多重平行世界解释量子力学

发布时间：2023-06-27 14:53:14 所属栏目：外闻来源：

导读：量子力学的多世界解释（MWI）认为，有许多世界与我们的世界在同一空间和时间内平行存在。其他世界的存在使我们有可能从量子理论中，进而从所有的物理学中消除随机性和行动的距离。MWI为量子力学的测量问题提供了一个

量子力学的多世界解释（MWI）认为，有许多世界与我们的世界在同一空间和时间内平行存在。其他世界的存在使我们有可能从量子理论中，进而从所有的物理学中消除随机性和行动的距离。MWI为量子力学的测量问题提供了一个解决方案。

每次进行有不同可能结果的量子实验时，都会得到所有的结果，每个结果都在一个不同的新创造的世界中，即使我们只意识到有我们所看到的结果的世界。

对埃弗雷特的原始提议有许多变化和重新解释，其中大部分在关于埃弗雷特的量子力学相对状态表述的条目中简要讨论。MWI的一种特殊方法与 "实际分裂世界 "的方法不同。

MWI由两部分组成，一个产生（单一）宇宙的量子状态的时间演化的理论。一个在宇宙的量子状态和我们的经验之间建立对应关系的处方。

第(1)部分宇宙的本体是一种量子状态，它根据薛定谔方程或其相对论的概括而演变。这是一个严格的数学理论，在哲学上没有问题。

第(2)部分涉及 "我们的经验"，它没有一个严格的定义。建立的另一个困难来自于这样一个事实，人类语言是在人们不怀疑平行世界存在的时候发展起来的。

MWI的数学部分比其他一些理论的数学部分，如玻姆力学，产生的结果要少。薛定谔方程本身并不能解释为什么我们在量子测量中体验到确定的结果。在玻姆力学中，数学部分几乎产生了一切，而类似物非常简单，它是一个假设，根据这个假设，只有 "玻姆位置"（而不是量子波）对应于我们的经验。

所有粒子的波密位置产生了我们所意识到的（单一）世界的熟悉画面。波密力学第2部分的简单性是以在第1部分增加有问题的物理特征为代价的，例如，波密轨迹的非局部动力学。

一个世界是宏观物体的总体，恒星、城市、人、沙粒等等，处于一个明确的经典描述状态。

MWI中的 "世界 "概念属于该理论的第二部分，它不是一个严格定义的数学实体，而是一个由我们（有生命的人）定义的术语，用来描述我们的经验。

当提到一只猫的 "明确的经典描述的状态 "时，这意味着猫的位置和状态（活着、死了、笑了，等等）是根据我们区分各种选择的能力而规定的，而且这种规定与经典图景相对应，例如，在一个世界中不允许有死猫和活猫的叠加。

形式主义和我们的经验之间的对应关系，我们不应该期望在我们的经验方面有一个详细的、完整的解释，在我们的经验方面有一个波函数的解释。

我们和周围的环境是由粒子组成的。只需要能够画出一幅没有悖论的基本图画。有许多试图基于MWI或其变体对我们看到的东西做出解释。

当一个世界以一个有知觉的人的感知状态为中心时，这个概念很有用。在这个世界里，有知觉的人所感知的所有物体都有明确的状态，但没有被观察到的物体可能处于不同（经典）状态的叠加。

MWI中的世界概念是基于外行人对世界的概念；世界是存在的一切的定义在MWI中并不成立。"存在的一切 "就是宇宙，而且只有一个宇宙。宇宙包含了许多与普通人所熟悉的世界相似的世界。

一个世界的量子状态，宇宙中所有粒子的波函数对应于任何特定的世界，将是对应于世界中所有物体的粒子集的状态乘以量子状态的产物。

乘积状态只针对与物体的宏观描述有关的变量。弱耦合的变量之间可能存在一些纠缠，比如属于不同物体的核旋。

基于冯-诺依曼1955年方法的量子测量的教科书描述，每个量子测量的结果是波函数坍缩为被测变量的特征态。

量子测量装置必须是一个宏观的物体，其宏观的不同状态对应于不同的结果。在这种情况下，对应于具有特定结果的世界的MWI全粒子波函数与冯-诺依曼理论中的波函数是一样的，只要存在对具有这种结果的波函数的塌缩。

波函数的地位并不像这里描述的MWI那样是本体论的，而是认识论的，它概括了关于测量结果的信息。

在大多数情况下，只有宏观物体与我们的经验有关。今天的技术已经达到一个地步，即用单个粒子进行干扰实验。

在这种情况下，用只有宏观物体的状态来描述一个世界是可能的，比如说源和探测器，增加对一些微观物体的描述是富有成效的。

描述相关微观粒子的正确方式是双状态矢量，它包括由过去的测量指定的通常的、向前演化的状态和由未来的测量指定的向后演化的状态。

宇宙的量子状态（即宇宙波函数）可以被分解为对应于不同世界的项的叠加，宇宙世界不同的世界对应于至少一个物体的不同经典描述状态。不同的经典描述状态对应于正交的量子状态。

（编辑：汽车网）

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