量子自殺是量子力學和物理哲學的思想實驗。據稱，它可以透過薛丁格的貓思想實驗的變體，從貓的角度來證偽除埃弗里特多世界解釋之外的任何量子力學解釋。量子永生是指量子自殺倖存的主觀經驗。有時人們推測這個概念也適用於現實世界的死亡原因。 [ 1 ] [ 2 ]
作為一項思想實驗，量子自殺是一種智力練習，其中遵循抽象設定及其邏輯結果只是為了證明理論觀點。幾乎所有描述過它的物理學家和科學哲學家，尤其是在普及的治療中，[ 3 ]都強調它依賴於人為的、理想化的環境，而這些環境在現實生活中可能是不可能或極難實現的，而且它的理論前提甚至是有爭議的。因此，正如宇宙學家安東尼·阿吉雷（Anthony Aguirre）所警告的那樣，“……在任何生死攸關的問題上，讓這種可能性指導一個人的行動是極其愚蠢（和自私）的。” [ 4 ]
歷史
[編輯]休·埃弗里特（Hugh Everett）在書面中沒有提到量子自殺或量子永生；他的工作旨在解決量子力學的悖論。尤金·希霍夫采夫（Eugene Shikhovtsev）在埃弗里特的傳記中寫道：「埃弗里特堅信他的多世界理論保證了他的永生：他認為，他的意識在每個分支上都注定要遵循任何不會導致死亡的道路」。[ 5 ]埃弗里特傳記的作者彼得·伯恩 (Peter Byrne) 報道稱，埃弗里特也曾私下討論過量子自殺（例如玩高風險的俄羅斯輪盤賭並在獲勝分支中生存），但他補充說“這不太可能，然而，埃弗雷特同意這種[量子永生]觀點，因為它唯一確定的是你的大部分副本都會死亡，這幾乎不是一個理性的目標。” [ 6 ]
在科學家中，思想實驗由Euan Squires於1986年提出。[ 9 ] [ 10 ] Huw Price在 1997 年也對此進行了描述，他將其歸功於Dieter Zeh，[ 11 ]並由Max Tegmark於1998 年獨立正式提出。在2000 年[ 2 ]和大衛·劉易斯( David Lewis) 2001 年。
思想實驗
[編輯]量子自殺思想實驗涉及一個與薛定諤的貓類似的裝置——一個盒子，由於量子不確定性，它會在給定的時間範圍內以二分之一的機率殺死居住者。[註1 ]唯一的差異是記錄觀察結果的實驗者是盒子裡的那個人。這個思想實驗的意義在於，生死取決於量子位元的人有可能區分量子力學的解釋。根據定義，固定觀察者不能。[ 12 ]
在第一次迭代開始時，在兩種解釋下，實驗成功的機率為 50%，由波函數的平方範數給出。在第二次迭代開始時，假設量子力學的單一世界解釋（如廣泛持有的哥本哈根解釋）是正確的，波函數已經崩潰了；因此，如果實驗者已經死亡，則任何進一步的迭代都有 0% 的生存機會。然而，如果多世界解釋是正確的，那麼活體實驗者的疊加必然存在（死去的實驗者也是如此）。現在，排除死後生命的可能性，在每次迭代之後，只有兩個實驗者疊加中的一個——活的那個——能夠擁有任何形式的意識體驗。撇開與個體認同及其持久性相關的哲學問題，在多世界解釋下，實驗者，或至少是他們的一個版本，透過他們所有的疊加繼續存在，實驗的結果是他們活著。換句話說，實驗者的一個版本在實驗的所有迭代中都存在。由於實驗者生活的某個版本的疊加是由量子必然性（在多世界解釋下）發生的，因此，在任何可實現的迭代次數之後，他們的生存在物理上是必要的；因此，量子永生的概念。[ 12 ]
實驗者倖存的版本與哥本哈根解釋的含義形成鮮明對比，根據哥本哈根解釋，儘管每次迭代都有可能出現生存結果，但隨著迭代次數的增加，其機率趨於零。根據多世界解釋，上述場景具有相反的屬性：實驗者活著的版本的機率對於任意次數的迭代都必然是一個。[ 12 ]
在《我們的數學宇宙》一書中，馬克斯‧泰格馬克概括地提出了量子自殺實驗必須滿足的三個標準：
- 隨機數產生器必須是量子的，而不是確定性的，這樣實驗者就進入了死與活的疊加狀態。
