Karşı-olgusal kesinlik - Counterfactual definiteness - Wikipedia

Diğer kullanımlar için bkz. Karşı-olgusal (belirsizliği giderme).

İçinde Kuantum mekaniği, karşı olgusal kesinlik (CFD) gerçekleştirilmemiş ölçümlerin sonuçlarının kesinliği hakkında "anlamlı" bir şekilde konuşma yeteneğidir (yani, ölçülmemiş olsalar bile nesnelerin varlığını ve nesnelerin özelliklerini varsayma yeteneği). "Karşı-olgusal kesinlik" terimi, fizik hesaplamaları tartışmalarında, özellikle de adı verilen fenomenle ilgili olanlarda kullanılır. kuantum dolaşıklığı ve ile ilgili olanlar Bell eşitsizlikleri.[1] Bu tür tartışmalarda "anlamlı", bu ölçülmemiş sonuçları istatistiksel hesaplamalarda ölçülen sonuçlarla eşit bir temelde ele alma yeteneği anlamına gelir. Fizik ve fiziksel sistemlerin matematiksel modelleriyle doğrudan ilgili olan ve ölçülmemiş sonuçların anlamı ile ilgili felsefi kaygılar değil, karşı-olgusal kesinliğin bu (bazen varsayılan ama belirtilmeyen) yönüdür.

"Karşı-olgusal", fizik tartışmalarında bir isim olarak görünebilir. Bu bağlamda kastedilen, "ölçülebilen ancak şu veya bu nedenle ölçülmeyen bir değerdir".[2][3]

Genel Bakış

Karşı-olgusal kesinlik konusu, kuantum mekaniği çalışmasında dikkat çeker, çünkü kuantum mekaniğinin bulgularına meydan okuduğunda, klasik fiziğin üç varsayımdan birine iddiasından vazgeçmesi gerektiği iddia edilir: mahal (Hayır "uzaktan ürkütücü eylem "), karşı olgusal kesinlik (veya" bağlamsal olmama ") ve komplo yok ("zaman asimetrisi" olarak da adlandırılır).[4][5]

Fizik, yerellik iddiasından vazgeçerse, nedensellik hakkındaki sıradan fikirlerimizi sorguluyor ve olayların ışıktan daha hızlı gerçekleşebileceğini öne sürüyor.[6]

Fizik "komplo yok" koşulundan vazgeçerse, "doğanın deneycileri ne istediğini ölçmeye zorlaması ve istediği zaman fizikçilerin görmekten hoşlanmadığı şeyleri saklaması" mümkün hale gelir.[7]

Fizik, her durumda "karşı-olgusal kesinlik" olabileceği olasılığını reddederse, o zaman insanların evrenin kalıcı özellikleri olarak görmeye çok alıştıkları bazı özellikleri reddeder. "EPR makalesinin bahsettiği gerçekliğin unsurları özellik yorumlamasının ölçümlerden bağımsız olarak var olan özellikler olarak adlandırdığı şeyden başka bir şey değildir. Deneyin her çalışmasında, gerçekliğin bazı unsurları vardır, sistemin belirli özellikleri vardırben > ölçüm sonucunu kesin olarak belirleyen ben >, ilgili ölçümün a gerçekleştirilir. "[8]

Başka bir şey, "karşı olgusallık" olarak adlandırılabilecek bir şey, onlar hakkında ampirik bilgi olmasa bile, makro dünyada anlık ve gözlemlenebilir sonuçları olan sonuçların çıkarılmasına izin verir. Böyle bir örnek, Elitzur-Vaidman bomba test cihazı.[9] Bu fenomenler, burada ele alınan konuyla doğrudan ilgili değildir.

