Может ли кто-нибудь прояснить, действительно ли недавний эксперимент, закрывающий все оставшиеся лазейки в теореме Белла, навсегда закрыл дверь локальному реализму?

Я видел эту недавнюю статью на Phys.org, которая претендует на то, чтобы закрыть все оставшиеся лазейки, которые оставили открытыми предыдущие эксперименты по нарушениям неравенства Белла. Мой вопрос: действительно ли это закрывает дверь для любой возможности локального реализма? Я знаю, что в этих статьях обычно добавляют некоторое преувеличение для хорошего эффекта, но я хотел понять, действительно ли все изменилось с точки зрения различных интерпретаций квантовой механики.

И локальность, и реализм кажутся очень интуитивными (особенно последний, от которого многим физикам/философам/обычным людям очень трудно отказаться), и сам Белл сказал об этом лучше всего:

«Для меня настолько разумно предположить, что фотоны в тех экспериментах несут с собой программы, которые были заранее соотнесены, сообщая им, как себя вести. Это настолько рационально, что я думаю, что когда Эйнштейн увидел это, а другие отказывался видеть это, он был разумным человеком. Другие люди, хотя история и оправдывает их, прятали голову в песок... Так что мне жаль, что идея Эйнштейна не работает. вещь просто не работает».

Я знаю, что он был решительным сторонником интерпретации Бома и твердо считал, что КМ по своей сути в конечном итоге будет сформулирована независимым от наблюдателя способом, который обеспечит соответствие элементов теории реальным вещам во внешнем мире. Я во многом придерживаюсь тех же убеждений, но мне хотелось получить некоторую информацию от людей, которые знают об этом предмете гораздо больше, чем я. Какие есть варианты? Означает ли этот эксперимент что-нибудь по отношению к механике Бома/ММИ/другим «реалистическим» интерпретациям КМ? А что насчет недавних предположений об ЭПР = ЭПР? Действительно ли эта идея предполагает, что общение может быть облегчено через субатомные червоточины, что позволит избежать беспокойства по поводу нелокальности?

Любой вклад приветствуется!

Это довольно широкий вопрос. Можно попробовать спросить что-нибудь поточнее? Это в настоящее время предлагает приверженцам всех интерпретаций высказать свое личное мнение о результатах, что было бы дискуссией, а не вопросом с точным ответом.
Вы всегда можете придумать лазейку, например, постулируя, что существуют волшебные космические единороги, которые вмешиваются в наши эксперименты, но исчезают всякий раз, когда мы смотрим на них. Кроме того, я никогда не видел последовательного определения реализма, поэтому я не уверен, почему кому-то трудно отказаться от него.
@ChrisWhite Хотя это правда, у большинства (всех?) экспериментов Белла до сих пор была проблема, заключавшаяся в том, что у них были лазейки, которые хорошо сдерживались стандартной физикой (выбор измерения, не разделенного пространственно, поствыборочные результаты, ...). Однако, вероятно, нет четкой границы для магических космических единорогов (например: действительно ли случайен наш случайный выбор измерения?)
@ChrisWhite, что касается определения реализма, вероятно, тот факт, что существует независимая от разума реальность, которая не имеет абсолютно никакого отношения к тому, существуют ли мыслящие люди. Я бы сказал, что это чертовски последовательно. На самом деле, что-то вроде «существует независимая от разума реальность» — это то, что я видел снова и снова, как предположение, которое нужно было бы иметь, прежде чем заниматься научными наблюдениями/экспериментами и пытаться понять мир.
Актуальный препринт: arxiv.org/abs/1508.05949 . (Любимая мозоль: научно-популярная статья, на которую вы ссылаетесь, посвящена статье, но это статья, в которой делаются интересные заявления, и это статья, которую должен прочитать любой, кто надеется ответить на вопрос. Ссылка на статью почти бесполезен, если только он не ссылается на статью или препринт.)
@igael Не знаю, почему вы направили этот комментарий мне. Тем не менее, авторы утверждают, что закрыли лазейку обнаружения, а также лазейку локальности в этом эксперименте. Если вы считаете, что с этим есть проблема, вы можете написать ответ здесь или просто написать в Nature .
arxiv.org/abs/1510.06712 сегодня вечером на Arxiv появился этот препринт Прайса и Уортона, в котором обсуждается этот вопрос и подчеркивается Ретропричинность, а также Супердетерминизм как две оставшиеся лазейки. Они рассматривают ретрокаузальность как форму локального реализма.
Я не уверен, что «реалистическая» часть «локального реализма» имеет какое-либо действительно строгое определение — MWI считается интерпретацией КМ, которая учитывает локальность и обходит доказательство Белла благодаря лазейке, которую предположил Белл. каждое измерение имеет уникальный результат, но я не уверен, что MWI не может быть поэтому «реалистической» интерпретацией, или это способ сохранить местный реализм.
Пит, я думаю, ты обнаружишь, что по обе стороны дебатов о реализме есть немало людей, которые не верят, что разум каким-то образом участвует в квантовом отборе, и что характеристика людей, которые придерживаются локального, но не реального Интерпретация QM как покупки этого материала несправедлива и может свести людей с ума.
Э-э, вот небольшое обновление от Нобелевского комитета 2022 года: их приз по физике был разделен между тремя мужчинами: Аленом Аспектом, Джоном Ф. Клаузером и Антоном Цайлингером за их работу в области квантовых технологий. Каждый человек получил треть премии за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике».

