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Die Grundlage der Realität: Information oder Quantenmechanik?
Wir alle sind auf die überwältigende Verrücktheit der Quantenmechanik gestoßen; dass es seine Vorhersagen in probabilistischer und nicht in deterministischer Form macht, dass es das Kopieren unbekannter Zustände nicht zulässt und dass ein Quantenobjekt unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen sofort ein anderes beeinflussen kann, jedoch nicht in einer Weise, die Überlichtgeschwindigkeit erlaubt Kommunikation.
Das ist eine verdammte Theorie, und in den letzten Jahren haben Physiker eine ganze Klasse von Theorien entdeckt, die dasselbe tun. Die Frage ist, welchen wählen wir?
Einige können ausgeschlossen werden, weil sie verschiedene Rechenaufgaben auf unplausible Weise vereinfachen. Aber der Rest schien mehr oder weniger gleichwertig zu sein. Bis jetzt.
Marcin Pawlowski von der Universität Danzig in Polen und einige Freunde sagen, dass die Hinzufügung einer einzigen zusätzlichen Überlegung die nicht-physikalischen Theorien schnell und einfach von den physikalischen trennt.
Die Idee basiert auf Informationen und kann einfach formuliert werden. Die Regel lautet: Das Senden von m klassischen Bits bewirkt einen Informationsgewinn von höchstens m Bits.
Es klingt verwirrend einfach und ist es vielleicht auch. Pawlowski und Co. sagen, dass ohne dieses Prinzip nicht-physikalische Theorien es erlauben, zusätzliche Informationen zu senden. Sie weisen darauf hin, dass die Regel nur für klassische Bits gilt. In der realen Quantenwelt können zusätzliche Informationen mit den Ideen der superdichten Codierung gesendet werden.
Das Team sagt, weil die Idee zwischen physikalischen und nicht-physikalischen Versionen der Quantenmechanik unterscheidet, muss sie eine grundlegende Eigenschaft des Universums sein.
Womöglich. Das Problem bei diesem Argument ist, dass die neue Regel bisher keinen Einblick in die Natur der Quantenmechanik (oder Informationen) gibt und keine Vorhersagekraft zu haben scheint. Das wird niemandem viel nützen.
Die Wahrheit ist, dass dieses Team nicht das erste ist, das sich mit der Rolle von Informationen in der Quantenmechanik beschäftigt.
Es gibt keinen Mangel an Theoretikern, die das Problem des Verständnisses der Natur der Information als das herausragende Mysterium unserer Zeit erkennen.
Verschiedene Teams ringen mit dem Problem, eine Quantenversion von Shannons Kommunikationstheorie zu erstellen, die beschreibt, wie eine klassische Nachricht, die an einem Punkt im Raum erstellt wurde, an einem anderen wiederhergestellt werden kann. Das Problem besteht darin, in sehr allgemeinen Begriffen die Regeln zu beschreiben, die bestimmen, wie eine an einem Punkt im Raum erzeugte Quantennachricht an einem anderen wiederhergestellt werden kann.
Andere versuchen, die Gesetze der Quantenmechanik allein in Bezug auf die Quanteninformation neu zu zeichnen.
Roy Frieden von der University of Arizon in Phoenix hat bereits die Gesetze der Physik, einschließlich der Schrödinger-Gleichung, mithilfe der mächtigen Idee der Fisher-Information abgeleitet (obwohl die Methode nicht die Art von Vorhersagen produziert hat, die erforderlich sind, um sie zum Mainstream zu machen).
All diese Arbeiten entspringen der wachsenden Erkenntnis, dass nicht die Gesetze der Physik bestimmen, wie sich Informationen in unserem Universum verhalten, sondern umgekehrt. Die Implikation ist außergewöhnlich: Informationen sind irgendwie das geisterhafte Fundament unseres Universums und daraus leitet sich alles andere ab. Das ist wirklich umwerfend.
Ref: arxiv.org/abs/0905.2292 : Ein neues physikalisches Prinzip: Informationskausalität