Interpretacja transakcyjna - Transactional interpretation

Część serii artykułów na temat
Mechanika kwantowa
${\ Displaystyle i \ hbar {\ Frac {\ częściowy} {\ częściowy t}} | \ psi (t) \ rangle = {\ kapelusz {H}} | \ psi (t) \ rangle}$ Równanie Schrödingera
Wstęp Słowniczek Historia
Tło Mechanika klasyczna Stara teoria kwantowa Notacja biustonosza hamiltonian Ingerencja
Podstawy Komplementarność Dekoherencja Splątanie Poziom energii Pomiar Nielokalizacja Liczba kwantowa Stan Nałożenie Symetria Tunelowanie Niepewność Funkcja falowa Zawalić się
Eksperymenty Nierówność Bella Davisson-Germer Podwójna szczelina Elitzur–Vaidman Franck-Hertz Nierówność Leggetta-Garga Mach-Zehnder Popper Gumka kwantowa Opóźniony wybór Kot Schrödingera Stern-Gerlach Opóźniony wybór Wheelera
Preparaty Przegląd Heisenberg Interakcja Matryca Przestrzeń fazowa Schrödinger Suma nad historiami (całka po ścieżce)
Równania Dirac Klein-Gordon Pauli Rydberg Schrödinger
Interpretacje Przegląd Bayesowski Spójne historie Kopenhaga de Broglie-Bohm Ensemble Ukryta zmienna Lokalny Wiele-światów Upadek celu Logika kwantowa Relacyjny Transakcyjny
Zaawansowane tematy Relatywistyczna mechanika kwantowa Kwantowa teoria pola Informatyka kwantowa Obliczenia kwantowe chaos kwantowy Matryca gęstości Teoria rozproszenia Kwantowa mechanika statystyczna Uczenie maszynowe kwantowe
Naukowcy Aharonov dzwon Blacketta Bloch Bohm Bohr Urodzić się Bose de Broglie Candlin Compton Dirac Davisson Debye Ehrenfest Einstein Everetta Fock Fermi Feynman Glauber Gutzwiller Heisenberg Hilbert Jordania Kramer Pauli owieczka Lando Laue Moseley Millikan Onnes Planck Rabi Ramana Rydberg Schrödinger Sommerfeld von Neumann Weyl Wiedeń Wigner Zeemana Zeilinger
v T mi

Transakcyjny interpretacja mechaniki kwantowej ( TIQM ) wykonuje funkcję fali standardowego kwantowej formalizmu , a jego sprzężone, aby być opóźniony (w przód w czasie) i rozszerzone (do tyłu w czasie) fal, które tworzą interakcji kwantową jako Wheeler-Feynman uścisk dłoni lub transakcja. Został po raz pierwszy zaproponowany w 1986 roku przez Johna G. Cramera , który twierdzi, że pomaga w rozwijaniu intuicji dla procesów kwantowych. Sugeruje też, że unika filozoficznych problemów z interpretacją kopenhaską i rolą obserwatora, a także rozwiązuje różne paradoksy kwantowe . TIQM stworzył drobny punkt fabularny w swojej powieści science fiction Most Einsteina .

Niedawno argumentował również, że TIQM jest zgodne z eksperymentem Afshara , jednocześnie twierdząc, że interpretacja kopenhaska i interpretacja wielu światów nie są.

Istnienie zarówno zaawansowanych, jak i opóźnionych fal jako dopuszczalnych rozwiązań równań Maxwella zostało zbadane w teorii absorbera Wheelera-Feynmana . Cramer ożywił ich ideę dwóch fal dla swojej transakcyjnej interpretacji teorii kwantowej. O ile zwykłe równanie Schrödingera nie dopuszcza zaawansowanych rozwiązań, o tyle jego relatywistyczna wersja już tak i te zaawansowane rozwiązania są tymi, które stosuje TIQM.

W TIQM źródło emituje zwykłą (opóźnioną) falę do przodu w czasie, ale także emituje falę zaawansowaną do tyłu w czasie; ponadto odbiornik, który jest później w czasie, również emituje falę zaawansowaną do tyłu w czasie i falę opóźnioną do przodu w czasie. Zdarzenie kwantowe ma miejsce, gdy wymiana „uścisku dłoni” zaawansowanych i opóźnionych fal powoduje powstanie transakcji, w której energia, pęd, moment pędu itp. są przenoszone. Mechanizm kwantowy stojący za tworzeniem transakcji został wyraźnie zademonstrowany w przypadku transferu fotonów między atomami w Sect. 5.4 książki Carvera Meada „ Elektrodynamika kolektywna” . W tej interpretacji załamanie funkcji falowej nie następuje w żadnym konkretnym momencie, ale jest „atemporalne” i występuje wzdłuż całej transakcji, a proces emisji/absorpcji jest symetryczny w czasie. Fale są postrzegane jako fizycznie rzeczywiste, a nie jako zwykłe matematyczne urządzenie rejestrujące wiedzę obserwatora, jak w niektórych innych interpretacjach mechaniki kwantowej . Filozof i pisarka Ruth Kastner twierdzi, że fale istnieją jako możliwości poza fizyczną czasoprzestrzenią i dlatego konieczne jest zaakceptowanie takich możliwości jako części rzeczywistości.

