Was ist Quantenmechanik und warum kann die Quantenwelt berechnet und sogar verstanden, aber nicht vorgestellt werden? In dem Versuch, sich ein Universum vorzustellen, das auf diesen Prinzipien beruht (oder vielmehr ganze Cluster, Fans von Universen), tauchen viele Experten der Quantenphysik in philosophische und sogar mystische Bereiche ein.
1874 stand der 16-jährige Abiturient Max Planck vor einer schwierigen Entscheidung: sein Leben der Musik oder der Physik zu widmen. In der Zwischenzeit wollte sein Vater, dass Max die legale Dynastie fortsetzt. Er arrangierte ein Treffen für seinen Sohn mit Professor Philip von Jolly und bat ihn, das Interesse des Erben an Physik zu kühlen. Wie Planck in seinen Memoiren schrieb, "stellte Jolly die Physik als eine hoch entwickelte, fast völlig erschöpfte Wissenschaft dar, die kurz davor steht, ihre endgültige Form anzunehmen …". Viele waren Ende des 19. Jahrhunderts dieser Meinung. Trotzdem entschied sich Planck für die Physik und war der Ursprung der größten Revolution in dieser Wissenschaft.
Im April 1900 sagte der Physiker Lord Kelvin, nach dem die Skala der absoluten Temperaturen jetzt benannt ist, in einem Vortrag, dass die Schönheit und Reinheit des Gebäudes der theoretischen Physik nur von ein paar "dunklen Wolken" am Horizont überschattet wurde: erfolglose Versuche, den Weltäther und das Problem der Erklärung des Strahlungsspektrums der Erwärmung zu entdecken Tel. Doch noch vor Jahresende und damit im 19. Jahrhundert löste Planck das Problem des thermischen Spektrums, indem er das Konzept eines Quanten einführte - den minimalen Anteil an Strahlungsenergie. Die Idee, dass Energie nur in festen Anteilen emittiert werden kann, wie Kugeln aus einem Maschinengewehr und nicht Wasser aus einem Schlauch, widersprach den Ideen der klassischen Physik und wurde zum Ausgangspunkt auf dem Weg zur Quantenmechanik.
Plancks Arbeit war der Beginn einer Kette sehr seltsamer Entdeckungen, die das etablierte physische Bild der Welt stark veränderten. Die Objekte der Mikrowelt - Moleküle, Atome und Elementarteilchen - weigerten sich, den mathematischen Gesetzen zu gehorchen, die sich in der klassischen Mechanik bewährt hatten. Elektronen wollten sich nicht in willkürlichen Bahnen um Kerne drehen, sondern waren nur auf bestimmte diskrete Energieniveaus beschränkt, instabile radioaktive Atome zerfielen in einem unvorhersehbaren Moment ohne besondere Gründe und bewegte Mikroobjekte manifestierten sich entweder als Punktteilchen oder als Wellenprozesse, die einen signifikanten Bereich des Raums bedeckten …
Die Physiker, die seit der wissenschaftlichen Revolution des 17. Jahrhunderts an die Tatsache gewöhnt waren, dass Mathematik die Sprache der Natur ist, veranstalteten eine echte Brainstorming-Sitzung und hatten Mitte der 1920er Jahre ein mathematisches Modell für das Verhalten von Mikropartikeln entwickelt. Die Theorie, Quantenmechanik genannt, erwies sich als die genaueste aller physikalischen Disziplinen: Bisher wurde keine einzige Abweichung von ihren Vorhersagen gefunden (obwohl einige dieser Vorhersagen aus mathematisch bedeutungslosen Ausdrücken wie der Differenz zwischen zwei unendlichen Größen stammen). Gleichzeitig lässt sich die genaue Bedeutung der mathematischen Konstruktionen der Quantenmechanik in der Alltagssprache praktisch nicht erklären.
Nehmen wir zum Beispiel das Unsicherheitsprinzip, eine der grundlegenden Beziehungen der Quantenphysik. Daraus folgt, dass je genauer die Geschwindigkeit eines Elementarteilchens gemessen wird, desto weniger darüber gesagt werden kann, wo es sich befindet und umgekehrt. Wenn Autos Quantenobjekte wären, hätten die Fahrer keine Angst vor Verstößen gegen die Fotoregistrierung. Sobald die Geschwindigkeit des Autos per Radar gemessen wurde, würde seine Position ungewiss werden und es würde sicherlich nicht in den Rahmen aufgenommen werden. Und wenn im Gegenteil sein Bild im Bild fixiert wäre, würde der Messfehler auf dem Radar keine Bestimmung der Geschwindigkeit ermöglichen.
