多重平行世界诠释量子力学

量子力学的多世界解释（MWI）认为，有许多世界与我们的世界在同一空间和时间内平行存在。其他世界的存在使我们有可能从量子理论中，进而从所有的物理学中消除随机性和行动的距离。MWI为量子力学的测量问题提供了一个解决方案。

MWI的基本思想可以追溯到1957年的埃弗雷特，除了我们所意识到的世界之外，宇宙中还有无数个世界。

每次进行有不同可能结果的量子实验时，都会得到所有的结果，每个结果都在一个不同的新创造的世界中，即使我们只意识到有我们所看到的结果的世界。

现在就可以用这个交互式量子世界分割器来分割世界。世界的创造无处不在，不仅仅是在物理学实验室，例如，超新星期间的恒星爆炸。

对埃弗雷特的原始提议有许多变化和重新解释，其中大部分在关于埃弗雷特的量子力学相对状态表述的条目中简要讨论。MWI的一种特殊方法与 "实际分裂世界 "的方法不同。

MWI由两部分组成，一个产生（单一）宇宙的量子状态的时间演化的理论。一个在宇宙的量子状态和我们的经验之间建立对应关系的处方。

第(1)部分宇宙的本体是一种量子状态，它根据薛定谔方程或其相对论的概括而演变。这是一个严格的数学理论，在哲学上没有问题。

第(2)部分涉及 "我们的经验"，它没有一个严格的定义。建立的另一个困难来自于这样一个事实，人类语言是在人们不怀疑平行世界存在的时候发展起来的。

MWI的数学部分比其他一些理论的数学部分，如玻姆力学，产生的结果要少。薛定谔方程本身并不能解释为什么我们在量子测量中体验到确定的结果。在玻姆力学中，数学部分几乎产生了一切，而类似物非常简单，它是一个假设，根据这个假设，只有 "玻姆位置"（而不是量子波）对应于我们的经验。

所有粒子的波密位置产生了我们所意识到的（单一）世界的熟悉画面。波密力学第2部分的简单性是以在第1部分增加有问题的物理特征为代价的，例如，波密轨迹的非局部动力学。

什么是 "一个世界"？

一个世界是宏观物体的总体，恒星、城市、人、沙粒等等，处于一个明确的经典描述状态。

MWI中的 "世界 "概念属于该理论的第二部分，它不是一个严格定义的数学实体，而是一个由我们（有生命的人）定义的术语，用来描述我们的经验。

当提到一只猫的 "明确的经典描述的状态 "时，这意味着猫的位置和状态（活着、死了、笑了，等等）是根据我们区分各种选择的能力而规定的，而且这种规定与经典图景相对应，例如，在一个世界中不允许有死猫和活猫的叠加。

形式主义和我们的经验之间的对应关系，我们不应该期望在我们的经验方面有一个详细的、完整的解释，在我们的经验方面有一个波函数的解释。

我们和周围的环境是由粒子组成的。只需要能够画出一幅没有悖论的基本图画。有许多试图基于MWI或其变体对我们看到的东西做出解释。

为每个物理系统和它的每一个状态定义的一个相对的或透视的世界，称之为一个中心世界。

当一个世界以一个有知觉的人的感知状态为中心时，这个概念很有用。在这个世界里，有知觉的人所感知的所有物体都有明确的状态，但没有被观察到的物体可能处于不同（经典）状态的叠加。

有中心的世界的优点是，遥远星系中的量子现象不会分裂它，考虑一个没有指定中心的世界；通常的语言对于描述在没有有知觉的生命时存在的世界同样有用。

MWI中的世界概念是基于外行人对世界的概念；世界是存在的一切的定义在MWI中并不成立。"存在的一切 "就是宇宙，而且只有一个宇宙。宇宙包含了许多与普通人所熟悉的世界相似的世界。

有人认为，我们现在的世界有一个独特的过去和未来。根据MWI，在某个时间点定义的世界对应于过去某个时间点的独特世界，但对应于未来某个时间点的众多世界。

我是谁？

我是一个物体，如地球、一只猫等。"我 "在某一特定时间由对我的身体和大脑状态的完整（经典）描述来定义。

"我 "和 "胡关外 "指的不是同样的东西（尽管我的名字是胡关外）。此时此刻，在不同的世界有许多不同的 "胡关外"（每个世界不超过一个），但说现在有另一个 "我 "是没有意义的。

