Просмотр кода страницы Супердетерминизм

{{Квантовая механика}}
'''Супердетермини́зм''' — гипотеза [[квантовая механика|квантовой механики]] о заранее предопределённой универсальной взаимосвязи свойств измеряемых систем с условиями проводимых над ними измерительных экспериментов<ref name="Masser">{{книга|автор=[[Массер, Джордж|Массер Дж.]]|часть=|заглавие=Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для чёрных дыр, Большого взрыва и всего|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=[[Альпина Паблишер|Альпина-нон-фикшн]]|год=2018|том=|страницы=146—148|страниц=|isbn=978-5-916718-10-2|тираж=|язык=ru}}</ref>. Позволяет объяснить нелокальность квантовой механики<ref name="Masser"/>, совместить [[Теория скрытых параметров|теорию скрытых параметров]] с нарушением [[Неравенства Белла|неравенств Белла]]<ref>{{статья|автор=Larsson J.-A.|заглавие=Loopholes in Bell inequality tests of local realism|издание=Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical|год=2014 |том=47 |выпуск=42 |номер=|страницы=16 |ссылка=|doi=10.1088/1751-8113/47/42/424003 |arxiv= 1407.0363|bibcode=2014JPhA...47P4003L |s2cid=40332044 |язык=en}}</ref> и построить {{нп4|Теория локальных скрытых параметров|теорию локальных скрытых параметров|en|Local hidden-variable theory}}, которая воспроизводит предсказания квантовой механики<ref name=":0">{{статья|автор=Brans C. H.|заглавие=Bell's theorem does not eliminate fully causal hidden variables|издание=International Journal of Theoretical Physics|год=1988|том=27 |выпуск=2 |номер=|страницы=219–226|ссылка=https://doi.org/10.1007/BF00670750 |doi=10.1007/BF00670750 |arxiv=|bibcode=|s2cid=121627152|язык=en}}</ref><ref name=":1">{{статья|автор=Hall M. J. W.|заглавие=Local Deterministic Model of Singlet State Correlations Based on Relaxing Measurement Independence|издание=Physical Review Letters|год=2010 |том=105 |выпуск=25 |номер=|страницы=250404 |ссылка=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.105.250404 |doi=10.1103/PhysRevLett.105.250404|pmid=21231566 |hdl=10072/42810 |s2cid=45436471 |arxiv=|bibcode=|язык=en }}</ref><ref name=":2">{{статья|автор=Donadi S., Hossenfelder S. |заглавие=Toy model for local and deterministic wave-function collapse |издание=Physical Review A |год=2022 |том=106 |выпуск=2 |номер=|страницы=022212 |ссылка=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.106.022212 |doi=10.1103/PhysRevA.106.022212 |arxiv=2010.01327 |s2cid=237260229 |bibcode=|язык=en}}</ref>.

== Обзор ==
Одно из условий [[Неравенства Белла|теоремы Белла]] заключается в независимости измерений, выполняемых на одном детекторе, от измерений, выполняемых на другом детекторе и от определяющих результат измерения скрытых переменных. Это условие часто называют независимостью измерений или статистической независимостью. Согласно гипотезе супердетерминизма, это соотношение не выполняется; скрытые переменные обязательно коррелируют с настройкой измерения. Из условия предопределённости выбора измерений и скрытой переменной следует, что зависимость результатов измерения на одном детекторе от измерений на другом детекторе может выполняться без выполнения условия о распространении информации быстрее скорости света. Предположение о статистической независимости иногда называют свободным выбором или предположением [[Свобода воли|свободы воли]], поскольку его отрицание подразумевает, что экспериментаторы-люди не свободны в выборе того, какое измерение проводить.

Можно проверить экспериментально версии супердетерминизма, которые утверждают, что взаимосвязи между скрытыми переменными и выбором метода измерения были установлены в недавнем прошлом<ref name="Scheidl-2010">{{статья|автор=Scheidl T. et al. |заглавие=Violation of local realism with freedom of choice |издание=Proc. Natl. Acad. Sci. |год=2010 |том=107 |выпуск=46 |номер=|страницы=19708–19713 |ссылка=|doi=10.1073/pnas.1002780107|arxiv=0811.3129 |pmid=21041665 |pmc=2993398 |bibcode=2010PNAS..10719708S |язык=en}}</ref>.

В целом, однако, гипотеза супердетерминизма принципиально непроверяема, поскольку можно постулировать, что взаимосвязи существуют со времён [[Большой взрыв|Большого взрыва]]<ref name=Wolchover>{{Cite news|url=https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/02/spooky-action-at-a-distance/516201/|title=The Universe Is as Spooky as Einstein Thought|last=Wolchover|first=Natalie|newspaper=The Atlantic|access-date=2017-02-20|language=en-US|archive-date=2022-06-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20220617020430/https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/02/spooky-action-at-a-distance/516201/}}</ref>.

