Rationality: From AI to Zombies / Рациональность: от ИИ до Зомби: If Many-Worlds Had Come First

Не могу утверждать, что справился бы лучше, родись я в то время, а не сейчас...

sepremento 29.03.20 в 09:43

Макроскопическая декогерентность, также известная как многомировая интерпретация квантовой механики, впервые была представлена в 1957 году в статье Хью Эверетта III. Статью проигнорировали. Джон Уилер посоветовал Эверетту встретиться с Нильсом Бором. Бор не воспринял его всерьёз.

sepremento 29.03.20 в 09:44

Раздосадованный, Эверетт покинул сферу физики, изобрёл общий метод использования множителей Лагранжа в задачах оптимизации и стал мультимиллионером.

sepremento 29.03.20 в 09:46

И лишь в 1970-ом году, когда Брайс Девитт (он предложил термин "многомировой") написал статью для Physics Today, в научном мире широко разошлась информация об идеях Эверетта. С тех пор макроскопическая декогерентность только приобретала сторонников и на данный момент, вероятно, является наиболее распространённой точкой зрения (или нет).

sepremento 29.03.20 в 09:49

Но предположим, что декогерентность и макроскопическая декогерентность пришли учёным на ум мгновенно после открытия квантовой запутанности в 1920-х годах. И предположим, что никто не предложил бы теорий коллапса до 1957. Стала бы макроскопическая декогерентность постепенно терять сторонников сегодня, а теории коллапса --- набирать силу?

sepremento 29.03.20 в 09:51

Вообразите альтернативную Землю, где самый первый физик, который обнаружил квантовую запутанность и суперпозицию сказал бы: "Святые жареные мартышки, да существует зиллион других Земель!"

sepremento 29.03.20 в 09:52

Учёные в последующие годы предлагали множество гипотез, чтобы объяснить таинственные вероятности Борна. Но ни один не предложил постулат коллапса. Такая возможность просто никому не приходила в голову.

sepremento 29.03.20 в 09:53

До тех пор, пока однажды Хьюве Эретт не зашёл в кабинет к Бильсу Нору...

sepremento 29.03.20 в 09:54

"Я просто не могу понять," --- сказал Хьюве Эретт, --- "почему никто из физиков не интересуется моей гипотезой. Разве статистика Борна не является величайшей загадкой современной квантовой теории?"

sepremento 29.03.20 в 09:56

Бильс Нор вздохнул. Обыкновенно он бы даже не отвлёкся ради такого, но что-то в молодом человеке заставило его попытаться.

sepremento 29.03.20 в 09:57

"Хьюве," --- сказал Нор, --- "каждый физик встречает десятки людей в год, которые считают, что они объяснили статистику Борна. Если ты придёшь на вечеринку и скажешь кому-нибудь, что ты физик, то по меньшей мере каждый десятый предложит тебе новое объяснение статистики Борна. Это одна из самых знаменитых задач в современной науке и хуже того, это та задача, о которой каждый думает, что может её понять. Чтобы привлечь внимание, новая гипотеза должна быть... довольно хороша."

sepremento 29.03.20 в 09:59

"А эта," --- сказал Хьюве, --- "эта не хороша?"

sepremento 29.03.20 в 10:00

Хьюве указал на статью, которую он принёс Бильсу Нору. Короткая статья. Заголовок гласил "Решение задачи Борна". В тексте статьи было написано:

sepremento 29.03.20 в 10:00

Когда над квантовой системой производится измерение, все части волновой функции кроме одной точки исчезают, а та, что остаётся, определяется не-детерминистическим способом, однако полностью подчиняется статистике Борна.

sepremento 29.03.20 в 10:02

"Позвольте мне твёрдо убедиться," --- осторожно сказал Нор, --- "что я вас правильно понял. Вы утверждаете, что вот у нас есть волновая функция и она развивается согласно уравнению Уиллера-Девитта, и в какой-то момент вся она, за исключением одной лишь части, просто спонтанно уходит в нулевую амплитуду. Повсеместно. И это происходит в момент, когда на каком-то макроскопическом уровне мы производим некое 'измерение'."

