Скрити параметри. Теорията за скритите параметри скрити параметри в квантовата механика PDF

В квантовата механика

Теорията за скритите параметри (TSP) е традиционна, но не единствената основа за изграждане на различни видове теорема. Началната точка може също така да разпознае съществуването на положително дефинирана функция за разпределение на вероятностите. Въз основа на това предположение, без да се прибягват до допълнителни предположения, работата на различни видове е формулирана и доказана в експлоатация. На специфичен пример Показано е, че официалното квантово изчисление понякога дава отрицателни стойности В доказателството за съвместни вероятности. Беше направен опит за разглеждане на физическия смисъл на този резултат и предложен алгоритъм за измерване на отрицателните съвместни вероятности от този тип.

Тъй като законите за квантовата теория прогнозират резултатите от експеримента, като цяло, само статистически, след това, въз основа на класическа гледна точка, би било възможно да се предположи, че има скрити параметри, които, които, които са несравними във всеки обикновен експеримент, всъщност се определи резултата от експеримента, както винаги се счита по-рано в съответствие с принципа на причинно-следствената връзка. Ето защо е направен опит за измисляне на такива параметри в рамките на квантовата механика.

В тесен смисъл, приложим в квантовата механика и теоретична физика на microman, където детерминизъм на законодателствата на макроскопична физика престава да действа, теорията на скрити параметри служи като важен инструмент за знания.

Но стойността на подхода към теорията на скритите параметри, предприета в рамките на изследването на Microvorld и квантовите механични парадокси, не се ограничава до този кръг от явления. Може би по-широко, наистина философско тълкуване на причините, поради които това явление се случва в нашия свят.

Във философията на знанието

Засегнатият въпрос на скрити параметри е свързан не само към стесните проблеми. Тя е свързана с цялостната методология на знанието. Малък откъс от трактат за разбиране, написан от А. М. Никифоров, помага да се разбере същността на това явление:

Първо, нека се опитаме да разберем какво е разбиране на обичайното ниво на домакинството. Може да се каже, че разбирането е процесът на информация неразбираема за разбираем. Това е чрез налични логически манипулации, ние изграждаме презентация (модел) на идеите на идеите, че не е ясно за нас. [...] Има различен подход за разбиране при наличието на определена същност или вещество с вещество необходимите свойстваче се гарантира съществуването на явленията на интерес за нас ... Трябва да се отбележи, че този подход е в основата на теорията на относителността и квантовата механика, че декларираните, като, но не обясни защо. [...] Трябва да се каже, че ако първият подход е по-строго и ясно, а след това втората е по-мощен, гъвкав и лесен ... Първият подход се използва широко в областта на науката, и това може да се счита доминираща, но също така се прилага вторият . Пример за тази "теория на скритите параметри" [Разпределено от автора], в съответствие с което несъответствието между теорията с експеримента се отстранява чрез въвеждането на определен хипотетичен обект. Параметрите на този обект са заместени във формулата и започва да съвпада с експеримента.

В квантовата механика тази теория има значителен обхват, въпреки че не е общоприет.

Исторически пример

Много вековна геометрия Евклидея се счита за непоклатима наука. Дълго време, преди началото на физическото осцилиране на микроузъча и астрофизичните измервания няма причина да се счита за непълна. Въпреки това, ситуацията се е променила през първото десетилетие на 20-ти век. По физиката се увеличи концептуалната криза, която Алберт Айнщайн успя да реши. Заедно с разрешаването на частни задачи - координацията на наблюдения с прогнози за теории за това време ( "спасение на феномен") - в строителството, заедно с Нилс Бор Айнщайн, че е възможно да донесе блестящ извод по отношение на възможността на масата на масите на геометрията на пространството и скоростта на движещия се обект - със скорост, съизмерима със светлина, - за местно време за този обект.

В геометрията, това е epochable теоретично откритие за космологията, въпреки че той повтори с теоретични предпоставки, направени от немски Минковски, но кой взе специално място в съвременната космология.

