فيزياء الكم قطة شرودنغر. قطة شرودنغر: الجوهر في كلمات بسيطة

هل يمكن أن تكون القطة حية وميتة في نفس الوقت؟ كم عدد الأكوان الموازية هناك؟ وهل هم موجودون أصلاً؟ هذه ليست أسئلة من الخيال العلمي على الإطلاق، ولكنها مشاكل علمية حقيقية تم حلها عن طريق فيزياء الكم.

لذلك دعونا نبدأ مع قطة شرودنغر. هذه تجربة فكرية اقترحها إروين شرودنغر للإشارة إلى التناقض الموجود في فيزياء الكم. جوهر التجربة هو على النحو التالي.

يتم وضع قطة خيالية في صندوق مغلق في نفس الوقت، بالإضافة إلى نفس الآلية الخيالية ذات النواة المشعة وحاوية الغاز السام. وبحسب التجربة، إذا تفككت النواة، فسيتم تفعيل الآلية: ستنفتح حاوية الغاز وتموت القطة. احتمال الاضمحلال النووي هو 1 في 2.

المفارقة هي أنه وفقًا لميكانيكا الكم، إذا لم تتم ملاحظة النواة، فإن القطة تكون في ما يسمى بالتراكب، وبعبارة أخرى، تكون القطة في حالات حصرية متبادلة في نفس الوقت (فهي حية وميتة). ومع ذلك، إذا فتح المراقب الصندوق، فيمكنه التحقق من أن القطة في حالة واحدة محددة: إما حية أو ميتة. وفقًا لشرودنجر، فإن عدم اكتمال نظرية الكم يكمن في حقيقة أنها لا تحدد الظروف التي تتوقف فيها القطة عن التراكب، ويتبين أنها إما حية أو ميتة.

وتتفاقم هذه المفارقة من خلال تجربة فيجنر، التي تضيف فئة الأصدقاء إلى تجربة فكرية موجودة بالفعل. وبحسب ويجنر، عندما يفتح المجرب الصندوق، سيعرف ما إذا كانت القطة حية أم ميتة. بالنسبة للمجرب، لم تعد القطة في حالة تراكب، أما بالنسبة للصديق الذي يقف خلف الباب، والذي لا يعرف بعد نتائج التجربة، فإن القطة لا تزال في مكان ما “بين الحياة والموت”. ويمكن أن يستمر هذا مع عدد لا نهائي من الأبواب والأصدقاء، ووفقًا لمنطق مماثل، ستكون القطة في حالة تراكب حتى يعرف جميع الأشخاص في الكون ما رآه المجرب عندما فتح الصندوق.

كيف تفسر فيزياء الكم مثل هذا التناقض؟ تقدم فيزياء الكم تجربة فكرية الانتحار الكميو اثنان الخيارات الممكنةتطورات الأحداث بناء على تفسيرات مختلفة لميكانيكا الكم.

في تجربة فكرية، يتم توجيه مسدس نحو المشارك وإما أن يطلق النار نتيجة لتحلل ذرة مشعة أو لا. مرة أخرى، 50 إلى 50. وبالتالي، فإن المشارك في التجربة إما أن يموت أو لا يموت، لكنه في الوقت الحالي، مثل قطة شرودنغر، في حالة تراكب.

يمكن تفسير هذا الموقف بطرق مختلفة من وجهة نظر ميكانيكا الكم. وفقًا لتفسير كوبنهاجن، ستنفجر البندقية في النهاية ويموت المشارك. وفقًا لتفسير إيفريت، فإن التراكب ينص على وجود عالمين متوازيين يوجد فيهما المشارك في نفس الوقت: في أحدهما حي (لم تطلق البندقية النار)، وفي الثاني ميت (أطلقت البندقية). ومع ذلك، إذا كان تفسير العوالم المتعددة صحيحًا، ففي أحد الأكوان يبقى المشارك على قيد الحياة دائمًا، مما يؤدي إلى فكرة وجود "الخلود الكمي".

أما قطة شرودنغر ومراقب التجربة، فإنه، بحسب تفسير إيفريت، يجد نفسه والقطة في عالمين في آن واحد، أي «باللغة الكمومية» «متشابكين» معه.

تبدو هذه القصة وكأنها قصة من إحدى روايات الخيال العلمي، لكنها واحدة من العديد من النظريات العلمية التي لها مكان في الفيزياء الحديثة.

لا يقرأ الجميع كتبًا عن الاختراعات العظيمة للبشرية. ولكن بالضبط كل من شاهد مسلسل "النظرية". .الانفجار العظيم"، سمعت عن ظاهرة مثل" قطة شرودنغر ". نظرًا لارتباطها بميكانيكا الكم، فمن الصعب جدًا على أي شخص ليس لديه تعليم تقني أن يفهم معناها. دعونا نحاول معرفة ما يعنيه مفهوم "قطة شرودنغر". بعبارات بسيطة.

محتوى:

خلفية تاريخية موجزة

إروين شرودنغر – عالم فيزياء مشهورأحد مؤسسي نظرية ميكانيكا الكم. سمة مميزةله النشاط العلميكان هناك ما يسمى الثانوية. ونادرا ما اتخذ الخطوة الأولى في البحث عن أي شيء.

في الأساس، كتب شرودنغر مراجعات لاختراع شخص آخر أو إنجازه العلمي، أو انتقد المؤلف، أو بدأ في تطوير أبحاث واكتشافات الآخرين. وعلى الرغم من أنه كان فردانيًا بطبيعته، إلا أنه لم يستطع إلا أن يعتمد على أفكار الآخرين وأفكارهم، والتي اتخذها أساسًا في بحثه. وعلى الرغم من ذلك، فقد قدم مساهمات هائلة في تطوير ميكانيكا الكم، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى لغز "قطة شرودنغر".

تشمل إنجازات شرودنغر في العلوم ما يلي:

• إنشاء مفهوم ميكانيكا الموجة (لهذا حصل على جائزة نوبل عام 1933)؛
• أدخل مصطلح "موضوعية الوصف" في التداول العلمي - أثبت إمكانية النظريات العلمية دون المشاركة المباشرة لموضوع البحث (مراقب خارجي) لوصف الواقع المحيط؛
• طورت النظرية النسبية.
• درس العمليات الديناميكية الحرارية والديناميكا الكهربائية غير الخطية؛
• قام بمحاولات لإنشاء نظرية المجال الموحد.

