Квантовое самоубийство и бессмертие

Квантовое самоубийство — это мысленный эксперимент в области квантовой механики и философии физики . Предположительно, он может фальсифицировать любую интерпретацию квантовой механики, кроме многомировой интерпретации Эверетта , посредством вариации мысленного эксперимента с котом Шрёдингера с точки зрения кошки. Квантовое бессмертие относится к субъективному опыту выживания в квантовом самоубийстве . к реальным причинам смерти . Иногда предполагается, что эта концепция применима и

Как мысленный эксперимент, квантовое самоубийство представляет собой интеллектуальное упражнение, в котором абстрактная установка доводится до ее логических последствий просто для того, чтобы доказать теоретическую точку зрения. Практически все физики и философы науки, описывавшие это явление, особенно в популярных методах лечения, подчеркивают, что она опирается на надуманные, идеализированные обстоятельства, которые может быть невозможно или чрезвычайно трудно реализовать в реальной жизни, и что ее теоретические предпосылки являются спорными даже среди сторонников многомировой интерпретации. Таким образом, как предупреждает космолог Энтони Агирре , «[...] было бы в высшей степени глупо (и эгоистично) позволять этой возможности руководить своими действиями в любом вопросе жизни и смерти».

История

Хью Эверетт не упоминал в письменной форме квантовое самоубийство или квантовое бессмертие; его работа была задумана как решение парадоксов квантовой механики. В биографии Эверетта Евгения Шиховцева говорится, что «Эверетт твердо верил, что его теория множественности миров гарантирует ему бессмертие: его сознание, утверждал он, обязано на каждом разветвлении следовать по любому пути, не ведущему к смерти». Питер Бирн, автор биографии Эверетта, сообщает, что Эверетт также в частном порядке обсуждал квантовое самоубийство (например, возможность сыграть в русскую рулетку с высокими ставками и выжить в выигрышной ветви), но добавляет, что «[это] маловероятно, однако, что Эверетт присоединился к этой точке зрения [квантового бессмертия], поскольку единственная надежная вещь, которую она гарантирует, — это то, что большинство ваших копий умрет, что вряд ли является рациональной целью».

Среди ученых мысленный эксперимент был представлен Юаном Сквайрсом в 1986 году. Впоследствии он был независимо опубликован Гансом Моравецом в 1987 году. и Бруно Маршаль в 1988 году; это также было описано Хью Прайсом в 1997 году, который приписал его Дитеру Зе . и независимо официально представлен Максом Тегмарком в 1998 году. Позже это обсуждалось философами Питером Дж. Льюисом в 2000 году. и Дэвид Льюис в 2001 году.

Мысленный эксперимент

Мысленный эксперимент с квантовым самоубийством включает в себя устройство, похожее на кота Шрёдингера – ящик, который убивает находившегося в нем человека в заданный период времени с вероятностью, равной половине из-за квантовой неопределенности . Единственное отличие состоит в том, что экспериментатор, записывающий наблюдения, находится внутри коробки. Значение этого в том, что тот, чья жизнь или смерть зависит от кубита , возможно, сможет различать интерпретации квантовой механики . По определению, фиксированные наблюдатели не могут этого сделать.

В начале первой итерации, согласно обеим интерпретациям, вероятность выживания в эксперименте составляет 50%, что определяется квадратом нормы волновой функции . В начале второй итерации, если предположить, что одномировая интерпретация квантовой механики (например, широко распространенная копенгагенская интерпретация ) верна, волновая функция уже коллапсирует ; таким образом, если экспериментатор уже мертв, вероятность выживания для дальнейших итераций составляет 0%. Однако, если интерпретация многих миров верна, суперпозиция живого экспериментатора обязательно существует (как и того, кто умирает). Теперь, исключая возможность жизни после смерти , после каждой итерации только одна из двух суперпозиций экспериментатора — живая — способна иметь какой-либо сознательный опыт. Оставляя в стороне философские проблемы, связанные с индивидуальной идентичностью и ее сохранением , согласно многомировой интерпретации, экспериментатор или, по крайней мере, его версия, продолжает существовать посредством всех своих суперпозиций, где результатом эксперимента является то, что они живут. Другими словами, версия экспериментатора выживает во всех итерациях эксперимента. Поскольку суперпозиции, в которых живет версия экспериментатора, возникают по квантовой необходимости (согласно многомировой интерпретации), из этого следует, что их выживание после любого реализуемого количества итераций физически необходимо; отсюда и понятие квантовой бессмертие .

