Kann die „Viele Welten“-Interpretation der QM richtig sein?

[richy]

Die VWT (und verwandte Interpretationen) machen eine "no collapse" - Annahme, die sie von allen anderen Interpretationen unterscheidet.

Ob man dies so ueberhaupt ausdruecken kann ?
Eine scheinbare Auswahl findet doch auch in den VWI`s statt.
Ganz vereinfacht stelle ich mir hier einen (hochdimensionalen) Koerper in einem Kasten vor, der z.B. seine Lage oder Form aendert. Diese Aenderung treten dann auch in den Projektionen auf die Flaechen des Kastens auf. (Ganz vereinfacht)

Diese Annahme hat weitere physikalische Konsequenzen; u.a. die vollständige Verschränkung des Universums bzw. des Multiversums in diesem Fall.

Siehste das ist schon mal ein Unterschied. Ich meine auch dass hier eine Verschraenkung des Multiversums gemeint ist. Was konkret gemeint ist kann ich mir bisher aber nicht richtig vorstellen. Vielleicht einfach eine zunehmende Verzweigung. Sind die Anzahl Verzweigungen beschraenkt so wird auf einen Endzustand zugesteuert. Das ist auch beim Menschen so. Mit zunehmendem Alter werden die offenen Moeglichkeiten immer geringer. Wahrscheinlich laeuft auch daher die Zeit dann scheinbar immer schneller. Und wie beim Universum ist ein positiver Aspekt, dass dies eine notwendige Bedingung ist die Komplexitaet lokal zu erhoehen. Nicht hinreichend. Ich kann eine Schaltung zusammenloeten oder auf eine solche mit dem Hammer draufhauen. Und nicht jeder Mensch wird Nobelpreistraeger.

Die mathematische Konsequenz der VWT ist die Behauptung, dass eine verschränkte Wellenfunktion PSI(x1,x2 .. xn) niemals wieder faktorisiert.

Ich sehe als mathmatische Konsequenz wie bei der KD erstmal eine analytisch nicht loesbare partielle DGL. Ob folgendes makroskopische Beispiel dazu passt ?
Ich kann mich jederzeit in einen Schroedingerkasten (ohne Praeperat) setzen und den Deckel schliessen. Dann bin ich voellig dekohaerent zum Restuniversum. Ein idealer Schroedingerkasten waere uebrigends ein schwarzes Loch.
Allerdings wuerde ich auf solche Experimente verzichten :-)

Also muss sich das mathematisch prüfen lassen

Schon ein 3 Koerpersystem kannst du nicht mehr berechnen. Aber ok, vielleicht kann man dies dennoch irgendwie pruefen.

Darüber hinaus sehe ich den Widerspruch, dass bei allen Versuchen mit verschränkten Systemen diese Verschränkung mit hohem Aufwand aufrecht erhalten werden muß.

Dazu wieder ein Analogon aehnlich (x+kx,y+ky)
Wir reisen staendig durch Paralleluniversen. Das Universum stellt zu jedem Zeitpunkt ein neues Parallel, besser Serielluniversum dar. Hier stellen sich die selben Fragen, die man teilweise einfach beantworten kann.
Wo kommt die Energie her. Na die ermoeglicht erst die Reise. Keine Energie=>keine Dynamik=>keine Moeglicheiten=>keine Verzweigungen
Woher kommt die ganze Masse fuer das Universum morgen fueh ? Naja bloede Frage nicht ?
Welcher Mechanismus steckt hinter der Zeit oder den Multiversen ?
Da ich B. Heim nicht mehr bemuehen moechte : Keine Ahnung

Mindestens mathematisch müssen diese Universen zugänglich sein, da sie einen gemeinsamen Hilbertraum haben.

Den haben sie doch. Und die Projektion dort koennen wir messen. Dort sieht man noch wie alles zusammengeklebt ist.
Everetts VWI ist schon recht komplex. Es entsteht nicht nur staendig ein neues Universum sondern sogar staendig eine neue "Dimension". Da muss ich dann soundso aussteigen.
Du steigst ja aber gerade ein . Daher :
Gute Reise

[richy]

Ein Link zum Thema :
http://www.thur.de/philo/project/qt.htm

4.4 Dekohärenzkonzept

Seit Beginn der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts neigt sich das Hauptinteresse einer Alternative zur Kopenhagener Deutung zu, die von der einen Seite von Gell-Mann u.a. (siehe Gell-Mann 1994, S. 207ff) und von der anderen Seite von Zeh, Zurek, Joos u.a. entwickelt wurde.

