Everettien量子力学（一）

惠夫·埃弗雷特三世提出通过采用纯波力学来解决量子测量问题，理论通过从量子力学标准von Neumann配方中删除坍塌动态来解决。 埃弗雷特的相对状态配方包括纯波力学，补充，区分绝对和相对状态，定位观察模型和典型标准。 他的目的是通过表明典型的位于观察者的相对记录来重复标准崩溃理论的预测，典型的观察者将满足标准量子统计数据。 我们将考虑他的理论和几种完全不同的理解方式。

1.简介

2.测量问题

埃弗雷特扣除

3.1确定记录

3.2概率

4.经验忠诚

5.纯波力学忠诚的四个论点

5.1在观察者的相对记忆记录中发现了经验

5.2纯波力学预测，通常不会注意到存在替代相关记录

5.3纯波力学的剩余结构原则上是可检测的，因此根本不是剩余结构

5.4测量记录的典型相对序列呈现标准量子统计

6.经验忠诚和经验充足

7.许多世界

8.裸露的理论和延伸

8.1裸露的理论

8.2许多思想和隐藏的变量

8.3许多历史

9.摘要

参考书目

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相关条目

1.简介

埃弗雷特在普林斯顿大学的物理学研究生中制定了对量子力学的相对国家制定。 他的博士论文（1957A）的简短版本于1957年3月被接受，一份论文（1957B）基本相同的材料在同年7月出版。 他的论文的简短版本是从埃弗雷特给予约翰惠勒，他的博士学位的更长的论点修订。 顾问，1956年1月“Wave Mechemics没有概率”。 Dewitt和Graham（1973）后来发表了一篇关于埃弗雷特理论的论文的一篇文章中的一篇文章。 虽然Everett总是受到长篇论文所呈现的理论的描述，部分原因是Bohr对Everett的批判性方法不赞成，Wheeler坚持认为这导致了埃弗雷特最终捍卫的更短版本。

埃弗雷特在1956年春天作为一项国防分析师在学术界工作。随后的票据和信件表明，他继续对量子力学的概念问题以及在接受他的理论中，但他并没有在周围的辩论中发挥积极作用。 埃弗雷特于1982年去世。参见Byrne（2007）和（2010）进一步的传记细节和Barrett和Bayrne（2012年），用于埃弗里特的论文，票据和关于量子力学的信件的注释集合。 另请参阅奥诺吉，弗雷萨斯，弗雷斯（2009年），介绍埃弗雷特对量子力学的配方历史介绍。

Everett的相对状态配方是对量子力学标准von Neumann崩溃制剂的标准von Neumann崩溃配方面临的测量问题的直接反应。 埃弗里特在他自己版本的Wigner的朋友故事的背景下了解了测量问题，这是一个在Wigner（1961）之前四年发布的版本。 简而言之，埃弗雷特解决问题的解决方案是从量子力学的标准配方下降，将标准崩溃理论的实证预测推导出作为本身在理论中被设计为物理系统的观察者的主观经验。 结果是他对纯波力学的相对国家解释。

为了了解everett对量子测量问题的解决方案，首先要了解他的问题是有帮助的。 我们将从这开始，然后考虑他对纯波力学的相对状态制定以及他认为Quotum测量问题的感觉。 然后，我们将考虑如何获得提供更丰富的确定量子记录和概率的理论。

2.测量问题

Everett呈现了纯波力学的相对状态配方，作为避免标准von Neumann崩溃制定的量子力学遇到的概念性问题的一种方式。 埃弗雷特认为主要问题是，标准理论需要观察者被视为理论描述的系统外部。 他认为这一点是，该理论因此未能提供一致的物理宇宙的描述。 Everett尊重了标准的von Neumann的量子力学和Bohr的哥本哈根解释。 他认为，后者在一个重要的意义上，但甚至没有旨在提供对观察过程的一致描述（1956,152-3）。 我们将遵循Everett的主要论点，从标准崩溃理论遇到的测量问题开始。

埃弗雷特的标准崩溃制定，如埃弗雷特理解，基于以下原则（Von Neumann，1955）：

状态的表示：物理系统S的状态由希尔伯特空间中的单位长度的元素，具有内部产品的复值矢量空间。

观察到的表示：每个物理可观察到的o由代表状态的希尔伯特空间上的封闭师操作员o代表，并且每个封闭师操作员对应于一些物理观察到。 等效地，可观察到的O可以被认为是由OIGENVECTORS由O.的正常基础表示。

状态的标准解释：系统S具有可观察到的o的确定值，因此且仅当且才有o·o的状态由O的特征向量表示的状态而确定的。如果是的，那么一个人将确定一个相应的作为测量o的o的特征值。

