量子力学中的逆转性(一)
量子理论为现代理论物理提供了一种享有巨大的预测和解释性成功的框架。 然而,鉴于所谓的“测量问题”,对物理现实的可能性没有达成共识,使得这一框架具有这种成功。 因此,该理论是一种极其丰富的运作算法,可以预测和解释观察结果,但没有关于哪种客观现实的共识可能会合理地利益这些观察结果。
在许多尝试中提供量子理论的“解释”的尝试考虑了这种预测和解释性的成功,一类解释假设反向时间的因果影响 - 逆转 - 作为构建令人信服的基础叙述的基础量子理论。 本条目概述了对量子理论解释的逆转方式的概述,采用这种方法的主要动机,一系列具体建议的逆转录模型,以及对此类方法提出的反对意见的审查。
1.历史
2.形而上学的初步
2.1因果关系
2.2个地方
3.动机I:利用“禁止定理”中的漏洞
3.1非划分定理
3.2背景定理
3.3 Psi-Ontology定理
3.4古典本体论?
4.动机II:时间对称
4.1从时对称中导出逆转性
4.2行动二元原则
5.交易解释
6.对逆转模型的发展
6.1两国传染媒介形式主义
6.2玩具型号
6.3因果对称BOHM模型
6.4关系BlockWorld解释
6.5双向边界值模型
6.6“全场一次”拉格朗日模型
6.7基于Q的解释
7.反对量子力学中的逆转性的反对意见
7.1反对逆转的一般论点
7.2逆转性就是超级确定性
7.3逆转性需要微调
7.4异国情调的因果结构的语境
参考书目
学术工具
其他互联网资源
相关条目
1.历史
从1925/6举行的量子力学理论诞生到欧洲的战争爆发,在概念性和本体论框架中出现了明确的正统框架,了解量子理论。 现在被称为哥本哈根解释,这一框架体现了海森伯格和博尔的实证趋势,并与De Broglie,Einstein和Schrödinger的更现实主义倾向相反。 直到贝尔的定理在20世纪60年代,它在20世纪70年代和20世纪80年代的实验测试,这种解释辩论呼吸了新能源。 然而,从20世纪40年代中期开始,作为量子理论的概念和本体论框架的一部分的第一个逆转的建议已经实现了重要。
有两个关键思想,标点量子力学中误差概念的历史发展。 Quantum Mechencics中追溯影响的第一个提议来自Wheeler和Feynman(1945,1949)制造的建议。 考虑到量子理论的一些困难的潜在古典起源,他们导致了这个想法。 考虑经典电动动力学的以下问题:加速电子发射电磁辐射,并且通过该过程,电子的加速度被阻尼。 在古典电动力学理论方面考虑这种现象的各种尝试缺乏经验充足性或相干的物理解释。 Wheeler和Feynman试图通过重新解释Dirac的(1938)辐射电子理论来解决这种情况。
惠勒和Feynman的核心提出的“辐射吸收理论”是一种建议,即电磁辐射发射和吸收过程应该被认为是源和吸收器之间的相互作用而不是作为独立的基本过程。 (这个想法与Tetrode 1922和G. Lewis 1926年的Roots有遥控器。)Wheeler和Feynman想象于吸收系统内的加速点电荷,并考虑与加速度相关的电磁场的性质。 电磁干扰可以想象“最初”以向外向外行驶到源以扰乱每个吸收器的颗粒。 然后吸收剂的颗粒在后续的场上产生。 根据Wheeler-Feynman视图,这个新的领域由克隆韦尔方程式的延迟(前进时间)和高级(向前时间)解决方案组成的一半。 然后,吸收器的所有粒子的高级效果的总和,然后产生一个先进的传入领域,其在源同时存在于发射的瞬间(虽然有关如何理解这种“过程”的更多信息,但虽然有关如何理解该“过程”)。 索赔是,该先进的领域在源上施加有限力,该源具有完全是所需的幅度和方向,以考虑从源到吸收器转移的观察能的能量; 这是Dirac的辐射阻尼场。 此外,当该先进的场与源的等效半高级场相结合时,总观察到的扰动是通过加速点电荷发射经验的全延迟场。
关于轮车 - Feynman的架构的关键点是由于吸收器的高级领域,辐射阻尼场在源极在初始加速度的时间上存在。 这种先进和延迟波的模式现在为量子力学的最完全形成的衡量标准模型,交易解释(参见§5)形成基础。
