Interested Article - Супердетерминизм

Супердетермини́зм — гипотеза квантовой механики о заранее предопределённой универсальной взаимосвязи свойств измеряемых систем с условиями проводимых над ними измерительных экспериментов . Позволяет объяснить нелокальность квантовой механики , совместить теорию скрытых параметров с нарушением неравенств Белла и построить _en , которая воспроизводит предсказания квантовой механики .

Обзор

Одно из условий теоремы Белла заключается в независимости измерений, выполняемых на одном детекторе, от измерений, выполняемых на другом детекторе и от определяющих результат измерения скрытых переменных. Это условие часто называют независимостью измерений или статистической независимостью. Согласно гипотезе супердетерминизма, это соотношение не выполняется; скрытые переменные обязательно коррелируют с настройкой измерения. Из условия предопределённости выбора измерений и скрытой переменной следует, что зависимость результатов измерения на одном детекторе от измерений на другом детекторе может выполняться без выполнения условия о распространении информации быстрее скорости света. Предположение о статистической независимости иногда называют свободным выбором или предположением свободы воли , поскольку его отрицание подразумевает, что экспериментаторы-люди не свободны в выборе того, какое измерение проводить.

Можно проверить экспериментально версии супердетерминизма, которые утверждают, что взаимосвязи между скрытыми переменными и выбором метода измерения были установлены в недавнем прошлом .

В целом, однако, гипотеза супердетерминизма принципиально непроверяема, поскольку можно постулировать, что взаимосвязи существуют со времён Большого взрыва .

Описание гипотезы супердетерминизма на примере эксперимента, в котором фотоны из далёких галактик Sb и Sc используются для управления ориентацией поляризационных детекторов $\alpha$ и $\beta$ непосредственно перед прибытием квантово-запутанных фотонов Алисы и Боба

В 1980-х годах Джон Стюарт Белл дал интервью Би-би-си по гипотезе супердетерминизма :

Один из способов избежать вывода о сверхсветовых скоростях и жутком действии на расстоянии предполагает гипотеза абсолютного детерминизма во Вселенной, полном отсутствии свободы воли . Если весь мир супердетерминирован, и не только неживая природа работает по закулисному часовому механизму, но и наше поведение, включая нашу веру в то, что мы свободны в выборе проведения одного эксперимента, а не другого, абсолютно предопределено, включая «решение» экспериментатора провести один набор измерений, а не другой, и трудность исчезнет. Нет необходимости в сигнале быстрее света, чтобы сообщить частице А, какое измерение было проведено с частицей В, потому что Вселенная, включая частицу А, уже «знает», каким будет это измерение и его результат.

Тем не менее, по его мнению, гипотеза супердетерминизма неправдоподобна. При использовании детерминированных генераторов случайных чисел для выбора выполняемых измерений на выбор машины влияет большое количество очень незначительных эффектов, и можно предположить, что выбор «фактически свободен для конкретной цели». Маловероятно, что на скрытую переменную будут оказывать влияние те же небольшие воздействия, что и на генератор случайных чисел .

Лауреат Нобелевской премии Герард Хофт и Джон Белл обсуждали гипотезу супердетерминизма в начале 1980-х годов . Герард Хофт считает, что гипотеза супердетерминизма верна и объясняется каким-то новым, ещё не известным людям, законом природы .

По мнению физика Антона Цайлингера , если супердетерминизм верен, некоторые из его следствий противоречат одному из основных принципов науки: условию фальсифицируемости :

Мы всегда неявно предполагаем свободу экспериментатора… Это фундаментальное допущение имеет важное значение для занятий наукой. Если бы это было не так, то, я полагаю, вообще не имело бы смысла задавать вопросы природе в эксперименте, поскольку тогда природа могла бы определить, каковы наши вопросы, и это могло бы направлять наши вопросы таким образом, чтобы мы пришли к ложной картине природы.

Физики Сабина Хоссенфельдер и Тим Палмер утверждают, что супердетерминизм «является многообещающим подходом не только для решения проблемы измерения , но и для понимания очевидной нелокальности квантовой физики» .

