Многомировая интерпретация ( ММИ ) — это интерпретация квантовой механики , которая утверждает, что универсальная волновая функция объективно реальна и что не существует коллапса волновой функции . [1] Это подразумевает, что все возможные результаты квантовых измерений физически реализуются в некотором «мире». [2] Эволюция реальности в целом в ММИ является жестко детерминированной [1] : 9 и локальной . [3] Многомировую формулировку также называют формулировкой относительного состояния или интерпретацией Эверетта в честь физика Хью Эверетта , который впервые предложил ее в 1957 году. [4] [5] Брайс ДеВитт популяризировал формулировку и назвал ее многомировой в 1970-х годах. [6] [1] [7] [8]
В современных версиях многомировой теории субъективное проявление коллапса волновой функции объясняется механизмом квантовой декогеренции . [2] Подходы к интерпретации квантовой теории декогеренции широко изучались и разрабатывались с 1970-х годов. [9] [10] [11] ММИ считается основной интерпретацией квантовой механики , наряду с другими интерпретациями декогеренции, копенгагенской интерпретацией и теориями скрытых переменных, такими как бомовская механика . [12] [2]
Многомировая интерпретация подразумевает, что существует множество параллельных, невзаимодействующих миров. Это одна из ряда гипотез мультивселенной в физике и философии . MWI рассматривает время как многоветвистое дерево, в котором реализуется каждый возможный квантовый результат. Это призвано разрешить проблему измерения и, таким образом, некоторые парадоксы квантовой теории , такие как друг Вигнера , [4] : 4–6 парадокс ЭПР [5] : 462 [1] : 118 и кот Шредингера , [6], поскольку каждый возможный результат квантового события существует в своем собственном мире.
Ключевая идея многомировой интерпретации заключается в том, что линейная и унитарная динамика квантовой механики применима везде и всегда и, таким образом, описывает всю вселенную. В частности, она моделирует измерение как унитарное преобразование, взаимодействие, вызывающее корреляцию, между наблюдателем и объектом, без использования постулата коллапса , и моделирует наблюдателей как обычные квантово-механические системы. [13] : 35–38 Это контрастирует с копенгагенской интерпретацией , в которой измерение является «примитивным» понятием, не описываемым унитарной квантовой механикой; при использовании копенгагенской интерпретации вселенная делится на квантовую и классическую области, а постулат коллапса является центральным. [13] : 29–30 В ММИ нет разделения на классическое и квантовое: все является квантовым и нет коллапса. Главный вывод ММИ заключается в том, что вселенная (или мультивселенная в данном контексте) состоит из квантовой суперпозиции неисчислимого [14] или неопределимого [15] : 14–17 количества или числа все более расходящихся, не сообщающихся параллельных вселенных или квантовых миров. [1] Иногда их называют мирами Эверетта, [1] : 234 каждый из которых представляет собой внутренне непротиворечивую и актуализированную альтернативную историю или временную линию.