مفهوم قطة شرودنغر

"قطة شرودنجر" – اللغز الشهيرنظرية شرودنجر، تجربة فكرية أجراها عالم فيزياء نظرية نمساوي، وبمساعدتها كان من الممكن إثبات عدم اكتمال ميكانيكا الكم في الانتقال من الأنظمة الدقيقة إلى الأنظمة الكبيرة. وتستند هذه النظرية برمتها على انتقادات العلماء لإنجازات ميكانيكا الكم.

قبل الشروع في وصف التجربة، لا بد من تحديد المفاهيم الأساسية المستخدمة فيها. تقول الفرضية الرئيسية للظاهرة الشهيرة أنه طالما لا أحد يراقب النظام، فهو موجود موضع التراكب- في وقت واحد في حالتين أو أكثر تستبعد الوجود المتبادل. أعطى شرودنغر نفسه التعريف التالي للتراكب - وهي قدرة كمومية (يمكن أن يكون دور الكم إلكترونًا أو فوتونًا أو نواة ذرية) ليكون في عدة حالات أو عدة نقاط في الفضاء في نفس الوقت، بينما لا يوجد واحد يراقب النظام. الكم هو كائن مجهري للبيئة الدقيقة.

وصف التجربة

نُشرت المقالة الأصلية التي يشرح فيها شرودنغر تجربته في عام 1935. لوصف التجربة، تم استخدام طريقة المقارنة وحتى التجسيد.

من الصعب جدًا أن نفهم بالضبط ما يعنيه شرودنغر من خلال دراسة هذه المقالة. سأحاول وصف جوهر التجربة بكلمات بسيطة.

نضع القطة في صندوق به آلية تحتوي على نواة ذرية مشعة وحاوية مملوءة بالغاز السام. يتم إجراء التجربة بمعلمات مختارة بدقة لاحتمال اضمحلال نواة الذرة - 50٪ في ساعة واحدة. وعندما تتفكك النواة يتسرب الغاز من الحاوية مما يؤدي إلى موت القطة. إذا لم يحدث هذا، فلن يحدث شيء للقط، فهو على قيد الحياة وبصحة جيدة.

تمر ساعة ونريد أن نحصل على إجابة السؤال: هل ماتت القطة أم أنها لا تزال على قيد الحياة؟ وفقا لنظرية شرودنغر المتقدمة، فإن نواة الذرة، مثل القطة، موجودة في صندوق في عدة حالات في نفس الوقت (تعريف التراكب). حتى لحظة فتح الصندوق، يكون النظام المصغر، الذي توجد فيه نواة الذرة والقطة، باحتمال 50٪ - لديه الحالة "لقد تحللت النواة، ماتت القطة"، وبنفس الطريقة الاحتمالية لها حالة "النواة لم تتحلل، القطة على قيد الحياة". وهذا يؤكد الفرضية القائلة بأن القطة الجالسة في الصندوق هي حية وميتة في نفس الوقت، أي أنها في عدة حالات في نفس الوقت وفي نفس الوقت. اتضح أن القطة الجالسة في الصندوق حية وميتة في نفس الوقت.

تكلم بلغة بسيطة, توضح ظاهرة "قطة شرودنغر".إمكانية الحقيقة أنه من وجهة نظر ميكانيكا الكم، فإن القطة حية وميتة، وهو أمر مستحيل في الواقع. وعلى هذا الأساس يمكننا أن نستنتج أن هناك عيوبا كبيرة في نظرية ميكانيكا الكم.

إذا لم تلاحظ نواة الذرة في النظام المصغر، فسيحدث خلط بين حالتين - النواة المتحللة وغير المتحللة. عند فتح الصندوق، يمكن للمجرب ملاحظة حالة واحدة محددة فقط. وبما أن القطة تجسد نواة الذرة، فإنها ستكون أيضًا في حالة واحدة فقط - إما على قيد الحياة أو ميتة.

حل المفارقة – تفسير كوبنهاجن

تمكن علماء من كوبنهاجن من حل لغز قطة شرودنغر. تفسير كوبنهاجن الحديث هو أن القطة حية/ميتة بدون أي حالات وسيطة، لأن النواة تضمحل أو لا تضمحل ليس عند فتح الصندوق، ولكن حتى قبل ذلك - عندما يتم إرسال النواة إلى الكاشف. تفسير ذلك هو ما يلي: إن تقليل الوظيفة الموجية للنظام المصغر "كاشف القطة" ليس له أي علاقة بالشخص الذي يراقب الصندوق، ولكنه مرتبط بالمراقب الكاشف للنواة.

هذا التفسير لظاهرة قطة شرودنغر ينفي إمكانية أن تكون القطة في حالة تراكب قبل فتح الصندوق - في حالة قطة حية/ميتة في نفس الوقت. القطة في النظام الماكرو تكون دائمًا في حالة واحدة فقط.

مهم!أظهرت تجربة شرودنغر أن الجسم الصغير والجسم الكبير يتصرفان في الأنظمة وفقًا لـ قوانين مختلفة– قوانين فيزياء الكم وقوانين الفيزياء بمعناها الكلاسيكي على التوالي.

لكن لا يوجد علم يدرس الظواهر أثناء الانتقال من النظام الماكرو إلى النظام المصغر. وقد جاء إروين شرودنغر بفكرة إجراء مثل هذه التجربة على وجه التحديد بغرض إثبات ضعف وعدم اكتمال النظرية العامة للفيزياء. وكانت رغبته العميقة هي أن يثبت من خلال التجربة الملموسة أن كل علم يؤدي مهامه الخاصة: تدرس الفيزياء الكلاسيكية الأجسام الكبيرة، وتدرس فيزياء الكم الأجسام الدقيقة. هناك حاجة لتطوير المعرفة العلمية لوصف عملية الانتقال من الأجسام الكبيرة إلى الأجسام الصغيرة في الأنظمة.

من الصعب جدًا على الشخص العادي أن يفهم على الفور جوهر هذه المفارقة. بعد كل شيء، في وعي كل شخص هناك قناعة بأن أي كائن من العالم المادي موجود هذه اللحظةالوقت لا يمكن أن يكون إلا عند نقطة واحدة.

لكن نظرية شرودنغر لا يمكن تطبيقها إلا على الأجسام الدقيقة، في حين أن القطة هي كائن من الكون الكبير.

