다세계 해석

Many-worlds interpretation
다세계 해석에 따른 양자역학적 "슈뢰딩거의 고양이" 역설. 이 해석에서 모든 양자 사건은 분기점입니다. 고양이는 상자가 열리기도 전에 살아있으면서도 죽었지만, "살아있는" 고양이와 "죽은" 고양이는 다중 우주의 다른 분기점에 있으며, 둘 다 똑같이 실재하지만 서로 상호작용하지는 않습니다.
에 대한 일련의 기사의 일부
양자역학
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다세계 해석(MWI)은 양자역학에서 사용되는 수학이 물리적 현실과 어떻게 연관되는지에 대한 철학적 입장입니다. 보편적 파동함수는 객관적으로 실재하며, 파동함수 붕괴는 없다고 주장합니다.[1] 이것은 양자 측정의 가능한 모든 결과가 어떤 "세계" 또는 우주에서 물리적으로 실현된다는 것을 의미합니다.[2] 일부 다른 해석과 달리 MWI에서 현실 전체의 진화는 엄격하게 결정론적이고 국지적입니다[1]: 9 .[3] 다세계는 1957년에 처음 제안한 물리학자 휴 에버렛의 이름을 따서 상대적 상태 공식 또는 에버렛 해석이라고도 불립니다.[4][5] 브라이스 디윗(Bryce DeWitt)은 이 공식을 대중화하고 1970년대에 다세계로 이름 지었습니다.[6][1][7][8]

현대 버전의 다세계에서 파동함수 붕괴의 주관적인 모습은 양자 비간섭성의 메커니즘으로 설명됩니다.[2] 양자 이론을 해석하기 위한 디코히어런스 접근법은 1970년대부터 널리 탐구되고 개발되었습니다.[9][10][11] MWI는 다른 비일관성 해석, 코펜하겐 해석 및 보미안 역학과 같은 숨겨진 변수 이론과 함께 양자 역학의 주류 해석으로 간주됩니다.[12][2]

다중세계 해석은 무한히 많은 우주가 존재할 가능성이 가장 높다는 것을 의미합니다.[13] 이것은 물리학과 철학에서 여러 가지 다양한 가설 중 하나입니다. MWI는 시간을 가능한 모든 양자 결과가 실현되는 다분지 트리로 봅니다. 이것은 측정 문제와 따라서 양자 이론의 일부 역설, 예를 들어 위그너의 친구,[4]: 4–6 EPR 역설[5]: 462 [1]: 118 , 슈뢰딩거의 고양이를 해결하기 위한 것인데,[6] 양자 사건의 가능한 모든 결과는 자신의 우주에 존재하기 때문입니다.

해석 개요

다세계 해석의 핵심 아이디어는 양자역학의 선형 및 단일 역학이 어디에서나 그리고 항상 적용되며 우주 전체를 설명한다는 것입니다. 특히 붕괴 공준을 사용하지 않고 관찰자와 물체 사이의 상관 유도 상호 작용인 유니터리 변환으로 측정을 모델링하고 관찰자를 일반 양자역학 시스템으로 모델링합니다.[14]: 35–38 이것은 측정이 단일 양자역학으로 설명할 수 없는 "원초적" 개념이라는 코펜하겐 해석과 극명한 대조를 이룹니다. 코펜하겐에서 우주는 양자와 고전 영역으로 나뉘고 붕괴 공준이 중심입니다.[14]: 29–30 MWI에서는 고전과 양자의 구분이 없습니다. 모든 것이 양자이고 붕괴가 없습니다. MWI의 주요 결론은 우주(또는 이 맥락에서 다중 우주)가 점점[13] 더 다양하고 통신하지 않는 평행 우주 또는 양자 세계의 무한하거나 정의할[15]: 14–17 수 없는 양 또는 수의 양자 중첩으로 구성되어 있다는 것입니다.[1] 때때로 에버렛 월드([1]: 234 Everret worlds)라고 불리는 각각은 내부적으로 일관되고 실현된 대체 역사 또는 타임라인입니다.

다세계 해석은 측정 과정과 준고전적 세계의 출현을 설명하기 위해 비일관성을 사용합니다.[15][16] 비일관성 이론의 선구자 중 한 명인 보이치에흐 주렉(Wojciech H. Zurek)은 "환경의 정밀 조사 하에서 포인터 상태만 변하지 않습니다. 다른 상태들은 지속될 수 있는 안정적인 포인터 상태들의 혼합물들로 데코레이션하며, 이러한 의미에서 다음과 같이 존재합니다. 그들은 선택되었습니다."[17]라고 말했습니다. 주렉은 자신의 작품이 특정한 해석에 의존하지 않는다는 것을 강조합니다.[a]

다중 세계 해석은 측정 또는 파동 함수 붕괴 과정을 설명하기 위해 비간섭성을 사용하는 비간섭성 이력 해석과 많은 유사점을 공유합니다.[16]: 9–11 MWI는 보편적인 파동 함수를 "기본 물리적 [5]: 455 실체" 또는 "항상 결정론적 파동 방정식을 따르는 기본 실체"로 간주하기 때문에 다른 역사 또는 세계를 실제로 취급합니다.[4]: 115 그러나 일관성 없는 역사 해석은 역사(또는 세계) 중 하나만 현실화하면 됩니다.[16]: 10

