The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics (Fundamental Theories of Physics Book 185) by Gerard ‘t Hooft | (PDF) Free Download

Description

This book presents the deterministic view of quantum mechanics developed by Nobel Laureate Gerard ‘t Hooft.Dissatisfied with the uncomfortable gaps in the way conventional quantum mechanics meshes with the classical world, ‘t Hooft has revived the old hidden variable ideas, but now in a much more systematic way than usual. In this, quantum mechanics is viewed as a tool rather than a theory.The author gives examples of models that are classical in essence, but can be analysed by the use of quantum techniques, and argues that even the Standard Model, together with gravitational interactions, might be viewed as a quantum mechanical approach to analysing a system that could be classical at its core. He shows how this approach, even though it is based on hidden variables, can be plausibly reconciled with Bell’s theorem, and how the usual objections voiced against the idea of ‘superdeterminism’ can be overcome, at least in principle.This framework elegantly explains – and automatically cures – the problems of the wave function collapse and the measurement problem. Even the existence of an “arrow of time” can perhaps be explained in a more elegant way than usual. As well as reviewing the author’s earlier work in the field, the book also contains many new observations and calculations. It provides stimulating reading for all physicists working on the foundations of quantum theory.

User’s Reviews

Reviews from Amazon users which were colected at the time this book was published on the website:

⭐My top three books are “The origin of the species” by Charles Darwin, “Godel Escher Bach” by Hofstadter and now “The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics”. In order to read this book you need to 1) be familiar with traditional Quantum Mechanics; 2) know how to do algebra with kets and bras; 3) understand Hilbert spaces, eigenvalues, and eigenvectors; 4) understand cellular automata and the fact that, for example, one can build a Turing Machine inside the game of life. 5) know about some of Wolfram work in categorizing rules for Cellular Automata. Armed with these basic concepts you should be able to understand the first 50 pages of the book. The book demonstrates that it is perfectly possible for our description of the Universe to follow the rules of quantum mechanics even if the universe it perfectly deterministic and there is no randomness in it. In fact it makes the case it not only possible, but almost inevitable. The book does not claim that QM is wrong, but provides a non-traditional yet compelling way to interpret its kets and bras. In this interpretation there is no half-dead-half-alive-cat paradox. All you have to do is give up (or conveniently redefine) “free will”. Darwin showed us how simple rules can give us complex beings. Hofstadter showed us how sufficiently complex deterministic systems can have consciousness. Now ‘t Hooft showed us that all of this can happen in a world regulated by relatively simple rules, and that those conscious beings living in the that world would use quantum mechanics to describe their universe, due to their limited knowledge. It is very well possible we are a localized and self referential pattern in a very large automaton and this is all pretty spectacular to me.

⭐Book is not interesting. Topic is.

⭐I didn’t purchase this book from Amazon but have read through most of the free and legal PDF version of the book (you can easily find it in a web search). I’m not a physicist, in the computer science field, so I have the requisite mathematical background for much of what is presented but there are definitely many physics topics that are incomprehensible to me in this book (mostly in the latter half).In any case, the topic is super interesting. There are perhaps dozens of interpretations of quantum mechanics, and most of them offer no new predictions and rely on a fundamental randomness of reality, whereas the Cellular Automaton (CA) interpretation is fully deterministic, realist, and local; i.e. classical. This indeed, as far as I know, the only interpretation of quantum mechanics that is actually a classical theory that reproduces quantum mechnical predictions. As such, it does make a few non-trivial predictions, and according to the author, may offer the way to quantum gravity.While the book starts off fairly easy, this book is definitely written for those who already understand the basic mathematics of quantum mechanics. If you’re really interested in this topic, I’d first master the material in Leonard Susskind’s “Quantum Mechanics – The Theoretical Minimum” and then come back to this.t’Hooft also has many interesting asides and monologues about interesting problems with quantum mechanics, his theory, and any topics in physics, which I found compelling. Overall, I’d highly recommend the book to those with a strong background in linear algebra, interested in a unique interpreation of quantum mechanics, and/or find the supposed random nature of reality proposed by vanilla quantum theory as logically troubling.