أحدث تفسير لمفارقة قطة شرودنغر هو استخدامها في المسلسل التلفزيوني نظرية الانفجار الكبير، حيث الشخصية الرئيسيةأوضح شيلدون كوبر جوهرها لبيني الأقل تعليماً. نقل كوبر هذه الظاهرة إلى مجال العلاقات الإنسانية. لفهم ما إذا كانت العلاقات بين الأشخاص من الجنس الآخر جيدة أم سيئة، ما عليك سوى فتح الصندوق. وحتى هذه اللحظة، أي علاقة هي جيدة وسيئة في نفس الوقت.

نُشر مؤخرًا على البوابة العلمية المعروفة "PostNauka" مقال للكاتب إميل أحمدوف حول أسباب المفارقة الشهيرة وما ليس كذلك.

الفيزيائي إميل أحمدوف يتحدث عن التفسير الاحتمالي وأنظمة الكم المغلقة وصياغة المفارقة.

في رأيي، الجزء الأكثر صعوبة في ميكانيكا الكم، نفسيا وفلسفيا، وفي كثير من النواحي الأخرى، هو تفسيرها الاحتمالي. لقد جادل الكثير من الناس مع التفسير الاحتمالي. على سبيل المثال، توصل أينشتاين مع بودولسكي وروزن إلى مفارقة تدحض التفسير الاحتمالي.

بالإضافة إليهم، جادل شرودنغر أيضًا في التفسير الاحتمالي لميكانيكا الكم. وكتناقض منطقي للتفسير الاحتمالي لميكانيكا الكم، توصل شرودنغر إلى ما يسمى بمفارقة قطة شرودنغر. يمكن صياغتها بطرق مختلفة، على سبيل المثال: لنفترض أن لديك صندوقًا تجلس فيه قطة، وأن أسطوانة الغاز القاتل متصلة بهذا الصندوق. يتم توصيل نوع من الأجهزة بمفتاح هذه الأسطوانة، يسمح أو لا يسمح بدخول الغاز القاتل، والذي يعمل على النحو التالي: يوجد زجاج مستقطب، وإذا كان الفوتون المار بالاستقطاب المطلوب، فإن الأسطوانة تدور على، يتدفق الغاز إلى القطة؛ إذا كان الفوتون ذو استقطاب خاطئ، فلن يتم تشغيل الأسطوانة، ولن يتم تشغيل المفتاح، ولن تسمح الأسطوانة بدخول الغاز إلى القطة.

لنفترض أن الفوتون مستقطب دائريًا، وأن الجهاز يستجيب للاستقطاب الخطي. قد لا يكون هذا واضحا، لكنه ليس مهما جدا. مع بعض الاحتمالات، سيتم استقطاب الفوتون بطريقة ما، مع بعض الاحتمالية بطريقة أخرى. قال شرودنغر: تبين أن الوضع هو أنه في مرحلة ما، حتى نفتح الغطاء ونرى ما إذا كانت القطة ميتة أم حية (والنظام مغلق)، ستكون القطة على قيد الحياة مع بعض الاحتمال وستكون ميتة مع بعض احتمالا. ربما أقوم بصياغة المفارقة بلا مبالاة، لكن النتيجة النهائية هي وضع غريب: القطة ليست حية ولا ميتة. هذه هي الطريقة التي يتم بها صياغة المفارقة.

في رأيي، هذه المفارقة لها تفسير واضح ودقيق تماما. ربما هذه وجهة نظري الشخصية، ولكنني سأحاول أن أشرحها. الخاصية الرئيسية لميكانيكا الكم هي ما يلي: إذا وصفنا نظامًا مغلقًا، فإن ميكانيكا الكم ليست أكثر من ميكانيكا موجية، ميكانيكا موجية. وهذا يعني أنها توصف بمعادلات تفاضلية حلولها موجات. فحيث توجد موجات ومعادلات تفاضلية، توجد مصفوفات وما إلى ذلك. وهذان وصفان متكافئان: وصف المصفوفة ووصف الموجة. وصف المصفوفة يعود إلى هايزنبرغ، والوصف الموجي يعود إلى شرودنغر، لكنهما يصفان نفس الوضع.

ما يلي مهم: عندما يكون النظام مغلقًا، فإنه يوصف بمعادلة موجية، وما يحدث لهذه الموجة يوصف بنوع من معادلة الموجة. ينشأ التفسير الاحتمالي الكامل لميكانيكا الكم بعد فتح النظام - فهو يتأثر من الخارج ببعض الأشياء الكلاسيكية الكبيرة، أي كائن غير كمي. وفي لحظة التأثير، يتوقف وصفها بهذه المعادلة الموجية. ينشأ ما يسمى بتخفيض الدالة الموجية والتفسير الاحتمالي. وحتى لحظة الافتتاح يتطور النظام وفق المعادلة الموجية.

نحتاج الآن إلى تقديم بعض التعليقات حول كيفية اختلاف النظام الكلاسيكي الكبير عن النظام الكمي الصغير. بشكل عام، حتى النظام الكلاسيكي الكبير يمكن وصفه باستخدام المعادلة الموجية، على الرغم من صعوبة تقديم هذا الوصف عادةً، وهو في الواقع غير ضروري على الإطلاق. وتختلف هذه الأنظمة رياضيا في أفعالها. ما يسمى الكائن موجود في ميكانيكا الكم، في نظرية المجال. بالنسبة للنظام الكبير الكلاسيكي، يكون الفعل ضخمًا، لكن بالنسبة للنظام الكمي الصغير، يكون الفعل صغيرًا. علاوة على ذلك، فإن انحدار هذا الفعل – معدل تغير هذا الفعل في الزمان والمكان – يكون ضخمًا بالنسبة للنظام الكلاسيكي الكبير، وصغيرًا بالنسبة للنظام الكمي الصغير. هذا هو الفرق الرئيسي بين النظامين. نظرًا لحقيقة أن الإجراء كبير جدًا بالنسبة للنظام الكلاسيكي، فمن الملائم أكثر وصفه ليس من خلال بعض المعادلات الموجية، ولكن ببساطة من خلال القوانين الكلاسيكية مثل قانون نيوتن وما إلى ذلك. على سبيل المثال، لهذا السبب، لا يدور القمر حول الأرض مثل الإلكترون حول نواة الذرة، ولكن في مدار معين ومحدد بوضوح، على طول مدار كلاسيكي، مسار. فبينما الإلكترون، وهو نظام كمي صغير، يتحرك كموجة ثابتة داخل الذرة حول النواة، فإن حركته توصف بموجة ثابتة، وهذا هو الفرق بين الحالتين.

