Формулировка квантовой механики через соотнесенные состояния, предложенная Хью Эвереттом III, представляет собой попытку решить проблему квантового измерения посредством отказа от динамики коллапса из стандартной формулировки квантовой механики Дирака фон Неймана. Эверетт хотел восстановить предсказания стандартной теории, включающей коллапс, объяснив, почему наблюдатели все же получают определенные результаты измерения, которые удовлетворяют стандартной квантовой статистике. Исследователи еще не пришли к единому мнению относительно конкретного содержания его теории и вопроса о том, как именно она должна работать. Здесь мы рассмотрим, как сам Эверетт представлял собственную теорию, а затем вкратце сравним его изложение с распространенными многомировыми интерпретациями.
Формулировка квантовой механики через соотнесенные состояния, предложенная Хью Эвереттом III, представляет собой попытку решить проблему квантового измерения посредством отказа от динамики коллапса из стандартной формулировки квантовой механики Дирака фон Неймана. Эверетт хотел восстановить предсказания стандартной теории, включающей коллапс, объяснив, почему наблюдатели все же получают определенные результаты измерения, которые удовлетворяют стандартной квантовой статистике. Исследователи еще не пришли к единому мнению относительно конкретного содержания его теории и вопроса о том, как именно она должна работать. Здесь мы рассмотрим, как сам Эверетт представлял собственную теорию, а затем вкратце сравним его изложение с распространенными многомировыми интерпретациями.
Проблема квантового измерения остаётся одной из центральных нерешённых проблем физики спустя почти столетие после создания квантовой механики. Существующие интерпретации либо требуют введения наблюдателя как причины коллапса волновой функции, либо постулируют бесконечное множество ненаблюдаемых вселенных, либо описывают потерю когерентности, но не объясняют сам механизм выбора. В работе предложена теоретическая модель, в которой коллапс волновой функции рассматривается как объективный физический процесс селекции, а не как следствие измерения. Модель вводит минимальный набор базовых элементов, необходимых для описания этого процесса, и показывает, что они образуют замкнутую архитектуру, совместимую со стандартной квантовой механикой. Показано, что модель не противоречит ни одной из фундаментальных физических теорий. Она предлагает решение информационного парадокса чёрных дыр, даёт новую интерпретацию квантовой запутанности, суперпозиции и декогеренции, а также объясняет парадокс Уэбба и природу тёмной материи в рамках циклической космологии. Модель фальсифицируема. Предложены конкретные экспериментальные методы проверки, включая поиск энергетического следа акта селекции, анализ статистических аномалий в прецизионных квантовых экспериментах и поиск темпоральных корреляций.
Дисперсия квантового состояния является одной из самых фундаментальных и повсеместно встречающихся величин, количественно характеризующих неопределенность, и широко используется как в классической, так и в квантовой физике. Однако всe еще существуют новые аспекты ее применения, которые ожидают своего изучения. С помощью взаимного обмена ролей переменной состояния и наблюдаемой переменной, т. е. на основе формального рассмотрения любого состояния как наблюдаемой (что имеет смысл, поскольку любое состояние априори является эрмитовым оператором) и с использованием средней (по наблюдаемым) дисперсии этого состояния, для всех спиновых когерентных состояний вводится количественная характеристика неклассичности спина относительно разложения единицы, порожденного спиновыми когерентными состояниями. Эта величина легко вычисляется и в то же время обладает различными практическими свойствами: она может интерпретироваться как дефицит чистоты, дефицит энтропии Цаллиса и дефицит квадрата нормы функции Хусими относительно квадрата нормы функции Вигнера. Обнаружены несколько интуитивных свойств этого показателя и его связь с неопределенностью распределения в фазовом пространстве. В качестве иллюстрации приведены некоторые характерные примеры. Указаны различные обобщения.
Считается, что детерминистская переформулировка квантовой механики позволяет обойтись без обычных философских интерпретаций вероятности и стохастичности стандартных квантово-механических сценариев. Недавно 'т Хофт предложил другую точку зрения, основанную на онтологической формулировке квантовой механики, которая получается путем записи гамильтониана квантовой системы таким образом, чтобы сделать ее математически эквивалентной детерминированной системе. Онтологические детерминированные модели состоят из элементарных ячеек, также называемых клеточными автоматами, внутри которых описывающие динамику величины колеблются по периодическим орбитам. Это обобщает и заменяет классический язык квантовой механики, основанный на гармонических осцилляторах. Показано, что структуре наборов клеточных автоматов можно придать ясную физическую интерпретацию, используя уравнение Майораны с бесконечным числом компонент: клеточные автоматы являются элементарными строительными блоками, порожденными группой Пуанкаре преобразований пространства-времени, с положительной энергией вплоть до планковского масштаба. Этот подход тесно связан с гипотезой Римана.
