量子力学中的远距离作用（六）

8。分析因素：对量子非本地性的影响

在第5-7节中，我们考虑了违反因解性的理论所描绘的量子非本地性的性质，即，关节测量结果的概率将其分配到这些结果的单个概率中的假设。召回第3节，可以分析以下两种条件的相结合：OI（结果独立性） - EPR/B实验中遥远测量结果的概率与附近的测量结果无关；和PI（参数独立性） - EPR/B实验中遥远测量结果的概率与附近测量设备的设置无关。 Bohm的理论违反了PI，而其他主流量子理论则满足了这种情况，但违反了OI。关于违反PI的行为是否涉及与OI的违规行为不同的问题。到目前为止，我们的方法是通过分析各种量子理论解释EPR/B实验中奇怪的相关性的方式来研究量子非本地性的性质。在本节中，我们将重点介绍一个问题，即是否可以以更一般的方式研究量子非本地性，即分析违反PI和违反OI的非本地性类型，而与这些违规无关都实现了。

8.1远距离的不可分割性，整体和行动

经常认为或认为，违反OI的行为涉及状态不可分割性和/或某种类型的整体主义，而对PI的违规行动涉及远距离采取的行动。对于著名的例子，霍华德（Howard，1989）认为时空的可分离性（请参阅第4.3节）意味着OI，因此违反了它意味着时空的非分离性。泰勒（Teller，1989）认为，特殊性（请参阅第4.3节）暗示了OI，因此违反了它意味着关系整体主义。和Jarrett（1984，1989）认为，违反PI的行为涉及远距离采取的某种行动。但是，这些观点是有争议的。

首先，正如我们在第5节中看到的，在量子理论中，违反这两种情况都涉及某种类型的不可分割性和/或整体主义。

其次，在某些地方条件上（隐含地）依靠（隐含地）从可分离性或特殊性中得出OI的明确尝试。 Maudlin（1998，p。98）和Berkovitz（1998a，第6.1节）认为，霍华德的精确表述时空可分离性既体现了可分离性和当地条件，berkovitz（1998a，6.2）辩称，泰勒（Teller）与特殊主义的衍生有关OI的衍生是隐含的。地方条件。因此，违反OI本身并不意味着不可分割性或整体性。

第三，一个可因素的模型，即满足OI的模型，可能是不可分割的（Berkovitz 1995b，第6.5节）。因此，不能简单地以可分离性来识别OI。

第四，霍华德的时空可分离性条件（请参阅第4.3节）要求复合系统状态由其子系统的状态确定。特别是，时空的可分离性要求将结果的关节概率确定为这些结果的单个概率的某些功能。 Winsberg and Fine（2003）对象是作为可分离性条件，OI任意限制该功能为产品功能。他们认为，由于对可分离性的形式化削弱，违反OI与可分离性兼容。 Fogel（2004）同意Winsberg和Fine的可分离性弱化是正确的，但指出，当通过某种“各向同性”条件补充时，OI意味着这种弱的可分离性条件。 Fogel认为他建议的“各向异性”条件是非常合理的，但是正如他所承认的那样，这种情况涉及非平凡的测量环境独立。[33]

第五，正如第5节所述的分析所表明的那样，OI的违规行为可能涉及距离的行动。同样，虽然最小的Bohm理论违反了PI，并且可以说某些模态解释却没有，但是它们假设的距离的作用类型，即在距离处进行*（请参阅第5.2节），但相似：在这两种情况下，较早的自旋 - （说）L-翼的测量不会引起R粒子内在特性的任何立即变化。 L测量仅导致R粒子处置的立即变化，这种变化可能会影响R翼在未来的自旋测量中的行为。但是，这种处置的变化不涉及R翼局部特性的任何变化，因为这些处置是R粒子的相关性（而不是固有的）特性。此外，最小BOHM理论所基于的距离的作用比东正教倒塌量子力学和GRW/Pearle塌陷模型所产生的距离弱；因为与最小的Bohm理论相反，在这些理论中，L粒子的测量引起了R粒子的内在特性的变化，而与R颗粒是否进行测量无关。因此，如果R粒子（暂时）具有确定的位置（这些理论所描述的EPR/B实验）涉及距离的作用 - 一种比最小Bohm基于距离的动作*更强的作用*理论。