Verrückt genug Theorie
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Anstelle der üblichen Koordinaten und Geschwindigkeiten wird ein Quantenteilchen durch die sogenannte Wellenfunktion beschrieben. Es ist in allen Gleichungen der Quantenmechanik enthalten, aber seine physikalische Bedeutung hat keine verständliche Interpretation erhalten. Tatsache ist, dass seine Werte nicht durch gewöhnliche, sondern durch komplexe Zahlen ausgedrückt werden und darüber hinaus nicht für direkte Messungen verfügbar sind. Beispielsweise wird für ein sich bewegendes Teilchen die Wellenfunktion an jedem Punkt des unendlichen Raums definiert und ändert sich in der Zeit. Das Teilchen befindet sich nicht an einem bestimmten Punkt und bewegt sich nicht wie eine kleine Kugel von Ort zu Ort. Es scheint über dem Raum verschmiert zu sein und ist bis zu dem einen oder anderen Grad überall gleichzeitig vorhanden, irgendwo konzentriert und irgendwo verschwunden.
Die Wechselwirkung solcher "verschmierten" Teilchen kompliziert das Bild weiter und führt zu den sogenannten verschränkten Zuständen. In diesem Fall bilden Quantenobjekte ein einzelnes System mit einer gemeinsamen Wellenfunktion. Mit zunehmender Anzahl von Partikeln wächst die Komplexität von verschränkten Zuständen schnell und Konzepte der Position oder Geschwindigkeit eines einzelnen Partikels werden bedeutungslos. Es ist äußerst schwierig, über solch seltsame Objekte nachzudenken. Das menschliche Denken ist eng mit der Sprache und den visuellen Bildern verbunden, die durch die Erfahrung des Umgangs mit klassischen Objekten entstehen. Die Beschreibung des Verhaltens von Quantenteilchen in einer dafür nicht geeigneten Sprache führt zu paradoxen Aussagen. "Ihre Theorie ist verrückt", sagte Niels Bohr einmal nach Wolfgang Paulis Rede. "Die einzige Frage ist, ist sie verrückt genug, um richtig zu sein."Ohne eine korrekte Beschreibung der Phänomene in der gesprochenen Sprache ist es jedoch schwierig, Forschung zu betreiben. Physiker verstehen oft mathematische Konstruktionen und vergleichen sie mit den einfachsten Objekten aus dem Alltag. Wenn sie in der klassischen Mechanik 2000 Jahre lang nach mathematischen Mitteln suchten, die geeignet sind, alltägliche Erfahrungen auszudrücken, dann entwickelte sich in der Quantentheorie die gegenteilige Situation: Die Physiker brauchten dringend eine angemessene verbale Erklärung eines hervorragend funktionierenden mathematischen Apparats. Für die Quantenmechanik war eine Interpretation erforderlich, dh eine bequeme und allgemein korrekte Erklärung der Bedeutung ihrer Grundkonzepte.dann entwickelte sich in der Quantentheorie die gegenteilige Situation: Die Physiker brauchten dringend eine angemessene verbale Erklärung eines hervorragend funktionierenden mathematischen Apparats. Für die Quantenmechanik war eine Interpretation erforderlich, dh eine bequeme und allgemein korrekte Erklärung der Bedeutung ihrer Grundkonzepte.dann entwickelte sich in der Quantentheorie die gegenteilige Situation: Die Physiker brauchten dringend eine angemessene verbale Erklärung eines hervorragend funktionierenden mathematischen Apparats. Für die Quantenmechanik war eine Interpretation erforderlich, dh eine bequeme und allgemein korrekte Erklärung der Bedeutung ihrer Grundkonzepte.
Es gab eine Reihe grundlegender Fragen zu beantworten. Wie ist die reale Struktur von Quantenobjekten? Ist die Unsicherheit ihres Verhaltens grundlegend oder spiegelt sie nur den Mangel an Wissen wider? Was passiert mit der Wellenfunktion, wenn das Instrument ein Partikel an einem bestimmten Ort erkennt? Welche Rolle spielt der Beobachter bei der Quantenmessung?