我有一个特定的、明确的过去， 我对应于2023年的一个特定的 "胡关外"，但不对应于未来的一个特定的 "胡关外"， 我与2030年的众多 "胡关外"相对应。

这种对应关系体现在我对一个独特的过去的记忆中，2021年的 "胡关外"与2020年的一个特定的 "胡关外"共享记忆，但与2030年的多个 "胡关外"共享。

在MWI的框架内问2030年我是哪个 "胡关外 "是毫无意义的。我将与他们全部对应。每次我做一个量子实验（有几个结果），在我看来只得到一个明确的结果。获得这个特定结果的 "胡关外 "是这样想的。

这个 "胡关外 "不能被确定为实验后的唯一 "胡关外"。实验前的 "胡关外 "与获得所有可能结果的多个 "胡关外 "相对应。

尽管这种对个人身份概念的处理方式似乎有些不寻常，考虑了一些人为的情况，在这些情况下，一个人分成了几个副本，并认为对这个问题没有好的答案， "哪个副本是我？"

当观察者分裂的时候，个人身份并不是最重要的。人们可以为这个问题找到一个意义。工作不是关于 "我 "的性质，而是关于 "服务性"。

形式主义和我们的经验之间的对应关系，我们不应该期望在我们的经验方面有一个详细的、完整的解释，即在我们的经验方面有一个波函数的解释。

宏观物体的量子状态，宇宙的量子态（波函数）与我们的经验之间的对应关系的基础是物理学家在标准量子理论框架下对由基本粒子组成的物体的描述。

同类的基本粒子是相同的。一个物体的本质是其粒子的（大规模纠缠的）量子状态，而不是粒子本身。

一组基本粒子的一个量子状态可能是一只猫，而相同粒子的另一个状态可能是一张小桌子。一个物体是这样一个量子态的空间模式。

我们现在无法写下一只猫的精确波函数。以合理的近似方式，构成一个核子的基本粒子的波函数。构成原子的电子和核子的波函数甚至可以更精确地知道。

对分子的波函数（即构成分子的离子和电子的波函数）有很好的研究。对生物细胞有很多了解，物理学家在生物系统的量子表示方面正在取得进展。

从细胞中我们构建了各种组织，然后是一只猫或一张桌子的整个身体。让我们表示以这种方式构建的宏观物体的量子状态 。

代表一个处于明确状态和位置的物体。根据我们对世界的定义，在每个世界中，猫都处于一个确定的状态，要么活着，要么死了。薛定谔对猫的实验导致了世界的分裂，甚至在打开盒子之前。

在中心世界的方法中，在观察者打开装有猫的密封盒子之前，叠加的薛定谔的猫是观察者的单一世界中的一员。观察者直接感知到与实验有关的事实，并推断出猫处于叠加状态。

我们经验的原因是相互作用，而在自然界中，只有三个空间维度的局部相互作用。这些相互作用可以表示为与一些宏观变量的耦合，而这些宏观变量是由量子波描述的，在D3空间中很好地定位了。

它们与物体的相对变量状态（如原子中的纠缠电子）和物体的其他部分处于一个乘积中。在物体的波函数和我们对该物体的经验之间架起桥梁的另一种方式是宏观物体的分子的波函数密度的三维图，它具有我们熟悉的物体的几何形式。

在量子力学的其他一些解释中，类似的密度被赋予了额外的本体论意义。

一个世界的量子状态，宇宙中所有粒子的波函数对应于任何特定的世界，将是对应于世界中所有物体的粒子集的状态乘以量子状态的产物 。

乘积状态只针对与物体的宏观描述有关的变量。弱耦合的变量之间可能存在一些纠缠，比如属于不同物体的核旋。

基于冯-诺依曼1955年方法的量子测量的教科书描述，每个量子测量的结果是波函数坍缩为被测变量的特征态。

量子测量装置必须是一个宏观的物体，其宏观的不同状态对应于不同的结果。在这种情况下，对应于具有特定结果的世界的MWI全粒子波函数与冯-诺依曼理论中的波函数是一样的，只要存在对具有这种结果的波函数的塌缩。