Ефектът на недвижими влиянието на гравитацията върху геометрията на пространството може да се счита за "скрит параметър" в класическата теория на евклидовата, разкрива обаче, в Айнщайн теория. В мотивите от гледна точка на методологията на знания за: в една концепция (теоретично) система, определен параметър може да се скрие, а в други - да се превърне разкрита, в търсенето и теоретично разумен. В първия случай неговото "ненаизразяване" не означава липсата на този параметър в природата като такъв. Не е, че този параметър не е значителен и следователно не е намерен, не е въведен от някой от учените в "тъканта" на тази теория.

Тази ситуация ясно разкрива собствеността на такива "скрити параметри". Това не е отрицание на теорията на предшественика, а намирането на обективни ограничения за нейните прогнози. В горния случай, физическото пространство е наистина висока точност в случай на не силни гравитационни полета, действащи в рамките на това пространство (това, което е поле земен), но все повече и повече престава да бъде с огромен засилване на гравитационното потенциал. Последният в наблюдаваната природа може да се проявява само в извънземни пространствени обекти като черни дупки и някои други "екзотични" космически обекти.

. \\ T

Връзки

I. Z. Tekhmistro, В. I. Standko сътр "концепция на целостта" - Глава 3 Понятие цялост и експеримент. Причинно-следствената връзка и nonlocality в квантовата физика (л Е. Pargamin).

Фондация Wikimedia. 2010.

Гледайте каква е "теорията на скритите параметри" в други речници:

Теория Суперуд Теория ... Уикипедия

Квантова механика ... Уикипедия

Paradox Айнщайн Подолски Росен (EPR Paradox) Опит за да покаже непълнотата на квантовата механика с помощта на мисловния експеримент, който се състои в измерване на параметрите на microject косвено, без да предоставят тази ... ... Wikipedia

Парадокс на Айнщайн Подолски Росен (EPR Paradox) Опит да се посочи непълнотата на квантовата механика с помощта на мисловния експеримент, който се състои в измерване на параметрите на microwkeerate косвено, без да предоставят този обект ... ... Wikipedia

Възможно е експериментално да се определи дали неприятните скрити параметри са налични в квантовата механика.

"Бог не играе кости от вселената."

Албърт Айнщайн оспорва колегите, които разработиха нова теория - квантова механика. По негово мнение, на принципа на неопределеността на Хайзенберг и уравнението на Шрьодингер прави нездравословна несигурност в micromir. Беше уверен, че създателят не може да позволи на света на електроните много да се отличава от обичайния свят на Нютоновските билярни топки. Всъщност през за дълги години Айнщайн играе ролята на адвокат на дявола по отношение на квантовата механика, изобретяването гениални парадокси, предназначени да направят създателите на новата теория в задънена улица. По този начин, обаче, той направи едно добро дело, сериозно озадачаващо теоретиците на противниковия лагер със своите парадокси и принуждавайки дълбоко мислене за това как да ги решим, която винаги е полезно, когато се разработва нов регион. Знание.

Има една странна ирония на съдбата това, че Айнщайн влезе в историята като принципна противник на квантовата механика, въпреки че първоначално се изправи с неговите корени. В частност, Нобелова награда През 1921 г. той не е изобщо за теорията на относителността на 1921, но и за обяснението на фотоволтаичния ефект въз основа на нови квантови идеи, буквално залети научна мир в началото на ХХ век.

Повечето от всички Айнщайн протестират срещу необходимостта от описване на явленията на микромир по отношение на вероятностите и вълновите функции ( см. Квантова механика), а не с обичайното положение на координатите и скоростите на частиците. Това означаваше той под играта в костта. Той призна, че описанието на движението на електроните чрез техните скорости и координатите противоречат на принципа на несигурност. Но Айнщайн твърди, трябва да има още няколко променливи или параметри, като се вземе предвид квантово-механичен картина на микросвета ще се върне на пътя на почтеност и детерминизъм. Това означава, че той настоява, само ни се струва, че Бог играе с нас в костта, защото ние не разбираме всичко. Така той първо се формулира хипотеза скрита променлива В уравнения на квантовата механика. Тя е, че в действителност електроните имат фиксирани координати и скорост, като нютонови билярдни топки и принципа на неопределеността и вероятностен подход за тяхното определение в рамките на квантовата механика - в резултат на самата непълна теория, поради което тя не ги допуска да бъде мил Определете.

