Der Mythos vom Multiversum und das Dilemma des Quantencomputers

Das Multiversum ist keine fortschrittliche Wissenschaft. Fälschbare Alternativen können für das Quantencomputing katastrophal sein.

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Ich bin kein Mathematiker, Physiker oder gar Kosmologe, aber ich kenne die Logik. Ich verbringe viel Zeit damit, über komplexe Probleme nachzudenken, und etwas stimmt nicht ganz. Was nicht passt, ist die modische Vorstellung, dass es ein Multiversum gibt. Eine wissenschaftliche Alternative zum Multiversum kann nicht nur unwissenschaftlich sein, sondern auch drastische Konsequenzen für die Lebensfähigkeit des Quantencomputers haben.

Was ist das Multiversum?

Gehen wir zur Definition des Kosmologen Max Tegmark. Laut Tegmark gibt es vier Ebenen des Multiversums:

  • Level 1: Unser Universum jenseits des Beobachtbaren
  • Level 2: Andere Universen mit unterschiedlichen physikalischen Konstanten
  • Level 3: Vielwelteninterpretation der Quantenmechanik
  • Level 4: Die Sammlung aller Universen

Ich kann das Multiversum der Ebene 1 verstehen, weil wir aufgrund der Lichtgeschwindigkeit und der fortschreitenden Expansion des Universums nur ein „Hubble-Volumen“ unseres Universums beobachten können. Stellen Sie sich das so vor, als ob Sie sich in einem Nebel verlieren würden. Sie können sehen, sagen wir fünf Meter in alle Richtungen, und während Sie sich bewegen, bewegt sich diese Sichtbarkeitssphäre mit Ihnen. Das Gleiche gilt für die Beobachtung des Universums von einem Punkt im Raum aus, aber der Effekt entsteht aus der Expansion gegenüber der Lichtgeschwindigkeit.

Es sind die Multiversen der Ebenen 2, 3 und 4, mit denen ich aus verschiedenen Gründen zu kämpfen habe. Um zu verstehen, warum ich damit zu kämpfen habe, müssen wir auf einige Grundlagen zurückgreifen, nämlich auf das, was eine gute Wissenschaft ausmacht.

Die Torheit, sich nur auf die Mathematik zu verlassen, ist, dass wir in ein Dilemma geraten können, in dem die Theorie mathematisch funktioniert, aber es gibt keine Möglichkeit, eine Beobachtung zu machen, um die Hypothese entweder zu beweisen oder zu widerlegen.

Gute und schlechte Wissenschaft

Damit die Wissenschaft Fortschritte macht, brauchen wir eine überprüfbare Hypothese, bei der Wissenschaft auf Beobachtung beruht. Mathematik ist ein hervorragendes Werkzeug, um Beobachtungen zu kodieren und Vorhersagen zu treffen. Mathematik an sich ist jedoch nicht gleich Beobachtung. Die Torheit, sich nur auf die Mathematik zu verlassen, ist, dass wir in ein Dilemma geraten können, in dem die Theorie mathematisch funktioniert, aber es gibt keine Möglichkeit, eine Beobachtung zu machen, um die Hypothese entweder zu beweisen oder zu widerlegen. Der Fall für das Multiversum basiert auf einer nicht testbaren Hypothese.

Was sind die Argumente für das Multiversum? Im Großen und Ganzen fallen sie in zwei Kategorien:

  • Das anthropische Prinzip
  • Die Existenz einer universellen Wellenfunktion in der Quantenmechanik

Das anthropische Prinzip versucht zu erklären, warum das Universum fein abgestimmt ist, um das Leben zu unterstützen. Das Prinzip gibt es in zwei Formen. stark und schwach. Das starke anthropische Prinzip besagt, dass das Universum gezwungen ist, ein bewusstes und intelligentes Leben zu schaffen. Das schwache anthropische Prinzip besagt, dass unser Universum durch „Feinabstimmung“ Leben geschaffen hat. Diese „Feinabstimmung“ ist eine von vielen möglichen Kombinationen von Bedingungen, die in allen Multiversen der Ebene 2 vorliegen. Daher wird das schwache anthropische Prinzip verwendet, um das Multiversum der Ebene 2 zu unterstützen. Innerhalb einer unendlichen Sammlung von Universen wird es eine geben, die genau die Feinabstimmung aufweist, die wir in unserem Universum haben.