القياس في ميكانيكا الكم هو عندما تؤثر على نظام كمي صغير مع نظام كلاسيكي كبير. بعد ذلك، يتم تقليل الدالة الموجية. وفي رأيي أن وجود بالون أو قطة في مفارقة شرودنجر هو نفس وجود نظام كلاسيكي كبير يقيس استقطاب الفوتون. وبناء على ذلك، فإن القياس لا يحدث في اللحظة التي نفتح فيها غطاء الصندوق ونرى ما إذا كانت القطة حية أم ميتة، ولكن في اللحظة التي يتفاعل فيها الفوتون مع الزجاج المستقطب. وهكذا، في هذه اللحظة يتم تقليل وظيفة موجة الفوتون، ويجد البالون نفسه في حالة محددة للغاية: إما أن ينفتح أو لا ينفتح، وتموت القطة أو لا تموت. الجميع. لا توجد "قطط احتمالية" أنه مع بعض الاحتمال على قيد الحياة، ومع بعض الاحتمال أنه ميت. عندما قلت أن مفارقة قطة شرودنغر لها العديد من الصيغ المختلفة، قلت فقط أن هناك العديد من الصيغ طرق مختلفةابتكر جهازًا يقتل أو يترك قطة على قيد الحياة. وفي جوهر الأمر، فإن صياغة المفارقة لا تتغير.

لقد سمعت عن محاولات أخرى لتفسير هذه المفارقة باستخدام تعدد العوالم وما إلى ذلك. وفي رأيي أن كل هذه التفسيرات لا تصمد أمام النقد. ما شرحته بالكلمات خلال هذا الفيديو يمكن وضعه في شكل رياضي ويمكن التحقق من صحة هذا البيان. وأؤكد مرة أخرى، في رأيي، أن قياس واختزال الدالة الموجية لنظام كمي صغير يحدث في لحظة التفاعل مع نظام كلاسيكي كبير. مثل هذا النظام الكلاسيكي الكبير هو قطة مع جهاز يقتلها، وليس الشخص الذي يفتح صندوقًا به قطة ويرى ما إذا كانت القطة حية أم لا. أي أن القياس يحدث في لحظة تفاعل هذا النظام مع الجسيم الكمي، وليس في لحظة فحص القطة. مثل هذه المفارقات، في رأيي، تجد تفسيرا لها من خلال تطبيق النظريات والفطرة السليمة.

جوهر التجربة نفسها

وصفت ورقة شرودنغر الأصلية التجربة على النحو التالي:

يمكنك أيضًا بناء الحالات التي يوجد فيها هزلية تمامًا. يتم حبس قطة معينة في غرفة فولاذية مع الآلة الجهنمية التالية (والتي يجب حمايتها من التدخل المباشر من قبل القطة): يوجد داخل عداد جيجر كمية صغيرة من المادة المشعة، صغيرة جدًا لدرجة أن ذرة واحدة فقط يمكن أن تتحلل فيها. ساعة ولكن بنفس الاحتمالية وعدم الانهيار؛ إذا حدث هذا، يتم تفريغ أنبوب القراءة ويتم تنشيط المرحل، مما يؤدي إلى إطلاق المطرقة التي تكسر القارورة بحمض الهيدروسيانيك. فإذا تركنا هذا النظام بأكمله لنفسه لمدة ساعة، فيمكننا القول أن القطة ستكون على قيد الحياة بعد هذه المدة، طالما لم تتفكك الذرة. أول تفكك للذرة من شأنه أن يسمم القطة. سوف تعبر وظيفة psi للنظام ككل عن ذلك عن طريق خلط أو تلطيخ قطة حية وميتة (عفوا عن التعبير) في أجزاء متساوية. والأمر المعتاد في مثل هذه الحالات هو أن عدم اليقين الذي كان يقتصر في الأصل على العالم الذري يتحول إلى عدم يقين عياني، يمكن إزالته بالملاحظة المباشرة. وهذا يمنعنا من قبول "النموذج الضبابي" بسذاجة باعتباره يعكس الواقع. وهذا في حد ذاته لا يعني شيئا غير واضح أو متناقض. هناك فرق بين الصورة الباهتة أو الخارجة عن نطاق التركيز وصورة السحب أو الضباب. وفقًا لميكانيكا الكم، إذا لم تتم ملاحظة النواة، فسيتم وصف حالتها من خلال تراكب (خلط) لحالتين - نواة متحللة ونواة غير متحللة، وبالتالي فإن القطة الجالسة في صندوق تكون حية وميتة في نفس الوقت. إذا تم فتح الصندوق، فيمكن للمجرب رؤية حالة محددة واحدة فقط - "تفككت النواة، ماتت القطة" أو "لم تتفكك النواة، القطة على قيد الحياة". والسؤال هو: متى يتوقف النظام عن الوجود كخليط من دولتين ويختار دولة واحدة ملموسة؟ الغرض من التجربة هو إظهار أن ميكانيكا الكم غير مكتملة بدون بعض القواعد التي تحدد تحت أي ظروف تنهار الدالة الموجية وتصبح القطة إما ميتة أو تبقى على قيد الحياة، ولكنها تتوقف عن أن تكون مزيجًا من الاثنين معًا.

وبما أنه من الواضح أن القطة يجب أن تكون إما حية أو ميتة (لا توجد حالة تجمع بين الحياة والموت)، فسيكون الأمر كذلك بالنسبة للنواة الذرية. ويجب أن يكون إما فاسدًا أو غير متحلل.

تم نشر المقال الأصلي في عام 1935. كان الغرض من المقال هو مناقشة مفارقة أينشتاين-بودولسكي-روزين (EPR)، التي نشرها أينشتاين وبودولسكي وروزن في وقت سابق من ذلك العام.

يوتيوب الموسوعي

• 1 / 5

  في الواقع، يرى هوكينج والعديد من علماء الفيزياء الآخرين أن تفسير مدرسة كوبنهاغن لميكانيكا الكم غير مبرر في التأكيد على دور المراقب. الوحدة النهائية بين الفيزيائيين حول هذه القضية لم تتحقق بعد.

  إن توازي العوالم في كل لحظة من الزمن يتوافق مع إنسان آلي حقيقي غير حتمي، على النقيض من إنسان آلي احتمالي، عندما يكون في كل خطوة واحد من العوالم الطرق الممكنةحسب احتمالهم.

