Impliziert Einsteins lokaler Realismus in der Quantenmechanik Superdeterminismus?

Einstein bestand darauf, dass die Natur lokal real ist , was auch als kontrafaktische Bestimmtheit bekannt ist und bedeutet, dass die Ergebnisse von Experimenten vorbestimmt sind. Aber wenn alles in jeder Region von Raum(-zeit) vorbestimmt ist, wenn alles durch irgendwelche verborgenen Variablen vorbestimmt ist, dann haben wir nirgendwo Platz für Stochastismus (Zufälligkeit/freier Wille). Das bedeutet, dass wir Superdeterminismus haben – unsere Raumzeit ist statisch und alles ist im Voraus bekannt. Ist es richtig?

Ich meine, wenn das Ergebnis Ihrer Messung durch die Region des Weltraums, in der Sie sich befinden, vorbestimmt ist, dann ist die Eigenschaft, die Sie zum Messen auswählen, auch durch die Eigenschaften Ihrer Region vorbestimmt. Sie können keinen freien Willen für sich selbst und Determinismus für das Objekt haben, das Sie messen.

Ich frage, weil bekannt ist, dass das berühmte Bell-Theorem im Falle des Superdeterminismus unangemessen ist. Es wird jedoch verwendet, um den lokalen Realismus auszuschließen. Aber wie können Sie das tun, wenn der lokale Realismus den Superdeterminismus impliziert?

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Sie haben Recht, dass Bells Ungleichungen den „Superdeterminismus“ (Bells Begriff) nicht ausschließen, wie er selbst einräumte: „ …wenn unsere Messungen nicht unabhängig voneinander variabel sind, wie wir angenommen haben…selbst wenn sie von scheinbar freiwilligen Physikern gewählt wurden. .. dann kann die lokale Einstein-Kausalität überleben. Aber anscheinend getrennte Teile der Welt werden tief verstrickt, und unser scheinbar freier Wille ist mit ihnen verstrickt . Bells Ungleichungen sind stattdessen bedingt: ob die Experimentatoren frei wählen könnenwelche Experimente sie durchführen, dann sind die Ergebnisse dieser Experimente, wie sie von der Quantenmechanik vorhergesagt (und in Labors bestätigt) nicht mit dem lokalen Realismus vereinbar. Das Testen des Determinismus erfordert die Annahme indeterministischer Freiheit. Auf den ersten Blick erscheint die Schlussfolgerung von Bell also kreisförmig, wie Brown es in Von Neumanns Postulat und Bells Freiheit formuliert :

Er bewies unter der Annahme, dass die Vorhersagen der Quantenmechanik gültig sind (was die experimentellen Beweise stark stützen), dass nicht alle Ereignisse strikte Folgen ihrer kausalen Vergangenheit sein können, und um diesen Beweis zu führen, hielt er es für notwendig, die Annahme einzuführen dass nicht alle Ereignisse streng genommen Folgen ihrer kausalen Vergangenheit sind! "

Aber alles ist nicht so rund, wie es scheint. Der Haken ist, dass selbst die strengsten mechanischen Deterministen ihren Determinismus typischerweise auf die von ihnen durchgeführten Experimente anwenden, nicht auf ihre Fähigkeit, sie durchzuführen, obwohl ihr Determinismus vorschreibt, dass sie sie möglicherweise nicht nach Belieben durchführen können. Wenn sie ihren Determinismus konsequent auch auf sich selbst anwenden (was Bell „Superdeterminismus“ nennt), dann wird er nicht nur empirisch nicht falsifizierbar, sondern auch leer: Kein Kontrafaktisches kann jemals getestet werden, weil alle Einstellungen vorab festgelegt sind. Was Bells Ungleichungen also deutlich machen, ist, dass man kein Determinist in Bezug auf die Natur sein kann, ohne auch ein Determinist in Bezug auf seine Fähigkeit zu sein, sie zu „befragen“, in Galileos Worten. Und dieser Determinismus ist aus dem von Bell erwähnten Grund höchst unglaubwürdig bis hin zu einem fantastischen Punkt, er erfordert „tiefe Verschränkung“, fein abgestimmte Korrelationen zwischen weit entfernten Regionen des Universums, Korrelationen, die räumlich entfernte Experimentatoren schließlich dazu zwingen, eine Messung statt einer anderen durchzuführen . In der Praxis (die auf alles andere als zweifelhaft auf das Universum als Ganzes angewendet wird) wird die Dekohärenz der Umwelt solche Korrelationen schnell auslöschen.

