Ist der Zweite Hauptsatz eine Folge des Viele-Welten-Prinzips?

Ich habe ein wenig zu diesem Thema gestöbert und keine Artikel gefunden, die sich direkt mit dieser Frage befassen. Hier ist die Idee:

Im Many Worlds View (MWV) gibt es aus globaler Sicht keinen Informationsverlust. Ein externer gottähnlicher Beobachter „Q“ könnte alle Informationen zusammenzählen, die in allen Zweigen der universellen Wellenfunktion vorhanden sind, und feststellen, dass sie sich nie ändern. Aus der Perspektive eines Beobachters "B", der selbst eine Komponente der Wellenfunktion ist, sollte es jedoch so aussehen, als würden ständig Informationen aus seiner Welt austreten. Jedes Mal, wenn ein Ereignis auf den Zustand von „B“ einwirkt, kommt es zu dem, was ein Befürworter der Kopenhagener Konvention einen Zusammenbruch der Wellenfunktion nennen würde. Was Everett sagen würde, ist, dass sich die Welt von B "spaltet", wodurch die Unsicherheit aus der Perspektive von B in jeder der "neuen Welten" verringert wird.

Der Unsicherheitsverlust läuft auf eine Zunahme der Korrelation zwischen den Komponenten der Welt von B hinaus, aber auf einen Informationsverlust. Zum Beispiel sagt das Messinstrument von B in einer Welt „spin up“ und in der anderen Welt „spin down“, unmittelbar nach der Messung des Spins eines Teilchens. Der Spin des Teilchens ist in keiner der Welten mehr ungewiss.

Beobachter Q hat damit keine Probleme: Er hat Everetts Perspektive. Aus Sicht von B sind jedoch Informationen verloren gegangen. Vor der Messung benötigt die Wellenfunktion möglicherweise mehrere Bits, um sie zu beschreiben (z. B. könnte das Verhältnis von "Aufwärts"- zu "Abwärts"-Wahrscheinlichkeiten 64:1 betragen, was 6 Bits erfordert). Die Wellenfunktion nach der Messung besteht aus einem Bit: 1 oder 0 (auf oder ab).

Aus der Sicht von Q scheint es also, dass sich die universelle Wellenfunktion ständig so entwickelt, dass einzelne Zweige immer weniger Informationen enthalten – also steigt die Entropie zwangsläufig in jedem Zweig. Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik wäre dann gleichbedeutend mit einer Aussage, dass, obwohl Verzweigungen in der universellen Wellenfunktion auftreten können, „Entzweigung“ oder Vereinigung mehrerer Verzweigungen zu einer Verzweigung nicht auftreten kann.

Macht das Sinn? Gibt es veröffentlichte Arbeiten, die sich mit der Frage befassen?

Der zweite Hauptsatz würde auch in einem rein klassischen Universum gelten.
Es gibt wahrscheinlich keine veröffentlichten Arbeiten, die sich damit befassen, da das MWI, wie die Definition von Interpretation bedeutet, meines Wissens keine neuen mathematischen Formeln einführt, die zur Diskussion dieses Punktes erforderlich wären.
Individuelle Zweige enthalten immer weniger Informationen – also nimmt die Entropie zwangsläufig in jedem Zweig zu “ – Weniger Informationen implizieren weniger Entropie.
Der zweite Hauptsatz ist das Ergebnis von zwei Dingen: Es gibt mehr Mikrozustände mit hoher Entropie als Mikrozustände mit niedriger Entropie; und das Universum begann in einem Mikrozustand mit niedriger Entropie. Wenn man das alles aus vielen Welten ableiten kann...
@safesphere, ich denke, es kann einige Verwirrung über "Weniger Informationen bedeuten weniger Entropie" geben, die mit Unterschieden in der Definition von "Informationen" zusammenhängen. Ein Buch enthält viele Informationen, aber bis diese Informationen mit etwas im Gehirn eines Lesers korreliert sind, besitzt der Leser die Informationen nicht. Wirklich zwei verschiedene Bedeutungen für "Informationen".
OK, aber können Sie erklären, wie weniger Informationen zu einer höheren Entropie führen?
In Bezug auf die Suche nach Referenzen: Wenn Sie dieses Thema ernsthaft verstehen möchten, finden Sie möglicherweise arxiv.org/pdf/1608.05377.pdf relevant. Ich kann nicht sagen, dass ich es noch vollständig verstanden habe, aber es sollte irgendwie mit Ihrer Frage zusammenhängen.
Das Papier sieht direkt relevant aus, danke. Es wird einige Studien erfordern.
Wie um alles in der Welt kommt es dazu, dass aus der Sicht von Q die Zeit fließt und nicht symmetrisch ist? Damit die Zeit anisotrop, irreversibel ist, sollte die Entropie wachsen, aber aus der Sicht von Q bleibt die Entropie Null. Die Zeit sollte also keinen Pfeil haben. Und das Universum bleibt in seinem Zustand vor dem Urknall (der bereits alle Zweige umfasst).

Antworten (1)

Ihre Beschreibung der Zweige und der gespeicherten Informationen scheint korrekt zu sein.

Allerdings gibt es eine Sache, die ich hinzufügen möchte. Du sagst das:

Vor der Messung benötigt die Wellenfunktion möglicherweise mehrere Bits, um sie zu beschreiben (z. B. könnte das Verhältnis von "Aufwärts"- zu "Abwärts"-Wahrscheinlichkeiten 64:1 betragen, was 6 Bits erfordert). Die Wellenfunktion nach der Messung besteht aus einem Bit: 1 oder 0 (auf oder ab).

