Kann Superdeterminismus Kontextualität, Verschränkung und Shors Algorithmus in der Quantenmechanik auflösen?

Superdeterminismus ist die Vorstellung, dass die scheinbare Freiheit bei der Wahl von Versuchsapparaturen und deren Einstellungen nichts als eine Illusion ist. Kontextualität ist die Abhängigkeit der Eigenschaften eines Systems von der Wahl des Messgeräts. Was aber, wenn es keine „freie“ Wahl der Messeinstellungen gibt, dh die Messeinstellungen kein frei variierbarer unabhängiger Freiheitsgrad sind? Bellsche Ungleichungen erfordern kontrafaktische Polarisationseinstellungen, aber was wäre, wenn die Polarisationseinstellung nur in eine Richtung und nicht in eine andere hätte gehen können? Was die Fähigkeit von Shors Algorithmus betrifft, große ganze Zahlen zu faktorisieren und diskrete Algorithmen zu berechnen, bestimmen die am Ende erhaltenen Antworten vielleicht rückwirkend die Zahlen, die überhaupt in den Quantencomputer eingegeben wurden, sodass es keine andere Zahl gewesen sein kann?

Gibt es absolut fatale Einwände?

Superdeterminismus erfordert entweder die Fähigkeit, Einwegfunktionen umzukehren, Retrokausalität oder eine versteckte lokale Duplizierung entfernter Berechnungen in Quantensystemen. Was ist, wenn die Wahl der Messeinstellung durch eine deterministische Einwegfunktion bestimmt wird?
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Antworten (3)

Was würden Sie als absolut fatalen Einwand anerkennen?

Lassen Sie uns die Tatsache beiseite schieben, dass es mehr oder weniger eine Annahme ist, dass die experimentelle Physik dazu verdammt ist, wichtige Merkmale der Welt nicht genau zu enthüllen, und dass die Wissenschaft dem Untergang geweiht ist. Diese Konsequenzen machen diese Frage für Philosophy.SE besser geeignet als hier; aber egal – gehen wir die philosophische Frage an und akzeptieren, dass es durchaus vorstellbar ist (wenn auch nicht sehr produktiv in die Praxis umzusetzen), dass das Unternehmen der modernen Physik zwecklos ist.

Was wir hier im Grunde diskutieren, ist, ob bewusste menschliche Entscheidungen durch lokale verborgene Variablen in einer solchen Weise, durch ein deterministisches Universum, eingeschränkt werden, dass sie dazu neigen, Messgrößen zu wählen, die Korrelationen offenbaren, die unmöglich erscheinenfür lokale versteckte Variablen; oder ob bewusste menschliche Entscheidungen darüber, welche Zahlen wir faktorisieren würden, eingeschränkt sind, sodass wir nur die Zahlen faktorisieren, für deren Faktorisierung die verborgenen Variablen des Quantensystems zufällig nützlich sind. Das heißt: dass unser Gehirn – eines der kompliziertesten unkontrollierten Systeme, das wir kennen – entweder einen riesigen Vorrat an geheimen Korrelationen mit der Welt um uns herum hat oder so sehr anfällig für das Eindringen solcher geheimer Informationen ist, dass es ständig dazu dient jeden Versuch zu vereiteln, die Tatsache zu entdecken, dass die Welt um uns herum weder zufällig ist noch scheinbar nicht-lokale Effekte beinhaltet.

Das ist kartesische Paranoia vom Feinsten. Damit eine deterministische Physik bewusste Agenten wie uns selbst hervorbringt und uns gleichzeitig Ergebnisse vortäuscht, die routinemäßig wahrscheinlichkeitstheoretisch erscheinen, mit angemessener Konvergenz der Häufigkeit von Ereignissen zu zuverlässigen Durchschnittswerten, indem sie uns anweist, zu glauben, dass wir wählen Messungen durchzuführen, bei denen die Ergebnisse zufällig erscheinen, aber auf eine Weise korrelieren, die sich einer Erweiterung durch lokale verborgene Variablen widersetzt – dies scheint mir nicht nur ein fein abgestimmtes Universum zu erfordern, das für Leben à la gastfreundlich istdas anthropische Prinzip, sondern ein kosmologischer Zufall, der so enorm ist, dass er eine intelligente Agentur erfordert, deren Zweck es ist, zu täuschen; Ameisen nur so zu gestalten, dass sie Ameisenhaufen anstupsen können. Während diese Position eine Lösung für so klassische theologische Rätsel wie das Problem des Bösen darstellt, scheint sie wirklich eine einfachere Hypothese zu sein als nur die Idee, dass die Natur stochastisch ist, und ein bisschen komplizierter, als wir jemals zuvor glauben mussten 1900 n. Chr.?

