Коротко, с формулами и по существу.
Что происходит при измерении (формализм):
- Система в суперпозиции: $|\psi ⟩=\alpha |0⟩+\beta |1⟩.$ - Модель идеального измерителя (унитарный «предельный» акт):
$(\alpha |0⟩+\beta |1⟩)|A_0⟩\stackrel{U}{}\alpha |0⟩|A_0⟩+\beta |1⟩|A_1⟩.$ - За счёт взаимодействия с окружением оформившаяся смесь при декогеренции для системы даёт редукцию редуцированной матрицы:
${\rho }_S=|\alpha {|}^2|0⟩⟨0|+|\beta {|}^2|1⟩⟨1|+\text{off-diagon.}{e}^{-\Gamma t}.$
Интерпретация Копенгагена:
- Постулирует физический (или процедурный) коллапс волновой функции в момент измерения: до измерения — суперпозиция, при измерении — случайный переход в один из собственных состояний с вероятностью по правилу Бора: $P(0)=|\alpha {|}^2,P(1)=|\beta {|}^2.$ - Коллапс нефундаментально описан унитарной квантовой динамикой (в терминах Копенгагена это дополнительный постулат — не-унитарный, стохастический процесс).
- Практически объясняет наблюдаемую классическую определённость результатов; конкретный механизм коллапса остаётся философски/интерпретационно открытым.
Интерпретация многих миров (Everett, MWI):
- Отрицает физический коллапс: эволюция всегда унитарна. После измерения остаётся суперпозиция разветвлённых компонент — «миры»/ветви: $\alpha |0⟩|A_0⟩+\beta |1⟩|A_1⟩.$ - Декогеренция делает ветви некогерентными (практически несмешиваемыми), так что субъективно наблюдатель в каждой ветви видит один определённый результат. Вероятности интерпретируются как веса ветвей (Born-правило пытаются вывести разными способами: декогеренция, энансурансы, теорема Дьюитта и др.).
- Нет дополнительного стохастического процесса — миры «разветвляются» детерминистски.
Чем ответы различаются по вопросу о коллапсе:
- Копенгаген: коллапс реально происходит (не-унитарно) при измерении — состояние после измерения одно из собственных с вероятностью $|\alpha {|}^2$.
- MWI: коллапса нет — существуют все результаты одновременно в разных ветвях, наблюдатель оказывается в одной ветви; «коллапс» — эпипеномен уверенности наблюдателя, объясняемый декогеренцией.
Можно ли эмпирически различить эти интерпретации?
- В форме «чистой» Копенгагена (как прикладный правилам вычисления вероятностей) vs чистой MWI: они дают одинаковые предсказания для всех практических экспериментов QM, поэтому эмпирически неразличимы.
- Различие появляется, если Копенгаген трактуется как наличие физической, объективной и стохастической модификации динамики. Тогда это эквивалентно моделям объективного коллапса (например, GRW/CSL), которые предсказывают малые, но принципиальные отклонения от унитарной эволюции (распад когерентности, спонтанные локализации, дополнительное излучение и т.п.). Эти модели экспериментально тестируются (например, интерференция для макромасштабных объектов, ограничения по рентгеновскому фоновому излучению и др.).
- Практически: если можно было бы восстановить и измерить глобальную фазовую когерентность между ветвями после «измерения» (включая аппарат и окружение), то обнаружение интерференции между результат-ветвями бы опровергло объективный коллапс и поддержало унитарность (MWI). Но для макроскопических измерителей это технически практически невозможнo из-за экспоненциальной сложной декогеренции.
- Вывод: без добавления конкретного нового физического процесса коллапс/без-коллапса — интерпретационные различия, а не экспериментально разный прогноз. Эмпирически различимы лишь расширенные теории, вводящие объективный коллапс, которые в принципе тестируемы и уже ограничиваются существующими экспериментами.
Краткое резюме:
- Копенгаген: вводит коллапс как отдельный (не-унитарный) постулат.
- MWI: сохраняет унитарность, «коллапс» — эффект ветвления + декогеренции.
- В стандартной квантовой механике без дополнительных механизмов они эквивалентны по предсказаниям; эмпирическое различие возможно только при введении конкретных объективных коллапс-механизмов, которые и проверяются экспериментально.