Auszüge aus dem Video: www.youtube.com/watch?v=kTXTPe3wahc
Teil mit der Gleichung aus dem Artikel Viele
Welten Interpretation der Quantenmechanik Das Buch "Hyperraum: Eine wissenschaftliche Odyssee durch Parallelwelten, Löcher in der Zeit und die zehnte Dimension" - Michio Kaku
Buch "Der Beginn der Unendlichkeit" - David Deutsch
Aufgrund der Tatsache, dass die Quantenphysik nicht vollständig beobachtet werden kann und Experimente zu allen aufkommenden Themen durchgeführt werden, sind die Wissenschaftler in Bezug auf die Weltordnung des Universums in mehrere Lager unterteilt. Die Vielwelteninterpretation ist neben der Kopenhagener Interpretation und der Interpretation konsistenter Chronologien eine der führenden Hypothesen für viele Welten in Physik und Philosophie.
In der klassischen Physik ist alles einfach: Es gibt Raum und Zeit, es gibt Materie in diesem Raum, es gibt Parameter des Systems (wie Impuls oder Position) und es gibt Gesetze der Physik, die die Änderung dieser Parameter beschreiben. Wenn Sie den Ausgangszustand des Systems genau kennen, können Sie dessen zukünftiges Verhalten mit absoluter Genauigkeit vorhersagen.
In der Quantenphysik ist das nicht so. Hier wird das System durch die Wellenfunktion beschrieben. Es definiert die Wahrscheinlichkeit, ein System in einem bestimmten Zustand (z. B. einer bestimmten Koordinate oder einem bestimmten Impuls) zu messen. Vor der Messung kann man nicht sagen, dass das System einen bestimmten Moment hat, es hat nur eine Wellenfunktion.
Das Problem ist jedoch, dass die Quantenmechanik es Ihnen nicht erlaubt, die Wellenfunktion eines Teilchens zu sehen.
Wenn wir versuchen, die Wellenfunktion eines Teilchens zu messen, zeigt es uns eine der Optionen und nicht den gesamten möglichen Gradienten.
Viele Leute, die Quantenmechanik studieren, sind daran gewöhnt, dass es zwei Regeln gibt:
- Wenn wir nicht schauen, wird die Wellenfunktion durch die Schrödinger-Gleichung beschrieben
- Und wenn wir versuchen, es zu messen, bricht dieselbe Funktion sofort zusammen
Schrödinger selbst gefiel diese Idee nicht, die sie in ihrer Korrespondenz mit Einstein diskutierten. Und das Experiment mit Schrödingers Katze erschien an derselben Stelle.
Versuchsbeschreibung
Die Idee des Experiments war es , einen nicht wahrnehmbaren Quanteneffekt mit etwas Greifbarem wie einer Katze zu verbinden.
Wir legen die Katze in die Kiste. Die Box enthält eine Strahlungsquelle, einen Partikelzerfallsdetektor und ein Gas, das freigesetzt wird, wenn der Detektor den Zerfall eines Partikels erkennt.
Die Theorie besagt, dass ein Teilchen eine Wahrscheinlichkeit hat: es zerfällt oder nicht. Und nur Messungen des Zustands dieses Teilchens geben uns eine Antwort darauf, ob es zerfällt oder nicht. Bis Messungen von unserer Seite stattgefunden haben, wissen wir nichts über den Zustand des Partikels.
Wir können das Ergebnis nur herausfinden, wenn wir die Schachtel öffnen und sehen, ob unsere Katze tot ist oder nicht - das heißt, wir nehmen Messungen vor.
Bis zum Zeitpunkt der Messung befindet sich das gesamte System in einem verwirrten Zustand.
Gutes Ergebnis (für eine Katze)
Das Atom zerfällt nicht, der Detektor erkennt keinen Zerfall, der Kolben bricht nicht, die Katze ist wach
Schlechtes Ergebnis (für eine Katze)
Das Atom zerfällt, der Detektor erkennt den Zerfall, der Kolben zerbricht, die Katze ist tot.
Während die Box geschlossen ist, überlagert sich die Katze einem externen Beobachter
In diesem Experiment hängt der Zustand der Katze direkt vom Zustand des Atoms ab - das heißt, das Atom und die Katze sind miteinander verwickelt .
Nach der Quantenmechanik muss sich ein Atom jedoch nicht in einem bestimmten Zustand befinden. Die meiste Zeit ist er in Überlagerung .
Jene. verfallen und gleichzeitig zerquetscht.
Ferner verwickelt sich die Überlagerung des Atoms mit dem Zustand des Detektors und folglich der Katze.
Es stellt sich heraus, dass nach einiger Zeit die Wellenfunktion des gesamten Inhalts der Box überlagert ist.
- In einem Zustand zerfiel das Atom nicht, das Reagenzglas mit Gas ist intakt und die Katze lebt
- In einem anderen Zustand zerfiel das Atom, das Reagenzglas brach und die Katze starb
Wenn wir als Beobachter die Schachtel öffnen und hineinschauen, werden wir die Wellenfunktion zusammenbrechen lassen und die Katze lebend oder tot sehen. Ja?
Nicht wirklich
Die klassische (Kopenhagener) Interpretation legt nahe, dass der Beobachtungsprozess der Prozess des Zusammenbruchs der Wellenfunktion in einen der Zustände ist. Der Zusammenbruch führt dazu, dass sich die Wellenfunktion als nur ein Teil der ursprünglichen Wellenfunktion weiterentwickelt (Bilder 1 und 2 vom Anfang des Artikels) . Das Objekt befindet sich nicht mehr in einem Überlagerungszustand und nimmt daher einen seiner möglichen Werte an.
