Квантовое самоубийство и бессмертие - Quantum suicide and immortality

Квантовое самоубийство это мысленный эксперимент в квантовая механика и философия физики. Якобы он может фальсифицировать любой интерпретация квантовой механики кроме Эверетта многомировая интерпретация с помощью вариации Кот Шредингера мысленный эксперимент, с точки зрения кошки. Квантовое бессмертие относится к субъективному опыту выживания при квантовом самоубийстве. Иногда предполагается, что эта концепция применима к реальным причинам смерть также.^[1]^[2]

Большинство экспертов считают, что ни эксперимент, ни связанная с ним идея бессмертия не сработают в реальном мире. Как мысленный эксперимент, квантовое самоубийство - это интеллектуальное упражнение, в котором абстрактная установка доводится до логических следствий просто для доказательства теоретической точки зрения. Практически все физики и философы науки, которые описали это, особенно в популяризировал лечение,^[3] подчеркивают, что он опирается на надуманные, идеализированные обстоятельства, которые могут быть невозможными или чрезвычайно трудными для реализации в реальной жизни, и что его теоретические предпосылки вызывают споры даже среди сторонников многомировой интерпретации. Таким образом, как космолог Энтони Агирре предупреждает: «[...] было бы крайне глупо (и эгоистично) позволить этой возможности руководить своими действиями в решении любого жизненного вопроса».^[4]

История

Хью Эверетт не упоминал квантовое самоубийство или квантовое бессмертие в письменной форме; его работа была задумана как решение парадоксов квантовой механики. В биографии Эверетта Евгения Шиховцева говорится, что «Эверетт твердо верил, что его многомировая теория гарантирует ему бессмертие: его сознание, как он утверждал, обязано на каждом ответвлении следовать любому пути, не ведущему к смерти».^[5] Питер Бирн, автор опубликованной биографии Эверетта, сообщает, что Эверетт также в частном порядке обсуждал квантовое самоубийство (например, чтобы сыграть в русскую рулетку с высокими ставками и выжить в выигрышной ветви), но добавляет, что «[это] маловероятно, однако, что Эверетт согласился с этой точкой зрения [квантового бессмертия], поскольку единственная уверенность в том, что она гарантирует, что большинство ваших копий умрет, что вряд ли является рациональной целью ».^[6]

Среди ученых мысленный эксперимент был введен Юаном Сквайрсом в 1986 году.^[7] Впоследствии он был опубликован независимо Ганс Моравец в 1987 г.^[8] и Бруно Маршал в 1988 году;^[9]^[10] это также было описано Хью Прайс в 1997 году, который приписал это Дитер Зе,^[11] и независимо представлены официально Макс Тегмарк в 1998 г.^[12] Позже это обсуждалось философами Питером Дж. Льюисом в 2000 году.^[2] и Дэвид Льюис в 2001.^[13]

Мысленный эксперимент

Мысленный эксперимент с квантовым самоубийством использует устройство, аналогичное Кот Шредингера - ящик, который убивает агента в заданный период времени с вероятностью половинной из-за квантовая неопределенность.^{[примечание 1]} Единственное отличие состоит в том, что экспериментатор, записывающий наблюдения, находится внутри коробки. Значение этого в том, что тот, чья жизнь или смерть зависит от кубит мог бы различать интерпретации квантовой механики. По определению, фиксированные наблюдатели не могут.^[12]

В начале первой итерации при обеих интерпретациях вероятность выживания в эксперименте составляет 50%, что определяется квадратом нормы волновая функция. В начале второй итерации, предполагая единую интерпретацию квантовой механики (как широко распространенная Копенгагенская интерпретация ) верно, то волновая функция уже схлопнулась; таким образом, если экспериментатор уже мертв, вероятность выживания для любых дальнейших итераций составляет 0%. Однако если многомировая интерпретация правда, суперпозиция живого экспериментатора обязательно существует (как и тот, кто умирает). Теперь, исключая возможность жизнь после смерти, после каждой итерации только одна из двух экспериментальных суперпозиций - живая - способна получить какой-либо сознательный опыт. Отложив в сторону философские проблемы, связанные с индивидуальная идентичность и ее стойкость Согласно многомировой интерпретации, экспериментатор или, по крайней мере, их версия продолжает существовать во всех их суперпозициях, где результатом эксперимента является то, что они живут. Другими словами, версия экспериментатора переживает все итерации эксперимента. Поскольку суперпозиции, в которых живет одна из версий экспериментатора, возникают по квантовой необходимости (согласно многомировой интерпретации), из этого следует, что их выживание после любого возможного числа итераций физически необходимо; следовательно, понятие квантовой бессмертие.^[12]

