Что касается дебатов между квантовой механикой и детерминизмом, я столкнулся с проблемой, на которую не могу найти ответа. У меня сложилось впечатление, что для решения неравенства Белла вам придется пожертвовать принципом локальности или детерминизмом. Именно здесь большинство людей, похоже, жертвуют детерминизмом и приходят к выводу, что мир не является детерминированным.
Однако принцип локальности, кажется, утверждает, что «на объект непосредственно влияет только его непосредственное окружение», и что «для того, чтобы действие в одной точке оказало влияние на другую точку, что-то в пространстве между точками, например, поле должно опосредовать действие. Чтобы оказать влияние, что-то, например волна или частица, должно пройти через пространство между двумя точками, чтобы нести влияние».
Итак, мой вопрос: не опровергается ли это доказанной теорией запутанности? Поскольку запутанные частицы могут изменять друг друга независимо от расстояния или положения, не означает ли это, что принцип локальности неверен? Если да, значит ли это, что детерминизм — единственный оставшийся вариант для неравенства Белла и, следовательно, верен?
Я понимаю, что в этом есть гораздо больше факторов и споров, но у меня нет образования в области физики, и поэтому я спрашиваю, может ли кто-нибудь из вас уточнить этот вопрос.
В соответствующем смысле ответ «нет», видимость «да» создается путем проецирования классических интуитивных представлений о локальности на квантовые объекты. Это сбивает с толку, потому что определение локальности, принятое в классической физике, становится неверным, когда его переносят в квантовую физику. «Квантовая нелокальность» запутанности - это неправильное название, а не демонстрация нелокальности, запутанность демонстрирует неклассичность, что язык «объектов» и «точек» неуместен в квантовой теории из-за неопределенности. Запутанная квантовая пара — это не два отдельных объекта, которые мгновенно «координируются» на больших расстояниях, это единый распределенный «квантовый объект», описываемый совместной волновой функцией. Он может «расщепляться» надвое при проведении наблюдений,
Если мы представим это как что-то вроде двух взаимодействующих классических объектов, тогда существуют ограничения на то, насколько их поведение может коррелировать, называемые неравенствами Белла . «Квантовая нелокальность» относится к тому факту, что они нарушаются для запутанных пар. Однако это отражает то, что квантовые объекты могут сливаться (запутываться) и разделяться (декогерентизироваться) так, как не могут классические объекты, а не нелокальность, несмотря на распространенную формулировку в популярных источниках. Даже в квантовой механике, которая является нерелятивистской, нарушения запутанности неравенств Белла по-прежнему не позволяют энергии, массе или информации перемещаться мгновенно, несмотря на появление, вызванное классическими ожиданиями. Это теорема Бома об отсутствии сигналов .
С другой стороны, квантовая теория поля (Стандартная модель), которая является ведущей теорией в современной физике, является релятивистской, что означает, что она явно требует, чтобы все взаимодействия распространялись не быстрее, чем скорость света, или в четырехмерной картине влияние любое событие ограничено своим будущим световым конусом. В той же статье Wikipidea, на которую вы ссылаетесь, говорится в подразделе об относительности : « Локальность — это одна из аксиом релятивистской квантовой теории поля, необходимая для причинности. Формализация локальности в этом случае следующая: если у нас есть две наблюдаемые, каждая из которых локализована в пределах две различные области пространства-времени, которые находятся на пространственно-подобном расстоянии друг от друга, наблюдаемые должны коммутировать". Перевод: никакое взаимодействие не возможно между областями пространства-времени, которые не могут быть связаны траекторией фотона ("пространственно-подобные разделенные"). Таким образом, запутанность не только не противоречит соответствующему понятию локальности, но локальность является одной из аксиом теория, описывающая его.
О связи неравенств Белла с локальным реализмом и детерминизмом см. Подразумевает ли локальный реализм Эйнштейна в квантовой механике супердетерминизм? Независимо от того, называем ли мы нарушения неравенств Белла нелокальными или нет, они допускают некоторые замечательные явления, такие как отправка плотных сообщений по каналу, который, по-видимому, не способен их передавать («сверхплотное кодирование»), или создание «удаленных копий» квантовых систем, в то время как уничтожение оригиналов («квантовая телепортация»). Поучительным философским обсуждением вопросов, связанных с запутанностью, таких как реализм, локальность, причинность, относительность и т. д., в различных интерпретациях квантовой механики является книга Тимпсона и Брауна «Запутанность и относительность» .
Запутанность не опровергает принцип локальности. Набросок эксперимента, который, как обычно говорят, опровергает локальность, выглядит следующим образом. Предположим, что у вас есть два электрона с запутанным спином. Для каждого электрона вы можете измерить спин вдоль направления X, Y или Z. Если вы измерите X на обоих электронах, вы получите противоположные значения, как и при измерении Y или Z на обоих электронах. Если вы измерите X на одном электроне и Y или Z на другом, то вероятность совпадения составит 50%. И если вы измерите Y на одном и Z на другом, вероятность совпадения составит 50%. Важнейший вопрос заключается в том, что обнаружение корреляции при сравнении зависит от того, измеряете ли вы одинаковую величину для каждого электрона.