Ответы (3)

Предположим ради аргумента, что здесь экспериментаторы хорошо поработали, не допустили явных ошибок и будут подтверждены будущими экспериментами такого типа**. Насколько я понимаю, другие тесты Bell, которые закрывают эти лазейки, в настоящее время выполняются или даже завершаются и анализируются, поэтому в маловероятном случае, если это не так, мы должны узнать об этом в ближайшее время.

Что ж, первое, что нужно понять (как вы, вероятно, уже знаете), это то, что мало кто из физиков, если таковые вообще есть, на самом деле удивлен этим результатом. Для этого есть веская причина: даже в экспериментах Белла с лазейками не существует общепринятого механизма, с помощью которого природа могла бы когда-либо использовать эти лазейки. Иными словами, если бы мы не верили ни в какие результаты, согласно которым две измеренные величины в одном и том же световом конусе могли бы предположительно сговориться друг с другом, чтобы обмануть нас, подавляющее большинство физических знаний вылетело бы в окно. Необычность результата Белла заключается в том, что он позволяет нам исключить класс теорий с общностью, которая (насколько я могу судить, по крайней мере) в значительной степени не имеет себе равных в физике.

Как отмечает Крис Уайт, в тесте Белла, как и в любом другом эксперименте, всегда можно найти «лазейки», поскольку он должен основываться на определенных предположениях. Например, процессы, которые приводят к выбору базы измерения, должны быть случайными. Я не знаю подробностей генерации случайных чисел Хэнсоном, но подобные генераторы, например, использовали слабые лазерные импульсы в каждом из пространственно-разделенных мест и подсчитывали четное или нечетное количество фотонов. Поскольку эти устройства ранее находились в световых конусах друг друга в различных точках, можно в принципе беспокоиться о том, что они могут каким-то образом вступать в сговор друг с другом, хотя, конечно, ни у кого нет реальных предположений о том, почему это могло произойти. В подобном эксперименте также есть лазейка: они предполагают, что фотоны, которые они создают, вылетают со скоростью, близкой к скорости света, как это обычно делают фотоны. Если бы они вместо этого каким-то образом «болтались» рядом с тем местом, где они были созданы, прежде чем рвануть к детекторам, у них был бы шанс пообщаться и избежать закрытия лазейки на местности. Возможно, будущие эксперименты попытаются закрыть эти и другие, еще более невероятные лазейки, но, по-видимому, всегда будет какой-то способ подвергнуть сомнению результаты, если вы действительно этого хотите.

Так зачем заботиться об этой бумаге? Ну, может быть, вы и не должны, но, честно говоря, лазейка локальности и эффективности обнаружения, возможно, отличается от лазеек, о которых я упоминал выше, тем, что они относительно согласуются с нашими текущими принципами физики. Итак, действительно ли это оправдано или нет, в умах людей, которые думают о такого рода вещах, они стали рассматриваться как черта на песке между фальшивым результатом, запрещенным «просто» всем нашим пониманием инструментов, которые мы использовать для его измерения, а фальшивый результат запрещен самыми основными принципами, которым, как мы верим, подчиняется физический мир. По этому стандарту этот результат значителен. Но в то же время вы должны помнить, что я сказал ранее: я утверждаю, что с точки зрения статистической значимости плюс минимальное количество предположений, мало, если вообще какие-либо физические принципы были проверены так строго, как нарушение неравенства Белла. Поэтому, если кто-то сомневается в результатах всех этих тестов, следует также спросить, каким экспериментальным результатам (если таковые имеются!) вы действительно доверяете по тому же стандарту.

**Обновление (11.11.15): сегодня в двух новых статьях сообщается о сильных нарушениях неравенства Белла без лазеек с запутанными фотонами.

чтобы закрыть все оставшиеся лазейки, которые оставили открытыми предыдущие эксперименты по нарушению неравенства Белла.

Когда говорят закрыть лазейку, смысл в том, чтобы получить лучшие экспериментальные результаты для проверки неравенства, предсказанного квантовой механикой.

