กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 21 นาที

การตีความโลกหลายมิติ

การตีความโลกหลายมิติ ( MWI ) เป็นการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่ยืนยันว่าฟังก์ชันคลื่นสากลเป็นของจริงเชิงวัตถุวิสัยและไม่มีการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นซึ่งหมายความว่า ผลลัพธ์...

การตีความโลกหลายมิติ

ปริศนา " แมวของชโรดิงเกอร์ " ใน กลศาสตร์ควอนตัมตามการตีความแบบหลายโลก ในการตีความนี้ เหตุการณ์ควอนตัมทุกเหตุการณ์เป็นจุดแยกสาขา แมวตัวนั้นทั้งมีชีวิตและตายไปพร้อมกัน แม้หลังจากเปิดกล่องแล้ว แต่แมวที่ "มีชีวิต" และ "ตาย" นั้นอยู่ในสาขาที่แตกต่างกันของพหุจักรวาล ซึ่งทั้งสองสาขานั้นมีความจริงเท่าเทียมกัน แต่ไม่โต้ตอบกัน

การตีความโลกหลายมิติ ( MWI ) เป็นการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่ยืนยันว่าฟังก์ชันคลื่นสากลเป็นของจริงเชิงวัตถุวิสัยและไม่มีการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น[ 1 ]ซึ่งหมายความว่า ผลลัพธ์ ที่เป็นไปได้ ทั้งหมดของการวัด ควอนตัมนั้นเกิดขึ้นจริงใน "โลก" ที่แตกต่างกัน[ 2 ]วิวัฒนาการของความเป็นจริงโดยรวมใน MWI นั้นเป็นแบบกำหนด อย่างเข้มงวด [ 1 ] : 9 และเป็นแบบเฉพาะที่ แบบ ไดนามิก[ 3 ]โลกหลายมิติยังถูกเรียกว่าการกำหนดสถานะสัมพัทธ์หรือการตีความของเอเวอเร็ตต์ตามชื่อของนักฟิสิกส์ฮิวจ์ เอเวอเร็ตต์ผู้เสนอแนวคิดนี้เป็นครั้งแรกในปี 1957 [ 4 ] [ 5 ]ไบรซ์ เดวิตต์ ได้ทำให้แนวคิดนี้เป็นที่นิยมและตั้งชื่อว่าโลกหลายมิติในช่วงทศวรรษ 1970 [ 6 ] [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]

ในเวอร์ชันสมัยใหม่ของโลกหลายมิติ การปรากฏตัวเชิงอัตวิสัยของการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นได้รับการอธิบายโดยกลไกของควอนตัมดีโคเฮเรนซ์ [ 2 ] แนวทางดีโคเฮเรนซ์ในการตีความทฤษฎีควอนตัมได้รับการสำรวจและพัฒนาอย่างกว้างขวางตั้งแต่ทศวรรษ 1970 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] MWI ถือเป็นการตีความหลักของกลศาสตร์ควอนตัมควบคู่ไปกับการตีความดีโคเฮเรนซ์อื่นๆการตีความโคเปนเฮเกนและทฤษฎีตัวแปรที่ซ่อนอยู่เช่นกลศาสตร์โบห์เมีย[ 12 ] [ 2 ]

ในการตีความแบบหลายโลก ฟังก์ชันคลื่นสากลจะวิวัฒนาการแบบเอกภาพโดยไม่ยุบตัว ปฏิสัมพันธ์นำไปสู่การลดความสอดคล้อง ทำให้เกิดส่วนประกอบของฟังก์ชันคลื่นที่เป็นอิสระต่อกันทางพลวัต ซึ่งสอดคล้องกับผลลัพธ์ระดับมหภาคที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบเหล่านี้บางครั้งเรียกว่า "โลก" แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นใหม่ โดยประมาณ และไม่ใช่เอนทิตีพื้นฐานก็ตาม จุดประสงค์คือเพื่อแก้ปัญหาการวัดและความขัดแย้ง บาง ประการของทฤษฎีควอนตัมเช่นเพื่อนของวิกเนอร์ [ 4 ] : 4–6 ความขัดแย้ง ของไอน์สไตน์-โพดอลสกี-โรเซน (EPR) [ 5 ] : 462 [ 1 ] : 118 และแมวของชโรดิงเกอร์ [ 6 ] เนื่องจากฟังก์ชันคลื่นสากลมีส่วนประกอบที่สอดคล้องกับผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของเหตุการณ์ควอนตัม

ภาพรวมของการตีความ

แนวคิดหลักของการตีความโลกหลายมิติคือ พลวัต เชิงเส้นและเอกภาพของกลศาสตร์ควอนตัมใช้ได้ทุกที่และทุกเวลา ดังนั้นจึงอธิบายจักรวาลทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันจำลองการวัดเป็นการแปลงเอกภาพ ปฏิสัมพันธ์ที่ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ ระหว่างผู้สังเกตและวัตถุ โดยไม่ต้องใช้สมมติฐานการยุบตัวและจำลองผู้สังเกตเป็นระบบกลศาสตร์ควอนตัมทั่วไป[ 13 ] : 35–38 สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับการตีความโคเปนเฮเกนซึ่งการวัดเป็นแนวคิด "ดั้งเดิม" ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกลศาสตร์ควอนตัมเอกภาพ การใช้การตีความโคเปนเฮเกนทำให้จักรวาลถูกแบ่งออกเป็นโดเมนควอนตัมและคลาสสิก และสมมติฐานการยุบตัวเป็นศูนย์กลาง[ 13 ] : 29–30 ใน MWI ไม่มีการแบ่งระหว่างคลาสสิกและควอนตัม ทุกอย่างเป็นควอนตัมและไม่มีการยุบตัว ข้อสรุปหลักของ MWI คือจักรวาล (หรือพหุจักรวาลในบริบทนี้) ประกอบด้วยการซ้อนทับควอนตัมของจักรวาลคู่ขนานหรือโลกควอนตัมที่ไม่สื่อสารกันจำนวนมากนับ ไม่ถ้วน [ 14 ]หรือไม่สามารถนิยามได้[ 15 ] : 14–17 [ 1 ] ซึ่งมีความแตกต่างกันมากขึ้นเรื่อยๆ [ 1 ]บางครั้งเรียกว่าโลกเอเวอเร็ตต์ [ 1 ] : 234 แต่ละโลกเป็น ประวัติศาสตร์ทางเลือกหรือไทม์ไลน์ ที่สอดคล้องกันภายในและเป็นจริง

การตีความโลกหลายมิติใช้การลดความสอดคล้องเพื่ออธิบายกระบวนการวัดและการเกิดขึ้นของโลกกึ่งคลาสสิก[ 15 ] [ 16 ] Wojciech H. Zurekหนึ่งใน ผู้บุกเบิก ทฤษฎี การลดความสอดคล้อง กล่าวว่า: "ภายใต้การตรวจสอบของสิ่งแวดล้อม มีเพียงสถานะตัวชี้ เท่านั้น ที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง สถานะอื่นๆ จะลดความสอดคล้องเป็นส่วนผสมของสถานะตัวชี้ที่เสถียรซึ่งสามารถคงอยู่ได้ และในแง่นี้ พวกมันมีอยู่จริง: พวกมันถูกเลือก" [ 17 ] Zurek เน้นย้ำว่างานของเขาไม่ได้ขึ้นอยู่กับการตีความเฉพาะเจาะจง[ a ]

การตีความโลกหลายมิติมีความคล้ายคลึงกับ การตีความ ประวัติศาสตร์ที่ลดความสอดคล้องกัน หลายประการ ซึ่งใช้การลดความสอดคล้องกันเพื่ออธิบายกระบวนการวัดหรือการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นเช่นกัน[ 16 ] : 9–11 การตีความโลกหลายมิติถือว่าประวัติศาสตร์หรือโลกอื่นๆ เป็นจริง เนื่องจากถือว่าฟังก์ชันคลื่นสากลเป็น "เอนทิตีทางกายภาพพื้นฐาน" [ 5 ] : 455 หรือ "เอนทิตีพื้นฐานที่ปฏิบัติตามสมการคลื่นแบบกำหนดได้ตลอดเวลา" [ 4 ] : 115 ในทางกลับกัน การตีความประวัติศาสตร์ที่ลดความสอดคล้องกันต้องการเพียงประวัติศาสตร์ (หรือโลก) หนึ่งเดียวเท่านั้นที่เป็นจริง[ 16 ] : 10

