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量子力学的多世界解释(MWI)是物理学界激烈争论的主题,一些人带着宗教狂热站在一边。
简而言之,MWI 指出,每当我们观察到包含矛盾态叠加的量子波函数的结果时,宇宙就会分裂成几个相互排斥的宇宙,每个宇宙都有不同的结果。
量子波函数只是任何粒子的状态,例如电子或光子(光粒子)。这包括构成从实验室设备到人的一切物质。
量子波函数和经典运动状态之间的主要区别在于,波函数可以包含许多不同的、矛盾的观察结果。例如,一个粒子可以同时处于两个位置,同时向两个方向移动,或者同时处于向上旋转和向下旋转的状态(因为几乎所有粒子都像陀螺一样旋转)。
我们衡量结果的方式也会影响我们衡量的内容。如果我们将探测器放在一个地方,我们会探测到一件事,如果我们将它放在另一个地方,我们会探测到其他东西。这可以决定宇宙对于我们来说是分离还是保持在一起。
证明量子波函数确实包含矛盾现实的经典实验是双缝实验。Quant 博士在这段视频中解释了这个实验:
它表明“粒子”既表现为粒子又表现为波。MWI 指出,实际上,粒子确实只是粒子,但同一粒子的副本存在于许多不同的宇宙或世界中。虽然没有人测量这些粒子,但我们的意识(和实验装置)跨越了这些宇宙,并且我们观察到许多宇宙相互作用。这使得粒子看起来像波。这是不同宇宙中一个粒子的许多副本,它们像许多水分子一样相互作用。
然而,一旦我们观察到一个粒子,我们就会与一个特定的宇宙融为一体,而这个宇宙必须(对我们来说)与其他宇宙分开。由于粒子、实验装置、观察者和世界之间复杂的相互作用,波函数退相干,使得粒子不能再与自身的其他副本相互作用。她已经不干净了 宇宙是完全分开的。
与许多试图解决量子解释问题的理论一样,MWI 假设当我们观察量子态时,现实中会发生一些基本的事情。如果您发现这个问题,那么您并不孤单。
仍然没有证据表明 MWI 是正确的,因此,像许多科学家一样,我认为在缺乏科学证据的情况下,我们应该采取哲学立场,问问 MWI 是否是我们能想到的最好的想法。
像大多数哲学问题一样,这个问题值得争论,但肯定有许多令人信服的替代方案,从隐变量理论到超级选择和共识历史。
量子力学的新解释
在这篇文章中,我提出了我的版本,可以说,并提出了另一种量子解释。我的解释基于以下前提:
宇宙还有一个额外的维度,即它是五维的。 所有量子场(包括我们)都在第五维中移动(或流动),遵循 5D 经典运动方程。 在第五维度的每一点,宇宙在时间和空间上仅呈现一种经典配置。 第五维处于统计平衡(意味着熵是恒定的),“温度”解释了量子不确定性(该温度等于普朗克常数除以 2π)。 我所说的经典是指量子场遵循最小作用原理,就像经典牛顿物理学一样。
由于我们在任何给定时间都处于第五维度内的一个位置(尽管我们不知道在哪里,因为它是不可见的),所以宇宙总是有一种确定的经典状态。然而,由于这种测量的不确定性,我们只能根据概率做出预测。
它的工作原理是这样的。想象一下你发射一个粒子,它有一个包含两个叠加态的波函数。这些状态可能被称为向上和向下或1和0,这并不重要。在波函数内部,每一个都以 1/2 的概率存在。这并不意味着波函数有 50% 的机会向上,50% 的机会向下。实际上,波函数一半向上,一半向下,但当我们测量时,它的概率为 50%。
在五维理论中,这被解释为粒子在第五维中移动时一半向上一半向下。对于许多经典统计系统(例如气体)来说都是如此。普通统计物理学和量子情况之间的区别在于,在普通物理学中,随机性发生在时间上。这里它发生在另一个维度,而不是时间。我称之为量子测量。
当我们测量粒子的状态时,我们测量的内容取决于我们和粒子在量子维度中的位置。这不一定会随着时间的推移而改变,即 我们不能只是等待一会儿就改变结果。因为量子维度与时间垂直,所以我们无法控制自己在其中的运动,更重要的是,我们无法测量我们在这个维度中的位置。
这是因为,与时间不同,第五维度中没有时间箭头,因为熵是恒定的。没有时钟可以测量我们朝这个方向的运动。
如果我们以双缝实验为例,我们可以看到沿量子维度的每个点对应于发射器和探测器之间不同的总路径。该路径称为世界线,在量子维度中形成一种叶子(世界片),形成一个完整的整体,每条路径不断影响其他每条路径。
这与 MWI 非常相似,但没有宇宙的分离。进行测量时,片材会在某个时间点停止,因为测量设备已将其破坏(脱焦)。
无论我们身处第五维度的哪个位置,我们都会发现自己身处其中。所以这更像是解释一致的历史,但具体的历史是由量子维度的流动决定的,所以与一致的历史不同,它不存在随机性。这是完全确定性的。唯一的不确定性是我们自己关于我们在第五维度的位置。