波函数的地位并不像这里描述的MWI那样是本体论的，而是认识论的，它概括了关于测量结果的信息。

在大多数情况下，只有宏观物体与我们的经验有关。今天的技术已经达到一个地步，即用单个粒子进行干扰实验。

在这种情况下，用只有宏观物体的状态来描述一个世界是可能的，比如说源和探测器，增加对一些微观物体的描述是富有成效的。

描述相关微观粒子的正确方式是双状态矢量，它包括由过去的测量指定的通常的、向前演化的状态和由未来的测量指定的向后演化的状态。

宇宙的量子状态（即宇宙波函数）可以被分解为对应于不同世界的项的叠加，宇宙世界不同的世界对应于至少一个物体的不同经典描述状态。不同的经典描述状态对应于正交的量子状态。

不同的世界对应于正交的状态，所有状态世界是互为正交的，用物体的量子态来构建宇宙的量子态只是近似的；它只适合于所有的实用目的。

物体的概念本身并没有严格的定义，一只猫刚刚吞下的老鼠应该被认为是猫的一部分吗。

一个 "确定的位置 "的概念也只有近似的定义，一只猫应该位移多远才会被认为存在于不同的位置。

如果位移远小于量子不确定度，就必须认为它存在于同一个地方，因为在这种情况下，猫的量子状态几乎是一样的，位移原则上是无法检测的。

但这只是一个绝对的约束，因为我们区分猫的各种位置的能力远非这个量子极限。此外，一个物体的状态（如活着或死了）只有在考虑该物体的一段时间内才有意义。

在我们的构造中，一个物体的量子状态是在一个特定的时间内定义的。我们必须确保量子态不仅在那个时候，而且在某个时间段内都会有物体的形状。

在这段时间内世界的分裂是另一个含糊不清的来源，因为对分裂发生的时间没有精确的定义。分裂的时间对应于崩溃的时间。

MWI对理论的 "物理部分"有严格的基础；只有对应于我们的经验的部分是近似的。

理论的数学结构允许以无限多的方式将宇宙的量子态分解为正交态的叠加。分解为世界状态的基础来自于由处于确定位置和状态的物体组成的世界的定义（"确定的 "是指我们区分它们的能力的规模）。

在另一种方法中，中心世界的基础是由观察者直接定义的。考虑到观察者的性质和她描述世界的概念，对分解的特殊选择是必然的。

如果我们不问为什么我们是什么，为什么我们感知的世界是什么，而只问我们如何解释我们在我们的世界中观察到的事件之间的关系，那么首选基础的问题就不会出现，我们和我们世界的概念定义了首选基础。

但如果我们真的问为什么我们是什么，我们可以解释更多。看看物理世界的细节，哈密顿的结构，普朗克常数的值，等等，我们可以理解为什么我们所知道的有生命的人是一个特定的类型，为什么他们有他们特定的概念来描述他们的世界。

主要的论点是，相互作用的局部性产生了物体被很好地局部化的世界的稳定性。普朗克常数的小值允许宏观物体在很长一段时间内被很好地定位。对应于局部量子态的世界 。

在足够长的时间内不会分裂，以至于有生命的人可以感知到宏观物体的位置。相比之下，在另一种分解中得到的 "世界"，例如 "世界+"，其特点是宏观物体的状态叠加的相对相位处于宏观上可区分的状态中

在一个比任何可行的有生命的人的感知时间小得多的时间段内，立即分裂成两个世界：新的 "世界+"和 "世界。

宇宙中存在许多平行的世界。尽管所有的世界都具有相同的物理大小（如果我们考虑到早期宇宙学的量子方面，这可能不是真的），而且在每一个世界中，有生命的人都感觉和其他世界一样 "真实"，但在某种意义上，有些世界比其他世界大。维德曼 1998年将这一属性描述为世界的存在尺度。