Die Ironie besteht darin, dass es ursprünglich eine quantenmechanische „spukhafte Fernwirkung“ war, die Einsteins Forderung nach lokalem Realismus motivierte, aber angesichts von Bells Ungleichheiten musste er etwas viel Spukhafteres akzeptieren, um sie aufrechtzuerhalten. Aber die gute Nachricht ist, dass Bells Ungleichungen Superdeterminismus zwar nicht ausschließen, ihn aber auch nicht vorschreiben, aber vollkommen konsistent sind mit unbestimmten Messentscheidungen und ihren Ergebnissen. Und das ist die weitaus plausiblere Interpretation.

Es gibt zwei echte Probleme mit der Vorstellung, dass deterministische Physik bestimmbare Ergebnisse bedeutet:

1) Wenn die Funktionen, die das Verhalten von allem bestimmen, Feedback beinhalten und nicht trivial in ihrer Komplexität sind, werden sie eine chaotische Dynamik aufweisen.

2) Wir können nicht alle beitragenden Informationen destillieren, die zu einem aktuellen Zustand führen. Wir können auch nicht den genauen aktuellen Zustand selbst bestimmen, ohne diesen Zustand zu zerstören. Aber die Details unter unserer Messfähigkeit bleiben bestehen.

Die Zufälligkeit nimmt nicht einfach mit der Zeit ab, wenn sich die Dinge in konsistente Muster einpendeln, wie es das traditionelle mechanistische Denken einst vorstellte. Es "spielt sich auch nicht aus": Entropie ist keine Form von Energie, es ist etwas anderes. Unsere Unfähigkeit, Ergebnisse vorherzusagen, insbesondere in kleinen Maßstäben, breitet sich aus und rekombiniert sich mit sich selbst. Und sie nimmt tendenziell zu.

Chaotische Dynamik zeigt, wie sehr kleine Änderungen unverhältnismäßige Auswirkungen haben können. Es gibt also eine allgegenwärtige grundlegende Zufälligkeit bei einer kleinen Ordnung, die nicht entfernt, sondern nur herumgeschoben werden kann. Und wir können nicht davon ausgehen, dass alle seine Auswirkungen gering sein werden.

Es gibt also eine große Lücke zwischen der Vorstellung, dass „Dinge determiniert sind“, und der Vorstellung, dass „es keinen Zufall gibt“. Die Ergebnisse von Experimenten können ebenso determiniert sein wie ihre Eingaben. Aber in gewissem Umfang werden diese Eingaben auch nicht bestimmt.

Die verbleibende Ungewissheit lässt viel Spielraum für den freien Willen auf und ab der Verhaltensskalen, selbst wenn die Regeln an jedem Punkt im Raum perfekt befolgt werden. Determinismus mag theoretisch wahr sein, aber irrelevant.

