Interpretations of Quantum Theory

ถึงจะเขียนว่าพื้นฐานแต่หลายๆเรื่องก็ได้แต่ฟังหรืออ่านมาอีกที(และก็เชื่อคนพูดหรือคนเขียน) อย่างไรก็ตามเราก็ไม่ได้กังวลเพราะถ้ารอให้รู้ให้หมดเสียก่อนก็ไม่มีทางได้เริ่มเขียนสักที นอกจากนี้มันก็เป็นการย่อยข้อมูลข่าวสารที่ได้รับมาให้เพื่อนๆที่ไม่ได้สนใจเฉพาะทางนี้ด้วย

เราคิดว่าอย่างแรกที่ควรจะรู้ก็คือสิ่งที่มีคนทำ(ถูกและทำผิด)มาแล้วในขอบข่ายของการตีความและQF(รากฐานของควอนตัม)เพื่อที่จะได้ไม่ต้องไปนั่งคิดซ้ำซากหรือพยายามพิสูจน์อะไรที่มันพิสูจน์ไม่ได้ หรือใช้คณิตศาสตร์แบบไม่รอบคอบ จากการพูดคุยกับเพื่อนในอดีต เราพอจะร่าง”กฎ”ที่ควรนึกถึงไว้เวลาหาอะไรเรื่องการตีความอ่านขึ้นมาได้หลายข้อ

• การตีความของบางคน(ซึ่งไม่ใช่เรา)หมายถึงการดัดแปลงสัจพจน์ของทฤษฎี เพราะควอนตัมเป็นทฤษฎีที่ประสบความสำเร็จมากทำให้การดัดแปลงแบบนี้ไม่มีคนคิดว่าจะสำเร็จสักเท่าไร เพราะมันไม่ใช่แค่การตีความ เช่น ทฤษฎี GRW ที่ดัดแปลงสมการ Schrodinger ให้ไม่เป็นเส้นตรงเพื่ออธิบาย objective collapse ของฟังก์ชันคลื่น หรือควอนตัมแบบสมมาตรในกาลเวลาของ Aharonov, Bergmann, Lebowitz และ Vaidman ซึ่งถ้าเป็นจริง เราก็ไม่สามารถศึกษาประวัติศาสตร์โลกจากซากฟอซซิลได้เพราะอดีตไม่ unique

• สำหรับการตีความที่เป็นการตีความจริงๆ เช่น ตีความความน่าจะเป็นในทฤษฎีควอนตัมเพราะความน่าจะเป็นเองก็มีการตีความได้หลายแบบ เราถือว่าควอนตัมเป็นทฤษฎีที่รับรองหลายการตีความ คือจะความเชื่อนี้ของเราว่าเป็น Many-Interpretations Interpretation ก็ได้ หมายความว่าถ้ารู้สึกว่าการตีความนู่นนี่ได้รับการพิสูจน์(ว่าถูกหรือผิด)ก็ควรจะสงสัยไว้ก่อน โดยเฉพาะถ้ามันมาจากความเข้าใจเนื้อหาในตำราธรรมดาๆที่ไม่ได้ลงลึกในเรื่องรากฐานเลยอย่าง Griffiths, Sakurai, Dirac ควรเป็นระดับตั้งแต่ Ballentine, Peres ขึ้นไป 

• เมื่อการตีความมักพิสูจน์ไม่ได้ แล้วการตีความแต่ละการตีความต่างกันอย่างไร? สิ่งสำคัญของแต่ละการตีความคือ ontology (ความเป็นตัวตนถาวร)ซึ่งเราคิดว่าทฤษฎีวิทยาศาสตร์ถ้ามี ontology ได้ก็ดี ซึ่งขณะนี้ควอนตัมยังไม่มี ontology ที่ชัดเจน ในขณะที่อย่างเช่นสัมพัทธภาพนั้นมี ontology คือกาลอวกาศที่โค้งงอซึ่งไม่ขึ้นกับการตัดสินใจของผู้สังเกต เป็นต้น

ตัวอย่าง: การตีความของ quantum state

Subjective

Objective 

MWI เริ่มจากการถือเอาสถานะควอนตัมเป็นจริง จุดที่ทำให้ MWI เป็น MWI ก็เริ่มจากการพิจารณาเพียงเท่านี้

Peres และ Ballentine ไม่ได้ให้ ontology กับความน่าจะเป็นในควอนตัม คือก็มองมันเหมือนความน่าจะเป็นที่ใช้กันอยู่ทั่วๆไป ว่ามันต้องมาจากโมเดลที่เหมาะสม(ในที่นี่คือทฤษฎีควอนตัมและการเลือก Hamiltonian) และไม่ได้สะท้อนสิ่งที่เกิดขึ้นจริง(ซึ่งอาจอยู่ในระดับ metaphysics) เสมอไปดั่งเช่นเวลาทอยลูกเต๋าหน้าหนึ่งขึ้นมาแล้วความน่าจะเป็นที่จะได้หน้านั้นก็ไม่ใช่ 1/6 อีกต่อไป