Gell-Mann schildert den Gedanken, auch die Geometrie der Raumzeit des Universums als quantenmechanisch unbestimmt zu behandeln. Dabei bekommt sie eine neue Form von Determiniertheit, die mit Röseberg als Determination vom Typ II bezeichnet werden kann. Gell-Mann nennt dies "Grobkörnigkeit" und stellt fest: "Grobkörnigkeit kann Interferenzterme auswaschen" (Gell-Mann 1994, S. 219) und die Ereignisketten werden "dekohärent" (ebd., S. 220).

Die Dekohärenz der Geschichten (die aufeinanderfolgende angenäherte Position des Schwerpunkts des Objekts im Sonnensystem zu bestimmten Zeitpunkten angeben) ist auf die wiederholten Wechselwirkungen des Objekts mit Dingen [...] zurückzuführen, wie etwa mit den Photonen der Hintergrundstrahlung. (Gell-Mann 1994, S. 223)

Zeh ging ebenfalls davon aus, dass die Superposition nicht nur vom Messgerät zerstört wird, sondern ebenfalls Einflüsse durch die Umgebung zu berücksichtigen sind. Dabei nimmt er an, dass alle möglichen Objekte, ob in der Quanten – oder in der klassischen Welt, ursprünglich verschränkt sind, jedoch durch die ständige gegenseitige Wechselwirkung eine Aufhebung dieser Verschränkung ("Entkopplung" ) (Zeh 1970) stattfindet.

Dadurch hebt sich die Unterscheidung zwischen Quanten- und klassischer Welt auf, für beide der vorher unterschiedenen Bereiche ergibt sich die Quantentheorie als einheitliche theoretische Beschreibung. Die Vorstellung, die Quantenmechanik enthalte die klassische Mechanik als Grenzfall, wird als "Märchen vom klassischen Grenzfall" (Joos 2002, S. 172.) dargestellt.

Zeh spricht deshalb von einer "universellen Gültigkeit der Quantentheorie" (Zeh 1970, S. 72). Er hebt die Isoliertheit des Systems von Objekt und Beobachter auf. Nur für isolierte Systeme gilt die Schrödinger-Gleichung. Wenn wir Wechselwirkungen zwischen Objekten zulassen, werden die Superpositionen aufgehoben. Ihre Kohärenzen verschwinden, es geschieht "Entkopplung" (heute i.a. als "Dekohärenz" bezeichnet). Als besonders wichtige konkrete Wechselwirkungen gelten Streuprozesse (Joos 2002, S. 180).

Abbildung 16: Universell gültige Dekohärenz (aus Joos 2002, S. 175)

Dass sich Quanten- und klassische Welt unterscheiden, wird damit erklärt, dass die Dekohärenzzeit für Objekte unterschiedlicher Massen unterschiedlich ist, so dass die klassische Welt sich viel schneller dekohäriert als die Quantenwelt.

Die von Zeh ausgehende Dekohärenztheorie ersetzt die ad-hoc-Vorstellung vom "Kollaps der Wellenfunktion" durch die Einbeziehung eines Umgebungs-Hamilton-Operators in die Schrödingergleichung. Als System wird dadurch nicht mehr nur das Quantenobjekt oder das Objekt in Einheit mit dem Messgerät, aber ansonsten isoliert von der Umgebung, gesehen – sondern die Umgebungseinflüsse werden in einer Dichtematrix erfasst. Dabei wird nicht mehr zwischen Quanten- und makroskopischer Betrachtungsebene unterschieden.