ผู้เขียนหลายคน รวมถึง Everett, John Archibald WheelerและDavid Deutschเรียกโลกหลายมิติว่าเป็นทฤษฎีหรืออภิทฤษฎีมากกว่าที่จะเป็นเพียงการตีความ[ 14 ] [ 18 ] : 328 Everett โต้แย้งว่ามันเป็น "แนวทางที่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์เพียงวิธีเดียวในการอธิบายทั้งเนื้อหาของกลศาสตร์ควอนตัมและลักษณะของโลก" [ 19 ] Deutsch ปฏิเสธความคิดที่ว่าโลกหลายมิติเป็น "การตีความ" โดยกล่าวว่าการเรียกมันว่าการตีความ "ก็เหมือนกับการพูดถึงไดโนเสาร์ว่าเป็น 'การตีความ' ของบันทึกฟอสซิล" [ 20 ] : 382

สูตร

ในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกปี 1957 ของเขา เอเวอเร็ตต์เสนอว่า แทนที่จะอาศัยการสังเกตภายนอกเพื่อวิเคราะห์ระบบควอนตัมที่แยกตัวออกไป เราสามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุ รวมทั้งผู้สังเกตการณ์ของวัตถุนั้น ในฐานะระบบทางกายภาพล้วนๆ ภายในกรอบทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาโดยพอล ดิแรกจอห์น ฟอน นอยมันน์และคนอื่นๆ โดยละทิ้ง กลไก เฉพาะกิจของการยุบ ตัวของ ฟังก์ชันคลื่นไปโดย สิ้นเชิง [ 4 ] [ 1 ]

สถานะสัมพัทธ์

งานดั้งเดิมของเอเวอเร็ตต์ได้นำเสนอแนวคิดของสถานะสัมพัทธ์ระบบย่อยสองระบบ (หรือมากกว่านั้น) หลังจากปฏิสัมพันธ์ทั่วไปแล้ว จะมีความสัมพันธ์กันหรือที่ปัจจุบันเรียกว่า"พันกัน " เอเวอเร็ตต์ตั้งข้อสังเกตว่า ระบบที่พันกันดังกล่าวสามารถแสดงได้ในรูปผลรวมของผลคูณของสถานะ โดยที่ระบบย่อยสองระบบหรือมากกว่านั้นแต่ละระบบอยู่ในสถานะที่สัมพันธ์กัน หลังจากทำการวัดหรือสังเกตแล้ว หนึ่งในคู่ (หรือสามระบบ ฯลฯ) คือระบบที่ถูกวัด วัตถุ หรือระบบที่ถูกสังเกต และสมาชิกอีกตัวหนึ่งคืออุปกรณ์วัด (ซึ่งอาจรวมถึงผู้สังเกต) ที่บันทึกสถานะของระบบที่ถูกวัด ผลคูณของสถานะระบบย่อยแต่ละตัวในการซ้อนทับโดยรวมจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาโดยอิสระจากผลคูณอื่นๆ เมื่อระบบย่อยมีปฏิสัมพันธ์กัน สถานะของพวกมันจะมีความสัมพันธ์กันหรือพันกัน และไม่สามารถพิจารณาว่าเป็นอิสระต่อกันได้อีกต่อไป ในศัพท์ของเอเวอเร็ตต์ สถานะระบบย่อยแต่ละสถานะมีความสัมพันธ์กับสถานะสัมพัทธ์ ของมัน เนื่องจากระบบย่อยแต่ละระบบจะต้องพิจารณาโดยสัมพันธ์กับระบบย่อยอื่นๆ ที่มันมีปฏิสัมพันธ์ด้วย

ในตัวอย่างของแมวของชโรดิงเกอร์หลังจากเปิดกล่องแล้ว ระบบที่พันกันก็คือ แมว ขวดพิษ และผู้สังเกตการณ์ ชุดสถานะสามอย่างสัมพัทธ์ชุด หนึ่งคือ แมวยังมีชีวิตอยู่ ขวดพิษยังไม่แตก และผู้สังเกตการณ์เห็นแมวยังมีชีวิตอยู่ ชุดสถานะสามอย่างสัมพัทธ์ อีก ชุดหนึ่ง คือ แมวตาย ขวดพิษแตก และผู้สังเกตการณ์เห็นแมวตาย

ในตัวอย่างของการวัดตัวแปรต่อเนื่อง (เช่น ตำแหน่งq ) ระบบวัตถุ-ผู้สังเกตจะแยกออกเป็นคู่สถานะสัมพัทธ์ต่อเนื่อง: สถานะสัมพัทธ์ของระบบวัตถุจะกลายเป็นฟังก์ชันเดลต้าของ Diracแต่ละฟังก์ชันที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ค่าq เฉพาะ และสถานะสัมพัทธ์ของผู้สังเกตที่สอดคล้องกันแสดงถึงผู้สังเกตที่บันทึกค่าqไว้[ 4 ] : 57–64 สถานะของคู่สถานะสัมพัทธ์จะมีความสัมพันธ์กัน หลังจากการวัด

ในแผนการของเอเวอเร็ตต์ ไม่มีการยุบตัวเกิดขึ้น แต่สมการชโรดิงเกอร์หรือทฤษฎีสนามควอนตัมซึ่งเป็นอนาล็อกเชิงสัมพัทธภาพ กลับเป็นจริงตลอดเวลาและทุกที่ การสังเกตหรือการวัดจะถูกจำลองโดยการใช้สมการคลื่นกับระบบทั้งหมด ซึ่งประกอบด้วยวัตถุที่ถูกสังเกตและผู้สังเกต ผลที่ตามมาประการหนึ่งคือ การสังเกตทุกครั้งจะทำให้ฟังก์ชันคลื่นของผู้สังเกตและวัตถุรวมกันเปลี่ยนไปเป็นสถานะซ้อนทับเชิงควอนตัมของสองสาขาขึ้นไปที่ไม่เกิดปฏิสัมพันธ์กัน

ดังนั้น กระบวนการวัดหรือการสังเกต หรือปฏิสัมพันธ์ใดๆ ที่ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ จะแบ่งระบบออกเป็นชุดของสถานะสัมพัทธ์ โดยแต่ละชุดของสถานะสัมพัทธ์ซึ่งก่อตัวเป็นสาขาหนึ่งของฟังก์ชันคลื่นสากล จะมีความสอดคล้องกันภายในตัวมันเอง และการวัดในอนาคตทั้งหมด (รวมถึงโดยผู้สังเกตหลายคน) จะยืนยันความสอดคล้องกันนี้

เปลี่ยนชื่อเป็นหลายโลก

เอเวอเร็ตต์ได้อ้างถึงระบบผู้สังเกตการณ์-วัตถุที่รวมกันว่าถูกแบ่งโดยการสังเกต โดยแต่ละการแบ่งจะสอดคล้องกับผลลัพธ์ที่แตกต่างกันหรือผลลัพธ์ที่เป็นไปได้หลายประการของการสังเกต การแบ่งเหล่านี้สร้างต้นไม้แบบแตกแขนง โดยแต่ละแขนงเป็นชุดของสถานะทั้งหมดที่สัมพันธ์กันไบรซ์ เดวิตต์ได้เผยแพร่ผลงานของเอเวอเร็ตต์ด้วยชุดสิ่งพิมพ์ที่เรียกว่าการตีความโลกหลายมิติ โดยเน้นที่กระบวนการแบ่ง เดวิตต์ได้แนะนำคำว่า "โลก" เพื่ออธิบายแขนงเดียวของต้นไม้นั้น ซึ่งเป็นประวัติที่สอดคล้องกัน การสังเกตหรือการวัดทั้งหมดภายในแขนงใด ๆ ก็ตามจะสอดคล้องกันในตัวมันเอง[ 4 ] [ 1 ]

เนื่องจากเหตุการณ์ที่คล้ายกับการสังเกตการณ์จำนวนมากเกิดขึ้นและกำลังเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แบบจำลองของเอเวอเร็ตต์จึงบ่งชี้ว่ามีสถานะหรือ "โลก" ที่มีอยู่พร้อมกันจำนวนมหาศาลและเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ[ b ]

