Warum ist der Kollaps der Wellenfunktion mysteriös?

Ja, was Sie beschreiben, ist eine gültige Art, den Zusammenbruch der Wellenfunktion zu beschreiben. Ihrer Meinung nach gibt es eine universelle Wellenfunktion, und sie entwickelt sich zu jeder Zeit einheitlich. Es gibt tatsächlich keinen Zusammenbruch. Der Zusammenbruch der Wellenfunktion ist eine explizit nicht einheitliche Zeitentwicklung einer beliebigen Wellenfunktion, die betrachtet wird, und das ist manchmal umstritten. Die Schrödinger-Gleichung sagt uns, dass sich Systeme einheitlich entwickeln, und der Zusammenbruch der Wellenfunktion sagt uns, dass sich Systeme nicht einheitlich entwickeln. Ein Hauptkritikpunkt an der Kopenhagener Interpretation ist, dass sie nicht klar erklärt, wann das Universum der einheitlichen Evolution folgt und wann es der nicht einheitlichen Evolution folgt. Das macht es bestenfalls zu einer unvollständigen Theorie.

Wie auch immer, was Sie beschreiben – nur einheitliche Evolution – wird oft als Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik bezeichnet. Ich denke jedoch, dass dies eine ziemlich schlechte Fehlbezeichnung ist, da es ziemlich schnell ziemlich Scifi wird und die Leute anfangen, über divergierende Universen usw. zu sprechen. Wenn das, was vor sich geht, wirklich so ist, wie Sie es beschreiben, durchläuft das Universum nur eine einheitliche Entwicklung, die zu Verschränkung und Überlagerung führt Zustände.

Was ist das Problem bei diesem Ansatz? In einer objektiven Welt gibt es kein Problem. Soweit wir wissen, hat das Universum jedoch auch subjektive Komponenten. Zum Beispiel habe ich ein Gefühl oder eine Erfahrung oder Qualia, wie es sich anfühlt, ein Elektron im Spin-up-Zustand zu beobachten (vielleicht habe ich einen Apparat, der abhängig vom Spin-Zustand, der von einem Spin-Messgerät gemessen wird, ein andersfarbiges Licht aufleuchtet ). Aber ich habe NICHT das Gefühl oder die Erfahrung, jemals in einer Überlagerung gewesen zu sein, in der ich gesehen habe, wie sich beides dreht, und sich dreht.

Allerdings befinden sich die Teilchen, die meinen Körper, mein Gehirn usw. ausmachen, Ihrer Meinung nach in einer Überlagerung, weil sie beides erlebt haben.

Ich denke, die meisten modernen Physiker vertreten wahrscheinlich eine stillschweigend dualistische Perspektive auf das Geist-Körper-Problem und würden sich der Idee anschließen, dass unsere subjektiven Gedanken mit dem physischen Zustand unseres Gehirns und Körpers korrelieren. Tatsächlich könnten wir sogar so weit gehen, anzunehmen, dass mentale Zustände eins zu eins mit physischen Zuständen übereinstimmen.

Ihre Interpretation ist mit dieser naiven dualistischen Perspektive nicht vereinbar. Nach Ihrer Interpretation wäre der Körper einer Person in einer Überlagerung, in der er sowohl ein Spin-up- als auch ein Spin-down-Elektron erfahren hat. In welcher mentalen Verfassung würden sie sein? Man könnte sagen, es ist zufällig am Ende der Messung. Angenommen, die Gedankenerfahrungen der Person drehen sich direkt nach der Messung hoch. OK. Aber was ist 10 Sekunden nach der Messung? Ihrer Meinung nach sollte die Wellenfunktion immer noch eine Überlagerung des Körpers der Person sein, nachdem sie auf und ab gesehen hat. Wird also erneut gewürfelt, was die Person in diesem neuen Moment erlebt? Ist es von Augenblick zu Augenblick zufällig, welche Erfahrung wir machen? Das ist ein bisschen solipsistisch.