Версия о выживании экспериментатора резко контрастирует с выводами копенгагенской интерпретации, согласно которой, хотя результат выживания возможен в каждой итерации, его вероятность стремится к нулю по мере увеличения числа итераций. Согласно многомировой интерпретации, приведенный выше сценарий обладает противоположным свойством: вероятность того, что экспериментатор выживет, обязательно равна единице для любого числа итераций.

В книге «Наша математическая Вселенная » Макс Тегмарк излагает три критерия, которым абстрактно должен соответствовать эксперимент квантового самоубийства:

• Генератор случайных чисел должен быть квантовым, а не детерминированным, чтобы экспериментатор входил в состояние суперпозиции мертвого и живого.
• Экспериментатор должен быть мертв (или, по крайней мере, без сознания) в течение времени, меньшего, чем тот, в течение которого он может осознать результат квантового измерения.
• Эксперимент должен быть практически наверняка убивать экспериментатора, а не просто ранить его.

Анализ реальной осуществимости

Отвечая на вопросы о «субъективном бессмертии» от нормальных причин смерти, Тегмарк предположил, что ошибка этого рассуждения состоит в том, что смерть не является бинарным событием, как в мысленном эксперименте; это прогрессивный процесс с континуумом состояний уменьшения сознания. Он утверждает, что при большинстве реальных причин смерти человек испытывает постепенную потерю самосознания. Только в рамках абстрактного сценария наблюдатель обнаруживает, что они бросают вызов всем шансам. Ссылаясь на вышеуказанные критерии, он уточняет следующее: «[большинство] несчастных случаев и распространенных причин смерти явно не удовлетворяют всем трем критериям, что позволяет предположить, что вы в конце концов не будете чувствовать себя бессмертным. В частности, что касается критерия 2, при нормальных условиях обстоятельства смерти - это не бинарная вещь, когда ты либо жив, либо мертв [...] Что заставляет квантовое самоубийство работать, так это то, что оно вызывает резкий переход».

Комментарий Дэвида Льюиса и последующая критика

Философ Дэвид Льюис исследовал возможность квантового бессмертия в лекции 2001 года под названием «Сколько жизней у кота Шредингера?», Это его первый академический набег в область интерпретации квантовой механики – и последний из-за его смерти менее четырех лет. месяцы спустя. В лекции, опубликованной посмертно в 2004 году, Льюис отверг многомировую интерпретацию, признав, что она предлагает первоначальную теоретическую привлекательность, но также утверждая, что она страдает непоправимыми недостатками, главным образом в отношении вероятностей, и пришел к предварительному одобрению теории Жирарди-Римини-Вебера. вместо этого теория . Льюис завершил лекцию, заявив, что мысленный эксперимент с квантовым самоубийством, если его применить к реальным причинам смерти, повлечет за собой то, что он считал «ужасающим следствием»: поскольку все причины смерти в конечном итоге имеют квантово-механическую природу, если многие - интерпретация миров была верной, по мнению Льюиса, наблюдатель должен субъективно «с уверенностью ожидать, что будет продолжать вечно выживать, какие бы опасности [он или она] ни столкнулись», поскольку всегда будут возможности выживания, какими бы маловероятными они ни были; столкнувшись с ветвящимися событиями выживания и смерти, наблюдатель не должен «в равной степени ожидать переживания жизни и смерти», поскольку не существует такого понятия, как переживание смерти, и поэтому должен разделить свои ожидания только между ветвями, в которых он или она выживает. Однако если выживание гарантировано, это не относится к хорошему здоровью или целостности. Это привело бы к Тифону - подобное разрушению тела, которое продолжается бесконечно, оставляя субъекта навсегда на грани смерти.