Версия выживания экспериментатора резко контрастирует с последствиями копенгагенской интерпретации, согласно которой, хотя результат выживания возможен в каждой итерации, его вероятность стремится к нулю по мере увеличения числа итераций. Согласно многомировой интерпретации, описанный выше сценарий обладает противоположным свойством: вероятность того, что экспериментатор останется живым, обязательно равна единице для любого числа итераций.^[12]

В книге Наша математическая вселенная, Макс Тегмарк устанавливает три критерия, которым абстрактно должен соответствовать квантовый суицидный эксперимент:

Генератор случайных чисел должен быть квантовым, а не детерминированным, чтобы экспериментатор входил в состояние суперпозиции мертвого и живого.
Экспериментатор должен быть мертвым (или, по крайней мере, бессознательным) в масштабе времени короче, чем тот, на котором он может узнать результат квантового измерения.^{[заметка 2]}
Эксперимент должен быть практически уверен в том, что убьет экспериментатора, а не просто нанесет ему вред.^[14]

Анализ реальной осуществимости

В ответ на вопросы о «субъективном бессмертии» от обычных причин смерти, Макс Тегмарк предположил, что ошибка в этом рассуждении состоит в том, что смерть не является бинарным событием, как в мысленном эксперименте; это прогрессивный процесс с континуум состояний убывающего сознания. Он утверждает, что в большинстве реальных причин смерти человек испытывает такую постепенную потерю самосознания. Только в рамках абстрактного сценария наблюдатель обнаруживает, что они бросают вызов всем разногласиям.^[1] Ссылаясь на вышеперечисленные критерии, он уточняет: «Многие несчастные случаи и общие причины смерти явно не удовлетворяют всем трем критериям, из чего следует, что вы все-таки не будете чувствовать себя бессмертным. В частности, что касается критерия 2, при нормальных условиях обстоятельства смерти - это не бинарная вещь, где вы либо живы, либо мертвы [...] Что заставляет квантовое самоубийство работать, так это то, что оно вызывает резкий переход ".^[14]

Комментарий Дэвида Льюиса и последующая критика

Философ Дэвид Льюис исследовал возможность квантового бессмертия в лекции 2001 года под названием Сколько жизней у кота Шредингера?, его первая - и последняя, из-за его смерти менее чем через четыре месяца после - академической набеги на область интерпретация квантовой механики. В лекции, опубликованной посмертно в 2004 году, Льюис отверг многомировую интерпретацию, допустив, что она предлагает первоначальную теоретическую привлекательность, но также утверждал, что она страдает непоправимыми недостатками, в основном касающимися вероятностей, и пришел к предварительному одобрению этой теории. Теория Гирарди-Римини-Вебера вместо. 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, с точки зрения Льюиса, наблюдатель должен субъективно «ожидать с уверенностью, что он будет продолжать выживать в любых опасностях, с которыми [он или она] может столкнуться», поскольку всегда будут возможности выживания, независимо от того, насколько маловероятны; Столкнувшись с ветвлением событий выживания и смерти, наблюдатель не должен «в равной степени ожидать переживания жизни и смерти», поскольку не существует такой вещи, как переживание смерти, и, таким образом, должен разделять свои ожидания только между ветвями, в которых он или она выживает. Однако если выживание гарантировано, это не касается хорошего здоровья или целостности. Это приведет к кумулятивному ухудшению состояния, которое на неопределенное время прекратится незадолго до смерти.^[2]^[15]

