Квантовое самоубийство и бессмертие - Quantum suicide and immortality
Квантовое самоубийство - это мысленный эксперимент в квантовой механике и философии физики . Предположительно, он может фальсифицировать любую интерпретацию квантовой механики, кроме интерпретации множества миров Эверетта , посредством вариации мысленного эксперимента с кошкой Шредингера с точки зрения кошки. Квантовое бессмертие относится к субъективному опыту выживания при квантовом самоубийстве. Иногда предполагают, что эта концепция применима и к реальным причинам смерти .
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 его, особенно в популяризированных методах лечения, подчеркивают, что он опирается на надуманные, идеализированные обстоятельства, которые могут быть невозможны или чрезвычайно трудны для реализации в реальной жизни, и что его теоретические предпосылки вызывают споры даже среди сторонников теории. многомировая интерпретация. Таким образом, как предупреждает космолог Энтони Агирре , «[...] было бы крайне глупо (и эгоистично) позволить этой возможности руководить своими действиями в любом жизненно важном вопросе».
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 тому пути, который не ведет к смерти». 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, это то, что большинство ваших копий умрет, что вряд ли является рациональной целью ».
Среди ученых мысленный эксперимент был введен Юаном Сквайрсом в 1986 году. Впоследствии он был независимо опубликован Хансом Моравеком в 1987 году и Бруно Маршалом в 1988 году; он был также описан Хью Прайсом в 1997 году, который приписал его Дитеру Зе , и независимо официально представлен Максом Тегмарком в 1998 году. Позже он обсуждался философами Питером Дж. Льюисом в 2000 году и Дэвидом Льюисом в 2001 году.
Мысленный эксперимент
Мысленный эксперимент с квантовым самоубийством включает в себя устройство, подобное коту Шредингера - ящик, который убивает обитателя в заданный период времени с вероятностью половинной из-за квантовой неопределенности . Единственное отличие состоит в том, что экспериментатор, записывающий наблюдения, должен находиться внутри коробки. Смысл этого в том, что кто-то, чья жизнь или смерть зависит от кубита, может различать интерпретации квантовой механики . По определению, фиксированные наблюдатели не могут.
В начале первой итерации при обеих интерпретациях вероятность выживания в эксперименте составляет 50%, что определяется квадратом нормы волновой функции . В начале второй итерации, если предположить, что единственная интерпретация квантовой механики (например, широко распространенная копенгагенская интерпретация ) верна, волновая функция уже схлопнулась ; таким образом, если экспериментатор уже мертв, вероятность выживания для любых дальнейших итераций составляет 0%. Однако, если многомировая интерпретация верна, обязательно существует суперпозиция живого экспериментатора (как и того, кто умирает). Теперь, исключая возможность жизни после смерти , после каждой итерации только одна из двух суперпозиций экспериментатора - живая - способна получить какой-либо сознательный опыт. Если оставить в стороне философские проблемы, связанные с индивидуальной идентичностью и ее постоянством , в рамках 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 версия экспериментатора, возникают по квантовой необходимости (согласно многомировой интерпретации), отсюда следует, что их выживание после любого возможного числа итераций физически необходимо; отсюда и понятие квантового бессмертия .
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, вышеупомянутый сценарий обладает противоположным свойством: вероятность того, что одна из версий выживает экспериментатор, обязательно равна единице для любого количества итераций.
В книге Нашей математическая Вселенной , Тегмарк выкладывает три критерия , которые, в абстрактном, самоубийца эксперимент квант должен выполнить:
- Генератор случайных чисел должен быть квантовым, а не детерминированным, чтобы экспериментатор входил в состояние суперпозиции мертвого и живого.
- Экспериментатор должен оказаться мертвым (или, по крайней мере, потерять сознание) в масштабе времени короче, чем тот, на котором он может узнать результат квантового измерения.
- Эксперимент должен быть практически уверен в том, что убьет экспериментатора, а не просто нанесет ему вред.
Анализ реальной осуществимости
Отвечая на вопросы о «субъективном бессмертии» от обычных причин смерти, Тегмарк предположил, что недостаток этого рассуждения состоит в том, что смерть не является бинарным событием, как в мысленном эксперименте; это прогрессивный процесс с континуумом 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. Ссылаясь на вышеупомянутые критерии, он уточняет следующее: «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 ".