与商定的故事一样,当我们进行测量时,现实不会改变。和以前一样,它仍然是现实,但它的两个部分:我们和我们测量的粒子,现在相互作用。
第五维度与所有量子预测一致,这种解释的一个优点是,它在数学上与量子理论(包括相对论量子场论)一致,只要做出一些统计假设。从技术上讲,这是微正则系综和正则系综的遍历性和等价性。这些与大多数气体、液体等平衡统计力学的假设相同。我在最近的一篇同行评审文章中展示了如何做到这一点。本文的结果涉及标量场,但可以使用五维理论(例如卡鲁扎-克莱因理论)以及经典分子动力学扩展到其他领域。
在我们所有的预测中,第五维度只是以统计平衡物理学对时间维度进行平均的方式进行平均,然而正是我们在量子维度中所处位置的隐藏信息决定了所有预期实验结果中的哪一个是实际测量的,“叠加”可以看作是对世界表的统计描述。
对量子物理学的影响是,量子理论的解释并不神秘,而是与经典统计理论的解释非常相似,但多了一个维度。在经典统计理论中,我们知道,比如说,一盒粒子在给定时间只有一种状态,但我们将其描述为好像它具有所有可能的状态。然而,如果我们观察单个粒子,我们只能看到其中一个结果。通过添加维度,您会得到相同的结果,但也会得到奇怪的效果,例如非局部性。
非局域效应(神秘的远距离作用)当然在五维理论中被解释为粒子世界线(非局域结构)在量子维度中的演化。粒子不仅仅是一个点。它是时空连续体中的一条线。
这些线程可以扩展到四维粒子场,从而允许创建和销毁粒子,就像在粒子加速器中一样。这就是我在文章中所做的,但这里我主要考虑一维线程的情况。
当我们在第五维度中移动时,每个粒子的整个历史都会发生变化,在不同状态之间随机移动,就像在逆因果理论中一样,未来影响过去,反之亦然。
当我们尚未进行测量时尤其如此。一旦我们测量了一个粒子,它就不能再在随机历史之间切换,并且逆因果关系受到严重限制。
第五维度解决了 EPR 悖论
如果我们考虑这个领域的经典思想实验,爱因斯坦-波多尔斯基-罗森实验或EPR悖论,我们可以看到五维理论是如何解决它的。
在这个实验中,我使用大卫·博姆的简单版本,你有一个从某些源(例如粒子加速器)发射的电子-正电子对。
我向爱丽丝发送一个电子,向鲍勃发送一个正电子。
现在,Alice 测量电子沿 z 轴的自旋(当然,电子可以沿任何轴旋转:x、y 或 z)。它可以测量+z或-z(向上旋转或向下旋转)。现在,如果她测量 +z,我们知道如果鲍勃测量正电子沿 z 轴的自旋,他将得到相反的结果 -z。如果她得到-z,他就得到+z。因此,她的测量结果证实了他在测量之前将要测量的内容。
然而,如果 Alice 测量电子沿 z 轴的自旋,然后 Bob 测量另一个轴(例如 x),他将得到 +x 或 -x,各有 50% 的概率。
看来 Alice 进行的测量应该从 Alice 转移到 Bob。不能假设 Bob 的粒子始终具有相反的自旋,因为他只有在沿 z 轴测量时才能获得此测量结果,否则会得到随机结果。然而,电子只能有一个自旋方向。
我们来看看五维理论是如何解决这个问题的。
在这个理论中,每个粒子从发射器到探测器的完整路径是一条世界线,并在第五维度中演化为一张世界片。该世界表包含所有可能的可测量结果,包括所有可能的自旋态配置。
当爱丽丝进行测量时,电子与她的装置相互作用,以便测量其在量子时间和普通时间那一刻的状态。量子时间中的一个点决定了正在测量粒子的哪个历史(因此这种方法类似于一致的历史)。
由于爱丽丝的装置通过与电子相互作用为粒子选择了这段历史,因此同样的历史必须反映在鲍勃的正电子中。这是因为电子和正电子的联合状态在第五维度中作为单个场演化,并且维度影响一对世界线,就好像它们是一条世界线一样。
只要爱丽丝进行测量,这个联合场在量子维度的演化就会发生变化,并且这种演化会延伸到这个场所在的所有时空。
许多世界中最好的
量子理论的 5D 解释将众多世界中最好的解释和连贯的历史合而为一。它缺乏我们的多个副本,就像在 MWI 中一样,也缺乏宇宙的不断分离和测量时现实的变化。它还缺乏商定故事的随机性。它没有引入像波姆力学这样的额外领域,只是一个额外的维度,并且它自然地处理粒子的创建和破坏,没有随机性。因此,它似乎是许多解释中最好的一种,这是一种关于一个宇宙的连贯理论,其中非局域行为通过第五维度中演化的相互作用的世界线来反映。
来自:超自然现象探索官
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快照生成时间:2024-07-25 17:45:07
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