Gibt es eine Regel, die besagt, wenn Ihr mentaler Zustand am Ende des Experiments einen Spindown erfährt, wird er auch 10 Sekunden später einen Spindown erfahren, obwohl die Wellenfunktion für beide Wahrscheinlichkeiten das gleiche Gewicht hat? Wenn ja, sollte unsere Theorie diese Regel wahrscheinlich beschreiben können.

Oder ist es irgendwie möglich, dass eine Person mehrere gleichzeitige und widersprüchliche Erfahrungen macht? Dies hat Auswirkungen darauf, was mit der persönlichen Identität gemeint ist.

Was Ihre und die Viele-Welten-Interpretation verhängnisvollerweise versäumen, ist irgendeine Erklärung dafür zu liefern, wie physikalische Zustände mit subjektiver Erfahrung korrelieren. Dies ist in klassischen physikalischen Theorien kostenlos, daher betrachten wir dies normalerweise nicht als ein Erfordernis für physikalische Theorien. In klassischen Theorien ist dies kostenlos, weil wir sagen können, dass die E&M-Felder, die auf unsere Augäpfel treffen, Ladungen in unseren Sehnerven bewegen, die die Neuronen in unserem Gehirn beeinflussen, und weil unsere mentalen Zustände mit dem physischen Zustand unseres Körpers korrelieren (möglicherweise in a 1:1 Weg) ist klar, dass Messergebnisse uns bestimmte Dinge erleben lassen sollen. Es ist jedoch quantenmechanisch nicht so klar. Was die Kopenhagener Interpretation,

Auf jeden Fall gibt es hier viele philosophische Themen, die ich nicht sehr kohärent darstellen kann, aber ich wollte einige meiner Gedanken und einige Referenzen teilen.

Sehen

• Maudlin, T. Drei Messprobleme. Topoi 14, 7–15 (1995). für eine großartige Einführung in das Problem der Quantenmessung.

• Dekohärenz und der Übergang von Quantum zu Klassik von Schlosshauer. Eine großartige Einführung in die Dekohärenz, die Ihnen helfen kann, einige Fallen zu vermeiden, die mit dem Nachdenken über Dekohärenz im Kontext der einheitlichen Evolution und der Interpretation vieler Welten im Allgemeinen einhergehen.

• https://www.quantamagazine.org/why-the-many-worlds-interpretation-of-quantum-mechanics-has-many-problems-20181018/

*Oder zumindest ich

Die mysteriösen Aspekte der Quantenmechanik werden von populärwissenschaftlichen Autoren sowohl übertrieben als auch verwirrt.

Viele der Quanteneffekte sind zum Ziel für einen Hype geworden, was zum Teil auf die ursprüngliche Kopenhagener Interpretation zurückzuführen ist, die die Rolle der Messung in einer Weise betonte, die es ihr ermöglichte, eine unangemessene Bedeutung zu erlangen. Eine Messung ist schließlich einfach eine Wechselwirkung zwischen dem beobachteten Quantensystem und den Quantensystemen, die den detektierenden Teil der Messapparatur bilden. Wenn wir sagen, dass die Wellenfunktion eines Teilchens bei der Messung zusammenbricht, meinen wir eigentlich, dass sie sich ändert, wenn das Teilchen mit anderen Ansammlungen von Teilchen interagiert, was weit weniger mysteriös klingt.

Alle möglichen unsinnigen Ideen haben sich entwickelt, weil der Messung eine unangemessene Bedeutung beigemessen wurde, darunter bizarre Behauptungen, dass das Bewusstsein einen Kollaps verursacht, und der endlose fehlgeleitete Hype um Schrödingers Katze.

Zu beachten ist, dass Quanteneffekte immer dann auftreten, wenn Teilchen in der Natur interagieren, unabhängig davon, ob Messungen durchgeführt werden. Man sollte auch bedenken, dass QM ein mathematisches Modell ist, mit dem Berechnungen durchgeführt werden, und es besteht die Gefahr, dass es zu wörtlich interpretiert wird. Nehmen wir den Fall einer vibrierenden Gitarrensaite: Ihre Bewegung kann mathematisch als Überlagerung normaler Schwingungsmodi ausgedrückt werden; nehmen wir das so auf, dass es wirklich eine unendliche Ansammlung von Schwingungszuständen ist? Nein, wir verstehen darunter nur, dass sich die Bewegung mathematisch so darstellen lässt.