Теорията на скрит променливата може да бъде визуално си представи за това: физическото обосновката на принципа на несигурност е, че е възможно да се измерят характеристиките на квантов обект, като електрон, само чрез взаимодействието му с друг квантов обект; В този случай състоянието на измерения обект ще се промени. Но, може би, има още един начин да се измери използването на неизвестни инструменти инструменти. Тези инструменти (нека да ги наречем "subelectricons"), могат да взаимодействат с квантовата обекти, без да се променят техните свойства, както и на принципа на неопределеността няма да се прилага за такива измервания. Въпреки че няма реални данни в полза на хипотезата на този вид е там, те призрачен издигаше от страна на главния път на развитие на квантовата механика - общо взето, предполагам, защото на психологически неудобствата, изпитвани от много учени, поради необходимостта да се Откажете добре установените нютонски идеи за устройството за вселената.

А през 1964 г. Джон Бел получи нов и неочакван теоретичен резултат за мнозина. Той доказа, че определен експеримент може да се проведе (подробности по-късно), резултатите от които ще позволят да определи дали квантовите механични обекти наистина са описани от функциите на вълните на вероятностно разпределение, тъй като те са, или има скрит параметър, който позволява точно да се опише своята позиция и импулс, като в Нютоновата топката. Bella теорема, както се нарича сега, показва, че като че ли има скрит параметър в квантово-механична теория на скрит параметър, засягащи всеки Физическата характеристика на квантовата частица и при липса на такъв сериен експеримент може да се извърши, \\ t статистически резултати което ще бъде потвърдено или опростено присъствието на скрити параметри в квантовата механична теория. По сигнално казано, в един случай, статистическото съотношение ще бъде не повече от 2: 3, а в другия - най-малко 3: 4.

(Тук искам да известие в скоби, че в същата година, когато Бел доказа своята теорема, аз бях старши ученик в Станфорд. Червенокоса, със силен ирландски акцент Бела беше трудно да не предизвестие. Спомням си, стоях в коридора на Научния Корпуса на Станфордския линеен ускорител, а след това той излезе от кабинета си в състояние на крайна възбуда и той заяви, че той просто е намерил наистина важно и интересно нещо. и въпреки че аз нямам доказателства по тази сметка, много бих искала да се надяваме, че съм в този ден става невалиден свидетел на неговото откритие.)

Опитът, предложен от Бела, се оказа прост само на хартия и първоначално изглеждаше практически невъзможно. Експериментът трябваше да изглежда така: под външно влияние Атомът трябваше да синхронно излъчва два частици, например два фотонала и в противоположни посоки. След това е необходимо да се хванат тези частици и toolically определяне на посоката на гърба на всеки и да го направи хиляди пъти, за да се натрупа достатъчно статистически данни, за да се потвърди или отхвърли наличието на скрит параметър на Бела теорема (изразяване на езика математическа статистикабеше необходимо да се изчисли коефициенти на корелация).

Най-неприятната изненада за всички, след публикуването на Бела теорема е само необходимостта от колосалната серия от експерименти, които по това време изглеждаше практически невъзможно да се получи статистически достоверна картина. Въпреки това, не е имало от десетилетия като experimentenary учени не само разработени и изградени с необходимото оборудване, но също така събра достатъчно масив данни за статистическа обработка. Без да навлизаме в технически подробности, ще кажа само, че след това в средата на шейсетте години, сложността на тази задача изглеждаше толкова чудовищно, че вероятността за нейното изпълнение е било равно обаче, ако някой е планирал да завод за машини за писане Милион обучени маймуни от поговорката с надеждата за намиране Сред плодовете на техния колективен създаване на труда, се равнява на Шекспир.

Когато в началото на 70-те години резултатите от експериментите бяха обобщени, всичко стана изключително ясно. Функцията на вълната на разпределението на вероятностите напълно не винаги описва движението на частиците от източника към сензора. Следователно уравненията на вълновите квантови механици не съдържат скрити променливи. Това е единственият известен случай в историята на науката, когато доказан блестящ теоретичен възможност Експериментална проверка на хипотезата и даде оправдание метод Такава проверка, брилянтни експериментатори с титанични усилия провеждат сложна, скъпа и продължителна експеримент, който в крайна сметка потвърждава вече доминиращата теория и дори не се въведе нещо ново за него, в резултат на което всички се почувства жестоко измамени в очакванията!