В интервью для книги « Кролики Шрёдингера» 2004 года Тегмарк отверг этот сценарий по той причине, что «угасание сознания — это непрерывный процесс. уменьшается, мои воспоминания и другие способности угасают [...] [Тегмарк] уверен, что даже если он не может умереть сразу, он может мягко исчезнуть». В той же книге философ науки и сторонник многомирия Дэвид Уоллес. подрывает аргументы в пользу квантового бессмертия в реальном мире на том основании, что смерть можно понимать как континуум уменьшающихся состояний сознания не только во времени, как утверждает Тегмарк, но и в пространстве: «наше сознание не расположено в одной уникальной точке в мозгу, но, по-видимому, является своего рода возникающим или целостным свойством достаточно большой группы нейронов [...] наше сознание, возможно, не сможет погаснуть, как свет, но оно может уменьшаться в геометрической прогрессии, пока не погаснет, для всех практические цели исчезли».

Непосредственно отвечая на лекцию Льюиса, британский философ и сторонник множественности миров Дэвид Папино , хотя и считает, что другие возражения Льюиса против интерпретации множественности миров отсутствуют, решительно отрицает, что любое изменение обычных правил вероятности оправдано в ситуациях смерти. Гарантированное субъективное выживание может следовать из идеи квантового самоубийства только в том случае, если агент рассуждает с точки зрения «что будет пережито дальше» вместо более очевидного «что произойдет дальше, будет ли оно пережито или нет». Он пишет: «[...] ни в коем случае не очевидно, почему эвереттийцы должны изменить свое правило интенсивности. таким образом. Поскольку кажется, что для них вполне возможно применять неизмененное правило интенсивности в ситуациях жизни и смерти, как и везде. Если они сделают это, то смогут ожидать всех будущих событий, пропорциональных их интенсивности, независимо от того, содержат ли эти будущие какие-либо из своих живых преемников или нет. Например, даже если вы знаете, что собираетесь стать субъектом эксперимента Шрёдингера пятьдесят на пятьдесят, вам следует ожидать будущей ветви, в которой вы погибнете, в той же степени, в какой вы ожидаете будущей ветви, в которой вы выживете».

В аналогичной ноте, цитируя позицию Льюиса о том, что смерть не следует ожидать как опыт, философ науки Чарльз Себенс признает, что в эксперименте с квантовым самоубийством «[я] заманчиво думать, что вы должны с уверенностью ожидать выживания». Однако он отмечает, что ожидание выживания могло бы следовать только в том случае, если бы квантовое ветвление и смерть были абсолютно одновременными, в противном случае применимы нормальные шансы на смерть: «[если] смерть действительно немедленная на всех ветвях, кроме одной, эта мысль имеет некоторую правдоподобность. если есть какая-либо задержка, ее следует отклонить. В таком случае есть короткий период времени, когда существует несколько ваших копий, каждая из которых (фактически) причинно изолирована от других и способна придать уверенность в том, что вы являетесь тем, кто является тем, кто есть. Выживет только один. Конечно, рациональность не заставляет вас быть максимально оптимистичными в таком сценарии». Себенс также исследует возможность того, что смерть может наступить не одновременно с ветвлением, но все же быстрее, чем человек сможет мысленно осознать результат эксперимента. Опять же, агенту следует ожидать смерти с нормальной вероятностью: «[d]о копии должны существовать достаточно долго, чтобы у них появились мысли, способные вызвать проблемы? Я думаю, что нет. Если вы выживете, вы сможете подумать, какие полномочия вам следовало присвоить в течение короткого периода после разделения, когда вы сосуществовали с другими копиями».

В своей статье в журнале Ratio философ Иштван Араньоси , отмечая, что «[] противоречие между идеей одновременно реальных и вероятных состояний рассматривается как главная слабость многомировой интерпретации квантовой механики», резюмирует, что большая часть критический комментарий аргумента Льюиса о бессмертии вращался вокруг его предпосылок. Но даже если бы ради аргументации кто-то был готов полностью принять предположения Льюиса, Араньози решительно отрицает, что «ужасающее следствие» было бы правильным следствием указанных предпосылок. Вместо этого, скорее всего, последуют два сценария: то, что Араньоси называет «утешительным следствием», в котором наблюдателю вообще не следует ожидать, что он серьезно заболеет, или картина «мгновенной жизни», в которой наблюдатель следует ожидать «вечной жизни, проведенной почти полностью в бессознательном состоянии», перемежающейся чрезвычайно краткими моментами амнезии сознания. Таким образом, Араньози заключает, что, хотя «[мы] не можем оценить, получает ли тот или иной [из двух альтернативных сценариев] львиную долю общей интенсивности, связанной с ветвями, совместимыми с самосознанием, [...] мы можно быть уверенным, что они вместе (т.е. их дизъюнкция) действительно получают львиную долю, что очень обнадеживает».

