¿Qué limita la causalidad en la interpretación de muchos mundos (MWI)?

En principio, no hay nada en el MWI que impida la comunicación entre las diferentes ramas de la función de onda. De hecho, se publicó un artículo (bastante controvertido) en Foundations of Physics en 1997 con una propuesta para un experimento para probar esta misma posibilidad arXiv link .

Hay otras propuestas, incluidas varias de David Deutsch, que explotan la posibilidad de efectos de interferencia entre las ramas de la función de onda para probar el MWI contra Copenhague y otras interpretaciones en competencia.

El problema es que todas estas pruebas están (hasta ahora) completamente más allá de nuestra capacidad experimental o son lo suficientemente costosas/difíciles de realizar que (hasta donde yo sé) nadie ha intentado realizarlas. Ojalá algún día estemos lo suficientemente avanzados para remediar esta situación, pero no creo que sea muy pronto.

El problema principal es que una vez que ha permitido que ocurra la decoherencia, la superposición entre los dos estados es increíblemente pequeña, lo que hace que la comunicación sea increíblemente difícil. Las pruebas de esta naturaleza generalmente implican poner objetos macroscópicos en superposición, algo que actualmente está muy lejos de nuestras capacidades como especie.

Es mi opinión que la razón es la siguiente. La evolución del tiempo es solo una ilusión, las versiones futuras de ti simplemente existen. Lo que llamamos evolución temporal según la ecuación de Schrödinger no es realmente una evolución temporal en el sentido de que las cosas cambian. Nada cambia, solo tenemos el mismo multiverso eterno estático. Todo lo que está haciendo es realizar un cambio de base para extraer la información sobre sus otras copias llamadas "evolucionadas en el tiempo" en el multiverso. En el caso genérico, hay múltiples observadores que tienen la misma información sobre lo que perciben como "el pasado".

En esta imagen, la noción de que un observador pueda influir en otro observador que comparte el mismo pasado no tiene sentido, ya que existen a priori en un multiverso estático. Cada momento que experimentas es un tú diferente que vive en un sector diferente del mismo multiverso estático.

No necesitamos preocuparnos por todo el universo aquí: podemos comenzar con un solo lanzamiento de moneda cuántica en un laboratorio sellado y continuar desde allí.

Si cree que puede considerar una sola partícula de forma aislada, no puede comprender el método completo mediante el cual se forman mundos separados en el MWI. Sería como si intentaras usar la interpretación de Copenhague sin tener un aparato clásico o cualquier tipo de dispositivo de medición.

El vector de estado evoluciona y se puede influir en su evolución: uno de los mes en este laboratorio después del primer lanzamiento de moneda puede encender y apagar los imanes, etc., hacer lo que quiera. Incluso podría hacer estallar una bomba de hidrógeno en medio del laboratorio.

El hecho de que el lanzamiento de la moneda caiga en diferentes lados significa que el espacio de configuración tiene una moneda cara arriba en una opción y una moneda cara abajo en la otra. Lo que significa que las configuraciones no se superponen.

La onda asigna un número complejo (y un estado de espín) a cada configuración de todas las partículas. Si hay$n$partículas que hay$3n$a cada configuración se le asignan coordenadas y un número complejo. Si la moneda sale cara, entonces tienes una configuración distinta de cero con un cierto número de partículas a cierta distancia por encima del centro de masa. Si es cruz, tiene un número diferente a cierta distancia por encima del centro de masa. Son configuraciones diferentes. Dondequiera que estén las otras partículas, la configuración es la de las partículas en la moneda en algún lugar y si la moneda es diferente, la configuración total es diferente. Si la configuración total es diferente no interfieren y son ortogonales.

Así es exactamente como se forman los diferentes mundos en primer lugar. Muchas otras partículas se mueven de manera diferente en función de cómo las partículas originales cambian su configuración individual y, por lo tanto, la configuración total se desvía hacia regiones del espacio de configuración y se vuelve imposible, ya sea en la práctica o por accidente, volver a superponerse.

¿Qué le impide hacer cambios que el otro "él" pueda percibir?

La moneda que está en una posición diferente es suficiente.

Parece que haga lo que haga, solo puede afectar el estado relativo del laboratorio en relación con él, y no el del otro tipo.

Sí, si la moneda está en un positrón diferente, no pueden interferir. Y si miraste la moneda y la notaste, ahora tu cerebro es diferente. Entonces existe el mismo problema. Y no importa, incluso si pudieras olvidarlo, diferentes moléculas de aire han rebotado en él y es demasiado difícil eliminar todo rastro de los efectos de los dos lanzamientos de monedas diferentes.

Puede hacer que el vector de estado se mueva, pero solo en un subespacio que el otro no conoce.

Correcto.

El MWI generalmente se expresa en términos de información y observaciones.

Pensé que bit era común expresarlo en términos de la ecuación de Schrödinger y cómo se ven sus soluciones.