两个动态定律：（a）如果没有进行测量，则系统S根据线性动力学以连续的确定性方式演变，这仅取决于系统的能量特性。 （b）如果测量由S制成，则瞬间和随机地跳到测量可观察到的特征静止。 每个可能的后测量状态的概率等于初始状态投影到最终状态的范数。

Everett称标准von Neumann理论为“Quantum Mechence的外部观察制定”，并在他的论文的长（1956）和短（1957年）和短（1957）版本中讨论（分别从页面73和175开始）。 虽然他认为标准崩溃理论最终是不可接受的，但他用它作为他纯波力学呈现的起点。 后一种理论，他被描述为标准崩溃理论，但没有折叠动态（规则4B）。 我们将简要考虑规则（4A）和（4B）和测量问题所扮演的角色，然后考虑埃弗雷特对Wigner的朋友故事的讨论以及他用纯波力学取代标准理论的建议。

线性动力学（规则4A）在标准崩溃理论中起重要作用。 它解释了系统如何在不同古典状态的叠加中，以及两个系统如何可以来量子机械缠结，这反过来解释了量子推理效应和量子非植物。 但是，鉴于各国的标准解释（规则3），线性动力学不能通过自己的解释测量结果如何确定展示标准量子概率的测量记录。 对于大多数初始状态，线性动力学预测测量交互将在记录相互不相容的测量结果的缠绕叠加中产生物理记录，如下所示的状态E）。 关于各国的标准解释，这不是一个国家根本存在物理记录的国家。 因此，崩溃动态（规则4B）显然是标准理论解释的确定性物理记录的必不可少，并且在此过程中，它还解释了为什么人们应该期望使用通常的量子概率的每个物理可能的记录。

然后，确定性线性动力学（规则4A）描述了当没有测量时系统演变的方式，并且随机非线性动态（规则4B）描述了在存在测量时系统的发展。 注意，术语测量在理论中发生作为未定义的原始术语。 如果不言而喻，相互作用需要计数作为测量所需要的内容，该理论处于最佳不完整，因为它不指示每个动态法何时获得。 此外，如果一个人假设观察者及其测量装置是物理系统，就像任何其他（以及为什么不是那样？），它们也必须以连续的确定性方式发展，并且没有像4b所描述的随机，不连续的演变都可以发生。 在这种情况下，规定测量上的崩溃产生即时矛盾。 这是量子测量问题。 参见Barrett（2020）和课程理论中哲学问题条目中的测量问题的部分，以进一步讨论。

Everett采用了量子力学的标准配方，逻辑上不一致，因此不可掌握，因为它不允许提供一致的嵌套测量的叙述。 他在“有趣，但极度但极度的戏剧”（1956,74-8）的背景下说明了这个问题，几年后由Eugene Wigner（1961）着名的故事。

埃弗雷特版本的Wigner的朋友故事涉及一个人知道一些系统的州功能的观察者，并且知道它不是可观察到的特征，他即将衡量它，以及一个拥有国家功能的观察者B复合系统A + S. 观察者A认为，她对S上测量的结果将由规则4B随机确定，因此将描述A的后测量状态的属性，其具有确定测量记录的作为具有折叠到相应状态的秒。 然而，观察者B在根据规则4a的测量之后将房间的状态功能属性属于A + S缠绕状态，其中根据规则3，甚至没有确定其自身的数量的量子力状态。 埃弗雷特认为，由于A和B对A + S产生了不兼容的状态归属，标准崩溃理论将一个直接矛盾犯下。

实际上，在+ S这样的情况下，甚至可以以+ s隔离和控制复合系统，即甚至能够计算其状态的发展方式。 这是Everett称为戏剧为“非常假设”的原因之一。 但他也小心解释为什么这种实际困难与标准理论面临的概念问题无关。 事实上，他明确拒绝了一个人可能只是“否认B可能拥有A + S的国家功能的可能性。” 相反，他争辩说，“无论A + S的状态是什么，原则上都有一整套通勤操作员，所以至少，这些数量的确定不会影响状态，也不会以任何方式破坏a，”他补充说，也没有“在通常的任何国家职能知识的常规理论中有”基本限制。“ 他得出结论，“如果B实际上知道A + S的精确状态函数，则并不是特别相关。 如果他仅相信该系统由状态函数描述，他不认为知道，那么难度仍然存在。 然后，他必须相信这种国家功能的确定性地改变，因此在A的确定中没有概率“（1956,76）。 而且，埃弗雷特争辩，B是正确的，如此相信。