คุณสมบัติ

MWI ขจัดบทบาทที่ขึ้นอยู่กับผู้สังเกตใน กระบวนการ วัดควอนตัมโดยการแทนที่ การยุบตัวของ ฟังก์ชันคลื่นด้วยกลไกการลดทอนควอนตัมที่ ได้รับการยอมรับ [ 22 ]เนื่องจากบทบาทของผู้สังเกตเป็นหัวใจสำคัญของ "ความขัดแย้งควอนตัม" ทั้งหมด เช่นความขัดแย้ง EPRและ "ปัญหาขอบเขต" ของฟอน นอยมันน์ วิธีนี้จึงเป็นแนวทางที่ชัดเจนและง่ายกว่าในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้[ 5 ]

เนื่องจากการตีความโคเปนเฮเกนต้องการการมีอยู่ของโดเมนคลาสสิกนอกเหนือจากที่อธิบายโดยกลศาสตร์ควอนตัม จึงถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าไม่เพียงพอสำหรับการศึกษาจักรวาลวิทยา[ 23 ]แม้ว่าจะไม่มีหลักฐานว่าเอเวอเร็ตต์ได้รับแรงบันดาลใจจากประเด็นของจักรวาลวิทยา[ 14 ] : 7 เขาได้พัฒนาทฤษฎีของเขาโดยมีเป้าหมายที่ชัดเจนในการอนุญาตให้กลศาสตร์ควอนตัมนำไปใช้กับจักรวาลโดยรวม โดยหวังว่าจะกระตุ้นให้เกิดการค้นพบปรากฏการณ์ใหม่[ 5 ]ความหวังนี้เป็นจริงในการพัฒนาจักรวาลวิทยาควอนตัมใน ภายหลัง [ 24 ]

MWI เป็น ทฤษฎี ที่สมจริงกำหนดได้และ เฉพาะ ที่แบบไดนามิกโดยบรรลุเป้าหมายนี้ด้วยการขจัดการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น ซึ่งไม่สามารถกำหนดได้และไม่เฉพาะที่ ออกจากสมการที่กำหนดได้และเฉพาะที่ของทฤษฎีควอนตัม[ 3 ]

MWI (เช่นเดียวกับทฤษฎีมัลติเวิร์สอื่นๆ ที่กว้างกว่า) ให้บริบทสำหรับหลักการมานุษยวิทยาซึ่งอาจเป็นคำอธิบายสำหรับ จักรวาลที่ ปรับแต่งอย่างละเอียด[ 25 ] [ 26 ]

MWI ขึ้นอยู่กับความเป็นเชิงเส้นของกลศาสตร์ควอนตัมอย่างมาก ซึ่งเป็นพื้นฐานของหลักการซ้อนทับหากทฤษฎีแห่งทุกสิ่ง ขั้นสุดท้าย ไม่เป็นเชิงเส้นเมื่อเทียบกับฟังก์ชันคลื่นแล้ว หลายโลกก็จะไม่ถูกต้อง[ 6 ] [ 1 ] [ 5 ] [ 7 ] [ 8 ]ทฤษฎีสนามควอนตัมทั้งหมดเป็นเชิงเส้นและเข้ากันได้กับ MWI ซึ่งเป็นจุดที่ Everett เน้นย้ำว่าเป็นแรงจูงใจสำหรับ MWI [ 5 ]แม้ว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมหรือทฤษฎีสตริงอาจไม่เป็นเชิงเส้นในแง่นี้[ 27 ]แต่ก็ยังไม่มีหลักฐานใดๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้[ 28 ] [ 29 ]

Weingarten [ 30 ]และ Taylor & McCulloch [ 31 ]ได้เสนอแนวทางแยกกันในการกำหนดสาขาฟังก์ชันคลื่นในแง่ของความซับซ้อนของวงจรควอนตั

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น

เช่นเดียวกับการตีความกลศาสตร์ควอนตัมแบบอื่นๆ การตีความแบบหลายโลกได้รับแรงบันดาลใจจากพฤติกรรมที่สามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยการทดลองช่องคู่เมื่ออนุภาคของแสง (หรือสิ่งอื่นใด) ผ่านช่องคู่ การคำนวณโดยสมมติว่าแสงมีพฤติกรรมแบบคลื่นสามารถใช้เพื่อระบุตำแหน่งที่น่าจะสามารถสังเกตเห็นอนุภาคได้ แต่เมื่อสังเกตเห็นอนุภาคในการทดลองนี้ อนุภาคเหล่านั้นปรากฏเป็นอนุภาค (เช่น ในตำแหน่งที่แน่นอน) และไม่ใช่คลื่นที่ไม่จำกัดตำแหน่ง

บางเวอร์ชันของการตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัมเสนอถึงกระบวนการ "การยุบตัว" ซึ่งระบบควอนตัมที่ไม่แน่นอนจะยุบตัวลงตามความน่าจะเป็นไปสู่ ​​หรือเลือกผลลัพธ์ที่แน่นอนเพียงหนึ่งเดียวเพื่อ "อธิบาย" ปรากฏการณ์ของการสังเกตนี้ การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นถูกมองว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์และเฉพาะกิจ อย่างกว้างขวาง [ 32 ]ดังนั้นการตีความทางเลือกอื่นที่สามารถเข้าใจพฤติกรรมของการวัดจากหลักการทางฟิสิกส์พื้นฐานมากขึ้นจึงถือว่าพึง ปรารถนา

งานวิจัยระดับปริญญาเอกของเอเวอเร็ตต์ได้ให้การตีความเช่นนั้น เขาโต้แย้งว่าสำหรับระบบผสม—เช่น ผู้สังเกต (หรือเครื่องมือวัด) ที่สังเกตวัตถุ (ระบบที่ถูกสังเกต เช่น อนุภาค)—การอ้างว่าผู้สังเกตหรือสิ่งที่ถูกสังเกตมีสถานะที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนนั้นไม่มีความหมาย ในภาษาปัจจุบัน ผู้สังเกตและสิ่งที่ถูกสังเกตได้กลายเป็นสิ่งที่เกี่ยวพันกัน เราสามารถระบุสถานะของฝ่ายหนึ่งเทียบกับอีกฝ่ายหนึ่งได้เท่านั้น กล่าวคือ สถานะของผู้สังเกตและสิ่งที่ถูกสังเกตมีความสัมพันธ์กันหลังจาก ทำการสังเกตแล้ว สิ่งนี้ทำให้เอเวอเร็ตต์ได้มาซึ่งแนวคิดเรื่อง ความสัมพันธ์ของสถานะจากพลศาสตร์เชิงเอกภาพและเชิงกำหนดเพียงอย่างเดียว (เช่น โดยไม่ต้องสมมติว่าฟังก์ชันคลื่นยุบตัว)

เอเวอเร็ตต์สังเกตเห็นว่าพลวัตแบบเอกภาพและกำหนดได้เพียงอย่างเดียวบ่งชี้ว่าหลังจากทำการสังเกตแล้ว องค์ประกอบแต่ละส่วนของการซ้อนทับควอนตัมของฟังก์ชันคลื่นของวัตถุและตัวผู้สังเกตที่รวมกันจะมี "สถานะสัมพัทธ์" สองสถานะ ได้แก่ สถานะของวัตถุที่ "ยุบตัว" และผู้สังเกตที่เกี่ยวข้องซึ่งได้สังเกตผลลัพธ์ที่ยุบตัวเดียวกัน สิ่งที่ผู้สังเกตเห็นและสถานะของวัตถุมีความสัมพันธ์กันโดยการกระทำของการวัดหรือการสังเกต วิวัฒนาการต่อมาของสถานะสัมพัทธ์ของวัตถุและตัวผู้สังเกตแต่ละคู่ดำเนินไปโดยไม่สนใจการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ขององค์ประกอบอื่น ๆราวกับว่าการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นได้เกิดขึ้นแล้ว[ 1 ] : 67, 78 ซึ่งมีผลทำให้การสังเกตในภายหลังสอดคล้องกับการสังเกตก่อนหน้านี้เสมอ ดังนั้นการปรากฏตัวของการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นของวัตถุจึงเกิดขึ้นจากทฤษฎีเอกภาพและกำหนดได้เอง (สิ่งนี้ตอบคำวิจารณ์ในช่วงแรกของไอน์สไตน์เกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัม: ทฤษฎีควรจะกำหนดสิ่งที่สังเกตได้ ไม่ใช่ให้สิ่งที่สังเกตได้มากำหนดทฤษฎี) [ c ]เนื่องจากฟังก์ชันคลื่นดูเหมือนจะยุบตัวลงแล้ว เอเวอเร็ตต์จึงให้เหตุผลว่าไม่จำเป็นต้องสมมติว่ามันยุบตัวลงจริง ๆดังนั้นโดยอ้างอิงถึงมีดโกนของอ็อกแคมเขาจึงลบสมมติฐานเรื่องการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นออกจากทฤษฎี[ 1 ] : 8