sepremento 29.03.20 в 10:05

"Верно!" --- сказал Хьюве.

sepremento 29.03.20 в 10:06

"То есть волновая функция знает, что мы её 'измеряем'. Что такое это 'измерение'? Как волновая функция понимает, что мы смотрим? Что происходило до того, как появились люди и начали всё измерять?"

sepremento 29.03.20 в 10:06

"Эм..." --- Хьюве ненадолго задумался. Потом потянулся к статье, зачеркнул "когда над квантовой системой производится измерение" и дописал "Когда квантовая суперпозиция становится слишком большой."

sepremento 29.03.20 в 10:08

Хьюве радостно вскинул взгляд: "Исправил!"

sepremento 29.03.20 в 10:08

"Вижу," --- сказал Нор, --- "И насколько велика эта 'слишком большая' квантовая суперпозиция?"

sepremento 29.03.20 в 10:09

"Размером в 50 микрон, наверное," --- сказал Хьюве, --- "я слышал, что ещё не тестировали."

sepremento 30.03.20 в 07:32

Внезапно дверь приоткрылась и в кабинет просунулась голова студента: "Эй, слышали новость? Только что подтвердили, что суперпозиция сохраняется на уровне 50 микрон."

sepremento 30.03.20 в 07:33

"О..," --- сказал Хьюве, --- "эм, да любой уровень. Тот уровень, который подтвердят эксперименты."

sepremento 30.03.20 в 07:34

Боль проявилась у Нора на лице: "Послушайте, молодой человек, истина не всегда бывает приятной. Выслушайте меня."

sepremento 30.03.20 в 07:35

"Хорошо," --- сказал Хьюве, --- "Я лишь хочу знать, почему физики меня не слушают."

sepremento 30.03.20 в 07:35

"Хорошо," --- сказал Нор и вздохнул, --- "Послушайте, если бы эта ваша теория была и впрямь верной, если бы целые куски волновой функции просто мгновенно исчезали, то... давайте подумаем. Это был бы единственный нелинейный, неунитарный, недифференцируемый и не-непрерывный закон во всей квантовой механике. Он запрещал бы локальное развитие событий в физике, в том смысле, что каждый элемент подвержен влиянию только его ближайших соседей. Ваш 'коллапс' стал бы единственным фундаментальным феноменом во всей физике с предпочтительным базисом и предпочтительным пространством одновременности. Коллапс стал бы единственным феноменом во всей физике, где нарушается CPT-инвариантность, теорема Лиувилля и специальная теория относительности. В вашей исходной версии коллапс был бы также единственным феноменом в физике, который находится полностью в подчинении разума. Я что-то упустил?"

sepremento 31.03.20 в 07:57

"Коллапс также является единственным акаузальным феноменом," --- уточнил Хьюве, --- "Но разве из-за этого теория не становится лишь прекраснее и удивительнее?"

sepremento 31.03.20 в 07:58

"Мне кажется, Хьюве," --- сказал Нор, --- "что физики не воспримут эту исключительность как преимущество."

sepremento 31.03.20 в 07:59

"О," --- сказал Хьюве и отпрянул, --- "наверное я могу поправить недифференцируемость с помощью постулата, что слагаемое второго порядка..."

sepremento 31.03.20 в 08:01

"Хьюве," --- сказал Нор, --- "ты не понимаешь. Физики не обращают на тебя внимание, потому что твоя теория --- это не физика. Это магия."

sepremento 31.03.20 в 08:02

"Но статистика Борна это величайшая загадка в современной физике и эта теория предлагает механизм реализации статистики Борна!" --- запротестовал Хьюве.

