Μια ιδιωτική άποψη της κβαντικής πραγματικότητας

Ο Christopher Fuchs περιγράφει τη φυσική ως «μια δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ αφήγησης και συγγραφής εξισώσεων. Κανείς δεν στέκεται μόνος, ούτε στο τέλος της ημέρας». Και πράγματι ο Fuchs, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, στη Βοστώνη, έχει μια ριζοσπαστική ιστορία να πει. Η ιστορία ονομάζεται QBism και πάει κάπως έτσι.

Μια φορά κι έναν καιρό υπήρχε μια κυματική συνάρτηση, η οποία λέγεται ότι περιγράφει πλήρως την κατάσταση ενός φυσικού συστήματος έξω στον κόσμο. Το σχήμα της κυματικής συνάρτησης κωδικοποιεί τις πιθανότητες για τα αποτελέσματα οποιωνδήποτε μετρήσεων μπορεί να εκτελέσει ένας παρατηρητής σε αυτήν, αλλά η κυματική συνάρτηση ανήκε στην ίδια τη φύση, μια αντικειμενική περιγραφή μιας αντικειμενικής πραγματικότητας.

Μετά ήρθε ο Φουξ. Μαζί με τους ερευνητές Carlton Caves και Rüdiger Schack, ερμήνευσε τις πιθανότητες της κυματικής συνάρτησης ως Μπεϋζιανές πιθανότητες - δηλαδή ως υποκειμενικούς βαθμούς πεποίθησης για το σύστημα. Οι Μπεϋζιανές πιθανότητες θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως στάσεις τυχερών παιχνιδιών για την τοποθέτηση στοιχημάτων στα αποτελέσματα των μετρήσεων, συμπεριφορές που ενημερώνονται καθώς έρχονται στο φως νέα δεδομένα. Με άλλα λόγια, υποστήριξε ο Fuchs, η κυματική συνάρτηση δεν περιγράφει τον κόσμο - περιγράφει τον παρατηρητή. «Η κβαντομηχανική», λέει, «είναι ένας νόμος της σκέψης».

Ο κβαντικός μπεϋζιανισμός ή ο QBism όπως τον αποκαλεί τώρα ο Fuchs, λύνει πολλά από τα βαθύτερα μυστήρια της κβαντικής θεωρίας. Πάρτε, για παράδειγμα, την περίφημη «κατάρρευση της κυματικής συνάρτησης», όπου το κβαντικό σύστημα μεταβαίνει ανεξήγητα από πολλαπλές ταυτόχρονες καταστάσεις σε μια ενιαία πραγματικότητα. Σύμφωνα με το QBism, η «κατάρρευση» της κυματικής συνάρτησης είναι απλώς ο παρατηρητής που ενημερώνει τις πεποιθήσεις του μετά από μια μέτρηση. Η τρομακτική δράση σε απόσταση, όπου η μέτρηση ενός σωματιδίου από έναν παρατηρητή καταρρέει τη συνάρτηση κύματος ενός σωματιδίου εκεί πέρα, αποδεικνύεται ότι δεν είναι τόσο τρομακτική — η μέτρηση εδώ παρέχει απλώς πληροφορίες που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο παρατηρητής για να στοιχηματίσει στην κατάσταση του απομακρυσμένου σωματιδίου, εάν έρθει σε επαφή με αυτό. Αλλά πώς, θα μπορούσαμε να ρωτήσουμε, επηρεάζει η μέτρησή της εδώ το αποτέλεσμα μιας μέτρησης που θα κάνει ένας δεύτερος παρατηρητής εκεί; Στην πραγματικότητα, δεν το κάνει. Δεδομένου ότι η κυματοσυνάρτηση δεν ανήκει στο ίδιο το σύστημα, κάθε παρατηρητής έχει τη δική του. Η κυματοσυνάρτησή μου δεν χρειάζεται να ευθυγραμμιστεί με τη δική σας.