Интервью для книги 2004 года Кролики ШредингераМакс Тегмарк отверг этот сценарий по той причине, что «угасание сознания - это непрерывный процесс. Хотя я не могу ощутить мировую линию, в которой я полностью отсутствую, я могу войти в линию, в которой моя скорость мысли уменьшается, мои воспоминания и другие способности исчезают [...] [Макс Тегмарк] уверен, что даже если он не может умереть сразу, он может постепенно исчезнуть ». В той же книге философ науки и сторонник многомиров Дэвид Уоллес^[16] подрывает аргументы в пользу квантового бессмертия в реальном мире на том основании, что смерть может пониматься как континуум убывающих состояний сознания не только во времени, как утверждает Тегмарк, но и в пространстве: «наше сознание не находится в одной уникальной точке. в мозгу, но, предположительно, это своего рода эмерджентное или целостное свойство достаточно большой группы нейронов [...] наше сознание может не погаснуть, как свет, но оно может экспоненциально угасать, пока не исчезнет, для всех практические цели ушли ".^[17]

Непосредственно отвечая на лекцию Дэвида Льюиса, британский философ и сторонник многих миров Дэвид Папино, находя другие возражения Льюиса против многомировой интерпретации недостающими, категорически отрицает, что любое изменение обычных правил вероятности оправдано в смертельных ситуациях. Гарантированное субъективное выживание может вытекать из идеи квантового самоубийства только в том случае, если агент рассуждает в терминах «что будет происходить дальше», а не более очевидным «что будет дальше, независимо от того, будет ли он испытан или нет». Он пишет: «[...] отнюдь не очевидно, почему эвереттианцы должны изменить свое правило интенсивности.^{[заметка 3]} таким образом. Для них кажется совершенно открытым применить правило неизменной интенсивности в ситуациях жизни и смерти, как и везде. Если они это сделают, тогда они могут ожидать всех фьючерсов пропорционально их интенсивности, независимо от того, содержат ли эти фьючерсы каких-либо из их живых преемников. Например, даже если вы знаете, что собираетесь стать участником эксперимента Шредингера пятьдесят на пятьдесят, вам следует ожидать будущей ветви, в которой вы погибнете, в той же степени, в какой вы ожидаете будущую ветвь, в которой вы выживете ».^[15]

На аналогичной ноте, цитируя позицию Дэвида Льюиса о том, что смерти 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 произойти только в том случае, если квантовое ветвление и смерть были абсолютно одновременными, в противном случае применяются нормальные шансы на смерть: «[если] смерть действительно наступает немедленно на всех ветвях, кроме одной, эта мысль имеет некоторую правдоподобность. Но если есть какая-либо задержка, ее следует отклонить. В таком случае есть короткий период времени, когда существует несколько ваших копий, каждая (эффективно) причинно изолированная от других и способная присвоить доверие тому, кто будет жить. Выживет только один. Разумеется, рациональность не заставляет вас быть максимально оптимистичным в таком сценарии ». Себенс также исследует возможность того, что смерть может происходить не одновременно с ветвлением, но все же быстрее, чем человек может мысленно осознать результат эксперимента. Опять же, агент должен ожидать смерти с нормальной вероятностью: «[d] o копии должны храниться достаточно долго, чтобы мысли вызывали проблемы?^{[примечание 4]} Думаю, нет. Если вы выживете, вы можете подумать, какие полномочия вам следовало бы присвоить в течение короткого периода после разделения, когда вы сосуществовали с другими копиями ".^[18]

Запись в журнал Соотношение, философ Иштван Араньоси, отмечая, что «[] противоречие между идеей о том, что состояния являются одновременно действительными и вероятными, рассматривается как главная слабость многомировой интерпретации квантовой механики», резюмирует, что большая часть критического комментария аргумента Дэвида Льюиса о бессмертии имеет вращался вокруг своего помещения. Но даже если бы ради аргументации кто-то был готов полностью принять предположения Льюиса, Араньоси категорически отрицает, что «ужасающее следствие» было бы правильным следствием указанных посылок. Вместо этого два сценария, которые, скорее всего, последуют, будут тем, что Араньози описывает как «утешительное следствие», в котором наблюдатель вообще не должен ожидать серьезного заболевания, или картина «кратковременная жизнь», в которой наблюдатель следует ожидать «вечной жизни, проведенной почти полностью в бессознательном состоянии», перемежающейся чрезвычайно короткими, амнезиальными моментами сознания. Таким образом, Араньози заключает, что, хотя «[мы] 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 (то есть их разъединение) действительно получают львиную долю, что очень обнадеживает ".^[19]

