Monien maailmojen tulkinta tai Everettin tulkinta on kvanttimekaniikan tulkinta , joka viittaa tietyssä mielessä " rinnakkaisuniversumien " olemassaoloon, joilla jokaisella on samat luonnonlait ja joille on ominaista sama pysyvä maailma , mutta jotka ovat eri tilassa . Alkuperäinen muotoilu johtuu Hugh Everettistä (1957).
Monien maailmojen tulkinta (jäljempänä MWI) kieltää aaltofunktion indeterministisen romahtamisen , joka liittyy kaikkiin mittauksiin Kööpenhaminan tulkinnassa . Monien maailmojen tulkinta selviää selityksissään vain kvanttisekoittumisen ilmiöstä ja tilojen täysin palautuvasta evoluutiosta.
MMI on yksi monista monen maailman hypoteeseista fysiikan ja filosofian alalla . Se on yksi tämän päivän johtavista tulkinnoista Kööpenhaminan tulkinnan ja konsensuskronologian tulkinnan ohella .
Kuten muutkin tulkinnat, Monien maailmojen tarkoitus on selittää perinteinen kaksoisrako-kokeilu . Kun valokvantit (tai muut hiukkaset) kulkevat kahden raon läpi, on tarpeen olettaa, että valolla on aaltoominaisuuksia, jotta voidaan laskea, mihin ne putoavat. Toisaalta, jos kvantit rekisteröidään, ne rekisteröidään aina pistehiukkasten muodossa eivätkä tahriintuneiden aaltojen muodossa. Selittääkseen siirtymistä aallosta korpuskulaariseen käyttäytymiseen Kööpenhaminan tulkinta esittelee prosessin nimeltä romahdus .
Vaikka Everettin alkuperäisen työn jälkeen on ehdotettu useita uusia versioita MMI:stä, niillä kaikilla on kaksi perusideaa. Ensimmäinen on tilafunktion olemassaolo koko universumille , joka noudattaa Schrödingerin yhtälöä koko ajan eikä koskaan koe ei-determinististä romahdusta. Toinen on oletuksena, että tämä universaali tila on useiden (ja mahdollisesti äärettömän määrän) identtisten rinnakkaisten universumien tilojen kvantti superpositio , jotka eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
Joidenkin kirjoittajien mukaan termi "monimaailma" on vain harhaanjohtava; monen maailman tulkinta ei tarkoita täsmälleen muiden maailmojen todellista olemassaoloa, se tarjoaa vain yhden todella olemassa olevan maailman, jota kuvaa yksi aaltofunktio, joka kuitenkin on jaettava kvanttitapahtuman mittausprosessin suorittamiseksi. tarkkailijaksi (joka suorittaa mittauksen) ja kunkin kuvaamaan kohteeseen omalla aaltofunktiollaan. Tämä voidaan kuitenkin tehdä eri tavoin, ja siksi tuloksena on mitatun suuren erilaiset arvot ja tyypillisesti erilaiset tarkkailijat. Siksi uskotaan, että jokaisessa kvanttiobjektin mittaustoimessa havainnoitsija ikään kuin jaetaan useisiin (oletettavasti rajattoman moniin) versioihin. Jokainen näistä versioista näkee mittaustuloksensa ja sen mukaisesti toimien muodostaa oman esimittaushistoriansa ja -versionsa universumista. Tätä ajatellen tätä tulkintaa kutsutaan pääsääntöisesti monimaailmaksi, ja itse monivarianttiuniversumia kutsutaan multiversumiksi [1] .
Kuitenkaan ei voida kuvitella havainnoijan "halkeamista" yhden universumin jakamisena useisiin erillisiin maailmoihin. Kvanttimaailma on monen maailman tulkinnan mukaan täsmälleen yksi, mutta siinä oleva valtava määrä hiukkasia korvataan monimutkaisimmalla maailmantoiminnalla, ja tätä maailmaa voidaan kuvata sisältä käsin lukemattomilla eri tavoilla, ja tämä eivät johda epävarmuustekijöihin, koska kukaan ei voi tarkkailla (kuvailla) maailmankaikkeutta ulkopuolelta [1] .
MMI-ideat ovat peräisin Princetonin Hugh Everettin opinnäytetyöstä , joka on kirjoitettu John Wheelerin valvonnassa , ja itse termi "monimaailma" johtuu olemassaolostaan Bryce DeWittille , joka kehitti Everettin alkuperäisen teoksen teeman. DeWittin muotoilusta on tullut niin suosittu, että se sekoitetaan usein Everettin alkuperäiseen työhön.
Kun von Neumann kirjoitti kuuluisan tutkielmansa Kvanttimekaniikan matemaattiset perusteet vuonna 1932 , "aaltofunktion romahtamisen" ilmiö rakennettiin kvanttimekaniikan matemaattiseen laitteistoon postulaatin muodossa, että on olemassa kaksi prosessia, joissa aalto funktion muutokset:
Monet ovat tunnustaneet, että Kööpenhaminan tulkinnan kohteelle (1) ehdottama aaltofunktion romahdusilmiö on keinotekoinen temppu ja siksi on etsittävä toinen tulkinta, joka käsittelee mittauskäyttäytymistä taustalla olevien fysikaalisten periaatteiden kannalta.
