211service.com
Kwantumdarwinisme en de aard van de werkelijkheid
Kwantumdarwinisme is een buitengewoon idee dat vorig jaar losgelaten door de natuurkundige door Wojciech Zurek bij Los Alamos National Labs in New Mexico.
De belangrijkste bewering is dat het de kwantum-klassieke overgang verklaart: waarom macroscopische fysica klassieke regels gehoorzaamt, terwijl de kwantumwereld de schijnbaar vreemde wetten van de kwantummechanica gehoorzaamt. Dat maakt het een Groot Idee.
Dus hoe werkt het? Zureks weg naar dit probleem is om na te denken over de rol van de omgeving in de kwantummechanica. Voor andere kwantumfysici is de omgeving nooit meer dan hinderlijk geweest. Beschouw een geïsoleerd kwantumobject en de kwantuminformatie die het bevat kan voor altijd overleven. Maar plaats het in de echte wereld en deze kwantuminformatie lekt in de omgeving en vernietigt het bestudeerde systeem.
Zurek heeft een andere mening. Hij beschouwt de omgeving als een informatiekanaal en de eigenschappen van dit kanaal zijn de sleutel tot het begrijpen van het kwantumdarwinisme.
Alle macroscopische meetmachines krijgen hun informatie via dit kanaal. Op dit moment onderschep je bijvoorbeeld een fractie van de fotonen die door een scherm worden uitgezonden. Maar we kunnen nooit de hele omgeving observeren, alleen een klein deel ervan dat interessante systemen onthult.
Dit is de essentie van het kwantumdarwinisme, zegt Zurek. Alleen kwantumtoestanden die op de juiste manier en met meerdere kopieën door de omgeving kunnen worden overgedragen, kunnen op macroscopische schaal worden waargenomen. Dat sluit verschillende soorten kwantuminformatie uit. Wat overblijft zijn wat Zurek pointer-staten noemt. Dit zijn wat we klassiek observeren.
De klassieke kijk op het universum wordt dus bepaald door de toestanden die de transmissie via het milieu-informatiekanaal overleven. Vandaar het darwinisme: het is alleen mogelijk om de toestanden waar te nemen die fit genoeg zijn om dit overdrachtsproces te overleven.
Maar is dit echte survival of the fittest of gewoon zoiets? Dat is de vraag die de onafhankelijke onderzoeker John Campbell vandaag stelt.
Het is al lang bekend dat Darwins theorie van natuurlijke selectie in veel situaties kan worden toegepast. De substraatvrije versie ervan wordt universeel darwinisme genoemd en is in wezen een algoritme dat uit drie stappen bestaat: replicatie of kopiëren, variaties tussen de kopieën en selectieve overleving van de kopieën, bepaald door welke variaties ze hebben.
Campbells conclusie is dat het kwantumdarwinisme aan deze criteria voldoet.
Dat laat natuurlijk nog veel vragen onbeantwoord. In zijn artikel waarin het kwantumdarwinisme wordt geïntroduceerd, vraagt Zurek: Zit het kwantumdarwinisme (een proces van vermenigvuldiging van informatie over bepaalde bevoorrechte toestanden dat een feit lijkt te zijn van het kwantumleven) op de een of andere manier achter de bekende natuurlijke selectie? Ik kan deze vraag niet beantwoorden, maar ik kan het ook niet laten om hem te stellen.
Campbell wil ons doen geloven dat ze nauw met elkaar verbonden zijn, hoewel deze conclusie geenszins een slam dunk is.
Er is hier genoeg inspirerend werk te doen door filosofen met een beetje tijd over.
Referentie: arxiv.org/abs/1001.0745 : Kwantumdarwinisme als een darwinistisch proces