The Many Worlds Interpretation of Quantum Physics

De interpretatie van de vele werelden (MWI) is een theorie binnen de kwantumfysica die bedoeld is om het feit te verklaren dat het universum enkele niet-deterministische gebeurtenissen bevat, maar de theorie zelf is volledig deterministisch. In deze interpretatie splitst het universum zich telkens wanneer een "willekeurige" gebeurtenis plaatsvindt, tussen de verschillende beschikbare opties. Elke afzonderlijke versie van het universum bevat een andere uitkomst van die gebeurtenis. In plaats van één continue tijdlijn lijkt het universum onder de interpretatie van de vele werelden meer op een reeks takken die zich afsplitsen van een boomtak.

De kwantumtheorie geeft bijvoorbeeld de waarschijnlijkheid aan dat een individueel atoom van een radioactief element zal vergaan, maar er is geen manier om precies te zeggen wanneer (binnen die reeksen van waarschijnlijkheden) dat verval zal plaatsvinden. Als je een stel atomen van radioactieve elementen had met een kans van 50% om binnen een uur te vervallen, dan zou binnen een uur 50% van die atomen vervallen zijn. Maar de theorie vertelt niets precies over wanneer een bepaald atoom zal vergaan.

Volgens de traditionele kwantumtheorie (de Kopenhagen-interpretatie) is er geen manier om te bepalen of het vervallen is of niet totdat de meting voor een bepaald atoom is uitgevoerd. Volgens de kwantumfysica moet je in feite de atomen behandelen als deze zich in een superpositie van toestanden bevinden - zowel vervallen als niet vervallen. Dit culmineert in het kattengedachte-experiment van de beroemde Schroedinger, dat de logische tegenstrijdigheden toont bij het letterlijk toepassen van de Schroedinger-golffunctie.

De interpretatie van de vele werelden neemt dit resultaat en past het letterlijk toe, de vorm van het Everett-postulaat:

Everett Postulaat
Alle geïsoleerde systemen evolueren volgens de Schroedinger-vergelijking

Als de kwantumtheorie aangeeft dat het atoom zowel vervallen als niet vervallen is, concludeert de interpretatie van de vele werelden dat er twee universums moeten bestaan: een waarin het deeltje is vervallen en een waarin het niet is vervallen. Het universum vertakt zich daarom elke keer dat een kwantumgebeurtenis plaatsvindt, waardoor een oneindig aantal kwantumuniversums wordt gecreëerd.

Het postulaat van Everett impliceert in feite dat het hele universum (als een enkel geïsoleerd systeem) continu bestaat in een superpositie van meerdere toestanden. Er is geen punt waar de golffunctie ooit in het universum instort, omdat dat zou betekenen dat een deel van het universum de golffunctie van Schroedinger niet volgt.

Geschiedenis van de interpretatie van de vele werelden

De interpretatie van vele werelden werd gecreëerd door Hugh Everett III in 1956 in zijn proefschrift, De theorie van de Universal Wave-functie. Het werd later gepopulariseerd door de inspanningen van natuurkundige Bryce DeWitt. In de afgelopen jaren is een aantal van de meest populaire werken van David Deutsch geweest, die de concepten van de interpretatie van de vele werelden heeft toegepast als onderdeel van zijn theorie ter ondersteuning van kwantumcomputers.

Hoewel niet alle natuurkundigen het eens zijn met de interpretatie van de vele werelden, zijn er informele, onwetenschappelijke peilingen geweest die het idee hebben bevestigd dat het een van de dominante interpretaties is die door natuurkundigen wordt geloofd, waarschijnlijk net achter de interpretatie en decoherentie van Kopenhagen. (Zie de introductie van dit Max Tegmark-artikel voor een voorbeeld. Michael Nielsen schreef een blogpost uit 2004 (op een website die niet meer bestaat) die - bewaakt - aangeeft dat de interpretatie van de vele werelden niet alleen door veel natuurkundigen wordt geaccepteerd, maar dat was ook het sterkst niet leuk gevonden kwantumfysica interpretatie. Tegenstanders zijn het er niet alleen mee oneens, ze maken er principieel bezwaar tegen.) Het is een zeer controversiële benadering, en de meeste natuurkundigen die in de kwantumfysica werken, lijken te geloven dat tijd besteden aan het in twijfel trekken van de (in wezen niet-testbare) interpretaties van de kwantumfysica tijdverspilling.

Andere namen voor de interpretatie van de vele werelden

De interpretatie van de vele werelden heeft verschillende andere namen, hoewel het werk in de jaren 60 en 70 van Bryce DeWitt de naam "vele werelden" populairder heeft gemaakt. Enkele andere namen voor de theorie zijn de formulering van de relatieve toestand of de theorie van de universele golffunctie.

Niet-fysici zullen soms de bredere termen multiversum, megaverse of parallelle universums gebruiken wanneer ze het hebben over de interpretatie van de vele werelden. Deze theorieën omvatten meestal klassen van fysische concepten die meer omvatten dan alleen de soorten "parallelle universums" die worden voorspeld door de interpretatie van de vele werelden.

Veel werelden interpretatie mythen

In science fiction hebben dergelijke parallelle universums de basis gelegd voor een aantal geweldige verhaallijnen, maar het feit is dat geen van deze een sterke basis heeft voor wetenschappelijke feiten om een ​​zeer goede reden:

De interpretatie van de vele werelden maakt op geen enkele manier communicatie mogelijk tussen de parallelle universums die het voorstelt.

De universums, eenmaal gesplitst, zijn volledig verschillend van elkaar. Nogmaals, science fiction-auteurs zijn erg creatief in het bedenken van manieren om dit te omzeilen, maar ik ken geen degelijk wetenschappelijk werk dat heeft aangetoond hoe parallelle universums met elkaar konden communiceren.

Uitgegeven door Anne Marie Helmenstine