Dies vorausgesetzt, können wir Dekohärenz beschreiben als Übergang eines superponierten Zustandes zu einem gemischten Zustand (durch Spurbildung), wodurch sich verschiedene Wahrscheinlichkeiten für verschiedene mögliche Messwerte ergeben. Das zeigt sich daran, dass aus der Dichtematrix eine reduzierte Dichtematrix wird, bei der die die Interferenz beschreibenden Außendiagonalterme verschwinden (siehe Formel (16) weiter unten). Zu beachten bleibt, dass wir hier von der Statistik verschiedener Messwerte für ein Objekt (speziell zwar räumlich entfernten, aber korrelierten Zuständen) sprechen, wobei dieses allerdings nicht isoliert, sondern in Wechselwirkung mit der Umwelt betrachtet wird.

Praktisch geht es in der Physik meist darum, die Dekohärenz durch geeignete Fehlerkorrekturverfahren möglichst zu reduzieren, d.h. das Objekt wieder zu isolieren, bzw. durch starke Kühlung die Wechselwirkung zu reduzieren, um Quanteneffekte nutzen zu können (Quantencomputer!). Die zeitliche Veränderung der Dichtematrix kann berechnet werden und es ergeben sich Abhängigkeiten der Dekohärenz von Masse, Temperatur, Abstand der korrelierten Zustände, die zur praktischen Verhinderung der Dekohärenzierung genutzt werden können.

@Roko Steht da nicht gerade das Gegenteil von dem was du zitierst hast ?

Wenn die Vorstellung, dass ein QM-Messprozess zu einer zunehmenden Verschränkung des Universums führt, dann ist es unerklärbar, warum in einer bereits verschränkten Welt noch unabhängige Wellenfunktionen geben kann.

Im Universum nimmt die Verschraenkung ab, weil sich die Teilchen zunehmend gruppieren.
Am Anfang gabs nur Wasserstoff. Ueber das Universum verstreut. Heute gibt es zwar auch nur fast Wasserstoff (ich meine 99%) aber auch komplexere Systeme. Galaxien, Sonnen, Planeten etc

[RoKo]

Hallo Richy,

nach Durchsicht verschiedener Texte schließe ich die Möglichkeit einer Fehlinterpretation nicht aus. Die einzige Fundstelle ist Joos 2008 (o.a.A) :"The essential mechanism defining decoherence is the (irreversible) creation of entanglement between a quantum system and its (quantum)
environment." Zeh spricht hingegen in seinem jüngsten Text von "irreversibler Wechselwirkung"; was wiederum thermodynamisch verständlich ist.

Möglicherweise hat mich auch zara.t auf die falsche Fährte gebracht. Mit diesem hatte ich zuvor im Zeitforum einen längeren Disput, in dem er behauptete

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1515-6 (des Zeitforums):
Nichts ist so sicher wie die Tatsache, daß das gesamte Universum verschränkt ist.

In einem weiteren Posting führte er dann Zeh als "Beweis" an.

Mir erschien diese Behauptung nicht richtig (u.a. auch, weil ich den von dir o.a. Text von Anette Schlemm vor Jahren gelesen hatte). Ich habe mir dann nochmals Schrödingers Aufsatz von 1935 vorgenommen - und danach die Debatte hier angefangen in der Hoffnung, dass hier kompetentere Menschen debattieren. (..was sich bestätigt hat)

Können wir nun ein Facit aus dieser Debatte ziehen?

Deine letzten Sätze waren:

Im Universum nimmt die Verschraenkung ab, weil sich die Teilchen zunehmend gruppieren.
Am Anfang gabs nur Wasserstoff. Ueber das Universum verstreut. Heute gibt es zwar auch nur fast Wasserstoff (ich meine 99%) aber auch komplexere Systeme. Galaxien, Sonnen, Planeten etc

Dieser Ansicht bin ich auch. Wenn das allgemeiner Konsens ist, dann können wir die Debatte hier beenden.