Bedenken Sie auch dies: Wenn wir es schaffen, einen großen Quantencomputer zu bauen, hindert uns nichts daran, einen Computer so einzurichten, dass er jedes Paar ungerader Primzahlen mit 10 6 multipliziertin einer festen Reihenfolge, und refaktorisieren Sie dann jedes dieser Produkte unter Verwendung von Shors Algorithmus. Die einzigen "Entscheidungen", die beim Betrieb des Computers eine Rolle spielen, sind also die Details des Computerdesigns, der genaue Moment, in dem wir uns entscheiden, ihn einzuschalten, und die mathematische Theorie (die bis zur Zahlentheorie reicht! ), die seiner Tätigkeit zugrunde liegt. Das Scheitern mysteriöser Computerausfälle, eine kosmische Verschwörung, die uns vorgaukeln wollte, die Quantenmechanik sei für den genauen Moment verantwortlich, in dem wir den Computer einschalten, und für den gesamten Verlauf der Entwicklung von Mathematik und Ingenieurwesen, der zu Shors Algorithmus und führte der Bau des Quantencomputers, um uns weiterhin zu täuschen. Außerdem müssen diese Kräfte, die unser Verhalten so genau bestimmen, es irgendwie schaffen, nicht entdeckt zu werden,

Es gibt derzeit einfach keinen Grund, dies als vernünftige Hypothese zu betrachten. Es ist äußerst heikel, und ich kann mir nicht einmal ansatzweise vorstellen, wie genau die Anfangsbedingungen abgestimmt werden müssten, um es wahr werden zu lassen – insbesondere angesichts der Tatsache, dass komplexe Systeme eine solche Instabilität aufweisen, wie es die „kosmische Lüge“ tun würde vermutlich schnell aufgedeckt werden, es sei denn, die Anfangsbedingungen waren genau so gesetzt . Nur jemand, der sich absolut dem Determinismus und lokalen Realismus verschrieben hat und jedem vernünftigen und pragmatischen Ansatz zur Erkenntnistheorie oder Ontologie den Vorzug gibt, würde sich jemals dafür interessieren. Aber wenn die Welt wirklich so ist, wie sie es beschreiben, sollten wir sie nicht dafür verantwortlich machen; Schließlich haben sie keine andere Wahl, es zu glauben, als ich ganz nebenbei erwähnen muss, dass 11 × 13 = 143.

Das ist eine großartige Antwort, aber lassen Sie mich eine Beobachtung hinzufügen: Mir scheint, dass der Superdeterminismus sogar an seinem eigenen Ziel kläglich scheitert, nämlich die Quanten-Nichtlokalität wegzuerklären. Denn damit die Partikel, aus denen unsere Gehirne, Messgeräte, EPR-Paare usw. bestehen, seit Anbeginn der Zeit an dieser Verschwörung beteiligt sind, bräuchten Sie offensichtlich eine viel radikalere Art von Nichtlokalität als die Art, die Sie versucht haben erklären! Daher ist es für mich schwer zu verstehen, wie jemand dieses „Heilmittel“ nicht unendlich schlimmer als die Krankheit finden konnte.
@ScottAaronson: Ich bin immer davon ausgegangen, dass, wie bei allen klassischen Verschwörungen entfernter Parteien, die nur lokal agieren, alles ein Teil des äußerst komplizierten Plans mit einem lokalisierten Ausgangspunkt sein soll: in diesem Fall der Urknall, wo alles am selben Ort begonnen, damit die Verschwörung unter den Bedingungen der Hypothese möglich war. Gibt es „Superdeterministen“, die nicht glauben, dass die Materie-Energie im sichtbaren Universum jemals lokalisiert wurde?
Die erste Antwort zitierend: > "Aber dann, wenn die Welt wirklich so ist, wie sie es beschreiben, sollten wir ihnen > keinen Vorwurf machen; schließlich haben sie keine andere Wahl, es zu glauben > als ich ganz am Rande erwähnen muss, dass 11 ×13 = 143" Meine Frage an Sie lautet: Können Sie die Wurzeln Ihres tangentialen Ausrufs verfolgen, dass 11x13=143, logisch durch die Anwendung der Kausalität? Natürlich kannst du das, und wenn du das nicht begreifen kannst, dann hast du einen langen Weg vor dir, mein Freund. Da Sie wissen, dass die Kausalität eine Tatsache ist, wie hätten Sie möglicherweise eine andere Aussage als 11x13=143 wählen können?

