Interpretacja transakcyjna

Transakcyjna interpretacja mechaniki kwantowej ( TIQM ) przyjmuje funkcję falową standardowego formalizmu kwantowego i jego złożonego koniugatu jako fale opóźnione (do przodu w czasie) i zaawansowane (do tyłu w czasie), które tworzą interakcję kwantową jako Wheeler -Feynman uścisk dłoni lub transakcja. Po raz pierwszy został zaproponowany w 1986 roku przez Johna G. Cramera , który twierdzi, że pomaga w rozwijaniu intuicji dla procesów kwantowych. Sugeruje również, że unika filozoficznych problemów z interpretacją kopenhaską i roli obserwatora, a także rozwiązuje różne paradoksy kwantowe . TIQM stworzył pomniejszy punkt fabularny w swojej powieści science fiction Most Einsteina .

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

Istnienie zarówno fal przyspieszonych, jak i opóźnionych jako dopuszczalnych rozwiązań równań Maxwella zostało zbadane w teorii absorbera Wheelera – Feynmana . Cramer ożywił ich ideę dwóch fal w swojej transakcyjnej interpretacji teorii kwantowej. Podczas gdy zwykłe równanie Schrödingera nie dopuszcza zaawansowanych rozwiązań, jego relatywistyczna wersja tak, a te zaawansowane rozwiązania są wykorzystywane przez TIQM.

W TIQM źródło emituje zwykłą (opóźnioną) falę do przodu w czasie, ale emituje również zaawansowaną falę do tyłu w czasie; ponadto odbiorca, który znajduje się później w czasie, emituje również falę przyspieszoną do tyłu w czasie i falę opóźnioną do przodu w czasie. Zdarzenie kwantowe ma miejsce, gdy wymiana „uścisku dłoni” fal zaawansowanych i opóźnionych wyzwala transakcję, 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 rozdz. 5.4 książki Carvera Meada Elektrodynamika zbiorowa . W tej interpretacji załamanie funkcji falowej nie następuje w żadnym określonym momencie, ale jest „przedczasowe” i występuje podczas 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 argumentuje, 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 University of Washington w Seattle .

Postępy w stosunku do poprzednich interpretacji

TIQM jest jawnie nielokalna iw konsekwencji logicznie spójna z kontrfaktyczną określonością (CFD), minimalnym realistycznym założeniem. Jako taka zawiera nielokalność wykazaną w eksperymentach testowych Bella i eliminuje rzeczywistość zależną od obserwatora, która była krytykowana jako część interpretacji kopenhaskiej . Cramer stwierdza, że ​​kluczowy postęp w porównaniu z interpretacją stanu względnego Everetta polega na tym, że interpretacja transakcyjna ma fizyczne załamanie i jest symetryczna w czasie. Cramer stwierdza również, że TI jest zgodny z koncepcją Einsteinowskiego blokowego wszechświata , ale nie jest od niej zależny . Kastner twierdzi, że rozważając iloczyn zaawansowanych i opóźnionych funkcji falowych, regułę Borna można wyjaśnić ontologicznie.

Interpretacja transakcyjna jest z pozoru podobna do formalizmu wektorów dwustanowych (TSVF), który wywodzi się z prac Jakira Aharonowa , Petera Bergmanna i Joela Lebowitza z 1964 r. Ma jednak istotne różnice — TSVF nie ma potwierdzenia i dlatego nie może zapewnić fizyczne odniesienie do zasady Born (tak jak robi to TI). Kastner skrytykował niektóre inne interpretacje symetryczne w czasie, w tym TSVF, jako formułujące twierdzenia niespójne ontologicznie.

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

Debata

W 1996 roku Tim Maudlin zaproponował eksperyment myślowy obejmujący eksperyment Wheelera z opóźnionym wyborem , który jest ogólnie traktowany jako obalenie TIQM. Jednak Kastner pokazał, że argument Maudlina nie jest zgubny dla TIQM.

W swojej książce The Quantum Handshake 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 jego przewidywania muszą być takie same jak QM. Podobnie jak interpretacja wielu światów (MWI), TI jest „czystą” interpretacją, ponieważ nie dodaje niczego ad hoc, ale zapewnia fizyczne odniesienie dla części formalizmu, której go brakowało (zaawansowane stany pośrednio pojawiające się w Urodzonych reguła ). Tak więc często stawiane TI żądanie nowych przewidywań lub testowalności jest błędne i błędnie interpretuje projekt interpretacji jako modyfikację teorii.
2. „Nie jest jasne, gdzie w czasoprzestrzeni ma miejsce transakcja”. Jeden jasny opis jest podany 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 niespójny”.