- 實驗者必須在比他們意識到量子測量結果的時間短的時間內死亡（或至少失去知覺）。[註2 ]
- 實驗必須幾乎肯定會殺死實驗者，而不僅僅是傷害他們。[ 14 ]
現實世界可行性分析
[編輯]在回答有關正常死亡原因的「主觀永生」的問題時，泰格馬克指出，這種推理的缺陷在於，死亡不是思想實驗中那樣的二元事件；它是一種二元事件。這是一個漸進的過程，伴隨著一系列意識衰退的狀態。他指出，在大多數真正的死亡原因中，一個人會經歷自我意識的逐漸喪失。只有在抽象場景的範圍內，觀察者才會發現他們克服了一切困難。[ 1 ]針對上述標準，他闡述如下：「大多數事故和常見死因顯然不滿足所有三個標準，這表明你終究不會感到永生。特別是關於標準2 ，在正常情況下，死亡並不是一個要么活著，要么死了的二元問題[……]量子自殺之所以起作用，是因為它迫使一個突然的轉變。[ 14 ]
大衛劉易斯的評論和隨後的批評
[編輯]哲學家大衛·劉易斯 (David Lewis)在 2001 年題為“薛定諤的貓有多少條命？”的演講中探討了量子永生的可能性，這是他首次涉足量子力學解釋領域的學術嘗試，也是他的最後一次嘗試，因為他死後不到四歲幾個月後。在2004年去世後發表的演講中，劉易斯拒絕了多世界解釋，承認它提供了最初的理論吸引力，但也認為它存在不可彌補的缺陷，主要是在概率方面，並初步認可了吉拉爾迪-里米尼-韋伯理論代替。劉易斯在演講的最後指出，量子自殺思想實驗，如果應用於現實世界的死亡原因，將帶來他認為的“可怕的推論”：因為所有死亡原因本質上都是量子力學的，如果許多死亡原因-世界的解釋是正確的，在路易斯看來，觀察者應該主觀上“肯定地期望永遠生存下去，無論他或她可能遇到什麼危險”，因為總是有生存的可能性，無論多麼不可能；面對生存和死亡的分支事件，觀察者不應該“同樣期望經歷生和死”，因為不存在經歷死亡這回事，而應該只將他或她的期望劃分到他或她倖存的分支上。然而，如果生存得到保證，那麼健康或正直就不是這樣了。這會導致一個人的身體出現提托努斯式的惡化，並且無限期地持續下去，讓受試者永遠瀕臨死亡。[ 2 ] [ 15 ]
泰格馬克在 2004 年出版的《薛定諤的兔子》一書中接受採訪時，拒絕了這種場景，因為「意識的消退是一個持續的過程。雖然我無法體驗一條我完全缺席的世界線，但我可以進入一條我的思維速度在其中的世界線」。正在消失，我的記憶和其他能力正在消失……[泰格馬克]相信，即使他不能一下子死掉，他也可以輕輕地消失。在同一本書中，科學哲學家和多世界的支持者大衛華萊士[ 16 ]破壞了現實世界量子永生的論點，因為死亡可以被理解為意識狀態不斷下降的連續體，而不僅僅是在時間上，正如所爭論的那樣泰格馬克，但也在空間中：「我們的意識並不位於大腦中的一個獨特點，但可能是足夠大的神經元組的一種新興或整體屬性[...]我們的意識可能無法像光一樣熄滅，但它可以呈指數級減少，直到出於所有實際目的而消失。[ 17 ]
英國哲學家和多世界支持者大衛·帕皮諾直接回應劉易斯的演講，同時發現劉易斯對多世界解釋缺乏其他反對意見，強烈否認在死亡情況下有必要對通常的概率規則進行任何修改。只有當代理人根據「接下來會經歷什麼」而不是更明顯的「接下來會發生什麼，無論是否經歷過」來進行推理時，才能從量子自殺的想法中得出有保證的主觀生存。他寫道：「埃弗里特人為什麼要以這種方式修改他們的強度規則[註 3 ]，這絕不是顯而易見的。因為他們似乎完全可以在生死攸關的情況下應用未經修改的強度規則，只是和其他地方一樣，如果他們這樣做，那麼他們就可以按照他們的強度來預期所有的未來，無論這些未來是否包含他們的任何繼承者，例如，即使你知道你即將成為五十的主題。十個薛定諤的實驗，你應該預期你會滅亡的未來分支，就像你預期你會倖存的未來分支一樣。[ 15 ]