Ich bin kein Gelehrter des Konzepts des „ Superdeterminismus “, daher kann es sein, dass ich einige historische Nuancen der Idee falsch verstehe. Aber Superdeterminismus ist nur Determinismus. Genauer gesagt ist es ein trügerischer Versuch, eine Lücke in Bells Theorem zu finden, indem festgestellt wird, dass der Determinismus, wenn er wahr ist, sowohl für den Experimentator als auch für das Experiment gelten würde.

Bellsche Ungleichungen beziehen sich typischerweise auf ein Experiment, bei dem es eine Auswahl gibt, was Sie messen, z. B. Spin-Up vs. Spin-Down oder Winkel eines Polarisationsfilters. Dann sehen Sie sich die von der Quantentheorie vorhergesagten Statistiken an und stellen fest, dass eine lokale deterministische Theorie sie nicht erzeugen könnte, es sei denn, die Teilchen hätten Vorkenntnisse über die Messeinstellungen. Es gibt ohnehin keinen vernünftigen Weg für sie, dieses Wissen zu haben, aber nur um es klarzustellen, die Darlegung des Bellschen Theorems kann die Fähigkeit des Experimentators betonen, die Messeinstellungen zu wählen, nachdem die Partikel (z. B. in einem EPR-Paar) zur Messung aufgebrochen sind Gerät.

An diesem Punkt sagt der „Superdeterminist“: „Aha! Aber wenn der Determinismus wahr ist, dann war die Wahl des Experimentators vorbestimmt, bis zurück zum Urknall, also hatten die Teilchen im Prinzip Zugang zu Informationen, die implizieren, was die Wahl wäre. " Was wahr ist, aber lächerlich. Wir könnten diese Experimente so einrichten, dass die Einstellungen von jedem absurden Mechanismus gesteuert werden, den Sie sich vorstellen; zum Beispiel die Gesamtmenge an Kot von einer Maus in einem Käfig - wenn es mehr als X ist, messen wir Spin-Up, wenn es weniger als X ist, messen wir Spin-Down.

Es ist absurd anzunehmen, dass die mikroskopische Kausalität des Universums so ist, dass es die verborgenen Variablen innerhalb des Partikels immer so einstellen würde, dass sie der Menge an Kot entsprechen, die die Maus produziert; oder äquivalent, dass die mikroskopische Kausalität des Universums den Stoffwechsel der Maus immer feinabstimmen wird, um die verborgenen Variablen an Bord des sich nähernden Teilchens abzugleichen. Doch das ist wirklich die Art von Dingen, die das superdeterministische Schlupfloch erfordert! (Wenn jemand eine nicht absurde Formulierung des Superdeterminismus hat, würde ich gerne davon wissen.)

Retrokausalität , die auch in der Frage erwähnt wurde, ist ein völlig anderes Konzept. Eine retrokausale Theorie – vielleicht sollten wir bikausal sagen, da sie sowohl „prokausal“ als auch retrokausal wäre – enthält zwei Zeitpfeile, die in entgegengesetzte Richtungen gehen. Es kann also lokal prokausal und lokal retrokausal sein und dennoch raumartige Korrelationen und Zeitschleifen aufweisen. Aber niemand hat ein funktionierendes Modell einer solchen Theorie.