在量子力学中的历史历史发展中的第二个关键思想发生在与惠勒和Feynman的吸收理论相同的同一时间。 法国物理学家Costa de Beauregard,De Broglie的学生,注意到爱因斯坦,Podolsky和Rosen的着名论文(1935)在量子力学的完整性上发现了潜在的反对意见(参见在量子理论中的爱因斯坦 - Podolsky-Rosen参数),现在广泛称为EPR参数。 爱因斯坦等人。 据说量子力学必须在以下假设的基础上不完整:没有合理的现实定义,可以预期允许某些系统的现实依赖于对某些其他远端系统进行的测量过程,这些系统不能以任何方式打扰第一系统。 爱因斯坦等人的关键条件。 建议任何合理的现实定义应该满足于“两部分之间不再有任何互动”。 (后来,Einstein 1948占这个功能,并明确地假设“地方性”,见§2.2)。 然而,Costa de Beauregard对这种情况的特定非正统替代方案提醒了这一条件的特定替代方案,其在epr论点中取得了其作用。 他的提议是,两个遥远的系统可以“通过连续先进和迟钝的波浪仍然相关”(Costa de Beauregard 1953:1634); 也就是说,一个系统可以通过先进的波来影响其常见的过去的组合系统的状态,然后通过延迟波来影响通过时空的“曲折”中的远处系统的状态。 这样,两个远程系统之间可能存在依赖性,没有任何“幽灵动作 - 距离”。 因此,正如Costa de Beauregard(1987B:252)所说,
爱因斯坦当然是在看到他的特殊相对论理论与远处的量子相关之间的不相容,而是仅在假设中排除了先进行动。
当1947年的哥斯达·博苏格达德建议对他的epr争论对他的eps主管de broglie的争论建议,De Broglie是“远远愿意接受”该提案(1987B:252)和禁止哥斯达·博苏格德发布他的非正统理念(价格和沃顿2015年)。 然而,1948年,Feynman开发了他的同名图,其中沿着粒子轨迹向后移动的粒子被解释为术语,因此1953年Broglie概述了Costa de的出版物Beauregard的回应。 在提案的似乎疯狂,哥斯达·博博雷加·索赔,“[T]优秀,因为epr相关的现象是在实验验证的,并且本身就是一个”疯狂的现象“,对它的任何解释都必须”疯狂'“(1987B:252;另见Costa de Beauregard 1976,1977B,1987A)。
2.形而上学的初步
在解决量子理论基础上采用逆转性假设的两个主要动机之前,有价值的是,在以下讨论中发挥重要作用的两个关键概念提供一些评论:因果关系和地方。 这将有助于将究竟是什么意思,而不是通过逆转来销钉。
2.1因果关系
有一种传统,至少就罗素(1913)而言,否认在基本科学中存在因果概念的任何地方,包括物理:概念没有目的,根本没有出现在基本科学中。 这一论点是,由于至少十九世纪,在诸如物理学中的基本科学中治理物理行为的法律几乎总是差分方程。 在给定一些初始条件,系统的精确属性时,这种等式非常值得注意。 因此,如果所有时间都指定了一切,则不会出现因果关系。 因此,拉塞尔倡导者应该从哲学家词典中消除“因果关系”,因为它肯定不是科学词典的一部分。
与Russell的立场相比,Cartwright(1979:420)声称我们确实需要和使用科学中的因果词汇:“因果法不能遵守,因为他们需要在有效策略和无效的人之间区分”。 导致的主要当代陈述之一,干预主义因果关系(Woodward 2003;另请参阅因果关系和操纵性),是Cartwright的令人难题的一个实施例。 在坚果壳中,介入者透过者声称A是B如果操作A的有效手段(间接地)的有效手段,除非另有说明,否则应当沿着广泛的干预措施来理解。 根据量子理论的描述,假设逆转,操纵测量装置的设置可以是操纵过去的方面的有效手段。 介入的因果关系观点确实是利用因果套件的刀具套件的最具当代尝试(参见因果模型的条目; Spirtes,Glymour,&Scheines 2000; Pearl 2009)在量子的基础上理论(Leifer&Spekkens 2013; Cavalcanti&Lal 2014; Costa&Shrapnel 2016; Allen等,2017)。