Cramer wykorzystał TIQM w nauczaniu mechaniki kwantowej na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Seattle .

Postępy w stosunku do poprzednich interpretacji

TIQM jest wyraźnie nielokalny i w konsekwencji logicznie spójny z kontrfaktyczną określonością (CFD), minimalnym założeniem realistycznym. Jako taki zawiera nielokalność wykazaną przez eksperymenty testowe Bella i eliminuje rzeczywistość zależną od obserwatora, która była krytykowana jako część interpretacji kopenhaskiej . Cramer stwierdza, że ​​kluczowym postępem w stosunku do Relative State Interpretation Everetta jest to, że interpretacja transakcyjna ma fizyczne załamanie i jest symetryczna w czasie. Cramer stwierdza również, że TI jest zgodna, ale nie zależna od pojęcia uniwersum blokowego. Rozważając iloczyn zaawansowanych i retarowanych funkcji falowych, regułę Borna można wyjaśnić ontologicznie.

Interpretacja transakcyjna jest powierzchownie podobna do formalizmu wektorów dwustanowych (TSVF), który ma swój początek w pracach Yakira Aharonova , Petera Bergmanna i Joela Lebowitza z 1964 roku. Ma jednak istotne różnice – TSVF nie ma potwierdzenia i dlatego nie może podać fizyczny odniesienie dla reguły urodzenia (tak jak robi to TI). Kastner skrytykował niektóre inne interpretacje symetryczne w czasie, w tym TSVF, jako wysuwające twierdzenia niespójne ontologicznie.

Kastner rozwinął nową relatywistyczną interpretację transakcyjną (RTI) zwaną także possibilistyczną interpretacją transakcyjną (PTI), w której sama czasoprzestrzeń wyłania się drogą transakcji. Argumentowano, że ta relatywistyczna interpretacja transakcyjna może zapewnić dynamikę kwantową dla programu zbiorów przyczynowych .

Debata

W 1996 roku Tim Maudlin zaproponował eksperyment myślowy obejmujący eksperyment Wheelera z odroczonym wyborem, który jest ogólnie traktowany jako odrzucenie TIQM. Jednak Kastner pokazał, że argument Maudlin nie jest fatalny dla TIQM.

W swojej książce Kwantowy uścisk dłoni Cramer dodał hierarchię do opisu pseudo-czasu, aby poradzić sobie z zarzutem Maudlina i wskazał, że niektóre argumenty Maudlina opierają się na niewłaściwym zastosowaniu interpretacji wiedzy Heisenberga do opisu transakcyjnego.

Interpretacja transakcyjna spotyka się z krytyką. Poniżej znajduje się częściowa lista i niektóre odpowiedzi:

1. „TI nie generuje nowych prognoz / nie jest testowalny / nie został przetestowany”.

TI jest dokładną interpretacją QM, więc jej przewidywania muszą być takie same jak QM. Podobnie jak interpretacja wielu światów (MWI), TI jest interpretacją „czystą” w tym sensie, że nie dodaje niczego ad hoc, ale zapewnia fizyczny odniesienie dla części formalizmu, której go brakowało (stany zaawansowane pojawiające się niejawnie w Urodzonym reguła ). Tak więc żądanie często stawiane TI dotyczące nowych przewidywań lub testowalności jest błędnym żądaniem, które błędnie interpretuje projekt interpretacji jako modyfikację teorii.

2. „Nie jest jasne, gdzie w czasoprzestrzeni ma miejsce transakcja”.

Jedno jasne wyjaśnienie znajduje się w Cramer (1986), który przedstawia transakcję jako czterowektorową falę stojącą, której punktami końcowymi są zdarzenia emisji i absorpcji.

3. „Maudlin (1996, 2002) wykazał, że TI jest niespójne”.