Infolgedessen verschwinden alle Effekte der Quantenverschränkung. Diese Theorie erklärt weder, wie der Zusammenbruch der Wellenfunktion auftritt, noch erklärt sie, warum einige Wechselwirkungen einen Zusammenbruch verursachen und andere nicht.
Die Kopenhagener Interpretation des Zusammenbruchs der Wellenfunktion wurde allgemein als künstlicher Trick anerkannt.und daher muss eine andere Interpretation gesucht werden, bei der das Messverhalten im Hinblick auf grundlegendere physikalische Prinzipien interpretiert wird.
Eine der derzeit ausgefeiltesten Interpretationen ist die Vielwelteninterpretation.
Interpretation vieler Welten
Es gibt einen Begriff wie Quantenverschränkung. In diesem Fall kollidieren zwei aufeinander zu fliegende Elektronen und verwickeln sich.
Und sobald wir den Impuls eines Elektrons messen, erkennen wir sofort den Impuls eines anderen.
Durch die Messung eines Elektrons kollabiert die Wellenfunktion eines anderen Elektrons sofort, selbst wenn der Abstand zwischen ihnen mehrere Millionen Lichtjahre beträgt.
Nach der Wechselwirkung haben die Elektronen keine Wellenfunktionen mehr. Ihr Zustand kann nun durch eine gemeinsame Funktion beschrieben werden .
Dies kann auf unbestimmte Zeit fortgesetzt werden, und am Ende werden wir zu dem Schluss kommen, dass es nur eine Wellenfunktion gibt, die den Zustand des gesamten Universums des Universums beschreibt
Einige Details
In der Kopenhagener Interpretation wird angenommen, dass ein Quantensystem, wenn es beobachtet wird, durch einen Regelsatz beschrieben wird, und wenn es nicht beachtet wird, durch einen anderen Regelsatz.
Nach dieser Annahme kollabiert Schrödinger die Katze beim Öffnen der Schachtel in einen Zustand von "lebendig" oder "tot".
Wenn wir diese Annahme aus der Quantentheorie entfernen, stellt sich heraus, dass sich die Überlagerung des zerfallenen und des nicht zerfallenen Atoms mit dem Detektor und der Katze selbst verwickelt.
Vergessen Sie nicht, dass Menschen auch aus Atomen bestehen. Und wenn das System mit der Katze verwechselt wird, wird es mit uns verwechselt.
Dies bedeutet laut MMI, dass sich Schrödinger (III) in einem verwirrten Zustand befindet:
Zu dieser Gleichung müssen Sie die Umgebung (env) hinzufügen :
Die Umgebung infolge des Dekohärenzprozesses verwickelt sich in beide:
In diesem Fall kann Schrödinger die Messung nicht mehr "abbrechen" oder etwas tun, um die beiden Zustände zu "entwirren". Die beiden Welten waren geteilt: In einer fand Schrödinger eine tote Katze, in der anderen - lebendig. Gleichzeitig trat kein Kollaps auf, all dies ist immer noch die einheitliche Entwicklung der Großwellenfunktion.
Es stellt sich heraus, dass beim Öffnen der Box keine Änderungen und Ausblendfunktionen wichtig sind. Wir werden nur mit dem System in der Box verwechselt.
Dies bedeutet, dass wir sowohl ein System mit einer lebenden als auch einer toten Katze sehen.
Deshalb stehen wir vor einer Kiste mit einer lebenden Katze und in verschiedenen Welten vor einer Kiste mit einer toten.
Nun, in der Tat nicht wir, sondern unsere Kopie, die während des Zerfalls des Universums in zwei Realitäten erschien, die sich jetzt niemals überschneiden werden.
Infolgedessen teilt sich das Universum und es entstehen zwei fast identische Realitäten.
Dies ist die Hauptidee der Interpretation vieler Welten. Das einzige Postulat ist, dass das gesamte Universum durch eine Wellenfunktion beschrieben wird . Es gibt keine "klassische" Welt, keine Beobachter, keinen Zusammenbruch - all dies ist eine einheitliche Entwicklung einer Wellenfunktion unter der Wirkung der Schrödinger-Gleichung. Was wir als Zusammenbruch beobachten, ist ausschließlich ein Prozess der Dekohärenz, unsere Unfähigkeit, das Objekt und die Umgebung, in die es verwickelt ist, zu "lösen".
In diesem Fall entstehen jedes Mal, wenn ein "Zusammenbruch" auftritt, unterschiedliche "Welten" - die Interaktion des Systems mit der Umgebung. In diesem Fall wird eine Welt entsprechend den Zweigen der Wellenfunktion in mehrere geteilt, und diese Welten interagieren nicht mehr.
GesamtDies alles ist nur eine Teillösung, da die kosmische Wellenfunktion selbst, die das gesamte Universum beschreibt, keinen bestimmten Zustand hat, sondern aus allen möglichen Universen besteht. Somit erstreckt sich das zuerst von Heisenberg entdeckte Problem der Unsicherheit nun auf das gesamte Universum.
Die kleinste Einheit, an der wir in diesen Theorien arbeiten können, ist das Universum selbst, und die kleinste Einheit, die quantisiert werden kann, ist der Raum aller möglichen Universen, der sowohl tote als auch lebende Katzen umfasst. So ist in einem Universum eine Katze wirklich tot, in einem anderen lebt sie. Jedoch sind beide Welten in dem gleichen Behälter - die Wellenfunktion des Universums.