超決定論

超決定論(ちょうけっていろん、英:Superdeterminism)とは、量子力学において、宇宙が完全に決定論的であるとすることでベルの不等式を回避する仮説。 この抜け穴を利用して、量子力学の予測を再現する局所的隠れた変数理論を構築できると考えられている。 超決定論者は、宇宙のどこであっても偶然や可能性は存在しないと認識している。

ベルの不等式では、各検出器で実行される測定のタイプは、お互いに独立して、および測定される隠れた変数とは無関係に選択できると想定している。 ベルの不等式の議論が続くためには、さまざまな選択が行われた場合、実験の結果がどうなるかについて有意義に話すことができる必要がある。 この仮定は反事実的確定性(英:Counterfactual definiteness)と呼ばれている。 しかし、完全に決定論的な理論では、実験者が各検出器で選択する測定値は、物理法則によって事前に決定されてる。したがって、異なる測定値が選択された場合に何が起こるかについて話すことは誤りであると見なすことができる。物理的に他の測定の選択肢は存在しない。 選択した測定値は事前に決定されているため、一方の検出器での結果は、光速よりも速く移動するための情報を必要とせずに、もう一方で行われた測定の影響を受ける可能性がある。

したがって、ビッグバンによる宇宙の始まり以来、 ビッグバンで確立された相関によって事前に決定されたすべての将来の測定で、選択の自由が制限されていると考えられる。これにより、超決定論がテスト不能になる、実験者は宇宙が始まった時点で作成された相関を排除することは決してできないため、選択の自由の抜け穴を完全に排除することはできなかった [1]

もつれた光子AliceとBobが到着する直前に、遠方の銀河SbとScからの光子を使用して偏光検出器αβ向きを制御する超決定論の仮想描写。

1980年代にジョン・スチュワート・ベルで超決定論を論じた際のBBCのインタビューで語った[2] [3]

「遠距離での超光速と不気味な行動の推測から逃れる方法がある。しかし、それは宇宙が完全に決定論的であり自由意志の完全なる欠如を伴う。 世界が超決定論的であるなるば、舞台裏の時計仕掛けで動いている無生物の振る舞いだけでなく、私達の行動もまた、事前に全て決められていることになる。 (中略) 粒子Aを含む宇宙は、その測定とその結果が何であるかを既に「知っている」ため、粒子Bで行われた測定を粒子Aに伝えるために、光速よりも速い必要はない。

彼は抜け穴を認めたが、それは信じがたいと主張した。 実行された測定が決定論的乱数ジェネレーターによって選択された場合でも、マシンの選択は多数の非常に小さな効果によって変更されるため、選択は「手元の目的に対して効果的に無料」であると想定される。 隠し変数が、乱数ジェネレーターと同じ小さな影響のすべてに敏感になることはほとんどない [4]アントン・ツァイリンガーは、超決定論の意味はもしそれが真実ならば、反証可能性を破壊することによって科学自体の価値を疑問視するとコメントした。

「私たちは常に実験主義者の自由を暗黙的に仮定している…この基本的な仮定は科学を行うために不可欠である。 もしこれが真実でなければ、実験で自然の問いかけをすることは全く意味がない。なぜなら、自然は私たちの問いかけが何であるかを決定し、それが私たちの質問を導き、誤った自然の姿に到達する可能性があるからです[5]。」

関連項目

参照資料

  1. Wolchover, Natalie. “The Universe Is as Spooky as Einstein Thought” (英語). The Atlantic. https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/02/spooky-action-at-a-distance/516201/ 2017年2月20日閲覧。
  2. BBC Radio interview with Paul Davies, 1985
  3. The quotation is an adaptation from the edited transcript of the radio interview with John Bell of 1985. See The Ghost in the Atom: A Discussion of the Mysteries of Quantum Physics, by Paul C. W. Davies and Julian R. Brown, 1986/1993, pp. 45-46
  4. J. S. Bell, Free variables and local causality, Epistemological Letters, Feb. 1977. Reprinted as Chapter 12 of J. S. Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics (Cambridge University Press 1987)
  5. A. Zeilinger, Dance of the Photons, Farrar, Straus and Giroux, New York, 2010, p. 266. Abner Shimony, Michael Horne and John Clauser made a similar comment in replying to John Bell in their discussions in the Epistemological Letters: "In any scientific experiment in which two or more variables are supposed to be randomly selected, one can always conjecture that some factor in the overlap of the backward light cones has controlled the presumably random choices. But, we maintain, skepticism of this sort will essentially dismiss all results of scientific experimentation. Unless we proceed under the assumption that hidden conspiracies of this sort do not occur, we have abandoned in advance the whole enterprise of discovering the laws of nature by experimentation." (Shimony A, Horne M A and Clauser J F, "Comment on the theory of local beables", Epistemological Letters, 13 1 (1976), as quoted in Jan-Åke Larsson, "Loopholes in Bell inequality tests of local realism", J. Phys. A: Math. Theor. 47 (2014))

外部リンク

  • Reality, locality, and "free will" 。 引用: 彼[Michael JW Hall]は、実験者の「自由意志」を14%削減することで、場所と現実を保持できることを示している。
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