Alles in allem gibt es im Herzen der Quantenmechanik wirklich immer noch ein Rätsel, und keine der sogenannten Interpretationen kann bisher alle beobachteten Effekte zufriedenstellend erklären.

Denn der Kollaps quantenmechanischer Wellen ist nur eine qualitative Theorie. Die Quantenmechanik sagt Ihnen nicht wirklich, was sie bedeutet. Stellen Sie sich vor, eine Lichtquelle sendet eine Welle aus, die in alle Richtungen schießt. Wie können diese Wellen plötzlich aus allen Richtungen zu einem Punkt auf dem Messbildschirm zusammenlaufen? Die Position dieses Punktes ist immer noch zufällig. Dieser Punkt ist ein Absorber. An der Stelle des Absorbers wird ein Photon erhalten. Das Problem ist, dass diese Welle möglicherweise die Grenze des Universums erreicht hat. Wie konvergiert diese Welle aus allen Richtungen zu einem Punkt im unendlichen Raum? Kollaps sollte ein physikalischer Prozess sein. Die Quantenmechanik sagt uns nicht, welche Gleichung dieser Prozess erfüllt. Die Quantenmechanik, insbesondere die Interpretation der sogenannten Kopenhagener Schule, sagt uns, dass Wellen Wahrscheinlichkeitswellen sind. Die Wahrscheinlichkeit kann zusammenbrechen. All dies widerspricht unserem gesunden Menschenverstand.

Warum führt die Quantenmechanik einen Wellenkollaps ein? Weil wir Teilchen einzeln messen. Dieses Teilchen ist Punkt-zu-Punkt-Ausbreitungsenergie. Das Teilchen hat jedoch Welleneigenschaften, wie sie stören, wenn das Teilchen einen Doppelspalt passiert. Diese Störungen müssen durch die Wellengleichung beschrieben werden. Aber die Welle soll den ganzen Raum entschärfen und außerhalb des Universums übertragen werden. Das ist völlig anders als bei Partikeln. Partikel sind Punkt-zu-Punkt-Ausbreitung. Außerdem wurde diese Interpretation der Kopenhagener Schule von Einstein und Schrödinger nicht unterstützt. Einstein stellte dieser Deutung den berühmten Ausspruch entgegen, dass Gott nicht würfeln würde. Schrödinger benutzte die sogenannte Schrödinger-Katzentheorie, um sich der Interpretation der Kopenhagener Schule zu widersetzen. Was ist also Zusammenbruch? In der Tat, dieses Problem wurde nicht wirklich gelöst. Gerade weil dieses Problem nicht gelöst wurde, haben wir unterschiedliche Meinungen dazu, daher ist dieses Problem sehr interessant.