휠러, 에버렛, 도이치를 포함한 몇몇 저자들은 다세계를 단순한 해석이 아닌 이론이나 메타이론이라고 부릅니다.[13][18]: 328 에버렛은 이것이 "양자역학의 내용과 세계의 모습을 모두 설명하는 유일한 완전한 일관된 접근법"이라고 주장했습니다.[19] Deutsch는 다세계가 "해석"이라는 생각을 일축하면서 해석이라고 부르는 것은 "공룡을 화석 기록의 '해석'이라고 말하는 것과 같다"고 말했습니다.[20]: 382

공식화

에버렛은 1957년 박사 논문에서 고립된 양자계를 분석하기 위해 외부 관찰에 의존하는 대신 폴 디랙, 존 폰 노이만 등이 개발한 수학적 틀 안에서 관찰자뿐만 아니라 물체를 순수하게 물리적 체계로 모델링할 수 있다고 제안했습니다. 파동함수 붕괴의 임시 메커니즘을 완전히 폐기하는 것.[4][1]

상대적 상태

에버렛의 원작은 상대적 상태의 개념을 도입했습니다. 두 개(또는 그 이상)의 하위 시스템은 일반적인 상호작용 후에 상관관계가 있거나 현재 우리가 말하는 것처럼 서로 얽히게 됩니다. 에버렛은 두 개 이상의 서브시스템이 각각 서로 상대적인 상태에 있는 상태들의 곱들의 합으로 표현될 수 있다고 언급했습니다. 측정 또는 관찰 후 쌍(또는 삼중...) 중 하나는 측정된 물체 또는 관측된 시스템이고, 다른 하나의 구성원은 측정된 시스템의 상태를 기록한 측정 장치(관찰자를 포함할 수 있음)입니다. 전체 중첩에서 하위 시스템 상태의 각 제품은 시간이 지남에 따라 다른 제품과 독립적으로 진화합니다. 일단 하위 시스템들이 상호 작용하면, 그들의 상태들은 상호 연관되거나 얽히게 되어 더 이상 독립적인 것으로 간주될 수 없습니다. 에버렛의 용어에서 각 서브시스템 상태는 이제 상대적인 상태와 상관관계가 있었습니다. 각 서브시스템은 이제 상호작용한 다른 서브시스템과 상대적인 것으로 간주되어야 하기 때문입니다.

슈뢰딩거의 고양이 예에서 상자가 열린 후 얽힌 시스템은 고양이, 독병과 관찰자입니다. 상대적으로 3배 정도 되는 상태는 살아있는 고양이, 깨지지 않은 유리병, 그리고 살아있는 고양이를 보는 관찰자일 것입니다. 또 다른 상대적인 3배의 상태는 죽은 고양이, 깨진 유리병, 그리고 죽은 고양이를 보는 관찰자일 것입니다.

연속형 변수의 측정 예제(예: 위치 q) 객체-관찰자 시스템은 상대적 상태의 연속체로 분해됩니다: 객체 시스템의 상대적 상태는 각각 q의 특정 값을 중심으로 하는 디랙 델타 함수가 되고 q의 값을 기록한 관찰자를 나타내는 해당 관찰자 상대 상태가 됩니다.[4]: 57–64 상대 상태 쌍의 상태는 측정 후 서로 상관 관계가 있습니다.

에버렛의 체계에서는 붕괴가 일어나지 않으며, 대신 슈뢰딩거 방정식이나 그 양자장 이론인 상대론적 아날로그는 언제나 어디서나 성립합니다. 관측 또는 측정은 관측 대상과 관측자로 구성된 전체 시스템에 파동 방정식을 적용하여 모델링됩니다. 한 가지 결과는 모든 관찰이 결합된 관찰자-물체의 파동 함수를 두 개 이상의 상호 작용하지 않는 가지의 양자 중첩으로 변화시키는 것입니다.

따라서 측정 또는 관찰 또는 상관 유도 상호 작용의 과정은 시스템을 상대적인 상태의 집합으로 분할하고, 여기서 보편적인 파동 함수의 분기를 형성하는 각 상대적인 상태 집합은 자체 내에서 일관되며, 향후 모든 측정(복수의 관찰자 포함)은 이러한 일관성을 확인할 것입니다.

다세계로 이름 변경

에버렛은 결합된 관찰자-객체 시스템을 관찰에 의해 분할된 것이라고 언급했는데, 각각의 분할은 관찰의 상이하거나 여러 가능한 결과에 해당합니다. 이러한 분할은 분기 트리를 생성하며, 각 분기는 서로 상대적인 모든 상태의 집합입니다. 브라이스 디윗(Bryce DeWitt)은 에버렛의 작품을 "다세계 해석"이라고 부르는 일련의 출판물로 대중화했습니다. 디위트는 분할 과정에 초점을 맞추어 "세계"라는 용어를 도입하여 해당 나무의 단일 가지를 설명했는데, 이는 일관된 역사입니다. 분기 내의 모든 관측치 또는 측정치는 서로 일치합니다.[4][1]

많은 관측과 같은 사건들이 일어났고 끊임없이 일어나고 있기 때문에, 동시에 존재하는 상태 또는 "세계"의 수는 엄청나고 증가하고 있습니다.[b]

특성.