Würfelgott
Die Vorstellung von der Unvorhersehbarkeit des Verhaltens von Mikropartikeln widersprach allen Erfahrungen und ästhetischen Vorlieben der Physiker. Der Determinismus wurde als das Ideal angesehen - die Reduktion jedes Phänomens auf die eindeutigen Gesetze der mechanischen Bewegung. Viele erwarteten, dass es in den Tiefen der Mikrowelt eine grundlegendere Ebene der Realität geben würde, und die Quantenmechanik wurde mit einem statistischen Ansatz zur Beschreibung von Gas verglichen, der nur verwendet wird, weil es schwierig ist, die Bewegungen aller Moleküle zu verfolgen, und nicht, weil sie selbst "nicht wissen". wo sind. Diese "Hypothese versteckter Parameter" wurde am aktivsten von Albert Einstein verteidigt. Seine Position ging unter dem eingängigen Slogan in die Geschichte ein: "Gott würfelt nicht."
Bohr und Einstein blieben trotz heftiger wissenschaftlicher Kontroversen über die Grundlagen der Quantenmechanik Freunde. Bis zu seinem Lebensende erkannte Einstein die von den meisten Physikern akzeptierte Kopenhagener Interpretation nicht an. Foto: SPL / EAST NEWS
Sein Gegner, Niels Bohr, argumentierte, dass die Wellenfunktion umfassende Informationen über den Zustand von Quantenobjekten enthält. Die Gleichungen ermöglichen es, ihre zeitlichen Änderungen eindeutig zu berechnen, und mathematisch gesehen ist es nicht schlechter als materielle Punkte und Körper, die den Physikern bekannt sind. Der einzige Unterschied besteht darin, dass nicht die Partikel selbst beschrieben werden, sondern die Wahrscheinlichkeit, dass sie an dem einen oder anderen Punkt im Raum entdeckt werden. Wir können sagen, dass dies nicht das Teilchen selbst ist, sondern seine Möglichkeit. Aber wo genau es während der Beobachtung gefunden wird, ist grundsätzlich unmöglich vorherzusagen. In „inneren“Partikeln gibt es keine versteckten Parameter, die für die Messung nicht zugänglich sind und bestimmen, wann genau sie zerfallen oder an welchem Punkt im Raum während der Beobachtung auftreten. In diesem Sinne ist Unsicherheit eine grundlegende Eigenschaft von Quantenobjekten. Auf der Seite dieser Interpretation,Die Bezeichnung Kopenhagen (laut der Stadt, in der Bor lebte und arbeitete) war die Kraft von Occams Rasiermesser: Es wurden keine zusätzlichen Einheiten angenommen, die sich nicht in quantenmechanischen Gleichungen und Beobachtungen befanden. Dieser wichtige Vorteil überzeugte die meisten Physiker, Bohrs Position zu akzeptieren, lange bevor das Experiment überzeugend zeigte, dass Einstein falsch lag.
Die Kopenhagener Interpretation ist jedoch fehlerhaft. Die Hauptrichtung ihrer Kritik war die Beschreibung des Prozesses der Quantenmessung. Wenn ein Teilchen mit einer Wellenfunktion, die über ein großes Raumvolumen diffundiert, vom Experimentator an einer bestimmten Stelle registriert wird, wird die Wahrscheinlichkeit, dass es von diesem Punkt entfernt bleibt, Null. Dies bedeutet, dass sich die Wellenfunktion sofort auf einen sehr kleinen Bereich konzentrieren muss. Diese "Katastrophe" nennt man den Zusammenbruch der Wellenfunktion. Und es ist eine Katastrophe nicht nur für das beobachtete Teilchen, sondern auch für die Kopenhagener Interpretation, da der Zusammenbruch entgegen den Gleichungen der Quantenmechanik selbst verläuft. Physiker bezeichnen dies als Verletzung der Linearität bei einer Quantenmessung.
Es stellt sich heraus, dass der mathematische Apparat der Quantenmechanik nur stückweise kontinuierlich arbeitet: von einer Dimension zur anderen. Und „an den Kreuzungen“ändert sich die Wellenfunktion abrupt und entwickelt sich aus einem grundlegend unvorhersehbaren Zustand weiter. Für eine Theorie, die die physikalische Realität auf einer fundamentalen Ebene beschreiben will, war dies ein sehr schwerwiegender Fehler. "Das Gerät extrahiert aus dem Zustand, der vor der Messung bestand, eine der darin enthaltenen Möglichkeiten", schrieb einer der Begründer der Quantenmechanik, Louis de Broglie, über dieses Phänomen. Diese Interpretation führte unweigerlich zur Frage nach der Rolle des Beobachters in der Quantenphysik.