Анализ других сторонников многомировой интерпретации

Физик Дэвид Дойч, хотя сторонник многомировой интерпретации, заявляет относительно квантового самоубийства, что «такой способ применения вероятностей не следует непосредственно из квантовой теории, как обычный. Он требует дополнительного предположения, а именно, что при принятии решений следует игнорировать истории, в которых лицо, принимающее решения, отсутствует .... [Я] думаю, это предположение неверно ".^[20]

Тегмарк теперь считает, что экспериментаторам следует ожидать только нормальной вероятности выживания, а не бессмертия. Экспериментатора амплитуда вероятности волновая функция значительно уменьшается, что означает, что они существуют с гораздо меньшей мерой, чем раньше. По антропный принцип, человек с меньшей вероятностью окажется в мире, где вероятность его существования ниже, то есть в мире с более низким показателем вероятность того, что он будет наблюдаться, ниже. Следовательно, экспериментатор будет иметь более низкую вероятность наблюдения мира, в котором он выживает, чем более ранний мир, в котором он ставил эксперимент.^[14] На эту же проблему приведенной меры указал Лев Вайдман в Стэнфордская энциклопедия философии.^[21] В статье 2001 г. «Вероятность и многомировая интерпретация квантовой теории» Вайдман пишет, что агент не должен соглашаться на квантовый самоубийственный эксперимент: «Большие« меры »миров с мертвыми преемниками - это веская причина не делать этого. играть." Вайдман утверждает, что мгновенность смерти может показаться подразумевающей субъективное выживание экспериментатора, но, тем не менее, нормальные вероятности должны применяться даже в этом особом случае: «[в самом деле, мгновенность затрудняет установление постулата вероятности, но после того, как он был оправдан в широком диапазоне других ситуаций, естественно применять этот постулат для всех случаев ".^[22]

В своей книге 2013 года Эмерджентная мультивселеннаяДэвид Уоллес полагает, что причины для ожидания субъективного выживания в мысленном эксперименте «на самом деле не выдерживают тщательного изучения», хотя он признает, что «вероятно, было бы справедливо сказать [...], что именно потому, что смерть является философски сложной, моя возражения не являются полным опровержением ". Помимо повторного утверждения, что, похоже, нет мотива для рассуждений в терминах ожиданий опыта вместо ожиданий того, что произойдет, он предлагает теоретико-решающий Анализ показывает, что «агент, который предпочитает определенную жизнь верной смерти, рационально вынужден предпочесть жизнь в тяжелых ветвях и смерть в легких ветвях противоположному».^[3]

Физик Шон М. Кэрролл, другой сторонник многомировой интерпретации, утверждает относительно квантового самоубийства, что ни опыт, ни вознаграждение не следует рассматривать как разделяемые между будущими версиями самого себя, поскольку они становятся отдельными личностями, когда мир разделяется. Далее он заявляет, что нельзя выделить некоторые будущие версии себя как «действительно вы» среди других, и что квантовое самоубийство по-прежнему прекращает существование некоторых из этих будущих «я», против которых стоит возразить, как если бы существовал единственный Мир.^[23]

Анализ скептиками многомировой интерпретации

Космолог Энтони Агирре, хотя лично скептически относится к большинству отчетов о многомировая интерпретация, в его книге Космологические коаны пишет, что «[п] возможно, реальность на самом деле такая странная, и мы действительно субъективно« переживаем »любую форму смерти, которая является как мгновенной, так и двоичной». Однако Агирре отмечает, что большинство причин смерти не соответствуют этим двум требованиям: «Если есть степени выживаемости, все обстоит совсем иначе». Если бы потеря сознания была бинарной, как в мысленном эксперименте, квантовый эффект самоубийства помешал бы наблюдателю субъективно заснуть или пройти анестезию - состояния, при которых умственная деятельность значительно снижается, но не отменяется полностью. Следовательно, по большинству причин смерти, даже внешне внезапной, если квантовый эффект самоубийства верен, наблюдатель с большей вероятностью постепенно скатится в ослабленное состояние сознания, чем останется полностью бодрствующим каким-то очень невероятным образом. Агирре далее утверждает, что квантовое самоубийство в целом можно охарактеризовать как своего рода сокращение до абсурда против нынешнего понимания как многомировой интерпретации, так и теории разума. Наконец, он выдвигает гипотезу о том, что иное понимание отношений между разумом и временем должно устранить причудливые последствия необходимого субъективного выживания.^[4]

