量子物理的多世界解释

多世界解释(MWI)是量子物理学中的一个理论,旨在解释宇宙包含一些不确定性事件的事实,但该理论本身旨在完全确定性。在这种解释中,每次“随机”事件发生时,宇宙在各种可用选项之间分裂。宇宙的每一个不同版本都包含了该事件的不同结果。而不是一个连续的时间线,在多世界解释下的宇宙看起来更像是一系列树枝从树枝上分裂下来。...

多世界解释(MWI)是量子物理学中的一个理论,旨在解释宇宙包含一些不确定性事件的事实,但该理论本身旨在完全确定性。在这种解释中,每次“随机”事件发生时,宇宙在各种可用选项之间分裂。宇宙的每一个不同版本都包含了该事件的不同结果。而不是一个连续的时间线,在多世界解释下的宇宙看起来更像是一系列树枝从树枝上分裂下来。

According to the Many Worlds Theory, when a random event has multiple outcomes, the universe splits to accommodate them all.

例如,量子理论指出了放射性元素的单个原子衰变的概率,但无法精确地判断衰变何时发生(在这些概率范围内)。如果你有一堆放射性元素的原子,它们有50%的几率在一小时内衰变,那么在一小时内,这些原子中的50%会衰变。但是这个理论并没有精确地告诉我们一个给定的原子何时会衰变。

根据传统的量子理论(哥本哈根解释),在对给定的原子进行测量之前,无法判断它是否会衰变。事实上,根据量子物理学,如果原子处于衰变态和未衰变态的叠加状态,你必须处理原子。这在著名的薛定谔猫思维实验中达到了高潮,该实验显示了试图从字面上应用薛定谔波函数的逻辑矛盾。

多世界解释采用了这一结果,并将其逐字应用,即埃弗雷特假设的形式:

Everett Postulate All isolated systems evolve according to the Schroedinger equation

如果量子理论表明原子既有衰变也没有衰变,那么多世界解释得出结论,必然存在两个宇宙:一个是粒子衰变的宇宙,另一个是粒子没有衰变的宇宙。因此,每当量子事件发生时,宇宙就会分支,从而创造出无限多的量子宇宙。

事实上,埃弗里特假设意味着整个宇宙(作为一个单一的孤立系统)持续存在于多个状态的叠加中。在宇宙中,波函数没有崩溃的地方,因为这意味着宇宙的某些部分不遵循薛定谔波函数。

多世界历史解读

“多世界解释”由休·埃弗雷特三世于1956年在他的博士论文《宇宙波函数理论》中创立。后来,物理学家布莱斯·德维特(Bryce DeWitt)的努力使其普及。近年来,大卫·德伊奇(David Deutsch)的一些最受欢迎的作品,他将多世界解释中的概念作为支持量子计算机理论的一部分加以应用。

虽然并非所有物理学家都同意多世界解释,但也有一些非正式的、不科学的民意调查支持这一观点,即它是物理学家所相信的主要解释之一,可能仅次于哥本哈根解释和消相干。(例如,参见Max Tegmark论文的介绍。Michael Nielsen在2004年写了一篇博文(在一个已经不存在的网站上)这表明——谨慎地——多世界解释不仅为许多物理学家所接受,而且也是最不受欢迎的量子物理解释。反对者不仅不同意,而且在原则上积极反对。)这是一种极具争议的方法,大多数从事量子物理学工作的物理学家似乎认为,花时间质疑量子物理学(基本上不稳定的)解释是浪费时间。

多世界解释的其他名称

尽管《多世界诠释》在20世纪60年代开始运作,但它还有其他几个名字;20世纪70年代,布莱斯·德维特(Bryce DeWitt)的作品使“多个世界”这个名字更加流行。该理论的其他一些名称是相对状态公式或泛波函数理论。

非物理学家在谈到多世界解释时,有时会使用多元宇宙、巨宇宙或平行宇宙的更广泛术语。这些理论通常包括物理概念的类别,这些概念涵盖的不仅仅是多世界解释所预测的“平行宇宙”的类型。

许多世界诠释神话

在科幻小说中,这样的平行宇宙为许多伟大的故事情节提供了基础,但事实是这些都没有一个很好的理由,因为一个非常好的理由:

The many worlds interpretation does not, in any way, allow for communication between the parallel universes that it proposes.

宇宙一旦分裂,彼此就完全不同。同样,科幻小说的作者们在提出解决这一问题的方法方面非常有创造性,但据我所知,还没有任何可靠的科学工作表明平行宇宙是如何相互沟通的。

安妮·玛丽·赫尔曼斯汀编辑

  • 发表于 2021-10-05 08:21
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  • 分类:数学

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