[richy]

Hi Roko
Der Ausdruck "Verschraenkung" ist genauso wie "Superpositionierung=Ueberlagerung" oder gar "komplementaere Groessen=sich ergaenzende Groessen wie Komplementaerfarben" oder "Nichtkontektualitaet" vor allem eines :
Unanschaulich und ungluecklich gewaehlt.
Auch bei "Dekohaerenz" muss ich immer wieder aufpassen. Da wird etwas entkoppelt, entsuperpositioniert also entlagert, aufgespalten, entschraenkt, indem es an etwas ankoppelt. Ist die deutsche Sprache so arm an eindeutigen, praegnanten, anschaulichen Woertern ?

entanglement = phys. Verschränkung
ansonsten
Gewirr
Verfangen {n}
Verwirrung {f}
Verwicklung {f}
Verstrickung {f}
Techtelmechtel {n}
Verflechtung {f} [Machenschaften]

Vor allem "Verwirrung" passt sehr gut nicht :-) Die Quantenverwirrung
Und wenn Verschraenkung eventuell auch auf ein Multiversum bezogen sein koennte ist dieselbe dann auch wie bei "determiniert" fast unausweichlich. Die Verwirrung. Gluecklicherweise gibt es auch die Grad II-Determination
- In der VWI wird dekohaeriert aber nicht entsuperpositioniert oder entschraenkt.
- In der BM gibt es das alles im Grunde gar nicht ?
- In der KD gibt es auf makroskopischer Ebene keine Verschraenkung. D.h. das ist abhaengig davon welche Groesse ich messe.
- In einer 5D Welt ist diese fuer einen 5D Beobachter in gewisser hinsicht determiniert.
Fuer einen 4D Beobachter sein Ausschnitt nicht determiniert ... u.s.w

Wenn man sagt "Objekt und Messanordnung sind miteinander verschraenkt". Das ist ungluecklich ausgedrueckt. Ich meine speziell aus diesem Satz stammt das Missverstaendnis. Zum einen ist dies eine quantenmechanische Ausdrucksweise und dazu eine aus der VWI Sichtweise. Was ist damit gemeint ? Die Welle des Gesamtsystems kollabiert nicht, alles bleibt hochdimensional betrachtet verschraenkt, aber dennoch geht ihr Charakter bei einer Ankopplung an das thermodynamische Gesamtsystem UNIVERSUM verloren. Oder einfacher : Objekt und Messanordnung entwickln sich hin zu einer gemeinsamen Realisierung, Realitaet.
Nichteinmal mein folgender einfachster Einteilungsversuch in dem Zusammenhang kam im Forumr leider nicht so gut an :
VWI : Immer Welle
Bohmsche Mechanik : Immer Teichen
KD : Dualismus oder abhaengig von der Observablen (wie Uli bemerkte)
Und alles drei besachreibt das selbe Objekt.
Und dabei werden Ausdruecke aus voellig untersictlicher Sichtweise bunt gemischt. Man muss also nicht nur aufpassen was jemand sagt, sondern wer das sagt. Toll :-(

Nichts ist so sicher wie die Tatsache, daß das gesamte Universum verschränkt ist.

Welches Universum ? Fuer welches n eines n-Dimensionalen Beobachters ? Verschraenkt in welchem Sinne ? Im Sinne der VWI also einer einzigen nicht kollabierenden Welle ? Ja. Oder im Sinne von Teilchen im Sinne der Bohmschen Mechanik ? Nein. Oder im Sinne von etwas dazwischen ?
Wie gesagt. Die momentante Wortwahl halte ich fuer ungluecklich.

Dieser Ansicht bin ich auch.

Das war eine primitive Beschreibung meinerseits vom Standpunkt der KD aus.
Wenn ich in die Metzgerei gehe bestelle ich ab und zu schon mal faelschlicherweise eine Torussalami.
Aber nur ganz selten die 4D Projekttion einer Hyperraum Wellesalami :-)
Salamis tunneln auch nur sehr selten.
Gruesse

[RoKo]

Nichts ist so sicher wie Tatsache, dass ich nun völlig verwirrt bin.

[richy]

Sorry. Vielleicht mal in Kurzform.
Konvention :
Wir bezeichnen alles, das ueber die Schroedingergleichung gemeinsam beschrieben wird als miteinander verschraenkt.