ความสามารถในการทดสอบ

ในปี พ.ศ. 2528 David Deutschได้เสนอรูปแบบหนึ่งของ การทดลองทางความคิด ของเพื่อนของ Wignerเพื่อทดสอบทฤษฎีหลายโลกเทียบกับการตีความโคเปนเฮเกน[ 34 ]การทดลองนี้ประกอบด้วยผู้ทดลอง (เพื่อนของ Wigner) ที่ทำการวัดระบบควอนตัมในห้องปฏิบัติการที่แยกตัว และผู้ทดลองอีกคน (Wigner) ที่จะทำการวัดผู้ทดลองคนแรก ตามทฤษฎีหลายโลก ผู้ทดลองคนแรกจะอยู่ในสถานะซ้อนทับระดับมหภาค โดยเห็นผลลัพธ์ของการวัดหนึ่งอยู่ในสาขาหนึ่ง และผลลัพธ์อีกอย่างอยู่ในอีกสาขาหนึ่ง จากนั้นผู้ทดลองคนที่สองสามารถแทรกแซงสองสาขานี้เพื่อทดสอบว่าอยู่ในสถานะซ้อนทับระดับมหภาคจริงหรือไม่ หรือยุบตัวลงเหลือสาขาเดียวตามที่การตีความโคเปนเฮเกนทำนายไว้ ตั้งแต่นั้นมา Lockwood, Vaidman และคนอื่นๆ ได้เสนอแนวคิดที่คล้ายกัน[ 35 ]ซึ่งต้องวางวัตถุระดับมหภาคไว้ในสถานะซ้อนทับที่สอดคล้องกันและแทรกแซงวัตถุเหล่านั้น ซึ่งเป็นงานที่ปัจจุบันเกินขีดความสามารถในการทดลอง

ความน่าจะเป็นและกฎของบอร์น

นับตั้งแต่เริ่มมีการตีความโลกหลายใบ นักฟิสิกส์ต่างก็งุนงงเกี่ยวกับบทบาทของความน่าจะเป็นในนั้น ดังที่วอลเลซกล่าวไว้ มีสองแง่มุมของคำถามนี้[ 36 ]ปัญหาความไม่สอดคล้องกันซึ่งถามว่าทำไมเราจึงควรกำหนดความน่าจะเป็นให้กับผลลัพธ์ที่แน่นอนว่าจะเกิดขึ้นในบางโลก และปัญหาเชิงปริมาณซึ่งถามว่าทำไมความน่าจะเป็นจึงควรได้รับจากกฎของบอร์

เอเวอเร็ตต์พยายามตอบคำถามเหล่านี้ในบทความที่นำเสนอแนวคิดหลายโลก เพื่อแก้ไขปัญหาความไม่สอดคล้องกัน เขาโต้แย้งว่าผู้สังเกตการณ์ที่ทำการวัดลำดับบนระบบควอนตัมโดยทั่วไปจะมีลำดับผลลัพธ์ที่ดูเหมือนสุ่มในความทรงจำ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ใช้ความน่าจะเป็นในการอธิบายกระบวนการวัด[ 4 ] : 69–70 เพื่อแก้ไขปัญหาเชิงปริมาณ เอเวอเร็ตต์เสนอการพิสูจน์กฎของบอร์นโดยอิงจากคุณสมบัติที่การวัดบนสาขาของฟังก์ชันคลื่นควรมี[ 4 ] : 70–72 การพิสูจน์ของเขาถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าอาศัยสมมติฐานที่ไม่มีเหตุผล[ 37 ]ตั้งแต่นั้นมามีการเสนอการพิสูจน์กฎของบอร์นในกรอบหลายโลกอีกหลายวิธี ยังไม่มีข้อสรุปว่าประสบความสำเร็จหรือไม่[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]

ความถี่นิยม

DeWittและ Graham [ 1 ]และ Farhi et al., [ 41 ]และคนอื่นๆ ได้เสนอการพิสูจน์กฎของ Born โดยอาศัย การตีความความน่าจะ เป็นแบบความถี่ พวกเขาพยายามแสดงให้เห็นว่าในขีดจำกัดของ การวัด จำนวนนับไม่ถ้วนจะไม่มีโลกใดที่มีความถี่สัมพัทธ์ที่ไม่ตรงกับความน่าจะเป็นที่กำหนดโดยกฎของ Born แต่การพิสูจน์เหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์[ 42 ] [ 43 ]

ทฤษฎีการตัดสินใจ

การ อนุมาน เชิงทฤษฎีการตัดสินใจของกฎของบอร์นนั้นสร้างขึ้นโดยDavid Deutsch (1999) [ 44 ]และได้รับการปรับปรุงโดย Wallace [ 36 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]และ Saunders [ 48 ] [ 49 ]พวกเขาพิจารณาตัวแทนที่เข้าร่วมในการพนันควอนตัม: ตัวแทนทำการวัดบนระบบควอนตัม แยกสาขาเป็นผลที่ตามมา และตัวตนในอนาคตของตัวแทนแต่ละคนจะได้รับรางวัลที่ขึ้นอยู่กับผลการวัด ตัวแทนใช้ทฤษฎีการตัดสินใจเพื่อประเมินราคาที่พวกเขาจะต้องจ่ายเพื่อเข้าร่วมในการพนันดังกล่าว และสรุปว่าราคานั้นกำหนดโดยอรรถประโยชน์ของรางวัลที่ถ่วงน้ำหนักตามกฎของบอร์น บทวิจารณ์บางส่วนเป็นไปในเชิงบวก แม้ว่าข้อโต้แย้งเหล่านี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีบางคนได้นำมาใช้เพื่อสนับสนุนกรณีของจักรวาลคู่ขนาน[ 50 ]ตัวอย่างเช่น บทความ ใน New Scientistเกี่ยวกับการประชุมในปี 2007 เกี่ยวกับการตีความแบบ Everettian [ 51 ]อ้างคำพูดของนักฟิสิกส์ Andy Albrecht ว่า "งานนี้จะได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในพัฒนาการที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์" [ 50 ]ในทางตรงกันข้าม นักปรัชญาHuw Priceซึ่งเข้าร่วมการประชุมเช่นกัน พบว่าแนวทางของ Deutsch–Wallace–Saunders มีข้อบกพร่องพื้นฐาน[ 52 ]

สมมาตรและความไม่เปลี่ยนแปลง

ในปี พ.ศ. 2548 Zurek [ 53 ]ได้สร้างการพิสูจน์กฎของ Born โดยอาศัยสมมาตรของสถานะพันกัน Schlosshauer และ Fine โต้แย้งว่าการพิสูจน์ของ Zurek นั้นไม่เข้มงวด เนื่องจากไม่ได้กำหนดว่าความน่าจะเป็นคืออะไร และมีข้อสมมติที่ไม่ได้ระบุไว้หลายประการเกี่ยวกับพฤติกรรมที่ควรจะเป็น[ 54 ]

ในปี 2016 Charles Sebens และSean M. Carrollได้ต่อยอดจากงานของLev Vaidman [ 55 ] และเสนอแนวทางที่คล้ายกันโดยอาศัยความไม่แน่นอนในการระบุตำแหน่งตนเอง[ 56 ]ในแนวทางนี้ การลดความสอดคล้องจะสร้างสำเนาของผู้สังเกตการณ์ที่เหมือนกันหลายชุด ซึ่งสามารถกำหนดความน่าเชื่อถือให้กับการอยู่ในสาขาต่างๆ โดยใช้กฎของ Born แนวทางของ Sebens–Carroll ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์โดยAdrian Kent [ 57 ]และ Vaidman พบว่าไม่เป็นที่น่าพอใจ[ 58 ]