Everettin väitöskirjatyö tarjosi juuri sellaisen vaihtoehdon. Everett ehdotti, että komposiittijärjestelmälle (joka on hiukkanen, joka on vuorovaikutuksessa mittauslaitteen kanssa) väite, että mikä tahansa osajärjestelmä on tietyssä tilassa, on merkityksetön. Tämä johti Everettin päätelmään yhden järjestelmän tilan suhteellisesta luonteesta suhteessa toiseen.
Everettin muotoilu, joka johtaa mittauksen aikana tapahtuvan aaltofunktion romahtamisen prosessin ymmärtämiseen, vastaa matemaattisesti aaltofunktioiden kvantti-superpositiota. Koska Everett lopetti teoreettisen fysiikan opiskelun pian tutkinnon saatuaan, hänen ideoitaan jatkoivat muut tutkijat, mukaan lukien Bryce DeWitt ja Mikhail Mensky [2] .
Everettin muotoilussa mittalaite M ja mittauskohde S muodostavat yhdistelmäjärjestelmän, jonka jokainen osajärjestelmä on olemassa tietyissä (riippuen tietysti ajasta) tilassa ennen mittausta. Mittaus nähdään M :n ja S :n välisenä vuorovaikutuksena . Kun M :n ja S : n välillä on tapahtunut vuorovaikutus , ei ole enää mahdollista kuvata jokaista osajärjestelmää itsenäisten tilojen avulla. Everettin mukaan mahdollisten kuvausten tulee olla suhteellisia tiloja: esimerkiksi tila M suhteessa tiettyyn tilaan S tai tila S suhteessa tiettyyn tilaan M .
DeWittin muotoilussa tila S mittauksen jälkeen on vaihtoehtoisten historioiden S kvantti superpositio .
Tarkastellaan yksinkertaisinta mahdollista kvanttijärjestelmää S - kuten kuvassa näkyy. Tämä kuva kuvaa esimerkiksi elektronin spin-tilaa. Valitaan tietty akseli (esimerkiksi z-akseli) ja oletetaan, että pohjoisnapa edustaa spin "ylös" ja etelänapa spin "alas". Kaikki mahdolliset tilojen superpositiot kuvataan ns. Bloch-pallolla (sen pinnalla). Mittausten suorittamiseksi S :llä se on saatettava vuorovaikutukseen toisen samanlaisen järjestelmän kanssa - M . Vuorovaikutuksen jälkeen komposiittijärjestelmää kuvataan tilalla, joka on olemassa kuusiulotteisessa avaruudessa (syy siihen, että ulottuvuuksia on kuusi, selitetään Bloch-palloa käsittelevässä artikkelissa). Tämä kuusiulotteinen objekti voidaan esittää järjestelmän S kahden "vaihtoehtoisen historian" superpositiona , joista toisessa havaittiin mittauksen tulos "ylös" ja toisessa - "alas". Jokainen myöhempi binääriulottuvuus (joka on vuorovaikutus järjestelmän M kanssa ) aiheuttaa samanlaisen historiallisen puun haarautumisen. Siten kolmen mittauksen jälkeen järjestelmää voidaan pitää kvanttisuperpositiona 2x2x2 = 8 alkuperäisen järjestelmän S kopiota .
Jos monien maailmojen tulkinta esitetään kaoottisena universumin inflaationa (joka mitattuna jakautuu moniin vuorovaikuttamattomiin maailmoihin ja hypoteettisesti jotkut niistä voivat olla hyvin erilaisia kuin muut), tällainen monen maailman tulkintaa ei voida pitää täysin tieteellisenä, koska se ei täytä Popperin kriteeriä [3] .
Samalla tällaisen tulkinnan hyöty on ehdottomasti olemassa, mutta siitä voidaan keskustella vain sen pragmaattisen käytön prisman kautta. Joten esimerkiksi joidenkin maailmojen kaoottisen inflaation tulkinnassa olevien kysymysten analyysi, vaikka se johtaa samoihin tuloksiin kuin missä tahansa muussa kvanttimekaniikan tulkinnassa, on loogiselta kannalta yksinkertaisempaa - mikä selittää sen suosion. joillakin tieteen aloilla (esimerkiksi kvanttikosmologiaan ) .
Jotta tällaista multiuniversumin tulkintaa ei sekoitettaisi monimuuttujaiseen universumiin, joka koostuu yhdestä maailmasta, mutta jota kuvataan eri tavoin, jotkut fyysikot ehdottavat, että jälkimmäistä kutsutaan "alterverseksi" (toisin kuin "multiversumi" - joukko itsenäiset maailmat, jotka muodostuvat kaoottisissa inflaatiomalleissa).
Kolme fyysikkoa Itävallasta ja Yhdysvalloista teki heinäkuussa 2011 kyselyn 33:lle "Kvanttimekaniikka ja todellisuuden luonne" -konferenssin osallistujalle. Kävi ilmi, että 42% tukee Kööpenhaminan tulkintaa, 24% - kvanttitiedon teoriaa , 18% - - monien maailmojen kvanttimekaniikan tulkintaa. Toinen 9 % noudattaa Roger Penrosen tulkintaa aaltofunktion romahtamisen objektiivisuudesta [4] .
| Aikamatka | |
|---|---|
| Yleiset termit ja käsitteet |
|
| Ajan paradokseja |
|
| Rinnakkaiset aikajanat |
|
| Ajan ja tilan filosofia | |
| GR :n tilat , jotka voivat sisältää suljettuja aikakaltaisia rivejä | |
| Kaupunkilegendat aikamatkailusta _ |
|