Zum Beispiel John Cramers transaktionale Interpretation von Quanten. In der Transaktionsinterpretation gibt es das Konzept des kontinuierlichen Zusammenbruchs. Die Transaktionsinterpretation stimmt mit der fortgeschrittenen Wellentheorie in der Absorbertheorie von Wheeler Feynman überein. Der Strahler erzeugt eine verzögerte Welle. Der Absorber erzeugt eine fortgeschrittene Welle. Die fortgeschrittene Welle sollte der verzögerten Welle die Hand geben. Die Transaktionsinterpretation hat auch viel Unterstützung in der Quantenmechanik, und John Cramers Artikel wurde von 800 Personen zitiert. John Cramer hat uns jedoch nicht gesagt, was der Handshake in der transaktionalen Interpretation war. Vor kurzem gibt es eine sehr neue Theorie: die gegenseitige Energietheorie, die eine genauere Beschreibung dieses Händedrucks zu geben scheint. Nach der Theorie der gegenseitigen Energie Wenn die verzögerte Welle und die fortgeschrittene Welle synchronisiert sind, gibt es einen gegenseitigen Energiefluss. Der Prozess der Erzeugung eines gegenseitigen Energieflusses ist der Handschlag zwischen verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle. Die Theorie der gegenseitigen Energie unterstützt auch die Existenz der fortgeschrittenen Wellen. Die Wellen in der gegenseitigen Energietheorie haben jedoch nicht nur verzögerte Wellen, fortgeschrittene Wellen, sondern auch zwei entsprechende Zeitumkehrwellen. Insgesamt gibt es vier Wellen. Der Energiefluss der von der Strahlungsquelle emittierten verzögerten Welle wird durch die der verzögerten Welle entsprechende Zeitumkehrwelle kompensiert. Der Energiefluss der von der Senke (Lichtabsorber) emittierten fortgeschrittenen Welle wird durch die der fortgeschrittenen Welle entsprechende Zeitumkehrwelle kompensiert. Dieser Aufhebungsprozess kann als umgekehrter Kollaps der Welle angesehen werden. Der umgekehrte Kollaps unterscheidet sich vom Wellenkollaps. Wellenkollaps ist der Kollaps am Zielort der Welle. Allerdings kann der umgekehrte Wellenkollaps + gegenseitiger Energiefluss die Rolle des Wellenkollaps spielen. Daher gibt die Mutual Energy Theory zum ersten Mal tatsächlich eine sehr spezifische mathematische Beschreibung des Wellenkollaps. In der Theorie der gegenseitigen Energie entspricht der gegenseitige Energiefluss dem Photon. Daher ist gemäß der Theorie der gegenseitigen Energie der Kollaps der von der Lichtquelle emittierten Welle tatsächlich der erste umgekehrte Kollaps zur Lichtquelle, und dann emittiert die Lichtquelle gleichzeitig ein Photon an die Lichtsenke. Photonen sind ein gegenseitiger Energiefluss, der das Zusammenspiel von verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle (Handshake) ist. Die Mutual Energy Theory liefert tatsächlich zum ersten Mal eine sehr spezifische mathematische Beschreibung des Wellenkollaps. In der Theorie der gegenseitigen Energie entspricht der gegenseitige Energiefluss dem Photon. Daher ist gemäß der Theorie der gegenseitigen Energie der Kollaps der von der Lichtquelle emittierten Welle tatsächlich der erste umgekehrte Kollaps zur Lichtquelle, und dann emittiert die Lichtquelle gleichzeitig ein Photon an die Lichtsenke. Photonen sind ein gegenseitiger Energiefluss, der das Zusammenspiel von verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle (Handshake) ist. Die Mutual Energy Theory liefert tatsächlich zum ersten Mal eine sehr spezifische mathematische Beschreibung des Wellenkollaps. In der Theorie der gegenseitigen Energie entspricht der gegenseitige Energiefluss dem Photon. Daher ist gemäß der Theorie der gegenseitigen Energie der Kollaps der von der Lichtquelle emittierten Welle tatsächlich der erste umgekehrte Kollaps zur Lichtquelle, und dann emittiert die Lichtquelle gleichzeitig ein Photon an die Lichtsenke. Photonen sind ein gegenseitiger Energiefluss, der das Zusammenspiel von verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle (Handshake) ist. Der Kollaps der von der Lichtquelle emittierten Welle ist tatsächlich der erste umgekehrte Kollaps zur Lichtquelle, und dann emittiert die Lichtquelle gleichzeitig ein Photon an die Lichtsenke. Photonen sind ein gegenseitiger Energiefluss, der das Zusammenspiel von verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle (Handshake) ist. Der Kollaps der von der Lichtquelle emittierten Welle ist tatsächlich der erste umgekehrte Kollaps zur Lichtquelle, und dann emittiert die Lichtquelle gleichzeitig ein Photon an die Lichtsenke. Photonen sind ein gegenseitiger Energiefluss, der das Zusammenspiel von verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle (Handshake) ist.