Σε μια θάλασσα ερμηνειών της κβαντικής παραξενιάς, ο QBism κολυμπά μόνος του. Η παραδοσιακή «ερμηνεία της Κοπεγχάγης» αντιμετωπίζει τον παρατηρητή σαν να στέκεται κάπως έξω από τη φύση, εμποτισμένος με μυστηριώδεις δυνάμεις που καταρρέουν τις κυματοσυναρτήσεις, που διέπονται από νόμους της φυσικής που είναι διαφορετικοί από εκείνους που διέπουν αυτό που παρατηρείται. Όλα αυτά είναι καλά μέχρι να έρθει ένας δεύτερος παρατηρητής για να παρατηρήσει τον πρώτο παρατηρητή. Η ερμηνεία των «πολλών κόσμων» ισχυρίζεται ότι το σύμπαν και όλοι οι παρατηρητές του περιγράφονται από μια μοναδική, γιγάντια κυματική συνάρτηση που δεν καταρρέει ποτέ. Φυσικά, για να λειτουργήσει αυτό, πρέπει να επιμείνουμε ότι σε κάθε διακλάδωση του δρόμου - κάθε ρίψη νομίσματος, κάθε απόφαση, κάθε στιγμή - η συνάρτηση κυμάτων διακλαδίζεται και το ίδιο κάνουμε και εμείς, χωριζόμενοι σε αμέτρητες εκδοχές του εαυτού μας που έχουν κάνει συλλογικά και όχι κάναμε όλα όσα θα κάνουμε ή δεν θα κάνουμε ποτέ. Για εκείνους στους οποίους ένα σύνολο από άπειρες παράλληλες πραγματικότητες είναι πολύ ακριβό για να αποφευχθεί η κατάρρευση της κυματικής συνάρτησης, υπάρχει πάντα η ερμηνεία του Μπόμ, η οποία επιδιώκει να αποκαταστήσει μια πιο συγκεκριμένη πραγματικότητα στον κόσμο, υποθέτοντας την ύπαρξη μιας καθοδηγητικής δύναμης που διαποτίζει το σύμπαν και διέπει ντετερμινιστικά τα πάντα σε αυτό. Δυστυχώς, αυτή η νέα πραγματικότητα βρίσκεται για πάντα μακριά από την επιστημονική έρευνα.

Όλες αυτές οι ερμηνείες έχουν κάτι κοινό:Αντιμετωπίζουν τη λειτουργία του κύματος ως περιγραφή μιας αντικειμενικής πραγματικότητας που μοιράζονται πολλοί παρατηρητές. Ο QBism, από την άλλη πλευρά, αντιμετωπίζει την κυματική συνάρτηση ως περιγραφή της υποκειμενικής γνώσης ενός και μόνο παρατηρητή. Επιλύει όλα τα κβαντικά παράδοξα, αλλά με το καθόλου ευκαταφρόνητο κόστος για οτιδήποτε μπορούμε να ονομάσουμε «πραγματικότητα». Και πάλι, ίσως αυτό προσπαθούσε να μας πει η κβαντομηχανική από παλιά — ότι μια ενιαία αντικειμενική πραγματικότητα είναι μια ψευδαίσθηση.

Το QBism εγείρει επίσης μια σειρά από νέα και εξίσου μυστηριώδη ερωτήματα. Εάν η κυματική συνάρτηση περιγράφει έναν παρατηρητή, ο παρατηρητής πρέπει να είναι άνθρωπος; Πρέπει αυτός ο παρατηρητής να έχει συνείδηση; Θα μπορούσε να είναι σκύλος; ("Οι σκύλοι δεν χρησιμοποιούν συναρτήσεις κύματος", είπε ο Φουξ. "Διάολε, δεν κατέρρευσα μια συνάρτηση κύματος μέχρι τα 34 μου.") Εάν η συνάρτηση κυμάτων μου δεν χρειάζεται να ευθυγραμμιστεί με τη δική σας, ζούμε στο το ίδιο σύμπαν; Και αν η κβαντομηχανική δεν περιγράφει μια εξωτερική πραγματικότητα, τι κάνει;