一个世界的存在尺度有两个方面。它量化了世界在实验中干扰其他世界的能力，正如本节末尾所阐述的。其次，存在的尺度是在MWI中引入概率幻觉的基础。

存在尺度是埃弗雷特1957年讨论的概率尺度的平行体，并在洛克伍德1989年中作了图解描述。

尽管世界存在的尺度是用宇宙的量子状态来表达的，但存在的尺度的概念，作为世界的概念，属于MWI的第二部分，是通往我们经验的桥梁。

"我 "也有一个存在的尺度。它是我存在于其中的所有不同世界的存在尺度的总和。请注意，我并不直接体验我的存在尺度。我感到同样的重量，看到同样的亮度，等等，不管我的存在尺度有多小。

我当前的存在尺度只与威格纳的朋友威格纳1961年证明了一个世界的存在尺度作为其干扰其他世界的能力的尺度的意义。

一个可以对人这样的宏观物体进行干涉实验的超能力者，一个有两个结果A和B的实验，这样就会产生两个存在尺度不同的世界。通过世界的干扰来影响他们的未来。

MWI中的概率不能像量子理论中的坍缩那样被简单地引入。然而，即使MWI中没有概率，也有可能解释我们对明显的概率事件的幻觉。由于世界的数学对应物的同一性，我们不应该期望我们在MWI的特定世界中的经验与在每次量子测量时具有坍缩的单一世界宇宙中的经验之间有任何区别。
来自不确定的概率，在决定论（如MWI）中，概率概念的困难在于，概率的唯一可能含义是无知概率，但要进行量子实验的观察者并没有相关信息是无知的。宇宙在某一时刻的量子状态规定了所有时刻的量子状态。

如果我要做一个有两种可能结果的量子实验，而标准量子力学预测结果A的概率为1/3，结果B的概率为2/3，那么，根据MWI，有结果A的世界和有结果B的世界都会存在。问："我得到A而不是B的概率是多少？"这是毫无意义的，因为我将对应于两个 "胡关外"，观察到A的那个人和观察到B的另一个人。
为了解决这个难题，阿尔伯特和卢瓦1988年提出了 "多心 "解释（在这种解释中，不同的世界只存在于有生命的人的头脑中）。

除了宇宙的量子波之外，阿尔伯特和卢瓦尔还假设每个有情生命都有一个连续的思想。每当宇宙的量子波发展成包含有情生命的状态的叠加，对应于不同的感知，这个有情生命的思想就会随机地、独立地发展到对应于这些不同感知状态的精神状态（其概率等于这些状态的量子概率）。

每当观察者进行测量时，观察者的头脑就会发展出与不同结果的感知相对应的心理状态，也就是与我们例子中的世界A或B相对应。由于存在着思想的连续体，所以在任何有知觉的生命中总会有无穷的思想，而且这个过程可以无限地继续下去。

这就解决了困难，每个 "我 "对应于一个心智，它最终会进入一个状态，对应于一个具有特定结果的世界。然而，这个解决方案是以在理论中引入额外结构为代价的，包括一个真正的随机过程。
在不向理论引入额外结构的情况下解决了这个问题。在海森堡的图景中工作，他使用了适当的语义学和纯粹论，根据这些语义学和纯粹论，不同的世界没有共同的部分，甚至在世界质量相同的早期也没有。

我们有世界的分歧而不是重叠。 2020年通过引入一个叫做 "索引主义 "的框架来发展这个想法，它涉及一组不同的分化的 "平行 "世界，其中每个观察者只位于一个世界中，所有的命题都被理解为自我定位（索引）。

"索引主义 "使我们能够证明将权重作为候选的客观概率度量的做法是正确的。在我们的经验中很难识别发散的世界，在标准量子力学的数学形式主义中也没有什么可以成为发散世界的对应物。
处理MWI中的概率问题有更多提议。巴雷特2017年认为，对于概率定理的推导，有必要在单元进化论中加入一些假设。增加了非线性退相干（因此比标准MWI中的世界更多），这可以渐进地导致不同结果的世界的平均计量相等。 2006提出了退相干动力学，其中不同世界的观察者相互 "纠缠"，从而得到一个近似的规则。