8.2超纤维信号传导

还尤其是由Jarrett 1984和1989和Shimony 1984所说的，与违反OI相反，违反PI的行为可能会引起（至少原则上）到超亮信号传导。确实，从第7.1节中不难看出，在满足λ独立的理论中，PI的失败与OI的失败之间存在不对称性相对于静光信号：而λ-分布和PI的失败是足够的条件。超亮信号传导，λ-分布和OI失败的原则可能性不是。因此，超光信号传导的前景在参数依赖性理论中看起来更好，即违反PI的理论。然而，正如我们在第7.2.1节中看到的那样，如果Bohmian量子平衡分布获得，则Bohm的理论（参数依赖理论的范式）禁止超亮信号传导。而且，如果根据法律获得此分布，那么Bohm的理论即使在理论上也禁止超亮信信号传导。此外，正如我们在第7.1节中所指出的那样，如果不排除违反λ独立的原则可能性，则可以在满足PI和违反OI的理论中存在超光信号传导。实际上，正如第7.4节似乎所暗示的那样，即使不可能，即使λ独立不可能，也无法打折pi但违反oi的理论中的超亮信信号传导的可能性。

8.3相对论

Jarrett（1984，1989），Ballentine和Jarrett（1997）和Shimony（1984）认为，超光信号传导与相对论不相容。因此，他们得出的结论是，对PI的侵犯与相对论是不兼容的，而对OI的侵犯可能与该理论兼容。此外，萨瑟兰（Sutherland，1985，1989）认为，确定性的，相对论参数依赖性理论（即相对论，违反PI的确定性理论）可能需要复古因果影响，在某些实验环境中，这种类型的影响会引起因果关系悖论，即不一致的封闭因果环（在效果破坏其原因）。 Arntzenius（1994）认为，所有相对论参数依赖性理论对于因果悖论的痛苦都是不可能的。也就是说，在某些实验环境中，任何相对论，参数依赖性理论都会引起封闭的因果环，其中违反PI无法获得。

值得注意的是，相对论本身与超亮信信号不相容的观点是有争议的（有关更多详细信息，请参见第10节）。无论如何，召回（第8.2节），如果将λ-分布排除在法律问题上，那么即使在理论上，也不可能利用违反PI的行为产生超亮型信号传导，在这种情况下，相对论参数依赖性依赖性的可能性基于静光信号传导无法打折理论。

此外，如第7.1和7.4节所述，在满足PI和违反OI的理论中，无法先验地排除了掌信信号传导的原则内可能性。因此，如果相对论排除超亮信号传导，则可能会应用来自静光信号传导的论点来排除某些相对论结果依赖性理论的可能性。

最后，Berkovitz（2002）认为，Arntzenius关于违反PI的相对论理论不可能的论点是基于关于概率的假设，这些假设在线性因果关系中是常见的，但在因果关系中却不存在，而这些理论的真正挑战就是这种挑战。这样的循环会破坏其预测能力（有关更多详细信息，请参见第10.3节）。

