Interpretace mnoha světů nebo Everettova interpretace je interpretací kvantové mechaniky , která naznačuje existenci v jistém smyslu „ paralelních vesmírů “, z nichž každý má stejné přírodní zákony a které se vyznačují stejnou světovou stálicí , které jsou ale v různých státech . Původní formulaci má na svědomí Hugh Everett (1957).
The Many Worlds Interpretation (dále jen MWI) odmítá indeterministický kolaps vlnové funkce , který doprovází jakékoli měření v kodaňské interpretaci . Mnohosvětový výklad si ve svých vysvětleních vystačí pouze s fenoménem kvantové provázanosti a zcela reverzibilní evoluce stavů.
MMI je jednou z mnoha multi-světových hypotéz ve fyzice a filozofii . Je to jedna z předních interpretací současnosti, spolu s výkladem z Kodaně a výkladem konsensuální chronologie .
Stejně jako jiné interpretace má Mnoho světů vysvětlit tradiční experiment s dvojitou štěrbinou . Když kvanta světla (nebo jiné částice) projdou dvěma štěrbinami, pak pro výpočet, kam padnou, je nutné předpokládat, že světlo má vlnové vlastnosti. Na druhou stranu, pokud jsou registrována kvanta, jsou vždy registrována ve formě bodových částic, nikoli ve formě rozmazaných vln. K vysvětlení přechodu od vlnění ke korpuskulárnímu chování zavádí kodaňská interpretace proces zvaný kolaps .
Přestože od Everettovy původní práce bylo navrženo několik nových verzí MMI, všechny sdílejí dvě základní myšlenky. První je existence stavové funkce pro celý Vesmír , který se neustále řídí Schrödingerovou rovnicí a nikdy nezažije nedeterministický kolaps. Druhý je za předpokladu, že tento univerzální stav je kvantovou superpozicí několika (a možná i nekonečného počtu) stavů identických paralelních vesmírů, které spolu neinteragují.
Podle některých autorů je termín „multi-svět“ pouze zavádějící; multisvětová interpretace neimplikuje skutečnou existenci právě jiných světů, nabízí pouze jeden skutečně existující svět, který je popsán jedinou vlnovou funkcí, kterou je však pro dokončení procesu měření jakékoli kvantové události nutné rozdělit na pozorovatele (který provádí měření) a objekt popsaný každým s vlastní vlnovou funkcí. To se však dá dělat různými způsoby, a proto jsou výsledkem různé hodnoty měřené veličiny a charakteristicky různí pozorovatelé. Proto se má za to, že při každém aktu měření kvantového objektu je pozorovatel jakoby rozdělen do několika (pravděpodobně neomezeně mnoha) verzí. Každá z těchto verzí vidí svůj výsledek měření a v souladu s ním vytváří svou vlastní historii před měřením a verzi vesmíru. S ohledem na to se tato interpretace zpravidla nazývá multi-svět a samotný vesmír s mnoha variantami se nazývá Multivesmír [1] .
Nelze si však „rozštěpení“ pozorovatele představit jako rozdělení jednoho Vesmíru na mnoho samostatných světů. Kvantový svět je podle mnohosvětové interpretace přesně jeden, ale obrovské množství částic v něm je nahrazeno nejsložitější světovou funkcí a tento svět lze zevnitř popsat nesčetnými různými způsoby, a to nevedou k nejistotám, protože nikdo nemůže pozorovat (popsat) vesmír zvenčí [1] .
Myšlenky MMI pocházejí z teze Hugha Everetta z Princetonu , napsané pod dohledem Johna Wheelera , a samotný termín „mnoho světa“ vděčí za svou existenci Bryce DeWittovi , který rozvinul téma původní Everettovy práce. DeWittova formulace se stala tak populární, že je často zaměňována s původním Everettovým dílem.
V době, kdy von Neumann v roce 1932 napsal své slavné pojednání The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics , byl fenomén „kolapsu vlnové funkce“ zabudován do matematického aparátu kvantové mechaniky ve formě postulátu, že existují dva procesy, ve kterých vlna změny funkcí:
Mnozí uznali, že jev kolapsu vlnové funkce navržený kodaňskou interpretací pro (1) je umělý trik, a proto je třeba hledat jinou interpretaci, která pojednává o chování měření z hlediska hlubších fyzikálních principů.