М.Б.Менский квантовая механика, сознание и свобода воли Интерпретация квантовой механики, предложенная в 1957 г.Эвереттом, часто называется многомировой интерпретацией.Она предполагает, что при измерении не происходит редукции состояния, т.е.исчезновения всех, кроме одной, компонент волновой функции, соответствующих альтернативным результатам измерения.Вместо этого в интерпретации Эверетта предполагается, что все эти альтернативы являются одинаково реальными, но сознание разделяет эти альтернативы, т.е.они воспринимаются независимо друг от друга.В предложенной автором Расширенной Концепции Эверетта (РКЭ) разделение альтернатив отождествляется с феноменом сознания (который сам по себе до сих пор не находит объяснения).Это позволяет сделать целый ряд шагов в понимании феномена сознания и его проявлений, в том числе таких, как свобода воли, а также необычные явления, происходящие в сознании в состояниях типа сна, транса или медитации. ВведениеВ квантовой механике имеются концептуальные проблемы, которые можно выразить в форме парадоксов и которые возникают при описании процесса измерения квантовой системы.Эти проблемы возникли с появлением квантовой механики и не решены до сих пор.
НОВАЯ ФОРМА УРАВНЕНИЯ РЕДФИЛДА ДЛЯ ДИССИПАТИВНЫХ СИСТЕМ, СВЯЗАННАЯ С МАТРИЦЕЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ В рамках теории Редфилда рассмотрена задача о динамике колебательного движения в диссипативных системах.Гамильтониан взаимодействия наблюдаемой системы с термостатом разбивается на слагаемые, являющиеся произведениями оператора переходов системы и операторов перехода термостата.На основании этого разбиения построена матрица корреляционных функций, содержащая всю информацию о взаимодействии системы и термостата, и получена новая, операторная, форма уравнения Редфилда.Рассмотрены процедуры факторизации оператора взаимодействия и построения матрицы корреляционных функций.На основании диагонализации полученной матрицы заданы кореллированные операторы диссипации, введение которых упрощает операторную форму уравнений Редфилда.Показано, что для ряда задач, в которых возможно выбрать основные частоты переходов, данная процедура значительно сокращает размерность задачи о диссипативной динамике.
Интерпретации квантовой механики призваны решить проблему измерения, возникающую в этой теории. Из приведённых в статье аргументов следует, что проблема измерения может быть связана с тенденциями познания, в основании которых лежит движение познания в сторону теории всего, каковая теория недостижима не только на практике, но и в принципе. Возможной составляющей проблемы измерения и действительной составляющей новой интерпретации является наблюдатель, его сознание, относительно которого в статье также сделаны выводы. В статье обосновано, что сознание и элементарный уровень материи — это одно и то же. Иными словами, сознание, квалиа — это физическая реальность непосредственно, материя как таковая. При этом по мере приближения познания к описанию элементарного уровня материи предсказания фундаментальных теорий должны становиться всё точнее, математический аппарат теорий всё сложнее, а модели теорий всё менее адекватными реальному устройству природы. В результате процесс фундаментального познания будет идти всё сложнее, и в конечном итоге он остановится, утратив смысл вследствие нарастающих по всем направлениям трудностей. Показано, почему так происходит, как это возможно, и другие элементы утраты познанием смысла. Проблема измерения возникает вследствие необходимости совместить неадекватную модель реальности, представленную в квантово-механической теории, и реальность действительную, представленную в свойствах сознания. Показано, что этот процесс должен иметь все особенности коллапса волной функции. Таким образом, коллапс волновой функции, по-видимому, действительно связан с сознанием, но эта связь носит не прямой физический, а гносеологический характер. Перефразируя известные слова Эйнштейна, наличие такой связи не означает, что Луна исчезает, если на неё никто не смотрит. Но это не точно, так как модель квантовой механики природе однозначно неадекватна, однако «в какую сторону» неадекватна, неизвестно. В свою очередь, учитывая, что рассмотренные в статье тенденции познания носят глобальный и безальтернативный характер, появление проблемы измерения в ходе познания закономерно, в каком-либо теоретико-физическом смысле она нерешаема, объяснить можно лишь её гносеологический источник. В первой главе сделан краткий экскурс в квантовую механику, рассмотрена сама проблема измерения, сформулированы составляющие её парадоксы и вопросы. В других главах определены границы и тенденции познания, их связь с сознанием и приведены аргументы новой интерпретации. Примечание. У статьи есть расширенный вариант — «Гносеологическая интерпретация квантовой механики. Материя сознания. Пределы сложности искусственного интеллекта». Он содержит больше примеров, более подробное описание теорий, задач и проблем современной фундаментальной физики, а также дополнен главой о пределах сложности искусственного интеллекта, как косвенно тоже связанной с аргументами новой интерпретации.