  مفارقة ويغنر

  هذه نسخة معقدة من تجربة شرودنغر. قدم يوجين ويجنر فئة "الأصدقاء". بعد الانتهاء من التجربة، يفتح المجرب الصندوق ويرى قطة حية. ينتقل ناقل حالة القطة في لحظة فتح الصندوق إلى الحالة "لم تتحلل النواة، القطة على قيد الحياة". وهكذا، في المختبر، تم التعرف على القطة على قيد الحياة. خارج المختبر هو صديق. صديقلا يعرف بعد ما إذا كانت القطة حية أم ميتة. صديقيتعرف على القطة على أنها حية فقط عندما يخبره المجرب بنتيجة التجربة. لكن الجميع أصدقاءلم يتم التعرف على القطة على قيد الحياة بعد، ولن يتم التعرف عليها إلا عندما يتم إبلاغها بنتيجة التجربة. وبالتالي، لا يمكن التعرف على القطة على أنها حية تمامًا (أو ميتة تمامًا) إلا عندما يعرف جميع الأشخاص في الكون نتيجة التجربة. وحتى هذه اللحظة، على مقياس الكون الكبير، تبقى القطة، بحسب فيجنر، حية وميتة في نفس الوقت.

  الاستخدام العملي

  يتم استخدام ما سبق عمليًا: في الحوسبة الكمومية والتشفير الكمي. يتم إرسال إشارة ضوئية في حالة تراكب من حالتين عبر كابل ألياف ضوئية. إذا اتصل المهاجمون بالكابل في مكان ما في المنتصف وقاموا بنقر إشارة هناك من أجل التنصت على المعلومات المرسلة، فسيؤدي ذلك إلى انهيار الدالة الموجية (من وجهة نظر تفسير كوبنهاجن، سيتم إجراء ملاحظة) و سوف يذهب الضوء إلى إحدى الولايات. ومن خلال إجراء اختبارات إحصائية للضوء عند الطرف المستقبل للكابل، سيكون من الممكن اكتشاف ما إذا كان الضوء في حالات تراكب أو تم رصده بالفعل ونقله إلى نقطة أخرى. وهذا يجعل من الممكن إنشاء وسائل اتصال تستبعد اعتراض الإشارات والتنصت غير القابل للاكتشاف.

  تُظهر التجربة (التي يمكن تنفيذها من حيث المبدأ، على الرغم من عدم إنشاء أنظمة التشفير الكمي العاملة القادرة على نقل كميات كبيرة من المعلومات بعد) أيضًا أن "الملاحظة" في تفسير كوبنهاغن لا علاقة لها بوعي المراقب، لأنه في هذه الحالة يؤدي التغيير في الإحصائيات بنهاية الكبل إلى فرع جامد تمامًا من السلك.

  "أي شخص لم تصدمه نظرية الكمقال نيلز بور، مؤسس نظرية الكم: "لا يفهمها".
  أساس الفيزياء الكلاسيكية هو البرمجة التي لا لبس فيها للعالم، وإلا فإن الحتمية اللابلاسية، مع ظهور ميكانيكا الكم تم استبدالها بغزو عالم من الشكوك والأحداث الاحتمالية. وهنا أصبحت التجارب الفكرية مفيدة لعلماء الفيزياء النظرية. كانت هذه هي المحك الذي تم اختبار أحدث الأفكار عليه.

  "قطة شرودنجر" هي تجربة فكرية، الذي اقترحه إروين شرودنجر، والذي أراد معه إظهار عدم اكتمال ميكانيكا الكم في الانتقال من الأنظمة دون الذرية إلى الأنظمة العيانية.

  يتم وضع قطة في صندوق مغلق. يحتوي الصندوق على آلية تحتوي على نواة مشعة وحاوية من الغازات السامة. احتمال اضمحلال النواة خلال ساعة واحدة هو 1/2. وإذا تفككت النواة تنشط الآلية، وتفتح حاوية غاز، وتموت القطة. وفقًا لميكانيكا الكم، إذا لم تتم ملاحظة النواة، فسيتم وصف حالتها من خلال تراكب (خلط) لحالتين - نواة متحللة ونواة غير متحللة، وبالتالي فإن القطة الجالسة في صندوق تكون حية وميتة في نفس الوقت. إذا تم فتح الصندوق، فيمكن للمجرب رؤية حالة محددة واحدة فقط - "تفككت النواة، ماتت القطة" أو "لم تتفكك النواة، القطة على قيد الحياة".

  

  متى يتوقف النظام عن الوجود؟كيف يمكن للمرء أن يمزج بين دولتين ويختار واحدة محددة؟

  الغرض من التجربة- أظهر أن ميكانيكا الكم غير مكتملة بدون بعض القواعد التي تشير تحت أي ظروف تنهار الدالة الموجية (تغير لحظي في الحالة الكمومية لجسم ما يحدث عند قياسه)، وتصبح القطة إما ميتة أو تظل على قيد الحياة، ولكنها تتوقف عن كونها كائنًا. خليط من الاثنين معا.

  وبما أنه من الواضح أن القطة يجب أن تكون حية أو ميتة (لا توجد حالة وسطية بين الحياة والموت)، فهذا يعني أن هذا ينطبق أيضًا على النواة الذرية. سيكون بالضرورة إما فاسدًا أو غير متحلل.

  ظهرت ورقة شرودنغر "الوضع الحالي في ميكانيكا الكم"، التي تقدم تجربة فكرية مع قطة، في المجلة الألمانية للعلوم الطبيعية في عام 1935 لمناقشة مفارقة EPR.

  أوضحت الأوراق البحثية التي كتبها أينشتاين-بودولسكي-روزن وشرودنجر الطبيعة الغريبة لـ "التشابك الكمي" (وهو مصطلح صاغه شرودنغر)، وهو سمة من سمات الحالات الكمومية التي هي عبارة عن تراكب لحالات نظامين (على سبيل المثال، جسيمان دون ذريان).

  تفسيرات ميكانيكا الكم

  أثناء وجود ميكانيكا الكم، طرح العلماء تفسيرات مختلفة لها، ولكن الأكثر تأييدًا اليوم هي تفسيرات "كوبنهاغن" و"العوالم المتعددة".

  "تفسير كوبنهاجن"- هذا التفسير لميكانيكا الكم صاغه نيلز بور وفيرنر هايزنبرغ خلال عملهما المشترك في كوبنهاغن (1927). لقد حاول العلماء الإجابة على الأسئلة الناشئة عن ازدواجية الموجة والجسيم المتأصلة في ميكانيكا الكم، ولا سيما مسألة القياس.