⭐This book and its approach to QM would have delighted the late David Bohm, of Bohmian Mechanics and Pilot Wave Theory. Bohm was looking for a real ‘hidden variables’ approach to QM, whereas Hooft settles for a practical, usable ‘technique’ to QM. As a physicist and fan of Bohm – I once spent a day with him in England talking physics, in the mid 1970s – I enjoyed Hooft’s approach, but must warn the general reader that this is really a physics textbook, not a popular presentation. That said, three cheers for cellular automata and Conway’s Game of Life.

⭐This is the best book on physics, I have read in ages. Many questions have been answered in this book.Prof.dr. G. ‘t Hooft invites us to go in the right direction, towards a super-deterministic theory of quantum universal ontological states, which are, as he argues, the classical (macro) states as well.

⭐Excellent advanced physics book with interesting interpretations. Seller Momox highly recommended

⭐I’m afraid I didn’t get very far with this book. In the introduction, D’Hooft admits that his theory does not address the non-locality issues illustrated by the Einstein Podolsky Rosen experiment. He says that he hopes that his theory can be modified to work with non-locality and EPR.To me, this is starting in the wrong place. There are a few key experiments that any theory of quantum mechanics must address: two slits, Schrödinger’s cat, EPR. There are existing theories that do address the results of these experiment, so I don’t really get the value to starting with a new theory that doesn’t — especially as non-locality really is key to quantum mechanics. (Note that it is only apparent non-locality if you try to shoehorn QM into a single classical world. If you allow the whole universe to be quantum mechanical as in the Many-Worlds theory, there is no non-locality.)

⭐This book must be present at your bookshelf if your are a ( theoretical) physicist and interested in the controversial issues concerning quantum mechanics. As any book or article of prof ‘t Hooft ( my former teacher at Utrecht University), this books is more than worth it reading. It deals with new insights on big problems in quantum mechanics. His new insights could serve as a solution for the long-standing problem of the unification of gravity with quantum mechanics.