Ο Φουξ παλεύει με αυτές τις ερωτήσεις, δουλεύοντας συχνά τις σκέψεις του με τη μορφή email. Τα μηνύματα του έχουν γίνει θρυλικά. Για δύο δεκαετίες ο Φουξ τα έχει συγκεντρώσει σε τεράστια έγγραφα - τα αποκαλεί τα σαμιζντάτ του - που έκαναν τον γύρο των κβαντικών φυσικών και φιλοσόφων ως ένα είδος υπόγειου χειρογράφου. Αφού ο Φουξ έχασε το σπίτι του στο Λος Άλαμος από μια πυρκαγιά τον Μάιο του 2000, αποφάσισε να τα υποστηρίξει δημοσιεύοντάς τα στον επιστημονικό ιστότοπο προεκτύπωσης arxiv.org ως μια τεράστια εργασία, η οποία αργότερα δημοσιεύθηκε από το Cambridge University Press ως βιβλίο 500 σελίδων. . Ένα δεύτερο samizdat κυκλοφόρησε 13 χρόνια αργότερα με επιπλέον 2.300 σελίδες. Τα email αποκαλύπτουν τόσο το ερευνητικό μυαλό του Fuchs όσο και τον πολύχρωμο χαρακτήρα του. Όπως το θέτει ο φυσικός Ντέιβιντ Μέρμιν, «Εάν δεν υπήρχε ο Κρις Φουξ, τότε ο Θεός θα ήταν παράλειψη να μην τον εφεύρει».

Πώς θα τελειώσει λοιπόν η ιστορία του QBism; Τελικά, ο Fuchs θέλει να απαντήσει σε μια και μόνο ερώτηση, μια ερώτηση που τέθηκε από τον διαπρεπή φυσικό John Archibald Wheeler, ο οποίος ήταν ο μέντορας του Fuchs:Γιατί το κβάντο; Δηλαδή, γιατί να είναι χτισμένος ο κόσμος με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να περιγραφεί μόνο από τους περίεργους κανόνες της κβαντικής μηχανικής;

Στο μεταξύ, Quanta συναντήσαμε τον Φουξ σε μια καφετέρια στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης, για να του κάνουμε μερικές δικές μας ερωτήσεις. Ακολουθεί μια επεξεργασμένη και συνοπτική έκδοση της συνομιλίας μας.

QUANTA MAGAZINE:Έχετε πει, "Ήξερα ότι έπρεπε να γίνω φυσικός, όχι για την αγάπη της φυσικής, αλλά για τη δυσπιστία μου."

CHRISTOPHER FUCHS:Ήμουν μεγάλος φαν της επιστημονικής φαντασίας όταν ήμουν παιδί. Μεγάλωσα σε μια μικρή πόλη στο Τέξας και μου άρεσε πολύ η ιδέα της πτήσης στο διάστημα. Φαινόταν αναπόφευκτο — πηγαίναμε στο φεγγάρι, αυτό ήταν μόνο το πρώτο βήμα, η επιστήμη είναι απεριόριστη και τελικά θα κάναμε τα πράγματα που κάνουν στο Star Trek :πηγαίνετε σε πλανήτες, βρείτε νέα πλάσματα, κάντε περιπέτειες. Άρχισα λοιπόν να διαβάζω βιβλία για τη φυσική και τα διαστημικά ταξίδια και εκεί έμαθα για πρώτη φορά ότι τα ταξίδια στο διάστημα θα ήταν δύσκολα λόγω των μεγάλων αποστάσεων μεταξύ των αστεριών. Πώς το ξεπερνάς αυτό; Έμαθα για τον John Wheeler και τις μαύρες τρύπες και τις σκουληκότρυπες και ότι πιθανώς οι σκουληκότρυπες θα μπορούσαν να είναι ένας τρόπος να ξεπεράσουμε το πρόβλημα του ορίου ταχύτητας ή θα μπορούσαμε να ξεπεράσουμε το όριο ταχύτητας χρησιμοποιώντας εξωτικά σωματίδια που ονομάζονται ταχυόν. Έφαγα τα πράγματα. Τα περισσότερα από αυτά αποδείχθηκαν αρκετά απίθανα. Οι σκουληκότρυπες είχαν αποδειχθεί ασταθείς και κανείς δεν πίστευε πραγματικά στα ταχυόνια. Συνολικά, το μήνυμα προς εμένα ήταν ότι η φυσική δεν θα μας επέτρεπε να φτάσουμε στα αστέρια. Σαν αστείο, θα έλεγα στους φίλους μου, αν οι νόμοι της φυσικής δεν μας επιτρέπουν να πάμε στα αστέρια, οι νόμοι της φυσικής πρέπει να είναι λάθος!