sepremento 31.03.20 в 08:02

"Нет, Хьюве, не предлагает," --- устало произнёс Нор, --- "Это всё равно, что сказать, что ты 'предложил механизм' электромагнетизма с помощью маленьких ангелов, которые повсюду толкают заряженные частицы в соответствии с уравнениями Максвелла. Вместо того, чтобы сказать 'Вот у нас уравнения Максвелла, которые объясняют ангелам, как толкать электроны', мы просто говорим 'Вот уравнения Максвелла' и у нас оказывается гораздо более простая теория. Мы не знаем, как формируется статистика Борна. Но ты не привёл ни единой причины, почему твой 'постулат коллапса' должен уничтожать миры в соответствии со статистикой Борна, а не что-то ещё. Ты даже не используешь тот факт, что квантовая эволюция унитарна..."

sepremento 31.03.20 в 08:07

"Это потому что она не унитарна," --- вставил слово Хьюве.

sepremento 31.03.20 в 08:07

"... а это, как все знают, каким-то образом должно быть ключевым моментом в статистике Борна. Вместо этого ты всего лишь говоришь 'Вот статистика Борна, которая подсказывает тому, что приводит к коллапсу миров, как это сделать' и гораздо проще сказать 'Вот статистика Борна'."

sepremento 31.03.20 в 08:11

"Но..." --- начал Хьюве.

sepremento 31.03.20 в 08:12

"Кроме того," --- сказал Нор, повышая голос, --- "ты не дал никаких пояснений, почему остаётся только один мир после коллапса или почему коллапс происходит до того, как люди оказываются в суперпозиции, что делает твою теорию очень подозрительной для современного физика. Это ровно тот сорт непроверяемых гипотез, который используют группы вроде 'Единого Христа' в качестве аргумента к тезису, что мы должны преподавать 'разные точки зрения', когда рассказываем ученикам в старшей школе о других Землях."

sepremento 31.03.20 в 08:16

"Я не член этой секты!" --- запротестовал Хьюве.

sepremento 31.03.20 в 08:17

"Ладно," --- сказал Нор, --- "тогда почему ты предполагаешь, что остаётся только один мир? И это не единственная проблема твоей теории. Какая именно часть волновой функции уничтожается? И на каких основаниях? Очевидно, что вся волновая функция не сжимается в дельту, иначе самые обычные квантовые компьютеры не смогли бы оставаться в суперпозиции, когда где-либо происходил бы какой-то коллапс, да даже привычная молекулярная химия начала бы давать сбои..."

sepremento 31.03.20 в 08:20

Хьюве быстро вычеркнул в своей статье слова "одной точки", вписал "одной части" и сказал: "Коллапс не сжимает волновую функцию до одной точки. Он уничтожает все амплитуды, кроме одного мира, а в этом мире оставляет все амлитуды."

sepremento 01.04.20 в 08:16

"Почему?" --- спросил Нор, --- "В принципе, как только ты постулируешь 'коллапс', так сразу 'коллапс' может уничтожить любую часть волновой функции где угодно, почему же остаётся единственный удобный нам мир? То, что заставляет коллапсировать знает, где мы находимся?"

sepremento 01.04.20 в 08:18

Хьюве ответил: "Один мир остаётся, потому что это соответствует нашим экспериментам."

sepremento 01.04.20 в 08:19

"Хьюве," --- терпеливо сказал Нор, --- "для этого существует термин 'post hoc'. Кроме того, декогерентность это непрерывный процесс. Если разделение происходит по целым мозгам, где срабатывают отдельные нейроны, то в процессе разделения не будет почти никакой взаимной интерференции с волновой функцией. Однако множество иных процессов в значительной степени пересекаются. Не существует способа указать на 'один мир' и уничтожить всё остальное без совершения произвольного выбора, в том числе произвольного выбора базиса..."

sepremento 01.04.20 в 08:25

"Но..." --- начал Хьюве.