Многомировая интерпретация использует декогеренцию для объяснения процесса измерения и возникновения квазиклассического мира. [15] [16] Войцех Х. Журек , один из пионеров теории декогеренции , сказал: «Под пристальным вниманием к среде неизменными остаются только состояния указателей . Другие состояния декогерируют в смеси стабильных состояний указателей, которые могут сохраняться и, в этом смысле, существовать: они являются einselected». [17] Журек подчеркивает, что его работа не зависит от конкретной интерпретации. [a]
Интерпретация многих миров имеет много общего с интерпретацией декогерентных историй , которая также использует декогеренцию для объяснения процесса измерения или коллапса волновой функции. [16] : 9–11 MWI рассматривает другие истории или миры как реальные, поскольку она рассматривает универсальную волновую функцию как «базовую физическую сущность» [5] : 455 или «фундаментальную сущность, всегда подчиняющуюся детерминированному волновому уравнению». [4] : 115 Интерпретация декогерентных историй, с другой стороны, требует, чтобы только одна из историй (или миров) была реальной. [16] : 10
Несколько авторов, включая Эверетта, Джона Арчибальда Уиллера и Дэвида Дойча , называют многомировую теорию теорией или метатеорией , а не просто интерпретацией. [14] [18] : 328 Эверетт утверждал, что это «единственный полностью последовательный подход к объяснению как содержания квантовой механики, так и внешнего вида мира». [19] Дойч отверг идею о том, что многомировая теория является «интерпретацией», заявив, что называть ее интерпретацией «все равно, что говорить о динозаврах как об «интерпретации» ископаемых записей». [20] : 382
В своей докторской диссертации 1957 года Эверетт предположил, что вместо того, чтобы полагаться на внешнее наблюдение для анализа изолированных квантовых систем, можно математически моделировать объект, а также его наблюдателей, как чисто физические системы в рамках математической структуры, разработанной Полем Дираком , Джоном фон Нейманом и другими, полностью отбросив специальный механизм коллапса волновой функции . [4] [1]
Оригинальная работа Эверетта ввела понятие относительного состояния . Две (или более) подсистемы после общего взаимодействия становятся коррелированными , или, как сейчас говорят, запутанными . Эверетт отметил, что такие запутанные системы можно выразить как сумму произведений состояний, где две или более подсистем находятся в состоянии относительно друг друга. После измерения или наблюдения один из пары (или тройки...) является измеряемой, объектной или наблюдаемой системой, а один другой член является измерительным прибором (который может включать наблюдателя), зафиксировавшим состояние измеряемой системы. Каждый продукт состояний подсистемы в общей суперпозиции развивается с течением времени независимо от других продуктов. Как только подсистемы взаимодействуют, их состояния становятся коррелированными или запутанными и больше не могут считаться независимыми. В терминологии Эверетта каждое состояние подсистемы теперь коррелировалось с ее относительным состоянием , поскольку каждая подсистема теперь должна рассматриваться относительно других подсистем, с которыми она взаимодействовала.
В примере с котом Шредингера , после того как ящик открыт, запутанная система — это кот, пузырек с ядом и наблюдатель. Одна относительная тройка состояний — это живой кот, неразбитый пузырек и наблюдатель, видящий живого кота. Другая относительная тройка состояний — это мертвый кот, разбитый пузырек и наблюдатель, видящий мертвого кота.
В примере измерения непрерывной переменной (например, положения q ) система объект-наблюдатель распадается на континуум пар относительных состояний: относительное состояние системы объекта становится дельта-функцией Дирака, каждая из которых центрирована на конкретном значении q , а соответствующее относительное состояние наблюдателя представляет наблюдателя, зарегистрировавшего значение q . [4] : 57–64 Состояния пар относительных состояний после измерения коррелируют друг с другом.
В схеме Эверетта нет коллапса; вместо этого уравнение Шредингера или его квантовая теория поля , релятивистский аналог, выполняется все время и везде. Наблюдение или измерение моделируется применением волнового уравнения ко всей системе, включающей наблюдаемый объект и наблюдателя. Одним из следствий является то, что каждое наблюдение заставляет объединенную волновую функцию наблюдателя и объекта изменяться в квантовую суперпозицию двух или более невзаимодействующих ветвей.
Таким образом, процесс измерения или наблюдения, или любое взаимодействие, вызывающее корреляцию, разбивает систему на наборы относительных состояний, где каждый набор относительных состояний, образуя ветвь универсальной волновой функции, является непротиворечивым внутри себя, и все будущие измерения (в том числе и множественными наблюдателями) подтвердят эту непротиворечивость.