Orpheus und Eurydike
Nehmen Sie zum Beispiel ein einzelnes radioaktives Atom. Nach den Gesetzen der Quantenmechanik zerfällt es spontan zu einem unvorhersehbaren Zeitpunkt. Daher ist seine Wellenfunktion die Summe zweier Komponenten: eine beschreibt das gesamte Atom und die andere zerfällt. Die Wahrscheinlichkeit, die der ersten entspricht, nimmt ab und die zweite nimmt zu. Physiker sprechen in einer solchen Situation von einer Überlagerung zweier inkompatibler Zustände. Wenn Sie den Zustand eines Atoms überprüfen, kollabiert seine Wellenfunktion und das Atom ist mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit entweder ganz oder zerfallen. Aber ab wann tritt dieser Zusammenbruch auf - wenn das Messgerät mit dem Atom interagiert oder wenn der menschliche Beobachter von den Ergebnissen erfährt?
Beide Optionen sehen unattraktiv aus. Das erste führt zu einer inakzeptablen Schlussfolgerung, dass sich die Atome des Messgeräts irgendwie von den anderen unterscheiden, da unter ihrem Einfluss die Wellenfunktion zusammenbricht, anstatt einen verschränkten Zustand zu bilden, wie es bei der Wechselwirkung von Quantenteilchen der Fall sein sollte. Die zweite Variante führt den von Physikern so ungeliebten Subjektivismus in die Theorie ein. Wir müssen uns einig sein, dass das Bewusstsein des Beobachters (sein Körper aus quantenmechanischer Sicht immer noch dasselbe Gerät) die Wellenfunktion, dh den Zustand des Quantenobjekts, direkt beeinflusst.
Dieses Problem wurde von Erwin Schrödinger in Form eines berühmten Gedankenexperiments verschärft. Legen wir eine Katze in die Kiste und ein Gerät mit Gift, das ausgelöst wird, wenn ein radioaktives Atom zerfällt. Lassen Sie uns die Box schließen und warten, bis die Zerfallswahrscheinlichkeit beispielsweise 50% erreicht. Da uns keine Informationen aus der Kiste kommen, wird das darin enthaltene Atom als Überlagerung des Ganzen beschrieben und zerfallen. Aber jetzt ist der Zustand des Atoms untrennbar mit dem Schicksal der Katze verbunden, die sich, solange die Kiste verschlossen bleibt, in einem seltsamen Zustand der Überlagerung von Lebenden und Toten befindet. Aber man muss nur die Schachtel öffnen, wir werden entweder ein hungriges Tier oder eine leblose Leiche sehen, und es stellt sich höchstwahrscheinlich heraus, dass sich die Katze seit einiger Zeit in diesem Zustand befindet. Es stellt sich heraus, dass während die Box geschlossen war, mindestens zwei Versionen der Geschichte parallel entwickelt wurden,Ein bedeutungsvoller Blick in die Schachtel reicht jedoch aus, damit nur einer von ihnen real bleibt.
Wie man sich nicht an den Mythos von Orpheus und Eurydike erinnert:
"Wann immer er konnte // Er drehte sich um (wenn er sich umdrehte, // Er zerstörte seine Tat nicht, // Kaum vollbracht) - siehe // Er konnte ihnen ruhig folgen" ("Orpheus. Eurydike. Hermes" R. M. Rilke). Nach der Kopenhagener Interpretation zerstört die Quantendimension wie der sorglose Blick des Orpheus sofort eine ganze Reihe möglicher Welten und lässt nur einen Stab übrig, entlang dem sich die Geschichte bewegt.
Eine Weltwelle
Fragen im Zusammenhang mit dem Problem der Quantenmessungen haben das Interesse der Physiker an der Suche nach neuen Interpretationen der Quantenmechanik ständig geweckt. Eine der interessantesten Ideen in diese Richtung wurde 1957 von einem amerikanischen Physiker der Princeton University, Hugh Everett III, vorgebracht. In seiner Dissertation stellte er in erster Linie das Prinzip der Linearität und damit die Kontinuität der linearen Gesetze der Quantenmechanik auf. Dies führte Everett zu dem Schluss, dass der Beobachter nicht isoliert vom beobachteten Objekt als eine Art externe Einheit betrachtet werden kann.