Ich muss widersprechen. Obwohl ich Ihren Standpunkt verstehe, würde dies bedeuten, dass das Universum so eingerichtet wurde, dass es (Raumzeit) diskret sein könnte. Ich denke, nach unserem derzeitigen Wissen ist die Raumzeit kontinuierlich.

Sie beschreiben die Wellenfunktion so, als ob sie irgendwo gespeichert werden müsste (und eine bestimmte Größe zum Speichern benötigen würde). Eigentlich habe ich eine Frage auf dieser Seite dazu. Denn ich hatte die gleiche Idee.

Wo werden die Informationen der Wellenfunktion gespeichert?

Jetzt sagt Ihre Idee:

  1. Die Wellenfunktion (zumindest ihre Informationen) muss irgendwo gespeichert werden, obwohl die Wellenfunktion selbst nur eine Auswahl von Informationen über die Raumzeit selbst sein könnte

  2. die Informationen sind diskret (nicht kontinuierlich), da Sie zum Speichern eines booleschen Werts (1,0) nur weniger Informationen und weniger Speicherplatz benötigen als für die Wahrscheinlichkeit von 64:1

Aus der Sicht von Q scheint es also, dass sich die universelle Wellenfunktion ständig so entwickelt, dass einzelne Zweige immer weniger Informationen enthalten – also steigt die Entropie zwangsläufig in jedem Zweig.

Ich stimme zu. Womit ich nicht einverstanden bin, ist, dass Q nur den Zweig sieht, in den es geht (und daher wird Q immer weniger Informationen benötigen, wenn er durch die Zweige geht). Q sieht den ganzen Baum.

Ich stimme dem zu, dass es auch in jeder Filiale immer weniger lokale Informationen gibt. Womit ich nicht einverstanden bin, ist, dass es notwendig oder möglich ist, diese (weniger) Informationen auf weniger Speicherplatz zu speichern.

Also im Grunde würde ich nur zwei Dinge hinzufügen:

  1. Q sieht den ganzen Baum, und die Entropie entwickelt sich nicht, sie ist für den Baum konstant. Sie können Zweige auswählen, bei denen die Entropie zunimmt.

  2. Sie können und müssen weniger Informationen für einen booleschen Wert (1,0) als für eine 64: 1-Möglichkeit speichern. Dies liegt daran, dass die Wellenfunktion nur Informationen über die Raumzeit ist und diese kontinuierlich ist.

Gerade wir Menschen versuchen, unsere Mathematik zu nutzen und die Raumzeit, die nach unserem heutigen Wissen kontinuierlich ist, auf diskrete Weise zu beschreiben.

Jetzt kann ich die Lichtgeschwindigkeit auf c=1 oder c=299 792 458 m/s einstellen. Ersteres braucht nur ein Bit, letzteres ein paar Bits. Ich verstehe, dass der Fall von Wahrscheinlichkeiten anders ist, aber es ist immer noch nur Konvention.

Sie sagen, dass Sie Messungen vornehmen, während Sie sich durch die Zweige bewegen, und das erhöht die Entropie, weil es die Informationsmenge in jedem Zweig verringert, wenn Sie vorwärts gehen.

Ich glaube nicht, dass, wenn Sie Messungen vornehmen und in den Zweigen vorwärts gehen, es in jedem Zweig immer weniger Informationen gibt. Die Tatsache, dass Sie sich in diesem Zweig befinden, enthält die ergänzenden Informationen, die Sie durch den Wechsel in diesen Zweig verloren haben. In einem Zweig zu sein bedeutet, nicht in den anderen zu sein, sodass die Informationen global nicht abnehmen.

Ich stimme zu, dass das Entzweigen oder, wie Sie sagen, im Baum rückwärts gehen (Verbinden mehrerer Äste) gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verstößt.

Sie haben geschrieben: "In einem Zweig zu sein bedeutet, nicht in den anderen zu sein, also nehmen die Informationen global nicht ab." Aber im MWV bin ich nicht in einem Zweig. Vielmehr ist der Teil der universellen Wellenfunktion, der „I“ entspricht, über viele Zweige verteilt (und in jedem Zweig leicht unterschiedlich).
@S.McGrew In diesem Fall hat der Teil der universellen Wellenfunktion, der "I" entspricht, innerhalb eines Zweigs einen Zustand (und dieser Zustand ist in jedem Zweig etwas anders), was bedeutet, dass innerhalb dieses Zweigs Informationen darüber vorhanden sind nicht in den anderen (weil in diesen der Zustand der Wellenfunktion etwas anders ist). In diesem Fall nehmen die Informationen jedoch global nicht ab.
Global (dh aus der gottähnlichen und physikalisch unmöglichen Perspektive von Q) nehmen die Informationen nicht ab. Aber die "I-Komponente" in einem bestimmten Zweig kann die Wellenfunktion nicht kennen - das Wahrscheinlichkeitsverhältnis (PR) für die beiden möglichen Ergebnisse einer Spin-Messung. Er kann nur wissen, dass im "anderen" Zweig die Messung umgekehrt ausgefallen sein muss. Der PR für den gemessenen Spin wird effektiv in einen PR für die zwei Zweige umgewandelt . Bei einer Messung der „I“-Wellenfunktion würde der PR von „I found UP“ gegenüber „I found DOWN“ dem PR des Spins entsprechen.
@S.McGrew "Alles, was er wissen kann, ist, dass in "dem anderen" Zweig die Messung in die entgegengesetzte Richtung gekommen sein muss." Sind das nicht ergänzende Informationen?
Sicher, es ist komplementär, aber es reicht nicht aus, um das Wahrscheinlichkeitsverhältnis aufzudecken, das die Essenz der Wellenfunktion ausmacht.