Teorik düşünceler

Bir kuantum mekaniğinin yorumlanması karşı olgusal kesinliğin kullanımını, istatistiksel nüfus ölçüm, eşlenik özellik çiftlerinin eşzamanlı ölçümünün kuantum mekaniksel imkansızlığı tarafından dışlandıkları için karşı olgusal olan herhangi bir ölçümle sonuçlanır.[10]

Örneğin, belirsizlik ilkesi keyfi yüksek bir hassasiyetle hem konumu hem de konumu aynı anda bilemeyeceğini belirtir. itme bir parçacığın.[11] Bir parçacığın konumunu ölçtüğünü varsayalım. Bu hareket, momentumuyla ilgili herhangi bir bilgiyi yok eder. O halde, kişinin konumu yerine momentumunu ölçmüş olsaydı elde edeceği sonuç hakkında konuşmak mümkün müdür? Matematiksel biçimcilik açısından, böyle bir karşı-olgusal momentum ölçümü, parçacığı tanımlayan olası sonuçların istatistiksel popülasyonuna gerçek konum ölçümüyle birlikte dahil edilecek midir? Pozisyon bulunursa r0 daha sonra karşı olgusal kesinliğe izin veren bir yorumda, konumu ve momentumu tanımlayan istatistiksel popülasyon tüm çiftleri içerecektir (r0,p) olası her momentum değeri için pkarşı olgusal değerleri tamamen reddeden bir yorumda yalnızca çift (r0, ⊥) ⊥ tanımsız bir değeri belirtir.[12] Makroskopik bir benzetme kullanırsak, bir kişinin bir odada nerede olduğunu sormaya benzer olarak konumu ölçen karşı-olgusal kesinlik görüşlerini reddeden bir yorum, momentumu ölçerken kişinin kucağının boş mu yoksa üzerinde bir şey mi olduğunu sormaya benzer. Eğer kişinin oturmak yerine ayakta durmasını sağlayarak pozisyonu değişmişse, o kişinin kucağı yoktur ve ne "kişinin kucağı boş" ne de "kişinin kucağında bir şey var" ifadesi doğrudur. Kişinin odanın bir yerinde durduğu ve aynı anda oturuyormuş gibi kucağına sahip olduğu değerlere dayalı herhangi bir istatistiksel hesaplama anlamsız olacaktır.[13]

Karşı-olgusal olarak belirli değerlerin güvenilirliği, "zaman asimetrisi" ve "yerel nedensellik" ile birlikte, temel bir varsayımdır. Bell eşitsizlikleri. Bell, fikrini test etmeyi amaçlayan deneylerin sonuçlarının gizli değişkenler Klasik fizik için temel ilkeler olarak kabul edilen bu varsayımların üçüne de dayalı olarak belirli sınırlar içinde kalacağı, ancak bu sınırlar içinde bulunan sonuçların kuantum mekanik teorisinin tahminleriyle tutarsız olacağı tahmin edilebilir. Deneyler, kuantum mekaniksel sonuçların tahmin edilebileceği gibi bu klasik sınırları aştığını göstermiştir. Bell'in çalışmasına dayanarak beklentileri hesaplamak, kuantum fiziği için "yerel gerçekçilik" varsayımının terk edilmesi gerektiği anlamına gelir.[14] Bell'in türetmesinde, yapılmasa bile olası her ölçümün istatistiksel hesaplamalara dahil edilebileceği açıkça varsayılmıştır. Hesaplama, tümü aynı anda olgusal olamayacak sonuç kümelerinin ortalamasını içerir - eğer bazılarının bir deneyin olgusal sonuçları olduğu varsayılırsa, diğerlerinin karşı olgusal olduğu varsayılmalıdır. (Hangilerinin olgusal olarak nitelendirildiği deneyci tarafından belirlenir: gerçekte gerçekleştirdiği ölçümlerin sonuçları, bunu yapmayı tercih etmesiyle gerçeğe dönüşür, gerçekleştirmediği ölçümlerin sonuçları karşı olgusaldır.) Bell teoremi her tür kuantum teorisinin mutlaka ihlal etmesi gerektiğini kanıtlıyor mahal veya karşı olgusal ve kesin türdeki güvenilir ölçümler olasılığını reddeder.[15][16]

Kuantum mekaniğinin herhangi bir yorumunda, kuantum mekaniği ölçümlerinin bir sistemin durumunun (veya birleşik sistemin ve ölçüm cihazının durumunun) nesnel açıklamaları olduğunu kabul eden, ancak bu tür nesnel tanımların tümünü dikkate almayan karşı-olgusal kesinlik mevcuttur. aynı anda ölçümlerle ortaya çıkarılabilir. Cramer'in (1986) işlemsel yorumlama böyle bir yoruma bir örnektir.[17]