"Superdeterminismus" wird viel weniger lächerlich, wenn Sie einfach Folgendes sagen: In einem Bell-ähnlichen Experiment können weder Alice noch Bob "ihre Meinung ändern", was sie messen sollen, ohne eine oder mehrere Änderungen der Einstellungen des Experiments vorzunehmen in ferner Vergangenheit . Wenn Sie eine dieser Einstellungen ändern, ändert sich möglicherweise nicht nur die Anzahl der Mauskotablagerungen, sondern das gesamte Experiment wird zurückgesetzt. Damit ist Bells Widerspruch bereits beseitigt. Es wird kein nicht-lokales physikalisches Gesetz benötigt.
Die unmittelbare Ursache für die experimentellen Einstellungen ist die Anzahl der Mauskotablagerungen. In diesem Fall geht also die Kette von Ursache und Wirkung von der fernen Vergangenheit bis zur Wahl des Experiments durch den Darm der Maus. Die Kette von Ursache und Wirkung aus der fernen Vergangenheit zu zB den Photonen in einem EPR-Paar nicht. Es ist also immer noch lächerlich, weil es behauptet, dass die Verdauung von Nagetieren ein High-Fidelity-Medium ist, um zu kommunizieren, in welchem ​​Subquantenvakuum wir uns befinden.
Wie stellen Sie sich eine Veränderung in der fernen Vergangenheit vor, die den Darm einer Maus betrifft, aber nicht die EPR-Photonen? Selbst wenn die EPR-Photonen außerhalb des Lichtkegels liegen, kann ich einfach weiter in die Vergangenheit gehen ... bis hin zum inflationären frühen Universum, wenn nötig.
Die ferne Vergangenheit ist ein kausaler Vorläufer sowohl der experimentellen Einstellungen als auch des EPR-Paares. Aber für die experimentellen Einstellungen "geht" die lokale Kette von Ursache und Wirkung durch die Maus, während sie dies für das EPR-Paar nicht tut. Das Szenario ist, dass die Auswahl der experimentellen Umgebung von dem bestimmt wird , was in der Maus passiert, ein komplizierter makroskopischer Prozess ...
Sie können also nicht die richtigen Statistiken erhalten, indem Sie sich darauf verlassen, dass das Subquantenvakuum überall gleich ist.
@ Mitchell: Auch wenn die logische Kette nicht durch den Darm der Maus geht, setzt sie die Daten für das EPR-Experiment zurück. Die Photonen werden also von den vergangenen Daten beeinflusst.
Das Traurige ist, dass ich es den Leuten nicht in den Kopf bekomme, dass kontrafaktische Messungen nicht sinnvoll sind, nicht einmal in CA-Theorien. Operatoren, die in der CA-Basis nicht diagonal sind, können nicht gemessen werden. Der Punkt, der ständig zu entgehen scheint, ist, dass eine CA so komplex sein kann, dass keine kontrafaktischen Messungen erforderlich sind, um das Ergebnis einer makroskopischen Beobachtung zu beschreiben. Nicht-Diagonaloperatoren können deshalb dennoch äußerst nützlich sein, um Zwischenergebnisse einer Quantenrechnung zu beschreiben.
Sie müssen nicht in kontrafaktischen Begriffen denken. Sie können viele Instanzen desselben Experiments (aber mit unterschiedlichen Einstellungen) haben, die in derselben Raumzeit stattfinden. Die Implikation von Bells Theorem ist, dass Sie nicht die richtigen Frequenzen für die Ergebnisse einer lokalen deterministischen Physik erhalten können, es sei denn, Sie stimmen die mikroskopischen Ursachen an jedem einzelnen Ort künstlich ab, um die gewünschten Frequenzen zu erhalten.
Ich habe nie gesagt, dass die Photonen von der Vergangenheit nicht beeinflusst werden. Das Problem ist, dass die experimentellen Einstellungen durch beliebig komplizierte makroskopische Prozesse gesteuert werden können. Wenn dies an zwei oder mehr Orten geschieht, die raumartig voneinander getrennt sind, kann ein gemeinsames Subquantenvakuum nicht die gemeinsame Ursache für Bell-Korrelationen sein ...
Jeder Standort hat nur eine lokale Kopie der Vakuumdaten, aber um die Korrelationen herzustellen, müsste die Vorrichtung an jedem Standort auch die Einstellungen der Vorrichtung an dem anderen Standort "kennen", die nicht durch die Vakuumdaten bestimmt werden , sie werden durch die makroskopischen Steuerungsvorgänge bestimmt.
@ Mitchell: Stimmen Sie dem Folgenden zu? Ihre "willkürlich komplizierten makroskopischen Prozesse" haben eine Vergangenheit; um die Einstellung des Polarisationsfilters zu ändern A , du musst diese Vergangenheit ändern. Durch das Zurücksetzen der Vergangenheit werden die "lokalen Vakuumdaten" sowohl bei A und bei B , wird sich komplett verändert haben. Mein Punkt ist, ob ein Photon an A oder bei B durchkommt, ist in der deterministischen Theorie nur schwer oder gar nicht zu berechnen. Mit QM als Werkzeug können nur die Chancen berechnet werden. Akzeptabel oder nicht?
Sie müssen zeigen, wie die veränderte Vergangenheit möglicherweise ohne wundersame Feinabstimmung die richtigen Chancen erzeugen könnte, wenn die richtigen Chancen von den experimentellen Einstellungen abhängen und die experimentellen Einstellungen vom Gewicht des Mauskots oder der Anzahl der Blitzeinschläge Modulo 2 oder dem n-ten abhängen Ziffer von Pi oder jede andere Eingabe, die verwendet werden könnte, um einen Steuerungsprozess zu steuern ...