Комментарий Дэвида Льюиса и последующая критика
Философ Дэвид Льюис исследовал возможность квантового бессмертия в лекции 2001 года под названием «Сколько жизней у кота Шредингера?», Своей первой - и последней, из-за его смерти менее чем через четыре месяца после - академической попытки в области интерпретации квантовая механика . В лекции, опубликованной посмертно в 2004 году, Льюис отверг многомировую интерпретацию, допустив, что она предлагает первоначальную теоретическую привлекательность, но также утверждает, что она страдает непоправимыми недостатками, в основном касающимися вероятностей, и пришел к предварительному одобрению теории Гирарди-Римини-Вебера. теория вместо этого. 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 из них - 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 относится к хорошему здоровью или неприкосновенности. Это приведет к кумулятивному ухудшению состояния, которое на неопределенное время прекратится незадолго до смерти.
В интервью для книги 2004 года «Кролики Шредингера» Тегмарк отверг этот сценарий по той причине, что «угасание сознания - это непрерывный процесс. Хотя я не могу испытать мировую линию, в которой я полностью отсутствую, я могу войти в ту, в которой моя скорость мысли уменьшается, мои воспоминания и другие способности исчезают [...] [Тегмарк] уверен, что даже если он не может умереть сразу, он может мягко исчезнуть ». В той же книге философ науки и сторонник многих миров Дэвид Уоллес подрывает аргументы в пользу квантового бессмертия в реальном мире на том основании, что смерть можно понимать как континуум убывающих состояний сознания не только во времени, как утверждает Тегмарк: но также и в космосе: «наше сознание не находится в одной уникальной точке мозга, но, по-видимому, является своего рода эмерджентным или целостным свойством достаточно большой группы нейронов [...] наше сознание может быть не в состоянии выйти наружу. как свет, но он может экспоненциально угасать, пока практически не исчезнет ".
Непосредственно отвечая на лекцию Льюиса, британский философ и сторонник многомиров Дэвид Папино , находя другие возражения Льюиса против многомировой интерпретации отсутствующими, решительно 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 дальше» вместо более очевидного «что будет дальше, независимо от того, испытает он это или нет». Он пишет: «[...] отнюдь не очевидно, почему эвереттианцы должны модифицировать свое правило интенсивности таким образом. Для них кажется совершенно открытым применить правило неизменной интенсивности в ситуациях жизни и смерти, как и в других местах. .Если они сделают это, то они могут ожидать, что все фьючерсы пропорциональны их интенсивности, независимо от того, содержат ли эти фьючерсы каких-либо из их живых преемников. экспериментируйте, вам следует ожидать появления будущей ветви, в которой вы погибнете, в той же степени, в какой вы ожидаете будущую ветвь, в которой вы выживете ».
На аналогичной ноте, цитируя позицию Льюиса о том, что смерти не следует ожидать как переживания, 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 применимы 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 оптимистичными 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 могли вызывать проблемы? Я думаю, что нет. Если вы выживете, вы можете подумать, какие степени доверия вам следовало бы присвоить во время короткий период после разделения, когда вы сосуществовали с другими копиями ".
В статье в журнале Ratio философ Иштван Араньоси , отмечая, что «[] противоречие между идеей о том, что состояния являются как действительными, так и вероятными, 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 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 никогда не должен ожидать серьезного заболевания в первую очередь, или картина «кратковременной жизни», 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 (т.е. их разъединение) действительно получают львиную долю, что очень обнадеживает ".
Анализ других сторонников многомировой интерпретации
Физик Дэвид Дойч , хотя и является сторонником многомировой интерпретации, заявляет относительно квантового самоубийства, что «такой способ применения вероятностей не следует напрямую из квантовой теории, как обычный. Он требует дополнительного предположения, а именно, что при принятии решений следует игнорировать истории, в которых лицо, принимающее решение, отсутствует ... [Я] думаю, это предположение неверно ".
Тегмарк теперь считает, что экспериментаторам следует ожидать только нормальной вероятности выживания, а не бессмертия. Амплитуда вероятности экспериментатора в волновой функции значительно уменьшается, что означает, что они существуют с гораздо более низкой мерой, чем раньше. Согласно антропному принципу , человек с меньшей вероятностью окажется в мире, где он с меньшей вероятностью будет существовать, то есть в мире с более низкой мерой 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. На ту же проблему редуцированной 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 квантовый самоубийственный эксперимент: «Большие« меры »миров с мертвыми преемниками - это веская причина не делать этого. играть." Вайдман утверждает, что может показаться, что именно мгновенность смерти подразумевает 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 применять этот постулат для всех случаев ».