[[File:Bell's theorem and superdeterminism.svg|thumb|400px|Описание гипотезы супердетерминизма на примере эксперимента, в котором фотоны из далёких галактик [[Последовательность Хаббла|Sb и Sc]] используются для управления ориентацией поляризационных детекторов <math>\alpha</math> и <math>\beta</math> непосредственно перед прибытием [[Квантовая запутанность|квантово-запутанных]] фотонов Алисы и Боба]]

В 1980-х годах [[Белл, Джон Стюарт|Джон Стюарт Белл]] дал интервью [[Би-би-си]] по гипотезе супердетерминизма<ref>Радиоинтервью Би-би-си с Полом Дэвисом, 1985 год</ref><ref>Цитата является адаптацией отредактированной стенограммы радиоинтервью с Джоном Беллом 1985 года. См. [https://books.google.com/books?id=KHezRs7nsAgC ''The Ghost in the Atom: A Discussion of the Mysteries of Quantum Physics''] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=KHezRs7nsAgC |date=20230415204025 }}, авторы: Пол К. У. Дэвис и Джулиан Р. Браун, 1986/1993, [https://books.google.com/books?id=KHezRs7nsAgC&q=%22Your+famous+result+that+we+all+know%22 pp. 45-46] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=KHezRs7nsAgC&q=%22Your+famous+result+that+we+all+know%22 |date=20230415204025 }}</ref>:

{{Начало цитаты}}Один из способов избежать вывода о сверхсветовых скоростях и [[Жуткое действие на расстоянии|жутком действии на расстоянии]] предполагает гипотеза абсолютного [[детерминизм]]а во Вселенной, полном отсутствии [[Свобода воли|свободы воли]]. Если весь мир супердетерминирован, и не только неживая природа работает по закулисному часовому механизму, но и наше поведение, включая нашу веру в то, что мы свободны в выборе проведения одного эксперимента, а не другого, абсолютно предопределено, включая «решение» экспериментатора провести один набор измерений, а не другой, и трудность исчезнет. Нет необходимости в сигнале быстрее света, чтобы сообщить частице А, какое измерение было проведено с частицей В, потому что Вселенная, включая частицу А, уже «знает», каким будет это измерение и его результат.{{Конец цитаты}}

Тем не менее, по его мнению, гипотеза супердетерминизма неправдоподобна. При использовании детерминированных [[Генератор случайных чисел|генераторов случайных чисел]] для выбора выполняемых измерений на выбор машины влияет большое количество очень незначительных эффектов, и можно предположить, что выбор «фактически свободен для конкретной цели». Маловероятно, что на скрытую переменную будут оказывать влияние те же небольшие воздействия, что и на генератор случайных чисел<ref>{{статья |автор=Bell J. S. |заглавие=Free variables and local causality |издание=Epistemological Letters |год=1977 |том= |выпуск=15 |номер= |страницы=79—84 |ссылка=https://curate.nd.edu/recall/db78tb12h70 |doi= |arxiv= |bibcode= |язык=en }} {{free access}}, Reprinted as Chapter 12 of {{книга|автор=Bell J. S.|часть=|заглавие=Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics : Collected Papers on Quantum Philosophy|оригинал=|ссылка=https://books.google.com/books?id=FGnnHxh2YtQC&lpg=PP1&hl=ru&pg=PA100|издание=3rd Ed|ответственный=|место=|издательство=Cambridge University Press|год=2004|том=|страницы=100—104|страниц=248|isbn=9780521523387|тираж=|язык=en|archive-date=2023-04-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20230416195847/https://books.google.com/books?id=FGnnHxh2YtQC&lpg=PP1&hl=ru&pg=PA100}}</ref>.

Лауреат Нобелевской премии [[Хофт, Герард|Герард Хофт]] и Джон Белл обсуждали гипотезу супердетерминизма в начале 1980-х годов<ref>{{Cite web|url=https://spookyactionbook.com/2013/10/07/does-some-deeper-level-
of-physics-underlie-quantum-mechanics-an-interview-with-nobelist-gerard-t-hooft/|title=Does Some Deeper Level of Physics Underlie Quantum Mechanics? An Interview with Nobelist Gerard 't Hooft|last=Musser|first=George|date=2013-10-07}}</ref>.
Герард Хофт считает, что гипотеза супердетерминизма верна и объясняется каким-то новым, ещё не известным людям, законом природы<ref name="Masser"/>.