Καταλήξατε να μελετάτε με τον John Wheeler.

Την πρώτη φορά που πήγα στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, κατάλαβα ότι ο τύπος που διάβαζα πριν από χρόνια, ο Τζον Γουίλερ, ήταν στην πραγματικότητα καθηγητής εκεί. Πήγα λοιπόν και διάβασα μερικές από τις νεότερες εφημερίδες του, στις οποίες μιλούσε για «νόμο χωρίς νόμο». Έλεγε πράγματα όπως, «Στο τέλος, ο μόνος νόμος είναι ότι δεν υπάρχει νόμος». Δεν υπάρχει απόλυτος νόμος της φυσικής. Όλοι οι νόμοι της φυσικής είναι μεταβλητοί και αυτή η ίδια η μεταβλητότητα είναι μια αρχή της φυσικής. Θα έλεγε, δεν υπάρχει νόμος της φυσικής που να μην έχει ξεπεραστεί. Το είδα αυτό, και θυμήθηκα το αστείο μου για το πώς οι νόμοι της φυσικής πρέπει να είναι λανθασμένοι, και με τράβηξε πάρα πολύ αυτή η ιδέα ότι ίσως τελικά στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν νόμοι της φυσικής. Τι υπάρχει στη θέση των νόμων, δεν ήξερα. Αλλά αν οι νόμοι δεν ήταν 100 τοις εκατό αξιόπιστοι, ίσως υπήρχε μια πίσω πόρτα στα αστέρια. Ήταν όλος ένας νεανικός ρομαντισμός. Δεν είχα κάνει ακόμη μάθημα φυσικής.

Σε μια από τις εργασίες σας, αναφέρετε ότι ο Erwin Schrödinger έγραψε για την ελληνική επιρροή στην αντίληψή μας για την πραγματικότητα και ότι είναι ιστορικό ενδεχόμενο να μιλάμε για την πραγματικότητα χωρίς να συμπεριλαμβάνουμε το θέμα - το άτομο που μιλάει. Προσπαθείτε να σπάσετε το ξόρκι της ελληνικής σκέψης;

Ο Σρέντινγκερ πίστευε ότι οι Έλληνες είχαν ένα είδος κυριαρχίας πάνω μας — έβλεπαν ότι ο μόνος τρόπος για να σημειωθεί πρόοδος στη σκέψη για τον κόσμο ήταν να μιλήσουμε για αυτόν χωρίς το «γνωστό θέμα» σε αυτόν. Ο QBism αντιτίθεται σε αυτό το στέλεχος λέγοντας ότι η κβαντική μηχανική δεν έχει να κάνει με το πώς είναι ο κόσμος χωρίς εμάς. Αντίθετα, αφορά ακριβώς εμάς στον κόσμο. Το θέμα της θεωρίας δεν είναι ο κόσμος ή εμείς, αλλά εμείς-εντός-κόσμου, η διεπαφή μεταξύ των δύο.

Είναι τόσο ριζωμένο μέσα μας να σκεφτόμαστε τον κόσμο χωρίς να σκεφτόμαστε τον εαυτό μας σε αυτόν. Μου θυμίζει τον Αϊνστάιν που αμφισβητεί τον χώρο και τον χρόνο — αυτά τα χαρακτηριστικά του κόσμου που φαίνονταν τόσο απόλυτα που κανείς δεν σκέφτηκε καν να τα αμφισβητήσει.

Λέγεται ότι στους προηγούμενους πολιτισμούς, οι άνθρωποι δεν ήξεραν πώς να διακρίνουν μεταξύ αντικειμενικού και υποκειμενικού. Αλλά μόλις η ιδέα του χωρισμού των δύο απέκτησε μια βάση, μας είπαν ότι πρέπει να το κάνουμε αυτό, και ότι η επιστήμη αφορά τον στόχο. Και τώρα που τελείωσε, είναι δύσκολο να γυρίσεις πίσω. Νομίζω ότι ο μεγαλύτερος φόβος που έχουν οι άνθρωποι για το QBism είναι ακριβώς αυτός:ότι είναι ανθρωποκεντρικός. Το συναίσθημα είναι ότι το ξεπεράσαμε με τον Copernicus, και αυτό πρέπει να είναι ένα βήμα προς τα πίσω. Αλλά νομίζω ότι αν θέλουμε πραγματικά ένα σύμπαν γεμάτο δυνατότητες χωρίς απώτερους περιορισμούς, αυτό είναι ακριβώς το σημείο που πρέπει να πάτε.

