概要 ベルの定理は、各検出器で行われる測定は互いに独立して選択でき、測定結果を決定する隠れた変数とも独立して選択できると仮定している。この関係は、測定独立性または統計的独立性と呼ばれることが多い。超決定論的理論では、この関係は成り立たず、隠れた変数は測定設定と必然的に相関している。測定の選択と隠れた変数はあらかじめ決定されているため、一方の検出器での結果が他方の検出器で行われる測定に依存する可能性があり、情報が光速よりも速く伝わる必要はない。統計的独立性の仮定は、人間の実験者がどの測定を行うかを自由に選択できないことを意味するため、自由選択または自由意志の 仮定と呼ばれることもある。
隠れた変数と測定方法の選択との相関関係がごく最近確立されたと仮定する、超決定論の制限付きバージョンを検証することは可能である。[ 5 ] しかし一般的に、超決定論は根本的に検証不可能である。なぜなら、相関関係はビッグバン 以来存在すると仮定できるため、抜け穴を排除することが不可能だからである。[ 6 ]
遠方の銀河SbとSc からの光子を用いて、もつれ合った 光子アリスとボブが到着する直前に偏光検出器α とβの向きを制御するという、超決定論の仮説的描写。 1980年代、ジョン・スチュワート・ベルは BBCの インタビューで超決定論について語った。[ 7 ] [ 8 ]
超 光速や遠隔作用の推論を回避する方法はある。しかし、それは宇宙における絶対的決定論 、つまり自由意志の完全な欠如を伴う。世界が超決定論的であり、舞台裏の時計仕掛けで動く無生物の自然だけでなく、我々の行動、つまり我々がどの実験を行うか自由に選択できるという信念も含めて、実験者がどの測定セットを行うかという「決定」も含めて、完全に予め決定されていると仮定すれば、困難は消え去る。粒子Aに粒子Bに対してどのような測定が行われたかを伝えるために光速を超える信号は必要ない。なぜなら、粒子Aを含む宇宙は、その測定とその結果がどうなるかを既に「知っている」からである。
彼はその抜け穴を認めつつも、それはあり得ないことだと主張した。たとえ測定が決定論的な乱数発生器によって選択されたとしても、機械の選択は多数の非常に小さな影響によって変化するため、その選択は「目的のためには実質的に自由」であると想定できる。隠れた変数が乱数発生器と同じ小さな影響すべてに敏感であるとは考えにくい。[ 9 ]
ノーベル物理学賞 受賞者のジェラルド・トフーフトは、 1980年代初頭にジョン・ベルとこの抜け穴について話し合った。
私はこう問いかけました。「アリスとボブの決断も自由意志からではなく、理論上のあらゆるものによって決定されていると見なさなければならないとしましょう。」ジョンは言いました。「まあ、それは除外しなければならない。もしそれが可能なら、私の言ったことは当てはまらない。」私は言いました。「アリスとボブは原因から決断を下している。原因は彼らの過去にあり、それを考慮に入れなければならない。」[ 10 ]
物理学者のアントン・ツァイリンガー によれば、超決定論が真実であれば、その含意の一部は反証可能性を 破壊することによって科学 そのものの価値に疑問を投げかけることになるだろう。
私たちは常に実験者の自由を暗黙のうちに前提としています。この根本的な前提は科学を行う上で不可欠です。もしこれが真実でなければ、実験において自然に問いかけることは全く意味をなさないでしょう。なぜなら、自然が私たちの問いを決定し、それが私たちの問いを導き、結果として自然の誤ったイメージにたどり着く可能性があるからです。[ 11 ]
物理学者のサビーネ・ホッセンフェルダー とティム・パーマーは、超決定論は「 測定問題 を解決するだけでなく、量子物理学の明らかな非局所性を理解するための有望なアプローチである」と主張している。[ 12 ]
ハワード・M・ワイズマン とエリック・カヴァルカンティは、いかなる仮説上の超決定論的理論も「遍在するエイリアンのマインドコントロールへの信仰と同じくらいもっともらしく、魅力的ではないだろう」と主張している。[ 13 ]
参考文献 ↑ 1 2 Brans, Carl H. (1988-02-01). "ベルの定理は完全な因果関係にある隠れた変数を排除しない". International Journal of Theoretical Physics . 27 (2): 219–226 . Bibcode : 1988IJTP...27..219B . doi : 10.1007/BF00670750 . ISSN 1572-9575 . S2CID 121627152 . 1 2 Hall, Michael JW (2010-12-16). "測定独立性の緩和に基づく一重項状態相関の局所決定論的モデル" . Physical Review Letters . 105 (25) 250404. arXiv : 1007.5518 . Bibcode : 2010PhRvL.105y0404H . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.250404 . hdl : 10072/42810 . PMID 21231566 . S2CID 45436471 . 1 2 Donadi, Sandro; Hossenfelder, Sabine (2022-08-19). "局所的かつ決定論的な波動関数崩壊のおもちゃモデル" . Physical Review A . 106 (2) 022212. arXiv : 2010.01327 . Bibcode : 2022PhRvA.106b2212D . doi : 10.1103/PhysRevA.106.022212 . S2CID 237260229 . ↑ トーマス・シャイドル;ルパート・アーシン;ヨハネス・コフラー。