Анализ других сторонников многомировой интерпретации

Физик Дэвид Дойч , хотя и является сторонником многомировой интерпретации, относительно квантового самоубийства утверждает, что «такой способ применения вероятностей не следует непосредственно из квантовой теории, как это происходит обычно. Он требует дополнительного предположения, а именно, что при принятии решений следует игнорировать истории, в которых лицо, принимающее решения, отсутствует... [Я предполагаю, что это предположение неверно».

Тегмарк теперь считает, что экспериментаторам следует рассчитывать только на нормальную вероятность выживания, а не на бессмертие. экспериментатора Амплитуда вероятности в волновой функции значительно уменьшается, а это означает, что они существуют с гораздо меньшей мерой, чем раньше. Согласно антропному принципу , человек с меньшей вероятностью окажется в мире, где он с меньшей вероятностью будет существовать, то есть мир с меньшей мерой имеет меньшую вероятность быть им наблюдаемым. Следовательно, у экспериментатора будет меньшая вероятность наблюдать мир, в котором он выживает, чем более ранний мир, в котором он поставил эксперимент. На эту же проблему уменьшенной меры указал Лев Вайдман в Стэнфордской энциклопедии философии . В статье 2001 года «Вероятность и многомировая интерпретация квантовой теории» Вайдман пишет, что агент не должен соглашаться на эксперимент по квантовому самоубийству: «Большие «меры» миров с мертвыми преемниками являются веской причиной не играть». Вайдман утверждает, что именно мгновенность смерти может показаться подразумевающим субъективное выживание экспериментатора, но тем не менее нормальные вероятности должны применяться даже в этом особом случае: «[i]действительно, мгновенность затрудняет установление постулата вероятности, но после того, как он был оправдан в широком диапазоне других ситуаций, естественно применить этот постулат ко всем случаям».

В своей книге 2013 года «Эмерджентная мультивселенная » Уоллес полагает, что причины ожидания субъективного выживания в мысленном эксперименте «на самом деле не выдерживают пристального изучения», хотя он признает, что было бы «вероятно справедливо сказать [...] это именно потому, что смерть философски сложна, мои возражения не могут быть сокрушительным опровержением». Помимо повторения того, что, похоже, нет мотива рассуждать с точки зрения ожиданий опыта вместо ожиданий того, что произойдет, он предполагает, что теоретико-решительный анализ показывает, что «агент, который предпочитает определенную жизнь верной смерти, рационально вынужден предпочитать жизнь в ветвях с высоким весом и смерть в ветвях с низким весом наоборот».

Физик Шон М. Кэрролл , еще один сторонник интерпретации многих миров, относительно квантового самоубийства утверждает, что ни опыт, ни награды не следует рассматривать как разделяемые между будущими версиями самого себя, поскольку они становятся отдельными личностями, когда мир разделяется. Далее он утверждает, что невозможно выделить некоторые будущие версии себя как «настоящего вас» среди других, и что квантовое самоубийство по-прежнему отсекает существование некоторых из этих будущих «я», против чего стоило бы возражать, как если бы существовало одно-единственное «я». мир.

Анализ скептиков многомировой интерпретации

Космолог Энтони Агирре , хотя лично скептически относится к большинству версий интерпретации многих миров, в своей книге «Космологические коаны» пишет, что «возможно, реальность на самом деле такая причудливая, и мы действительно субъективно «переживаем» любую форму смерти, которая является одновременно мгновенный и двоичный». Однако Агирре отмечает, что большинство причин смерти не отвечают этим двум требованиям: «Если существуют степени выживания, дела обстоят совсем по-другому». Если бы потеря сознания была бинарной, как в мысленном эксперименте, эффект квантового самоубийства не позволил бы наблюдателю субъективно заснуть или подвергнуться анестезии — условиям, при которых умственная деятельность значительно снижается, но не прекращается полностью. Следовательно, при большинстве причин смерти, даже внешне внезапной, если эффект квантового самоубийства верен, наблюдатель с большей вероятностью постепенно впадет в состояние ослабленного сознания, а не останется полностью бодрствующим каким-то весьма невероятным образом. Агирре далее утверждает, что квантовое самоубийство в целом можно охарактеризовать как своего рода доведение до абсурда против современного понимания как многомировой интерпретации, так и теории разума. Наконец, он выдвигает гипотезу, что иное понимание отношений между разумом и временем должно устранить причудливые последствия необходимого субъективного выживания.