  في تفسير كوبنهاجن، يتوقف النظام عن كونه خليطًا من الحالات ويختار إحداها في لحظة حدوث الملاحظة. تظهر تجربة القطة أن طبيعة هذه الملاحظة - القياس - في هذا التفسير غير محددة بشكل كافٍ. ويعتقد البعض أن التجربة تشير إلى أنه طالما كان الصندوق مغلقا، فإن النظام يكون في كلتا الحالتين في وقت واحد، في حالة تراكب لحالات "النواة المتحللة، القطة الميتة" و"النواة غير المتحللة، القطة الحية"، وعندما يتم فتح الصندوق عندها فقط تنهار الدالة الموجية إلى أحد الخيارات. ويعتقد آخرون أن "الملاحظة" تحدث عندما يضرب جسيم من النواة الكاشف؛ ومع ذلك (وهذه هي النقطة الأساسية في التجربة الفكرية) في تفسير كوبنهاجن لا توجد قاعدة واضحة تنص على متى يحدث هذا، وبالتالي فإن التفسير غير مكتمل حتى يتم إدخال مثل هذه القاعدة فيه، أو يتم إخباره كيف يمكن حدوث ذلك. قدَّم. القاعدة الدقيقة هي أن العشوائية تظهر عند النقطة التي يتم فيها استخدام التقريب الكلاسيكي لأول مرة.

  وبالتالي، يمكننا الاعتماد على النهج التالي: في الأنظمة العيانية، لا نلاحظ الظواهر الكمومية (باستثناء ظاهرة السيولة الفائقة والموصلية الفائقة)؛ ولذلك، إذا فرضنا دالة موجية مجهرية على حالة كمومية، فيجب أن نستنتج من التجربة أن التراكب ينهار. وعلى الرغم من أنه ليس من الواضح تمامًا ما يعنيه أن يكون شيء ما "ميكروسكوبيًا" بشكل عام، إلا أن الأمر المؤكد بشأن القطة هو أنها كائن مجهري. ومن ثم فإن تفسير كوبنهاجن لا يعتبر أن القطة تكون في حالة من الخلط بين الحي والميت قبل فتح الصندوق.

  في "تفسير العوالم المتعددة"ميكانيكا الكم، التي لا تعتبر عملية القياس شيئًا خاصًا، كلا حالتي القطة موجودتان، ولكن فك الترابط، أي. تحدث عملية يتفاعل فيها نظام ميكانيكا الكم بيئةويكتسب المعلومات المتوفرة في البيئة، أو يصبح "متشابكًا" مع البيئة. وعندما يفتح الراصد الصندوق، فإنه يتشابك مع القطة ومن ذلك تتشكل حالتان للراصد، تتوافقان مع قطة حية وقط ميتة، ولا تتفاعل هاتان الحالتان مع بعضهما البعض. نفس آلية فك الترابط الكمومي مهمة بالنسبة للتواريخ "المشتركة". في هذا التفسير، فقط "قطة ميتة" أو "قطة حية" يمكن أن تكون في "قصة مشتركة".

  

  بمعنى آخر، عند فتح الصندوق، ينقسم الكون إلى كونين مختلفين، أحدهما ينظر فيه الراصد إلى صندوق به قطة ميتة، وفي الآخر ينظر الراصد إلى قطة حية.

  مفارقة "صديق فيغنر"

  مفارقة صديق ويجنر هي تجربة معقدة لمفارقة قطة شرودنغر. الحائز على جائزة جائزة نوبلقدم الفيزيائي الأمريكي يوجين فيجنر فئة "الأصدقاء". بعد الانتهاء من التجربة، يفتح المجرب الصندوق ويرى قطة حية. تنتقل حالة القطة في لحظة فتح الصندوق إلى الحالة "لم تتحلل النواة، القطة على قيد الحياة". وهكذا، في المختبر، تم التعرف على القطة على قيد الحياة. هناك "صديق" خارج المختبر. الصديق لا يعرف حتى الآن ما إذا كانت القطة حية أم ميتة. يتعرف الصديق على القطة على قيد الحياة فقط عندما يخبره المجرب بنتيجة التجربة. لكن جميع "الأصدقاء" الآخرين لم يتعرفوا بعد على القطة على قيد الحياة، ولن يتعرفوا عليها إلا عندما يتم إخبارهم بنتيجة التجربة. وبالتالي، لا يمكن التعرف على القطة على أنها حية تمامًا إلا عندما يعرف جميع الأشخاص في الكون نتيجة التجربة. حتى هذه اللحظة، على مقياس الكون الكبير، تظل القطة نصف حية ونصف ميتة في نفس الوقت.

  يتم استخدام ما سبق عمليًا: في الحوسبة الكمومية والتشفير الكمي. يتم إرسال إشارة ضوئية في حالة تراكب من حالتين عبر كابل ألياف ضوئية. إذا اتصل المهاجمون بالكابل في مكان ما في المنتصف وقاموا بنقر إشارة هناك من أجل التنصت على المعلومات المرسلة، فسيؤدي ذلك إلى انهيار الدالة الموجية (من وجهة نظر تفسير كوبنهاجن، سيتم إجراء ملاحظة) و سوف يذهب الضوء إلى إحدى الولايات. ومن خلال إجراء اختبارات إحصائية للضوء عند الطرف المستقبل للكابل، سيكون من الممكن اكتشاف ما إذا كان الضوء في حالات تراكب أو تم رصده بالفعل ونقله إلى نقطة أخرى. وهذا يجعل من الممكن إنشاء وسائل اتصال تستبعد اعتراض الإشارات والتنصت غير القابل للاكتشاف.

  تُظهر التجربة (التي يمكن تنفيذها من حيث المبدأ، على الرغم من عدم إنشاء أنظمة التشفير الكمي العاملة القادرة على نقل كميات كبيرة من المعلومات بعد) أيضًا أن "الملاحظة" في تفسير كوبنهاغن لا علاقة لها بوعي المراقب، لأنه في هذه الحالة يؤدي التغيير في الإحصائيات بنهاية الكبل إلى فرع جامد تمامًا من السلك.

  وفي الحوسبة الكمومية، فإن حالة قطة شرودنغر هي حالة متشابكة خاصة من الكيوبتات حيث تكون جميعها في نفس التراكب لجميع الأصفار أو الواحدات.

  ("الكيوبت"هو أصغر عنصر لتخزين المعلومات في الكمبيوتر الكمي. إنه يقبل حالتين ذاتيتين، لكن من الممكن أن يكون أيضًا في حالة تراكبهما. عندما يتم قياس حالة الكيوبت، فإنه ينتقل بشكل عشوائي إلى إحدى حالاته الخاصة.)

