Являются ли такие свойства, как локальность и реализм, свойствами всех теорий, некоторых теорий или интерпретаций теорий?

У меня есть сильное интуитивное чувство, основанное, например, на эксперименте Боте-Гейгера , что квантовая механика нелокальна. Но разумные люди, размышлявшие об этих вещах, утверждают , например, что квантовая механика нелокальна в копенгагенской интерпретации, но локальна в многомировой интерпретации. Мне кажется ясным, что одни теории (ньютоновская гравитация) заведомо нелокальны, а другие заведомо локальны (классическая специальная теория относительности).

Вот некоторые из терминов, используемых для описания парадокса ЭПР:

  • местонахождение
  • реализм
  • контрфактическая определенность

Имеют ли некоторые или все из них определенные истинные/ложные значения для квантовой механики? Для определенных интерпретаций квантовой механики? Для теорий скрытых переменных? Имеют ли определенные логические комбинации этих терминов определенные значения истинности, даже если сами термины этого не делают?

В настоящее время я считаю, что все это фундаментально непоследовательные понятия и что мы должны понимать их не более чем смутные философские мотивы, которые привели бы нас к построению реальных теорий, таких как теории скрытых переменных, или к построению тестов, таких как неравенства Белла. Является ли мое мнение небрежным и слишком широким?

по теме: Какие комбинации реализма, нелокальности и контекстуальности исключены в квантовой теории?

Ответы (1)

Начиная с вашего конца: да, конечно, мы вольны выбирать любые понятия, которые нам нравятся, для построения теории, а затем проверять ее предсказания экспериментами и повторять процесс.

Локальность в смысле специальной теории относительности Эйнштейна — хорошо проверенная концепция. Не может быть мгновенной передачи информации между событиями, разделенными пространством, как это происходит в ньютоновской гравитации, что привело к тому, что последняя была вытеснена ОТО.

Стандартный утилитарный формализм КМ и, в более явном виде, КТП явно локален. Нет нелокальных взаимодействий. То, что мы действительно наблюдаем, — это нелокальные корреляции, которые, как правило, сильнее, чем нелокальные корреляции в классической физике. Это было продемонстрировано несколько раз различными проверками неравенств Белла без лазеек.

Я интерпретирую «реализм» так же, как и «контрфактическая определенность» в том смысле, что объекты имеют предсуществующие значения еще до того, как мы проведем измерения для определения этих значений. Стандартный формализм КМ/КТП не относится к таким понятиям, и попытки включить такие возможности в КМ приводят к противоречиям.

Вывод из экспериментов типа Белла состоит в том, что теории с «локальным реализмом» не согласуются с экспериментальными результатами, в то время как предсказания КМ полностью согласуются с этими экспериментами. Так что, если вы сохраняете локальность, то вам придется отказаться от реализма, а КМ — пока лучшая теория в этой категории.

Но если вы настаиваете на сохранении реализма, вы вынуждены принять нелокальность. Здесь теория Дебройля-Бома, которая является просто переписыванием стандартной КМ, является конкретной возможностью. Однако такая формулировка в настоящее время известна только на нерелятивистском уровне.

«Однако это работает только на нерелятивистском уровне». Пожалуйста, не могли бы люди перестать утверждать это, не будучи проинформированы о фактическом состоянии исследований? (например , ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3896068 )
@Luke Спасибо, что указали на одну недавнюю исследовательскую работу. Я ее не читал, а только сейчас просмотрел аннотацию и заключение. Первое впечатление, которое у меня создается, состоит в том, что сами авторы очень условны в своих формулировках и колеблются в своих выводах (что отражено даже в их названии). Да, исследования — это хорошо, но я думаю, пока они не будут явно продемонстрированы к удовлетворению большинства, они все равно будут считаться недоказанными.
Да, конечно. В этом, так сказать, важное отличие формулировок «Это работает только на нерелятивистском уровне» и «Релятивистской формулировки пока нет ».
@ Люк отметил. Отредактировано.
Этот ответ читается как общий план идей и определений. Это не то, о чем спрашивает вопрос.
@BenCrowell Я насчитал 5 вопросительных знаков в вашем «вопросе». Итак, у вас есть несколько вопросов. Я попытался кратко ответить на большинство из них. Определения важны, чтобы мы были на одной странице. Я не излагал никаких «идей», а резюмировал общепринятую мудрость, основанную на экспериментальных фактах. Если вам нужны более подробные ответы, я предлагаю вам составить список вопросов и сделать их более точными (или задать их в отдельных сообщениях). Вы также можете взглянуть на некоторые внешние ссылки, которые я процитировал в соответствующем вопросе здесь: physics.stackexchange.com/q/397460 .