2006使用代数方法推导出概率规则，来自测量后不确定性的概率幻觉
代理人的无知概率，问："胡关外在世界中的概率是多少，似乎毫无意义 。

当实验者醒来时（在其中一个房间），但在他睁开眼睛之前，他被问到 "你在哪个房间？" 当然，有一个关于他在哪个房间的事实问题（他可以通过睁开眼睛了解这个问题），但在提问时他对这个事实是无知的。
这种结构提供了对概率的无知解释，但概率的值必须被假设，概率公设，观察者应该把他对量子实验结果的主观概率设定为与所有具有该结果的世界的总存在量成比例。
这个公设是标准量子力学坍缩公设的对应物，根据这个公设，在测量之后，量子态坍缩到一个特定的分支，概率与它的平方振幅成正比。

它在两个方面有所不同。它只与坍缩公设的第二部分，即波恩规则相平行；它只与MWI的第二部分，即与我们的经验的联系有关，而与理论的数学部分一无关。
获得A的概率的问题，对处于A世界的列夫来说，在他意识到结果之前，对处于B世界的列夫来说，在他意识到结果之前，都是有意义的。两个 "胡关外 "都有相同的信息，他们应该在此基础上给出他们的答案。根据概率定理，他们会给出相同的答案： 由于测量前的胡关外与测量后的两个 "胡关外 "相关联，他们对实验结果具有相同的无知概率概念，所以我们可以把将要进行的实验结果的概率定义为胡关外的继承者对处于具有特定结果的世界的无知概率。
"安眠药 "的说法并没有把量子实验结果的概率降低到经典情况下熟悉的概率概念。量子情况是真正不同的。由于量子实验的所有结果都实现了，所以不存在通常意义上的概率。然而，这种构造解释了概率的幻觉。它导致MWI的信仰者按照以下原则行事，行为原则，我们关心我们所有的连续世界，与它们的存在措施成比例。
有了这个原则，我们的行为应该类似于崩溃理论的信徒的行为，他关心可能的未来世界，与它们发生的概率成正比。

概率定理的重要部分是主观概率对存在尺度的监督性。鉴于这种监督性，比例性自然地从下面的论证中得出。根据假设，如果在量子测量之后，所有的世界都有相等的存在尺度，那么一个特定结果的概率仅仅与有此结果的世界的数量成正比。

世界的存在尺度是不平等的，但所有世界的实验者可以对一些变量进行额外的特别定制的辅助测量，这样所有的新世界将有平等的存在尺度。

实验者应该对这些辅助测量的结果完全无动于衷，它们的唯一目的是把世界分成 "等量 "的世界。然后，存在量度的可加性产生了概率定理。
还有许多其他的论据（除了经验证据之外）支持概率定理。格里森1957年关于概率测量的唯一性的定理使用了一个自然原理，即结果的概率与分裂成平行世界无关。

"我 "生活在所有的分支中，在不同的 "超片 "中有 "不同的经验"。他用 "超片的重量 "代替 "存在的尺度"，并认为根据概率定理将概率联系起来是可以理解的。

桑德斯1998年利用退相干理论中的各种思想，如时态的关系理论和随时间变化的身份理论，主张 "将概率与希尔伯特空间规范相联系"（相当于存在的尺度）。

佩奇2003年提倡一种名为无意识感性主义的方法。这种方法的基本概念是一种有意识的体验。他根据宇宙的量子状态给不同的经验分配权重，作为与经验相对应的目前未知的正算子的期望值（类似于相应世界的存在量度）。

佩奇写道："具有更大权重的经验在某种意义上存在得更多"。在所有这些方法中，假设是通过与时间处理的类比来引入的，一个世界的存在尺度类似于一个时间间隔的长度。
来自对称性论证的概率定理，从量子形式主义和经典决策理论中推导出概率定理。概率的概念通过被简化为代理人的投注偏好而被操作化。一个代理人在观察到旋转 "向上 "的那些分支上收到200元和在所有分支上收到100元之间无动于衷，根据定义，他认为旋转向上的分支的概率为1/2。

代理人唯一合理一致的策略是将这些可操作的 "概率 "分配给量子力学的分支权重。在这些证明的最新版本中，核心假设是（1）单元量子力学的对称结构；（2）代理人的偏好在不同时间是一致的；（3）代理人对世界本身的细枝末节结构无动于衷。