MWI는 파동함수 붕괴를 양자 비간섭성의 확립된 메커니즘으로 대체함으로써 양자 측정 과정에서 관찰자 의존적 역할을 제거합니다.[22] 관찰자의 역할이 EPR 역설과 폰 노이만의 "경계 문제"와 같은 모든 "양자 역설"의 핵심에 있기 때문에, 이는 그들의 해결책에 대해 더 명확하고 쉽게 접근할 수 있습니다.[5]

코펜하겐 해석은 양자역학에 의해 설명된 것 이상의 고전적 영역의 존재를 필요로 하기 때문에 우주론 연구에 부적절하다는 비판을 받아왔습니다.[23] 에버렛이 우주론의 문제에서 영감을 받았다는 증거는 없지만,[13]: 7 새로운 현상의 발견을 자극하기를 바라며 양자역학이 우주 전체에 적용될 수 있도록 하겠다는 명시적인 목표를 가지고 이론을 개발했습니다.[5] 이 희망은 이후 양자 우주론의 발전에서 실현되었습니다.[24]

MWI는 현실주의적이고 결정론적이며 지역적인 이론입니다. 양자 이론의 결정론적 및 국소 방정식에서 불확정적이고 비국소적인 파동 함수 붕괴를 제거함으로써 이를 달성합니다.[3]

MWI(다른 것과 마찬가지로 더 넓은 다중 우주 이론)는 미세 조정된 우주에 대한 설명을 제공할 수 있는 인간 원리에 대한 맥락을 제공합니다.[25][26]

MWI는 중첩 원리를 뒷받침하는 양자 역학의 선형성에 결정적으로 의존합니다. 만약 모든 것의 최종 이론이 파동함수와 관련하여 비선형적이라면, 다세계는 무효입니다.[6][1][5][7][8] 모든 양자장 이론은 선형적이고 MWI와 호환되며, 이 점은 에버렛이 MWI의 동기로 강조한 점입니다.[5] 이 점에서 양자중력이나 끈 이론은 비선형적일 수 있지만,[27] 아직 이에 대한 증거는 없습니다.[28][29]

파동함수 붕괴에 대한 대안

양자역학의 다른 해석들과 마찬가지로, 다중세계 해석은 이중 슬릿 실험에 의해 설명될 수 있는 행동에 의해 동기 부여됩니다. 빛의 입자(또는 다른 것)가 이중 슬릿을 통과할 때, 빛의 파동과 같은 행동을 가정한 계산을 사용하여 입자가 관찰될 가능성이 있는 위치를 식별할 수 있습니다. 그러나 이 실험에서 입자들이 관찰될 때, 그들은 비국소화된 파동이 아니라 입자(즉, 일정한 장소에서)로 나타납니다.

양자역학에 대한 코펜하겐 해석의 일부 버전은 불확실한 양자 시스템이 이 관찰 현상을 "설명"하기 위해 단 하나의 결정적인 결과 위에 확률적으로 붕괴되거나 선택되는 "붕괴" 과정을 제안했습니다. 파동함수 붕괴는 인위적이고 임시방편적인 것으로 널리 간주되어 [30]측정의 거동을 보다 근본적인 물리적 원리로부터 이해할 수 있는 대안적인 해석이 바람직하다고 여겨졌습니다.

에버렛의 박사과정 연구는 그런 해석을 제공했습니다. 그는 피사체(관찰자 또는 측정 장치)가 물체(입자와 같은 "관찰된" 시스템)를 관찰하는 것과 같은 복합 시스템의 경우, 관찰자 또는 관찰자 중 어느 하나가 잘 정의된 상태를 가지고 있다는 주장은 의미가 없다고 주장했습니다; 현대적인 용어로, 관찰자와 관찰자가 서로 얽히게 되었습니다. 우리는 오직 하나의 상대적인 상태만을 지정할 수 있습니다. 즉, 관찰자와 관찰자의 상태는 관찰이 이루어진 후에 상관관계가 있습니다. 이로 인해 에버렛은 (즉, 파동함수 붕괴를 가정하지 않고) 단일적이고 결정론적인 역학에서 상태 상대성의 개념을 도출하게 되었습니다.

에버렛은 유니터리가 결정론적 역학은 관찰이 이루어진 후 결합된 피사체-객체 파동함수의 양자 중첩의 각 요소가 두 개의 "relative 상태"를 포함한다는 것을 수반했습니다: "collapsed"객체 상태와 동일한 붕괴 결과를 관찰한 관련 관찰자; 관찰자가 보는 것과 물체의 상태. 측정 또는 관찰 행위에 의해 상관 관계를 갖게 됩니다. 상대적인 주제-객체 상태의 각 쌍의 후속 진화는 파동 함수 붕괴가 발생한 것처럼 다른 요소의 존재 여부에 대해 완전히 무관심한 상태로 진행되며,[1]: 67, 78 이는 나중의 관찰이 항상 이전의 관찰과 일치한다는 결과를 가져옵니다. 따라서 물체의 파동함수가 붕괴하는 모습은 단일적이고 결정론적인 이론 자체에서 나타났습니다. (이것은 아인슈타인의 양자 이론에 대한 초기 비판에 대한 대답입니다: 이론은 관측된 것을 정의해야 하고, 관측된 것을 정의해야 하는 것이 아니라 이론을 정의해야 한다는 것입니다.)[c] 에버렛은 파동함수가 그때 붕괴된 것처럼 보이기 때문에 실제로 붕괴되었다고 가정할 필요가 없다고 추론했습니다. 그래서 오캄의 면도기를 불러내어 파동함수 붕괴의 공식을 이론에서 제거했습니다.[1]: 8

