Квантовая философия

«Квантовая философия» — это книга физика Роланда Омнеса , вышедшая в 2002 году , в которой он стремится показать читателю-неспециалисту, как современные разработки в области квантовой механики позволяют восстановить наш здравый взгляд на мир.

Содержание книги

Раздел I – обзор математики, эпистемологии и естественных наук от классического периода до раннего Нового времени.
Раздел II – обзор неизбежного роста формализма в математике и фундаментальной физической науке, который, как утверждает Омнес, не был выбором, а был навязан исследователям природой предмета.
Раздел III – центральный раздел книги, в котором представлено восстановление здравого смысла, как описано ниже.
Раздел IV – краткий раздел размышлений о возможных дальнейших шагах.

Краткое изложение основного аргумента Омнеса

Проект Омнеса не совсем таков, как кажется на первый взгляд. ^{[ нужна ссылка ]} Он не пытается показать, что саму квантовую механику можно понять в рамках здравого смысла, скорее наоборот. ^{[ нужна ссылка ]} Он утверждает, что современная наука неизбежно становится все более формальной и все более отдаленной от здравого смысла, поскольку она стремится стать точным отражением физического мира. Но он утверждает, что теперь мы подошли достаточно близко к масштабированию «великолепных вершин» формальной математики, необходимой для описания реальности, чтобы наконец стала ясна одна вещь: теперь можно формально продемонстрировать, исходя из основополагающих принципов квантовая механика утверждает, что законы классической логики, классической вероятности и классической динамики применимы к объектам на макроскопическом уровне.

Как поясняет Омнес, это полная противоположность классическому эпистемологическому проекту. До сих пор всегда было необходимо получить доступ к реальности, сначала предполагая законы классического здравого смысла. Теперь, наконец, мы можем войти в мир либо на формальном уровне, либо на классическом уровне, и мы обнаруживаем, что одно влечет за собой другое: эксперимент привел к квантовому формализму; квантовый формализм теперь, наконец, позволяет восстановить структуру классического рассуждения, в рамках которого проводились эксперименты.

Омнес подчеркивает, что никаких новых принципов, кроме тех, которые были описаны при разработке квантовой механики в 1920-х годах, не требуется. Более того, некоторые дополнительные принципы, которые тогда казались необходимыми (такие как коллапс волновой функции или ее немного более формальная сестра, редукция волновой функции), больше не нужны. Классическое поведение теперь можно восстановить в системе, полностью описываемой одной унитарной (обратимой во времени) волновой функцией.

Математические разработки, которые позволили этот прогресс, произошли в двух областях: квантовая декогерентность и подход последовательных историй к квантовой механике.

Подход непротиворечивых историй математически объясняет, какие наборы классических вопросов можно последовательно задавать одной квантовой системе и, наоборот, какие наборы вопросов фундаментально противоречивы и, следовательно, бессмысленны, когда они задаются вместе. Таким образом, мы можем формально продемонстрировать, почему вопросы, которые, как предполагали Эйнштейн, Подольский и Розен, можно было задать вместе, относительно одной квантовой системы, просто не могут быть заданы вместе. С другой стороны, мы можем продемонстрировать, что классические логические рассуждения часто применимы даже к квантовым экспериментам – но теперь мы можем математически точно определить пределы классической логики.

С другой стороны, квантовая декогеренция (в сочетании с подходом непротиворечивых историй) восстанавливает классическое поведение на макроскопическом уровне. Формальная математика этого подхода позволяет нам, наконец, продемонстрировать, что невозможно (или, скорее, крайне маловероятно) существование макроскопического кота Шредингера дольше, чем ничтожное время (связанное с макроскопическим временем диссипации энергии фактором, включающим квадрат ) постоянной Планка в квантовой суперпозиции ее $|живой⟩$ и $|мертвой⟩$ . государства. Даже для кошки, изолированной от остальной Вселенной и даже в отсутствие наблюдателя , в квантовом состоянии всей кошки так много неизвестных, что соответствующая математика определяет, что только обычно наблюдаемые классические состояния кошки являются вообще возможно, за исключением очень коротких сроков. Это рассуждение формально развито в рамках теории измерений и применимо к любому макроскопическому измерительному устройству без переохлаждения, независимо от того, есть ли за ним наблюдатель.

Соавторы

Омнес ясно дает понять, что другие внесли существенный вклад в исследование, описанное в его книге, в том числе Роберт Гриффитс , Мюррей Гелл-Манн и Джеймс Хартл .

Библиография

Квантовая философия: понимание и интерпретация современной науки (английское издание: Princeton University Press, 1999; французское издание: Gallimard, 1994). Переведено на персидский Р. Рокнизаде и опубликовано в Иране в 2016 г.