Физик и писатель Филип Болл , критик многомировой интерпретации, в своей книге Beyond Weird описывает эксперимент с квантовым самоубийством как «когнитивно нестабильный» и иллюстрирующий трудности теории многих миров с вероятностями. Хотя он признает аргумент Льва Вайдмана о том, что экспериментатор должен субъективно ожидать результатов, пропорциональных «мере существования» миров, в которых они происходят, Болл в конечном итоге отвергает это объяснение. «Это сводится к интерпретации вероятностей в MWI. Если все результаты происходят со 100% вероятностью, что тогда остается с вероятностным характером квантовой механики?» Более того, Болл объясняет, что такие аргументы выдвигают на первый план то, что он признает еще одной серьезной проблемой интерпретации многих миров, связанной, но независимой от проблемы вероятности: несовместимость с понятием самости. Болл приписывает большинство попыток обоснования вероятностей в многомировой интерпретации «заявлению, что квантовые вероятности — это именно то, на что похожа квантовая механика». когда сознание ограничено только одним миром », но «на самом деле не существует значимого способа объяснить или оправдать такое ограничение». Перед выполнением квантового измерения экспериментатор «Алисы до» «не может использовать квантовую механику, чтобы предсказать, что произойдет с ней таким образом, который можно будет сформулировать – потому что не существует логического способа говорить о «ней» в любой момент, кроме сознательного настоящего (которого в неистово распадающейся вселенной не существует). Поскольку логически невозможно связать восприятие Алисы До и Алисы После [эксперимента], «Алиса» исчезла. [...] [MWI] исключает любое связное представление о том, что мы можем испытать, или испытали, или испытываем прямо сейчас».

Философ науки Питер Дж. Льюис, критик многомировой интерпретации, считает весь мысленный эксперимент примером сложности размещения вероятности в рамках многомировой структуры: «[s]стандартная квантовая механика дает вероятности для различных будущих событий. , и эти вероятности могут быть включены в соответствующую теорию принятия решений. Но если каждое физически возможное последствие текущего положения дел наверняка произойдет, на каком основании я должен решать, что делать, например, если я наставлю на себя пистолет? голову и нажать на спусковой крючок, похоже, что теория Эверетта предполагает, что я обязательно выживу — и что я обязательно умру. В своей книге «Квантовая онтология » Льюис объясняет, что для того, чтобы аргумент субъективного бессмертия был выведен из теории многих миров, необходимо принять понимание вероятности – так называемый подход «подсчета ветвей», при котором наблюдатель может осмысленно спросить: «На какой ветке после измерения я окажусь?» – это исключено экспериментальными, эмпирическими данными, поскольку это привело бы к вероятностям, которые не соответствуют хорошо подтвержденному правилу Борна . Вместо этого Льюис определяет в анализе теории принятия решений Дойча-Уоллеса наиболее многообещающий (хотя, по его мнению, все еще неполный) способ рассмотрения вероятностей в многомировой интерпретации, в которой невозможно подсчитывать ветви (и, аналогично, лица, которые «оказываются» на каждой ветке). Льюис заключает, что « аргумент о бессмертии, возможно, лучше всего рассматривать как драматическую демонстрацию фундаментального конфликта между интуитивными представлениями о вероятности подсчета ветвей (или подсчета людей) и подходом теории принятия решений. Теория множественных миров, в той степени, в которой то, что оно жизнеспособно, не означает, что вам следует рассчитывать на вечную жизнь».

См. также

• Мультивселенная
• Карантин - роман австралийского -фантаста писателя Грега Игана , в котором исследуется копенгагенская интерпретация квантовой механики , самоубийства и бессмертия.