Эверетт ссылался на объединенную систему наблюдатель-объект как на разделенную наблюдением, каждое разделение соответствует различным или множественным возможным результатам наблюдения. Эти разделения порождают ветвящееся дерево, где каждая ветвь является набором всех состояний относительно друг друга. Брайс ДеВитт популяризировал работу Эверетта серией публикаций, назвав ее Интерпретацией многих миров. Сосредоточившись на процессе разделения, ДеВитт ввел термин «мир», чтобы описать одну ветвь этого дерева, которая является последовательной историей. Все наблюдения или измерения внутри любой ветви последовательны внутри себя. [4] [1]
Поскольку произошло и постоянно происходит множество событий, подобных наблюдению, модель Эверетта подразумевает, что существует огромное и растущее число одновременно существующих состояний или «миров». [b]
ММИ устраняет зависимость от наблюдателя в процессе квантового измерения , заменяя коллапс волновой функции установленным механизмом квантовой декогеренции . [22] Поскольку роль наблюдателя лежит в основе всех «квантовых парадоксов», таких как парадокс ЭПР и «граничная проблема» фон Неймана, это обеспечивает более ясный и простой подход к их разрешению. [5]
Поскольку копенгагенская интерпретация требует существования классической области за пределами той, которая описывается квантовой механикой, она подвергалась критике как неадекватная для изучения космологии. [23] Хотя нет никаких доказательств того, что Эверетт был вдохновлен вопросами космологии, [14] : 7 он разработал свою теорию с явной целью позволить квантовой механике быть примененной ко Вселенной в целом, надеясь стимулировать открытие новых явлений. [5] Эта надежда была реализована в более позднем развитии квантовой космологии . [24]
MWI — это реалистическая , детерминированная и локальная теория. Она достигает этого, удаляя коллапс волновой функции, который является недетерминированным и нелокальным, из детерминированных и локальных уравнений квантовой теории. [3]
ММИ (как и другие, более широкие теории мультивселенной) обеспечивает контекст для антропного принципа , который может дать объяснение тонко настроенной Вселенной . [25] [26]
ММИ в решающей степени зависит от линейности квантовой механики, которая лежит в основе принципа суперпозиции . Если окончательная теория всего нелинейна относительно волновых функций, то многомировая теория недействительна. [6] [1] [5] [7] [8] Все квантовые теории поля линейны и совместимы с ММИ, что Эверетт подчеркивал как мотивацию для ММИ. [5] Хотя квантовая гравитация или теория струн могут быть нелинейными в этом отношении, [27] пока нет никаких доказательств этого. [28] [29]
Как и в случае с другими интерпретациями квантовой механики, многомировая интерпретация мотивируется поведением, которое можно проиллюстрировать экспериментом с двойной щелью . Когда частицы света (или что-либо еще) проходят через двойную щель, расчет, предполагающий волновое поведение света, может быть использован для определения того, где частицы, скорее всего, будут наблюдаться. Однако, когда частицы наблюдаются в этом эксперименте, они появляются как частицы (т. е. в определенных местах), а не как нелокализованные волны.
Некоторые версии копенгагенской интерпретации квантовой механики предлагали процесс «коллапса», в котором неопределенная квантовая система вероятностно коллапсировала бы на один определенный результат или выбирала бы только один определенный результат, чтобы «объяснить» этот феномен наблюдения. Коллапс волновой функции широко рассматривался как искусственный и ad hoc [30] , поэтому альтернативная интерпретация, в которой поведение измерения могло бы быть понято из более фундаментальных физических принципов, считалась желательной.
Докторская работа Эверетта дала такую интерпретацию. Он утверждал, что для составной системы, такой как субъект («наблюдатель» или измерительный прибор), наблюдающий объект («наблюдаемая» система, такая как частица), утверждение, что либо наблюдатель, либо наблюдаемое имеет четко определенное состояние, бессмысленно; на современном языке наблюдатель и наблюдаемое стали запутанными: мы можем только указать состояние одного относительно другого, т. е. состояние наблюдателя и наблюдаемого коррелируют после того, как наблюдение сделано. Это привело Эверетта к выводу из одной только унитарной, детерминированной динамики (т. е. без предположения коллапса волновой функции) понятия относительности состояний .