Die VWI meint: Alles bleibt ueber die Schroedingergleichung verbunden. Alles bleibt Welle.
Also sagt ein VWI Vertreter : Alles in der Welt bleibt miteinander verschraenkt.
Dekohaerenz gibt es dennoch. Die fuehrt lediglich dazu, dass die Welle verschiedenen Welten zugeordnet wird. Dazu muss die Welle natuerlich hochdimensional sein. Makroskopisch nehmen wir die Verschraenkung auch nicht mehr wahr. Die liegt dann im hoeherdimensionalen verborgen. "Messobjekt und Messapperatur sind miteinander verschraenkt" ist daher ungluecklich. Denn die Apperatur ist makroskopisch.

Wieviele Schroedingergleichungen benoetigt man um die Welt zu beschreiben ? Eine einzige. Der Rest ist Randbedingung.
Kurz nach dem Urknall war der Wellencharakter dieser einzigen Welle vielleicht noch am staerksten ausgepraegt. Hier mal ein H-Atoemchen und dort mal eines und alles schoen verteilt. Kaum Verzweigungen in verschiedene Universen. Die Asymetrie und Gravitation machte dem aber schnell ein Ende. Meterie ballt sich zusammen. Es kracht an allen Enden. Das Universum dekohaeriert zusehends. Immer mehr Moeglichkeiten spalten sich ab. (Ich wuerde dies lieber als Projektionen bezeichnen) So wuerde dies ein VW-Interpret beschreiben.

Jemand der die KD vertritt sieht das anders, verwendet aber leider die selben Worte. Da kollabiert die Welle aufgrund der Dekohaerenz. Dann ist die Welle futsch. Der wuerde nicht sagen Alles im Universum ist verschraenkt.
Je nach Geschmack wuerde er vielleicht auch sagen das Universum dekohaeriert lokal zusehends.
Aber gerade deswegen wird das Vorfinden eines verschraenkten Zustandes fuer ihn immer seltener.

Kurz gesagt :
Spricht ein VW-Interpret von verschraenkten makroskopischen Obekten, so meint er eine verborgene Verschraenkung ueber eine hochdimensionale Ebene. Im Prinzip eine Verschraenkung ohne praktische lediglich weltanschaulicher Relevanz. Momentan jedenfalls noch.
Gruesse

[RoKo]

Hallo Richy,

Danke nochmals für deine Mühe. Deine letzte Ausführung zeigt mir aber, dass ich meine Kritik an der VWT (bzw. an der Vorstellung eines vollständig verschränkten Universums) doch aufrecht erhalten muß.

Argument 1: Das Universum startet mit einer Wellenfunktion, die auf einem hochdimensionalen Hilbertraum definiert ist. Die Entwicklung der Wellenfunktion ist vollkommen deterministisch. An ihrem Definitionsraum kann sich daher nichts ändern.

Schlussfolgerung 1: Wenn Argument 1 richtig ist, dann kann die VWT nur besagen, dass sich an bestimmten Entwicklungspunkten der Wellenfunktion des Universums dieses indeterministisch in verschiedene Ortsräume aufspaltet und damit zu einem Multiversum wird.

Bis hierher habe ich noch kein Problem mit der VWT.

Argument 2: Verschränkung bedeutet, dass es innerhalb einer Wellenfunktion keine unabhängigen Wellenfunktionen geben kann.

Schlußfolgerung 2: Wenn angenommen wird, dass Verschränkung irreversibel ist, dann kann es nach Herstellung der vollständigen Verschränkung des Multiversums niemals mehr eine unabhängige Wellenfunktion geben.

Damit ergibt sich aber ein Widerspruch: In der mathematischen Darstellung des Messproblems wird immer mit einer unabhängigen Wellenfunktion gestartet. Diesen Widerspruch kann man nicht dadurch aufheben, dass man unterschiedliche Ortsräume ("Viele Welten") annimmt, sofern Argument 1 richtig ist.

Meine Schlußfolgerung 3 ist deshalb: Verschränkung muß auch aufhebbar sein.

[Uli]

Zitat von RoKo

Hallo Richy,

Danke nochmals für deine Mühe. Deine letzte Ausführung zeigt mir aber, dass ich meine Kritik an der VWT (bzw. an der Vorstellung eines vollständig verschränkten Universums) doch aufrecht erhalten muß.