Въпреки това, не всички произведения изчезнаха напразно. Наскоро учените и инженерите до значителна изненада са намерили теоремата на Белла много прилична практическа употреба. Две частици, излъчвани от източника на инсталацията на камбаната съгласуван (имат една и съща фаза на вълната), тъй като те се излъчват синхронно. И този имот сега ще се използва в криптография, за да криптира особено тайни съобщения, изпратени от два отделни канала. Когато прихващането и опит за декриптиране на съобщението според един от каналите, съгласуваността се нарушава незабавно (отново, по силата на принципа на несигурност) и посланието е неизбежно и незабавно подходящо по време на връзката между частиците.

А Айнщайн, изглежда, беше погрешно: Бог все още играе в костта от Вселената. Може би Айнщайн все още го следваше да слушате съвета на стария си приятел и колега Niels Bora, който отново слуша стария хор за "играта в костта", възкликна: "Алберт, най-накрая посочете Бога, какво да правите!"

Джон Стюарт Бел, 1928-91

Физик от Северна Ирландия. Роден в Белфаст, в бедното семейство. През 1949 г. завършва университета в Белфаст, след което кратко време работи като асистент на физическата лаборатория. След няколко години работа в Института за атомна енергия в Harwell (Harwell) през 1960 г. Бел беше поканен в Европейския център за ядрени изследвания (CERN) в Женева и работи с останалата част от живота. Съпругата на учения, Мери Бел, също беше физик и служител на CERN. Той донесе слава теорема камбана, формулирана по време на краткосрочни стажове в САЩ.

Принципът на достатъчна основа е ключът в програмата за разширяване на физиката по скалата на Вселената: тя търси рационално обяснение на всеки избор, който природата прави. Безплатно, безпрецедентното поведение на квантовите системи противоречи на този принцип.

Възможно ли е да го наблюдавате в квантовата физика? Това зависи от това дали е възможно да се разшири квантовата механика за цялата вселена и да се предложи най-фундаменталното описание на природата - или квантовият механик служи като подход към друга космологична теория. Ако можем да разпространим квантовата теория към Вселената, теоремата за свобода на свободата ще бъде приложима в космологична скала. Тъй като приемаме, че няма теория за фундаментална квантова, имаме предвид, че природата е наистина свободна. Свободата на квантовите системи в космологична скала би означавало ограничението на принципа на достатъчна основа, тъй като не може да има рационална или достатъчна основа за много случаи на свободно поведение на квантовите системи.

Но, предлагайки разширяване на квантовата механика, ние правим космологична грешка: прилагайте теорията извън границите на областта, в която тя може да бъде проверена. По-внимателна стъпка ще бъде разглеждане на хипотезата, че квантовата физика е приблизително, валидна само за малки подсистеми. За да се определи дали квантовата система присъства някъде другаде във Вселената или е възможно да се приложи квантово описание в теорията на цялата вселена, е необходима допълнителна информация.

Може ли да има детерминистична космологична теория, която се свежда до квантовата физика, когато изолираме подсистемата и пренебрегваме всички останали в света? Да. Но се дава висока цена. Според такава теория вероятността за квантова теория възниква само поради влиянието на цялата вселена. Вероятностите ще надуят мястото на определени прогнози на нивото на Вселената. В космологичната теория, квантовата несигурност се проявява, докато се опитва да опише малка част от Вселената.

Теорията получи името на теорията на скритите параметри, тъй като квантовата несигурност се елиминира от такава информация за вселената, която е скрита от експериментатора, работеща със затворена квантова система. Теориите от този вид служат за получаване на прогнози за квантови явления, съобразени с прогнозите на традиционния квантова физика. Така е възможно такова решение на проблема с квантовата механика. Освен това, ако детерминизмът се възстановява чрез разпределяне на квантовата теория към цялата вселена, скритите параметри не са свързани с рафинирано описание на отделни елементи на квантовата система, но с взаимодействието на системата с останалата част от Вселената. Можем да ги наречем скрити релационни параметри. Съгласно принципа на максимална свобода, описан в предишната глава, квантовата теория е вероятностната и вътрешната несигурност в нея е максимална. С други думи, информация за състоянието на атома, от която се нуждаем, е необходима за възстановяване на детерминизма и който е кодиран в отношенията на този атом от цялата вселена, максималната. Това означава, че свойствата на всяка частица са максимално кодирани с помощта на скрити връзки от Вселената като цяло. Задачата за изясняване на значението на квантовата теория в търсене на нова космологична теория е от ключово значение.