Говард М. Уайзман и Эрик Кавальканти утверждают, что любая гипотетическая супердетерминистская теория «была бы примерно такой же правдоподобной и привлекательной, как вера в повсеместный инопланетный контроль над разумом»

Пример

Первая супердетерминированная модель скрытых переменных была выдвинута Карлом Х. Брансом в 1988 году . Другие модели были предложены в 2010 году Майклом Холлом и в 2022 году Донади и Хоссенфельдер . Герард Хофт считает свою модель квантовой механики, основанную на клеточных автоматах , супердетерминированной .

Некоторые авторы рассматривают ретропричинность в квантовой механике как пример супердетерминизма, в то время как другие авторы рассматривают эти два случая как разные .

См. также

Примечания

↑ Массер Дж. Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для чёрных дыр, Большого взрыва и всего (рус.) . — М. : Альпина-нон-фикшн , 2018. — С. 146—148. — ISBN 978-5-916718-10-2 .
Larsson J.-A. Loopholes in Bell inequality tests of local realism (англ.) // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. — 2014. — Vol. 47 , iss. 42 . — P. 16 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
↑ Brans C. H. (англ.) // International Journal of Theoretical Physics. — 1988. — Vol. 27 , iss. 2 . — P. 219–226 . — doi : .
↑ Hall M. J. W. (англ.) // Physical Review Letters. — 2010. — Vol. 105 , iss. 25 . — P. 250404 . — doi : . — .
↑ Donadi S., Hossenfelder S. (англ.) // Physical Review A. — 2022. — Vol. 106 , iss. 2 . — P. 022212 . — doi : . — arXiv : .
Scheidl T. et al. Violation of local realism with freedom of choice (англ.) // Proc. Natl. Acad. Sci.. — 2010. — Vol. 107 , iss. 46 . — P. 19708–19713 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . — . — PMC .
Wolchover, Natalie. . The Atlantic (англ.) . из оригинала 17 июня 2022 . Дата обращения: 20 февраля 2017 .
Радиоинтервью Би-би-си с Полом Дэвисом, 1985 год
Цитата является адаптацией отредактированной стенограммы радиоинтервью с Джоном Беллом 1985 года. См. от 15 апреля 2023 на Wayback Machine , авторы: Пол К. У. Дэвис и Джулиан Р. Браун, 1986/1993, от 15 апреля 2023 на Wayback Machine
Bell J. S. (англ.) // Epistemological Letters. — 1977. — Iss. 15 . — P. 79—84 . , Reprinted as Chapter 12 of Bell J. S. (англ.) . — 3rd Ed. — Cambridge University Press, 2004. — P. 100—104. — 248 p. — ISBN 9780521523387 . 16 апреля 2023 года.
Musser, George [ of-physics-underlie-quantum-mechanics-an-interview-with-nobelist-gerard-t-hooft/ Does Some Deeper Level of Physics Underlie Quantum Mechanics? An Interview with Nobelist Gerard 't Hooft] (неопр.) (7 октября 2013).
Zeilinger A. Dance of the Photons (англ.) . — New York: Farrar, Straus and Giroux, 2010. — P. 266.
Hossenfelder S., Palmer T. Rethinking Superdeterminism (англ.) // Frontiers in Physics. — 2020. — Vol. 8 . — P. 139 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
Wiseman H. M., Cavalcanti E. G. (англ.) // Speakables II]. — 2016. — P. 119–142 . — doi : . — arXiv : . 16 апреля 2023 года.
't Hooft G. (англ.) . — Springer, 2016. — Vol. 185. — XVIII + 298 p. — (Fundamental Theories of Physics). — ISBN 978-3-319-41284-9 . — doi : . 16 апреля 2023 года.
Wharton K. B., Argaman N. (англ.) // Reviews of Modern Physics. — 2020. — Vol. 92 , iss. 2 . — P. 021002 . — doi : .

Внешние ссылки

Hall, Michael J. W. (2010). "Local Deterministic Model of Singlet State Correlations Based on Relaxing Measurement Independence". Physical Review Letters . 105 (25): 250404. arXiv : . Bibcode : . doi : . PMID . S2CID . He [Michael J. W. Hall] shows that locality and reality can be retained with a 14% reduction of the experimenters' "free will".