[論文レビュー] Everett and Structure

David Wallace|ArXiv.org|Jul 28, 2001

Quantum Mechanics and Applications参考文献 31被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、量子力学のエヴェレット解釈（多世界解釈）を擁護するために、マクロな確定性が量子理論におけるデコherenceと構造的パターンを通じて生じることを主張している。これは、恣意的な修正を加えないで、波動関数の崩壊や意識に基づく力学を導入しないで、測定問題を解決するものである。観測者とその認識が、普遍的波動関数内の機能的構造として理解可能であることを示し、波動関数の崩壊や意識を前提としない形で測定問題を解決する。

ABSTRACT

I address the problem of indefiniteness in quantum mechanics: the problem that the theory, without changes to its formalism, seems to predict that macroscopic quantities have no definite values. The Everett interpretation is often criticised along these lines and I shall argue that much of this criticism rests on a false dichotomy: that the macroworld must either be written directly into the formalism or be regarded as somehow illusory. By means of analogy with other areas of physics, I develop the view that the macroworld is instead to be understood in terms of certain structures and patterns which emerge from quantum theory (given appropriate dynamics, in particular decoherence). I extend this view to the observer, and in doing so make contact with functionalist theories of mind.

研究の動機と目的

• 量子力学における測定問題を、形式的体系を変更したり、崩壊仮説を導入せずに解決すること。
• エヴェレット解釈がマクロな世界に不定性をもたらすという批判に対し、マクロな確定性が出現的構造によって生じることを示すこと。
• 観測者とその認識が、機能主義的哲学における心の理論と整合的である普遍的波動関数内の機能的パターンとして理解可能であることを示すこと。
• デコherenceが、古典的行動が実現される独立的かつ実質的に相互作用しないブランチの出現を動的基盤として提供することを主張すること。
• エヴェレット解釈に対する概念的反論が、直接的表象と幻想的実在論の間の誤った二元論に立脚していることを示すこと。

提案手法

• ユニタリ量子力学的ダイナミクスが普遍的波動関数内のブランチの有効的分離をもたらす仕組みを、デコherence理論を用いて説明する。
• デネットの「真のパターン」理論を適用し、マクロな物体が基本的実体ではなく、量子状態内の安定した高次元構造であると主張する。
• 観測者についての構造的視点を拡張し、観測者がデコヒーレントなブランチから生じる機能的システムとしてモデル化すること。
• 心の哲学における機能主義を統合し、意識的観測者が量子状態内の特定のパターンと同一視可能であることを説明すること。
• 確率が、追加の公理を必要とせず、分岐構造内の自己位置特定の不確実性として理解可能であると主張すること。
• 「分岐」や「観測者同一性」の正確な定義を必要としない。これらの概念は近似的で文脈依存的であると受け入れる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ユニタリ量子理論において波動関数の崩壊なしに、マクロな確定性はどのようにして生じるのか？
• RQ2 エヴェレット枠組みにおいて、デコヒーレンスが古典的構造および観測者の出現に果たす役割は何か？
• RQ3 観測者とその認識は、普遍的波動関数内の機能的構造としてどのように理解できるか？
• RQ4 エヴェレット解釈がマクロな世界を幻想的または不定的とみなすという批判が、なぜ概念的に誤りであるのか？
• RQ5 心の哲学における機能主義は、エヴェレット解釈における観測者にどの程度適用可能か？

主な発見

• マクロな物体は基本的ではないが、デコヒーレンスのおかげで安定した高次元構造として、普遍的量子状態に出現する。
• マクロな性質の外見上の確定性は、形式的体系そのものから直接生じるのではなく、波動関数内の強固で実質的に相互作用しないパターンの存在に起因する。
• 観測者は特別な実体ではなく、デコヒーレントなブランチから生じる機能的システムであり、その認識は量子状態内のパターンに対応する。
• パターンが安定で識別可能である限り、マクロ的境界の定義に多少の曖昧さがあっても問題ない。これは現実世界の観測と整合する特徴である。
• エヴェレット解釈における確率の問題は、追加の公理を必要とせず、分岐 multiverse 内の自己位置特定の不確実性として扱える。
• 「いつ分岐が起きたか？」のような問いに対して正確な答えを必要としない。このような問いは本質的に近似的であり、出現的構造の性質を反映している。