Πώς το QBism σας ξεπερνά αυτά τα όρια;

Ένας τρόπος για να το δούμε είναι ότι οι νόμοι της φυσικής δεν αφορούν τα πράγματα «εκεί έξω». Μάλλον, είναι οι καλύτερες εκφράσεις μας, οι πιο περιεκτικές δηλώσεις μας, για τους δικούς μας περιορισμούς. Όταν λέμε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι το απόλυτο όριο ταχύτητας, λέμε ότι εμείς δεν μπορεί να υπερβεί την ταχύτητα του φωτός. Αλλά ακριβώς όπως ο εγκέφαλός μας έχει γίνει μεγαλύτερος μέσω της δαρβινικής εξέλιξης, μπορεί κανείς να φανταστεί ότι τελικά θα έχουμε εξελιχθεί σε ένα στάδιο όπου μπορούμε να εκμεταλλευτούμε πράγματα που δεν μπορούμε τώρα. Θα μπορούσαμε να ονομάσουμε αυτά τα πράγματα «αλλαγές στους νόμους της φυσικής». Συνήθως σκεφτόμαστε το σύμπαν ως αυτό το άκαμπτο πράγμα που δεν μπορεί να αλλάξει. Αντίθετα, μεθοδολογικά θα πρέπει να υποθέσουμε ακριβώς το αντίθετο:ότι το σύμπαν είναι μπροστά μας για να μπορούμε να το διαμορφώσουμε, ότι μπορεί να αλλάξει και ότι θα μας απωθήσει. Θα καταλάβουμε τα όριά μας παρατηρώντας πόσο πολύ μας πιέζει.

Ας μιλήσουμε για πιθανότητες.

Πιθανότητα δεν υπάρχει! Ο Bruno de Finetti, στην εισαγωγή του δίτομου συνόλου του για τη θεωρία πιθανοτήτων, γράφει με κεφαλαία γράμματα, «Η ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ». Λέει ότι θα πάει με τον τρόπο του φλογίστονα, των μαγισσών, των ξωτικών και των νεράιδων.

Όταν οι ιδρυτές της κβαντικής μηχανικής συνειδητοποίησαν ότι η θεωρία περιγράφει τον κόσμο με όρους πιθανοτήτων, το θεώρησαν ότι σημαίνει ότι ο ίδιος ο κόσμος είναι πιθανολογικός.

Στην εποχή του Pierre-Simon Laplace, η πιθανότητα θεωρούνταν μια υποκειμενική δήλωση - δεν τα ξέρεις όλα, αλλά μπορείς να τα καταφέρεις ποσοτικοποιώντας τις γνώσεις σου. Αλλά κάποια στιγμή στα τέλη του 1800 και στις αρχές του 1900, οι πιθανότητες άρχισαν να εμφανίζονται με τρόπους που φαινόταν αντικειμενικοί. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν στατιστικές μεθόδους για να εξαγάγουν πράγματα που θα μπορούσαν να μετρηθούν στο εργαστήριο - πράγματα όπως η θερμότητα. Έτσι, οι άνθρωποι κατάλαβαν, εάν αυτή η ποσότητα προκύπτει λόγω πιθανολογικών εκτιμήσεων, και είναι αντικειμενική, πρέπει να είναι ότι οι πιθανότητες είναι επίσης αντικειμενικές. Μετά ήρθε η κβαντομηχανική. Το πλήθος της Κοπεγχάγης υποστήριζε ότι η κβαντομηχανική είναι μια πλήρης θεωρία, τελειωμένη, κλειστή, που συχνά θεωρούνταν ότι όλα τα χαρακτηριστικά της πρέπει να είναι αντικειμενικά χαρακτηριστικά της φύσης. Εάν οι κβαντικές καταστάσεις δίνουν πιθανότητες, αυτές οι πιθανότητες θα πρέπει επίσης να είναι αντικειμενικά χαρακτηριστικά της φύσης. Στην άλλη πλευρά του φράχτη ήταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος είπε ότι η κβαντική μηχανική δεν είναι πλήρης. Όταν περιέγραψε πιθανότητες στην κβαντική μηχανική, φαινόταν να τις ερμηνεύει ως δηλώσεις ελλιπούς γνώσης, υποκειμενικές καταστάσεις.

