兩個部分中的第二個(閱讀第1部分)
科學是自然的地圖。它可以幫助您在世界範圍內導航。像所有好的地圖一樣,它僅提供基本信息,而不是太多的細節。 (用技術術語,地圖是“粗粒”。)
但是科學不僅僅是一張地圖。科學也是關於自然的故事。而且,作為一個故事,科學也忽略了一些電影的方式,從他們的原始書中忽略了很多。
就自然世界而言,原始書似乎是用量子物理學的語言寫的。幾十年來,閱讀《自然書》的科學家一直在努力弄清楚量子物理學的故事講述了什麼樣的故事。事實證明,該文本抵抗了明確的解釋。科學家甚至無法同意它是用第一人稱或無所不知的敘述者寫的。換句話說,科學家是作者還是故事中的角色。
在對量子物理學的一些解釋中,人們講述了這個故事。現實取決於他們的觀察。 Schrödinger的貓只有當有人看著盒子看時才能完全死亡或完全活著。一些物理學家甚至暗示了現實存在於觀察者的意識中。
另一個觀點,稱為
,試圖平衡講述現實故事和他們研究的對象的主題的作用。在此觀點中,描述量子系統(量子狀態)的數學是個人所擁有的信息,可用於押注測量結果。從這個角度來看,量子物理學並不是對存在基礎上一些最終現實的描述,而是科學將秩序帶入人類經驗多種表現的一種方式。
即便如此,觀察者還是敘事的一部分,而不僅僅是敘述者。量子物理學適用於適用於光子的人。從某些角度來看,現實的量子故事應該將人們視為參與情節的角色,而不是評估亞原子粒子表現的觀眾。
沿著這些線推理導致晚期休·埃弗里特三世,在1950年代,以製定“許多世界”量子力學的解釋。埃弗里特認為,量子數學確實存在的所有可能現實實際上已經存在。隨著實驗者記錄不同可能的結果,各種新宇宙都存在,以滿足每個可能的結果。沒有人注意到,因為每個人都將在新宇宙中進行的量子克隆分開。
埃弗里特的解釋仍然有其倡導者。但是,它也被修飾為更精細的解釋,以解釋為什麼人們永遠不會注意到多種量子現實。椅子的位置的各種可能性實際上都是真實的。但是,如果宇宙歷史的故事將是自洽的,那麼大多數可能性就無法消失。
例如,椅子並非孤立地存在。它不斷受到空氣分子和光子以及周圍環境中其他東西的轟炸。在很長的時間之前 - 一秒鐘的分數太短了,無法進行奧林匹克時鐘的記錄 - 所有這些空氣分子和光顆粒的後續位置將與椅子的一個位置保持一致。因此,宇宙的故事變成了產生一致敘事的互動歷史。
各種物理學家都追求這一想法來應對量子難題,從而導致一組普遍稱為量子物理學的“一致歷史”方法。注意複數。量子宇宙可以包含許多一致的歷史。
在努力為這種方法提供數學嚴格的眾多專家中,默里·蓋爾·曼(Murray Gell-Mann),夸克的發起人,詹姆斯·哈特(James Hartle),以與史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在宇宙的量子狀態下合作而聞名。在過去四個世紀的一系列論文中,蓋爾·曼(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)闡明了一致的歷史想法的“變形歷史”版本。 (因為據說擁有多種可能性的量子狀態是連貫的,因此與消除可能結果的環境的相互作用稱為“逆轉性”。)
對於某些量子物理學家而言,消毒就足夠了 - 環境起著觀察者的作用,從量子可能性的霧中選擇具體的結果。但是,蓋爾·曼(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)指出,一個完整的系統(例如,宇宙)沒有外部環境。量子物理應該描述整個玉米片。在這種情況下,可以用一個大盒子(大約650億光年的寬度)來表示玉米餅或封閉的量子系統,可能會擴展,其中包含物理定律所描述的顆粒和田地。
“一切都包含在盒子內,星系,行星,觀察者和觀察者,測量的子系統,任何測量它們的設備,尤其是包括我們在內的任何人類觀察者。”最近的論文。
該論文將他們以前的一些作品改進了一份新的宣言,以解決宇宙如何講述其故事的問題。答案以適合推文的形式,是“敘事粗紋身”。
粗砂是物理學中熟悉的想法。正如道路圖不會顯示每個坑洼一樣,物理學家很少在每個分子或原子或亞原子粒子的水平上研究一個系統。以一種大致相似的方式,宇宙的歷史並不適合一個一致的故事。取而代之的是,量子宇宙演變了一組一致的歷史。在集合中,歷史都產生相同的大規模可觀察對象和過程。集合中的歷史之間的差異太小,無法檢測到任何人。因此,它們不會影響在宏觀或“古典”水平上觀察到的現實,即普通體驗的可預測世界。