Karşı olgusal kesinliği reddeden yorum örnekleri

Kopenhag yorumu

Geleneksel Kopenhag yorumu Kuantum mekaniğinin of kuantum mekaniği, gerçekleştirilmemiş bir ölçüme hiç bir değer atfetmediği için karşı olgusal kesinliği reddeder. Ölçümler yapıldığında değerler ortaya çıkar, ancak bunlar önceden var olan değerlerin açığa çıkması olarak kabul edilmez. Sözleriyle Asher Peres "gerçekleştirilmemiş deneylerin hiçbir sonucu yoktur". [18]

Birçok dünya

birçok dünyanın yorumu karşı-olgusal kesinliği farklı bir anlamda reddeder; gerçekleştirilmemiş ölçümlere bir değer atamak yerine, birçok değer atfeder. Ölçümler yapıldığında, bu değerlerin her biri, dallanan bir gerçekliğin farklı bir dünyasında ortaya çıkan değer olarak gerçekleşir. Profesör Guy Blaylock olarak Massachusetts Amherst Üniversitesi "Birçok-dünyanın yorumu yalnızca karşı-olgusal olarak belirsiz değil, aynı zamanda gerçeklere dayalı olarak da belirsizdir." [19]

Tutarlı geçmişler

tutarlı geçmişler yaklaşım, karşı-olgusal kesinliği yine başka bir şekilde reddeder; tek ama gizli değerleri gerçekleştirilmemiş ölçümlere atfeder ve uyumsuz ölçümlerin (karşı olgusal veya gerçeklere dayalı) değerlerini birleştirmeye izin vermez, çünkü bu tür kombinasyonlar tamamen gerçekleştirilen uyumlu ölçümlerden elde edilen herhangi bir sonuçla eşleşen sonuçlar üretmez. Bir ölçüm yapıldığında, gizli değer yine de ortaya çıkan değer olarak gerçekleştirilir. Robert Griffiths bunları "opak zarflara" yerleştirilen "kağıt parçalarına" benzetir. [20] Dolayısıyla Tutarlı Geçmişler karşı olgusal sonuçları kendi başına reddetmez, yalnızca uyumsuz sonuçlarla birleştirildiklerinde reddeder. [21] Kopenhag yorumunda veya Many Worlds yorumunda, Bell'in eşitsizliğini türetmek için cebirsel işlemler, tek bir değerin gerekli olduğu durumlarda veya tek bir değerin gerekli olduğu çok sayıda değere sahip olmadığı için ilerleyemezken, Tutarlı Geçmişlerde gerçekleştirilebilir ancak ortaya çıkan korelasyon katsayıları Gerçek ölçümlerle elde edilecek olanlarla eşitlenmelidir (bunun yerine kuantum mekaniksel biçimcilik kuralları ile verilir). Türev, yalnızca bir kısmı belirli bir deney için gerçek, geri kalanı ise karşı olgusal olabilecek uyumsuz sonuçları birleştirir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Enrique J. Galvez, "Korelasyonlu Fotonları Kullanan Lisans Laboratuvarları: Kuantum Mekaniğinin Temelleri Üzerine Deneyler" s. 2ff., "Bell, artık 'Bell'in eşitsizlikleri' olarak bilinen ve yerel olmayışı test edecek bir dizi eşitsizliği formüle etti. Bir deney bu eşitsizlikleri doğrularsa, o zaman doğanın yerel olduğu ve kuantum mekaniğinin yanlış olduğu gösterilecektir. Tersine, Eşitsizliklerin ihlalinin ölçümü, kuantum mekaniğinin yerel olmayan özelliklerini doğrulayacaktır. "
  2. ^ Inge S. Helland, "Kuantum mekaniğinin yeni temeli," s. 386: "Karşı-olgusal kesinlik, gerçekleştirilmemiş ölçümlerin sonuçlarıyla konuşma yeteneği olarak tanımlanır (yani, ölçülmemiş olsalar bile nesnelerin varlığını ve nesnelerin özelliklerini temin etme yeteneği").