Inwiefern ist es irrelevant, wenn wir über die reale Welt sprechen, nicht Ihre Illusion darüber? Wenn Einstein sagt, dass das Ergebnis vorbestimmt ist, meint er, dass die Welt absolut vorhersehbar ist, obwohl Sie nicht unterhalb der Plank-Skala messen und Freude über einen solchen "freien Willen" zeigen können.
Wenn es von Anfang an Zufälligkeit gibt, dann gibt es Zufälligkeit für immer, nicht nur das, was wir nicht wissen, sondern echte Zufälligkeit – aufgrund von Entropie irreversibel in der Natur. Wenn Einstein sagt, dass die Dinge durch jedes tatsächlich existierende oder zukünftige Wesen oder jeden Prozess absolut bestimmt werden können, leugnet er die Thermodynamik. Wenn nicht, dann ist es nur ein inhaltsloses Wortspiel, es für „vorhersagbar“ zu erklären, obwohl weder wir noch irgendein anderes Lebewesen jemals die Vorhersage treffen können.
Was hat das mit Thermodynamik zu tun? Einstein sagt eine einfache Sache: Thermodynamik ist eine statistische Theorie. Es ist unvollständig. Das neueste Video von Susskind unterstützt diese Ansicht. Die elementare Physik, die QM ist reversibel , sagt er. Es spielt keine Rolle, ob es von Anfang an eine Zufälligkeit gibt, solange wir uns um Determinismus kümmern. "Wortspiel ohne Inhalt"? Brillant. Reduzieren Sie Ihre Sicht auf die EPR-Debatte auf diesen einen Satz. Wir brauchen Ihre Meinung.
Es ist nicht meine Redewendung – es ist die von Wittgenstein. Es gibt Sprachspiele, die einen Inhalt haben, und Wortspiele, die nur scheinbar einen Inhalt haben. Dies ist einer der letzteren, denke ich. Das ganze Thema scheint „hinterhältiges Reden über Gott“ zu sein. Was niemand bestimmen kann, ist nicht bestimmt. Und der einzige Spieler hier neben allen, die an die Physik gebunden sind, ist Gott.

Der Begriff lokaler Realismus wird in der Praxis so verwendet, dass er Folgendes bedeutet: Jede messbare Größe hat zu jeder Zeit einen einzigen messbaren Wert, und der einzige Wert dieser Größe wird durch lokale Bewegungsgleichungen bestimmt. Der Satz von Bell erklärt, dass jede Theorie, die diese Einschränkung erfüllt, nicht lokal ist.

Sie können sich vorstellen, dass die gesamte Geschichte des Universums im Voraus angelegt wurde und Ergebnisse enthält, die gegen Bells Theorem verstoßen, aber diese finden auf eine Weise statt, die den lokalen Realismus befriedigt. Dies verstößt jedoch gegen ein anderes Prinzip der Wissenschaft: das evolutionäre Prinzip, dass Wissen nur durch Variations- und Selektionsprozesse zwischen Replikatoren entsteht. Der Sinn von Bell-Experimenten besteht darin, eine Situation zu finden, die den lokalen Realismus im Vergleich zur Quantenmechanik testet. Wenn sich die Naturgesetze verschwören, um solche Tests zu vereiteln, dann ist das Evolutionsprinzip falsch. Es war nicht nur keine Variation und Selektion erforderlich, um diese Verschwörung zu erreichen, es war nicht einmal notwendig, dass die relevanten physikalischen Prozesse irgendeine Informationsspeicherung nutzten, um dieses Ergebnis herbeizuführen, also gab es auch keine Replikatoren. Es gibt einen kürzeren Weg, Superdeterminismus zusammenzufassen: Scheiße passiert. Es erklärt nicht die Ergebnisse oder schlägt auch nur einen Hinweis auf eine Erklärung vor, es sagt nur, dass Scheiße passiert.

Es gibt eine lokale Erklärung der Bell-Ungleichungen, die in dem Sinne realistisch ist, dass sie die Existenz einer objektiven Realität akzeptiert: Sie heißt Quantenmechanik. In der Quantenmechanik werden messbare Eigenschaften von Systemen nicht durch einzelne Zahlen, sondern durch hermitesche Operatoren charakterisiert. Es gibt eine völlig lokale Erklärung dafür, wie die Korrelationen in Bezug auf Eigenschaften von Systemen entstehen, die durch solche Operatoren repräsentiert werden. Zur Erklärung, wie die Korrelationen entstehen, vgl

http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007

und

http://arxiv.org/abs/1109.6223 .