Физик и писатель Филип Болл, критик многомировой интерпретации, в своей книге За пределами странного описывает квантовый эксперимент с самоубийством как «когнитивно нестабильный» и иллюстрирующий трудности теории многих миров с вероятностями. Признавая аргумент Льва Вайдмана о том, что экспериментатор должен субъективно ожидать результатов пропорционально «мере существования» миров, в которых они происходят, Болл в конечном итоге отвергает это объяснение. «Что все это сводится к интерпретации вероятностей в MWI. Если все результаты происходят со 100% вероятностью, то где же тогда вероятностный характер квантовой механики?» Более того, Болл объясняет, что такие аргументы подчеркивают то, что он считает другой серьезной проблемой многомировой интерпретации, связанной, но не зависящей от проблемы вероятности: несовместимость с понятием самости. Болл приписывает большинство попыток обоснования вероятностей в многомировой интерпретации «утверждением, что квантовые вероятности - это именно то, на что похожа квантовая механика. когда сознание ограничено только одним миром«но это» на самом деле нет значимого способа объяснить или оправдать такое ограничение ». Перед выполнением квантового измерения экспериментатор« Алиса до »не может использовать квантовую механику, чтобы предсказать, что с ней произойдет, таким образом, чтобы могут быть сформулированы - потому что нет никакого логического способа говорить о «ней» в любой момент, кроме сознательного настоящего (которое в безумно расщепляющейся вселенной не существует). Поскольку логически невозможно связать восприятие Алисы до и Алисы После [эксперимента] «Алиса» исчезла. [...] [MWI] устраняет любое связное понятие о том, что мы можем испытать, или пережили, или переживаем прямо сейчас ».^[24]

Философ науки Питер Дж. Льюис, также критик многомировой интерпретации, считает мысленный эксперимент в целом примером трудности приспособления вероятность в рамках многомировой структуры: «Стандартная квантовая механика дает вероятности для различных будущих событий, и эти вероятности могут быть введены в соответствующую теорию принятия решений. Но если каждое физически возможное последствие текущего положения дел обязательно произойдет, на каком основании я должен решить, что делать? Например, если я направлю пистолет себе в голову и спущу курок, похоже, что теория Эверетта влечет за собой, что я обязательно выживу - и что я обязательно умру. меньше всего беспокоит и, возможно, выводит из строя рационально.^[25] В его книге Квантовая онтологияЛьюис объясняет, что для вывода аргумента субъективного бессмертия из теории многих миров необходимо принять понимание вероятности - так называемый подход «подсчета ветвей», при котором наблюдатель может осмысленно спросить, «какой пост -измерительная ветвь, в которой я окажусь? " - что исключается экспериментальными, эмпирическими данными, поскольку дает вероятности, не совпадающие с хорошо подтвержденными Родившееся правило. Вместо этого Льюис определяет в теоретико-аналитическом анализе Дойча-Уоллеса наиболее многообещающий (хотя, по его мнению, неполный) способ рассмотрения вероятностей в многомировой интерпретации, в которой невозможно подсчитать ветви (и, аналогично, лиц, которые "попадают" на каждую ветку). Льюис заключает, что «аргумент бессмертия, возможно, лучше всего рассматривать как драматическую демонстрацию фундаментального конфликта между интуитивным подсчетом ветвей (или подсчетом людей) относительно вероятности и теоретическим подходом к принятию решений. Теория многих миров, в той степени, в которой то, что это жизнеспособно, не означает, что вы должны жить вечно ".^[26]

Смотрите также

Мультивселенная

Примечания

^ Самый простой пример - оружие, запускаемое двухуровневая система. Шредингер описал его как детектор радиоактивного распада, в то время как Моравец был устройством, измеряющим значение вращения протонов.
^ Это не единодушно согласовано. Себенс аргументирует, что будет подробно инфра, что смерть должна быть мгновенной, а не просто быстрее, чем мозг может обработать результат эксперимента.
^ Под "правилом интенсивности" Льюис и Папино подразумевают Родившееся правило, правило, используемое для распределения вероятностей в квантово-механических событиях.
^ Под «причиной неприятностей» Себенс подразумевает нарушение ожиданий необходимого субъективного выживания.