การนับสาขา

ในปี 2021 Simon Saundersได้สร้างการพิสูจน์กฎของ Born โดยการนับสาขา คุณลักษณะสำคัญของแนวทางนี้คือการกำหนดสาขาเพื่อให้ทุกสาขามีขนาดหรือค่า 2-norm เท่ากัน อัตราส่วนของจำนวนสาขาที่กำหนดไว้จะให้ความน่าจะเป็นของผลลัพธ์ต่างๆ ของการวัดตามกฎของ Born [ 59 ]

ปัญหาฐานที่ต้องการ

ตามที่ Everett และ DeWitt ได้กำหนดไว้แต่เดิม การตีความแบบหลายโลกมีบทบาทพิเศษสำหรับการวัด: การวัดจะกำหนดฐานของระบบควอนตัมที่จะก่อให้เกิดโลกตามชื่อเรียก หากปราศจากสิ่งนี้ ทฤษฎีจะคลุมเครือ เนื่องจากสถานะควอนตัมสามารถอธิบายได้ดีเท่ากัน (เช่น) ว่ามีตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างดี หรือเป็นการซ้อนทับของสถานะที่ไม่จำกัดสองสถานะ สมมติฐานคือฐานที่ต้องการใช้คือฐานที่กำหนดผลลัพธ์การวัดที่ไม่ซ้ำกันให้กับแต่ละโลก บทบาทพิเศษของการวัดนี้เป็นปัญหาสำหรับทฤษฎี เนื่องจากขัดแย้งกับเป้าหมายของ Everett และ DeWitt ในการมีทฤษฎีแบบลดทอน และบั่นทอนคำวิจารณ์ของพวกเขาเกี่ยวกับสมมติฐานการวัดที่ไม่ชัดเจนของการตีความโคเปนเฮเกน[ 18 ] [ 37 ]ในปัจจุบันนี้ ปัญหานี้เรียกว่าปัญหาฐานที่ต้องการ

ปัญหาฐานที่ต้องการได้รับการแก้ไขแล้ว ตามที่ Saunders และ Wallace และคนอื่นๆ[ 16 ]โดยการรวมการลดความสอดคล้องเข้ากับทฤษฎีหลายโลก[ 23 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]ในแนวทางนี้ ฐานที่ต้องการไม่จำเป็นต้องถูกกำหนดขึ้น แต่จะถูกระบุว่าเป็นฐานที่เสถียรภายใต้การลดความสอดคล้องของสิ่งแวดล้อม ด้วยวิธีนี้ การวัดจึงไม่มีบทบาทพิเศษอีกต่อไป แต่ปฏิสัมพันธ์ใดๆ ที่ทำให้เกิดการลดความสอดคล้องจะทำให้โลกแตกออก เนื่องจากการลดความสอดคล้องไม่เคยสมบูรณ์ จึงจะยังคงมีการทับซ้อนกันเล็กน้อยระหว่างสองโลกเสมอ ทำให้การที่โลกคู่หนึ่งแตกออกหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับดุลพินิจ[ 63 ] Wallace โต้แย้งว่านี่ไม่ใช่ปัญหา มันเพียงแสดงให้เห็นว่าโลกไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของออนโทโลยีพื้นฐาน แต่เป็นส่วนหนึ่งของ ออนโทโลยี ที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งคำอธิบายโดยประมาณที่มีประสิทธิภาพเหล่านี้เป็นเรื่องปกติในวิทยาศาสตร์กายภาพ[ 64 ] [ 15 ]เนื่องจากในแนวทางนี้โลกถูกสร้างขึ้น จึงสรุปได้ว่าโลกเหล่านั้นจะต้องมีอยู่ในการตีความกลศาสตร์ควอนตัมอื่น ๆ ที่ไม่มีกลไกการยุบตัว เช่น กลศาสตร์โบห์เมียน[ 65 ]

แนวทางนี้ในการหาฐานที่ต้องการได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ว่าสร้างความเป็นวงกลมกับการหาความน่าจะเป็นในการตีความโลกหลายๆ โลก เนื่องจากทฤษฎีการลดความสอดคล้องขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็น และความน่าจะเป็นขึ้นอยู่กับออนโทโลยีที่ได้มาจากการลดความสอดคล้อง[ 39 ] [ 53 ] [ 66 ]วอลเลซโต้แย้งว่าทฤษฎีการลดความสอดคล้องไม่ได้ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็น แต่ขึ้นอยู่กับแนวคิดที่ว่าอนุญาตให้ทำการประมาณค่าในฟิสิกส์ได้[ 13 ] : 253–254

ประวัติศาสตร์

MWI มีต้นกำเนิดมาจาก วิทยานิพนธ์ ปริญญาเอก ของ Everett ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน เรื่อง "ทฤษฎีของฟังก์ชันคลื่นสากล " [ 1 ] ซึ่งพัฒนาโดย John Archibald Wheelerที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ของเขาโดยมีการตีพิมพ์บทสรุปที่สั้นกว่าในปี 1957 ในชื่อ "การกำหนดสถานะสัมพัทธ์ของกลศาสตร์ควอนตัม" (Wheeler เป็นผู้เสนอชื่อ "สถานะสัมพัทธ์" [ 67 ]เดิมที Everett เรียกแนวทางของเขาว่า "การตีความความสัมพันธ์" โดยที่ "ความสัมพันธ์" หมายถึงการพัวพันควอนตัม) วลี "หลายโลก" มาจาก Bryce DeWitt [ 1 ]ซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบในการเผยแพร่ทฤษฎีของ Everett ให้เป็นที่รู้จักในวงกว้างมากขึ้น ซึ่งถูกละเลยเป็นส่วนใหญ่เป็นเวลาหนึ่งทศวรรษหลังจากตีพิมพ์ในปี 1957 [ 14 ]

ข้อเสนอของเอเวอเร็ตต์ไม่ใช่เรื่องใหม่ ในปี 1952 เออร์วิน ชโรดิงเกอร์ได้บรรยายในดับลินซึ่งในช่วงหนึ่งเขาได้เตือนผู้ฟังอย่างติดตลกว่าสิ่งที่เขากำลังจะพูดอาจ "ดูเหมือนคนบ้า" เขากล่าวต่อไปว่าในขณะที่สมการของชโรดิงเกอร์ดูเหมือนจะอธิบายประวัติศาสตร์ที่แตกต่างกันหลายแบบ แต่สิ่งเหล่านั้น "ไม่ใช่ทางเลือกอื่น แต่เกิดขึ้นพร้อมกันจริงๆ" ตามที่เดวิด ดอยช์กล่าว นี่คือการอ้างอิงถึงโลกหลายมิติที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จักเจฟฟรีย์ เอ. บาร์เร็ตต์อธิบายว่ามันบ่งชี้ถึงความคล้ายคลึงกันของ "มุมมองทั่วไป" ระหว่างเอเวอเร็ตต์และชโรดิงเกอร์[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]งานเขียนของชโรดิงเกอร์ในช่วงเวลานั้นยังมีองค์ประกอบที่คล้ายกับการตีความเชิงโมดอลที่ริเริ่มโดยบาส ฟาน ฟราสเซน เนื่องจาก Schrödinger ยึดถือ แนวคิดเอกนิยมแบบเป็นกลางหลังยุค Machian ซึ่ง "สสาร" และ "จิตใจ" เป็นเพียงแง่มุมหรือการจัดเรียงที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทั่วไปเดียวกัน การปฏิบัติต่อฟังก์ชันคลื่นในฐานะทางกายภาพและการปฏิบัติต่อมันในฐานะข้อมูลจึงสามารถใช้แทนกันได้[ 71 ]

Leon Cooperและ Deborah Van Vechten ได้พัฒนาแนวทางที่คล้ายคลึงกันมากก่อนที่จะได้อ่านงานของ Everett [ 72 ] Zeh ก็ได้ข้อสรุปเดียวกันกับ Everett ก่อนที่จะได้อ่านงานของเขา จากนั้นจึงสร้างทฤษฎีใหม่ของควอนตัมดีโคฮีเรนซ์โดยอิงจากแนวคิดเหล่านี้[ 73 ]