Теорема Белла просто объясняет, что степень этой корреляции больше, чем допускала бы локальная теория, если бы измеряемые величины были представлены стохастическими переменными (т. е. числами, вытащенными из шляпы).
Этот факт часто неверно истолковывается как намек на нелокальность квантовой механики. Но в квантовой механике системы характеризуются не стохастическими переменными, а скорее эрмитовыми операторами. Существует вполне локальное объяснение возникновения корреляций в терминах свойств систем, представляемых такими операторами. Для объяснения того, как возникают корреляции, см.
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007
а также
Опровергает ли запутанность принцип локальности?
Краткий ответ: Да. См. Квантовая нелокальность .
Если да, значит ли это, что детерминизм — единственный оставшийся вариант для неравенства Белла и, следовательно,... верен?
Нет. Даже если запутанность доказана, мы все еще можем иметь нелокальность и недетерминизм одновременно. См. эту статью «Экспериментальная проверка нелокального реализма» . Из аннотации статьи:
«Здесь мы показываем как теорией, так и экспериментом, что широкий и довольно разумный класс таких нелокальных реалистических теорий несовместим с экспериментально наблюдаемыми квантовыми корреляциями. В эксперименте мы измеряем ранее непроверенные корреляции между двумя запутанными фотонами и показываем, что эти корреляции нарушают неравенство, предложенное Леггетом для нелокальных реалистических теорий. Наш результат предполагает, что отказа от концепции локальности недостаточно, чтобы быть совместимым с квантовыми экспериментами, если только не отказаться от некоторых интуитивных черт реализма».
Связь между реализмом и детерминизмом можно прояснить с помощью определения из Википедии:
«Локальный реализм — это сочетание принципа локальности с «реалистичным» предположением, что все объекты должны объективно иметь ранее существовавшую ценность для любого возможного измерения до того, как измерение будет произведено».
Суть запутанных пар в парадоксе ЭПР состоит в том, чтобы продемонстрировать, что стандартная КМ не может быть полной, поскольку она допускает распространение мгновенных воздействий, которые были исключены из гравитации и ЭМ путем введения концепции поля.
Однако существует активная исследовательская программа по другой интерпретации КМ - бомовской механики, которая позволяет локальному, но сверхсветовому влиянию распространяться через пилотную волну; на самом деле идея восходит к де Бройлю.
Следовательно, запутанность не опровергает нелокальность.
Короткий ответ: «Да, если вы не станете по-настоящему одержимы этим». Формально было доказано, что в модели квантовой динамики может быть определенность или может быть локальность, но не может быть и того, и другого. (Хотя вы могли бы не иметь ни того, ни другого, отвечая на ваш дополнительный вопрос.)
Если вы различными способами отказываетесь от детерминированности теории, вы можете вообразить всевозможные «запланированные случайности», такие как представление о том, что эксперименты, демонстрирующие запутанность, дают утечку информации и предопределяют окружающую среду, чтобы скоординированное поведение казалось реальным... Например, в середине этого: http://www.nytimes.com/2014/11/16/opinion/sunday/is-quantum-entanglement-real.html?_r=0
Поскольку такое формирование информации через распределенную неопределенность остается возможным, люди могут цепляться за локальность до тех пор, пока кто-то действительно не справится с чем-то вроде того, что пытаются сделать эти авторы, или пока мы не сочтем это невозможным.
Если вместо этого вы откажетесь от локальности, запутанность не представляет проблемы, а теория относительности. Потому что понятие системы отсчета является локальным. Эксперименты по квантовому туннелированию, которые нарушают ограничения скорости света, объясняются идеей о том, что вероятностная частичная информация может «вести» реальную информацию быстрее, чем свет, толкая вакуум под ней посредством «эффекта Казимира». http://www.liquisearch.com/faster-than-light/justifications/faster_light_casimir_vacuum_and_quantum_tunnelling . Если это так, то это только «полная информация», которую можно получить только на заданной скорости.
Если и то, и другое имеет смысл, то информация, переносимая запутанностью при ее разрыве, будет ограничена по мере того, как частицы удаляются друг от друга — запутанности должны будут спонтанно разрушаться с течением времени или расстояния, чтобы вероятности выровнялись. Это не сулит ничего плохого для нашей способности находить запутанные частицы Большого взрыва, что, по-видимому, является единственной существующей перспективой разоблачения чрезмерной сосредоточенности на местности.
Александр С Кинг
Конифолд
Конифолд
Александр С Кинг
Конифолд
ни
Конифолд
АяксЛеунг