По мнению физика [[Цайлингер, Антон|Антона Цайлингера]], если супердетерминизм верен, некоторые из его следствий противоречат одному из основных принципов науки: условию [[фальсифицируемость|фальсифицируемости]]:

{{Начало цитаты}}Мы всегда неявно предполагаем свободу экспериментатора… Это фундаментальное допущение имеет важное значение для занятий наукой. Если бы это было не так, то, я полагаю, вообще не имело бы смысла задавать вопросы природе в эксперименте, поскольку тогда природа могла бы определить, каковы наши вопросы, и это могло бы направлять наши вопросы таким образом, чтобы мы пришли к ложной картине природы.<ref>{{книга|автор=Zeilinger A. |часть=|заглавие=Dance of the Photons|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=New York|издательство=Farrar, Straus and Giroux|год=2010 |том=|страницы=266|страниц=|isbn=|тираж=|язык=en}}</ref>{{Конец цитаты}}

Физики [[Хоссенфельдер, Сабина|Сабина Хоссенфельдер]] и [[Палмер, Тим|Тим Палмер]] утверждают, что супердетерминизм «является многообещающим подходом не только для решения [[Проблема измерения|проблемы измерения]], но и для понимания очевидной нелокальности квантовой физики»<ref>{{статья|автор=Hossenfelder S., Palmer T. |заглавие=Rethinking Superdeterminism |издание=Frontiers in Physics|год=2020|том=8|выпуск=|номер=|страницы=139|ссылка=|doi=10.3389/fphy.2020.00139|arxiv=1912.06462|bibcode=2020FrP.....8..139P |язык=en}}</ref>.

Говард М. Уайзман и Эрик Кавальканти утверждают, что любая гипотетическая супердетерминистская теория «была бы примерно такой же правдоподобной и привлекательной, как вера в повсеместный инопланетный контроль над разумом»<ref>{{статья|автор=Wiseman H. M., Cavalcanti E. G.|заглавие=Causarum Investigatio and the Two Bell’s Theorems of John Bell|издание=[https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-38987-5 Quantum [Un]Speakables II]|год=2016|том=|выпуск=|номер=|страницы=119–142|ссылка=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-38987-5_6|doi=10.1007/978-3-319-38987-5_6|arxiv=1503.06413|bibcode=|язык=en|archivedate=2023-04-16|archiveurl=https://web.archive.org/web/20230416201348/https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-38987-5_6}}</ref>

== Пример ==
Первая супердетерминированная модель скрытых переменных была выдвинута  Карлом Х. Брансом в 1988 году<ref name=":0" />. Другие модели были предложены в 2010 году Майклом Холлом<ref name=":1" /> и в 2022 году Донади и Хоссенфельдер<ref name=":2" />. [[Хофт, Герард|Герард Хофт]] считает свою модель квантовой механики, основанную на [[клеточный автомат|клеточных автоматах]], супердетерминированной<ref>{{книга|автор='t Hooft G.|часть=|заглавие=The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics|оригинал=|ссылка=https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-41285-6|издание=|ответственный=|место=|издательство=Springer|год=2016|том=185|страницы=|страниц=XVIII + 298|серия=Fundamental Theories of Physics|doi=10.1007/978-3-319-41285-6|isbn=978-3-319-41284-9|s2cid=7779840|тираж=|язык=en|archive-date=2023-04-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20230416201349/https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-41285-6}} {{free access}}</ref>.

Некоторые авторы рассматривают [[ретропричинность]] в квантовой механике как пример супердетерминизма, в то время как другие авторы рассматривают эти два случая как разные<ref>{{статья|автор=Wharton K. B., Argaman N.|заглавие=Colloquium: Bell's theorem and locally mediated reformulations of quantum mechanics|издание=Reviews of Modern Physics|год=2020|том=92 |выпуск=2 |номер=|страницы=021002 |ссылка=https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.92.021002|doi=10.1103/RevModPhys.92.021002|s2cid=184486977|arxiv=|bibcode=|язык=en}}</ref>.

== См. также ==
* [[Демон Лапласа]]
* [[Теория де Бройля — Бома]]
* [[Многомировая интерпретация]]
* [[Квантовая запутанность]]
* [[Теорема о свободе воли]]

== Примечания ==
{{Примечания}}

== Внешние ссылки ==
{{Wikiquote}}
* {{cite journal |doi=10.1103/PhysRevLett.105.250404 |quote=He [Michael J. W. Hall] shows that locality and reality can be retained with a 14% reduction of the experimenters' "free will".|title=Local Deterministic Model of Singlet State Correlations Based on Relaxing Measurement Independence|year=2010|last1=Hall|first1=Michael J. W.|journal=Physical Review Letters|volume=105|issue=25|page=250404|pmid=21231566|arxiv=1007.5518|bibcode=2010PhRvL.105y0404H|s2cid=45436471}}

[[Категория:Квантовая механика]]
[[Категория:Философия физики]]