[논문 리뷰] On Quantum Mechanics

Carlo Rovelli|ArXiv.org|1994. 03. 02.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 1인용 수 62

한 줄 요약

Rovelli는 정보론적 상관관계에 기반한 세 가지 물리적 가정에서 양자역학의 수학적 체계를 유도하는 상대성 해석을 제안한다. 관측자에 독립적인 상태의 개념을 관측자에 의존하는 상대적 서술로 대체함으로써, 이 프레임워크는 해석적 역설을 해결하고, 서로 다른 관측자가 동일한 양자 사건에 대해 일관되지만 상이한 서술을 제공할 수 있음을 보여준다. 확률은 관측자 간에 변화하지 않으며, 서술 방식은 다를 수 있다.

ABSTRACT

We reformulate the problem of the "interpretation of quantum mechanics" as the problem of DERIVING the quantum mechanical formalism from a set of simple physical postulates. We suggest that the common unease with taking quantum mechanics as a fundamental description of nature could derive from the use of an incorrect notion, as the unease with the Lorentz transformations before Einstein derived from the notion of observer independent time. Following an an analysis of the measurement process as seen by different observers, we propose a reformulation of quantum mechanics in terms of INFORMATION THEORY. We propose three different postulates out of which the formalism of the theory can be reconstructed; these are based on the notion of information about each other that systems contain. All systems are assumed to be equivalent: no observer-observed distinction, and information is interpreted as correlation. We then suggest that the incorrect notion that generates the unease with quantum mechanichs is the notion of OBSERVER INDEPENDENT state of a system.

연구 동기 및 목표

• 기초 개념을 재고함으로써 양자역학에서 지속적인 해석적 불안을 해결하는 것.
• 관측자에 독립적인 상태의 개념을 상대적이고 정보 기반의 프레임워크로 대체하는 것.
• 정보와 상관관계에 기반한 단순하고 물리적으로 타당한 가정들로부터 양자역학의 수학적 체계를 도출하는 것.
• 서로 다른 관측자가 동일한 양자 사건에 대해 일관되지만 상이한 서술을 제공할 수 있으며, 모순 없이 이루어질 수 있음을 보여주는 것.
• 코펜하겐 해석, 다중세계 해석, 일관된 역사 해석과 같은 기존 해석들을 통합하거나 보완할 수 있는 통합 기초를 제공하는 것.

제안 방법

• 관측자와 관측 대상 시스템을 구분하지 않고, 물리적 시스템 간의 정보론적 상관관계에 기반한 세 가지 물리적 가정을 제안한다.
• 성질이 상호작용과 상관관계를 통해만 정의되는 상대적 실체로서 양자 시스템을 모델링한다.
• 양자 상태가 체계적 성질이 아니라 시스템 간의 관계에 대한 정보를 나타낸다는 아이디어를 사용한다.
• 다양한 관측자의 시각에서 측정 과정을 분석하여, 동일한 사건에 대해 일관되지만 서로 다른 서술이 가능함을 보여준다.
• 사건의 순서에 대한 확률이 관측자에 따라 변하지 않음을 입증하며, 관측자 간 서술이 다를지라도 일관성을 유지함을 확인한다.
• 파동함수 붕괴나 선호되는 관측자 없이도, 상대적 가정들로부터 양자역학의 수학적 체계를 재구성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 양자 사건의 관측자에 의존하는 서술의 물리적 기초는 무엇이며, 어떻게 일관성을 유지할 수 있는가?
• RQ2 정보와 상관관계에 관한 단순하고 물리적으로 타당한 가정들로부터 양자역학의 수학적 체계를 도출할 수 있는가?
• RQ3 관측자에 독립적인 상태의 개념이 왜 양자역학에서 해석적 불안을 유발하는가?
• RQ4 서로 다른 관측자가 동일한 양자 측정 과정을 어떻게 서술하며, 무엇이 관측자 간에 변하지 않는가?
• RQ5 상대적 해석이 일관된 역사 해석이나 다중세계 해석과 같은 기존 해석들을 통합하거나 보완할 수 있는가?

주요 결과

• 관측자에 독립적인 상태의 개념이 양자역학에서 해석적 불안의 근본 원인임을 규명한다.
• 서로 다른 관측자가 시스템과의 상호작용에 따라 동일한 양자 사건의 순서에 대해 서로 다른데도 동등한 유효성 있는 서술을 제공할 수 있다.
• 양자역학의 수학적 체계는 시스템 간의 상대적 정보와 상관관계에 기반한 세 가지 가정에서 재구성될 수 있다.
• 사건의 순서에 대한 확률은 관측자 간에 변화하지 않으며, 관측자 간 서술이 다를지라도 일관된 역사 해석과의 일관성을 확인한다.
• 상대적 접근은 절대 상태를 제거함으로써 파동함수 붕괴와 고전성의 기원과 관련된 역설을 해결한다.
• 데코herence는 성질을 절대적이게 하지 않으며, 일관된 역사 선택은 체계의 내재적 성질이 아니라 관측자의 상호작용에 따라 결정된다.