Sind Eigenschaften wie Lokalität und Realismus Eigenschaften aller Theorien, einiger Theorien oder Interpretationen von Theorien?

Ich habe ein starkes intuitives Gefühl, zum Beispiel basierend auf dem Bothe-Geiger-Experiment , dass die Quantenmechanik nichtlokal ist. Aber intelligente Menschen, die über diese Dinge nachgedacht haben, behaupten beispielsweise, dass die Quantenmechanik in der Kopenhagener Interpretation nichtlokal, aber in der Viele-Welten-Interpretation lokal ist. Mir scheint klar, dass einige Theorien (Newtonsche Gravitation) definitiv nichtlokal sind und andere definitiv lokal (klassische spezielle Relativitätstheorie).

Hier sind einige der Begriffe, die verwendet werden, um über das EPR-Paradoxon zu sprechen:

  • Lokalität
  • Realismus
  • kontrafaktische Bestimmtheit

Haben einige oder alle davon eindeutige Wahr/Falsch-Werte für die Quantenmechanik? Für bestimmte Interpretationen der Quantenmechanik? Für Theorien mit versteckten Variablen? Haben bestimmte boolesche Kombinationen dieser Terme bestimmte Wahrheitswerte, auch wenn die Terme selbst keine haben?

Mein derzeitiges Gefühl ist, dass dies alles grundsätzlich inkohärente Begriffe sind und dass wir sie als nichts anderes als vage philosophische Motivationen verstehen sollten, die uns dazu bringen würden, tatsächliche Theorien wie Theorien mit verborgenen Variablen oder Tests wie die Bell-Ungleichungen zu konstruieren. Ist meine Meinung schlampig und zu weit gefasst?

verwandt: Welche Kombinationen von Realismus, Nicht-Lokalität und Kontextualität sind in der Quantentheorie ausgeschlossen?

Antworten (1)

Beginnend bei Ihnen: Ja, natürlich steht es uns frei, beliebige Vorstellungen zu wählen, um eine Theorie zu konstruieren, und dann ihre Vorhersagen mit Experimenten zu testen und den Prozess zu wiederholen.

Lokalität im Sinne von Einsteins spezieller Relativitätstheorie ist ein gut erprobtes Konzept. Es kann keine sofortige Informationsübertragung zwischen raumgetrennten Ereignissen geben, wie dies bei Newtons Gravitation der Fall ist, was dazu führte, dass letztere durch GR ersetzt wurde.

Der standardmäßige utilitaristische Formalismus von QM und insbesondere von QFT ist offensichtlich lokal. Es gibt keine nicht-lokalen Wechselwirkungen. Was wir beobachten, sind nicht-lokale Korrelationen, die tendenziell stärker sind als nicht-lokale Korrelationen in der klassischen Physik. Dies wurde mehrfach durch verschiedene lückenlose Tests der Bellschen Ungleichungen demonstriert.

Ich interpretiere „Realismus“ genauso wie „kontrafaktische Bestimmtheit“ in dem Sinne, dass Objekte bereits vorhandene Werte haben, noch bevor wir Messungen vornehmen, um diese Werte zu bestimmen. Der Standardformalismus von QM/QFT bezieht sich nicht auf solche Konzepte und Versuche, solche Möglichkeiten in QM einzubeziehen, führen zu Widersprüchen.

Die Schlussfolgerung von Bell-Experimenten ist, dass Theorien mit "lokalem Realismus" nicht mit experimentellen Ergebnissen übereinstimmen, während QM-Vorhersagen perfekt mit diesen Experimenten übereinstimmen. Wenn Sie also die Lokalität beibehalten, müssen Sie den Realismus aufgeben, und QM ist die bisher beste Theorie in dieser Kategorie.

Aber wenn Sie darauf bestehen, den Realismus beizubehalten, sind Sie gezwungen, Nicht-Lokalisierung anzunehmen. Hier ist die Debroglie-Bohm-Theorie, die nur eine Neufassung der Standard-QM ist, eine konkrete Möglichkeit. Allerdings ist eine solche Formulierung derzeit nur auf nicht-relativistischer Ebene bekannt.

"Allerdings funktioniert es nur auf der nicht-relativistischen Ebene." Können die Leute bitte aufhören, das zu behaupten, ohne über den aktuellen Stand der Forschung informiert zu sein? (zB ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3896068 )
@Luke Danke für den Hinweis auf diese eine aktuelle Forschungsarbeit. Ich habe es nicht gelesen, sondern gerade erst die Zusammenfassung und den Schluss durchgeblättert. Der erste Eindruck, den ich bekomme, ist, dass die Autoren selbst sehr zaghaft in ihrer Sprache und zögerlich mit ihren Schlussfolgerungen sind (was sich sogar in ihrem Titel widerspiegelt). Ja, Forschung ist gut, aber ich denke, bis sie explizit zur Zufriedenheit der Mehrheit demonstriert wird, wird sie immer noch als unbewiesen betrachtet.
Ja sicher. Das ist sozusagen der wichtige Unterschied zwischen den Formulierungen „Es funktioniert nur auf der nicht-relativistischen Ebene“ und „Es gibt noch keine relativistische Formulierung “.
@Luke bemerkt. Bearbeitet.
Diese Antwort liest sich wie ein allgemeiner Überblick über die Ideen und Definitionen. Das ist nicht das, wonach die Frage fragt.
@BenCrowell Ich habe in deiner "Frage" 5 Fragezeichen gezählt. Sie haben also mehrere Fragen. Ich habe versucht, die meisten davon knapp zu beantworten. Definitionen sind wichtig, damit wir auf derselben Seite sind. Ich habe keine "Ideen" skizziert, sondern die mehrheitlich akzeptierten Weisheiten auf der Grundlage experimenteller Fakten zusammengefasst. Wenn Sie längere Antworten wünschen, schlage ich vor, dass Sie Ihre Fragen auflisten und präzisieren (oder sie in separaten Beiträgen stellen). Vielleicht möchten Sie sich auch einige externe Referenzen ansehen, die ich hier in einer verwandten Frage zitiert habe: physical.stackexchange.com/q/397460