8.4超亮性因果关系

在各种反事实和概率性的因果关系解释中，违反 PI 会导致附近测量设备的设置与远处测量结果之间存在超光速因果关系，而违反 OI 则会导致远处测量结果之间存在超光速因果关系（参见 Butterfield 1992b、1994、Berkovitz 1998b、第 2 节）。因此，违反 PI 的理论似乎与违反 OI 的理论假设了不同类型的超光速因果关系。然而，正如 Berkovitz（1998b，第 2.4 节）所说，玻姆理论中对 PI 的违反确实涉及某种类型的结果依赖，这可能被解释为对 OI 违反的概括。在此理论中，EPR/B 实验中的特定 R 测量结果取决于特定的 L 测量结果：对于任意三个不同方向 x、y、z，如果 x 自旋“向上”和 y 自旋的概率'向上' 不为零，R 输出 z 旋转'向上'的概率通常取决于 L 输出是 x 旋转'向上'还是 y 旋转'向上'。然而，由于玻姆理论所假设的决定论，OI 微不足道地获得了。换句话说，OI 并不能反映遥远结果之间可能存在的所有类型的结果独立性。因此，一个理论满足 OI 的事实并不意味着它不涉及某些其他类型的结果依赖。事实上，在当前所有违反因式分解的量子理论中，遥远的特定测量结果之间都存在相关性——这种相关性很可能被解释为这些结果之间反事实的超光速因果关系的指示。

8.5 关于参数依赖性的起源和性质

参数依赖性 (PI) 假设在 EPR/B 实验中，较晚、较远的测量结果的概率取决于较近、较早测量的设备设置。人们可能很容易认为这种依赖性是由于附近环境对远处结果（的概率）的直接影响造成的。但是，对玻姆理论（参数依赖性范式）中 PI 的失败进行一些反思表明，附近设备本身的设置对远处的测量结果没有影响。相反，正是因为附近的测量设备的设置影响附近的测量结果并且附近的结果影响远处的结果，所以附近的设备的设置能够影响远处的结果。因为，从最小玻姆理论中非局域性性质的分析（见5.3.1节）不难看出，EPR/B实验中邻近（较早）测量装置的设置影响结果是附近的测量，并且该结果影响远处粒子的引导场，并相应地影响对该粒子的测量结果。

虽然附近设置对附近结果的影响对于参数依赖性来说是必要的，但这还不够。在当前所有的量子理论中，EPR/B 实验中联合结果的概率取决于两个测量装置的设置：L 结果是 l 自旋“向上”而 R 结果是 r 自旋的概率“向上”以及 L-结果是 l-自旋“向上”和 R-结果是 r-自旋“向下”的概率都取决于 (l − r)，即角度 l 和 r 之间的距离。在这些联合概率之和相对于 (l − r) 值不变的理论中，获得参数独立性：对于所有对的状态 λ、L 设置 l 和 R 设置 r 和 r′，L -结果 xl 和 R-结果 yr 和 yr′ ：

(PI)

Pλ l r(xl & yr) + Pλ l r(xl & Øyr) = Pλ l r′ (xl & yr′ ) + Pλ l r′ (xl & Øyr′ )。

参数依赖性违反了这种不变性条件。

9. 是否存在“局部”量子理论？

本文的重点是探索量子领域中非局域影响的本质，正如违反可分解性的量子理论所描述的那样，即 EPR/B 实验中远距离结果的联合概率不存在的理论。分解为这些结果的单一概率的乘积。这种关注的动机是，假设合理的假设，可分解性一定会失败（参见第 2 节），并且它的失败意味着某种类型的非局部性（参见第 2-8 节）。但如果这些看似合理的假设中的任何一个失败了，那么就有可能在不假设任何非局域影响的情况下解释 EPR/B 实验（更普遍地解释所有其他量子现象）。然后让我们考虑一下量子现象不必涉及非定域性这一观点的主要论据。

在对因式分解失败的争论中，假定 EPR/B 实验中的远程测量结果是真实的物理事件。回想一下（第 5.3.3 节），在 Albert 和 Loewer（1988）的多心解释中，情况并非如此。在这种解释中，明确的测量结果（通常）不是物理事件。特别是，EPR/B实验中测量装置的指针不显示任何明确的结果。 EPR/B 实验中的测量结果仅以（非物理）心理状态存在于观察者的头脑中（假设为非物理实体）。因此，牺牲我们对物理现实的一些最基本的预设，并假设有争议的心身二元论，量子力学的多心解释并没有假设 EPR/B 实验的远翼之间有任何远距离作用或超光速因果关系。然而，由于系统的量子力学状态被假设反映了它们的物理状态，多心理论确实假设了某种类型的非局域性，即状态不可分离性、属性和关系整体论。