시험가능성

1985년, 데이비드 도이치는 위그너의 친구 사고 실험의 변형을 코펜하겐 해석에 대한 다세계의 실험으로 제안했습니다.[32] 고립된 실험실에서 양자계를 측정하는 실험자(위그너의 친구)와 첫 번째 실험자를 측정하는 다른 실험자(위그너)로 구성되어 있습니다. 다세계 이론에 따르면, 첫 번째 실험자는 측정의 한 결과를 한 가지 가지 지점에서 보고 다른 가지 지점에서 다른 결과를 보는 거시적 중첩에 그칠 것입니다. 그런 다음 두 번째 실험자는 코펜하겐 해석에서 예측한 대로 실제로 거시적 중첩 상태에 있는지 또는 단일 가지로 붕괴되었는지 테스트하기 위해 이 두 가지를 간섭할 수 있습니다. 그 이후 락우드, 베이드먼 등은 거시적인 물체를 일관된 중첩 위치에 배치하고 간섭해야 [33]하는 유사한 제안을 내놓았는데, 이는 현재 실험 능력을 넘어서는 작업입니다.

확률과 탄생의 법칙

다중세계 해석이 시작된 이래로 물리학자들은 확률의 역할에 대해 어리둥절해 했습니다. Wallace의 표현에 따르면, 이 질문에는 두 가지 측면이 있습니다.[34] 즉, 어떤 세계에서 발생할 것이 확실한 결과에 확률을 할당해야 하는 이유를 묻는 비일관성 문제와 Born 규칙에 의해 확률이 부여되어야 하는 이유를 묻는 양적 문제입니다.

에버렛은 다세계를 소개하는 논문에서 이러한 질문에 답하려고 노력했습니다. 비간섭성 문제를 해결하기 위해 그는 양자 시스템에서 일련의 측정을 수행하는 관찰자는 일반적으로 메모리에 명백하게 무작위적인 결과 시퀀스를 가질 것이며, 이는 측정 과정을 설명하기 위한 확률 사용을 정당화한다고 주장했습니다.[4]: 69–70 정량적인 문제를 해결하기 위해 에버렛은 파동함수의 가지에 대한 척도가 가져야 하는 속성에 기초한 Born 규칙의 유도를 제안했습니다.[4]: 70–72 그의 파생은 동기부여되지 않은 가정에 의존한다고 비판을 받아왔습니다.[35] 그 이후로 여러 세계의 틀에서 Born 규칙의 다른 파생 모델들이 제안되었습니다. 이것이 성공적이었는지에 대해서는 의견이 일치하지 않습니다.[36][37][38]

빈발주의

DeWitt와 Graham[1], Farhi et al.[39] 등은 확률에 대한 빈번주의적 해석에 기초한 Born 규칙의 도출을 제안했습니다. 그들은 무한히 많은 측정의 한계에서 어떤 세계도 Born 규칙에 의해 주어진 확률과 일치하지 않는 상대적인 빈도를 가질 수 없다는 것을 보여주려고 노력하지만, 이러한 유도는 수학적으로 부정확한 것으로 나타났습니다.[40][41]

결정론

Born 규칙의 의사결정 이론적 파생은 David Deutsch(1999)[42]에 의해 만들어졌고 Wallace[34][43][44][45] and Saunders(월리스와 손더스)에 의해 개선되었습니다.[46][47] 그들은 양자 도박에 참여하는 행위자를 고려합니다: 행위자는 양자계를 측정하고 그 결과로 분기하며, 행위자의 미래 자신은 각각 측정 결과에 따라 보상을 받습니다. 대리인은 이러한 도박에 참여하기 위해 지불할 대가를 평가하기 위해 의사결정 이론을 사용하고, 그 대가는 Born 규칙에 따라 가중된 보상의 효용에 의해 주어진다고 결론지었습니다. 이러한 주장은 여전히 논란의 여지가 있지만, 일부 이론 물리학자들은 평행 우주에 대한 주장을 지지하는 것으로 받아들였습니다.[48] 예를 들어, 에버렛 해석에[49] 관한 2007년 회의의 New Scientist 이야기는 물리학자 Andy Albrecht를 인용하여 "이 연구는 과학 역사에서 가장 중요한 발전 중 하나로 기록될 것입니다."[48]라고 말했습니다. 이와는 대조적으로 철학자 휴 프라이스도 학회에 참석하여 독일-월레이스-손더스 접근법이 근본적으로 결함이 있다고 생각했습니다.[50]

대칭과 불변성

2005년에 주렉은[51] 얽힌 상태의 대칭을 기반으로 Born 규칙을 도출했습니다. Schlosshauer와 Fine은 확률이 무엇인지 정의하지 않고 어떻게 행동해야 하는지에 대한 몇 가지 명시되지 않은 가정을 가지고 있기 때문에 주렉의 도출이 엄격하지 않다고 주장합니다.[52]