Каква е цената на "входна билет"? Отказ на принципа на относителността на едновременността и да се върне на снимката на света, в която абсолютната дефиниция на едновременност е справедлива в цялата вселена.

Трябва внимателно да действаме, защото не искаме да противоречим на теорията за относителността, която има много успешни приложения. Сред тях, теорията на квантовата област е успешно обединение на специалната теория на относителността (сервизната станция) и квантовата теория. Това е, че е в основата на стандартния модел на физика на частиците и позволява да се получат много точни прогнози, потвърдени от експерименти.

Но в квантовата теория на полето не е необходимо без никакви проблеми. Сред тях са сложни манипулации с безкрайни ценности, които трябва да се направят преди получаването на прогнозата. Освен това, теорията на квантовата поле наследи всички концептуални проблеми на квантовата теория и не предлага нищо ново за решаването им. Старите проблеми заедно с новите проблеми на безкрайността показват, че квантовата теория на полето се приближава към по-дълбока теория.

Много физици, които започват с Айнщайн, мечтаят да надхвърлят квантовата теория на полето и да намерят теорията, която дава пълно описание Всеки експеримент (който, както видяхме, невъзможно в рамките на квантовата теория). Това доведе до фатално противоречие между квантовата механика и сто. Преди да пристъпите към връщане на физиката, трябва да разберем какво се състои това противоречие.

Смята се, че неспособността на квантовата теория да представи снимка на това, което се случва в конкретен експеримент, е едно от предимствата му, а не на всички дефект. Niels Bor твърди (виж глава 7), че целта на физиката е да създаде език, върху който можем да разкажем взаимно за това как провеждахме експерименти с атомните системи и какви резултати получени.

Намирам го неубедително. Имам същите чувства, между другото, по отношение на някои съвременни теоретици убедени, че квантовата механика не се интересува от физическия свят, но с информация за него. Те твърдят, че квантовите държави не съответстват на физическата реалност и просто да кодират информация за системата, която можем да получим. Това са умни хора и аз обичам да споря с тях, но се страхувам, че те подценяват науката. Ако квантовият механик е само алгоритъм за прогнозиране, можем ли да излезем с нещо по-добро? В крайна сметка нещо се случва в конкретен експеримент и само това е реалност, наречена електрона или фотон. Можем ли да опишем съществуването на отделни електрони на математическия език? Може би няма принцип, който гарантира, че реалността на всеки субатомен процес трябва да бъде разбран от лицето и може да бъде формулиран на човешки език Или с помощта на математиката. Но не трябва ли да се опитваме? Тук съм отстрани на Айнщайн. Считам, че има обективна физическа реалност и нещо, което е посветено на описанието, когато електронът скача от едно енергийно ниво в друго. Ще се опитам да построя теория, която може да се превърна в такова описание.

За първи път, теорията на скрити параметри представени на херцога на Луи дьо Бройл в известния V Solveyevsky конгрес през 1927 г., малко след квантовата механика, придобито неговия окончателен състав. De broglie вдъхнови идеята на Айнщайн върху двойствеността на вълната и корпускулни свойства (Виж глава 7). Теорията на Дебрийл беше разрешена загадка на вълната на частиците по най-прост начин. Той твърди, че физически има частици и вълна. По-рано, в дисертацията на 1924 г., той пише, че еритроцитите вълна дуализъм е универсален, така че частици като електроните са и вълна. През 1927 г. де Броглов каза, че тези вълни се прилагат като на повърхността на водата, които се намесват помежду си. Частицата съответства на вълната. Освен електростатични, магнитни и гравитационни сили, Квантовата сила действа върху частиците. Привлича частици към билото на вълните. Следователно, средната частица, най-вероятно ще бъде там, но тази връзка е вероятност. Защо? Защото не знаем къде е първата частица. И ако е така, не можем да предскажем къде ще бъде след това. Скритата променлива в този случай е точното положение на частицата.