Эверетт заметил, что унитарная, детерминированная динамика сама по себе влечет за собой то, что после того, как наблюдение сделано, каждый элемент квантовой суперпозиции объединенной субъектно-объектной волновой функции содержит два «относительных состояния»: «коллапсированное» состояние объекта и связанный с ним наблюдатель, который наблюдал тот же коллапсированный результат; то, что видит наблюдатель, и состояние объекта стали коррелированными посредством акта измерения или наблюдения. Последующая эволюция каждой пары относительных субъектно-объектных состояний происходит с полным безразличием к наличию или отсутствию других элементов, как если бы произошел коллапс волновой функции, [1] : 67, 78 , что имеет следствием то, что более поздние наблюдения всегда согласуются с более ранними наблюдениями. Таким образом, появление коллапса волновой функции объекта возникло из самой унитарной, детерминированной теории. (Это было ответом на раннюю критику Эйнштейном квантовой теории: теория должна определять то, что наблюдается, а не наблюдаемые должны определять теорию.) [c] Поскольку волновая функция , по-видимому , тогда коллапсировала, рассуждал Эверетт, не было необходимости фактически предполагать, что она коллапсировала . И поэтому, прибегнув к бритве Оккама , он удалил постулат коллапса волновой функции из теории. [1] : 8
В 1985 году Дэвид Дойч предложил вариант мысленного эксперимента «друг Вигнера» в качестве теста многомировой интерпретации против копенгагенской. [32] Он состоит из экспериментатора (друга Вигнера), который проводит измерение квантовой системы в изолированной лаборатории, и другого экспериментатора (Вигнера), который проводит измерение в первой. Согласно теории многомировой теории, первый экспериментатор окажется в макроскопической суперпозиции, увидев один результат измерения в одной ветви, а другой результат в другой ветви. Затем второй экспериментатор может интерферировать эти две ветви, чтобы проверить, находится ли он на самом деле в макроскопической суперпозиции или коллапсировал в одну ветвь, как предсказывает копенгагенская интерпретация. С тех пор Локвуд, Вайдман и другие выдвигали похожие предложения, [33] которые требуют помещения макроскопических объектов в когерентную суперпозицию и их интерференции, что в настоящее время выходит за рамки экспериментальных возможностей.
С момента появления многомировой интерпретации физики были озадачены ролью вероятности в ней. Как выразился Уоллес, у этого вопроса есть два аспекта: [34] проблема некогерентности , которая спрашивает, почему мы вообще должны назначать вероятности результатам, которые наверняка произойдут в некоторых мирах, и количественная проблема , которая спрашивает, почему вероятности должны задаваться правилом Борна .
Эверетт попытался ответить на эти вопросы в статье, в которой были введены многомировые модели. Чтобы решить проблему некогерентности, он утверждал, что наблюдатель, который делает последовательность измерений в квантовой системе, в общем случае будет иметь в своей памяти, по-видимому, случайную последовательность результатов, что оправдывает использование вероятностей для описания процесса измерения. [4] : 69–70 Чтобы решить количественную проблему, Эверетт предложил вывод правила Борна, основанный на свойствах, которыми должна обладать мера на ветвях волновой функции. [4] : 70–72 Его вывод подвергся критике как основанный на немотивированных предположениях. [35] С тех пор было предложено несколько других выводов правила Борна в рамках многомировой модели. Нет единого мнения о том, было ли это успешным. [36] [37] [38]
ДеВитт и Грэхем [1] и Фархи и др. [39] среди прочих предложили выводы правила Борна, основанные на частотной интерпретации вероятности. Они пытаются показать, что в пределе несчетного числа измерений ни один мир не будет иметь относительных частот, которые не соответствуют вероятностям, заданным правилом Борна, но было показано, что эти выводы математически неверны. [40] [41]