Die Quantenmechanik wird dann verwendet, um das Multiversum der Ebene 3 zu erklären. Beobachtungen in der Quantenmechanik können nicht absolut vorhergesagt werden; Stattdessen existiert das Ergebnis als Wahrscheinlichkeit (oder Wahrscheinlichkeitswelle). Die Messung führt nicht dazu, dass die Wellenfunktion zusammenbricht. Stattdessen wird jede der Wahrscheinlichkeiten abgespalten (d. H. Das Vorhandensein einer universellen Wellenfunktion), um ein eigenes Universum der Ebene 3 mit eigener Geschichte zu erstellen.

Das Level 4 Multiversum bringt es dann auf das Äußerste. Das Level 4 Multiversum in Tegmarks Theorie ist nicht nur die Sammlung aller Universen von Level 1 bis Level 3, sondern auch das ultimative Ensemble, das nicht durch Mathematik definiert wird, sondern Mathematik ist. Mathematische Existenz ist physische Existenz.

Das Multiversum beweisen

Wie beweisen wir also die Existenz des Multiversums? Nun, das ist die Schwierigkeit, die wir nicht können. Es ist eine Ermittlungssackgasse. Die anderen Universen ab Stufe 2 haben keine kausale Wirkung auf unser Universum, daher werden wir es nie erfahren. Obwohl das Multiversum von vielen als Wissenschaft angesehen wird, ist es in Wirklichkeit nur ein Mythos, der auf einem philosophischen Standpunkt basiert. Wie können wir also die beobachteten Tatsachen erklären, die die multiversen „Mythimatiker“ zu erklären versuchen, und was würde eine gute Philosophie ausmachen?

Die Multiversumenten versuchen, zu einer einheitlichen Theorie von allem (ToE) zu gelangen, indem sie das Messproblem in der Quantenmechanik erklären und ihre Überzeugung fördern, dass das Universum mathematisch ist. Als philosophisches Backup verwenden sie das schwache anthropische Prinzip zusammen mit Occams Rasiermesser. Ich habe bereits über die Wissenschaft oder vielmehr über den Mangel an Wissenschaft gesprochen, um das Multiversum zu erklären. Auf der philosophischen Seite ist das schwache anthropische Prinzip wie die Multiversen eine nicht testbare Theorie, die keine fälschbaren Vorhersagen liefert, während es die grundlegenden Fragen aufwirft: "Warum wir und warum dieses Universum?" Es sollte kein Teil der Wissenschaft sein und sollte als Überlegung und nicht als Prinzip gedacht werden. Occams Rasierer ist das Prinzip, dass die einfachste Lösung normalerweise die richtige ist. Obwohl das Multiversum nicht nach einer einfachen Lösung klingt, behaupten seine Befürworter, es sei einfacher, als das anthropische Prinzip auf irgendeine andere Weise zu erklären. Dies ist in beide Richtungen umstritten; Occams Rasiermesser sollte jedoch nur als Leitfaden und nicht als Schiedsrichter verwendet werden, und wie wir gesehen haben, ist das anthropische Prinzip kein Prinzip, sondern eine Überlegung.

Eine Alternative

… Ob es richtig oder falsch ist, es ist fälschbar und kann als Agenda verwendet werden, um die Wissenschaft voranzutreiben, anstatt uns in Sackgassen zu führen.

