Квантовая философия - Quantum Philosophy

Квантовая философия книга физика 2002 г. Роланд Омнес, в котором он стремится показать читателю-неспециалисту, как современные разработки в квантовая механика позволяют восстановить наш здравый смысл в видении мира.

Содержание книги

Раздел I - обзор математики, эпистемологии и естественных наук от классического 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 характером предмета изучения.
Раздел III. - центральный раздел книги, в котором представлено восстановление здравого смысла, как описано ниже.
Раздел IV. - краткий раздел размышлений о возможных будущих шагах.

Краткое изложение основного аргумента Омнеса

Проект Омнеса не совсем такой, как кажется на первый взгляд. Он не пытается показать, что саму квантовую механику можно понять в рамках здравого смысла, как раз наоборот. Он утверждает, что современная наука неизбежно становится все более и более формальной и все более и более удаленной от здравого смысла, поскольку она стремится сделать себя точным отражением физического мира. Но он утверждает, что сейчас мы подошли достаточно близко к масштабированию `` великолепных пиков '' формальной математики, необходимых для описания реальности, чтобы одна вещь, наконец, стала ясной: теперь можно продемонстрировать формально и, исходя из основополагающих принципов квантовая механика, согласно которой законы классической логики, классической вероятности и классической динамики применяются к объектам на макроскопическом уровне.

Как поясняет Омнес, это полная противоположность классическому эпистемологический проект. До сих пор всегда было необходимо получить доступ к реальности, прежде всего предполагая законы классического здравого смысла. Теперь, наконец, мы можем войти в мир либо на формальном уровне, либо на классическом уровне, и мы обнаруживаем, что каждое влечет за собой другое: эксперимент привел к квантовому формализму; квантовый формализм теперь, наконец, позволяет восстановить рамки классических рассуждений, в которых 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 (например, коллапс волновой функции, или его чуть более формальная сестра, редукция волновой функции) больше не нужны. Классическое поведение теперь можно восстановить в системе, полностью описываемой одним, унитарный (обратимая во времени) волновая функция.

Математические разработки, которые позволили достичь этого прогресса, имели место в двух областях: квантовая декогеренция и последовательные истории подход к квантовой механике.

Подход согласованной истории делает математически явным, какие наборы классических вопросов можно последовательно задать одной квантовой системе и, наоборот, какие наборы вопросов принципиально несовместимы и, следовательно, бессмысленны, когда их задают вместе. Таким образом, мы можем формально продемонстрировать, почему именно вопросы Эйнштейн, Подольский и Розен Предполагается, что можно спросить вместе, об одной квантовой системе, просто нельзя спросить вместе. С другой стороны, мы можем продемонстрировать, что классические логические рассуждения часто применимы даже к квантовым экспериментам - но теперь мы можем быть математически точными в отношении границ классической логики.

С другой стороны, квантовая декогеренция (в сочетании с подходом последовательной истории) восстанавливает классическое поведение на макроскопическом уровне. Формальная математика этого подхода позволяет нам, наконец, продемонстрировать, что это невозможно (или, скорее, массово маловероятно) для макроскопического Кот Шредингера существовать дольше ничтожного времени (связанного с макроскопическим временем диссипации энергии с коэффициентом, включающим квадрат Постоянная планка ) в квантовой суперпозиции своих $| жив$ и $| мертвый$ . состояния. Даже для кошки, изолированной от остальной Вселенной, и даже без наблюдателя, в квантовом состоянии всей кошки так много неизвестных, что соответствующая математика определяет, что только обычно наблюдаемые классические состояния кошки вообще вероятны, за исключением самых коротких временных масштабов. Формально это рассуждение развивается в теория измерений и применяется к любому макроскопическому измерительному устройству без переохлаждения, независимо от того, есть ли наблюдатель, который за ним следит.

Соавторы

Омнес поясняет, что другие внесли существенный вклад в исследования, описанные 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). Переведен на персидский Р. Рокнизаде и опубликован в 2016 г. в Иране.