Im Moment der Messung interagiert der Beobachter mit dem Quantenobjekt, und danach können weder der Zustand des Beobachters noch der Zustand des Objekts durch separate Wellenfunktionen beschrieben werden: Ihre Zustände verwickeln sich, und die Wellenfunktion kann nur für ein einziges Ganzes geschrieben werden - das "Beobachter + beobachtete" System. Um die Messung abzuschließen, muss der Beobachter seinen neuen Zustand mit dem vorherigen vergleichen, der in seinem Gedächtnis festgelegt ist. Dazu muss das im Moment der Interaktion entstandene verschränkte System wieder in einen Beobachter und ein Objekt unterteilt werden. Dies kann jedoch auf verschiedene Arten erfolgen. Das Ergebnis sind unterschiedliche Messwerte, aber interessanterweise unterschiedliche Beobachter. Es stellt sich heraus, dass der Beobachter bei jedem Akt der Quantenmessung in mehrere (möglicherweise unendlich viele) Versionen aufgeteilt wird. Jede dieser Versionen sieht ihr eigenes Messergebnis und bildet entsprechend ihrer eigenen Geschichte und ihrer eigenen Version des Universums. In diesem Sinne wird Everetts Interpretation oft als viele Welten bezeichnet, und das multivariate Universum selbst wird als Multiversum bezeichnet (um es nicht mit dem kosmologischen Multiversum zu verwechseln - einer Reihe unabhängiger Welten, die in einigen Modellen des Universums gebildet wurden - einige Physiker schlagen vor, es das Alterverse zu nennen).
Everetts Idee ist komplex und wird oft missverstanden. Meistens kann man hören, dass sich bei jeder Kollision von Partikeln das gesamte Universum verzweigt und je nach Anzahl der möglichen Ergebnisse der Kollision viele Kopien erzeugt. Tatsächlich ist die Quantenwelt laut Everett genau eine. Da alle ihre Teilchen direkt oder indirekt miteinander wechselwirken und sich daher in einem verschränkten Zustand befinden, ist ihre grundlegende Beschreibung eine einzelne Weltwellenfunktion, die sich gemäß den linearen Gesetzen der Quantenmechanik reibungslos entwickelt. Diese Welt ist so deterministisch wie die laplaceische Welt der klassischen Mechanik, in der man, wenn man die Positionen und Geschwindigkeiten aller Teilchen zu einem bestimmten Zeitpunkt kennt, die gesamte Vergangenheit und Zukunft berechnen kann. In Everetts Welt wurden unzählige Teilchen durch eine hochkomplexe Wellenfunktion ersetzt. Dies führt nicht zu Unsicherheiten,da niemand das Universum von außen beobachten kann. Im Inneren gibt es jedoch unzählige Möglichkeiten, es in den Betrachter und die umgebende Welt zu unterteilen.
Die folgende Analogie hilft, die Bedeutung von Everetts Interpretation zu verstehen. Stellen Sie sich ein Land mit Millionen Einwohnern vor. Jeder seiner Bewohner bewertet die Ereignisse auf seine Weise. In einigen Fällen nimmt er direkt oder indirekt teil, was sowohl das Land als auch seine Ansichten verändert. Es entstehen Millionen verschiedener Weltbilder, die von ihren Trägern als die realste Realität wahrgenommen werden. Gleichzeitig gibt es aber auch das Land selbst, das unabhängig von den Ideen eines Menschen existiert und eine Chance für seine Existenz bietet. Ebenso bietet Everetts einheitliches Quantenuniversum Raum für eine Vielzahl unabhängig existierender klassischer Weltbilder, die von verschiedenen Beobachtern stammen. Und all diese Bilder sind laut Everett völlig real, obwohl jedes nur für seinen Betrachter existiert.