sepremento 01.04.20 в 08:25

"А ко всему прочему," --- продолжил Нор, --- "ты не можешь сказать, какая часть волновой функции исчезает, или когда именно это происходит, или что именно активирует этот процесс по той простой причине, что если бы мы приняли эту твою теорию, она бы стала единственным неформально описанным, качественным фундаментальным законом во всей физике. Вскоре даже два физика не смогли бы договориться о точных деталях! Почему? Да потому что это был бы единственный фундаментальный закон в современной физике, в который поверили без экспериментальных свидетельств, что точно бы описали, как он работает."

sepremento 01.04.20 в 08:29

"Что, серьёзно?" --- спросил Хьюве, --- "Я думал, много чего в физике гораздо более неформально. Я имею в виду, разве вы сейчас не говорили о том, что невозможно указать на 'один мир'?"

sepremento 01.04.20 в 08:30

"Так это потому что миры не фундаментальны, Хьюве! У нас есть множество свидетельств, которые подкрепляют фундаментальный закон --- уравнение Уилера-Девитта, которое мы используем, чтобы описать эволюцию волновой функции. Мы всего лишь применяем это же уравнение, чтобы описать макроскопическую декогерентность. С поправкой на сложность вычислений, это уравнение в принципе может точно сказать нам, когда происходит макроскопическая декогерентность. Мы не знаем, откуда берётся статистика Борна, но существует множество свидетельств тому, чем она является. Но вот когда я спрашиваю тебя когда или где происходит коллапс, ты не можешь ответить, потому что нет каких-либо экспериментов, которые могли бы это уточнить. Хьюве, даже если бы этот 'постулат коллапса' работал так, как ты говоришь, проверить это невозможно! Почему не газиллион других равно волшебных возможностей?"

sepremento 01.04.20 в 09:02

Хьюве поднял руки в оборонительном жесте: "Я не прошу, чтобы мою теорию преподавали в университетах и приняли как истину! Я просто хочу, чтобы её проверили на эксперименте! Что в этом плохого?"

sepremento 01.04.20 в 09:03

"Ты не уточнил, когда происходит коллапс, поэтому я не могу построить испытание, которое фальсифицирует твою теорию," --- сказал Нор, --- "но тем не менее, мы уже ставим эксперименты в поисках любых нюансов в квантовых законах, которые ведут себя иначе с повышением уровня вплоть до макроскопического. Мы ищем нюансы как потому, что это наш основной курс действия, на случай если в двадцатом знаке после запятой окажется что-то , что проявляется лишь в макроскопических системах, так и потому, что есть надежда открыть нечто, что прольёт свет на статистику Борна. В качестве основной линии проверки мы изучаем время декогерентности. Но также мы следим за широким спектром параметров, которые могут повести себя иначе. Никто не даст привилегий твоей не-линейной, не-унитарной, не-дифференцируемой, не-локальной, не-CPT-инвариантной, не-релятивистской, а-черт-возьми-каузальной, быстрее-света, не-блин-формальной теории 'коллапса', когда речь идёт о поиске зацепок. По крайней мере до тех пор, пока не будет видно абсолютно безошибочных свидетельств. И поверь мне, Хьюве, потребуется очень много свидетельств, чтобы теория оказалась безошибочной. Даже если мы обнаружим аномальные времена декогерентности, а я думаю, что это не так, всё равно 'коллапс' не будет приоритетным объяснением."

sepremento 01.04.20 в 09:04

"Что?" --- изумился Хьюве, --- "Почему нет?"

sepremento 02.04.20 в 07:23

"Потому что должно быть миллиард иных предсказаний, которые будут более правдоподобны, чем нарушение специальной теории относительности," --- сказал Нор, --- "Ты осознаешь, что если коллапс происходит, то будет единственный исход, когда мы меряем поляризацию фотона? Измерь один фотон в квантово запутанной паре и повлияй на другой фотон на расстоянии одного светового года. У Эйнштейна случился бы сердечный приступ."

sepremento 02.04.20 в 07:25