В своей книге 2013 года «Эмерджентная мультивселенная» 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 сложна с философской точки зрения, мои возражения не могут быть опровержением ". Помимо повторного утверждения, что, по-видимому, нет мотива для рассуждений в терминах ожиданий опыта вместо ожиданий того, что произойдет, он предполагает, что теоретический анализ решений показывает, что «агент, который предпочитает определенную жизнь верной смерти, рационально вынужден предпочитать жизнь в тяжелых ветвях и смерть в легких ветвях противоположному. "
Физик Шон М. Кэрролл , еще один сторонник многомировой интерпретации, утверждает относительно квантового самоубийства, что ни опыт, ни вознаграждение не следует рассматривать как разделенные между будущими версиями самого себя, поскольку они становятся отдельными личностями, когда мир раскалывается. 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.
Анализ скептиками многомировой интерпретации
Космолог Энтони Агирре , хотя лично скептически относится к большинству описаний многомировой интерпретации, в своей книге Cosmological Koans пишет, что «[p] возможно, реальность на самом деле такая странная, и мы действительно субъективно« переживаем »любую форму смерти, которая является одновременно мгновенный и двоичный ". Однако Агирре отмечает, что большинство причин смерти не удовлетворяют этим двум требованиям: «Если есть степени выживания, 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, условия, 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 ускользнет в ослабленное состояние сознания, чем останется полностью бодрствующим каким-то очень невероятным способом. Агирре далее утверждает, что квантовое самоубийство в целом можно охарактеризовать как своего рода reductio ad absurdum против нынешнего понимания как многомировой интерпретации, так и теории разума. Наконец, он выдвигает гипотезу о том, что иное понимание взаимосвязи 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 вероятностей многих миров. 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 это сводится к интерпретации вероятностей в MWI. Если все исходы 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 независимой от проблемы вероятности: несовместимость с понятием самости. Болл приписывает большинство попыток обоснования вероятностей в интерпретации многих миров «утверждению, что квантовые вероятности - это именно то, на что похожа квантовая механика, когда сознание ограничено только одним миром », но что «на самом деле нет значимого способа объяснить или оправдать такие ограничение ". Перед выполнением квантового измерения «Алиса перед« экспериментатором »не может использовать квантовую механику, чтобы предсказать, что с ней произойдет, в понятной форме - потому что нет логического способа говорить о« ней »в любой момент, кроме сознательное настоящее (которое в безумно расщепляющейся вселенной не существует) .Потому что логически невозможно связать восприятие Алисы до и Алисы После [эксперимента] «Алиса» исчезла. [...] [ MWI] устраняет любое связное представление о том, что мы можем испытать, или пережили, или переживаем прямо сейчас ».
Философ науки Питер Дж. Льюис, критик многомировой интерпретации, считает мысленный эксперимент в целом примером сложности согласования вероятности в рамках многомировой структуры: «Стандартная квантовая механика дает вероятности для различных будущих событий. , и эти вероятности могут быть использованы в соответствующей теории принятия решений. Но если все физически возможные последствия текущего положения дел неизбежны, на каком основании я должен решать, что делать? голову и нажмите на курок, похоже, что теория Эверетта влечет за собой, что я обязательно выживу - и что я обязательно умру. Это, по крайней мере, беспокоит и, возможно, выводит из строя рационально ». В своей книге « Квантовая онтология» Льюис объясняет, что для вывода аргумента субъективного бессмертия из теории многих миров необходимо принять понимание вероятности - так называемый подход «подсчета ветвей», в котором наблюдатель может осмысленно спросите: "На какой ветке после измерения я окажусь?" - это исключается экспериментальными, эмпирическими данными, поскольку дает вероятности, не совпадающие с хорошо подтвержденным правилом Борна . 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" в каждую ветку). Льюис заключает, что «аргумент о бессмертии, возможно, лучше всего рассматривать как драматическую демонстрацию фундаментального конфликта между интуитивным подсчетом ветвей (или подсчетом людей) относительно вероятности и теоретическим подходом к принятию решений. то, что это жизнеспособно, не означает, что вы должны жить вечно ".