Die Theorie der gegenseitigen Energie umfasst drei Axiome: das Prinzip der gegenseitigen Energie, das Prinzip der Eigenenergie und das Energieerhaltungsgesetz (nicht das Poynting-Theorem, sondern eine Verallgemeinerung des Theorems der gegenseitigen Energie); Theorem über gegenseitige Energie, Theorem über gegenseitigen Energiefluss, Theorem über fortgeschrittene Wellenexistenz, Theorem über das Strahlungsüberlauf-Universum (Gesetz) und die Interpretation des gegenseitigen Energieflusses in der Quantenmechanik. Die gegenseitige Energietheorie gleicht die Schlupflöcher in der klassischen elektromagnetischen Feldtheorie aus. Beispielsweise kollabieren elektromagnetische Wellen in der klassischen elektromagnetischen Feldtheorie nicht. Aber wenn die klassische elektromagnetische Welle nicht zusammenbricht, wird sie sicherlich unser Universum überfluten, was offensichtlich falsch ist. Nach der Theorie der gegenseitigen Energie kollabiert die Welle umgekehrt. Das heißt, die gesamte Energie der Welle kehrt zur Lichtquelle zurück. Wie breitet sich elektromagnetische Energie aus? Durch gegenseitigen Energiefluss. Der gegenseitige Energiefluss wird durch die Wechselwirkung zwischen der von der Lichtquelle emittierten verzögerten Welle und der von der Lichtsenke emittierten vorlaufenden Welle erzeugt. Dieser gegenseitige Energiefluss sind Photonen. Da der gegenseitige Energiefluss aus verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle besteht, besteht der gegenseitige Energiefluss aus Photonen, sodass Photonen viele Welleneigenschaften haben. Wenn Sie mehr über die Theorie der gegenseitigen Energie erfahren möchten, suchen Sie nach "Gegenseitiger Energiefluss" und "Gegenseitiges Energieprinzip". Da der gegenseitige Energiefluss aus verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle besteht, besteht der gegenseitige Energiefluss aus Photonen, sodass Photonen viele Welleneigenschaften haben. Wenn Sie mehr über die Theorie der gegenseitigen Energie erfahren möchten, suchen Sie nach "Gegenseitiger Energiefluss" und "Gegenseitiges Energieprinzip". Da der gegenseitige Energiefluss aus verzögerter Welle und fortgeschrittener Welle besteht, besteht der gegenseitige Energiefluss aus Photonen, sodass Photonen viele Welleneigenschaften haben. Wenn Sie mehr über die Theorie der gegenseitigen Energie erfahren möchten, suchen Sie nach "Gegenseitiger Energiefluss" und "Gegenseitiges Energieprinzip".

Das Problem der Messung wird durch das Epr-Paradoxon prägnant angegangen. Darin gibt es ein zweiteiliges System, von dem gesagt wird, dass auf einem Teilsystem außerhalb der Messung Vorhersagen auf dem zweiten gemacht werden könnten, ohne das zweite zu stören:

System :$|\psi\rangle=(\pmatrix{1\\0}\pmatrix{0\\1}-\pmatrix{0\\1}\pmatrix{1\\0})/\sqrt{2}$

Beobachtbar in A:$\pmatrix{\cos a&\sin a\\ \sin a&-\cos a}$

Nun könnte man als Maß einen Operator suchen, der lokal auf den Zustand angewendet diesen entwirrt. Es ist leicht zu erkennen, dass ein solcher Operator irreversibel ist, dh eine Matrix mit 0 Determinante. Qm sagt, dass der Endzustand in A ein Eigenvektor ist$u$des Beobachtbaren in A.

Daher könnte man als irreversiblen viele-zu-eins-Evolutionsoperator zur Messung die Matrix nehmen, die als Spalten den Eigenvektor u hat. Dann wird diese Matrix auf den Zustand angewendet.

Dies führt jedoch dazu, dass das Messen von A und B im System als Ergebnis das unmögliche Ereignis ergibt.

Daher sollte man vielleicht die Spalte der Matrix als Vielfache von u betrachten, um das Problem zu vermeiden.