Krytyka prawdopodobieństwa Maudlina pomyliła interpretację transakcyjną z interpretacją wiedzy Heisenberga. Podniósł jednak słuszny punkt dotyczący przyczynowo powiązanych możliwych wyników, co skłoniło Cramer do dodania hierarchii do pseudoczasowego opisu tworzenia transakcji. Kastner rozszerzył TI na domenę relatywistyczną iw świetle tego rozszerzenia interpretacji można wykazać, że wyzwanie Maudlina nie może być nawet zamontowane i dlatego jest unieważnione; nie ma potrzeby „hierarchicznej” propozycji Cramera. Maudlin twierdził również, że cała dynamika TI jest deterministyczna i dlatego nie może być „załamania”. Ale wydaje się to pomijać reakcję amortyzatorów, co jest całą innowacją modelu. W szczególności liniowość ewolucji Schrödingera jest zerwana przez reakcję absorberów; to bezpośrednio ustanawia niejednolite przejście pomiaru, bez potrzeby wprowadzania doraźnych modyfikacji teorii. Brak jedności jest omówiony na przykład w rozdziale 3 książki Kastnera The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics: The Reality of Possibility (CUP, 2012).

4. „Nie jest jasne, jak interpretacja transakcyjna radzi sobie z mechaniką kwantową więcej niż jednej cząstki”.

Zagadnienie to jest poruszone w artykule Cramer'a z 1986 roku, w którym podaje wiele przykładów zastosowania TIQM w wielocząstkowych układach kwantowych. Jeśli jednak pytanie dotyczy istnienia wielocząstkowych funkcji falowych w normalnej przestrzeni 3D, książka Cramer z 2015 r. zawiera szczegółowe informacje na temat uzasadniania wielocząstkowych funkcji falowych w przestrzeni 3D. Krytykę relacji Cramera z 2015 r. dotyczącej wielocząstkowych systemów kwantowych można znaleźć w Kastner 2016, „An Overview of the Transactional Interpretation and its Evolution into the 21st Century, Philosophy Compass (2016). Rok 2015 jest z konieczności antyrealistyczny, jeśli chodzi o stany wielocząstkowe: jeśli są one tylko częścią „mapy”, to nie są realne i w tej formie TI staje się interpretacją instrumentalistyczną, sprzeczną z jej pierwotnym duchem. nazwany „wycofywaniem się” do przestrzeni Hilberta (która jest również krytykowana poniżej w długiej dyskusji o uwagach) może być zamiast tego postrzegany jako potrzebne rozszerzenie ontologii, a nie wycofanie się do antyrealizmu/instrumentalizmu dotyczącego stanów wielocząstkowych. (pod) że „Fale ofertowe są nieco efemerycznymi trójwymiarowymi obiektami przestrzennymi” wskazuje na brak jasnej definicji ontologii, gdy próbuje się utrzymać wszystko w czasoprzestrzeni 3+1.

Zobacz też

• Wsteczna przyczynowość
• Splątanie kwantowe
• Kwantowa nielokalność
• Teoria absorbera Wheelera-Feynmana

Bibliografia

Dalsza lektura

• John G. Cramer, Kwantowy uścisk dłoni: uwikłanie, nielokalność i transakcje , Springer Verlag 2016, ISBN  978-3-319-24642-0 .
• Ruth E. Kastner, Transakcyjna interpretacja mechaniki kwantowej: rzeczywistość możliwości, Cambridge University Press, 2012.
• Ruth E. Kastner, Zrozumieć naszą niewidzialną rzeczywistość: rozwiązywanie zagadek kwantowych, Imperial College Press, 2015.
• Tim Maudlin, Quantum Non-Locality and Relativity , Blackwell Publishers 2002, ISBN  0-631-23220-6 (omawia eksperyment gedanken zaprojektowany w celu obalenia TIQM; zostało to obalone w Kastner 2012, rozdział 5)
• Carver A. Mead, Elektrodynamika zbiorowa: kwantowe podstawy elektromagnetyzmu , 2000, ISBN  9780262133784 .
• John Gribbin , Schrödinger's Kittens and the Search for Reality : rozwiązywanie tajemnic kwantowych przedstawia przegląd interpretacji Cramera i mówi, że „przy odrobinie szczęścia zastąpi ona interpretację kopenhaską jako standardowy sposób myślenia o fizyce kwantowej dla następnej generacji naukowcy”.

Zewnętrzne linki

• John G. Cramer, emerytowany profesor fizyki na Uniwersytecie Waszyngtońskim, przedstawia „Zbadane kwantowe uściski dłoni”. Film na YouTube z dnia 1 lutego 2018 r .
• Pavel V. Kurakin, George G. Malinetskii, Jak pszczoły mogą wyjaśnić paradoksy kwantowe , Automates Intelligents (2 lutego 2005). (Ten artykuł opowiada o pracy mającej na celu dalszy rozwój TIQM)
• Kastner zastosował również TIQM do innych zagadnień mechaniki kwantowej w [1] "Interpretacja transakcyjna, kontrfakty i słabe wartości w teorii kwantowej" i [2] "Eksperyment kłamcy kwantowego w interpretacji transakcyjnej"