这是Everett对测量问题的理解的关键特征，以及他自己的量子力学的制定如何通过干扰测量来展示B的原则上，即由与S的互动产生的状态实际上是不相容的记录的纠缠叠加通过线性动态预测（下面的状态）。 事实上，它总是可以做出这样的测量是为什么Everett举办了叠加的每个元素来真实：“它是不合适的......要归因于卓越的任何元素的任何元素，而不是任何其他元素，因为这是出现的可能性获得元素之间的干扰效应。 叠加的所有元素必须被视为同时存在“（1956,150）。

埃弗莱特拿走了Wigner的朋友故事，这涉及一个实验，因为环境扑断力效应几乎不可能表现，以解决量子力学的中央概念问题对于了解他对测量问题的想法以及解决它来说，这是必不可少的。 特别是，如果可以以一致的方式解释嵌套测量，他认为，如果可以以一致的方式考虑嵌套测量，则持有令人满意的解决方案。 能够在一个人的理论中讲述Wigner的朋友故事是令人满意的量子测量问题的必要条件。

埃弗雷特扣除

为了解决测量问题，Everett提出从标准崩溃理论中删除折叠动态（规则4B）并采取所产生的理论，以始终提供所有物理系统的完整和准确描述。 他称所产生的理论纯波力学。 埃弗雷特认为，他可以推断量子力学的标准统计预测，这取决于标准崩溃制定中的规则4B的预测，就本身被视为纯波力学中的普通物理系统的观察者的主观体验。 我们将讨论这种扣除如何在一些细节上工作。

埃弗雷特在长期以来的论文中勾勒出了他的扣除纲要：

我们将能够引入代表观察员的[纯波力学]系统。 这种系统可以被认为是自动运行的机器（伺服机构）拥有记录设备（存储器）并且能够响应其环境。 这些观察者的行为应始终在波力学框架内进行处理。 此外，我们将向此类观察者视为主观外观的过程1 [规则4B]的概率主张，从而将理论与经验相对应。 然后我们导致了正式理论是客观性连续和因果的新颖情况，而主观不连续和概率。 虽然这一观点因此，最终将致力于我们使用正统视图的统计断言的原理，使我们能够以逻辑上一致的方式进行，允许其他观察者（1956,77-8）的存在。

更具体地说，埃弗雷特的目标是表明纯波力学中典型观察者的相对记录将表现出由折叠动态预测的统计特性。 为了这样，他需要补充纯波力学，少数几个背景假设。

以他的Wigner的朋友故事的语言表达，Everett坚持了三件事：（1）量子机械状态没有折叠，因此观察者B归因于A + S一个纠缠在纠缠的状态叠加具有录制的相互不兼容的结果，（2）有一种意义于其中，虽然可以获得完全确定的测量记录，并且（3）这种记录的典型序列将满足标准量子统计。

理解埃弗雷特的主要任务是在阐述标准崩塌理论的预测与纯波力学的预测之间的对应应该是如何工作的。 一个问题是前者理论是随机的，基本上是机会事件，而后者是决定性的，而没有任何提到概率。 另一个是，由于像A的标准解释那样的观察者通常未能在各国的标准解释中进行任何确定的记录，所以需要一种了解复合系统A + S后测量状态的新方法，这种方式提供了一种有意义，其中可以说是一个确定的测量记录。

考虑测量旋转½系统的X-旋转。 将发现这样的系统是“X-Spin Up”或“X-Spile Down”。 假设J是一个很好的观察者。 对于Everett，是一个很好的X-Spin观察者，意味着j具有以下两个配置，下面的箭头代表复合系统的时间演变，如规则4a所述：

|“准备就绪”⟩j| X-SpinUp‖s→|“X-Spin Up”⟩j| X-SpinUp‖s

|“准备好”⟩j| X-SpinDown‖s→|“X-Spile Down”⟩j| X-SpinDown‖s

因此，如果J测量确定的系统，则X-旋转，则J将确定“X-Spin Up”记录; 如果j测量确定的系统，则X-旋转，则j将确定“x-spile向下”。 在每种情况下，我们将假设对象系统S的旋转被相互作用不受干扰。

现在考虑J J J比观察到X-Spin特征级叠加的系统的X-旋转时会发生什么：

1

√

2

（| X-SpinUp‖s+ | X-SpinDown‖s）。

复合系统的初始状态是：

|“就绪”⟩j

1

√

2

（| X-SpinUp‖s+ | X-SpinDown‖s）。

这里j确定准备好进行X-旋转测量，但是根据规则3，对象系统S没有确定X-Spin。 给定J的两个性格以及确定性动态（规则4A）是线性的，复合系统的状态是她的X-Spin测量后的状态：