2016년,[53] Lev Vaidman의 연구를 기반으로 Charles Sebens와 Sean M. Carroll은 자기 위치 불확실성을 기반으로 한 유사한 접근 방식을 제안했습니다.[54] 이 접근법에서 비간섭성은 Born 규칙을 사용하여 서로 다른 분기에 있는 것에 대한 신뢰도를 할당할 수 있는 관찰자의 여러 동일한 복사본을 만듭니다. Sebens-Carroll 접근법은 Adrian Kent에 의해 비판을 받았고,[55] Vaidman은 그것을 만족스럽지 않다고 생각합니다.[56]

지점계수

2021년에 사이먼 손더스는 Born 규칙의 파생을 계산하는 분기를 만들었습니다. 이 접근법의 중요한 특징은 가지가 모두 동일한 크기 또는 2-노름을 갖도록 정의하는 것입니다. 이렇게 정의된 가지 수의 비율은 Born 규칙에 따라 측정의 다양한 결과의 확률을 제공합니다.[57]

기본적으로 선호하는 문제

원래 에버렛과 드위트가 공식화한 것처럼, 다세계 해석은 측정을 위한 특권적인 역할을 했습니다: 그들은 양자계의 어떤 기초가 동명의 세계를 탄생시킬 것인지를 결정했습니다. 이것이 없으면 양자 상태는 잘 정의된 위치를 가지고 있거나 두 개의 비국소화 상태의 중첩으로 똑같이 잘 설명될 수 있기 때문에 이론은 모호했습니다. 각 세계에 고유한 측정 결과를 할당하는 기준을 사용하는 것이 선호된다는 가정입니다. 측정에 대한 이러한 특별한 역할은 환원주의 이론을 가지려는 에버렛과 드위트의 목표와 모순되고 코펜하겐 해석의 정의되지 않은 측정 공식에 대한 비판을 약화시키기 때문에 이론에 문제가 있습니다.[18][35] 이것은 오늘날 선호되는 기초 문제로 알려져 있습니다.

손더스와 월리스 등에 따르면 우선적인 기초 문제는 다중 세계 이론에 [16]비일관성을 포함시킴으로써 해결되었습니다.[23][58][59][60] 이 접근법에서 선호되는 기초는 가정할 필요가 없으며 오히려 환경적 일관성 하에서 안정적인 기초로 식별됩니다. 이러한 방식으로 측정값은 더 이상 특별한 역할을 하지 않으며, 오히려 비간섭성을 유발하는 상호작용은 세상을 분열시킵니다. 비간섭성은 결코 완전하지 않기 때문에, 두 세계 사이에는 항상 약간의 무한히 작은 중첩이 남아 있어서, 한 쌍의 세계가 갈라졌는지 아닌지를 임의로 만듭니다.[61] Wallace는 이것이 문제가 아니라고 주장합니다: 그것은 세계가 근본적인 존재론의 일부가 아니라 이러한 근사적이고 효과적인 설명이 물리학에서 일상적인 새로운 존재론의 일부라는 것을 보여줄 뿐입니다.[62][15] 이 접근 방식에서 세계가 도출되기 때문에 보미안 역학과 같이 붕괴 메커니즘이 없는 양자 역학의 다른 해석에도 존재해야 합니다.[63]

선호하는 근거를 도출하기 위한 이 접근법은 비간섭성 이론이 확률과 확률이 비간섭성에서 파생된 온톨로지에 의존하기 때문에 다중 세계 해석에서 확률의 파생으로 순환성을 생성한다는 비판을 받았습니다.[37][51][64] Wallace는 비일관성 이론이 확률에 의존하는 것이 아니라 물리학에서 근사를 할 수 있다는 개념에만 의존한다고 주장합니다.[14]: 253–254

역사

MWI는 에버렛의 프린스턴 대학 박사학위 논문 "보편파 기능의 이론"에서 비롯되었으며,[1] 그의 논문 지도교수인 존 아치볼드 휠러(John Archibald Wheeler) 아래 개발되었습니다. 1957년에 "양자역학의 상대적 상태 공식"이라는 제목으로 발표된 더 짧은 요약본(휠러는 "상대적 상태"라는 제목에 기여했으며,[65] 에버렛은 원래 그의 접근법을 "상관 해석"이라고 불렀고, 여기서 "상관"은 양자 얽힘을 의미합니다.) "다세계"라는 말은 1957년 출판된 후 10년 동안 대체로 무시되어 왔던 에버렛 이론의 대중화에 책임이 있는 [1]브라이스 디윗(Bryce DeWitt)에 의한 것입니다.[13]

