Was ist der Unterschied zwischen Realismus in Lokalität und kontrafaktischer Bestimmtheit?

Ich stimme Danu nicht zu. Dies ist eine ernsthafte Frage, die von theoretischen Physikern, die sich mit den Grundlagen der Quantenmechanik befassen, in Betracht gezogen wird.

Kontrafaktische Bestimmtheit ist eine erkenntnistheoretische Eigenschaft, die es Ihnen im Wesentlichen ermöglicht, Was-wäre-wenn-Fragen zu Experimenten zu stellen. Beispielsweise könnte es bei einer forensischen Analyse eines Autounfalls wichtig sein zu wissen: "Wäre der Unfall passiert, wenn der Fahrer die Geschwindigkeitsbegrenzung überschritten hätte?" oder so ähnlich. Im Wesentlichen erlaubt Ihnen eine Theorie, die kontrafaktische Bestimmtheit besitzt, wie ihr Name schon sagt, die Informationen aus einem tatsächlichen Experiment zu verwenden, um zu bestimmen, was passiert wäre , wenn Sie X oder Y in Bezug auf den Aufbau geändert hätten.

Realismus ist eine metaphysische Eigenschaft einer Theorie, die besagt, dass die Objekte der Theorie tatsächlich in der Welt existieren. Dies steht im Gegensatz zum Instrumentalismus , der besagt, dass Theorien lediglich nützliche Werkzeuge zur Vorhersage von Ergebnissen sind, aber wir sollten ihre Objekte nicht zu ernst nehmen. Nehmen wir als allgemeines Beispiel Elektrizität: Existiert ein Elektron? Ein Realist würde ja sagen und dann seine Eigenschaften und Experimente definieren, die diese Eigenschaften unterstützen. Ein Instrumentalist würde nein sagen, dass das Elektron ein nützliches Konzept ist , das wir einem bestimmten Phänomen zuordnen, aber es hat keine unabhängige Existenz . Der entscheidende Unterschied liegt in der Haltung: Instrumentalisten sehen die Theorie als die Entwicklung immer pragmatischerer Vorhersagewerkzeuge, während Realisten die Theorie als eine Reihe immer genauerer Darstellungen der Realität sehen, wobei jeder "Paradigmenwechsel" (per Kuhn) ein differenzierteres Bild liefert.

Dies ist eine grundlegende Frage im Herzen der Wissenschaft. In der Tat wurde viel Mühe darauf verwendet zu versuchen zu verstehen, ob die Mathematik der Quantenmechanik nur eine Erfindung ist oder die Realität widerspiegelt. Überraschenderweise entdeckte Bell eine experimentelle Methode, um die Frage zu beantworten, und das Ergebnis ist, dass Quantenverrücktheit ein intrinsischer Aspekt der Natur ist. Gott würfelt und der Determinismus kann nicht durch versteckte Variablen gerettet werden, die scheinbar nicht existieren.

Realismus ist der Glaube, dass die Natur unabhängig vom bewussten Denken oder Wissen oder der Beobachtung von irgendjemandem existiert. Ein umstürzender Baum in einem verlassenen Wald macht immer noch Lärm. Der Mond ist immer noch da, wenn niemand hinschaut.

Aber in der Physik brauchen wir genauere Definitionen. Um den Realismus umzuformulieren, postulieren wir also, dass materielle Objekte unabhängig voneinander existieren und auch bestimmte Eigenschaften haben, die gemessen werden können [in der Quantenmechanik kann im Prinzip jede einzelne Eigenschaft mit beliebiger Genauigkeit bestimmt werden]. Darüber hinaus haben diese Eigenschaften an jedem Ort und zu jeder Zeit nur einen Wert, und diese Tatsache ist unabhängig davon, ob wir sie messen oder nicht. Obwohl wir sie also nicht messen, haben sie den einzigen genauen Wert, den sie gehabt hätten, wenn wir sie gemessen hätten. Das ist CFD.

Wir machen diese mentale Tortur durch, weil die Gleichungen der Quantenmechanik und die experimentelle Überprüfung von Bell genau das Gegenteil sagen. Das heißt, der verallgemeinerte Realismus wird immer noch als richtig angenommen, aber CFD wird explizit widerlegt. Der Teufel steckt im Detail.

Das Licht entfernter Sterne wird proportional zum umgekehrten Quadrat der Entfernung schwächer, wenn sich die elektromagnetische Strahlung entlang der Oberfläche einer sich ausdehnenden Kugel ausbreitet. Aber emittierte Photonen haben in jeder Entfernung genau die gleiche Energie [hv, wobei v die Frequenz ist]. Wir verstehen, dass die expandierende Kugel die Wellenfunktion ist, die mit der Wahrscheinlichkeit zusammenhängt, ein Photon zu finden. Das Photon existiert ÜBERALL auf der Kugel, bis es gemessen wird. Bei größeren Entfernungen erhalten wir also immer noch Photonen mit konstanter Energie, die von einzelnen Atomen an diskreten Punkten erfasst werden, nur weniger davon.

Die Ergebnisse des Schießens von Elektronen auf zwei Schlitze sind nur vorhersehbar, wenn wir davon ausgehen, dass das Elektron gleichzeitig an vielen Orten gleichzeitig existiert [wie Wellen auf einem Teich, nachdem ein Kieselstein hineingefallen ist]. Ein einzelnes Elektron geht durch beide Schlitze, und das einzelne Elektron, das gleichzeitig an vielen Orten existiert, stößt sich ab/interferiert mit seinen vielen Selbst. Aber wenn die Position schließlich gemessen wird [als Lichtpunkt auf einem Leuchtschirm], befindet sich das Elektron immer an einem bestimmten Punkt. Tatsächlich werden Elektronen nie als mehr als Punktteilchen gemessen, aber wenn wir vorher nicht davon ausgehen, dass es sich um Wellen [viele gleichzeitige Orte] handelt, stimmen unsere Vorhersagen nicht mit den experimentellen Ergebnissen überein.

Und die Details sind nicht Philosophie, sondern WISSENSCHAFT.

Verschränkung ist ein kniffliges und sehr subtiles Konzept. Stellen Sie sich ein Paar nicht verschränkter Elektronen vor. Jedem Elektron ist eine quantenmechanische Eigenschaft namens „Spin“ zugeordnet. Der Spin jedes Elektrons kann oben oder unten sein. Wenn man vor der Durchführung einer Messung keine Vorinformationen hat, beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass Elektron Nr. 1 „aufgedreht“ ist, 50 %. Dasselbe gilt für Elektron Nr. 2. Ein System, das aus zwei unverschränkten Elektronen besteht, kann mathematisch als formales System betrachtet werden, das aus zwei diskreten und unabhängigen Zufallsvariablen besteht.

Das mathematische Äquivalent zu zwei verschränkten Elektronen wäre ein System aus zwei diskreten Zufallsvariablen, außer dass in diesem Fall die beiden diskreten Zufallsvariablen nicht unabhängig sind. Vielmehr müssen ihre Zustände durch bedingte Wahrscheinlichkeiten beschrieben werden.

Wenn Verstrickung auf diese Weise gedacht wird, verschwindet viel von der mit dem Thema verbundenen „Verrücktheit“.