Детерминизм II: Супердетерминизм в квантовой механике

Aintelligence

Контентолог
Команда форума
ЯuToR Science
Подтвержденный
Cinematic
Сообщения
7.800
Реакции
10.685

Теорема Белла утверждает, что никакая локальная теория скрытых переменных не может воспроизвести все предсказания квантовой механики. Однако супердетерминизм предлагает обходной путь: если предположить, что выбор измерений и сами измеряемые системы заранее коррелированы, то ограничения теоремы Белла больше не действуют.​


Суть супердетерминизма в том, что все измеряемые системы уже коррелированы с тем, какие именно измерения будут на них проведены. Это означает, что любая установка для эксперимента и любые параметры измерений уже заранее определены состоянием системы. Таким образом, предсказания квантовой механики могут быть воспроизведены без нарушения принципа локальной причинности. Представьте, что каждый раз, когда вы выбираете книгу в библиотеке, ваш выбор заранее определен состоянием этой книги, и каждая книга "знает", что она будет выбрана именно вами. Это устраняет необходимость случайного выбора и создает иллюзию свободы выбора, хотя на самом деле все уже предопределено.

Локальные теории скрытых переменных​

Это означает, что можно разработать модели, в которых каждая переменная имеет свое определенное значение, но все они заранее согласованы таким образом, что результирующие измерения соответствуют квантовым предсказаниям. Несколько таких моделей уже были предложены. Эти модели помогают иллюстрировать, как можно согласовать локальную причинность с наблюдаемыми квантовыми эффектами без нарушения теоремы Белла.

Супердетерминистические модели не только предполагают детерминированность всех процессов, но и постулируют наличие корреляций между состоянием системы и условиями измерения. Это означает, что не только результаты измерений предопределены, но и сами условия, при которых проводятся эти измерения, также зависят от состояния системы. Если вернуться к примеру с библиотекой, то не только ваш выбор книги предопределен, но и сама библиотека, ее структура и расположение книг также заранее согласованы с вашим выбором. Всё это создает полную картину предопределенности и корреляции.

Супердетерминизм предлагает новый взгляд на квантовую механику, расширяя наши представления о природе реальности и взаимодействиях между частицами. Предполагая, что все измеряемые системы и условия измерений заранее коррелированы, супердетерминизм позволяет обойти ограничения теоремы Белла и создать локальные теории скрытых переменных, которые соответствуют квантовым предсказаниям.

Супердетерминизм и теорема Белла​

утверждая, что измерения, выполняемые на каждом детекторе, могут выбираться независимо друг от друга и от скрытых переменных, которые определяют результаты этих измерений. Это свойство называется независимостью измерений или статистической независимостью. В классической интерпретации квантовой механики это означает, что результаты измерений на одном детекторе не зависят от того, какое измерение проводится на другом детекторе.

Супердетерминизм нарушает это предположение о независимости. Согласно супердетерминистской теории, скрытые переменные коррелируют с настройками измерений, которые проводятся на детекторах. Это означает, что выбор измерений и сами скрытые переменные заранее определены таким образом, что результаты на одном детекторе могут зависеть от того, какое измерение проводится на другом. В этом случае не требуется передача информации быстрее скорости света, чтобы объяснить корреляции между детекторами.
Представьте, что два человека независимо выбирают фильмы для просмотра. В классической интерпретации их выборы независимы. Но если применить супердетерминизм, то их выборы заранее согласованы, так что, несмотря на кажущуюся независимость, их предпочтения связаны заранее установленными условиями.

Предположение о свободном выборе​

Предположение о статистической независимости иногда называют предположением о свободном выборе или свободе воли. Это предположение утверждает, что экспериментаторы свободны в своем выборе, какие измерения проводить. Супердетерминизм отрицает эту свободу, предполагая, что выборы экспериментаторов также предопределены и коррелированы со скрытыми переменными.