Um dies aufzuheben, müssen wir auf einige Grundprinzipien zurückgreifen. Die Landschaft, in der die Multiversen agieren, ist eines der unveränderlichen Gesetze, die durch die Mathematik geschaffen wurden und seit der Geburt unseres Universums existieren, d. H. Die mathematische Struktur. Die gegenteilige Ansicht wäre, dass sich die Gesetze unseres Universums im Laufe der Zeit weiterentwickelt haben und dass die Mathematik diese Gesetze kodifizieren kann, aber die Mathematik schafft sie nicht. Diese alternative Sichtweise, die von Philosophen wie Roberto Unger und Physikern wie Lee Smolin vertreten wird, wird häufig als Hinweis darauf verwendet, dass es nur ein einziges Universum gibt und es nicht mathematisch ist.

Der Vorteil dieser alternativen Sichtweise, ob richtig oder falsch, ist, dass sie fälschbar ist und als Agenda verwendet werden kann, um die Wissenschaft voranzutreiben, anstatt uns in Sackgassen zu führen. Dieses singuläre Universum kann eines von vielen in einer Sequenz (oder einem Sprung) sein, die aus dem Zusammenbruch und der Wiedergeburt hervorgeht. Um jedoch wissenschaftlich voranzukommen, sollten wir versuchen, alles zu beweisen / zu widerlegen, was wir in diesem Universum absolut können.

Um auf dieses einzigartige Universum einzugehen, können die Gesetze als sich entwickelnd angesehen werden, anstatt dass die Gesetze der Physik von der Mathematik angetrieben werden. Wenn im Laufe der Zeit genügend Szenarien ähnlicher Komplexität stattgefunden haben, hat sich ein Gesetz entwickelt. Das Gesetz ist nicht absolut, sondern eine Annäherung an die Granularität der Beobachtung. Diese Gesetzgebung bricht auf der Quantenebene zusammen, weil ein Gesetz nicht für alle Einzelkomponenten eine absolute Regel ist, sondern eine statistische Annäherung für ein wiederholbares Ergebnis.

Implikationen für das Quantencomputing

Dieses neuartige Problem der Quantenmechanik hat möglicherweise katastrophale Folgen für die Zukunft des Quantencomputers. Es wurden viele Quantentheorien vorgeschlagen, um die Aufschlüsselung von Gesetzen auf Quantenebene zu erklären. Die Multiversierer behaupten, dass alle Wahrscheinlichkeiten existieren, wenn auch in verschiedenen Level 3-Universen. Als Teil der Singular-Universum-Theorie haben wir jedoch die echte Ensemble-Interpretation. Diese Interpretation geht davon aus, dass die Quantendynamik nur für Systeme gilt, die Kopien haben. Deshalb beobachten wir die Quantendynamik nur im sehr kleinen Bereich mit vielen Kopien. In größerem Maßstab werden makroskopische Körper nicht durch die Quantenmechanik beschrieben, da sie nicht Teil eines Ensembles von Kopien sind.

… Es ist Zeit, dass wir die Wissenschaft wieder auf die Tagesordnung setzen und mit dem arbeiten, was wir in unserem Universum haben.

Das Dilemma für das Quantencomputing ist, dass wir die Gültigkeit von Theorien annehmen, die nicht getestet werden können. Wenn die Multiversum-Theorie falsch ist und die Singular-Universum-Theorie zusammen mit der tatsächlichen Ensemble-Interpretation korrekt ist, kann dies bedeuten, dass wir mit Quantencomputern niemals einen Punkt der Komplexität überschreiten können. Dies liegt daran, dass mit zunehmender Komplexität eines Quantencomputers die Wahrscheinlichkeit abnimmt, dass an anderer Stelle im Universum exakte Kopien der Konfiguration vorhanden sind. Da das singuläre Universum eine fälschbare Theorie ist, sollte dies sicherlich ein Forschungsschwerpunkt sein.

Ich denke, es ist Zeit, dass wir die Wissenschaft wieder auf die Tagesordnung setzen und mit dem, was wir in unserem Universum haben, zusammenarbeiten, um so weit wie möglich wissenschaftlich voranzukommen, bevor wir uns um andere Universen kümmern.

Für weitere Informationen über Quantencomputer hat Adrian Fern hier einen ausgezeichneten Artikel geschrieben.