  3. ^ W. M. de Muynck, W. De Baere ve H. Martens, "Kuantum Mekaniğinin Yorumlanması, Uyumsuz Gözlemlenebilirlerin Eklem Ölçümü ve Karşı-olgusal Kesinlik" s. 54 şöyle diyor: "Karşı-olgusal akıl yürütme, gerçek olmayan fiziksel süreçler ve olaylarla ilgilenir ve fiziksel tartışmalarda önemli bir rol oynar. Bu tür muhakemelerde, eğer bazı manipülasyonlar gerçekleştirilirse, sonuçta ortaya çıkan fiziksel süreçlerin sonuçlara yol açacağı varsayılır. öngörülen deney alanında uygulanan teorinin resmi yasaları tarafından belirlenir Karşı-olgusal muhakemenin fiziksel gerekçelendirilmesi, kullanıldığı bağlama bağlıdır. Kesin bir şekilde, bazı teorik çerçeve göz önüne alındığında, böyle bir muhakemeye her zaman izin verilir ve en kısa sürede doğrulanır. Önceden varsayılan manipülasyon setinin en az bir gerçekleştirilme olasılığından emin olunur.Genel olarak, karşı-olgusal akıl yürütmede, muhakemenin uygulandığı fiziksel durumların istenildiği zaman yeniden üretilebileceği anlaşılır ve bu nedenle birden fazla kez gerçekleştirildi. "Metin şu adresten indirildi: http://www.phys.tue.nl/ktn/Wim/i1.pdf Arşivlendi 2013-04-12 de Wayback Makinesi
  4. ^ Gábor Hofer-Szabó, Miklós Rédei, László E. Szabó, "Ortak neden ilkesi" (Cambridge 2013), Böl. 9.2 "Yerel ve belirsiz ortak neden sistemleri".
  5. ^ T.N. Palmer "Bell'in komplosu, Schrödinger'in kara kedisi ve küresel değişmez setler", Philosophical Process of the Royal Society A, 2015, cilt. 373, sayı 2047.
  6. ^ Christoph Saulder, "Bağlamsallık ve Kochen-Specker Teoremi", s. 11. Yazardan şu adresten ulaşılabilir: http://www.equinoxomega.net/files/studies/quantenphysik_Handout.pdf
  7. ^ Angel G. Valdenebro, "Bell'in Eşitsizliklerinin Altındaki Varsayımlar", s. 6.
  8. ^ İnternet Felsefe Ansiklopedisi, "Einstein-Podolsky-Rosen Argümanı ve Bell Eşitsizlikleri", bölüm 3.
  9. ^ Rick Bradford, "Karşı Olguların Gözlenebilirliği" s. 1 diyor ki: "Farz edin ki bir şey olabilirdi, ama gerçekte olmadı. Klasik fizikte bir olayın gerçekleşmiş olabileceği, ancak gelecekteki herhangi bir sonucu değiştiremeyeceği gerçeği. Sadece gerçekten olan şeyler geleceği etkileyebilir. Dünyanın evrimi. Ama kuantum mekaniğinde durum tam tersidir.Bir olayın meydana gelme potansiyeli, olay gerçekleşmese bile gelecekteki sonuçları etkileyebilir. Olabilecek ama gerçekte olmayan bir şeye karşı olgusal denir. Kuantum mekaniğinde karşı gerçekler, ölçülebilir sonuçları var. Elitzur-Vaidman bomba testi bunun çarpıcı bir örneğini sunuyor. "Bkz: http://www.rickbradford.co.uk/QM13Counterfactuals.pdf
  10. ^ Henry P Stapp Kuantum teorisinin S matris yorumu Fiziksel İnceleme D Cilt 3 # 6 1303 (1971)