Таким образом, квантовая механика предсказывает неравенство, а некоторые воображаемые теории (которые не согласуются с квантовой механикой) его не предсказывают. Теории магии, которые этого не предсказывают, расходятся с квантовой механикой, и расходятся потому , что у них есть определенные... глупые... особенности.

  1. У них фальшивый детерминизм, в частности, они притворяются детерминированными в отношении некоторых вещей (например, объектов, которые нужно измерить), но явно не детерминированы в отношении других вещей (например, устройств, используемых для измерения вещей). Вы можете увидеть это непосредственно в статье Белла, когда он предполагает, что критикуемая теория не допускает скрытой переменной λ влиять на то, в каком направлении измеряется спин.

  2. Они не контекстуальны. Это означает, что результат может зависеть от скрытой переменной и ориентации измерительного устройства, но не от состояния устройства или даже от того, какой тип устройства вы используете. Несмотря на то, что квантовая механика явно предсказывает разные корреляции между, скажем, вращением и положением, когда вы используете реальные устройства, спроектированные по-разному. Вы видите это в статье Белла, когда предполагается, что результат является функцией только ориентации и скрытой переменной измеряемого объекта.

  3. Они местные. Несмотря на то, что неясно даже, как задавать начальные условия для локальной теории.

Итак, дело в том, что локальная и неконтекстуальная теория с фальшивым детерминизмом будет иметь один (неправильный) результат для неравенства. Следовательно, любой, кто соглашается с квантовой механикой, должен либо иметь реальный детерминизм, либо не иметь детерминизма (и с научной точки зрения невозможно различить эти два варианта, только фальшивый детерминизм имеет научные предсказания), либо должен быть нелокальным (что означает, что вы можете указать начальные условия), или должен быть контекстуальным (что означает, что вы можете правильно предсказать, что происходит в реальных устройствах).

Если вы хотите согласиться с квантовой механикой, вы определенно хотите быть контекстуальным, действительно глядя на реальные экспериментальные установки, когда это необходимо. И вы определенно хотите быть нелокальным, чтобы вы могли указать начальные условия. Детерминизм или отсутствие детерминизма решать вам, любая теория одного типа имеет теорию другого типа, которая делает те же предсказания, так что успокойтесь и не волнуйтесь.

Мой вопрос: действительно ли это закрывает дверь для любой возможности локального реализма?

Нет. Что он делает, так это закрывает дверь локальным и неконтекстуальным теориям с фальшивым детерминизмом.

Я хотел понять, действительно ли все изменилось с точки зрения различных интерпретаций квантовой механики.

Абсолютно ноль людей хотел локальную и внеконтекстуальную теорию с фальшивым детерминизмом. Так что чисто академично.

И локальность, и реализм кажутся очень интуитивными

Как местный реализм может казаться интуитивным? Как бы вы вообще определили начальные условия в локальной теории? И вы можете быть реалистом, скажем, в позиции, а затем, чтобы получить правильные корреляции для контекстуальных измерений, вы должны понимать, что все, что несовместимо с вашими реалистическими частями, создается взаимодействием.

Мы уже объективно знаем, что взаимодействия создают собственные спиновые состояния, которых раньше не было.

В частности, взаимодействуйте в г ^ сначала направление, затем г ^ второе направление, затем Икс ^ направление третье. Повторите и обратите внимание, что второй г ^ взаимодействие всегда согласуется с тем, что непосредственно перед ним. Так ясно, г ^ взаимодействие переводит его в состояние, которое надежно производит конкретный результат для г ^ взаимодействия.

На этот раз взаимодействуйте в г ^ сначала направление, затем Икс ^ второе направление, затем г ^ направление третье. Повторите и обратите внимание, что второй г ^ взаимодействие только согласуется с одним перед ним в 50% случаев (половина спина). Так ясно, Икс ^ взаимодействие изменило его в состояние, которое больше не дает достоверно определенного результата для г ^ взаимодействия.

Таким образом, взаимодействие меняет дело. Никаких сложных измерений не требуется. Реализм не может быть о взаимодействии, которое просто пассивно раскрывает свойство, не меняя вещей. Любое взаимодействие для двух вещей, которые не коммутируют, меняет вещи. Полная остановка.

Я знаю, что он был решительным сторонником интерпретации Бома и твердо считал, что КМ по своей сути в конечном итоге будет сформулирована независимым от наблюдателя способом, который обеспечит соответствие элементов теории реальным вещам во внешнем мире.

Белл часто говорил о том, что люди неправильно его понимают. Ему действительно нравилась теория дББ. И эта теория реалистична в отношении положения, но не в отношении вращения. Никакая теория вращения не является реалистичной, потому что разные компоненты вращения не могут коммутировать друг с другом , поэтому очевидно, что спиновые взаимодействия меняют вещи и не являются пассивными процессами измерения, которые раскрывают свойства, не меняя вещей.