에버렛의 제안은 전례가 없는 것은 아니었습니다. 1952년, 에르빈 슈뢰딩거는 더블린에서 강연을 했는데, 그는 청중들에게 그가 하려는 말이 "미치광적으로 보일 수 있다"고 농담으로 경고했습니다. 그는 계속해서 슈뢰딩거 방정식이 여러 다른 역사를 설명하는 것처럼 보이지만, 그것들은 "대안이 아니라 모두 동시에 일어나는 것"이라고 주장했습니다. David Deutsch에 따르면, 이것은 다세계에 대해 알려진 가장 초기의 언급입니다. Jeffrey A. 바렛은 에버렛과 슈뢰딩거 사이의 "일반적인 견해"의 유사성을 나타낸다고 설명합니다.[66][67][68] 슈뢰딩거의 시대의 글들은 또한 바스반 프라센에 의해 시작된 양태 해석과 유사한 요소들을 포함하고 있습니다. 슈뢰딩거는 "물질"과 "마음"이 동일한 공통 요소의 다른 측면 또는 배열일 뿐인 일종의 포스트마키아 중립 일원론에 가입했기 때문에 파동 기능을 물리적인 것으로 취급하고 정보로 취급할 수 있게 되었습니다.[69]

레온 쿠퍼와 데보라 반 베흐텐은 에버렛의 작품을 읽기 전에 매우 비슷한 접근법을 개발했습니다.[70] Zeh 또한 그의 작품을 읽기 전에 에버렛과 같은 결론에 도달한 다음, 이러한 생각을 바탕으로 양자 비간섭성에 대한 새로운 이론을 구축했습니다.[71]

그를 아는 사람들에 의하면 에버렛은 다른 양자 세계의 문자 그대로의 실체를 믿었다고 합니다.[20] 그의 아들과 아내는 그가 "그의 다세계 이론에 대한 그의 믿음을 결코 흔들리지 않았다"고 보고했습니다.[72] 에버렛의 연구에 대한 상세한 검토에서 오스나기, 프레이타스, 프리어 주니어는 에버렛이 과학적 관행 내에서 의미를 나타내기 위해 지속적으로 "진짜"를 중심으로 인용문을 사용했다고 언급했습니다.[13]

접수처

MWI의 초기 수신은 DeWitt를 제외하고는 무시되었다는 점에서 압도적으로 부정적이었습니다. 휠러는 보어의 입맛에 맞는 이론을 만들기 위해 상당한 노력을 기울였고, 1956년 코펜하겐을 방문하여 그와 논의했고, 1959년에 에버렛도 방문할 것을 설득했습니다. 그럼에도 불구하고, 보어와 그의 협력자들은 그 이론을 완전히 거부했습니다.[d] 에버렛은 1957년에 이미 학계를 떠났고, 1980년에 휠러는 이 이론을 부인했습니다.[73]

지지하다

MWI의 가장 강력한 오랜 옹호자 중 한 명은 David Deutsch입니다.[74] 그에 따르면 이중 슬릿 실험에서 관찰된 단일 광자 간섭 패턴은 여러 우주에서 광자의 간섭으로 설명될 수 있습니다. 이렇게 볼 때 단일 광자 간섭 실험은 다중 광자 간섭 실험과 구별할 수 없습니다. 보다 실용적인 맥락에서,[75] 양자 컴퓨팅에 관한 초기 논문 중 하나에서 Deutsch는 MWI의 결과인 병렬성이 "특정 확률적 작업을 고전적인 제한보다 보편적인 양자 컴퓨터에서 더 빨리 수행할 수 있는 방법"으로 이어질 수 있다고 제안했습니다. 그는 또한 MWI가 가역적인 스핀 관찰을 통해 가역적인 컴퓨터가 의식을 갖게 될 때 (적어도 "나이브" 코펜하겐주의에 대항하여) 테스트 가능할 것이라고 제안했습니다.[76]

모호성

과학 철학자인 제임스 레이디먼과 돈 로스는 MWI가 사실일 수 있지만, 그것을 받아들이지는 않는다고 말합니다. 그들은 일반 상대성 이론과의 통일이 없기 때문에 양자역학의 어떤 해석도 형이상학의 최종 단어로 간주할 이유가 없다고 생각하며, 어떤 양자 이론도 현실의 모든 것을 설명하기에 아직 경험적으로 적합하지 않다는 점에 주목합니다. 그들은 또한 여러 갈래가 불완전한 설명과 거시적 물체의 상태를 나타내기 위해 양자역학을 사용하는 인공물일 수 있다고 제안합니다. 그들은 거시적인 물체가 환경으로부터 고립되지 않는다는 점에서 미시적인 물체와 크게 다르며, 양자 형식주의를 사용하여 이를 설명하는 것은 설명력과 설명력과 정확성이 부족하다고 주장합니다.[77]

일부 자료에서 에버렛 사람으로 묘사된 [78]Richard Feynman은 1982년 MWI에 대해 "가능하지만, 저는 그것에 별로 만족하지 않습니다. 그래서 다른 방법이 없을까 하고..."[79]

거절

어떤 과학자들은 MWI가 거짓이 아니며 따라서 여러 평행 우주들이 서로 정보를 전달할 수 없다는 점에서 비통신적이기 때문에 비과학적이라고 생각합니다.[80][81]

Victor J. Stenger는 Murray Gell-Mann의 발표된 연구는 동시 평행 우주의 존재를 명백하게 거부한다고 말했습니다.[82] Gell-Mann은 James Hartle과 협력하여 에버렛 이후의 더 "맛있는" 양자역학의 개발을 위해 노력했습니다. Stenger는 대부분의 물리학자들이 MWI가 너무 극단적이라고 생각하지만, "분석되는 시스템 내부에서 관찰자가 있을 장소를 찾고 파동함수 붕괴라는 골치 아픈 개념을 없애는 데 장점이 있다"고 말했습니다.[e]