Das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon
Das entscheidende Argument im Einstein-Bohr-Streit war das Paradoxon, das sich in 70 Jahren von einem Gedankenexperiment zu einer funktionierenden Technologie entwickelt hat. Seine Idee wurde 1935 von Albert Einstein selbst zusammen mit den Physikern Boris Podolsky und Nathan Rosen vorgeschlagen. Ihr Ziel war es, die Unvollständigkeit der Kopenhagener Interpretation zu demonstrieren und daraus eine absurde Schlussfolgerung über die Möglichkeit einer sofortigen gegenseitigen Beeinflussung zweier durch einen großen Abstand voneinander getrennter Teilchen abzuleiten. Fünfzehn Jahre später entwickelte David Bohm, ein amerikanischer Spezialist für Kopenhagener Interpretation, der eng mit Einstein in Princeton zusammenarbeitete, eine grundlegend realisierbare Version des Experiments unter Verwendung von Photonen. Weitere 15 Jahre sind vergangen, und John Stuart Bell formuliert ein klares Kriterium in Form einer Ungleichung, mit der das Vorhandensein versteckter Parameter in Quantenobjekten experimentell getestet werden kann. In den 1970er Jahren führten mehrere Gruppen von Physikern Experimente durch, um zu überprüfen, ob die Ungleichungen von Bell erfüllt waren, mit widersprüchlichen Ergebnissen. Erst 1982-1985 beweist Alan Aspect in Paris, nachdem er die Genauigkeit erheblich erhöht hat, dass Einstein falsch lag. Und 20 Jahre später entwickelten mehrere Handelsunternehmen gleichzeitig Technologien streng geheimer Kommunikationskanäle, die auf den paradoxen Eigenschaften von Quantenteilchen basierten, was Einstein als Widerlegung der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik betrachtete.basierend auf den paradoxen Eigenschaften von Quantenteilchen, die Einstein als Widerlegung der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik betrachtete.basierend auf den paradoxen Eigenschaften von Quantenteilchen, die Einstein als Widerlegung der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik betrachtete.
Vom Schatten zum Licht
Nur wenige widmeten Everetts Dissertation. Noch vor seiner Verteidigung nahm Everett selbst eine Einladung der Militärabteilung an, wo er eine der Einheiten leitete, die an der numerischen Modellierung der Folgen von Atomkonflikten beteiligt waren, und machte dort eine glänzende Karriere. Zuerst teilte sein wissenschaftlicher Berater John Wheeler nicht die Ansichten seines Schülers, aber sie fanden eine Kompromissversion der Theorie, und Everett reichte sie zur Veröffentlichung in der wissenschaftlichen Zeitschrift Reviews of Modern Physics ein. Die Herausgeberin Bryce DeWitt reagierte sehr negativ auf sie und beabsichtigte, den Artikel abzulehnen, wurde dann aber plötzlich ein leidenschaftlicher Befürworter der Theorie, und der Artikel erschien in der Juni 1957-Ausgabe des Magazins. Mit Wheelers Nachwort: Ich glaube nicht, dass dies alles richtig ist, aber es ist zumindest neugierig und nicht sinnlos. Wheeler bestand darauf, dass die Theorie mit Niels Bohr diskutiert werden sollte,aber er weigerte sich tatsächlich, darüber nachzudenken, als Everett 1959 anderthalb Monate in Kopenhagen verbrachte. Eines Tages im Jahr 1959 traf sich Everett in Kopenhagen mit Bohr, war aber von der neuen Theorie nicht beeindruckt.
In gewisser Hinsicht hatte Everett Pech. Seine Arbeit ging im Strom der gleichzeitig produzierten erstklassigen Publikationen verloren und war auch zu "philosophisch". Everetts Sohn Mark sagte einmal: „Vater hat nie mit mir über seine Theorien gesprochen. Er war mir fremd und existierte in einer Art Parallelwelt. Ich denke, dass er zutiefst enttäuscht war, dass er über sich selbst wusste, dass er ein Genie war, aber niemand sonst auf der Welt ahnte es. " Im Jahr 1982 starb Everett an einem Herzinfarkt.