Я очень того же убеждения,

Какое убеждение? Ясно, что если вы осознаете, что спиновые взаимодействия меняют что-то, то вы знаете, что они не измеряют что-то, что уже существовало, и не могут ничего изменить.

Какие есть варианты?

Как всегда. Не используйте локальные теории, которые не зависят от контекста и имеют ложный детерминизм. Но никто этого не делает, так что это было легко.

Означает ли этот эксперимент что-нибудь по отношению к механике Бома/ММИ/другим «реалистическим» интерпретациям КМ?

Неа. Эти теории предназначены для предсказания тех же вещей, что и квантовая механика, поэтому они также были подтверждены недавними экспериментами.

А что насчет недавних предположений об ЭПР = ЭПР? Действительно ли эта идея предполагает, что общение может быть облегчено через субатомные червоточины, что позволит избежать беспокойства по поводу нелокальности?

Это совсем другой вопрос, и его следует задавать отдельно.

Пожалуйста, найдите ниже то, что я написал в другом месте, основываясь на их препринте, а не на статье в Nature (не знаю, есть ли существенная разница): «Я не изучал статью подробно, но хотел бы сделать некоторые комментарии, основанные на том, что пишут авторы в своей статье.Во-первых, в другой ветке отмечалось, что вероятность п =0,019/0,039 не очень впечатляет. Во-вторых, авторы пишут: «Наше наблюдение нарушения неравенства Белла без лазеек, таким образом, исключает все локальные теории, которые допускают ... что выходные данные являются окончательными после записи в электронику». С другой стороны, как я уже писал здесь несколько раз, унитарная эволюция квантовой механики, строго говоря, несовместима с конечными результатами измерения, насколько я понимаю (например, из-за рекуррентности Пуанкаре). Следовательно, экспериментальные результаты авторов могут исключать только локальные реалистические теории, предсказывающие отклонения от унитарной эволюции. Например, локальные реалистические теории моей статьи http://link.springer.com/content/pdf/10.1140/epjc/s10052-013-2371-4.pdf(Eur. Phys. J. C (2013) 73:2371) имеют ту же эволюцию, что и унитарная эволюция некоторых квантовых теорий поля».

Что касается моего комментария к вопросу, то мне (неспециалисту, больше зависящему от словоблудия, чем от математики) любопытен упомянутый вами конфликт между повторением Пуанкаре (математически доказанным Катеодори в 1920 году) и унитарной эволюцией квантовой механики. Как вы можете видеть из моего комментария 2022 года к вопросу ОП, нарушение неравенств Белла, кажется, стало установленным фактором в физике, но частицы, которые предсказуемо и совершенно противоположно делают вещи в одно и то же время, но на неограниченном расстоянии друг от друга, кажется больше связано с рецидивом, чем с чем-либо другим.
@ Эдуард: я не говорил, что существует конфликт между повторением Пуанкаре и унитарной эволюцией. Более того, возвратность Пуанкаре является следствием унитарной эволюции. Однако существует конфликт между рекуррентностью Пуанкаре и конечными результатами измерений и, следовательно, между унитарной эволюцией и конечными результатами измерений.
@ Эдуард: Я согласен, в настоящее время существует консенсус в отношении того, что нарушения неравенств Белла были продемонстрированы экспериментально. Однако я не уверен, что этот консенсус оправдан, так как во всех недавних экспериментах, которые многие считают демонстрацией нарушений неравенств Белла без лазеек ([1] Nature 2015, 526, 682–686; [2] PRL. 2015, 115, 250402; [3] PRL 2015, 115, 250401; [4] PRL 2017, 119, 010402) авторы предполагают, что результаты измерений являются окончательными в какой-то конкретный момент. И, строго говоря, эти предположения несовместимы с унитарной эволюцией. (продолжение)
Например, авторы [1] утверждают: «Наше наблюдение статистически значимого нарушения неравенства Белла без лазеек, таким образом, указывает на отказ от всех теорий локального реализма, которые допускают, что генераторы чисел своевременно производят свободный случайный бит и что выходы являются окончательными после записи в электронике. Строго говоря, ни один эксперимент Белла не может исключить все мыслимые теории локального реализма, потому что принципиально невозможно доказать, когда и где появились свободные случайные входные биты и выходные значения [Rev. Мод. физ. 2014, 86, 419].
Я ценю разъяснения, и я должен предположить, что Нобелевский комитет обосновал свое присуждение 2022 года по физике (трем физикам, «установившим нарушение неравенств Белла») тем, что комитет рассматривал это «установление» только в пределах некоторого степень вероятности, а не абсолютно.
Может ли кто-нибудь прояснить, действительно ли недавний эксперимент, закрывающий все оставшиеся лазейки в теореме Белла, навсегда закрыл дверь локальному реализму?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v