Теоретико -решающий вывод правила Борна был произведен Дэвидом Дойчем (1999) [42] и уточнен Уоллесом [34] [43] [44] [45] и Сондерсом. [46] [47] Они рассматривают агента, который принимает участие в квантовой игре: агент производит измерение в квантовой системе, разветвляется как следствие, и каждое из будущих «я» агента получает вознаграждение, которое зависит от результата измерения. Агент использует теорию принятия решений для оценки цены, которую он заплатил бы за участие в такой игре, и приходит к выводу, что цена определяется полезностью вознаграждений, взвешенных в соответствии с правилом Борна. Некоторые обзоры были положительными, хотя эти аргументы остаются весьма спорными; некоторые физики-теоретики восприняли их как поддержку аргумента в пользу параллельных вселенных. [48] Например, в статье New Scientist о конференции 2007 года, посвященной интерпретациям Эверетта [49], цитируются слова физика Энди Альбрехта: «Эта работа войдет в историю как одно из важнейших достижений в истории науки». [48] Напротив, философ Хью Прайс , также присутствовавший на конференции, нашел подход Дойча–Уоллеса–Сондерса в корне ошибочным. [50]
В 2005 году Зурек [51] вывел правило Борна на основе симметрии запутанных состояний; Шлоссхауэр и Файн утверждают, что вывод Зурека не является строгим, поскольку он не определяет, что такое вероятность, и имеет несколько невысказанных предположений о том, как она должна себя вести. [52]
В 2016 году Чарльз Себенс и Шон М. Кэрролл , основываясь на работе Льва Вайдмана , [53] предложили аналогичный подход, основанный на самолокализации неопределенности. [54] В этом подходе декогеренция создает несколько идентичных копий наблюдателей, которые могут назначать достоверности нахождению на разных ветвях, используя правило Борна. Подход Себенса-Кэрролла подвергся критике со стороны Адриана Кента , [55] и Вайдман не находит его удовлетворительным. [56]
В 2021 году Саймон Сондерс вывел вывод правила Борна с подсчетом ветвей. Ключевой особенностью этого подхода является определение ветвей таким образом, чтобы все они имели одинаковую величину или 2-норму . Отношения количества ветвей, определенных таким образом, дают вероятности различных результатов измерения в соответствии с правилом Борна. [57]
Первоначально сформулированная Эвереттом и ДеВиттом, многомировая интерпретация имела привилегированную роль для измерений: они определяли, какой базис квантовой системы даст начало одноименным мирам. Без этого теория была бы неоднозначной, поскольку квантовое состояние может быть одинаково хорошо описано (например) как имеющее четко определенное положение или как суперпозиция двух делокализованных состояний. Предполагается, что предпочтительным для использования базисом является тот, который назначает уникальный результат измерения каждому миру. Эта особая роль измерений проблематична для теории, поскольку она противоречит цели Эверетта и ДеВитта иметь редукционистскую теорию и подрывает их критику плохо определенного постулата измерения Копенгагенской интерпретации. [18] [35] Сегодня это известно как проблема предпочтительного базиса .
Проблема предпочтительного базиса была решена, согласно Сондерсу и Уоллесу, среди прочих, [16] путем включения декогеренции в теорию многих миров. [23] [58] [59] [60] В этом подходе предпочтительный базис не должен постулироваться, а скорее определяется как базис, устойчивый при декогеренции окружающей среды. Таким образом, измерения больше не играют особой роли; скорее, любое взаимодействие, вызывающее декогеренцию, заставляет мир расщепляться. Поскольку декогеренция никогда не бывает полной, всегда будет оставаться некоторое бесконечно малое перекрытие между двумя мирами, делая произвольным, расщепилась ли пара миров или нет. [61] Уоллес утверждает, что это не проблематично: это только показывает, что миры не являются частью фундаментальной онтологии, а скорее частью возникающей онтологии, где эти приблизительные, эффективные описания являются рутинными в физических науках. [62] [15] Поскольку в этом подходе миры являются производными, то из этого следует, что они должны присутствовать в любой другой интерпретации квантовой механики, которая не имеет механизма коллапса, например, в бомовской механике. [63]