  في الواقع! الأخ الأصغر لـ "قطة شرودنجر"

  لقد مرت 75 عامًا منذ ظهور قطة شرودنغر، لكن لا تزال بعض نتائج فيزياء الكم تبدو متعارضة مع أفكارنا اليومية حول المادة وخصائصها. وفقًا لقوانين ميكانيكا الكم، يجب أن يكون من الممكن إنشاء حالة "قطة" تكون فيها حية وميتة في نفس الوقت، أي: "قطة" تكون حية وميتة. سيكون في حالة تراكب كمومي لحالتين. ومع ذلك، في الممارسة العملية، يتم إنشاء تراكب كمي من هذا القبيل كمية كبيرةالذرات لم تتحقق بعد. تكمن الصعوبة في أنه كلما زاد عدد الذرات في التراكب، كلما كانت هذه الحالة أقل استقرارًا تأثيرات خارجيةيحاولون تدميره.

  إلى علماء الفيزياء من جامعة فيينا (منشور في المجلة اتصالات الطبيعة"، 2011) لأول مرة في العالم، أصبح من الممكن إثبات السلوك الكمي لجزيء عضوي يتكون من 430 ذرة وفي حالة تراكب كمي. يبدو الجزيء الذي حصل عليه المجربون أشبه بالأخطبوط. يبلغ حجم الجزيئات حوالي 60 أنجستروم، وكان طول موجة دي برولي للجزيء 1 بيكومتر فقط. كان هذا "الأخطبوط الجزيئي" قادرًا على إظهار الخصائص الكامنة في قطة شرودنغر.

  الانتحار الكمي

  الانتحار الكمي هو تجربة فكرية في ميكانيكا الكم تم اقتراحها بشكل مستقل من قبل جي مورافيك وبي مارشال، وتم توسيعها في عام 1998 من قبل عالم الكونيات ماكس تيجمارك. هذه التجربة الفكرية، وهي تعديل لتجربة قطة شرودنغر الفكرية، تظهر بوضوح الفرق بين تفسيرين لميكانيكا الكم: تفسير كوبنهاغن وتفسير العوالم المتعددة لإيفريت.

  التجربة هي في الواقع تجربة مع قطة شرودنغر من وجهة نظر القطة.

  في التجربة المقترحة، يتم توجيه مسدس نحو المشارك، فيطلق النار أو لا يطلق النار اعتمادًا على اضمحلال بعض الذرات المشعة. هناك احتمال بنسبة 50% أن ينفجر السلاح ويموت المشارك. إذا كان تفسير كوبنهاجن صحيحًا، فسوف تنفجر البندقية في النهاية ويموت المشارك.
  إذا كان تفسير العوالم المتعددة لإيفريت صحيحًا، فنتيجة لكل تجربة يتم إجراؤها، ينقسم الكون إلى كونين، حيث يظل المشارك على قيد الحياة في أحدهما، ويموت في الآخر. في العوالم التي يموت فيها أحد المشاركين، فإنه يتوقف عن الوجود. في المقابل، من وجهة نظر المشارك غير الميت، ستستمر التجربة دون التسبب في اختفاء المشارك. يحدث هذا لأنه في أي فرع يكون المشارك قادرًا على ملاحظة نتيجة التجربة فقط في العالم الذي يعيش فيه. وإذا كان تفسير العوالم المتعددة صحيحًا، فقد يلاحظ المشارك أنه لن يموت أبدًا أثناء التجربة.

  لن يتمكن المشارك أبدًا من التحدث عن هذه النتائج، لأنه من وجهة نظر مراقب خارجي، فإن احتمال نتيجة التجربة سيكون هو نفسه في كل من العوالم المتعددة وتفسيرات كوبنهاجن.

  الخلود الكمي

  الخلود الكمي هو تجربة فكرية تنبع من تجربة الانتحار الكمومي وتنص على أنه وفقًا لتفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم، فإن الكائنات التي لديها القدرة على الوعي الذاتي هي كائنات خالدة.

  لنتخيل أن أحد المشاركين في إحدى التجارب قام بتفجير قنبلة نووية بالقرب منه. في جميع الأكوان الموازية تقريبًا، سيؤدي انفجار نووي إلى تدمير المشارك. ولكن على الرغم من ذلك، يجب أن يكون هناك عدد صغير من الأكوان البديلة التي ينجو فيها المشارك بطريقة ما (أي الأكوان التي يكون فيها سيناريو الإنقاذ ممكنًا). فكرة الخلود الكمي هي أن يبقى المشارك على قيد الحياة، وبالتالي يكون قادرا على إدراك الواقع المحيط به، في واحد على الأقل من الأكوان الموجودة في المجموعة، حتى لو كان عدد هذه الأكوان صغيرا للغاية مقارنة بعدد الأكوان. جميع الأكوان الممكنة. وهكذا، مع مرور الوقت، سيكتشف المشارك أنه يستطيع العيش إلى الأبد. يمكن العثور على بعض أوجه التشابه مع هذا الاستنتاج في مفهوم المبدأ الأنثروبي.

  مثال آخرتنبع من فكرة الانتحار الكمي. في هذه التجربة الفكرية، يوجه المشارك مسدسًا نحو نفسه، والذي قد يطلق النار أو لا يطلق اعتمادًا على نتيجة اضمحلال بعض الذرات المشعة. هناك احتمال بنسبة 50% أن ينفجر السلاح ويموت المشارك. إذا كان تفسير كوبنهاجن صحيحًا، فسوف تنفجر البندقية في النهاية ويموت المشارك.

  إذا كان تفسير العوالم المتعددة لإيفريت صحيحًا، فنتيجة لكل تجربة يتم إجراؤها، ينقسم الكون إلى كونين، في أحدهما يظل المشارك على قيد الحياة، وفي الآخر يموت. في العوالم التي يموت فيها أحد المشاركين، فإنه يتوقف عن الوجود. في المقابل، من وجهة نظر المشارك غير الميت، ستستمر التجربة دون التسبب في اختفاء المشارك، لأنه بعد كل انقسام كون، لن يكون قادرًا على إدراك نفسه إلا في تلك الأكوان التي نجا فيها. وبالتالي، إذا كان تفسير العوالم المتعددة لإيفريت صحيحًا، فقد يلاحظ المشارك أنه لن يموت أبدًا في التجربة، وبالتالي "يثبت" خلوده، على الأقل من وجهة نظره.