在量子理论的基础上,利用沿着广泛的干预措施的概念不犯有关于问题的因果关系的现实主义(或反现实主义)。 伍德沃德将干预措施与现实主义相结合,同时承认
一方面,在常识中的因果概念和特殊科学中的因果概念和实证假设之间的重要差异以及其应用程序的实证假设,另一方面,这些观念在物理学中的数字。 (伍德沃德2007:67;虽然见Frisch 2014:CHS。4和5响应)
另一种建议的策略考虑到罗素的担忧,同时继续以一致的方式申请物理中的因果概念是理解“透视”条款(价格和Corry 2007;价格和Weslake 2010; Ismael 2016)的干预措施。 通常上演透视,在现代物理学的环境中似乎很自然(虽然在下面的情况下,但在过去,现在和未来同样真实的封锁宇宙视图的框架中,在框架上的框架中。 在这一框架中,因果关系的因果关系与改变未来或过去而有任何关系,因为这两个都是来自“外部”透视 - 完全“固定”。 但是,从“内部”角度来看,可以了解块宇宙中的因果关系,根据哪些因果相关性,这些相关性在那些我们称之为“原因”的那些变量的干预措施中。
两个观点 - 内部和外部对块的重要区别 - 是从每个角度来看,空间块的部分之间存在差异。 我们被束缚的时空受约束的透视允许我们对其他时尚地区仅限于初失的初失可用性。 这是一个视角,根据因果透视思想,因果概念是完全可维护的。 曾经,另一方面,我们想象自己是有难以结束的人,这些人有对整个时空块的认识,它不应该令人惊讶的是,当我们试图考虑如何考虑时尚的代理时,我们的因果直觉会感到困惑。可以刻意是否影响从我们想象的无所不知的角度决定的特定事件。 这是因为我们不知道确定哪些事件发生,并且对许多其他人来说是无知的,我们可以成为各种各样的思考代理。 同样,这些考虑因素与普通的前瞻性因果关系一样重要,因为它们是向后造成的因果关系。
在§6中考虑的量子理论的许多逆转录方法最好用某种类型的视野介入主义者考虑因果关系。 值得注意的例外是交易解释(§5),其中可能在通过保守的数量强调的过程中最好地理解因果关系。 经济思想,由Kastner(2006,206,2013)辩护的失控延期,而且避开了块宇宙图片。
2.2个地方
据贝尔的定理(贝尔1964;克劳瑟等人1969;另见贝尔定理的条目)及其后代(例如,Greenberger,Horne,&Zeinger 1989;另请参阅贝尔的条目定理,§6; Goldstein等人2011; Brunner等,2014年概述),任何再现量子理论预测的测量结果的所有相关性的理论都必须违反贝尔呼叫当地因果关系的原则(贝尔1976,1990;另见Norsen 2011; Wiseman&Cavalcanti 2017)。 在局部因果理论中,在一些区域1中发生的时空局部发生事件的概率与从区域1中分离的间隔的区域2中发生的区域2无关,因为在区域1中的时空区域3中发生的完整说明从区域2的后向光锥完全屏蔽区域1的向后光锥体。(例如,参见图4和6。在Belt的定理中的条目中,钟表中的4和6。)
然后,在相对论的环境中,局部概念涉及禁止空间分离事件之间的条件依赖性,条件是这些空间分离事件被调节的区域构成其常见的因果(Minkowski)过去。 本地表征明确地假设因果不对称。 因此,局部性是概念,即空间分离事件之间没有因果关系。
又有一个“本地”意识,值得明确地注意到避免歧义的目的。 这是造成因果影响的想法是连续沿时间轨迹介导的。 因此,鉴于Costa de beauregard对“曲折”因果影响的建议,它是完全可能的量子现象的逆转模型,因为存在的旋律关系在空间关系存在的意义上,但“当地”在这种情况下,这些因果影响受到时间轨迹的约束。 为了清楚起见,后一种概念最好地理解为与A-A-antion-AT-antion-A-vanty相反,并且被各种被描绘为“Action-By-联系”(Evans,Price和Wharton 2013)或“连续行动”(沃顿和阿格拉曼2020;阿德拉姆2022)。
3.动机I:利用“禁止定理”中的漏洞
