Karma Durumlu Everettian Çoklu Evreninde Eşevresizlik, Dallanma ve Doğuş Kuralı

Bağlantı Tablosu

Özet ve Giriş

Uyumsuzluk ve Dallanma

Doğuş Kuralı

Tartışma

Sonuç ve Referanslar

Soyut

Everettian kuantum mekaniğinde Born kuralının gerekçeleri, kendi kendini konumlandıran belirsizlik veya karar teorisine başvurur. Bu tür gerekçeler yalnızca, bir dalga fonksiyonuyla temsil edilen saf durum Evereian çoklu evrenine odaklanmıştır. Kuantum temelleri üzerine yapılan son çalışmalar, bir (karma durum) yoğunluk matrisi ile temsil edilen, karma durumlu bir Everettian çoklu evreni düşünmenin uygun olduğunu ileri sürmektedir. Burada, karma durumlu çoklu evrende eşevresizlik ve dallanmanın kavramsal temellerini geliştiriyoruz ve Born kuralına ilişkin standart Everettian gerekçelerini bu ortama genişletiyoruz. Bu genişletilmiş çerçeve, Everettin resmi için "klasik" ve "kuantum" olasılıkların birleştirilmesini ve ek teorik faydalar sağlar.

1. Giriş

Everettian kuantum mekaniği (EQM), bazı mantık dışı özelliklere sahip kuantum mekaniğinin minimalist bir yorumudur (Barrett 2023; Vaidman 2021). Kuantum durumunu çökertmeye çalışmak veya her deney için kesin bir sonuç elde etmek amacıyla fazladan değişkenler eklemek yerine, üniter kuantum mekaniğini temel almayı ve tek dünya ontolojimizi, bir deneyin olası her sonucunun gerçekleştiği çoklu evrenle değiştirmeyi önerir. bir dalda (paralel bir dünya). Bu nedenle bazen 'çoklu dünyalar' yorumu olarak da anılır.

EQM ile ilgili biri metafizik, diğeri epistemolojik olmak üzere iki ana konu vardır. Metafiziksel konu EQM'nin ontolojisiyle ilgilidir. Kuantum halinden, kesin kayıtlara ve gözlemcilere sahip klasik bir dünyanın görünümünü nasıl elde ederiz? Çok tartışılan bir çözüm, müdahaleyi bastırma ve "ortaya çıkan çoklu evrene" yol açma yeteneğiyle uyumsuzluğa hitap ediyor (Wallace 2012). Evrensel kuantum durumu, her biri yeni ortaya çıkan (yarı) klasik bir dünyayı temsil eden birçok dala sahip bir duruma evrilir.

Epistemolojik konu EQM'deki olasılığın anlaşılmasıyla ilgilidir. Kuantum mekaniğinin temel varsayımlarından biri ve ampirik doğrulamasının önemli bir unsuru Born kuralıdır: Belirli bir sonucu gözlemleme olasılığı, kuantum durumunun kare genliği ile verilir. Her ölçüm sonucu Everettian çokluevrenin bir dalında meydana geldiğinde ve karesi alınmış genliklerin olasılıklar olarak yorumlanmasını haklı çıkaran şey bu olasılığı nasıl anlamlandırmalıyız? Olasılık konusuna çeşitli yanıtlar vardır. Deutsch-Wallace programı olasılığı, çoklu evren içindeki etmenlerin bahis tercihleri açısından anlar; bu, etmenlerin güvenlerinin, mantıksızlık pahasına Born kuralını karşılaması gerektiğini kanıtlamak için bir karar-teorik temsil teoremini kullanır (örn. Deutsch 1999, Wallace 2012). ). Sebens-Carroll (2018) ve McQueen-Vaidman (2018) programları, olasılığı, yerelleştirilmiş bir etmenin bazı dallarda kendi kendini konumlandırma belirsizliği açısından anlıyor ve bunu kanıtlamak için “ayrılabilirlik” veya “simetri” gibi belirli epistemik ilkeleri kullanıyor. temsilcinin kendi yerini belirleme belirsizliği Born kuralını karşılamalıdır.