Wir können die Wahl der Einstellungen von einem deterministisch chaotischen Prozess abhängig machen. Dieser chaotische Zwischenprozess randomisiert notwendigerweise jedes "Signal", das in dem lokalen mikroskopischen physikalischen Zustand existierte. Die einzige Möglichkeit, die richtigen Statistiken in den experimentellen Ergebnissen zu erhalten, besteht also darin, die Anfangsbedingungen exponentiell zu verfeinern.
@Mitchel: Die CA ist ein Universalrechner, als solcher nicht integrierbar. Ich denke, mein CA - Quantum Mapping beweist nur , dass der CA "wundersames Feintuning" erzeugt. Es wird nicht genau randomisiert. Es rechnet genauer als eine Maus, ja, es kontrolliert den Darm der Maus. Denken Sie nun daran, dass die vom CA erzeugte QFT immer noch der Quantenkausalität gehorcht (dh Kommutatoren verschwinden außerhalb des Lichtkegels), so dass die Feinabstimmung immer noch kausal ist, was sie etwas weniger "wunderbar" macht. Wir können diesen universellen Computer niemals kurzschließen, aber wir können seine Korrelationen berechnen, indem wir die Abbildung auf QM verwenden.
Dass diese Korrelationen „absurd“ oder „lächerlich“ sind, ist für mich kein hinreichendes Argument. Der Mausdarm, das Gehirn, eine Flossenmaschine, sie alle gehorchen Erhaltungsgesetzen wie Energie und Drehimpuls und den Gesetzen der Thermodynamik. Sie gehorchen also auch der Einheitlichkeit. Daran ist nichts absurd oder lächerlich. Führen Sie einfach das CA - Quantum Mapping durch.
In Bezug auf Ihre Konstruktionen: Meine Erwartung ist, dass der Satz von Bell für freie bosonische Felder irrelevant ist, da die Physik nicht reich genug ist, um ein Messgerät herzustellen. Bei der Zeichenfolge bin ich mir nicht sicher, aber wenn Sie dort ein Bell-Szenario realisieren können, müsste es sich meiner Meinung nach in einem Raum befinden, der durch eine nichtlokale Transformation (holographisch, verdreht, ...?) des Zielraums erhalten wird. Es sollte aus den üblichen Gründen nicht möglich sein, Bell-Verletzungen direkt im Zielraum zu erzeugen.
Ich würde gerne im "Chat" fortfahren, aber ich werde meine Zeit nicht damit verschwenden, herauszufinden, wie das geht.
Wenn eine Diskussion so lang wird, beginnt diese Website automatisch und fordert Sie auf, „zum Chat zu wechseln“. Ich habe auf "Ja" geklickt, und diese letzte Nachricht wurde automatisch generiert ... Der Link führt zu einem Chatbereich, der zur Fortsetzung dieser Diskussion erstellt wurde. Um dort zu posten, müssen Sie ein Konto auf „stackexchange.com“ haben, das sich von „physics.stackexchange.com“ unterscheidet, obwohl Sie möglicherweise Ihre Kontodaten von dieser Website importieren können.
Es ist wichtig, Interaktionen hinzuzufügen, wodurch die Zertifizierungsstelle nicht trivial wird. Nur dann machen meine Argumente Sinn. Ohne das funktionieren sie auch, aber es sind nur Formalitäten und Semantik. Interaktionen machen Ihre CA zu einem universellen Computer. Sie können die CA-Gleichungen immer noch "lösen", aber Sie können sie nicht beschleunigen, indem Sie beispielsweise Techniken der Renormalisierungsgruppe (RG) verwenden, um zu größeren Zeit- und Entfernungskalen zu gelangen. Dazu bräuchte man einen Computer mit Planckschen Dimensionen. Das gibt es heute nicht.
@G.'tHooft, es scheint mir, dass Ihr Superdeterminismus nur ein Necessitarismus ist, als Sie sagten ... "Wie stellen Sie sich eine Veränderung in der fernen Vergangenheit vor, die den Darm einer Maus betrifft, aber nicht die EPR-Photonen? Auch wenn die EPR-Photonen sind außerhalb des Lichtkegels, ich kann einfach weiter in die Vergangenheit gehen" . Die Kausalkette, die die Welt ausmacht, kann nicht anders gewesen sein, es gibt nur eine Art, wie die Welt sein kann.
@G.'tHooft und in physical.stackexchange.com/questions/32203/… "Wenn Sie Ihre Meinung ändern möchten, was Sie messen möchten, weil Sie einen "freien Willen" haben, dann hat diese Meinungsänderung immer ihre Wurzeln in der Vergangenheit, bis hin zur Zeit -> minus unendlich, ob es dir gefällt oder nicht"
@MitchellPorter Es scheint, dass sich Ihre Idee jetzt zur "Maus-Drop-Funktion" entwickelt hat. Siehe S. 141 (und anderswo) von arxiv.org/abs/1405.1548v1 . :)
Die Argumente, dass der Superdeterminismus lächerlich sei, scheinen verdächtig an menschliche Emotionen und Urteilsvermögen gekoppelt zu sein, was der Natur egal ist. Unabhängig davon bewundern Sie @G.'tHooft wirklich dafür, dass er seine Position verteidigt und dieses Gespräch später sogar in eine Zeitung aufgenommen hat. Warum habe ich das Gefühl, sobald wir eine vollständige Beschreibung der Hauptschleife des Universums haben, wird der Superdeterminismus plötzlich nicht mehr lächerlich aussehen, sondern für Physikstudenten im ersten Studienjahr als offensichtlich gelehrt?