Pero parece que las mismas reglas deben aplicarse en la otra dirección, es decir, la causalidad también debe restringirse. De alguna manera la causalidad, además de la observación, es también una especie de enredo.

No existe una causalidad separada, existe la evolución según la ecuación de Schrödinger. La causalidad puede considerarse un juego de culpas. Las cosas terminan de cierta manera porque fueron de cierta manera. Su estado cerebral más el entorno con el que interactuó determinan la evolución futura. Por lo tanto, es fácil culpar, cerebros diferentes evolucionarían de manera diferente, evolucionarían para hacer cosas diferentes.

El hecho de que el cerebro tenga que cambiarse a sí mismo para reaccionar ante diferentes situaciones limita su capacidad para volver a fusionar mundos diferentes.

Puedo decirte lo difícil que es volver a fusionar mundos diferentes, pero entonces podrías ir demasiado lejos y no darte cuenta de cómo suceden los efectos cuánticos. ¿Cómo, por ejemplo, puede un electrón interferir en absoluto?

Aquí, la teoría dBB es útil. Tiene configuraciones que evolucionan en el tiempo de una manera guiada por la función de onda. La ruta particular no es importante para MWI, pero al menos le permite imaginar una ruta en el espacio de configuración donde el cambio en las coordenadas de cada partícula depende de 1) su impulso (determinado por cómo cambia la fase de la onda en las direcciones en configuración espacio correspondiente a esa partícula) y 2) las fuerzas sobre la partícula que están determinadas por a) las fuerzas clásicas que esperaría de esa configuración yb) el potencial cuántico determinado por la onda.

Entonces, lo que sucede es que puedes imaginar una densidad de configuraciones y la variación de densidad ejerce fuerzas en cada configuración que, combinada con la velocidad de esa configuración (determinada por la fase), hace que las configuraciones cambien.

Cuando llegas, digamos, a una barrera, las configuraciones con la partícula más cercana a la barrera se ralentizan, lo que significa que las que están detrás empujan contra ella y, por lo tanto, las que están detrás se ralentizan y la delantera es empujada más adentro de la barrera. Eventualmente, los más adelantados son empujados y los que están más atrás son empujados antes de siquiera acercarse a la barrera.

Pero siempre que haya muchas configuraciones correspondientes a muchas formas en que se configuró la barrera en sí, entonces todos pueden mezclarse, de modo que cuando el haz hace un túnel y se refleja parcialmente a través de muchas barreras en muchos lugares, es posible que se crucen en el espacio de configuración. Y tener dos configuraciones que se acerquen es exactamente la condición que necesita para que un potencial cuántico ejerza una fuerza y ​​haga que la configuración cambie de una manera dependiente del estado en lugar de una forma dependiente de la configuración. Aunque el potencial cuántico.

Entonces pueden ocurrir efectos cuánticos. Pero una vez que las cosas han cambiado lo suficiente como para que casi ninguna configuración permita que los rayos viajen a una región común del espacio de configuración, la pequeña superposición tiene un efecto que se pierde entre los rayos individuales que se afectan a sí mismos y se vuelve imperceptible.

Si el MWI permite la comunicación depende de la definición de comunicación que desee utilizar.

La comunicación en la vida cotidiana es algo así. Tengo información que quiero enviarte. Puedo hacer arreglos para que usted tenga acceso a una copia mientras yo tengo acceso a otra. Por ejemplo, podrá ver esta respuesta a su pregunta en la pantalla de su computadora, mientras que yo podré ver esta respuesta en una pantalla de computadora diferente en otro lugar, por lo que hay al menos dos copias y posiblemente muchas más. En este sentido, la comunicación entre sucursales es imposible en el MWI. Supongamos que en una sucursal de Everett descubro que X, por lo que mi estado es$|X\rangle_{me}$y en otra sucursal me entero de otra cosa$|Y\rangle_{me}$. Luego hago una copia de la información que tengo en cada sucursal para que el estado sea$|X\rangle_{me}|X\rangle_{copy},|Y\rangle_{me}|Y\rangle_{copy}$. En ese caso, se evita la interferencia entre dos versiones diferentes de usted a menos que se deshagan todas las copias de la información.

Si deshace todas las copias y sufre interferencias, entonces el estado final puede depender de ambos$X$y$Y$. Así es como funcionan los algoritmos cuánticos. Sin embargo, no se dará el caso de que cada versión tuya tenga una copia de$X$o$Y$.

Entonces, a menos que por comunicación entienda simplemente "procesamiento de información que involucra tanto$X$y$Y$", entonces la comunicación que involucra a personas en dos ramas diferentes es posible en principio. (En la práctica, no tanto, ya que las copias de la información que tiene no se pueden borrar en la práctica). Si por comunicación se refiere a la comunicación en el sentido ordinario explicado anteriormente, entonces la comunicación entre dos sucursales de Everett es imposible.