จากคำบอกเล่าของผู้ที่รู้จักเขา เอเวอเร็ตต์เชื่อในความเป็นจริงตามตัวอักษรของโลกควอนตัมอื่น ๆ[ 20 ]ลูกชายและภรรยาของเขารายงานว่าเขา "ไม่เคยลังเลในความเชื่อเกี่ยวกับทฤษฎีหลายโลกของเขา" [ 74 ]ในการตรวจสอบงานของเอเวอเร็ตต์อย่างละเอียด Osnaghi, Freitas และ Freire Jr. ตั้งข้อสังเกตว่าเอเวอเร็ตต์ใช้เครื่องหมายอัญประกาศรอบคำว่า "จริง" อย่างสม่ำเสมอเพื่อระบุความหมายภายในการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์[ 14 ] : 107

แผนกต้อนรับ

การตอบรับเบื้องต้นของ MWI นั้นเป็นไปในเชิงลบอย่างมาก กล่าวคือถูกเพิกเฉย ยกเว้น DeWitt ที่โดดเด่น Wheeler พยายามอย่างมากที่จะกำหนดทฤษฎีในรูปแบบที่ Bohr จะยอมรับได้ เดินทางไปโคเปนเฮเกนในปี 1956 เพื่อหารือกับเขา และชักชวน Everett ให้ไปเยี่ยมด้วย ซึ่งเกิดขึ้นในปี 1959 อย่างไรก็ตาม Bohr และผู้ร่วมงานของเขาปฏิเสธทฤษฎีนี้โดยสิ้นเชิง[ d ] Everett ได้ออกจากวงการวิชาการไปแล้วในปี 1957 และไม่เคยกลับมาอีกเลย และในปี 1980 Wheeler ก็ปฏิเสธทฤษฎีนี้[ 75 ]

สนับสนุน

หนึ่งในผู้สนับสนุน MWI ที่แข็งแกร่งที่สุดมายาวนานคือDavid Deutsch [ 76 ] ตามที่เขากล่าว รูปแบบการรบกวนของโฟตอนเดี่ยวที่สังเกตได้ในการทดลองช่องคู่สามารถอธิบายได้ด้วยการรบกวนของโฟตอนในหลายจักรวาล เมื่อมองในมุมนี้ การทดลองการรบกวนของโฟตอนเดี่ยวจึงไม่สามารถแยกแยะได้จากการทดลองการรบกวนของโฟตอนหลายตัว ในแง่ปฏิบัติมากขึ้น ในเอกสารฉบับแรกๆ เกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม[ 77 ] Deutsch แนะนำว่าความขนานที่เกิดจาก MWI อาจนำไปสู่ ​​"วิธีการที่งานความน่าจะเป็นบางอย่างสามารถทำได้เร็วกว่าโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากลมากกว่าข้อจำกัดแบบคลาสสิกใดๆ" เขายังเสนอว่า MWI จะสามารถทดสอบได้ (อย่างน้อยก็กับ Copenhagenism แบบ "ไร้เดียงสา") เมื่อคอมพิวเตอร์แบบย้อนกลับกลายเป็นสิ่งที่มีสติผ่านการสังเกตการหมุนแบบย้อนกลับ[ 78 ]

คลุมเครือ

นักปรัชญาวิทยาศาสตร์James Ladymanและ Don Ross กล่าวว่า MWI อาจเป็นจริงได้ แต่พวกเขาไม่ได้ยอมรับ พวกเขาสังเกตว่ายังไม่มีทฤษฎีควอนตัมใดที่เพียงพอในเชิงประจักษ์สำหรับการอธิบายความเป็นจริงทั้งหมด เนื่องจากขาดการรวมเข้ากับ ทฤษฎี สัมพัทธภาพทั่วไปดังนั้นพวกเขาจึงไม่เห็นเหตุผลที่จะถือว่าการตีความกลศาสตร์ควอนตัมใด ๆ เป็นคำตอบสุดท้ายในอภิปรัชญาพวกเขายังแนะนำว่าสาขาหลายสาขาอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ของการอธิบายที่ไม่สมบูรณ์และการใช้กลศาสตร์ควอนตัมเพื่อแสดงสถานะของวัตถุขนาดใหญ่ พวกเขาโต้แย้งว่าวัตถุขนาดใหญ่แตกต่างจากวัตถุขนาดเล็กอย่างมีนัยสำคัญตรงที่ไม่ได้แยกออกจากสิ่งแวดล้อม และการใช้รูปแบบควอนตัมเพื่ออธิบายวัตถุเหล่านั้นขาดพลังในการอธิบายและบรรยายและความแม่นยำ[ 79 ]

การปฏิเสธ

นักวิทยาศาสตร์บางคนพิจารณาว่าบางแง่มุมของ MWI นั้นไม่สามารถพิสูจน์ได้ ว่าเป็นเท็จ และไม่เป็นวิทยาศาสตร์ เนื่องจากจักรวาลคู่ขนานหลายแห่งไม่สามารถสื่อสารกันได้ กล่าวคือไม่มีข้อมูลใด ๆ สามารถส่งผ่านระหว่างกันได้[ 80 ] [ 81 ]

Victor J. Stengerตั้งข้อสังเกตว่าผลงานตีพิมพ์ของMurray Gell-Mann ปฏิเสธการมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานพร้อมกันอย่างชัดเจน [ 82 ] Gell-Mann ร่วมมือกับJames Hartleในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมหลัง Everett ที่ "น่าพึงพอใจ" มากขึ้น Stenger คิดว่าเป็นการยุติธรรมที่จะกล่าวว่านักฟิสิกส์ส่วนใหญ่พบว่า MWI นั้นสุดโต่งเกินไป แม้ว่า "จะมีคุณค่าในการหาตำแหน่งสำหรับผู้สังเกตการณ์ภายในระบบที่กำลังวิเคราะห์และกำจัดแนวคิดที่ยุ่งยากของการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น" [ e ]

Roger Penroseโต้แย้งว่าแนวคิดนี้มีข้อบกพร่องเพราะมันอิงอยู่กับกลศาสตร์ควอนตัมเวอร์ชันที่ง่ายเกินไปซึ่งไม่ได้คำนึงถึงแรงโน้มถ่วง ในมุมมองของเขา การนำกลศาสตร์ควอนตัมแบบดั้งเดิมมาใช้กับจักรวาลนั้นหมายถึง MWI แต่การขาดทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม ที่ประสบความสำเร็จ ทำให้ความเป็นสากลที่อ้างของกลศาสตร์ควอนตัมแบบดั้งเดิมเป็นโมฆะ[ 27 ]ตามที่ Penrose กล่าว "กฎต้องเปลี่ยนไปเมื่อมีแรงโน้มถ่วงเข้ามาเกี่ยวข้อง" เขายังยืนยันเพิ่มเติมว่าแรงโน้มถ่วงช่วยยึดเหนี่ยวความเป็นจริงและเหตุการณ์ที่ "พร่ามัว" มีผลลัพธ์ที่อนุญาตได้เพียงอย่างเดียว: "อิเล็กตรอน อะตอม โมเลกุล ฯลฯ มีขนาดเล็กมากจนแทบไม่ต้องใช้พลังงานใดๆ ในการรักษาแรงโน้มถ่วงของพวกมัน และด้วยเหตุนี้สถานะที่ทับซ้อนกัน พวกมันสามารถอยู่ในสถานะนั้นได้ตลอดไป ดังที่อธิบายไว้ในทฤษฎีควอนตัมมาตรฐาน" ในทางกลับกัน "ในกรณีของวัตถุขนาดใหญ่ สถานะที่ซ้ำกันจะหายไปในทันทีเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าวัตถุเหล่านี้สร้างสนามโน้มถ่วงขนาดใหญ่" [ 83 ] [ 84 ]

โรเบิร์ต พี. ครีสนักปรัชญาวิทยาศาสตร์กล่าวว่า MWI เป็น "หนึ่งในแนวคิดที่ไม่น่าเชื่อถือและไม่สมจริงที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์" เพราะมันหมายความว่าทุกสิ่งทุกอย่างที่คิดได้จะเกิดขึ้น[ 83 ]ฟิลิป บอลล์นักเขียนด้านวิทยาศาสตร์เรียกนัยยะของ MWI ว่าเป็นจินตนาการ เนื่องจาก "ภายใต้เปลือกของสมการทางวิทยาศาสตร์หรือตรรกะเชิงสัญลักษณ์ พวกมันคือการกระทำของจินตนาการ ของ 'แค่สมมติ' " [ 83 ]