По-късно Джон Бел предложи да се обади на теорията на De Brogly теория на реалните променливи (Bearles), за разлика от квантовата теория на наблюдаваните променливи. Истинските променливи винаги са налице, за разлика от наблюдаваното: последното възниква в резултат на експеримента. Според De 3og, и частиците, и вълните са реални. Частта винаги заема определена позиция в пространството, дори ако квантовата теория не може да го предскаже.

Теорията на De Broglie, в която частиците и вълните са реални, не получават широко признание. През 1932 г. великият математик Джон фон Нойъман публикува книга, в която той твърди, че съществуването на скрити параметри е невъзможно. Няколко години по-късно Грета Херман, млад немски математик, посочи уязвимостта на доказване на Von Neuman. Очевидно той направи грешка, като първоначално вярваше, че е доказал какво иска да докаже (т.е. той направи предположение за аксиома и се заблуждава и други). Но работата на Херман игнорира.

Две десетилетия са минали преди грешката да е открила отново. В началото на 50-те години американският физик Дейвид Бам пише учебник за квантовата механика. BOM независимо от de Broglie отвори теорията на скритите параметри, но когато изпрати статия на редакционния съвет на списанието, той получи отказ: изчисленията му противоречат на добре известното доказателство за фона на Nymanan в невъзможността Скрити параметри. BOM бързо намери грешка в Nymanan. Оттогава подходът на de Broglya - Boma до квантовата механика използва няколко в техните произведения. Това е една от гледните точки за основите на квантовата теория, която се обсъжда днес.

Благодарение на теорията на de Broglie - Boma, ние разбираме, че теориите на скритите параметри са опция за разрешаване на парадоксите на квантовата теория. Много характеристики на тази теория бяха присъщи на теориите на скритите параметри.

Теорията на De Brogly - Boma има двойно отношение към теорията на относителността. Неговите статистически прогнози са в съответствие с квантовата механика и не противоречат на специалната теория на относителността (например, принципа на относителността на едновременността). Но за разлика от квантовата механика, теорията на de Broglie - Boma предлага повече, а не статистически прогнози: тя дава подробна физическа картина на това, което се случва във всеки експеримент. Вълна, която се променя във времето, влияе върху движението на частиците и нарушава относителността на едновременността: законът, според който вълната засяга движението на частицата, може да бъде верен в една от референтните системи, свързани с наблюдателя. Така, ако приемем теорията на скритите параметри де Broglya - Boma като обяснение на квантовите явления, трябва да поемем вяра, че има специален наблюдател, чиито часовници показват специално физическо време.

Такова отношение към теорията на относителността се прилага за всяка теории на скритите параметри. Статистическите прогнози, които са в съответствие с квантовата механика, са в съответствие с теорията на относителността. Но всякаква подробна картина на явленията нарушава принципа на относителността и ще има интерпретация в системата само с един наблюдател.

Теорията на De Brogil - Boma не е подходяща за ролята на космологичното: тя не отговаря на нашите критерии, а именно изискването действията да бъдат взаимни за двете страни. Вълната засяга частиците, но частицата няма ефект върху вълната. Въпреки това съществува и алтернативна теория Скрити параметри, в които този проблем се елиминира.

Убеден, като Айнщайн, в съществуването на квантова теория на други, по-дълбока теория, аз съм изобретил теориите на скритите параметри от време на обучение. На всеки няколко години отложих цялата работа и се опитах да реша този решаващ проблем. В продължение на много години разработих подход, основан на теорията на скритите параметри, който принцен математик Едуард Нелсън предлага. Този подход работи, но в него присъстваше изкуствен елемент: да се възпроизведе прогнозата за квантовата механика, някои сили трябваше да бъдат точно балансирани. През 2006 г. написах статия, като обяснял неествията на теорията на техническите причини и отказа този подход.