Этот подход к получению предпочтительного базиса подвергся критике как создающий цикличность с выводами вероятности в многомировой интерпретации, поскольку теория декогеренции зависит от вероятности, а вероятность зависит от онтологии, полученной из декогеренции. [37] [51] [64] Уоллес утверждает, что теория декогеренции зависит не от вероятности, а только от представления о том, что в физике разрешено делать приближения. [13] : 253–254
MWI возникла в докторской диссертации Эверетта в Принстонском университете «Теория универсальной волновой функции » [1] , разработанной под руководством его научного руководителя Джона Арчибальда Уиллера , краткое изложение которой было опубликовано в 1957 году под названием «Формулировка относительного состояния квантовой механики» (Уилер внес название «относительное состояние»; [65] Эверетт изначально называл свой подход «интерпретацией корреляции», где «корреляция» относится к квантовой запутанности). Фраза «многомировая» принадлежит Брайсу ДеВитту [1], который был ответственен за более широкую популяризацию теории Эверетта, которая в значительной степени игнорировалась в течение десятилетия после публикации в 1957 году. [14]
Предложение Эверетта не было беспрецедентным. В 1952 году Эрвин Шредингер прочитал лекцию в Дублине , в которой в какой-то момент он в шутку предупредил свою аудиторию, что то, что он собирается сказать, может «показаться безумным». Он продолжил утверждать, что, хотя уравнение Шредингера, казалось бы, описывает несколько разных историй, они «не являются альтернативами, а все на самом деле происходят одновременно». По словам Дэвида Дойча, это самая ранняя известная ссылка на многомировую теорию; Джеффри А. Барретт описывает ее как указание на сходство «общих взглядов» между Эвереттом и Шредингером. [66] [67] [68] Сочинения Шредингера того периода также содержат элементы, напоминающие модальную интерпретацию, созданную Басом ван Фраассеном . Поскольку Шредингер придерживался своего рода постмахистского нейтрального монизма , в котором «материя» и «разум» являются лишь различными аспектами или расположениями одних и тех же общих элементов, рассмотрение волновой функции как физической и рассмотрение ее как информации стало взаимозаменяемым. [69]
Леон Купер и Дебора Ван Вехтен разработали очень похожий подход до прочтения работы Эверетта. [70] Зе также пришел к тем же выводам, что и Эверетт, до прочтения его работы, а затем построил новую теорию квантовой декогеренции, основанную на этих идеях. [71]
По словам людей, знавших его, Эверетт верил в буквальную реальность других квантовых миров. [20] Его сын и жена сообщили, что он «никогда не колебался в своей вере в теорию множественных миров». [72] В своем подробном обзоре работы Эверетта Оснаги, Фрейтас и Фрейре-младший отмечают, что Эверетт постоянно использовал кавычки вокруг слова «реальный», чтобы указать на значение в научной практике. [14] : 107
Первоначальный прием MWI был крайне негативным, в том смысле, что его игнорировали, за исключением Девитта. Уилер приложил значительные усилия, чтобы сформулировать теорию таким образом, который был бы приемлем для Бора, посетил Копенгаген в 1956 году, чтобы обсудить ее с ним, и убедил Эверетта также посетить его, что и произошло в 1959 году. Тем не менее, Бор и его коллеги полностью отвергли теорию. [d] Эверетт уже покинул академическую среду в 1957 году и больше никогда не возвращался, а в 1980 году Уилер отрекся от теории. [73]
Одним из самых ярых сторонников MWI является Дэвид Дойч. [74] По его словам, картина интерференции одного фотона, наблюдаемая в эксперименте с двумя щелями, может быть объяснена интерференцией фотонов в множественных вселенных. Рассматриваемый таким образом эксперимент с интерференцией одного фотона неотличим от эксперимента с интерференцией нескольких фотонов. В более практическом ключе, в одной из самых ранних статей по квантовым вычислениям, [75] Дойч предположил, что параллелизм, возникающий в результате MWI, может привести к «методу, с помощью которого определенные вероятностные задачи могут быть выполнены быстрее универсальным квантовым компьютером, чем любым его классическим ограничением». Он также предположил, что MWI можно будет проверить (по крайней мере, против «наивного» копенгагенизма), когда обратимые компьютеры станут сознательными через обратимое наблюдение спина. [76]