Όταν λοιπόν λέτε ότι η πιθανότητα δεν υπάρχει, εννοείτε ότι η αντικειμενική πιθανότητα δεν υπάρχει.

Σωστά, δεν υπάρχει ως κάτι στον κόσμο χωρίς έναν πράκτορα τζόγου. Αλλά ας υποθέσουμε ότι έχετε πείσει τον εαυτό σας ότι ο σωστός τρόπος για να κατανοήσετε την πιθανότητα είναι η περιγραφή της αβεβαιότητας και της άγνοιας. Τώρα υπάρχει ένα φάσμα θέσεων που θα μπορούσατε να πάρετε. Σύμφωνα με τον Bayesian στατιστικολόγο I.J. Καλά, υπάρχουν 46.656 ποικιλίες. Όταν αρχίσαμε να εργαζόμαστε πάνω στον κβαντικό μπεϋζιανισμό, προσπαθήσαμε να πάρουμε μια θέση σχετικά με τις πιθανότητες που ήταν σαν την E.T. Η θέση του Jaynes:Θα παραδεχτούμε ότι οι πιθανότητες είναι στο κεφάλι μας - οι πιθανότητες είναι στο κεφάλι μου, οι πιθανότητες σας είναι στο κεφάλι σας - αλλά αν βασίσω τις πιθανότητες μου στις ίδιες πληροφορίες στις οποίες βασίζετε και εσείς, οι δύο αναθέσεις πιθανοτήτων θα πρέπει να είσαι ο ίδιος. Με βάση τις πληροφορίες, θα πρέπει να είναι αντικειμενικές. Στο φάσμα των 46.656 ποικιλιών, αυτή η στάση ονομάζεται «αντικειμενικός μπεϋζιανισμός».

Στο άλλο άκρο του φάσματος βρίσκεται ο Bruno de Finetti. Λέει ότι δεν υπάρχει κανένας λόγος να ταιριάζουν οι πιθανότητες μου και οι δικές σου, γιατί οι δικές μου βασίζονται στην εμπειρία μου και οι δικές σου βασίζονται στην εμπειρία σου. Το καλύτερο που μπορούμε να κάνουμε, σε αυτήν την περίπτωση, αν σκεφτούμε τις πιθανότητες ως στάσεις τζόγου, είναι να προσπαθήσουμε να κάνουμε όλες τις προσωπικές μας στάσεις τζόγου εσωτερικά συνεπείς. Θα έπρεπε να το κάνω με το δικό μου και εσύ με το δικό σου, αλλά αυτό είναι το καλύτερο που μπορούμε να κάνουμε. Αυτό εννοούσε ο de Finetti όταν είπε ότι η πιθανότητα δεν υπάρχει. Εννοούσε, ας κρατήσουμε την ακραία στάση. Αντί να πω ότι οι πιθανότητες είναι κυρίως στο μυαλό μου, αλλά υπάρχουν μερικοί επιπλέον κανόνες που εξακολουθούν να τις αγκυροβολούν στον κόσμο, ξεφορτώθηκε την άγκυρα.

Τελικά ο συνάδελφός μου Rüdiger Schack και εγώ αισθανθήκαμε ότι για να είμαστε συνεπείς έπρεπε να σπάσουμε τους δεσμούς με τον Jaynes και να κινηθούμε περισσότερο προς την κατεύθυνση του de Finetti. Εκεί που ο Τζέινς κορόιδευε τον Ντε Φινέτι, πιστεύαμε ότι, στην πραγματικότητα, εκεί βρίσκεται η πραγματική λύση.