  11. ^ Yakir Aharonov ve diğerleri, "Hardy'nin Paradoksunu Yeniden İncelemek: Karşı-olgusal İfadeler, Gerçek Ölçümler, Karışıklık ve Zayıf Değerler, s. 1," Örneğin, Heisenberg'in belirsizlik ilişkilerine göre, kesinlikle kesin bir konum ölçümü, konumdaki belirsizliği sıfır Δx = 0 ancak momentumda sonsuz bir belirsizlik üretir Δp = ∞. "Bkz. https://arxiv.org/abs/quant-ph/0104062v1 arXiv: quant-ph / 0104062v1
  12. ^ Yakir Aharonov, ve diğerleri, "Hardy'nin Paradoksunu Yeniden İncelemek: Karşı-olgusal İfadeler, Gerçek Ölçümler, Karışıklık ve Zayıf Değerler", s. 1, "Karşı-olgusal ifadelere karşı ana argüman, onları test etmek için gerçekten ölçümler yaparsak sistemi bozduğumuzdur. önemli ölçüde ve bu tür rahatsız koşullarda paradokslar ortaya çıkmaz. "
  13. ^ Inge S. Helland, "Kuantum mekaniğinin yeni temeli," s. 3.
  14. ^ Yakir Aharonov ve diğerleri, "Hardy'nin Paradoksunu Yeniden İncelemek: Karşı-olgusal İfadeler, Gerçek Ölçümler, Dolaşıklık ve Zayıf Değerler" diyor, "Bell, kuantum mekanik istatistiklerini yeniden üreten herhangi bir deterministik gizli değişken teorisinin yerel olmayan olması gerektiğine dair bir kanıt yayınladı. Kesin yerel olmama duygusu tanımlanmıştır), Sonuç olarak, Bell teoremi stokastik gizli değişken teorilerini kapsayacak şekilde genelleştirilmiştir. Bell'in önceki makalesi üzerine yorum yapan Stapp (1971), ispatın "karşı olgusal" varsayımına dayandığını öne sürmektedir. kesinlik ": temelde," M ölçümü gerçekleştirilmiş olsaydı, R sonucu elde edilirdi "formunun sübjektif koşullarının her zaman kesin bir doğruluk değerine sahip olduğu varsayımı (uyumsuz ölçümler yapıldığı için gerçekleştirilmeyen ölçümler için bile) ve kuantum mekaniği istatistikleri bu tür koşulların olasılıklarıdır. " s. 1 arXiv: quant-ph / 0104062v1
  15. ^ David Z Albert, Bohm'un Kuantum Mekaniğine Alternatifi Scientific American (Mayıs 1994)
  16. ^ John G. Cramer "Kuantum mekaniğinin işlemsel yorumu" Reviews of Modern Physics Cilt 58, # 3 s. 647-687 (1986)
  17. ^ Cramer, John G. (Temmuz 1986). "Kuantum Mekaniğinin İşlemsel Yorumlanması". Modern Fizik İncelemeleri. 58 (3): 647–688. Bibcode: 1986RvMP ... 58..647C. doi: 10.1103 / RevModPhys.58.647
  18. ^ Peres, Asher (1978). "Gerçekleştirilmemiş deneylerin sonucu yok". Amerikan Fizik Dergisi. Amerikan Fizik Öğretmenleri Derneği (AAPT). 46 (7): 745–747. Bibcode:1978AmJPh..46..745P. doi:10.1119/1.11393. ISSN  0002-9505.
  19. ^ Blaylock, Guy (2010). "EPR paradoksu, Bell'in eşitsizliği ve yerellik sorunu". Amerikan Fizik Dergisi. 78 (1): 111–120. arXiv:0902.3827. Bibcode:2010AmJPh..78..111B. doi:10.1119/1.3243279. ISSN  0002-9505.
  20. ^ Griffiths, Robert B. (2010-10-21). "Kuantum Yerelliği". Fiziğin Temelleri. Springer Nature. 41 (4): 705–733. arXiv:0908.2914. Bibcode:2011FoPh ... 41..705G. doi:10.1007 / s10701-010-9512-5. ISSN  0015-9018.
  21. ^ Griffiths, Robert B. (2012-03-16). "Kuantum Karşı Olgular ve Yerellik". Fiziğin Temelleri. Springer Nature. 42 (5): 674–684. arXiv:1201.0255. Bibcode:2012FoPh ... 42..674G. doi:10.1007 / s10701-012-9637-9. ISSN  0015-9018.

Dış bağlantılar