在量子力学的基础上调用逆转的两个主要激励考虑中的第一个考虑因素源于剥削基本上是相同的漏洞在一系列定理中,共同称为“No-Go定理”。 根据这些定理,能够考虑量子理论的经验证实后果的任何理论或模型必须是不可避免的非局部,语境和ψonTIC(即,将现实归入量子态ψ)。
一种方法来了解逆转性涉及否则禁止定理结果的作用,是考虑所谓的本体论模型框架的每个定理(Harrigan&Spekkens 2010; Leifer 2014; Ringbauer 2017)。 这是一般的框架,可以应用于各种各样的“现实主义”模型,包括古典物理学理论以及对量子力学的局部隐藏变量方法。 该框架由“过程”的操作描述组成,该操作描述了“过程”,其描述了对观察到的统计数据的本体论(或“Ontic Extension”)核算了所观察到的测量结果的统计数据。 在量子上下文中,当准备过程对应于量子状态ψ时,经过该过程的量子系统实际上最终以一组状态λ选择的“Ontic”状态λ最终结束,这完全指定了系统的属性。 该框架叶片叶(最终用于定义)量子状态是否本身是一个ontic或认识状态(如果ψ是Ontic,则λ包括额外的ontic自由度,或者与ψ一对一的对应关系。;见§3.3)。 假设每种准备通过经典概率密度超过λ,以及一组测量程序,其确定依赖于λ的结果的条件概率(因此筛选制备程序ψ); 明确地,λ不会因果依赖于任何未来的测量设置α。 最后,操作统计必须重现量子统计数据。
对于我们这里的目的很重要,这是在本体模型框架中,假设在α(“测量独立”)中“有条件独立”的资格。 这种假设有效地排除了未来的测量设置α因果地影响前方λ。 因此,在禁止定理由本体设计的框架上受到基础之外,No-Go定理不适用于允许从α到λ的逆转性的模型。 在到目前为止,由于有动力来避免量子理论的无流定理的后果,恢复性很好地提供了这样的模型(或因此参数出现)。 值得注意的是,据称,承认逆转性(i)可以使用逐个接触因果影响来解释量子理论所引入的相关性(因此确保Lorentz Invariance); (ii)从一开始就令人难以置信的假设(某些类型)非必须的假设; (iii)可以使通过局部隐藏变量为基础的波飞的波消旋的独立吸引力的ψ认知解释。 这些参数依次解决。
3.1非划分定理
贝尔的局部因果关系原则意味着阐明这个想法
[T]他的直接原因(和效果)接近,甚至间接原因(和效应)也没有比光速允许的允许更远。 (1990:105)
根据量子理论基础的一些研究人员违反了这一原则,表明量子理论与精神之间的基本不相容,也许是相对论的信件(***2011)。 量子理论所引入的相关性,其违反当地因果关系实际上已经在自然界中进行了经过实验记录了多次(例如,由Freedman&Clauser 1972;方面,Dalibard和Roger 1982;和方面,格兰杰,&Roger 1982;请参阅贝尔定理,§4的条目,以概述早期实验)。
贝尔的结果不仅取决于当地因果关系的假设,还要考虑到任何变量λ在一些空间区域描述的变量λ,哪个铃声呼叫“本地beables”,不依赖于哪个测量设置α一些实验者选择α在该地区的未来:
p(λ|α)= p(λ)。
这是上述测量独立的假设。 它有时也被称为“没有超级确定性”,因为它与根据该测量设定α和测量系统状态λ的接头过去的相结过,它与特别强的确定性形式(“超级季度”)不相容,并将其完全确定它们并诱导a它们之间的相关性。 但是,正如Costa de Beauregard(1977A)的第一次审议所指出的那样(1994年,1996年),超级赛义术不是唯一的唯一方式 (1)可以违反:如果存在逆转度(沿§2.1中概述的介入行),则测量设置α的选择可能会在较早的时间内因果态λ而导致地影响物理状态λ。 (1)不正确。 在这张照片中,如由价格和沃顿(2021)所指出的(2021)所指出的那样,可以解释遥感事件之间的局部因果关系违反相关性,因为反映了一种类型的逆转性引起的“撞机偏压”。
没有eq。 (1),反过来,贝尔的定理无法再派生。 因此,承认原则上重新打开了若要通过纯粹禁止逐个致动术,洛伦兹的介导不变的因果影响(Costa de Beauregard的类型)作用于本地Beables描述的系统。 §6将在§6中审查可能履行此承诺的模型的具体步骤。