Superdeterminismus ist einfach die Theorie, dass der Determinismus vorbestimmt ist. Damit dies wahr ist, sagen wir, dass etwas nur aus dem Nichts entstehen kann, wodurch wahre Ursache und Wirkung festgestellt werden. Alles, was „wirklich“ beiläufig ist, kann nicht vor seiner eigenen Existenz existieren. Es gibt nur eine Sache, die solche Anforderungen erfüllen kann, und das ist eine echte kausale Dichotomie, die nicht lokal zu ihrem effektiven Zustand wäre, dh Spin, den wir als lokal beobachten. Folgen Sie mir so weit?

Wenn ja, dann finden Sie vielleicht meine Erkenntnisse zu diesem Thema von Bedeutung:

http://fqxi.org/community/forum/topic/1809

... John Bell hatte recht: "Es gibt einen Weg, der Schlussfolgerung von überlichtschnellen Geschwindigkeiten und gespenstischen Aktionen aus der Ferne zu entkommen. Aber es beinhaltet den absoluten Determinismus im Universum, das völlige Fehlen eines freien Willens."

Ihre Beschreibung des Superdeterminismus ist nicht korrekt. Zur Einführung siehe Hossenfelder und Palmer 2019 (Preprint) und Hossenfelder 2020 (Preprint).
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