Wenn es keinen Kollaps der Wellenfunktion gibt, bedeutet das, dass die Viele-Welten-Interpretation der QM falsch sein muss?

Der Begriff „Kollaps der Wellenfunktion“ ist beeindruckend, hat aber kaum eine andere mathematische Bedeutung, als eine bestimmte Messung damit zu kennzeichnen.

Auf der quantenmechanischen Ebene wird alles durch die Wahrscheinlichkeit beschrieben, eine realwertige Messung an einem bestimmten (x,y,z,t) mit bestimmten Energieimpulsen und Quantenzahlen zu manifestieren. All dies wird durch eine mathematische Formel, die sogenannte Wellenfunktion, die eine Lösung eines für das Problem spezifischen Potentials darstellt, in einer quantenmechanischen Differentialgleichung beschrieben, die den physikalischen Zustand beschreibt. Das Quadrat der Wellenfunktion ergibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung.

Wenn eine Messung durchgeführt wird, bedeutet dies, dass sich das Differentialsystem ändern muss, da eine Wechselwirkung, je nach Art der Messung, unvermeidlich ist. Dies führt zu einer Änderung in der differentiellen Formulierung des Problems. Somit wird nach der Messung eine andere Wellenfunktion den Aufbau beschreiben, da die Messung das System verändert hat. Das ist der berühmte Kollaps, dass diese spezifische Wellenfunktion nicht mehr gilt, eine neue berechnet werden muss.

Da die Wellenfunktion zu einer Wahrscheinlichkeitsverteilung führt, die auch ein klassisches Konzept ist, das nicht vom Quantum zu unterscheiden ist, betrachten Sie die Wahrscheinlichkeitsverteilung eines jungen Menschen, nach Prüfungen an die Universität zu gehen. Es gibt eine geografische Wahrscheinlichkeitsverteilung über das Land, wie viele erfolgreich sind und wie viele scheitern. Dies bedeutet, dass eine Vielzahl von Daten aus früheren Prüfungen verwendet wurden, um die Verteilung zu erstellen. Wenn ein bestimmter Jugendlicher erfolgreich ist, ändert das die Wahrscheinlichkeitsverteilung im Allgemeinen? Es ändert nur seine/ihre Wahrscheinlichkeit auf 1 und er/sie muss sich einer neuen Situation mit neuen Wahrscheinlichkeitsverteilungen stellen, die seine/ihre Zukunft prägen werden.

In ähnlicher Weise bedeutet der "Zusammenbruch", dass die Wahrscheinlichkeit nach der Messung, dass sich das Teilchen in diesem bestimmten (x,y,z,t) usw. befand, 1 ist und eine neue Wahrscheinlichkeitsverteilung für eine neue Situation aus einer neuen Welle gelten muss Funktion. Die alte Wellenfunktion existiert mathematisch noch, ist aber für die Entwicklung der Situation irrelevant.

In jeder Theorie, die mit quantenmechanischen Postulaten übereinstimmt, gilt das Obige. Wenn also die Interpretation vieler Welten mit der Quantenmechanik übereinstimmt, wird sie kein Problem mit der Semantik des "Zusammenbruchs" haben, was viel drastischer klingt, als es ist.

BEARBEITEN: Die Leute, die sagen, dass es keinen Zusammenbruch gibt, sagen, was ich oben bespreche, dass Zusammenbruch eine Semantik zur Beschreibung von Wahrscheinlichkeitsverteilungen und ihrer Verwendung bei Messungen im Mikrokosmos ist. Es ist die Kopenhagener Interpretation.

Zu sagen: es kollabiert zu einem einzigen Eigenzustand, setzt eine Überlagerung mehrerer Eigenzustände voraus, so dass, wenn ein spezifischer Energie-/Impuls- und Quantenzahlzustand gefunden wird, ein einziger Eigenzustand definiert wurde. Das bedeutet nicht, dass die mathematische Form der ursprünglichen überlagerten Wellenfunktion nicht mehr existiert, sie ist immer da, sie wird nur für die Zukunft des spezifischen Problems irrelevant. Es gilt für andere Experimente. Für unzählige Experimente gilt eine Wahrscheinlichkeitsverteilung. Der "Zusammenbruch" nimmt einen Wahrscheinlichkeitswert von der anfänglichen Wellenfunktion auf, der seit Bestehen der Messung 1 ist. Die endgültige Wellenfunktion wird anders sein, weil sich das Problem geändert hat.

Nehmen Sie diese einfache Elementarteilchen-Wechselwirkung in einer Blasenkammer

Teil eines Blasenkammerbildes (Fermilab'15 Fuß Bubble Chamber', gefunden an der University of Birmingham). Die geschweifte Linie, die sich nach links dreht, ist ein Elektron. Positron sieht ähnlich aus, dreht sich aber nach rechts. Das Magnetfeld steht senkrecht zur Bildebene.

Ein rechts einfallendes Photon trifft auf das Feld des Kerns: Es gibt eine bestimmte Wellenfunktion, die den wahrscheinlichen Verlauf dieses Photons angibt, wenn es auf das elektrische Feld des Kerns trifft. Bei dieser Messung erzeugt es ein Elektron-Positron-Paar. Bei dieser Messung ist die Wahrscheinlichkeit für die Existenz eines Elektron-Positron-Paares eins, während sie nach der Wellenfunktion sehr klein war, die immer noch existiert und für die unzähligen Photonen gilt, die durch das Rohr kommen. Nach der Materialisierung wird eine völlig neue Wellenfunktion benötigt, um zu beschreiben, was der Kern, das Elektron und das Positron quantenmechanisch tun.

Die Viele-Welten-Interpretation würde postulieren, dass alle wahrscheinlichen Ergebnisse dieser einfachen Wechselwirkung eines einzelnen Photons mit einem Kern in anderen Welten existieren. Abgesehen von der enormen Komplexität eines solchen Vorschlags, wenn man davon ausgeht, dass all diese Welten real sind, ist es nicht anders, als zu sagen, dass die mathematische Wellenfunktion existiert und alle möglichen/wahrscheinlichen Pfade/Messungen angibt.

Die Verwirrung entsteht, weil sie sagen, wenn keine Messung durchgeführt wird, dann ist die Katze in Schrödingers Box in einem Zustand, in dem sie gleichzeitig tot und lebendig ist.

Die Schwierigkeit entsteht, weil alle Quantengleichungen ein Experiment mit einer Messung beinhalten. Wenn also keine Messung wie bei der Katze in der Kiste durchgeführt wird, gilt die Gleichung nicht. Sie müssen die Messung durchführen und dann gilt die Gleichung. Bevor das erledigt ist, ist die Gleichung also nicht die richtige Mathematik. Ich denke, es könnte etwas anderes sein, aber soweit ich verstehe, funktioniert die Quantengleichung so, wo Sie die Wahrscheinlichkeit an einem bestimmten Punkt quadrieren.