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีGerard 't Hooftก็ปฏิเสธแนวคิดนี้เช่นกัน: "ผมไม่เชื่อว่าเราต้องอยู่กับการตีความโลกคู่ขนานมากมาย อันที่จริง มันจะเป็นจำนวนโลกคู่ขนานที่มหาศาล ซึ่งมีอยู่เพียงเพราะนักฟิสิกส์ไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าโลกใดเป็นจริง" [ 85 ]

Asher Peresเป็นนักวิจารณ์ MWI ที่พูดตรงไปตรงมา ส่วนหนึ่งของตำราเรียนปี 1993 ของเขามีชื่อว่าการตีความของ Everett และทฤษฎีแปลกประหลาดอื่นๆ Peres โต้แย้งว่าการตีความหลายโลกต่างๆ เพียงแค่เปลี่ยนความไม่แน่นอนหรือความคลุมเครือของสมมติฐานการยุบตัวไปสู่คำถามที่ว่าเมื่อใด "โลก" จึงจะถือว่าแยกจากกันได้ และไม่สามารถกำหนดเกณฑ์ที่เป็นกลางสำหรับการแยกนั้นได้[ 86 ]

ผลสำรวจ

ผลสำรวจความคิดเห็นของ " นักจักรวาลวิทยา ควอนตัมชั้นนำ และนักทฤษฎีสนามควอนตัมอื่นๆ" จำนวน 72 คน ซึ่งจัดทำโดย L. David Raub ก่อนปี 1991 พบว่า 58% เห็นด้วยกับ "ใช่ ฉันคิดว่า MWI เป็นจริง" [ 87 ]

Max Tegmarkรายงานผลการสำรวจความคิดเห็นที่ "ไม่เป็นวิทยาศาสตร์อย่างยิ่ง" ที่จัดขึ้นในการประชุมเชิงปฏิบัติการกลศาสตร์ควอนตัมในปี 1997 ตามที่ Tegmark กล่าว "การตีความหลายโลก (MWI) ได้คะแนนเป็นอันดับสอง นำหน้าประวัติศาสตร์ที่สอดคล้องกันและการตีความของ Bohm อย่างสบายๆ " [ 88 ]

เพื่อตอบโต้คำกล่าวของSean M. Carroll ที่ว่า "แม้จะฟังดูบ้า แต่เหล่านักฟิสิกส์ที่ทำงานส่วนใหญ่ก็เชื่อในทฤษฎีหลายโลก" [ 89 ] Michael Nielsenโต้แย้งว่า "ในการประชุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เคมบริดจ์ในปี 1998 ผู้สนับสนุนทฤษฎีหลายโลกได้สำรวจความคิดเห็นจากผู้ชมประมาณ 200 คน ... ทฤษฎีหลายโลกได้รับผลตอบรับที่ดี โดยได้รับการสนับสนุนในระดับที่เทียบได้กับ แต่ต่ำกว่าทฤษฎีโคเปนเฮเกนและทฤษฎีดีโคเฮเรนซ์เล็กน้อย" แต่ Nielsen ตั้งข้อสังเกตว่าดูเหมือนผู้เข้าร่วมส่วนใหญ่จะมองว่าเป็นการเสียเวลา Peres "ได้รับการปรบมืออย่างกว้างขวางและต่อเนื่อง...เมื่อเขาลุกขึ้นในตอนท้ายของการสำรวจและถามว่า 'และใครในที่นี้เชื่อว่ากฎของฟิสิกส์ถูกตัดสินโดยการลงคะแนนเสียงแบบประชาธิปไตย? ' " [ 90 ]

ผลสำรวจในปี 2005 จากนักศึกษาและนักวิจัยจำนวนน้อยกว่า 40 คน หลังจากเรียนหลักสูตรการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่สถาบันการคำนวณควอนตัมมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูพบว่า "หลายโลก (และการสูญเสียความสอดคล้อง)" เป็นแนวคิดที่ได้รับความนิยมน้อยที่สุด[ 91 ]

ผลสำรวจในปี 2011 จากผู้เข้าร่วม 33 คนในการประชุมเกี่ยวกับพื้นฐานควอนตัม ในออสเตรีย พบว่า 6 คนสนับสนุน MWI, 8 คนสนับสนุน "Information-based/information-theoretical" และ 14 คนสนับสนุนโคเปนเฮเกน[ 92 ]ผู้เขียนตั้งข้อสังเกตว่า MWI ได้รับเปอร์เซ็นต์คะแนนเสียงใกล้เคียงกับผลสำรวจของ Tegmark ในปี 1997 [ 92 ]

นัยยะเชิงคาดการณ์

DeWitt กล่าวว่า Everett, Wheeler และ Graham "ในที่สุดก็ไม่ได้ตัดองค์ประกอบใดๆ ของการซ้อนทับออกไป โลกทั้งหมดมีอยู่จริง แม้แต่โลกที่ทุกอย่างผิดพลาดและกฎทางสถิติทั้งหมดพังทลายลง" [ 6 ] Tegmark ยืนยันว่าเหตุการณ์ที่ไร้สาระหรือไม่น่าจะเกิดขึ้นได้นั้นหายากแต่หลีกเลี่ยงไม่ได้ภายใต้ MWI: "สิ่งที่ไม่สอดคล้องกับกฎของฟิสิกส์จะไม่มีวันเกิดขึ้น—ส่วนสิ่งอื่นๆ จะเกิดขึ้น... สิ่งสำคัญคือต้องติดตามสถิติ เพราะแม้ว่าทุกสิ่งทุกอย่างที่คิดได้จะเกิดขึ้นที่ใดที่หนึ่ง เหตุการณ์ประหลาดจริงๆ จะเกิดขึ้นน้อยมากแบบทวีคูณ" [ 93 ] David Deutschคาดการณ์ในหนังสือของเขาThe Beginning of Infinityว่านิยายบางเรื่อง เช่นประวัติศาสตร์ทางเลือกอาจเกิดขึ้นที่ใดที่หนึ่งในมัลติเวิร์สตราบใดที่มันสอดคล้องกับกฎของฟิสิกส์[ 94 ] [ 95 ]

ตามที่ Ladyman และ Ross กล่าวไว้ ความเป็นไปได้ทางกายภาพที่ดูเหมือนจะสมเหตุสมผลแต่ยังไม่เกิดขึ้นจริงหลายอย่าง เช่นที่กล่าวถึงในสาขาวิทยาศาสตร์อื่นๆ โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีสิ่งที่เทียบเคียงได้ในสาขาอื่นๆ เพราะในความเป็นจริงแล้วไม่เข้ากันกับฟังก์ชันคลื่นสากล[ 79 ]ตามที่ Carroll กล่าว การตัดสินใจของมนุษย์ ตรงกันข้ามกับความเข้าใจผิดทั่วไป ควรคิดว่าเป็นกระบวนการแบบคลาสสิก ไม่ใช่แบบควอนตัม เพราะมันทำงานในระดับของเคมีประสาทมากกว่าอนุภาคพื้นฐาน การตัดสินใจของมนุษย์ไม่ได้ทำให้โลกแตกแขนงออกเป็นผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริงอย่างเท่าเทียมกัน แม้แต่สำหรับการตัดสินใจที่ยากลำบากในเชิงอัตวิสัย "น้ำหนัก" ของผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริงก็กระจุกตัวอยู่ในสาขาเดียวเกือบทั้งหมด[ 96 ] : 214–216