⭐Ich hatte auf Youtube Vorträge von t’Hooft zu dem Thema gehört, die sehr interessant klangen, jedoch konnte ich das Englisch mit holländischem Akzent kaum verstehen. Daher dachte ich, ein Buch wäre verständlicher. Das ist es leider nicht. Weite Teile lesen sich wie von einem Schreibroboter aneinandergereihte Sätze ohne Zusammenhang. Der (schließlich doch extrahierbare) Inhalt ist trotzdem absolut fundamental und weltbewegend, auch wenn noch kein fertiges Modell vorliegt, daher bereue ich den Kauf nicht. Ohne Vorkenntnisse in Quantenphysik und der entsprechenden Mathematik ist das Buch nicht zu lesen. Auch wenn versucht wird, im ersten allgemeinen Teil mit etwas weniger Formeln auszukommen als im zweiten Berechnungsteil, so basiert die ganze Darstellung doch auf Mathematik. Lediglich in einzelnen Abschnitten wird allgemeinverständlich erklärt, um was es geht und was das besondere an dem Ansatz ist. Das Buch muss Teil eines Studiums der theoretischen Physik des Mikro- und Makrokosmos sein, was mein privates Hobby seit Jahren ist, es kann nicht einfach so durchgelesen werden. Mich überfordert es eindeutig, trotz Ingenieur-Studium. Es muss wie ein Skript an der Universität durchgearbeitet werden, “mit dem Bleistift” gelesen werden, und durch andere Quellen ergänzt werden. Die entscheidenden Erkenntnisse für das Verständnis sind dadurch leider etwas verschleiert. Diese sind für mich: Das Universum kann mitsamt den scheinbar nicht klassischen Quantenphänomenen, welche auf der Ebene von sogenannten “Elementarteilchen” auftreten, durch einen klassischen universellen Computer (zellulären Automaten) auf der Ebene von Bits oder Integers auf der Planck-Skala abgebildet werden. Leider wird die Ausführung eines solchen Automats nicht genauer beschrieben. Insofern geht der Autor nicht über die bereits vielen ähnlichen Vorschläge seiner Vorgänger wie z.B. Konrad Zuse (“Rechnender Raum”) hinaus. Lediglich in der mathematischen Beschreibung und konkreten Abbildung von einfachsten Quantenphänomenen durch eine klassische Theorie übernimmt der Autor eine absolute Führungsrolle. Die Grundhypothese ist, dass die Quantenmechanik unvollständig ist, wie Einstein bereits geahnt hatte. Die statistische Beschreibungsweise der Quantenmechanik ergibt sich nur, da es eine effektive Theorie ist, also ohne die zugrundeliegenden Bits auf der Planck-Ebene zu betrachten. Dies vermeidet einen Konflikt mit dem Bell-Theorem. Ähnlich wie die statistische Beschreibung von Gasen in einem Behälter mit der idealen Gasgleichung nur durch Wahrscheinlichkeiten erfolgt, in Zukunft einen gleichmäßigen bestimmten Druck, Temp. etc. zu besitzen, oder (sehr unwahrscheinlich) eine inhomogene Temp. Verteilung, wo zum Bsp. eine Hälfte des Behälters warm ist und die andere kalt. D.h. wenn jemand die gesamte Information über alle einzelnen Grundbestandteile des Universums auf der Planck-Ebene hätte, wo auch immer diese Grundbestandteile sich befinden, höchstwahrscheinlich nicht im “normalen” Raum, könnte exakt voraussagen, was in einem lokalen Experiment geschieht, ohne Existenz von Zufall. Diese Berechnung wäre jedoch so komplex, dass kein Subsystem des Universums diese ausführen könnte, nur das Universum selbst, es gibt keinen schnelleren Computer als die Natur. Trotzdem gibt es konkrete Ansätze, wie ein zellulärer Automat verwirklicht werden könnte, der evtl. leistungsfähiger wäre als die heutigen Methoden der Quantenmechanik (von mir ergänzt): # Diskretisierte 4-dim. Raumzeit oder höherdimen. Netze mit lokal variabler Netzdichte und lokal variablem Zeittakt (entsprechend einem neuronalen Netz wie dem menschl. Gehirn mit vernetzten pulsenden Neuronen), # niederdimensionale Modelle auf 2D-Oberflächen (z.B. Oberfläche eines schwarzen Lochs als Träger von Bits auf der Planck-Länge, holograf. Prinzip), auf 1D-Linien (Strings) oder auf einzelnen Punkten (!), # das Spinschaum-Modell der Quantengravitation, # Drehungen und Kristallisationsvorgänge in einem E8-Lattice (aperiod. fraktaler Quasikristall, welcher alle Elemtarteilchen mit korrekten Ladungen wiedergibt) # das mehrdimensionale Zahnradmodell des Autors, wo Drehungen in Drehungen in Drehungen eingreifen (für mich leider das am wenigsten verständliche Modell, da sehr mathematisch). Leider wird wenig auf aktuelle andere Autoren eingegangen, die sich mit universellen Erklärungen befassen, wie z.B. Lee Smolin, Max Tegmark, Dieter Zeh, Sean Carroll, Leonard Susskind, Garrett Lisi… Der Leser bleibt somit leider alleingelassen zwischen sich voll Eifer widersprechenden Büchern. Fest steht, dass noch keiner ein vollständiges konsistentes Modell des Universums hat, wie t’Hooft auch betont. Ich persönlich empfehle dazu auch das Buch “Philosophie der Quantenphysik”, Springer-Spektrum Verlag, 2015, wo mehrere Autoren zu Wort kommen.Nice book

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