Философы науки Джеймс Ледиман и Дон Росс говорят, что ММИ может быть истинным, но не принимают его. Они отмечают, что ни одна квантовая теория пока не является эмпирически адекватной для описания всей реальности, учитывая ее отсутствие объединения с общей теорией относительности , и поэтому не видят причин считать любую интерпретацию квантовой механики последним словом в метафизике . Они также предполагают, что множественные ветви могут быть артефактом неполных описаний и использования квантовой механики для представления состояний макроскопических объектов. Они утверждают, что макроскопические объекты существенно отличаются от микроскопических объектов тем, что не изолированы от окружающей среды, и что использование квантового формализма для их описания не обладает объяснительной и описательной силой и точностью. [77]
Некоторые ученые считают некоторые аспекты ММИ нефальсифицируемыми и , следовательно, ненаучными, поскольку множественные параллельные вселенные не сообщаются между собой в том смысле, что между ними не может передаваться никакая информация. [78] [79]
Виктор Дж. Стенгер заметил, что опубликованная работа Мюррея Гелл-Манна явно отвергает существование одновременных параллельных вселенных. [80] Сотрудничая с Джеймсом Хартлом , Гелл-Манн работал над разработкой более «приемлемой» пост-Эвереттовской квантовой механики . Стенгер считал справедливым сказать, что большинство физиков считают ММИ слишком экстремальной, хотя она «имеет достоинство в нахождении места для наблюдателя внутри анализируемой системы и избавлении от проблемного понятия коллапса волновой функции». [e]
Роджер Пенроуз утверждает, что эта идея ошибочна, поскольку она основана на чрезмерно упрощенной версии квантовой механики, которая не учитывает гравитацию. По его мнению, применение традиционной квантовой механики к Вселенной подразумевает ММИ, но отсутствие успешной теории квантовой гравитации сводит на нет заявленную универсальность традиционной квантовой механики. [27] По словам Пенроуза, «правила должны меняться, когда задействована гравитация». Он также утверждает, что гравитация помогает закрепить реальность, а «размытые» события имеют только один допустимый результат: «электроны, атомы, молекулы и т. д. настолько малы, что им не требуется почти никакого количества энергии для поддержания своей гравитации, а следовательно, и их перекрывающихся состояний. Они могут оставаться в этом состоянии вечно, как описано в стандартной квантовой теории». С другой стороны, «в случае больших объектов дублирующие состояния исчезают в одно мгновение из-за того, что эти объекты создают большое гравитационное поле». [81] [82]
Философ науки Роберт П. Криз говорит, что ММИ — «одна из самых неправдоподобных и нереалистичных идей в истории науки», потому что она означает, что все мыслимое происходит. [81] Научный писатель Филип Болл называет выводы ММИ фантазиями, поскольку «под их одеянием научных уравнений или символической логики они являются актами воображения, «простого предположения » ». [81]
Физик-теоретик Жерар 'т Хоофт также отвергает эту идею: «Я не верю, что мы должны жить с многомировой интерпретацией. На самом деле, это было бы колоссальное количество параллельных миров, которые существуют только потому, что физики не могут решить, какой из них реален». [83]
Эшер Перес был откровенным критиком ММИ. Раздел его учебника 1993 года назывался « Интерпретация Эверетта и другие странные теории» . Перес утверждал, что различные многомировые интерпретации просто смещают произвольность или неопределенность постулата коллапса на вопрос о том, когда «миры» можно считать отдельными, и что на самом деле нельзя сформулировать объективный критерий такого разделения. [84]
Опрос 72 «ведущих квантовых космологов и других специалистов по квантовой теории поля», проведенный до 1991 года Л. Дэвидом Раубом, показал 58% согласия с утверждением «Да, я думаю, что ММИ верна» [85] .