Τότε άλλαξε το όνομα από κβαντικός Bayesianism σε QBism;

Ο κβαντικός μπεϋζιανισμός ήταν πολύ μπουκιάς, οπότε άρχισα να τον αποκαλώ QBism. Μόλις άρχισα να το αποκαλώ QBism, ο κόσμος έδωσε μεγαλύτερη προσοχή σε αυτό! Αλλά ο συνάδελφός μου Ντέιβιντ Μέρμιν άρχισε να παραπονιέται ότι ο QBism δεν θα έπρεπε πραγματικά να είναι σύντομος για τον κβαντικό Μπεϋζιανισμό, επειδή υπάρχουν πολλοί Μπεϋζιανοί εκεί έξω που δεν θα δέχονταν τα συμπεράσματά μας. Ήθελε λοιπόν να το ονομάσει κβαντικό μπρουνισμό, για τον Μπρούνο ντε Φινέτι. Το πρόβλημα με αυτό είναι ότι υπάρχουν μέρη της μεταφυσικής του QBism που ακόμη και ο de Finetti δεν θα δεχόταν!

Αλλά μετά βρήκα το τέλειο B . Το πρόβλημα είναι ότι είναι τόσο άσχημο που δεν θα ήθελες να το επιδείξεις δημόσια. Είναι ένας όρος που προέρχεται από τον δικαστή του Ανωτάτου Δικαστηρίου Oliver Wendell Holmes Jr. Ο οποίος περιέγραψε τη δική του φιλοσοφία ως «bettabbilitarianism». Είναι η φιλοσοφία ότι, όπως είπε ο Louis Menand, «ο κόσμος είναι χαλαρός στις αρθρώσεις». Το καλύτερο που μπορείτε να κάνετε είναι να στοιχηματίσετε στις συνέπειες των πράξεών σας. [Το portmanteau προέρχεται από το bet και ικανότητα .] Νομίζω ότι αυτό ταιριάζει απόλυτα, αλλά δεν θέλω να πω ότι το QBism σημαίνει κβαντική bettabilitarianism, οπότε νομίζω ότι είναι καλύτερο να κάνουμε ό,τι έκανε το KFC. Κάποτε ήταν Kentucky Fried Chicken. τώρα είναι απλώς KFC.

Αν η κβαντομηχανική είναι ένα εγχειρίδιο χρήστη, όπως το έχετε ονομάσει, ποιος είναι ο χρήστης; Ο Αϊνστάιν μίλησε για παρατηρητές, αλλά ένας παρατηρητής στην κβαντομηχανική είναι διαφορετικός από έναν παρατηρητή στη σχετικότητα.

Τις προάλλες μιλούσα με τον φιλόσοφο Rob DiSalle. Είπε ότι ο παρατηρητής δεν είναι τόσο προβληματικός στη σχετικότητα, επειδή ένας παρατηρητής μπορεί, ας πούμε, «να κοιτάξει πάνω από τον ώμο ενός άλλου παρατηρητή». Μου αρέσει αυτή η φράση. Με άλλα λόγια, μπορείτε να πάρετε αυτό που βλέπει ένας παρατηρητής και να χρησιμοποιήσετε νόμους μετασχηματισμού για να δείτε τι θα δει ο άλλος παρατηρητής. Ο Μπορ το έπαιξε πραγματικά. Έπαιξε τις ομοιότητες μεταξύ της κβαντικής μηχανικής και της σχετικότητας και δεν μπορούσε να καταλάβει γιατί ο Αϊνστάιν δεν δεχόταν την κβαντική θεωρία. Αλλά νομίζω ότι τα προβλήματα είναι διαφορετικά. Καθώς το QBism κατανοεί ένα αποτέλεσμα κβαντικής μέτρησης, είναι προσωπικό. Κανείς άλλος δεν μπορεί να το δει. Το βλέπω ή το βλέπεις. Δεν υπάρχει καμία μεταμόρφωση που να μεταφέρει τη μία προσωπική εμπειρία στην άλλη προσωπική εμπειρία. Ο William James έκανε λάθος όταν προσπάθησε να υποστηρίξει ότι «δύο μυαλά μπορούν να ξέρουν ένα πράγμα».