Argument 1: Das Universum startet mit einer Wellenfunktion, die auf einem hochdimensionalen Hilbertraum definiert ist. Die Entwicklung der Wellenfunktion ist vollkommen deterministisch. An ihrem Definitionsraum kann sich daher nichts ändern.

Schlussfolgerung 1: Wenn Argument 1 richtig ist, dann kann die VWT nur besagen, dass sich an bestimmten Entwicklungspunkten der Wellenfunktion des Universums dieses indeterministisch in verschiedene Ortsräume aufspaltet und damit zu einem Multiversum wird.

Bis hierher habe ich noch kein Problem mit der VWT.

Argument 2: Verschränkung bedeutet, dass es innerhalb einer Wellenfunktion keine unabhängigen Wellenfunktionen geben kann.

Schlußfolgerung 2: Wenn angenommen wird, dass Verschränkung irreversibel ist, dann kann es nach Herstellung der vollständigen Verschränkung des Multiversums niemals mehr eine unabhängige Wellenfunktion geben.

Damit ergibt sich aber ein Widerspruch: In der mathematischen Darstellung des Messproblems wird immer mit einer unabhängigen Wellenfunktion gestartet. Diesen Widerspruch kann man nicht dadurch aufheben, dass man unterschiedliche Ortsräume ("Viele Welten") annimmt, sofern Argument 1 richtig ist.

Meine Schlußfolgerung 3 ist deshalb: Verschränkung muß auch aufhebbar sein.

Das ist sie auch - und zwar m.E. auch in der VWT.

Verschränkungen zeigen sich in der VWT nach meinem Verständnis darin, dass es zum Messzeitpunkt eine Aufspaltung in weniger Welten als im unverschränkten Fall gibt.

Nehmen wir mal an, wir haben 2 Spin 1/2 - Teilchen A und B, die über die Bedingung verschränkt sind, dass die Summe der z-Komponenten ihrer Spins 0 ergeben müssen. Dann haben wir zum Messzeitpunkt eine Aufspaltung in 2 Universen

A=Spin Up , B=Spin Down
und
A=Spin Down , B = Spin Up

In jeder dieser 2 Welten ist nun die Verschränkung aufgehoben.

Am Rande: im unverschränkten Fall würden zusätzlich noch 2 weitere Universen abgespalten
A=Spin Up , B=Spin Up
und
A=Spin Down , B = Spin Down


Eine Messung aber beendet immer eine Verschränkung; das ist m.E. völlig unabhängig von der gewählten Interpretation.
Der Hintergrund einer Verschränkung ist ja physikalischer Natur (und nicht Interpretation); dahinter steht immer ein Erhaltungssatz (z.B. Drehimpuls); diese Erhaltungssätze gelten immer für abgeschlossene Systeme. Die Wechselwirkung mit einer Messapparatur spätestens beendet aber die Abgeschlossenheit des Systems. Nach so einer Wechselwirkung zieht der Erhaltungssatz nicht mehr: die Verschränkung ist aufgehoben.

Gruß,
Uli

[RoKo]

Hallo Uli,

danke auch für deine Mühe. Deie Darstellung stimmt mit dem überein, was ich auch bei Schrödinger (1935 o.a.A) herausgelesen habe.

Ich stelle also fest:

Die "Viele Welten"-Interpretation der QM kann richtig sein, wenn nicht zugleich eine "multi"verselle irreversible Verschränkung behauptet wird.

Wenn ich nun noch postuliere, der Energieerhaltungssatz gilt auch für ein "Multiversum" - und wir stehts die Enerie in unserem Universum erhalten sehen, dann sind die vielen anderen Universen nur mit leeren, unwirksamen Wellenfunktionen bevölkert. Dann ist in letzter Konsequenz die VWT in dieser Form der BM sehr ähnlich.

[JoAx]

Zitat von RoKo

Wenn ich nun noch postuliere, der Energieerhaltungssatz gilt auch für ein "Multiversum" - und wir stehts die Enerie in unserem Universum erhalten sehen, dann sind die vielen anderen Universen nur mit leeren, unwirksamen Wellenfunktionen bevölkert.

Oder man nimmt nur ein Teil der Gesamtenergie wahr (der unserem (aktuellen ) Universum entspricht).

..........

Gruss, Johann