Radical Bayesian เนื่องจากความน่าจะเป็นที่ใช้กันอยู่ทั่วๆไปก็สามารถวางรูปแบบมันให้สะท้อนระดับของความเชื่อได้เหมือนกัน(Bayesianism) โดยทฤษฎีความน่าจะเป็นสอนการอัพเดตความเชื่ออย่างสอดคล้องมีหลักการ เพราะฉะนั้นความน่าจะเป็นในควอนตัมก็ควรจะหมายความเช่นนี้ได้เหมือนกัน

มาถึงตรงนี้ก็จะเห็นว่าการตีความอย่างเดียวมันไม่น่าสนใจเพราะไม่สามารถทำสานต่ออะไรได้ แต่การตีความนั้นก็มีส่วนเกี่ยวพันกับ QF ซึ่งให้ results ต่างๆที่ให้ความกระจ่างกับทฤษฎีควอนตัมมากขึ้น ตัวอย่างต้นแบบเลยก็คือการที่ Einstein พยายามเข้าใจความหมายของทฤษฎีควอนตัมโดยถามคำถามว่า “ทฤษฎีควอนตัมนั้นสมบูรณ์หรือไม่?” ส่วนนี้ซึ่งเป็นเรื่องของ QF แล้วคงต้องยกไปไว้โพสท์ถัดไป

เผลอๆการตีความของควอนตัมนั้นจะมีมากกว่าจำนวนคนที่คิดถึงการตีความของควอนตัมเสียอีก มันก็เหมือนเสื้อสีต่างๆตอนนี้ในไทยน่ะแหละ แต่ละคนก็มีความรู้ต่างสาขาต่างกระสบการณ์ มองเห็นอะไรต่างกัน เลือกที่จะสนไม่สนประเด็นที่ต่างกันออกไปเพราะประสิทธิภาพการเก็บและประมวลผลข้อมูล, และพลังงาน, เวลาของมนุษย์แต่ละคนก็มีจำกัด ในที่นี้ก็เช่นกัน บางทีการตีความต่างๆก็อาจจะเป็นประโยชน์ในการมองทฤษฎีควอนตัมในสถานการณ์ที่ต่างกันออกไป ดังที่ Peter Shor เคยพูดไว้ว่า

So if the many-worlds interpretation makes it easier to think about the research you’re doing in April, and the Copenhagen interpretation makes it easier to think about the research you’re doing in June, the Copenhagen interpretation is not going to smite you for praying to the many-worlds interpretation.

เพิ่มเติม 04/22/10 

• ใส่ลิงค์ Ballentine และ Peres เพิ่มเพื่อให้รู้ว่าหมายถึงหนังสือ

• ลิงค์ MWI ไปยังหน้า Everett’s relative-state formulation ไม่ใช่หน้า MWI ของ Stanford encyclopedia of philosophy เราเข้าใจว่าปกติคนที่ยึดถือ MWI ก็อธิบายเหมือนในหน้าที่เราลิงค์ไปประมาณว่า Copenhagen เป็น collapse theory อย่างนี้ๆนะ แล้วตาม MWI ก็ไม่พอใจกับสองมาตรฐานโดยเฉพาะจุดที่ว่า “…[QM] could only be used to describe a system where all observers are external to the described system.” ก็จะเห็นได้ว่า motivation หลักๆสำหรับการตีความนี้ก็คือการเอาควอนตัมไปใช้ในจักรวาลวิทยาซึ่งผู้สังเกตจำเป็นต้องอยู่ในระบบที่จะอธิบาย(เอกภพ) จึงตัดสัจพจน์ 4b (collapse) ทิ้งไป ซึ่งท้ายที่สุดเรารู้สึกว่าความรู้สึกที่ MWI ให้กับคนที่ยึดถือได้ก็คือความรู้สึกว่าควอนตัมนั้น complete คือไม่เปิดช่องให้กับตัวแปรซ่อนเร้นอะไรอีกแล้วแต่จากที่ฟังๆมาคิดว่าไม่สำเร็จจริงเพราะมันก็ทำให้ rigorous ยาก

• ที่บอกว่าสัมพัทธภาพทั่วไปมีกาลอวกาศโค้งงอไม่ขึ้นกับการตัดสินใจของผู้สังเกตนั้น ในควอนตัม การที่ผลการทดลองขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของผู้สังเกตเรียกว่า contextuality ซึ่งเป็นเอกลักษณ์สำคัญของทฤษฎีคอวนตัมคู่คี่กับการละเมิด Bell’s inequality เลย

เขียนเป็นภาษาไทยทำให้สำนวนแปลกมากกว่าที่คิดแฮะ ต่อไปนี้คงจะใช้คำทับศัพท์มากขึ้น ก็หวังว่ามันคงจะไม่เละเทะนะ แต่โพสท์นี้เป็นการย่อย facts ก็คงเป็นธรรมดาที่มันดูมีศัพท์เฉพาะเยอะ

Advertisements

About Ninnat Dangniam

นักเรียน, นักเขียน, นักวาด
This entry was posted in Quantum. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s