로저 펜로즈(Roger Penrose)는 이 아이디어가 중력을 설명하지 않는 지나치게 단순화된 버전의 양자역학에 기초하고 있기 때문에 결함이 있다고 주장합니다. 그가 보기에 기존 양자역학을 우주에 적용하는 것은 MWI를 의미하지만 양자 중력에 대한 성공적인 이론이 없다는 것은 기존 양자역학의 주장된 보편성을 부정합니다.[27] 펜로즈(Penrose)에 따르면, "중력이 개입되면 규칙이 바뀌어야 합니다." 그는 또한 중력이 현실에 고정하는 데 도움이 되고 "혼란스러운" 사건은 단 한 가지 허용 가능한 결과만을 가지고 있다고 주장합니다: "전자, 원자, 분자 등은 너무 작아서 중력을 유지하는 데 거의 에너지가 필요하지 않으며 따라서 중첩된 상태입니다. 그들은 표준 양자 이론에서 설명한 바와 같이 영원히 그 상태에 머무를 수 있습니다." 반면, "큰 물체의 경우, 이 물체들이 큰 중력장을 만든다는 사실 때문에 중복된 상태가 순식간에 사라집니다."[83][84]

과학철학자 로버트 P. 크리즈는 MWI가 "과학 역사상 가장 믿을 수 없고 비현실적인 아이디어 중 하나"라고 말합니다. 왜냐하면 그것은 생각할 수 있는 모든 일이 일어난다는 것을 의미하기 때문입니다.[83] 과학 작가 필립 볼은 MWI의 암시를 환상이라고 부르는데, 그 이유는 "과학 방정식이나 상징적 논리의 옷 아래에서, 그것들은 상상의 행위이며, '그냥 가정하는' 것이기 때문입니다."[83]

이론 물리학자 제라드 훅(Gerard't Hooft)도 "저는 우리가 다세계적인 해석과 함께 살아야 한다고 생각하지 않습니다. 실제로, 물리학자들이 그들 중 어느 것이 진짜인지 결정할 수 없었기 때문에 그곳에만 있는 놀라운 수의 평행세계가 될 것입니다."[85]

애셔 페레스는 MWI에 대해 거침없이 비판하는 사람이었습니다. 그의 1993년 교과서의 한 부분에는 에버렛의 해석과 다른 기이한 이론들이라는 제목이 있었습니다. 페레스는 다양한 다중 세계 해석은 붕괴 가정의 임의성이나 모호성을 "세계"가 언제 분리되어 있다고 간주될 수 있는지에 대한 문제로 이동시킬 뿐이며, 그 분리에 대한 객관적인 기준은 실제로 공식화될 수 없다고 주장했습니다.[86]

여론조사

데이비드 롭(L. David Raub)이 1991년 이전에 실시한 72명의 "선도적인 양자 우주론자 및 기타 양자장 이론가"를 대상으로 한 여론조사에서 "예, 저는 MWI가 사실이라고 생각합니다"와 58%가 일치하는 것으로 나타났습니다.[78]

Max Tegmark는 1997년 양자역학 워크숍에서 실시한 "매우 비과학적인" 여론조사 결과를 보고합니다. 테그마크(Tegmark)에 따르면, "다세계 통역(MWI)은 일관된 역사와 봄(Bohm) 통역보다 편안하게 앞서며 2위를 차지했습니다."[87]

"말도 안 되는 것처럼 들리지만, 대부분의 일하는 물리학자들은 다세계 이론에 참여합니다."[88]라고 마이클 닐슨은 반박합니다. "1998년 캠브리지에서 열린 양자전산회의에서 한 다세계인이 약 200명의 청중을 조사했습니다. 많은 국가들이 코펜하겐 및 비일관성과 비슷한 수준에서 지지를 얻으며 좋은 성과를 거두었습니다." 그러나 Nielsen은 대부분의 참석자들이 시간 낭비라고 생각한 것 같다고 지적했습니다. 페레스는 "투표 마지막에 일어나서 '그리고 여기 누가 물리 법칙이 민주적인 투표에 의해 결정된다고 믿는가?'라고 물었을 때, 크고 지속적인 박수를 받았습니다."[89]

워털루 양자 컴퓨팅 대학의 양자역학 해석에 관한 강의 후 40명 미만의 학생들과 연구자들을 대상으로 한 2005년 여론조사에서 "많은 세계(그리고 비일관성)"가 가장 선호되지 않는 것으로 나타났습니다.[90]

2011년 오스트리아 컨퍼런스에서 33명의 참가자를 대상으로 한 여론조사에서 6명이 MWI를 지지했고, 8명이 "정보 기반/정보 이론", 14명이 코펜하겐을 지지했습니다.[91] 저자들은 MWI가 1997년 테그마크의 여론조사와 비슷한 비율의 투표를 받았다고 말합니다.[91]

사변적 함의

양자자살 사고실험

주 기사: 양자적 자살과 불멸

양자 자살은 양자역학과 물리학 철학의 사고 실험입니다. 알려진 바로는, 고양이의 관점에서 양자역학의 코펜하겐 해석과 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험의 변형에 의한 다중 세계 해석을 구별할 수 있습니다. 양자 불멸은 양자 자살에서 살아남은 주관적인 경험을 말합니다.[92]

대부분의 전문가들은 생존한 실험자가 있는 세계가 실험 전 세계보다 "측량"이 낮아 실험자가 생존을 경험할 가능성이 낮기 때문에 실제 세계에서는 실험이 작동하지 않을 것이라고 믿고 있습니다.[14]: 371 [33][93][94]

터무니없이 가능성이 없는 타임라인.