1

√

2

（|“X-Spin Up”⟩j| X-SpinUp‖s+ |“X-Spile Down”⟩j| X-SpinDown‖s）。

拨打这个州e。 在量子力学的标准制剂上，在测量相互作用期间的某些时候，状态折叠导致

|“X-Spin Up”⟩j| X-SpinUp‖s

要么

|“X-Spile Down”⟩j| X-SpinDown‖s，

每个概率1/2。 在前一个情况下，J结束了确定的测量记录“旋转”，在后来的时间内，她最终将确定测量记录“旋转下来”。

相比之下，埃弗雷特的建议没有发生这种崩溃。 而是，复合系统的后测量状态是E，单独由线性动力学产生的状态，j的缠绕叠加录制结果“旋转”，s为x-spin向上，j录制“旋转”，x-旋转。 关于各国的标准解释（规则3），e不是j确定“旋转”的状态，也不是j确定“旋转”的状态。 实际上，甚至是j的状态才能将其作为复合系统的状态不考虑自己的状态。

此外，埃弗雷特至少原则上透露，至少是Wigner的朋友干扰实验，即后测量状态实际上是考虑一个可观察到的复合系统J + S的A，其具有状态E作为对应的特征特征值+1和正交状态

1

√

2

（|“X-Spin Up”⟩j| X-旋转上升 - |“X-Spile Down”⟩j| X-SpinDown‖s）。

作为对应于特征值-1的特征甾烷。 如果Everett是正确的，并且E实际上是测量后状态，那么A的观察将永远产生+1。 但是，如果在J和S之间的相互作用中发生崩溃，则A测量可能会产生+1或-1，每个概率为1/2，因为后测量折叠状态为45度角，到包含A的尖端的光线。

坚持认为e实际上是复合系统的后测量状态，埃弗雷特面临了两个问题。 确定记录问题需要他解释该状态如何与具有确定测量记录的观察者j兼容。 并且概率问题需要他在某种意义上恢复标准量子概率，以便此类确定记录。

3.1确定记录

埃弗雷特呼吁他称之为各国的基本相对性，区分绝对和相对国家：

通常，没有存在类似于复合系统的一个子系统的单个状态的任何状态。 子系统不具有独立于系统的剩余状态的状态的状态，使得子系统状态通常与彼此相关联。 一个可以任意选择一个子系统的状态，并导致其余部分的相对状态。 因此，我们面临着各国的基本相对性，这是由复合系统的形式主义暗示的。 询问子系统的绝对状态毫无意义 - 一个人只能询问状态相对于子系统的其余部分的给定状态。 （1956,103; 1957,180）

绝对和相对状态之间的区别允许对单独的规则3提供的状态的更丰富的解释。 即，它在后测量的绝对状态下提供相对状态，其中相对观察者的确定测量记录可能是监督。

虽然绝对状态e是j没有确定绝对记录的一个，但是s没有确定绝对x-spin，j相对于s为x-specue向上的“x-specue向上”，并且j相对于s为x-spile录制“x-spif向下”。 Everett将观察者的经验与她的相对记录联系起来：

让观察者视为复合系统的子系统：观察者+对象系统。 然后，在相互作用发生之后，通常存在单个观察状态之后的不可避免的结果。 然而，将有一个叠加复合系统状态，其中每个元素包含一个明确的观察者状态和一个明确的相对对象系统状态。 此外，正如我们所见，这些相对对象系统中的每一个大约是对应于由观察者获得的值所获得的值的观察的特征，这是由叠加的相同元件所描述的。 因此，所得到的叠加的每个元素描述了一种观察者，其感知到一个明确和通常不同的结果，并且似乎对象系统状态被转换为相应的特征符。 （1956,78）。

然后，每个相对观察者具有确定的相对记录。 也就是说，E的每个元件或分支描述了具有相应确定相对测量记录的相对观察者。 这令我们经验的意义被埃弗雷特对经验忠诚的概念，我们将在为量子概率奠定基础之后讨论的事情。

3.2概率

埃弗雷特试图通过表明典型的相对记录序列表明标准量子统计数据来解决概率问题。 为了表明典型分支中的记录表现出标准量子统计，他需要一个典型的分支措施，这是纯波力学本身未给出的东西。 正如他所说的那样，“为了使得关于观察结果的不同可能结果的相对频率进行定量陈述，该观察结果记录在典型观察者的存储器中，我们必须具有选择典型观察者的方法（1956,124）。