Существует возможность тестирования ограниченных версий супердетерминизма, которые предполагают, что корреляции между скрытыми переменными и выбором измерений установлены в недавнем прошлом. Однако проверка полного супердетерминизма крайне затруднительна. Это связано с тем, что можно предположить, что такие корреляции существуют со времен Большого взрыва, делая невозможным устранение этой лазейки. Попробуйте представить, что каждый выбор, который вы делаете, был предопределен с момента вашего рождения. Проверка такой гипотезы требует знания и анализа всех событий вашей жизни, начиная с самого начала, что практически невозможно. А значит эта теория антинаучна и малополезна на практике, но как философское направление, достаточно интересно.

Супердетерминизм бросает вызов основным предположениям теоремы Белла, утверждая, что выбор измерений и скрытые переменные заранее коррелированы. Это позволяет обойти ограничения теоремы Белла и объяснить корреляции без необходимости передачи информации быстрее скорости света. Однако из-за своей природы супердетерминизм остается трудным для эмпирической проверки, особенно если предположить, что такие корреляции существуют с самого начала Вселенной.​


Супердетерминизм предлагает способ избежать предположения о сверхсветовых скоростях и "жутких" действиях на расстоянии, наблюдаемых в квантовой механике. Он предполагает абсолютный детерминизм во вселенной, где не только неодушевленная природа, но и человеческое поведение, включая наши решения и убеждения, абсолютно предопределены. В этом сценарии, когда экспериментатор решает провести одну серию измерений вместо другой, все результаты уже заранее известны вселенной. Таким образом, нет необходимости в сверхсветовом сигнале, чтобы частица A "узнала", какое измерение было проведено с частицей B, поскольку все уже предопределено.

Аргументы в пользу и против супердетерминизма​

Хотя такая лазейка признается, она считается маловероятной. Даже если выбор измерений осуществляется детерминированными генераторами случайных чисел, можно считать, что этот выбор "фактически свободен", так как на него влияют многочисленные малые эффекты. Считается маловероятным, что скрытая переменная будет чувствительна ко всем этим небольшим влияниям.​

Представьте генератор случайных чисел, который использует внешние факторы, такие как температура и влажность, для определения результата. Даже если все эти факторы детерминированы, вероятность того, что скрытая переменная учитывает все эти влияния, крайне мала.

Исторические дискуссии​

Нобелевский лауреат Джерард Хоофт обсуждал эту лазейку с Джоном Беллом в начале 1980-х годов. Хоофт предположил, что решения экспериментаторов Алисы и Боба также могут быть предопределены. Джон Белл признал, что если это так, то его теорема неприменима. Белл утверждал, что решения Алисы и Боба должны рассматриваться как вызванные их прошлым и включены в общую картину.

Физик Антон Цайлингер утверждает, что если супердетерминизм верен, то это ставит под сомнение ценность науки, так как уничтожает принцип фальсифицируемости. Если наши вопросы к природе предопределены, то результаты экспериментов могут быть направлены таким образом, что мы получаем ложную картину природы.​

Цитата Цайлингера: "Мы всегда неявно предполагаем свободу экспериментатора... Если бы это было не так, то не имело бы смысла задавать вопросы природе в эксперименте, так как природа могла бы направлять наши вопросы так, что мы приходим к ложной картине природы."

Перспективы супердетерминизма​

Некоторые физики, такие как Сабина Хоссенфельдер и Тим Палмер, считают, что супердетерминизм является многообещающим подходом для решения проблемы измерения и понимания кажущейся нелокальности квантовой физики.
Цитата Хоссенфельдер и Палмера: "Супердетерминизм является многообещающим подходом не только для решения проблемы измерения, но и для понимания кажущейся нелокальности квантовой физики."
Однако другие, такие как Говард М. Уайзман и Эрик Кавальканти, утверждают, что любая гипотетическая супердетерминистская теория была бы столь же правдоподобной и привлекательной, как вера в повсеместный контроль над разумом инопланетян.

Супердетерминизм предлагает интересный, но спорный способ обхода теоремы Белла, предполагая, что все события, включая выборы экспериментаторов, предопределены. Хотя эта идея может объяснить некоторые аспекты квантовой механики, она вызывает значительные философские и научные споры, касающиеся свободы воли и природы научного метода.

