Кратко — два центра: копенгагенская (К) и многих миров (ММ) дают ту же вычислительную квантовую механику, но принципиально разные онтологии и решение «проблемы измерения».
Что говорит каждая
- Копенгагенская: система описывается волновой функцией, эволюция унитарна по Шрёдингеру, но при измерении вводится коллапс — недетерминированное сокращение волновой функции в один из результатов. Формулы: унитарная эволюция $i\hslash {\partial }_t\psi =\hat{H}\psi$, вероятность результата по правилу Бора $P=|\psi {|}^2$. Коллапс — постулат, граница «квант/классика» часто остаётся неформальной.
- Миров много (Everett, MWI): единственный фундаментальный закон — полная унитарная эволюция волновой функции; при «измерении» система+измеритель/наблюдатель ветвятся на множество неинтерферирующих ветвей, в каждой из которых — один результат. Никакого физического коллапса нет; каждая ветвь реальна. Появление классического поведения объясняют декогеренцией.
Ключевые различия (суть)
- Коллапс vs никакого коллапса: К вводит реальный/эпистемический коллапс; ММ — только унитарный эволюционный закон.
- Онтология: в К волновая функция либо инструмент описания предсказаний (инструментализм), либо реальность + отдельный коллапс; в ММ волновая функция — единственная реальность (многомировая реальность).
- Роль наблюдателя: в К наблюдатель/измерение имеют особую роль; в ММ — ничего особенного, наблюдатель — часть унитарной системы.
- Вероятность: в К вероятность фундаментальна (Борова статистика). В ММ требуется объяснение происхождения численных весов (роли $|\psi {|}^2$), через декогеренцию и аргументы Дойча/Уоллеса (решение через принятие субъективной вероятности) — это предмет споров.
Формализм декогеренции (связь)
- Декогеренция объясняет исчезновение интерференции между макроскопическими компонентами: начальное состояние системы+среда $|\Psi ⟩$ даёт плотность, редуцированная для системы ${\rho }_S={\mathrm{Tr}}_E\rho$, которая в подходящем указателе (pointer basis) становится почти диагональной — это даёт эффект «ветвления» в ММ и имитацию коллапса в К, но не выбирает единственный результат.
Экспериментальные предсказания
- В стандартной QM (без дополнительного механизма коллапса) К и ММ математически эквивалентны и дают одинаковые предсказания для всех обычных экспериментов.
- Различия возможны только если предполагается физический, ненулевой коллапс (объективные теории коллапса: GRW, CSL и т.п.). Такие теории дают отличия: спонтанное разрушение когерентности, небольшое нарушение сохранения энергии, спонтанное излучение, исчезновение интерференции для достаточно макроскопических объектов. Эти эффекты тестируются экспериментально (молекулярная интерференция, холодные зеркала, точные поиски спонтанного излучения); текущие эксперименты уже ограничивают параметры некоторых моделей GRW/CSL, но окончательно не исключили все варианты.
- «Wigner’s friend» и Frauchiger–Renner: парадигмы, заставляющие столкнуться разные описания «наблюдателей», создают логические напряжения для интерпретаций, в том числе К, если она настаивает на единственной объективной реальности. Недавние экспериментальные реализации проверяют согласованность предсказаний QM для таких сценариев; результаты согласуются с квантовой теорией, но не однозначно отвергают ни ММ, ни аккуратно сформулированную копенгагенскую позицию. Они скорее указывают на то, что некоторые интуитивные «единственные миры + объективные факты» трудно сохранить при строгом применении квантовых принципов.
Философские вопросы, остающиеся
- Что именно реально? Волновая функция как физическая сущность в конфигурационном пространстве (ММ) или лишь инструмент для предсказаний (операционализм в К)?
- В ММ: что значит вероятность, если все исходы реализуются? (проблема «числа миров» и вывод правила Бора).
- Предпочитаемая база (preferred-basis problem): почему именно та разложение даёт «миры»? Декогеренция даёт частичный ответ, но не полную онтологическую мотивацию.
- Идентичность и «я» при ветвлении: что значит личная непрерывность, ответственность, вероятностные ожидания?
- Роль сознания/наблюдателя: нужна ли особая роль у сознания (радикальные варианты К), или наблюдатель — обычная физическая система?
- Полнота квантовой теории и возможные модификации (объективные коллапсы, модификации при квантовой гравитации).
- Локальность/несовместимость с классическим реализмом: обе интерпретации принимают нелокальные корре­ляции (Bell), но различаются в онтологии «как» эти корреляции реализуются.
Коротко о выводе
- С эмпирической точки зрения: чистая Копенгагенская формулировка (без физического коллапса) и MWI предсказывают одно и то же; экспериментальное различие появится только при введении физических механизмов коллапса (GRW/CSL и т.п.), которые сейчас активно тестируются.
- Философски: выбор между ними — вопрос предпочтений в онтологии, трактовке вероятности и отношении к роли наблюдателя; ключевые нерешённые вопросы — происхождение вероятности в ММ, природа «реальности» волновой функции и почему именно классический мир возникает из квантового.
Если хотите, могу коротко привести формулу редуцированной плотности и показать, как декогеренция даёт диагональную матрицу в указателе (несколько строк с KaTeX).