  يشير أنصار الخلود الكمي إلى أن هذه النظرية لا تتعارض مع أي قوانين فيزيائية معروفة (هذا الموقف بعيد كل البعد عن القبول بالإجماع في العالم العلمي). ويعتمدون في استدلالهم على الفرضيتين المثيرتين للجدل التاليتين:
  - تفسير إيفريت للعوالم المتعددة هو الصحيح، وليس تفسير كوبنهاغن، لأن الأخير ينكر وجود أكوان موازية؛
  - تحتوي جميع السيناريوهات المحتملة التي قد يموت فيها أحد المشاركين أثناء التجربة على مجموعة فرعية صغيرة على الأقل من السيناريوهات التي يظل فيها المشارك على قيد الحياة.

  إحدى الحجج المحتملة ضد نظرية الخلود الكمي هي أن الافتراض الثاني لا يتبع بالضرورة تفسير إيفريت للعوالم المتعددة، وقد يتعارض مع قوانين الفيزياء، التي يعتقد أنها تنطبق على جميع الحقائق الممكنة. إن تفسير العوالم المتعددة لفيزياء الكم لا يعني بالضرورة أن «كل شيء ممكن». فهو يشير فقط إلى أنه في نقطة معينة من الزمن يمكن تقسيم الكون إلى عدد من العناصر الأخرى، كل منها سوف يتوافق مع واحدة من النتائج العديدة المحتملة. على سبيل المثال، يُعتقد أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ينطبق على جميع الأكوان المحتملة. وهذا يعني، من الناحية النظرية، أن وجود هذا القانون يمنع تكوين أكوان موازية حيث يمكن انتهاكه. وقد يترتب على ذلك تحقيق، من وجهة نظر المجرب، حالة من الواقع يصبح فيها استمراره في البقاء مستحيلا، لأن ذلك يتطلب مخالفة قانون الفيزياء، وهو ما، وفقا للافتراض السابق ذكره، ، صالحة لجميع الحقائق الممكنة.

  على سبيل المثال، في انفجار قنبلة نوويةالموصوفة أعلاه، من الصعب جدًا وصف سيناريو معقول لا ينتهك المبادئ البيولوجية الأساسية التي سيعيش فيها المشارك. ببساطة لا يمكن للخلايا الحية أن توجد عند درجات الحرارة التي تصل إلى المركز انفجار نووي. لكي تظل نظرية الخلود الكمومي صالحة، فمن الضروري إما أن يحدث خلل (وبالتالي تجنب انفجار نووي)، أو أن يقع حدث ما يعتمد على قوانين فيزيائية لم يتم اكتشافها أو إثباتها بعد. حجة أخرى ضد النظرية قيد المناقشة يمكن أن تكون وجود الموت البيولوجي الطبيعي في جميع المخلوقات، والذي لا يمكن تجنبه في أي من الأكوان الموازية (على الأقل في هذه المرحلة من تطور العلم).

  ومن ناحية أخرى، فإن القانون الثاني للديناميكا الحرارية هو قانون إحصائي، ولا يتناقض أي شيء مع حدوث تقلبات (على سبيل المثال، ظهور منطقة ذات ظروف مناسبة لحياة مراقب في كون قد وصل بشكل عام إلى درجة حالة الموت الحراري؛ أو، من حيث المبدأ، الحركة المحتملة لجميع الجسيمات الناتجة عن الانفجار النووي، بحيث يطير كل منها فوق الراصد)، على الرغم من أن مثل هذا التقلب لن يحدث إلا في جزء صغير للغاية من الكل النتائج الممكنة. يمكن أيضًا دحض الحجة المتعلقة بحتمية الموت البيولوجي على أساس الاعتبارات الاحتمالية. بالنسبة لكل كائن حي في لحظة معينة من الزمن، هناك احتمال غير صفر أن يبقى على قيد الحياة خلال الثانية التالية. وبالتالي، فإن احتمال بقائه على قيد الحياة للمليار سنة القادمة هو أيضًا غير صفر (لأنه نتاج عدد كبير من العوامل غير الصفرية)، على الرغم من أنه صغير جدًا.

  ما يثير الإشكال في فكرة الخلود الكمي هو أنه وفقًا لها، فإن الكائن الواعي بذاته سوف "يُجبر" على تجربة أحداث غير محتملة للغاية ستنشأ في مواقف يبدو فيها المشارك وكأنه يموت. على الرغم من أن المشارك يموت في العديد من الأكوان المتوازية، فإن الأكوان القليلة التي يستطيع المشارك إدراكها ذاتيًا ستتطور في سيناريو غير مرجح للغاية. وهذا بدوره قد يؤدي بطريقة ما إلى انتهاك مبدأ السببية، الذي ليست طبيعته واضحة بما فيه الكفاية في فيزياء الكم.

  على الرغم من أن فكرة الخلود الكمي تنبع إلى حد كبير من تجربة "الانتحار الكمي"، إلا أن تيجمارك يرى أنه في ظل أي ظروف طبيعية، فإن كل كائن مفكر قبل الموت يمر بمرحلة (من بضع ثوان إلى عدة سنوات) من انخفاض مستوى الذات. الوعي الذي لا علاقة له بميكانيكا الكم، وليس لدى المشارك إمكانية استمرار الوجود بالانتقال من عالم إلى آخر، مما يمنحه فرصة البقاء على قيد الحياة.

  هنا، يستمر المراقب العقلاني الواعي بذاته في البقاء، إذا جاز التعبير، في "جسد سليم" فقط في عدد صغير نسبيًا من الحالات المحتملة التي يحتفظ فيها بالوعي الذاتي. إن احتمال أن يظل الراصد معوقًا، مع احتفاظه بوعيه، أكبر بكثير مما لو بقي دون أن يصاب بأذى. يتمتع أي نظام (بما في ذلك الكائن الحي) بفرص للعمل بشكل غير صحيح أكثر بكثير من البقاء فيه شكل ممتاز. تتطلب فرضية بولتزمان أرجودية أن يمر المراقب الخالد عاجلاً أم آجلاً بجميع الحالات المتوافقة مع الحفاظ على الوعي، بما في ذلك تلك التي سيشعر فيها بمعاناة لا تطاق - وسيكون هناك عدد أكبر بكثير من هذه الحالات مقارنة بحالات الأداء الأمثل للكائن الحي. وهكذا، كما يقترح الفيلسوف ديفيد لويس، ينبغي لنا أن نأمل أن يكون تفسير العوالم المتعددة خاطئًا.