類似地，科學哲學家查爾斯·塞本斯引用劉易斯的觀點，即不應將死亡視為一種經歷，他承認，在量子自殺實驗中，“人們很容易認為你應該肯定會生存。”然而，他指出，只有當量子分支和死亡絕對同時發生時，生存預期才會隨之而來，否則正常的死亡機會適用：「如果死亡確實在除一個分支之外的所有分支上立即發生，那麼這個想法就有一定的合理性。能夠分配一個可信度來證明您是那個副本。塞本斯也探討了死亡可能與分支不同時發生的可能性，但仍然比人類在精神上意識到實驗結果的速度要快。同樣，特工應該預期會以正常機率死亡：「副本需要持續足夠長的時間才能產生麻煩的想法嗎？[註4 ]我認為不會。如果你倖存下來，你可以考慮你應該擁有什麼憑據是在分裂後的短時間內與其他副本共存時進行分配的。[ 18 ]
哲學家伊斯特萬·阿蘭約西 (István Aranyosi)在《Ratio》雜誌上撰文，指出“現實狀態與可能狀態這一觀念之間的張力被視為量子力學多世界解釋的主要弱點”，他總結道對路易斯不朽論的批判性評論都是圍繞著其前提展開的。但即使出於爭論的目的，人們願意完全接受劉易斯的假設，阿蘭約西也強烈否認「可怕的推論」將是上述前提的正確含義。相反，最有可能出現的兩種情況是阿蘭約西所描述的“令人欣慰的推論”，在這種情況下，觀察者一開始就不應該期望自己會得重病，或者是“短暫的生活「圖景，在這種情況下，觀察者應該期待“永生，幾乎完全在無意識的狀態下度過”，中間夾雜著極其短暫的、失憶的意識時刻。因此，阿蘭約西得出結論，雖然「我們無法評估[兩種替代方案]中的一種或另一種是否獲得了與自我意識相容的分支相關的總強度的最大份額，[...]我們可以肯定的是，他們在一起（即他們的分離）確實得到了最大的份額，這令人放心。[ 19 ]
多世界解釋的其他支持者的分析
[編輯]物理學家戴維·多伊奇（David Deutsch）雖然是多世界解釋的支持者，但他在談到量子自殺時表示，「這種應用機率的方式並不像通常那樣直接從量子理論得出。[ 20 ]
泰格馬克現在認為實驗者應該只期望正常的生存機率，而不是永生。實驗者在波函數中的機率幅度顯著下降，這意味著它們的測量值比以前低得多。根據人擇原理，一個人不太可能發現自己處於一個他們不太可能存在的世界中，也就是說，一個衡量標準較低的世界被他們觀察到的機率較低。因此，與他們進行實驗的早期世界相比，實驗者觀察到他們生存的世界的機率較低。[ 14 ] Lev Vaidman在《史丹佛哲學百科全書》中指出了同樣的縮減測度問題。[ 21 ]在2001 年的論文“量子理論的概率和多世界解釋”中，瓦伊德曼寫道，代理人不應該同意進行量子自殺實驗：“具有死亡後繼者的世界的大型'測量'是一個不玩的好理由。瓦伊德曼認為，死亡的瞬時性似乎意味著實驗者的主觀生存，但即使在這種特殊情況下，正常機率仍然必須適用：「事實上，瞬時性使得建立機率假設變得困難，但當它在廣泛的其他情況下被證明是合理的之後，很自然地將該假設應用於所有情況。[ 22 ]
華萊士在 2013 年出版的《新興多元宇宙》一書中指出，在思想實驗中期望主觀生存的原因“並不能真正經受住仔細的檢驗”，儘管他承認“可能公平地說……”正是因為死亡在哲學上是複雜的，我的反對意見不足以成為徹底的反駁」。除了重申似乎沒有理由根據對經驗的期望而不是對將要發生的事情的期望來進行推理，他還建議，決策理論分析表明“一個更喜歡確定的生活而不是確定的死亡的代理人是理性地被迫的”。更喜歡高權重分支中的生命和低權重分支中的死亡，而不是相反。” [ 3 ]
物理學家肖恩·M·卡羅爾（Sean M. Carroll）是多世界解釋的另一位支持者，他在談到量子自殺時表示，經驗和獎勵都不應該被認為是在未來版本的自己之間共享的，因為當世界分裂時，他們會成為不同的人。他進一步指出，人們無法將自己的某些未來版本選為「真正的你」而不是其他版本，而量子自殺仍然切斷了其中一些未來自我的存在，這值得反對，就像存在一個單一的自我一樣。[ 23 ]