Σημαίνει αυτό ότι, όπως το έθεσε ο Άρθουρ Έντινγκτον, τα πράγματα του κόσμου είναι πράγματα του μυαλού;

Ο QBism θα έλεγε, δεν είναι ότι ο κόσμος είναι φτιαγμένος από πράγματα «εξωτερικά» όπως θα το είχαν οι Έλληνες. Ούτε δημιουργείται από πράγματα «από μέσα» όπως θα το έλεγαν οι ιδεαλιστές, όπως ο George Berkeley και ο Eddington. Μάλλον, η ουσία του κόσμου είναι ο χαρακτήρας αυτού που συναντά ο καθένας μας κάθε ζωντανή στιγμή — πράγματα που δεν είναι ούτε μέσα ούτε έξω, αλλά πριν από την ίδια την ιδέα της κοπής μεταξύ των δύο.

Έτσι τελικά η αντικειμενικότητα μπαίνει;

Ελπίζω να γίνει. Τελικά, θεωρώ το QBism ως μια αναζήτηση για να δείξω κάτι στον κόσμο και να πω ότι αυτό είναι εγγενές στον κόσμο. Αλλά δεν έχω ακόμα οριστική απάντηση. Η κβαντομηχανική είναι μια θεωρία ενός χρήστη, αλλά αναλύοντάς την, μπορείτε να μάθετε κάτι για τον κόσμο στον οποίο έχουμε βυθιστεί όλοι μας.

Η αντιμετώπιση της κβαντικής μηχανικής ως θεωρίας ενός χρήστη επιλύει πολλά από τα παράδοξα, όπως η τρομακτική δράση σε απόσταση.

Ναι, αλλά με έναν τρόπο που πολλοί άνθρωποι βρίσκουν προβληματικό. Η συνηθισμένη ιστορία του θεωρήματος του Μπελ είναι ότι μας λέει ότι ο κόσμος πρέπει να είναι μη τοπικός. Ότι υπάρχει πραγματικά τρομακτική δράση από απόσταση. Έτσι έλυσαν ένα μυστήριο προσθέτοντας ένα πολύ μεγάλο μυστήριο! Τι είναι αυτή η μη τοπικότητα; Δώσε μου μια πλήρη θεωρία. Οι συνάδελφοί μου QBists και εγώ, αντίθετα, πιστεύουμε ότι αυτό που πραγματικά υποδεικνύει το θεώρημα του Bell είναι ότι τα αποτελέσματα των μετρήσεων είναι εμπειρίες, όχι αποκαλύψεις για κάτι που υπάρχει ήδη. Φυσικά άλλοι πιστεύουν ότι εγκαταλείψαμε την επιστήμη ως πειθαρχία, επειδή μιλάμε για υποκειμενικούς βαθμούς πεποίθησης. Αλλά πιστεύουμε ότι λύνει όλα τα θεμελιώδη αινίγματα. Το μόνο πράγμα που δεν λύνει είναι η ερώτηση του Wheeler, γιατί το κβαντικό;

Γιατί το κβαντικό;

Μακάρι να είχα περισσότερη αίσθηση. Έχω γοητευτεί από αυτές τις όμορφες μαθηματικές δομές που ονομάζονται SIC, συμμετρικές πληροφοριακά πλήρεις μετρήσεις — φρικτό όνομα, σχεδόν τόσο κακό όσο ο bettabbilitarianism. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ξαναγράψουν τον κανόνα Born [η μαθηματική διαδικασία που δημιουργεί πιθανότητες στην κβαντομηχανική] σε μια διαφορετική γλώσσα, στην οποία φαίνεται ότι ο κανόνας Born αφορά κατά κάποιο τρόπο την ανάλυση του πραγματικού με όρους υποθετικών. Εάν το έχετε στην καρδιά σας - και δεν το έχουν όλοι - ότι το πραγματικό μήνυμα της κβαντικής μηχανικής είναι ότι ο κόσμος είναι χαλαρός στις αρθρώσεις, ότι πραγματικά υπάρχει ενδεχόμενο στον κόσμο, ότι πραγματικά μπορεί να υπάρξει καινοτομία στον κόσμο, τότε ο κόσμος έχει να κάνει συνέχεια με τις πιθανότητες και η κβαντομηχανική τις ενώνει. Μπορεί να χρειαστούν 25 χρόνια για να κάνουμε σωστά τα μαθηματικά, αλλά σε 25 χρόνια ας κάνουμε αυτή τη συζήτηση ξανά!