Jetzt ist es sogar schwierig zu sagen, wem es aus der Vergessenheit geraten ist. Höchstwahrscheinlich geschah dies, als Bryce DeWitt und John Wheeler trotzdem versuchten, eine der ersten "Theorien von allem" zu entwickeln - eine Feldtheorie, in der die Quantisierung mit dem allgemeinen Relativitätsprinzip koexistieren würde. Dann sahen Science-Fiction-Autoren eine ungewöhnliche Theorie. Aber erst nach dem Tod von Everett begann der wahre Triumph seiner Idee (allerdings in DeWitts Formulierung, die Wheeler ein Jahrzehnt später kategorisch ablehnte). Es schien, als ob die Interpretation vieler Welten ein kolossales Erklärungspotential besitzt, das es einem ermöglicht, nicht nur das Konzept der Wellenfunktion, sondern auch den Betrachter mit seinem mysteriösen "Bewusstsein" kohärent zu interpretieren. 1995 führte der amerikanische Soziologe David Rob eine Umfrage unter führenden amerikanischen Physikern durch, und das Ergebnis war atemberaubend:58% nannten Everetts Theorie „richtig“.
Wer ist diese junge Frau?
Das Thema Parallelwelten und schwache (in gewisser Weise) Interaktionen zwischen ihnen ist seit langem in der fantastischen Fiktion präsent. Erinnern wir uns zumindest an das grandiose Epos von Robert Zelazny, The Chronicles of Amber. In den letzten zwei Jahrzehnten ist es jedoch Mode geworden, eine solide wissenschaftliche Grundlage für solche Handlungsbewegungen zu schaffen. Und im Roman "Die Möglichkeit einer Insel" von Michel Houellebecq erscheint das Quantenmultiversum bereits mit einem direkten Bezug zu den Autoren des entsprechenden Konzepts. Aber die Parallelwelten selbst sind nur die halbe Miete. Es ist viel schwieriger, die zweitwichtigste Idee der Theorie - die Quanteninterferenz von Teilchen mit ihren Gegenstücken - in die künstlerische Sprache zu übersetzen. Es besteht kein Zweifel, dass es diese fantastischen Transformationen waren, die David Lynchs Fantasie anregten, als er am Mulholland Drive arbeitete. Die erste Szene des Films - die Heldin fährt nachts mit zwei Männern in einer Limousine auf einer Landstraße, plötzlich hält die Limousine an und die Heldin beginnt ein Gespräch mit ihren Begleitern - wird im Film zweimal wiederholt. Nur das Mädchen scheint anders zu sein und die Episode endet anders. Außerdem passiert in dem Intervall etwas, das zu verhindern scheint, dass die beiden Episoden als identisch angesehen werden. Gleichzeitig kann ihre Nähe nicht zufällig sein. Die Umwandlung der Heldinnen ineinander sagt dem Betrachter, dass vor ihm derselbe Charakter ist, nur er kann sich in verschiedenen (Quanten-) Zuständen befinden. Daher spielt die Zeit keine zusätzliche Koordinate mehr und kann nicht mehr fließen, unabhängig davon, was gerade passiert: Sie zeigt sich in spontanen Sprüngen von einer Schicht des Multiversums zur anderen. Der israelische Physiker David Deutsch, einer der wichtigsten Popularisierer von Everetts Ideen, interpretierte die Zeit als das "erste Quantenphänomen". Eine tiefe physische Idee gibt dem Künstler daher Anlass, alle Grenzen zu verachten, die seinen Wunsch einschränken, die Optionen für die Entwicklung der Handlung zu diversifizieren und "gemischte Zustände" dieser verschiedenen Optionen aufzubauen.
Auf der Suche nach Bewusstsein
Ein Beobachter kann ein beliebiges System sein, beispielsweise ein Computer, der sich an seine vorherigen Zustände erinnert und diese mit neuen vergleicht. „Da sich Menschen, die mit komplexen Automaten arbeiten, bewusst sind, ist praktisch die gesamte gemeinsame Sprache subjektiver Erfahrung auf solche Maschinen vollständig anwendbar“, schreibt Everett in seiner Dissertation. So vermeidet er die Frage nach der Natur des Bewusstseins. Aber seine Anhänger neigten nicht mehr dazu, so vorsichtig zu sein. Der Betrachter wurde zunehmend als Denk- und Willensbewusstsein gesehen und nicht nur als Sensor mit Gedächtnis. Dies eröffnet Raum für ebenso interessante wie kontroverse Versuche, traditionelle objektivistische Physik und verschiedene esoterische Vorstellungen über die Natur des menschlichen Bewusstseins in einem Konzept zu kombinieren.