Everettova doktorská práce nabízela právě takovou alternativu. Everett navrhl, že pro složený systém (což je částice interagující s měřicím zařízením) je tvrzení, že jakýkoli subsystém je v určitém stavu, nesmyslné. To vedlo Everetta k závěru o relativní povaze stavu jednoho systému ve vztahu k jinému.
Everettova formulace, která vede k pochopení procesu kolapsu vlnových funkcí, ke kterému dochází během měření, je matematicky ekvivalentní kvantové superpozici vlnových funkcí. Protože Everett krátce po obdržení diplomu přestal studovat teoretickou fyziku, další vývoj jeho myšlenek provedli další badatelé, včetně Bryce DeWitta a Michaila Menského [2] .
V Everettově formulaci tvoří měřící zařízení M a objekt měření S složený systém, jehož každý subsystém před měřením existuje v určitých (samozřejmě v závislosti na čase) stavech. Měření je chápáno jako proces interakce mezi M a S . Poté, co došlo k interakci mezi M a S , již není možné popsat každý ze subsystémů pomocí nezávislých stavů. Podle Everetta musí být všechny možné popisy relativními stavy: například stav M vzhledem k danému stavu S nebo stav S relativní k danému stavu M .
V DeWittově formulaci je stav S po měření kvantovou superpozicí alternativních historií S .
Uvažujme nejjednodušší možný kvantový systém S – jak je znázorněno na obrázku. Tento obrázek popisuje například spinový stav elektronu. Zvolme si určitou osu (například osu z) a předpokládejme, že severní pól představuje rotaci „nahoru“ a jižní pól představuje rotaci „dolů“. Všechny možné superpozice stavů popisuje tzv. Blochova koule (její povrch). Aby bylo možné provádět měření na S , musí být uveden do interakce s jiným podobným systémem - M . Po interakci je složený systém popsán stavem, který existuje v šestirozměrném prostoru (důvod, proč existuje šest rozměrů, je vysvětlen v článku o Blochově sféře). Tento šestirozměrný objekt může být reprezentován jako superpozice dvou "alternativních historií" systému S , z nichž jeden byl pozorován výsledek měření "nahoru" a ve druhém - "dolů". Každá následující binární dimenze (což je interakce se systémem M ) způsobuje podobné větvení historického stromu. Po třech měřeních lze tedy systém považovat za kvantovou superpozici 2x2x2 = 8 kopií původního systému S .
Pokud je interpretace mnoha světů prezentována jako chaotická inflace Vesmíru (který je při měření rozdělen na mnoho neinteragujících světů a hypoteticky se některé z nich mohou velmi lišit od ostatních), takový mnohosvětový interpretaci nelze plně považovat za vědeckou, protože nesplňuje Popperovo kritérium [3] .
Přitom přínos takového výkladu tu rozhodně je, ale lze o něm diskutovat pouze prizmatem jeho pragmatického využití. Takže například analýza některých problémů při interpretaci chaotické inflace světů, ačkoli vede ke stejným výsledkům jako v jakékoli jiné interpretaci kvantové mechaniky, je z logického hlediska jednodušší - což vysvětluje její popularitu v některých oblastech vědy (například v kvantové kosmologii ).
Aby nedošlo k záměně takového výkladu multivesmíru s mnohorozměrným vesmírem sestávajícím z jediného světa, ale popsaných různými způsoby, někteří fyzici navrhují nazývat tento svět „alternativou“ (na rozdíl od „multivesmíru“ - souboru nezávislé světy, které se tvoří v chaotických inflačních modelech).
Tři fyzici z Rakouska a USA provedli v červenci 2011 průzkum mezi třiatřiceti účastníky konference „Kvantová mechanika a povaha reality“. Ukázalo se, že 42 % podporuje kodaňskou interpretaci, 24 % - teorii kvantové informace , 18 % - interpretaci kvantové mechaniky z mnoha světů. Dalších 9 % se drží výkladu Rogera Penrose o objektivitě kolapsu vlnové funkce [4] .
| Cestování v čase | |
|---|---|
| Obecné pojmy a pojmy |
|
| Časové paradoxy |
|
| Paralelní časové osy |
|
| Filozofie prostoru a času | |
| Prostory v GR , které mohou obsahovat uzavřené časové čáry | |
| Městské legendy o cestování časem |
|