Причинность по Дираку

Дирак пишет на странице № 4 своих «Принципов квантовой механики»:

Обычно предполагается, что, проявив осторожность, мы можем уменьшить помехи, сопровождающие наше наблюдение, до любой желаемой степени. Тогда понятия большого и малого являются чисто относительными и относятся к мягкости наших средств наблюдения, а также к описываемому объекту. Чтобы придать размеру абсолютный смысл, как это требуется для любой теории конечной структуры материи, мы должны предположить, что существует предел тонкости наших способностей наблюдения и малости сопровождающих возмущений — предел, который присущ природе вещей и никогда не может быть превзойден улучшенной техникой или повышенным мастерством со стороны наблюдателя. Если наблюдаемый объект таков, что неизбежным ограничивающим возмущением можно пренебречь, тогда объект велик в абсолютном смысле, и мы можем применить к нему классическую механику. Если, с другой стороны, предельным возмущением нельзя пренебречь, то объект в абсолютном смысле мал, и для его рассмотрения требуется новая теория.

Следствием предыдущего обсуждения является то, что мы должны пересмотреть наши представления о причинности. Причинность применима только к системе, которая остается невозмущенной. Если система мала, мы не можем наблюдать ее, не производя серьезного возмущения, и, следовательно, мы не можем ожидать найти какую-либо причинную связь между результатами наших наблюдений. Причинно-следственная связь все равно предполагаетсядля применения к невозмущенным системам, и уравнения, которые будут составлены для описания невозмущенной системы, будут дифференциальными уравнениями, выражающими причинную связь между условиями в одно время и условиями в более позднее время. Эти уравнения будут находиться в тесном соответствии с уравнениями классической механики, но с результатами наблюдений они будут связаны лишь косвенно. При вычислении результатов наблюдений существует неизбежная неопределенность, поскольку теория позволяет нам вычислять вообще только вероятность того, что мы получим тот или иной результат при проведении наблюдения.

Я хочу убедиться, что я правильно понимаю это:

У нас есть два наблюдения, и эти наблюдения не кажутся причинно связанными (это означает, что в идентично подготовленной системе нам не гарантируется наличие одинаковых наблюдений, и поэтому мы не можем составить детерминированное математическое уравнение для системы).

В таком контексте мы предполагаем , что система развивается детерминированно после наблюдения, и только из-за неопределенности, вносимой следующим наблюдением, наш результат наблюдения больше не может быть предсказан с точностью.

Вопросы:

1) Как эта цепочка рассуждений объясняет, что последовательные измерения дают один и тот же результат? И что измеренное значение будет только одним из собственных значений операции? Мне кажется, что неопределенность никоим образом не похожа на возмущение, присущее измерению «хрупких» или «чувствительных» свойств классических систем, поскольку эти возмущения совершенно случайны.

2) Можно ли создать математическую основу для квантовой механики, которая не делает этого предположения. (Например, новая структура может постулировать, что система недетерминистически выбирает множество путей эволюции, но только при последующем наблюдении она останавливается на одном конкретном значении.)

3) Приписывается ли это направление мысли Дирака какой-либо из интерпретаций квантовой механики (копенгагенской, многомировой, бомовской и т. д.)? Противоречит ли это какой-либо из интерпретаций?

Все же кажется, что приведенный отрывок не может дать ответов на ваши вопросы. Он носит строго вводный характер, и чтобы правильно сформулировать вопросы, вам придется цитировать конкретные материалы из других мест работы Дирака. Иными словами, цитируемый материал не призван отвечать ни на один из поднимаемых им вопросов.
Хм. Что ж, мне было интересно, может ли кто-нибудь еще решить это и сообщить мне, потому что теперь, когда мой вводный курс по квантовой механике закончен и начались другие вещи, я не настолько готов, чтобы прочитать всю книгу.

Ответы (1)

Отрывок, предшествующий этой цитате (стр. 3), объясняет ее нетехническим, но убедительным образом. Он говорит (перефразируя), что есть предел тонкости нашей наблюдательности. Когда мы имеем дело с крупными объектами, мы можем наблюдать их с относительно минимальными помехами. По мере того, как объекты или системы становятся меньше, наши неизбежные нарушения в процессе измерения становятся относительно большими.

Есть точка, за которой мы не можем предположить, что то, что мы наблюдаем, не является результатом нашего собственного разрушения. Тогда мы не можем свободно сказать: «X вызвало Y», поскольку мы не можем исключить, что Y было результатом нашего вторжения в микроскопическую систему.

Этот отрывок находится во вводной части его текста, поэтому он просто предназначен для того, чтобы дать нетехнический оттенок вопросов, которые позже будут освещены технически более удовлетворительным образом.

Я должен добавить, что не думаю, что возможно ответить на вопросы, которые поднимает этот отрывок, или судить о достоверности его утверждений, пока не прочитаешь книгу Дирака и не изучишь предварительные замечания в свете технического объяснения.

Плюс один. Я был готов к вашему ответу, но потом понял: как этот аргумент объясняет, что последовательные измерения дают один и тот же результат? И что измеренное значение будет только одним из собственных значений операции? Итак, я отредактировал вопрос и немного расширил его.