多世界解釋懷疑論者的分析
[編輯]宇宙學家安東尼·阿吉雷（Anthony Aguirre）個人對大多數關於多世界解釋的說法持懷疑態度，但在他的《宇宙學公案》一書中寫道，「也許現實實際上就是這麼奇怪，我們確實主觀地'倖存'了任何形式的死亡，無論是瞬時和二進制。然而，阿吉雷指出，大多數死亡原因都不滿足這兩個要求：“如果有不同程度的生存，情況就完全不同了。”如果意識喪失像思想實驗中那樣是二元的，那麼量子自殺效應將阻止觀察者主觀入睡或接受麻醉，在這種情況下，精神活動大大減少，但並未完全消除。因此，對於大多數死亡原因，即使表面上是突然的，如果量子自殺效應成立，觀察者更有可能逐漸陷入意識減弱狀態，而不是透過某種非常不可能的方式來保持完全清醒。阿吉雷進一步指出，量子自殺作為一個整體可能被描述為一種反證法，反對目前對多世界解釋和心理理論的理解。他最後假設，對心靈與時間之間關係的不同理解應該消除必要的主觀生存的奇怪意義。[ 4 ]
物理學家兼作家菲利普·鮑爾（Philip Ball）是多世界解釋的批評者，在他的《超越怪異》一書中，將量子自殺實驗描述為“認知上不穩定”，並例證了多世界理論與機率的困難。雖然他承認 Lev Vaidman 的論點，即實驗者應該主觀地預期結果與其發生的世界的「存在程度」成比例，但鮑爾最終拒絕了這種解釋。 「這歸結為 MWI 中機率的解釋。如果所有結果都以 100% 的機率發生，那麼量子力學的機率特徵在哪裡？”此外，鮑爾解釋說，這些論點凸顯了他所認為的多世界解釋的另一個主要問題，與機率問題相關但獨立：與自我概念的不相容。鮑爾將大多數在多世界解釋中證明機率合理性的嘗試歸結為“當意識僅限於一個世界時，量子機率就是量子力學的樣子”，但“事實上沒有任何有意義的方法來解釋或證明這種情況”一個限制。”在進行量子測量之前，“之前的愛麗絲”實驗者“不能使用量子力學以一種可以清晰表達的方式預測她會發生什麼——因為在任何時候都沒有邏輯的方式來談論‘她’，除了有意識的存在（在一個瘋狂分裂的宇宙中，這是不存在的），因為從邏輯上講，不可能將愛麗絲之前的感知與愛麗絲之後的感知聯繫起來，「愛麗絲」已經消失了。 MWI]消除了我們可以經歷、已經經歷或現在正在經歷的任何連貫概念。[ 24 ]
科學哲學家彼得·J·劉易斯（Peter J. Lewis）是多世界解釋的批評者，他認為整個思想實驗是在多世界框架內容納概率的困難的一個例子：“標準量子力學產生了各種未來發生的機率，而這些機率可以被輸入到適當的決策理論中，但是，如果當前事態的每一個物理上可能的後果都肯定會發生，那麼我應該根據什麼來決定做什麼？ ，看起來埃弗雷特的理論意味著我肯定會活下去，而且我肯定會死，這至少令人擔憂，也許在理性上是令人沮喪的。[ 25 ]路易斯在他的《量子本體論》一書中解釋說，為了從多世界理論中得出主觀不朽論，人們必須採用對機率的理解——所謂的「分支計數」方法，其中觀察者可以有意義地問“我最終會進入哪個測量後分支？” – 這被實驗、經驗證據排除，因為它會產生與充分證實的玻恩規則不符的機率。相反，路易斯在多伊奇-華萊士決策理論分析中確定了解決多世界解釋中概率的最有希望的（儘管根據他的判斷，仍然不完整）的方法，其中不可能計算分支（並且，類似地， 「最終」在每個分支上的人）。路易斯的結論是“[這永生論也許最好被視為關於機率的分支計數（或人數計數）直覺與決策理論方法之間根本衝突的戲劇性證明。多世界理論，就其可行性而言，並不意味著你應該期望永遠活下去。
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