Ne kadar umut verici olursa olsun, EQM'nin bu savunmaları ve gerekçeleri görünürde bir sınırlamaya sahiptir. Çoklu evrenin kuantum durumunun bir dalga fonksiyonuyla temsil edildiği evrensel saf durum durumuna özellikle odaklanırlar. EQM'in savunucuları, diğer birçok realist yorumcu gibi, evrensel saf durumu nesnel ve akıldan bağımsız bir şeyi temsil ediyor olarak görüyorlar. Bununla birlikte, kuantum temellerindeki son çalışmalar (Allori ve diğerleri 2013; Chen 2021; Durr ve diğerleri 2005; Maroney 2005; Robertson ¨ 2022; Wallace 2012), dalga fonksiyonuna dayanan yukarıdaki gerçekçilik yaklaşımının, kuantum durumuyla ilgili gerçekçiliğin tek olasılığı. Yoğunluk matrisine dayalı gerçekçi bir duruş sergilemek de mümkündür ve bazı durumlarda teorik olarak daha da çekicidir (Chen 2021). Bu görüşe göre, (mutlaka saf durum) dalga fonksiyonları yerine (muhtemelen karışık durum) yoğunluk matrislerini izole edilmiş sistemlerle ve hatta tüm evrenle ilişkilendirebiliriz. Yoğunluk matrisleri geleneksel olarak bazı temel dalga fonksiyonları veya dış ortam hakkındaki bilgisizliği temsil etmek için kullanılırken, yoğunluk matrislerini temel olarak kabul etmek de mümkündür. Yeni resimde, evren bir bütün olarak von Neumann denklemine göre üniter olarak gelişen bir temel yoğunluk matrisi ile uygun bir şekilde temsil edilebilir. Bunun aksine, standart resimde Schrödinger denklemine göre üniter olarak gelişen bir dalga fonksiyonu olarak temsil edilir. Bu yeni gerçekçi resimdeki temel yoğunluk matrisi, standart resimdeki "cehalet" yoğunluk matrisiyle matematiksel olarak aynıysa, iki teori, tüm deneyler için aynı istatistiksel tahminleri yaptıkları için ampirik olarak eşdeğer olacaktır.

Tüm dalga fonksiyonları bazı saf durum yoğunluk matrislerine karşılık gelir, ancak tüm yoğunluk matrisleri karşılık gelen dalga fonksiyonlarına sahip değildir. Biz yoğunluk matrisine dayalı gerçekçilik, dalga fonksiyonuna dayalı gerçekçiliğe göre daha fazla kuantum durumuna izin verir. İlki aynı zamanda kuantum fenomeni ve zamanın termodinamik oku için birleşik bir açıklama sağlayan teorik olarak çekici bir paket olan Wentaculus ile de uyumludur (Chen 2020, Chen 2021, Chen 2022a, Chen 2022b). Chen'in (2021, 2019) izinden giderek bu yeni resme Yoğunluk Matrisi Gerçekçiliği (DMR), eskisine ise Dalga Fonksiyonu Gerçekçiliği (WFR) diyoruz. DMR ve WFR'nin Everettian versiyonlarını sırasıyla DMRE ve WFRE olarak belirtiyoruz. (Bunun Albert (1996) ve Ney'in (2021)kinden daha geniş bir kuantum durum gerçekçiliği anlayışı olduğuna dikkat edin.)

Bu projenin birçok kavramsal getirisi var. İlk olarak, çoklu evrenin ontolojik yapısını ve eşevresizliğin gerekliliklerini netleştirmemizi gerektiriyor. Dallanmanın eşevresizliği gerektirdiği, ancak eşevresizliğin evrensel bir saf durumu gerektirmediği ortaya çıktı. Eşevresizliğin hikayesi, literatürde yeterince takdir edilmeyen hem saf hem de karma durumlar için geçerlidir.

İkincisi, daha geniş bir durum uzayına erişim sayesinde Everettliler, DMR'nin doğal olarak önerdiği yeni teorik olasılıkları keşfedebilirler. Örneğin DMRE, WFRE'de bulunmayabilecek birleşik bir olasılık hesabının temelini sağlar. WFRE'de, evrensel dalga fonksiyonunun ne olduğunu bilmeden, epistemik durumumuzu temsil edecek bir yoğunluk matrisi ρ atayabiliriz. ρ'den çıkardığımız olasılıklar çeşitli olası aday çoklu evrenler arasında değişmektedir. Bu haliyle, bir çoklu evren içindeki etmenlerin kendi kendini konumlandıran belirsizliği veya bahis tercihleri olarak yorumlanmaz ve ayrı bir olasılık kaynağı olarak ele alınmalıdır (örneğin, olası başlangıç koşullarının istatistiksel mekanik/klasik olasılığı). Buna karşılık DMRE, ρ'yi çoklu evrenin gerçek temel kuantum durumunu temsil ediyor olarak kabul etmemize olanak tanır. Gerçek karma durumlu çoklu evrenin dallarıyla ilişkili ağırlıklara karşılık gelen tek bir olasılık kaynağı önerme seçeneğine sahibiz.