История и развитие супердетерминизма в квантовой механике​

Ранние модели супердетерминизма​

Первая супердетерминированная модель скрытых переменных была предложена Карлом Х. Брансом в 1988 году. Его работа заложила основы для дальнейшего развития этой концепции. В 2010 году Майкл Холл предложил свои модели супердетерминизма, а в 2022 году — Донади и Сабина Хоссенфельдер представили свои модели, расширив понимание и применение супердетерминизма в квантовой механике.

Модель Джерарда Хоофта​

Джерард 'т Хоофт, известный физик и Нобелевский лауреат, разработал свою клеточно-автоматную модель квантовой механики, которую он назвал супердетерминированной. Однако остается неясным, соответствует ли эта модель полностью определениям супердетерминизма.

Ретропричинность​

В квантовой механике ретропричинность рассматривается некоторыми авторами как пример супердетерминизма. Однако другие исследователи считают эти две концепции отдельными и различными. До сих пор не существует согласованного определения, которое четко разграничивало бы ретропричинность и супердетерминизм. Я помню, как читала книги про психоделики, где эта гипотеза поразила моё сознание, ещё до знакомства с квантовой физикой.

Супердетерминизм в квантовой механике представляет собой увлекательную и спорную область исследований. Начиная с первых моделей, предложенных Карлом Х. Брансом, и до современных разработок, таких как работы Майкла Холла, Донади и Сабины Хоссенфельдер, супердетерминизм продолжает вызывать интерес и дебаты среди ученых. Модель Джерарда 'т Хоофта добавляет к этому разнообразие подходов и мнений. Вопрос о том, как различать ретропричинность и супердетерминизм, остается открытым. Супердетерминизм предлагает альтернативные объяснения квантовых явлений, бросая вызов традиционным представлениям о причинности и свободе воли. С этим интересно ознакомится для общей эрудиции и расширение сознания, хоть я и я и частично согласна с некоторыми видами детерминизма, такими как биологический, в целом считаю это тупиковой ветвью из-за своей неопровержимости и безысходностью... А что думаете вы? Делитесь своими впечатлениями от прочитанного.


Все актуальные ссылки на разделы ЯuTOR A&N
Конкурсы, розыгрыши и интересные статьи на темы науки и кино


Т
елеграм каналы ЯuTOR A&N
и
 
Последнее редактирование:
Редизайн статьи. Оцениваем)
 

Похожие темы

В прошлой части мы рассмотрели самые известные, но помимо широко обсуждаемых парадоксов, в квантовой физике существует множество менее популярных, но не менее удивительных явлений. Квантовый Чеширский кот (Об этом. так же есть отдельная стьтья) Этот эффект получил название по аналогии с...
Ответы
0
Просмотры
959
Немного истории о фундаменте идеи Детерминизм — это философская точка зрения, утверждающая, что все события во Вселенной, включая человеческие решения и действия, неизбежно причинно обусловлены. Иными словами, каждое событие имеет свои причины, и исход событий предопределен этими причинами. На...
Ответы
4
Просмотры
665
Слово "сверхинтеллект" часто используют как ярлык для любого впечатляющего прогресса в искусственном интеллекте, но в исследовательском смысле это более строгая идея. Речь не о системе, которая превосходит человека в одном навыке, а о таком уровне познавательной эффективности, который...
Ответы
0
Просмотры
284
Квантовая физика — одна из самых загадочных и противоречивых областей современной науки. Несмотря на свою теоретическую строгость и экспериментальную подтверждаемость, она изобилует парадоксами, которые бросают вызов интуиции и классическим представлениям о реальности. Рассмотрим ключевые...
Ответы
1
Просмотры
Внутри трансгуманистического поля слово "сингулярность" обозначает не одно событие и не одну теорию, а узел идей о пределе предсказуемости. Обычно речь идёт о моменте, когда технологические изменения становятся настолько быстрыми и качественно иными, что привычные способы описания будущего...
Ответы
4
Просмотры
143
Назад
Сверху Снизу