การฆ่าตัวตายควอนตัมเป็นการทดลองทางความคิดในกลศาสตร์ควอนตัมและปรัชญาฟิสิกส์ที่อ้างว่าสามารถแยกแยะระหว่างการตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัมและการตีความหลายโลกได้โดยใช้ การทดลองทางความคิดเรื่อง แมวของชโรดิงเกอร์ ในรูปแบบต่างๆ จากมุมมองของแมวความเป็นอมตะควอนตัมหมายถึงประสบการณ์ส่วนตัวของการรอดชีวิตจากการฆ่าตัวตายควอนตัม [ 97 ]ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่เชื่อว่าการทดลองนี้จะไม่เกิดขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง เพราะโลกที่มีผู้ทดลองรอดชีวิตนั้นมี "มาตรวัด" ที่ต่ำกว่าโลกก่อนการทดลอง ทำให้ผู้ทดลองมีโอกาสน้อยลงที่จะได้สัมผัสกับการรอดชีวิตของตนเอง [ 13 ] : 371 [ 35 ] [ 96 ] [ 98 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ "นึกถึงสถานะสัมพัทธ์ของเอเวอเร็ตต์ขึ้นมาได้ เราอาจคาดเดาถึงความเป็นจริงของสาขาที่มีผลลัพธ์อื่นได้ เราละเว้นจากสิ่งนี้ การอภิปรายของเราปราศจากการตีความ และนี่คือคุณธรรม" [ 17 ]
  2. ^ "การเปลี่ยนผ่านควอนตัมทุกครั้งที่เกิดขึ้นบนดาวทุกดวง ในกาแล็กซีทุกแห่ง ในทุกมุมที่ห่างไกลของจักรวาล กำลังแบ่งโลกท้องถิ่นของเราบนโลกออกเป็นสำเนาจำนวนมหาศาล" [ 6 ]ต่อมา DeWitt ได้ปรับมุมมองสุดขั้วนี้ให้อ่อนลง โดยมองว่าการแบ่งแยกนั้นเกิดจากการสูญเสียความสอดคล้องและเกิดขึ้นในระดับท้องถิ่น ซึ่งสอดคล้องกับนักวิจารณ์สมัยใหม่คนอื่นๆ [ 21 ]
  3. ^ "ไม่ว่าคุณจะสามารถสังเกตสิ่งใดได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีที่คุณใช้ ทฤษฎีเป็นตัวตัดสินว่าสิ่งใดสามารถสังเกตได้" —อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ กล่าว กับเวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กคัดค้านการวางสิ่งที่สังเกตได้ไว้เป็นหัวใจสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัมใหม่ ระหว่างการบรรยายของไฮเซนเบิร์กที่เบอร์ลินในปี 1926; ไฮเซนเบิร์กเล่าในปี 1968 [ 33 ]
  4. ^เอเวอเร็ตต์เล่าถึงการพบปะกับโบร์ว่า "นั่นมันเหมือนนรก... ถูกกำหนดให้ล้มเหลวตั้งแต่แรก"เลออน โรเซนเฟลด์ผู้ร่วมงานใกล้ชิดของโบร์ กล่าวว่า "สำหรับเอเวอเร็ตต์นั้น ทั้งผมและแม้แต่นีลส์ โบร์เองก็ไม่มีความอดทนกับเขาเลย เมื่อเขามาเยี่ยมเราที่โคเปนเฮเกนเมื่อกว่า 12 ปีก่อน เพื่อขายความคิดที่ผิดพลาดอย่างสิ้นหวังที่เขาได้รับการสนับสนุนอย่างไม่ฉลาดจากวีลเลอร์ให้พัฒนา เขาโง่อย่างเหลือเชื่อและไม่เข้าใจแม้แต่สิ่งง่ายๆ ในกลศาสตร์ควอนตัม" [ 14 ] : 113
  5. ^ "Gell-Mann และ Hartle พร้อมด้วยคนอื่นๆ อีกหลายคน ได้ทำงานเพื่อพัฒนาการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่น่าพึงพอใจยิ่งขึ้น ซึ่งปราศจากปัญหาที่รุมเร้าการตีความทั้งหมดที่เราได้พิจารณามาจนถึงตอนนี้ การตีความใหม่นี้เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตัมหลัง Everettประวัติศาสตร์ทางเลือก ประวัติศาสตร์ที่สอดคล้องกัน หรือประวัติศาสตร์ที่ไม่สอดคล้องกัน ในรูปแบบต่างๆ กัน ฉันจะไม่สนใจความแตกต่างโดยละเอียดระหว่างลักษณะเหล่านี้มากนัก และจะใช้คำเหล่านี้แทนกันได้โดยประมาณ" [ 82 ] : 176

อ่านเพิ่มเติม

  • ปีเตอร์ ไบรน์, โลกมากมายของฮิวจ์ เอเวอเร็ตต์ที่ 3: จักรวาลคู่ขนาน การทำลายล้างซึ่งกันและกัน และการล่มสลายของครอบครัวนิวเคลียร์ , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด, 2010
  • Jeffrey A. Barrett และ Peter Byrne (บรรณาธิการ), "การตีความกลศาสตร์ควอนตัมของเอเวอเร็ตต์: ผลงานรวม 1955–1980 พร้อมคำอธิบาย", สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน, 2012
  • จูเลียน บราวน์, จิตใจ เครื่องจักร และพหุจักรวาล , สำนักพิมพ์ไซมอน แอนด์ ชูสเตอร์, 2000, ISBN 0-684-81481-1
  • ฌอน เอ็ม. แคร์โรลล์ , สิ่งที่ซ่อนเร้นอย่างลึกซึ้ง , สำนักพิมพ์เพนกวิน แรนดอม เฮาส์ , (2019)
  • พอล ซี.ดับบลิว. เดวีส์ , โลกอื่น (1980) ISBN 0-460-04400-1
  • Osnaghi, Stefano; Freitas, Fabio; Olival Freire, Jr (2009). " ต้นกำเนิดของลัทธินอกรีตของเอเวอเร็ต" (PDF)การศึกษาประวัติศาสตร์และปรัชญาของฟิสิกส์สมัยใหม่40 (2): 97– 123. Bibcode : 2009SHPMP..40...97O . CiteSeerX  10.1.1.397.3933 . doi : 10.1016/j.shpsb.2008.10.002 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2016-05-28 . สืบค้นเมื่อ2009-08-07 .การศึกษาความสัมพันธ์สามฝ่ายอันเจ็บปวดระหว่างฮิวจ์ เอเวอเร็ตต์จอห์น เอ. วีลเลอร์และนีลส์ โบห์รและผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อการพัฒนาทฤษฎีโลกหลายมิติในช่วงแรก
  • Vaidman, Lev , บรรณาธิการ (2024). การตีความกลศาสตร์ควอนตัมแบบหลายโลก . MDPI . ISBN 978-3-7258-1070-3.
  • David Wallace, Worlds in the Everett Interpretation, Studies in History and Philosophy of Modern Physics , 33, (2002), pp. 637–661, arXiv : quant-ph/0103092
  • John A. WheelerและWojciech Hubert Zurek (บรรณาธิการ), ทฤษฎีควอนตัมและการวัด , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน , (1983), ISBN 0-691-08316-9
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Many-worlds_interpretation&oldid=1360009343 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การตีความโลกหลายมิติ

การตีความโลกหลายมิติ ( MWI ) เป็นการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่ยืนยันว่าฟังก์ชันคลื่นสากลเป็นของจริงเชิงวัตถุวิสัยและไม่มีการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นซึ่งหมายความว่า ผลลัพธ์...

ภาพรวมของการตีความ

แนวคิดหลักของการตีความโลกหลายมิติคือ พลวัต เชิงเส้น และ เอกภาพ ของกลศาสตร์ควอนตัมใช้ได้ทุกที่และทุกเวลา ดังนั้นจึงอธิบายจักรวาลทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันจำลองการวัดเป็นการแปลงเอกภาพ ปฏิสัมพันธ์ที่ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ ระหว่างผู้สังเกตและวัตถุ...

สูตร

ในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกปี 1957 ของเขา เอเวอเร็ตต์เสนอว่า แทนที่จะอาศัยการสังเกตภายนอกเพื่อวิเคราะห์ระบบควอนตัมที่แยกตัวออกไป เราสามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุ รวมทั้งผู้สังเกตการณ์ของวัตถุนั้น ในฐานะระบบทางกายภาพล้วนๆ...

สถานะสัมพัทธ์

งานดั้งเดิมของเอเวอเร็ตต์ได้นำเสนอแนวคิดของ สถานะสัมพัทธ์ ระบบย่อยสองระบบ (หรือมากกว่านั้น) หลังจากปฏิสัมพันธ์ทั่วไปแล้ว จะมี ความสัมพันธ์กัน หรือที่ปัจจุบันเรียกว่า "พันกัน " เอเวอเร็ตต์ตั้งข้อสังเกตว่า...