Макс Тегмарк сообщает о результатах «крайне ненаучного» опроса, проведенного на семинаре по квантовой механике в 1997 году. По словам Тегмарка, «многомировая интерпретация (MWI) заняла второе место, уверенно опередив последовательные истории и интерпретации Бома ». [86]
В ответ на заявление Шона М. Кэрролла «Как бы безумно это ни звучало, большинство работающих физиков верят в теорию множественных миров» [87] Майкл Нильсен возражает: «на конференции по квантовым вычислениям в Кембридже в 1998 году многомировой ученый опросил аудиторию из примерно 200 человек... Многомировая теория показала себя просто отлично, получив поддержку на уровне, сопоставимом с Копенгагеном и декогеренцией, но несколько ниже». Но Нильсен отмечает, что, похоже, большинство участников посчитали это пустой тратой времени: Перес «получил громкие и продолжительные аплодисменты… когда он встал в конце голосования и спросил: «А кто здесь верит, что законы физики определяются демократическим голосованием? » [ 88]
Опрос, проведенный в 2005 году среди менее 40 студентов и исследователей после курса «Интерпретация квантовой механики» в Институте квантовых вычислений Университета Ватерлоо, показал, что наименее популярной является «Множество миров (и декогеренция)». [89]
Опрос 33 участников австрийской конференции по квантовым основам, проведенный в 2011 году , выявил, что 6 из них поддержали теорию многомерных мировоззрений, 8 — теорию «информационно-теоретических» и 14 — теорию Копенгагена; [90] авторы отмечают, что теория многомерных мировоззрений получила такой же процент голосов, как и в опросе Тегмарка 1997 года. [90]
ДеВитт сказал, что Эверетт, Уилер и Грэм «в конечном итоге не исключают ни одного элемента суперпозиции. Все миры существуют, даже те, в которых все идет не так и все статистические законы нарушаются». [6] Тегмарк подтвердил, что абсурдные или крайне маловероятные события редки, но неизбежны в рамках ММИ: «Вещи, несовместимые с законами физики, никогда не произойдут — все остальное произойдет... важно отслеживать статистику, поскольку даже если все мыслимое где-то произойдет, действительно странные события случаются только экспоненциально редко». [91] Дэвид Дойч в своей книге «Начало бесконечности » предполагает , что некоторая фантастика, такая как альтернативная история , может произойти где-то в мультивселенной , если она согласуется с законами физики. [92] [93]
Согласно Ледимену и Россу, многие, казалось бы, физически правдоподобные, но нереализованные возможности, такие как те, которые обсуждаются в других научных областях, как правило, не имеют аналогов в других отраслях, потому что они фактически несовместимы с универсальной волновой функцией. [77] Согласно Кэрроллу, принятие решений человеком, вопреки распространенным заблуждениям, лучше всего рассматривать как классический процесс, а не квантовый, потому что он работает на уровне нейрохимии, а не фундаментальных частиц. Человеческие решения не заставляют мир разветвляться на одинаково реализуемые результаты; даже для субъективно сложных решений «вес» реализованных результатов почти полностью сосредоточен в одной ветви. [94] : 214–216
Квантовое самоубийство — мысленный эксперимент в квантовой механике и философии физики , который якобы может провести различие между копенгагенской интерпретацией квантовой механики и многомировой интерпретацией с помощью вариации мысленного эксперимента с котом Шредингера , с точки зрения кота. Квантовое бессмертие относится к субъективному опыту выживания после квантового самоубийства. [95] Большинство экспертов полагают, что эксперимент не сработает в реальном мире, потому что мир с выжившим экспериментатором имеет более низкую «меру», чем мир до эксперимента, что делает менее вероятным, что экспериментатор испытает свое выживание. [13] : 371 [33] [94] [96]
О локальности: «Среди тех, кто воспринял подход Эверетта к квантовой теории всерьез как вариант, общеизвестно, что — при эвереттовской интерпретации — квантовая теория (динамически) локальна — нет действия на расстоянии» о детерминизме: «Но, уменьшая масштаб (с точки зрения Бога) из конкретной ветви, мы увидим все другие ветви, каждая из которых имеет свой результат измерения, записанный и наблюдаемый, все сосуществующие в равной степени; и все подкреплены ( супервентной ) детерминистически, унитарно, развивающейся универсальной волновой функцией»
В конечном итоге ДеВитт смягчил свою точку зрения на необходимость расщепления Вселенной, происходящего при каждом атомном взаимодействии, когда он в целом принял подходы декогеренции, предложенные Дитером Зехом, Войцехом Журеком, Джеймсом Б. Хартлом, Мюрреем Гелл-Манном и другими, начиная с 1970 года.
Вывод, по-видимому, состоит в том, что на сегодняшний день не было дано общепринятого вывода правила Борна, но это не означает, что такой вывод в принципе невозможен.
В колонке «да» были Стивен Хокинг, Ричард Фейнман и Мюррей Гелл-Манн