解决 EPR/B 实验中贝尔关于非定域性的论点的另一种方法是构建该实验的模型，该模型满足因式分解但违反 λ 独立性（即假设所有可能对的状态分布在EPR/B 实验与测量量无关）。在第 2 节中，我们提到了 λ 独立性失败的两种可能的因果解释。第一个是假设对的状态和设备设置共享一个共同的原因，这将某些类型的对的状态与某些类型的设置相关联（例如，类型 λ1 的状态与类型 l 和 r 的设置相关，而类型 λ1 的状态与类型 l 和 r 的设置相关，而类型λ2 与 l' 和 r' 等类型的设置相关）。正如我们所指出的，考虑到衡量属性的所有不同方法，这种解释似乎是阴谋论。此外，它违背了经验科学最基本的前提之一，即在实验中，源的准备和测量设备的设置通常是彼此独立的。第二种可能的解释是假设从测量事件到发射时间的源的因果关系。 （对于这种摆脱非局域性方式的倡导者，请参阅 Costa de Beauregard 1977, 1979, 1985，Sutherland 1983, 1998, 2006 和 Price 1984, 1994, 1996，第 3、8 和 9 章。） Maudlin (1994, p. 11) 197-201）认为假设这种因果机制的理论是不一致的。 Berkovitz（2002，第 5 节）认为 Maudlin 的推理路线是基于没有根据的前提。然而，正如我们将在 10.3 节中看到的，这种摆脱非局域性的方法面临着一些挑战。此外，虽然违反 λ 独立性提供了摆脱贝尔定理的方法，但它并不一定意味着局部性。因为违反 λ 独立性与因式分解的失败是兼容的。

解决非局域性的第三种方法是“利用”测量设备或（更普遍的）测量设置的低效率。在任何实际的EPR/B实验中，许多从源发射的粒子对无法被检测到，因此只能观察到粒子对的样本。假设观察到的样本没有偏差，现在普遍认为正统量子力学的统计预测已经得到证实（对这些实验的回顾，请参见 Redhead 1987，第 4.5 节）。但如果放弃这个假设，实际实验结果就有完全局部的因果解释（Clauser and Horne 1974，Fine 1982b，1989a）。许多人认为，这种摆脱非本地性的方式是临时的，至少根据我们目前的知识是这样。此外，如果测量设备的效率超过某个阈值，该策略就会失败（更多详细信息，请参见 Fine 1989a、Maudlin 1994，第 6 章、Larsson 和 Semitecolos 2000 以及 Larsson 2002）。

最后，有人质疑可因式分解是局域性条件这一假设（Fine 1981, 1986, pp. 59-60, 1989b, Cartwright 1989, chaps. 3 and 6, Chang and Cartwright 1993）。因此，他们否认不可分解性意味着非局部性。这种推理的主旨是共同原因原则并不普遍有效。有些人，特别是卡特赖特（Cartwright，1989）以及张和卡特赖特（Chang and Cartwright，1993），挑战了共同原因总是屏蔽其影响之间的相关性的假设，因此他们质疑不可分解性意味着非局部性的观点。其他人，尤其是法恩，否认相关性必须有因果解释。

虽然这些论点挑战了 EPR/B 实验的不可因式分解模型所描绘的量子领域必须涉及非定域性的观点，但它们并没有表明 EPR/B 实验的可行的局部、不可因式分解模型（即，不假设任何非局部性的可行模型）是可能的。事实上，到目前为止，为 EPR/B 实验构建局部不可因式分解模型的尝试都没有成功。

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