不過,量子效應確實會偶爾出現,因此Gell-Mann和Hartle將普通世界的一致歷史稱為“準經典領域”。
可能存在其他一組一致的歷史。歷史可以將“分支”成替代的準經典領域,例如埃弗里特許多世界的多個宇宙。
測量結果以及我們一般觀察到的大規模現實取決於這一分支。例如,在某些分支中,太陽可能永遠不會形成。但是在我們的分支機構中,確實如此,因為原始氣體雲的一部分比其餘部分變得更加密集。在密集的區域中,更多的顆粒發生衝突,因此變質發生更快地發生,從而導致物體及其環境的構建。這些物體發生的事情的記錄持續在環境中,保留了我們的準經典領域的敘事歷史。
在他們的新論文中,蓋爾·曼(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)通過精心製作的數學深度來解決這些問題。單詞只能傳達其中的一些風味。但是,在博客中,可以在沒有數學的情況下總結關鍵點。
首先是“自適應粗晶片”的概念。在準經典領域中發現的粗晶粒水平是與經典物理學特徵一致的最精緻的穀物。這種幸運的粗晶粒僅發生在歷史的某些分支中,因此,準經典領域是否包含行星和恆星之類的東西取決於緊接的分支上的特定特徵。 Gell-Mann和Hartle指出:“這樣,準經典領域就可以成為我們宇宙的屬性,而不僅僅是我們的選擇。”
其次,自適應的粗晶狀反過來允許敘事歷史(或歷史集)的演變,這些歷史講述了宇宙如何發展及其特徵隨著時間而變化的一致故事。蓋爾·曼恩(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)寫道:“敘事的歷史集……允許建立環境。” “因此,由於敘事粗糙的穀物而不是作為量子力學的單獨假設,他們將環境的概念放在其適當的位置。”
第三,消毒性需要很強 - 也就是說,不僅椅子具有確切的位置,而且您並不特別關注的其他事物也可以創建隨著時間的推移保留的“記錄”。
蓋爾·曼恩(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)解釋說:“強烈的鎮壓可確保過去的永久性,因為一組歷史將其擴展到未來,從而可以很好地粒度。”換句話說,一致的歷史允許牛頓的量詞前法律很好地描述了經典行為。並給我們一個一致的敘述,以關聯宇宙的歷史。現實是記錄的。它可能不是唯一的現實,也不是最好的現實,而是我們的現實。
您可能已經註意到,粗粒的博客水平並不能完全捕捉Gell-Mann/Hartle解釋的技術細微差別。他們的觀點根本不像其他一些解釋,甚至不那麼容易掌握。
但是,即使這兩個(以及所有其他)量子解釋都可以被一個聰明的12歲兒童迅速理解,但在工作中仍然有個人偏好使人們不太可能達成共識。
量子貝葉斯主義的倡導者畢竟是有效的觀點,即人們參與使用量子數學來計算概率並進行測量。蓋爾·曼(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)無可否認地是人們存在於封閉系統宇宙中的人,應由與其他所有事物相同的物理定律支配。
因此,也許在某種意義上,這些競爭量子解釋不是相互排斥的。畢竟,準典型領域確實包含觀察者。蓋爾·曼(Gell-Mann)和哈特爾(Hartle)稱它們為信息收集和利用系統或Iguses。蓋爾·曼(Gell-Mann)表示,觀察者在量子宇宙中的作用是基於量子概率“下注”。
也許這些方法是相互排斥的,但是互補的,就像可以使用波或粒子一起描述某些量子過程的方式,只是同時並非兩者都可以。
無論如何,關於現實本質的類似問題在量子物理學出現之前很久就佔據了深厚的思想。以一種粗略的方式,如今的一系列競爭量子解釋與現實是世界的客觀特徵還是腦海中的某些問題,這是數學家 - 菲洛瑟神秘主義者阿爾弗雷德·北懷特海(Alfred North Whitehead)提出的一個舊問題。科學與現代世界。
懷特黑德指出,時空和時間上對象的相互作用不能與對它們的感知分開。他寫道:“你不能將其中的任何一個撕掉。” “然而,在其上下文中,每個人都具有與整個複合物有關的所有現實。”宇宙在統一的感知過程中演變而成。
“因此,自然是不斷發展的過程的結構,”懷特黑德斷言。 “現實是過程。”
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