Zum Beispiel Doktor der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften Mikhail Mensky vom Physics Institute. P. N. Lebedev RAS entwickelt aktiv sein erweitertes Konzept von Everett, in dem es das Bewusstsein mit dem Prozess der Trennung von Alternativen identifiziert. Die physikalische Realität ist rein quantenhafter Natur und wird durch eine einzelne Weltwellenfunktion dargestellt. Ein rational denkendes Bewusstsein ist laut Mensky jedoch nicht in der Lage, es direkt wahrzunehmen, und benötigt ein „vereinfachtes“klassisches Bild der Welt, von dem es sich selbst wahrnimmt und das es selbst schafft (das ist seine Natur). Mit einer bestimmten Vorbereitung, die den freien Willen ausübt, kann das Bewusstsein mehr oder weniger willkürlich auswählen, welche der unendlich vielen klassischen Projektionen des Quantenuniversums es "leben" wird. Von außen kann eine solche Wahl als "probabilistisches Wunder" wahrgenommen werden.in dem der "Magier" sich in genau der klassischen Realität wiederfinden kann, die er sich wünscht, auch wenn ihre Verwirklichung unwahrscheinlich ist. Darin sieht Mensky den Zusammenhang zwischen seinen Ideen und esoterischen Lehren. Er führt auch das Konzept des "Überbewusstseins" ein, das in Zeiten, in denen sich das Bewusstsein ausschaltet (zum Beispiel in einem Traum, in Trance oder Meditation), in alternative Everett-Welten eindringen und dort Informationen ziehen kann, die für rationales Bewusstsein grundsätzlich unzugänglich sind.ist in der Lage, in alternative Everett-Welten einzudringen und daraus Informationen zu ziehen, die für das rationale Bewusstsein grundsätzlich unzugänglich sind.ist in der Lage, in alternative Everett-Welten einzudringen und daraus Informationen zu ziehen, die für das rationale Bewusstsein grundsätzlich unzugänglich sind.
Ein anderer Ansatz wurde seit mehr als einem Jahrzehnt von einem Professor an der Universität Heinz-Dieter Ze entwickelt. Er schlug eine multi-intelligente Interpretation der Quantenmechanik vor, bei der es neben der durch die Wellenfunktion beschriebenen Materie Entitäten unterschiedlicher Natur gibt - "Köpfe". Mit jedem Beobachter ist eine endlose Familie solcher "Köpfe" verbunden. Für jede Everett-Aufteilung des Beobachters wird diese Familie auch in Teile unterteilt, die entlang jedes Zweigs folgen. Der Anteil, in dem sie aufgeteilt sind, spiegelt die Wahrscheinlichkeit der einzelnen Zweige wider. Es sind laut Tse die "Gedanken", die die Selbstidentität des Bewusstseins einer Person sicherstellen, zum Beispiel, wenn Sie morgens aufwachen und sich als dieselbe Person erkennen, die Sie gestern ins Bett gegangen sind.
Die Ideen von Tse haben bei den Physikern noch keine breite Akzeptanz gefunden. Einer der Kritiker, Peter Lewis, bemerkte, dass dieses Konzept zu ziemlich seltsamen Schlussfolgerungen hinsichtlich der Teilnahme an lebensbedrohlichen Abenteuern führt. Wenn Ihnen beispielsweise angeboten würde, mit Schrödingers Katze in derselben Kiste zu sitzen, würden Sie dies höchstwahrscheinlich ablehnen. Aus dem multi-intelligenten Modell folgt jedoch, dass Sie nichts riskieren: In jenen Versionen der Realität, in denen das radioaktive Atom zerfiel und Sie und die Katze vergiftet wurden, werden die begleitenden "Intelligenzen" Sie nicht erreichen. Alle von ihnen folgen sicher dem Zweig, in dem Sie überleben sollen. Dies bedeutet, dass für Sie kein Risiko besteht.
Diese Argumentation ist übrigens eng mit der Idee der sogenannten Quantenunsterblichkeit verbunden. Wenn Sie sterben, geschieht dies natürlich nur in einigen von Everetts Welten. Sie können immer eine solche klassische Projektion finden, in der Sie diesmal am Leben bleiben. Wenn wir diese Argumentation endlos fortsetzen, können wir zu dem Schluss kommen, dass ein solcher Moment, in dem alle Ihre "Klone" in allen Welten des Multiversums sterben werden, niemals kommen wird, was bedeutet, zumindest irgendwo, aber Sie werden für immer leben. Die Argumentation ist logisch, aber das Ergebnis ist unvorstellbar, nicht wahr?
Alexander Sergeev