スヴェン・ラメロウ。シャオソン・マー;トーマス・ハーブスト;ローター・ラッチバッハー。アレッサンドロ・フェドリッツィ;ネイサン・K・ラングフォード。トーマス・ジェネウェイン;アントン・ツァイリンガー。他 。 （2010年）。 「選択の自由による地域現実主義の侵害」 。 手順国立アカド。科学 。 107 (46 ) : 19708–19713。arXiv : 0811.3129 。 Bibcode : 2010PNAS..10719708S 。 土井 ： 10.1073/pnas.1002780107 。 PMC 2993398 。 PMID 21041665 。 ↑ ウォルチョーバー、ナタリー。 「宇宙はアインシュタインが考えていたように不気味だ」 。 アトランティック。 2017年2月20日 閲覧 。 ↑ 1985年のポール・デイヴィスへのBBCラジオインタビュー ↑ この引用は、1985年のジョン・ベルへのラジオインタビューの編集版からの抜粋です。ポール・C・W・デイヴィスとジュリアン・R・ブラウン著『原子の中の幽霊：量子物理学の謎についての考察』 （1986/1993年） 45-46ページを参照してください。 ↑ JS Bell、「自由変数と局所的因果関係」、 Epistemological Letters、1977年2月。JS Bell著『量子力学における語れるものと語れないもの』 （ケンブリッジ大学出版局、1987年） ↑ マッサー、ジョージ（2013年10月7日） 「量子力学の根底にはより深いレベルの物理学があるのか？ノーベル賞受賞者ジェラルド・ト・フーフトへのインタビュー 」 ↑ A. Zeilinger, Dance of the Photons , Farrar, Straus and Giroux, New York, 2010, p. 266. Abner Shimony 、 Michael Horne 、 John Clauser は、 Epistemological Letters 。「2 つ以上の変数がランダムに選択されると想定される科学実験では、後方光円錐 の重なりにある何らかの要因が、おそらくランダムな選択を制御していると推測することは常に可能です。しかし、このような懐疑主義は、本質的にすべての科学実験の結果を否定することになると私たちは主張します。このような隠された陰謀は起こらないという前提で進めない限り、実験によって自然法則を発見するという事業全体を、私たちは前もって放棄していることになります。」 (Shimony A、Horne MA、Clauser JF、「局所ビーブル理論に関するコメント」、 Epistemological Letters 、13 1 (1976)、Jan-Åke Larsson、「局所実在論のベル不等式テストにおける抜け穴」、 J. Phys. A: Math. Theor. 47 (2014)より引用 ↑ Hossenfelder, Sabine; Palmer, Tim (2020). "Rethinking Superdeterminism" . Frontiers in Physics . 8 139. arXiv : 1912.06462 . Bibcode : 2020FrP.....8..139P . doi : 10.3389/fphy.2020.00139 . ISSN 2296-424X . ↑ Wiseman, Howard; Cavalcanti, Eric (2016). "Causarum Investigatio and the Two Bell's Theorems of John Bell". In R. Bertlmann; A. Zeilinger (eds.). Quantum [Un]Speakables II . The Frontiers Collection. Springer. pp. 119–142 . arXiv : 1503.06413 . doi : 10.1007/978-3-319-38987-5_6 . ISBN 978-3-319-38985-1 。↑ 't Hooft, Gerard (2016). 量子力学のセルオートマトン解釈 . 物理学の基礎理論. 第 185巻. doi : 10.1007/978-3-319-41285-6 . ISBN 978-3-319-41284-9 . S2CID 7779840 . ↑ Wharton, KB; Argaman, N. (2020-05-18). "Colloquium: Bell's theorem and locally mediated reformulations of quantum mechanics" . Reviews of Modern Physics . 92 (2) 021002. arXiv : 1906.04313 . Bibcode : 2020RvMP...92b1002W . doi : 10.1103/RevModPhys.92.021002 . S2CID 184486977 .
外部リンク Hall, Michael JW (2010). "測定独立性の緩和に基づく一重項状態相関の局所決定論的モデル". Physical Review Letters . 105 (25) 250404. arXiv : 1007.5518 . Bibcode : 2010PhRvL.105y0404H . doi : 10.1103 / PhysRevLett.105.250404 . PMID 21231566. S2CID 45436471.彼[Michael JW Hall]は、実験者の「自由意志」を14%削減しても、局所性と現実性を維持できることを示している。
