна квантової суперпозиції хвильових функцій. Оскільки Еверетт припинив займатися теоретичною фізикою незабаром після отримання ступеня, подальший розвиток його ідей проводили інші дослідники, з числа яких можна виділити Брайса Девітт.


3. Короткий огляд

У формулюванні Еверетта, вимірювальний прилад M і об'єкт вимірювання S утворюють складову систему, кожна з підсистем якої до вимірювання існує в певних (залежать, звичайно, від часу) станах. Вимірювання розглядається як процес взаємодії між M і S. Після того, як між M і S відбулося взаємодія, більше немає можливості описувати кожну з підсистем за допомогою незалежних станів. Згідно Еверетту, будь-які можливі описи повинні бути відносними станами: наприклад, стан M відносно заданого стану S або стан S відносно заданого стану M.

У формулюванні Девітт, стан S після вимірювання є квантова суперпозиція альтернативних історій S.

Схематичне представлення пари "найменш можливих" квантово-механічних систем перед взаємодією: вимірювана система S і вимірювальний апарат M. Система S розглядається як 1 - кубитовую система.

Давайте розглянемо найпростішу можливу квантову систему S - як показано на картинці. Ця картинка описує, наприклад, спінова стан електрона. Виберемо певну вісь (наприклад, вісь z) і припустимо, що північний полюс позначає спин "вгору", а південний полюс - спін "вниз". Всі можливі суперпозиції станів описуються так званою сферою Блоха (її поверхнею). Щоб провести вимірювання над S, її треба привести у взаємодію з іншою аналогічною системою - M. Після взаємодії складова система описується станом, існуючому в шестимерному просторі (причина того, що вимірювань шість, пояснюється в статті про сферу Блоха). Цей шестимерному об'єкт можна представити у вигляді суперпозиції двох "альтернативних історій" системи S, в одній з яких спостерігався результат вимірювання "вгору", а в іншій - "вниз". Кожне наступне двійкове вимір (яким є взаємодія з системою M) викликає аналогічне розгалуження історичного дерева. Таким чином, після трьох вимірів систему можна розглядати як квантову суперпозицію 2х2х2 = 8 копій вихідної системи S.


4. Науковість інтерпретації

Згідно з критеріями науковості, будь-яка теорія повинна бути проверяема. Однак многоміровая інтерпретація припускає, що "паралельні світи" не взаємодіють (точніше, взаємодія може спостерігатися тільки у вигляді інтерференції при взаємодії частинки з аналогічною часткою з іншого світу, що відрізняється від спостережуваного тільки положенням даної частки), - а тому їх існування не платника в експерименті . Тому згідно сучасним критеріям науковості дану гіпотезу можна відносити до ненауковим.

При цьому корисність інтерпретації може обговорюватися лише крізь призму її прагматичного використання. Так, наприклад, аналіз деяких питань у многоміровой інтерпретації хоча і призводить до тих же результатів, що і в будь-який інший з них, але є більш простим з логічної точки зору - що і пояснює її популярність в деяких областях науки (особливо у квантовій космології) .


5. Дивись


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Інтерпретація
Копенгагенська інтерпретація
Інтерпретація (психоаналіз)
Інтерпретація квантової механіки
Структура та інтерпретація комп'ютерних програм
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru