През 2022 г. Нобеловата награда за физика бе присъдена за

През 2022 година Нобеловата премия за физика бе присъдена за пробна работа, която демонстрира, че квантовият свят би трябвало да разбие някои от главните ни интуитивни разбирания за метода, по който работи Вселената.

Мнозина преглеждат тези опити и стигат до заключението, че те оспорват " локалността " – интуитивното схващане, че отдалечените обекти се нуждаят от физически медиатор, с цел да си взаимодействат. И фактически – един от методите, по които можем да разбираем тези пробни резултати, е чрез тази мистериозна връзка сред отдалечени частици.

Други пък считат, че опитите оспорват " реализма " – интуитивното схващане, че в основата на нашия опит стои обективно положение на нещата. В края на краищата опитите са сложни за пояснение само в случай че считаме, че нашите измервания подхождат на нещо действително. Така или другояче доста физици са съгласни с концепцията за така наречен " гибел посредством опит " на локалния натурализъм.

Какво ще стане обаче, в случай че и двете интуитивни разбирания могат да бъдат избавени за сметка на трета? Все по-голям брой специалисти считат, че по-скоро би трябвало да се откажем от догатката, че актуалните дейности не могат да повлияят на минали събития. Този трети вид, наименуван " ретрокаузалност ", претендира, че избавя и локалността, и реализма.

Причинно-следствена връзка

Какво въобще е причинно-следствена връзка? Нека стартираме с нещо, което всеки знае: корелацията не е причинно-следствена връзка. Някои корелации са причинно-следствени връзки, само че не всички. Каква е разликата?

Разгледайте следните два образец. (1) Съществува корелация сред иглата на барометъра и времето - ето за какво научаваме за времето, като гледаме барометъра. Но никой не счита, че иглата на барометъра е виновна за времето. (2) Пиенето на мощно кафе е обвързвано с повишение на сърдечния темп. Тук наподобява вярно да се каже, че първото провокира второто.

Разликата е в това, че в случай че " разклатим " иглата на барометъра, няма да променим времето. И времето, и иглата на барометъра се управляват от трето нещо - атмосферното налягане - ето за какво те са взаимосвързани. Когато сами направляваме иглата, прекъсваме връзката с атмосферното налягане и корелацията изчезва.

Но в случай че се намесим, с цел да променим потреблението на кафе от някого, в множеството случаи ще променим и сърдечния му темп. Причинно-следствените корелации са тези, които не престават да съществуват, когато променяме една от променливите.

В наши дни науката за търсене на тези устойчиви корелации се назовава " разкриване на причинно-следствени връзки ". Зад това огромно име се крие една елементарна концепция: [желанието ни] да а открием какво още се трансформира, когато променяме нещата към нас.

В елементарния живот нормално одобряваме за даденост, че последствията от едно разлюляване ще се проявят по-късно от самото разлюляване. Това е толкоз естествено допускане, че не виждаме, че го вършим.

Абсолютно нищо в научния способ обаче не изисква сходно нещо да се случи и то се изоставя с лекост във фантастичната литература. По същия метод в някои религии се молим околните ни да са измежду оживелите от вчерашното корабокрушение, да речем. Ние си представяме, че нещо, което вършим в този момент, може да повлияе на събитие от предишното. Това е ретрокаузалност.

Квантова ретрокаузалност

Квантовата опасност за локалността (т.е. това, че отдалечените обекти се нуждаят от физически медиатор, с цел да си взаимодействат) произтича от аргумента на северноирландския физик Джон Бел през 60-те години на предишния век. Бел преглежда опити, в които двама хипотетични физици, Алиса и Боб, получават частици от общ източник. Всеки от тях избира една от няколко [възможни] настройки за премерване и по-късно записва резултата от измерването. Експериментът, още един неведнъж, генерира лист с резултати.

Бел осъзнава, че квантовата механика предсказва, че в тези данни ще има странни корелации (които през днешния ден към този момент са потвърдени). Те като че ли загатват, че изборът на конфигурация от страна на Алиса оказва едвам доловимо " нелокално " въздействие върху резултата на Боб и назад (въпреки че Алиса и Боб може да са на светлинни години един от друг). Твърди се, че аргументът на Бел съставлява опасност за специфичната доктрина на относителността на Алберт Айнщайн, която е основна част от актуалната физика.

Но това е по този начин, тъй като Бел приема, че квантовите частици не знаят на какви измервания ще се натъкнат за в бъдеще. Ретрокаузалните модели настояват, че изборите на Алиса и Боб, свързани стойностите [на настройките], въздейства на частиците в самия източника. Това може да изясни странните корелации, без да се нарушава специфичната доктрина на относителността.

В скорошен труд предложихме елементарен механизъм за тази странна корелация - той включва познато статистическо събитие, наречено отклоняване на Берксън (вж. нашето известно обобщение тук).

В момента към този момент има една много процъфтяваща група учени, които работят върху квантовата ретрокаузалност. Но тя към момента е невидима за някои специалисти в по-широката област. Тя се бърка с различен мироглед, наименуван " свръхдетерминизъм ".

Свръхдетерминизъм

Свръхдетерминизмът не влиза в несъгласие с ретрокаузалността и постановява, че изборът на стойностите и главните свойства на частиците са свързани по някакъв метод.

Но свръхдетерминизмът се отнася към тази концепция по метод, подобен с корелацията сред времето и иглата на барометъра. Той приема, че има някакво мистериозно трето нещо - " свръхдетерминатор " - което управлява и съотнася както нашите избори, по този начин и частиците, по метода, по който атмосферното налягане управлява както времето, по този начин и барометъра.

Съответно свръхдетерминизмът отхвърля, че определените стойности са неща, които можем да махаме по свое предпочитание, те са предопределени. Своеволните разтърсвания биха нарушили корелацията по същия метод, по който и това се случва и при барометъра. Критиците възразяват, че по този метод свръхдетерминизмът подкопава главните догатки, нужни за провеждането на научни опити. Те споделят също, че това значи това отхвърля и свободната воля, тъй като нещо управлява както изборът на стойностите, по този начин и частиците.

Тези възражения не се отнасят за ретрокаузалността. Ретрокаузалистите вършат научни каузални открития по нормалния свободен, неуверен метод. Ние споделяме, че хората, които отхвърлят ретрокаузалността, са тези, които не помнят научния способ, в случай че отхвърлят да следват пътя на доказателствата.

Доказателства

Какви са доказателствата за ретрокаузалност? Критиците желаят пробни доказателства, само че това е лесната част – нужните за задачата опити към този момент завоюваха Нобеловата премия. Трудната е да се покаже, че ретрокаузалността дава най-хубавото пояснение на тези резултати.

Споменахме, че тя може да отстрани опасността за специфичната доктрина на относителността на Айнщайн. Според нас това е много сериозна подсказка и е изненадващо, че е проучена чак в този момент. Изглежда, че главният провинен е объркването, обвързвано със свръхдетерминизма.

Освен това и ние, и други [учени] сме твърдели, че ретрокаузалността осмисля по-добре обстоятелството, че микросветът на частиците не се интересува от разликата сред минало и бъдеще.

С това не желаеме да кажем, че всичко е просто. Най-голямото терзание по отношение на ретрокаузацията е опцията за изпращане на сигнали към предишното, което отваря вратата за парадоксите на пътуването във времето. Но с цел да се получи абсурд, резултатът в предишното би трябвало да бъде измерен. Ако младата ни баба не може да прочете съвета ни да не се омъжва за дядо, което значи, че ние няма да стартираме да съществуваме, няма абсурд. А в квантовия случай е добре известно, че в никакъв случай не можем да измерим всичко едновременно.

Все отново е нужно още работа, преди да можем да разработим съответни ретрокаузални модели, които да постановат това ограничаване, съгласно което не може да се мери всичко едновременно. Затова ще приключим с едно внимателно умозаключение. На този стадий точно ретрокаузалността е тази, която придвижва нещата напред – по тази причина дано се насочим към допустимо най-голямата премия - спасяването на локалността и реализма от " гибелта посредством опит ".

Автори: Хю Прайс (Huw Price), почетен член, Тринити Колидж, Университет на Кеймбридж (University of Cambridge);  Кен Уортън (Ken Wharton), професор по физика и астрономия, Държавен университет Сан Хосе (San José State University).

Тази публикация е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с общителното единодушие на нейните създатели. Прочетете истинската статия .