디윗은 "[에버렛, 휠러, 그레이엄]은 결국 중첩의 어떤 요소도 배제하지 않습니다. 모든 것이 잘못되고 모든 통계 법칙이 무너지는 세상도 다 거기에 있습니다."[6]

테그마크(Tegmark)는 MWI에서 터무니없거나 가능성이 매우 낮은 사건은 불가피하지만 드문 일이라고 단언했습니다. "물리 법칙과 일치하지 않는 일은 절대 일어나지 않을 것입니다. 다른 모든 일은... 통계를 계속 파악하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 모든 가능한 일이 어디선가 일어나더라도 정말로 이상한 일은 기하급수적으로 드물게 일어나기 때문입니다."[95]

레이디먼과 로스에 따르면, 일반적으로 다른 과학 분야에서 논의되는 많은 실현되지 않은 가능성은 다른 분야에서 대응되는 것이 없습니다. 왜냐하면 그것들은 사실상 보편적인 파동 함수와 양립할 수 없기 때문입니다.[77]

문학의 다세계와 대체 역사

로버트 소벨(Robert Sobel)의 소설 못을 찾아서(For Want of a Nail)의 지도는 나비 효과가 1777년 10월 새러토가(Saratoga) 캠페인 동안 우리 타임라인의 역사에서 분기점이나 분기점이 어떻게 일어나는지를 예술적으로 보여줍니다. David Deutsch에 따르면, 그러한 대안적인 역사들이 실제로 많이 존재할 가능성이 있다고 합니다.[96]
메인 기사: 평행우주 (소설)

David Deutsch는 그의 책 무한의 시작에서 다중 우주 어딘가에서 많은 허구가 일어날 수 있다고 추측합니다.[96] 예를 들어, 대체 역사 장르 내에서 즐거움을 주는 역사적 추측은 물리학 법칙을 위반하는 역사를 제외하고 가능한 평행 우주에서 실현될 수 있습니다. 존 그리빈(John Gribbin)의 표현에 따르면, 이 점을 확장하면, "(예를 들어, 폭풍의 언덕 세계는 있지만) 해리포터 세계는 아닙니다."[97]

참고 항목

메모들

  1. ^ "에버렛의 상대적인 주들이 떠오릅니다. 다른 결과와 함께 지점의 현실에 대해 추측할 수 있습니다. 우리는 이것을 자제합니다. 우리의 논의는 해석이 없고 이것은 미덕입니다."[17]
  2. ^ "모든 별에서, 모든 은하계에서, 우주의 먼 구석구석에서 일어나고 있는 모든 양자 전이는 지구상의 우리 지역 세계를, 그 자체의 수많은 사본으로 쪼개고 있습니다."[6] 드위트는 나중에 이러한 극단적인 견해를 누그러뜨리면서, 분열이 비일관성에 기반을 두고 있으며, 대부분의 다른 논평가들과 일치한다고 보고 있습니다.[21]
  3. ^ "어떤 것을 관찰할 수 있느냐 없느냐는 어떤 이론을 사용하느냐에 달려 있습니다. 관찰할 수 있는 것을 결정하는 것은 이론입니다."–1926년 베를린에서 열린 하이젠베르크의 강의에서 관측 가능한 것을 새로운 양자역학의 중심에 놓는 것에 반대하는 베르너 하이젠베르크에게 알베르트 아인슈타인이 1968년 하이젠베르크와 관련이 있습니다.[31]
  4. ^ 에버렛은 보어와의 만남에 대해 "지옥같은... 처음부터 운명적이었습니다." 보어의 가까운 협력자인 레온 로젠펠트(Léon Rosenfeld)는 "에버렛과 관련하여 저나 닐스 보어도 12년 전 코펜하겐에서 그가 개발하도록 격려받은 절망적일 정도로 잘못된 생각들을 팔기 위해 우리를 방문했을 때 그에게 인내심을 가질 수 없었습니다. 그는 말할 수 없이 어리석었고 양자역학에서 가장 간단한 것들을 이해하지 못했습니다."[13]: 113
  5. ^ "젤만과 하틀은 다른 사람들과 함께 지금까지 우리가 고려했던 모든 해석을 괴롭히는 문제가 없는 양자역학에 대한 더 입맛에 맞는 해석을 개발하기 위해 노력해 왔습니다. 이 새로운 해석은 다양한 화신에서 에버렛 이후의 양자역학, 대체 역사, 일관된 역사 또는 비간섭적 역사라고 불립니다. 저는 이러한 특성들 간의 세부적인 차이점에 대해 과도하게 신경 쓰지 않을 것이며 용어들을 어느 정도 상호 교환적으로 사용할 것입니다."[82]: 176

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