Веднъж вечер (тя е в началото на есента на 2010 г.) отидох в кафенето, отворих тетрадка и си помислих за многото си неуспешни опити да излязат отвъд квантовата механика. И си спомни статистическата интерпретация на квантовата механика. Вместо да се опитва да опише какво се случва в конкретен експеримент, той описва въображаемата колекция от всичко, което трябва да се случи. Айнщайн изрази това, както следва: "Опитайте се да подадеш квантовооретично описание като пълно описание на отделните системи води до неестествени теоретични интерпретации, които не са необходими, ако приемем, че описанието се отнася до ансамбли (или колекции) на системите, \\ t и не към отделни системи. "

Помислете за самотен електрон, въртящ се около протона в водородния атом. Според авторите на статистическата интерпретация вълната не е свързана с отделен атом, но с въображаема колекция от копия на атома. В различни проби в колекцията, електроните имат различна позиция в пространството. И ако наблюдавате водородния атом, резултатът ще се окаже, че случайно сте избрали атом от въображаемата колекция. Вълната дава вероятност за намиране на електрон на всички различни позиции.

Много ми хареса тази идея, но сега изглеждаше луд. Как може въображаем набор от атоми да повлияе на измервания срещу един истински атом? Би било в противоречие с принципа, че нищо извън Вселената не може да повлияе на това, което е вътре. И се чудех: мога ли да заместя въображаемата колекция от истински атоми? Да бъдеш реален, те трябва да съществуват някъде. Във вселената, великият комплект водородни атоми. Може ли да направят "колекция", за която статичното тълкуване на квантовата механика третира?

Представете си, че всички водородни атоми във вселената играят играта. Всеки атом признава, че другите са в подобна ситуация и имат подобна история. Под "подобно" имам предвид, че те ще бъдат описани вероятно, с помощта на същото квантово състояние. Две частици в квантовия свят могат да имат една и съща история и са описани от същото квантово състояние, но се различават в точните стойности на реалните променливи, например, в неговото положение. Когато два атома имат подобна история, един копира свойствата на другия, включително точните стойности на реалните променливи. За да копирате свойства, атомите не са задължително разположени наблизо.

Това е нелокална игра, но всяка теория на скритите параметри е длъжна да изрази факта, че законите на квантовата физика са нотални. Въпреки че идеята може да изглежда вълнува, тя е по-малко луда от идеята за въображаема колекция от атоми, засягащи атомите в реалния свят. Взех го, за да развия тази мисъл.

Една от копията е позицията на електрона спрямо протона. Следователно позицията на електрона в определен атом ще се промени, тъй като копира позицията на електроните в други атоми във Вселената. В резултат на тези скокове измерването на позицията на електрона в даден атом ще бъде еквивалентно на това, което ако избрах произволно атом от събирането на всички такива атоми, заместващи квантовото състояние. За да работите, аз измислих правилата за копиране, които водят до прогнози за атом, точно в съответствие с прогнозите за квантовата механика.

И тогава разбрах нещо необичайно умишлено. Какво ще стане, ако системата няма аналози във вселената? Копирането не може да продължи, а резултатите от квантовата механика няма да бъдат възпроизведени. Това би обяснило защо квантовата механика не е приложима за сложни системи като САЩ, хора или котки: ние сме уникални. Това даде възможност за разрешаване на дългогодишните парадокси, произтичащи от използването на квантовата механика до големи предмети, като котки и наблюдатели. Странните свойства на квантовите системи са ограничени до атомни системи, тъй като последните се намират във вселената в голям комплект. Възникват квантови несигурности, тъй като тези системи постоянно копират свойствата един на друг.

Наричам го истинска статистическа интерпретация на квантовата механика (или "интерпретация на белите протеини" - в чест на албиносен протеин, от време на време се среща в парковете на Торонто). Представете си, че всички сиви протеини са подобни на достатъчно и квантовата механика ще се прилага за тях. Намерете една сива катерица и вероятно ще се срещнете отново. Но блестящият бял протеин изглежда няма копие и следователно не е квантов механичен протеин. Нейната (както аз или вас) може да се счита за притежание уникални имоти и няма да има аналози във вселената.

