Размышления о супердетерминизме (квантовая физика)

По сути, супердетерминизм – это просто детерминизм (что может быть детерминистичнее детерминизма?), то есть гипотеза, что в мире нет случайности, всё развитие вселенной предопределено. Добавили супер, чисто чтобы сразу было понятно, что говорят о квантовой механике.

Квантовая теория сама по себе недетерминистическая. Постулирует, что волновая функция схлопывается случайным образом при измерении. Почему случайно схлопывается, и даже почему иногда схлопывается, а иногда нет – науке неизвестно (насколько я понял, такое взаимодействие с квантовым объектом, когда она таки схлопывается, мы называем измерением, но при разных других взаимодействиях она не схлопывается, объект продолжает находиться в суперпозиции состояний).

Случайность сама по себе неприятна, но ещё есть и проблемка. Квантовую систему (например пару “запутанных” частиц) можно разнести в пространстве, и если “измерить” одну из частиц, их общая волновая функция схлопывается мгновенно везде, то есть вторая частица тут же “знает” как схлопнулась первая, информация как будто распространяется быстрее скорости света. Это следует из теории и, возможно, было проверено экспериментально (надо уточнить). Side note – для мгновенной передачи информации это использовать не получится, точно не помню почему, но вроде связано со случайностью схлопывания.

Эйнштейн это не одобрял, называл “spooky action at a distance”. Это ещё называется non-locality.

Возможный выход – предположить, что в схлопывании нет случайности, результат измерения определен каким-то скрытым от нас механизмом (информация о реальном состоянии системы “хранится” в “скрытых переменных”). Тогда схлопывание волновой функции – это вообще не физический процесс, а лишь обновление нашего знания о квантовой системе. Это без проблем может происходить быстрее скорости света.

Однако! Было экспериментально показано (Bell’s Theorem была протестирована в экспериментах), что эти скрытые переменные не могут быть локальными. То есть не может такого быть, что две запутанные частицы заранее договариваются о своих состояниях (пока они рядом), и потом живут независимо друг от друга (не обмениваются информацией на расстоянии, но хранят информацию из прошлого в своих локальных скрытых переменных). Должна быть какая-то “глобальная переменная”, как часть состояния обеих частиц. Опять spooky action at a distance.

Однако 2! В теореме Белла есть условие независимости разных случайностей (деталей не знаю, но и в самой постановке эксперимента есть элемент случайности, и схлопывание случайно). Так вот, приверженцы супердетерминизма такие “постойте, если всё детерминировано и определено чем-то в прошлом, может быть и эти случайности не независимы?”. Если это так, требование наличия глобальной переменной или сверхсветового обмена информацией снимается (Эйнштейн доволен).

Сабине (Sabine Hossenfelder) нравится супердетерминизм (а мне нравится Сабина). Но большинству ученых не нравится! Кто-то говорит что вся наука строится на предположении независимости экспериментов, и что же теперь делать? Кому-то не нравится отсутствие “свободы воли” – как будто настоящая квантовая случайность давала бы такую свободу. Физикам больше нравится гипотеза множества миров (когда волновая функция схлопывается, наш мир разветвляется на много параллельных миров, по одному на “случайный” исход) – по мне так это вообще очень странная идея, хоть и зрелищная. Сабина говорит, что эта гипотеза даже не решает проблему с нелокальностью, и вообще ничем не лучше общепринятого постулата, что схлопывание случайно.

1 лайк