211service.com
Jak splątanie może być deterministyczne
Wszechświat to automat komórkowy, w którym rzeczywistość jest po prostu odczytem z gigantycznej, fantastycznie złożonej maszyny obliczeniowej. Taki jest wniosek laureata Nagrody Nobla, fizyka Gerarda ‘t Hoofta, który twierdzi, że oznacza to również, że mechanika kwantowa jest teorią deterministyczną.
Kluczową nową cechą tego deterministycznego modelu jest to, że w szczególności uwzględnia on kwantowe zjawisko splątania.
Jedna z największych debat naukowych w historii toczyła się o naturę mechaniki kwantowej i niepokojące konsekwencje teorii, która jest po pierwsze probabilistyczna, a nie deterministyczna (Bóg nie gra w kości), a po drugie nielokalna, co oznacza, że pozwala na upiorne działanie na odległość splątania.
Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest założenie, że mechanika kwantowa jest niepełnym opisem rzeczywistości i że pełny, deterministyczny opis można osiągnąć za pomocą dodatkowych ukrytych zmiennych. Na przykład jedna z teorii zakłada, że jedną ukrytą zmienną jest pozycja cząstki kwantowej.
Innym pomysłem jest to, że upiorne działanie na odległość można wyjaśnić ukrytymi zmiennymi, które z góry określają, jak będą zachowywać się splątane cząstki podczas pomiaru.
Jednak teorie ukrytych zmiennych zostały w dużej mierze zdyskontowane przez teoretyków kwantowych, ponieważ ich matematyczna struktura prowadzi do przewidywań dotyczących korelacji między splątanymi cząstkami, które okazały się błędne w licznych eksperymentach. Według tej analizy ukryte teorie zmiennych nie mogą leżeć u podstaw mechaniki kwantowej.
Ale mogą istnieć klasy ukrytych teorii zmiennych, które nie są objęte tym argumentem.
Dziś ‘t Hooft powiedział, że znalazł jeden z nich: nową klasę deterministycznych modeli wszechświata, które pozwalają na splątanie. Co ciekawe, opierają się one na automacie komórkowym, urządzeniu liczącym składającym się z siatki komórek, które mogą znajdować się w różnych stanach w zależności od stanów sąsiednich komórek.
Nie jest pierwszą osobą, która stworzyła model wszechświata z automatu komórkowego. Niezależny naukowiec Stephen Wolfram uważa, że wszechświat lepiej modelują automaty komórkowe niż konwencjonalne prawa fizyki. Podobny pomysł przedstawił Ed Fredkin, informatyk z MIT. A matematyk John Conway opracował słynną grę w życie opartą na automatach komórkowych.
Więc Hooft jest w dobrym towarzystwie.
Jednak jego model ma szereg mankamentów, z których zdaje się doskonale zdawał sobie sprawę. Być może najpoważniejsze jest to, że w modelu brakuje wielu podstawowych symetrii, którymi cieszy się nasz wszechświat, takich jak symetria obrotowa.
Ale 't Hooft kontratakuje, mówiąc: Można argumentować, że argumenty symetrii nie powinny wchodzić w dyskusję na temat interpretacji mechaniki kwantowej. Chociaż, jak możesz przedstawić ten argument, nie jest jasne.
Myślę, że można powiedzieć, że idee „t Hooft” nie cieszą się powszechnym poparciem. Z drugiej strony nie jest to realna miara ich skuteczności. Prawdziwe pytanie brzmi, czy ‘t Hooft może dokonać jakichkolwiek prognoz, które pozwoliłyby innym naukowcom przetestować jego model.
Nr ref.: arxiv.org/abs/0908.3408 : Splątane stany kwantowe w lokalnej teorii deterministycznej