   Krytyka prawdopodobieństwa Maudlina pomyliła interpretację transakcyjną z interpretacją wiedzy Heisenberga. Podniósł jednak ważny punkt dotyczący możliwych wyników powiązanych przyczynowo, co skłoniło Cramera do dodania hierarchii do pseudoczasowego opisu tworzenia transakcji. Kastner rozszerzył TI na domenę relatywistyczną iw świetle tego rozszerzenia interpretacji można wykazać, że Wyzwania Maudlina nie można nawet zamontować, a zatem jest unieważnione; nie ma potrzeby „hierarchicznej” propozycji Cramera.

   Maudlin twierdził również, że cała dynamika TI jest deterministyczna i dlatego nie może dojść do „załamania”. Wydaje się jednak, że pomija to reakcję amortyzatorów, na czym polega cała innowacja tego modelu. W szczególności liniowość ewolucji Schrödingera jest łamana przez reakcję absorberów; to bezpośrednio ustanawia niejednolite przejście pomiaru, bez potrzeby doraźnych modyfikacji teorii. Niejednolitość jest omawiana na przykład w rozdziale 3 książki Kastnera The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics: The Reality of Possibility (CUP, 2012).
4. „Nie jest jasne, w jaki sposób interpretacja transakcyjna obsługuje mechanikę kwantową więcej niż jednej cząstki”.
   Kwestia ta została omówiona w artykule Cramera z 1986 r., w którym podaje on wiele przykładów zastosowania TIQM w wielocząstkowych układach kwantowych. Jeśli jednak pytanie dotyczy istnienia wielocząstkowych funkcji falowych w normalnej przestrzeni 3D, książka Cramera z 2015 r. zawiera pewne szczegóły uzasadniające wielocząstkowe funkcje falowe w przestrzeni 3D. Krytyka opisu Cramera z 2015 r. Dotyczącego wielocząstkowych systemów kwantowych znajduje się w Kastner 2016, „An Overview of the Transactional Interpretation and its Evolution into the 21st Century, Philosophy Compass (2016). Zauważa w szczególności, że opis w Cramer 2015 jest z konieczności antyrealistyczny, jeśli chodzi o stany wielocząstkowe: jeśli są one tylko częścią „mapy”, to nie są rzeczywiste, iw tej formie TI staje się interpretacją instrumentalistyczną, w przeciwieństwie do swojego pierwotnego ducha. zwane „odwrotem” do przestrzeni Hilberta (krytykowane również poniżej w przydługim omówieniu notatki) można zamiast tego postrzegać jako potrzebne rozszerzenie ontologii, a nie odwrót do antyrealizmu/instrumentalizmu dotyczącego stanów wielocząstkowych. (pod), że „Fale oferty są nieco efemerycznymi trójwymiarowymi obiektami przestrzennymi” wskazuje na brak jasnej definicji ontologii, gdy próbuje się utrzymać wszystko w czasoprzestrzeni 3+1.

Zobacz też

• Retroprzyczynowość
• Splątanie kwantowe
• Nielokalność kwantowa
• Teoria absorbera Wheelera-Feynmana

Dalsza lektura

•   John G. Cramer, Kwantowy uścisk dłoni: splątanie, 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, Collective Electrodynamics: Quantum Foundations of Electromagnetism , 2000, ISBN 9780262133784 .
• John Gribbin , Schrödinger's Kittens and the Search for Reality : solveing ​​the kwantowe zagadki zawiera przegląd interpretacji Cramera i mówi, że „przy odrobinie szczęścia zastąpi ona interpretację kopenhaską jako standardowy sposób myślenia o fizyce kwantowej dla następnej generacji naukowcy.

Linki zewnętrzne

• John G. Cramer, emerytowany profesor fizyki na Uniwersytecie Waszyngtońskim, przedstawia „The Quantum Handshake Explored”. Film na YouTube z dnia 1 lutego 2018 r .
• Pavel V. Kurakin, George G. Malinetskii, Jak pszczoły mogą ewentualnie 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] „The Transactional Interpretation, Counterfactuals and Weak Values ​​in Quantum Theory” oraz [2] „The Quantum Liar Experiment in the Transactional Interpretation”