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有多重宇宙的证据吗?为什么会有这样的理论?

2022-09-03 17:50:41 2545

摘要:让我们假设“多重宇宙”是指量子力学的多世界解释。量子力学的经验证据——压倒性的。实验已经积累了一个多世纪,而达到的精度简直令人叹为观止。与其他量子力学理论(例如哥本哈根,德布罗意,...

有多重宇宙的证据吗?让我们假设“多重宇宙”是指量子力学的多世界解释。与其他解释相同,许多世界有两种经验证据。

量子力学的经验证据——压倒性的。实验已经积累了一个多世纪,而达到的精度简直令人叹为观止。与其他量子力学理论(例如哥本哈根,德布罗意,自发崩溃等)相比,许多世界的经验证据为零。该证据不存在。量子力学的所有解释都给出了相应的经验预测。

今天在:技术

人们从量子力学理论到许多世界的方式不是通过经验证据的,而是通过争论。让我们描绘出这样一条途径。

人们都接受标准量子力学(经验丰富的理论支持)。在这种形式中,它是一组数学规则,其中量子状态由希尔伯特空间射线表示,可观测值对应于诶尔米特算符。

这些状态的演变有两个规则:

状态根据薛定谔方程(希尔伯特空间射线的统一演化)演化,例如......

当进行“测量”时,射线成为与可观察物相关的操作员的本征之一。

第一条规则在经验上都有效,并且非(例如:“测量”到底是什么?由于测量设备是由一对相互作用的原子组成的,因此它最终不能被量子力学理论规定吗?那么该如何应用规则?系统如何“知道”在存在测量设备的情况下表现的与众不同吗?)

人们看着混乱的许多世界的理论,问了一个简单的问题:“我们确定需要第二条规则吗?如果我们只接受第一条规则并一直遵循她,会发生什么?”

当你遵循此思想时,你将获得一些非同寻常的结果。如果仅使用第一条规则,那么可以将测量设备显示地建模为具有很多自由度的大型量子系统。这些系统表现出一种称为退相干的现象,其中叠加状态快速无限地消失,并且只有“经典外观”的非叠加状态(即相关可观察到的本征态)保持稳定。

也就是说,看起来好像您一直遵循第一条规则并使用它来对测量设备建模时。第二条“出现”了。

但不完全是。

将单一演化应用于测量,确实提供了一个量子态,描述了一个看似经典的世界,在该世界中,电子自旋绝对被“向上”测量。但是状态比这更大,并且还包含了一个看起来不错的古典世界,其中电子自旋被“向下”测量。而且,这意味着在量子态的这两个“分支”之间不可能进行通信。因此,在每个分支中都将建模一个观察者,而他们却不知道另外一个。

许多人看着这种情况,大吃一惊:“是的,那正是我们所生活的世界。”

也就是说,我们熟悉的古典世界的出现是由纯量子力学预测的。没有明确的方法可以摆脱或预测其他世界,但可以预测的是,经典观察者应该无法发现他们。因此,我们应该接受这一点,而不是仅仅因为我们发现这种情况很棘手,就试图“定义”额外的规则。

现在我们可以理解两个世界流行的口号。第一个是:“许多世界只是认真对待量子力学。”

就是说,如果您只是采取统一进化论并认真对待它——也就是说,将其应用于大型系统和小型系统,那么看起来像我们的系统就会“掉下来”,而无需进一步假设。因此,第二个口号是:“许多世界再假设上是廉价的,在宇宙上是昂贵的。”我认为是不言自明的。

所以,这就是存在这样一个理论的原因:因为从标准量子力学的形式主义到多世界之间存在一条道路(在我看来是引人注目的道路)。但是,这条道路是(或不是)由争论推动的,而不是被那些首先相信量子力学事实以外的事实积累所推动的道路。

当然,这并不是每个人都想通向“许多世界”的方式,也不是它最初到达的方式(例如:休·埃弗里特不了解退相干)。但是我认为这是从标准量子力学到多重世界的最引人注目的途径。

在这个描述中,我们跳过了概率出生规则,我们还必须证明该规则可以从单一进化中“出现”。许多世界的倡导者都提出了各种方法可以做到这一点。我喜欢决策理论方法,但还有其他。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. forbes-王伊琳

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