Играта с скачащи електрони нарушава принципите на специална теория на относителността. Незабавните скокове през произволни разстояния изискват концепцията за едновременни събития, разделени от големи разстояния. Това от своя страна предполага предаването на информация със скорост, по-голяма от скоростта на светлината. Въпреки това, статистическите прогнози са в съответствие с квантовата теория и могат да бъдат приведени в съответствие с теорията на относителността. И все пак в тази снимка има подчертана едновременност - и следователно, специална времева скала, както в теорията на de Broglya - Boma.

И в двете описани по-горе теории теориите на скритите параметри се следват от принципа на достатъчна основа. Има подробна картина на това, което се случва в отделни събития и обяснява какво се счита за несигурно в квантовата механика. Но цената на това е нарушение на принципите на теорията на относителността. Това е висока цена.

Може ли да има теорията за скритите параметри, съвместими с принципите на теорията на относителността? Не. Това би нарушило теоремата за свободата на волята, от която следва, че докато се извършват неговите условия, е невъзможно да се определи какво ще се случи с квантова система (и следователно няма скрити параметри). Едно от тези условия е относителността на едновременността. Теоремата на Бела също елиминира местните скрити параметри (местни в смисъл, че те са причинно свързани и обменят информация с скорост на предаване, по-малка от скоростта на светлината). Но теорията на скритите параметри е възможна, ако наруши принципа на относителността.

Докато проверяваме само прогнозите за квантовата механика на статистическото ниво, няма нужда да се интересуваме от това, което всъщност е корелация. Но ако се опитаме да опишем прехвърлянето на информация в рамките на всяка объркваща двойка, ще се изисква идеята за незабавни комуникации. И ако се опитаме да отидем отвъд статистическите прогнози за квантовата теория и да отидем на теорията на скритите параметри, ние влизаме в конфликт с принципа на относителността на едновременността.

За да се опишат корелациите, теорията на скритите параметри трябва да поеме определението за едновременност от гледна точка на един избран наблюдател. Това от своя страна означава, че има специална концепция за спокойствие и следователно, че движението е абсолютно. Тя придобива абсолютно значение, тъй като можеш да спорим кой се движи с кого (да наричаме този знак Аристотел). Аристотел е в покой и всичко, което вижда като движещо се тяло, е наистина движещо се тяло. Това е целият разговор.

С други думи, Айнщайн греши. И Нютон. И Галилея. Няма относителност в движение.

Това е нашият избор. Или квантовата механика е окончателната теория и няма възможност да се проникне в статистическата завеса, за да се постигне по-дълбоко ниво на описание на природата, или Aristotle е прав и съществуват системи за движение и почивка.

Виж: Bacciagaluppi, Guido и Antony Valentini Quantum теория на кръстопътя: преразглеждане на конференцията от Solvay от 1927 година. Ню Йорк: Кеймбриджски университет, 2009.

Виж: Бел, Джон С. Високомонтни и неописуем в квантовата механика: събрани документи за квантовата философия. Ню Йорк: Кеймбриджския университет Press, 2004.

Neumann, John Von Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik. Берлин, Юлий Спрингър Верлаг, 1932, стр. 167 FF.; Neumann, математически основи на квантовата механика. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1996.

Hermann, Grete Die Naturphilosophischen Grundlagen der Quantenmechanik // Abhandlungen der Fries'schen Schule (1935).

Bohm, David Quantum теория. Ню Йорк: Prentice Hall, 1951.

Бох, Дейвид А предложено тълкуване на квантовата теория по отношение на "скрити" променливи. II // Физически. Отговор, 85: 2, 180-193 (1952).

Валентини, Antony скрити променливи и широкомащабните структури на пространството \u003d време / в: Айнщайн, относителност и абсолютна едновременност. Eds. Craig, W. L. и Q. Smith. Лондон: Routledge, 2008. pp. 125-155.

Смолин, Лий може да бъде приблизително на друга теория? // ARXIV: QUANT-PH / 0609109V1 (2006).

Айнщайн, Алберт Забележки към есетата, които се появяват в този колективен обем / в: Алберт Айнщайн: Философ-учен. Ед. P. A. SchiLPP. Ню Йорк: TUDOR, 1951. стр. 671.

Виж: Смолин, Лий Реален ансамбъл Интерпретация на квантовата механика // Arxiv: 1104.2822v1 (2011).