Кіріспе

Кванттық механикадағы ұғым. Кванттық механикада контрафактілік нақтылық (CFD) – жүргізілмеген өлшемдердің нәтижелерінің нақтылығы туралы "мағыналы" түрде айту қабілеті, яғни, объектілердің және олардың қасиеттерінің бар екендігін қабылдау мүмкіндігі, тіпті олар өлшенбеген жағдайда да. "Контрафактілік нақтылық" термині физикалық есептеулерде, әсіресе кванттық байланыс деп аталатын құбылысқа және Белл теңсіздіктеріне қатысты талқылауларда қолданылады. Мұндай талқылауларда "мағыналы" дегеніміз – статистикалық есептеулерде өлшенбеген нәтижелерді өлшенген нәтижелермен бірдей қарау мүмкіндігі. Физикалық жүйелердің физикасы мен математикалық модельдеріне тікелей қатысы бар, өлшенбеген нәтижелердің мәніне қатысты философиялық көңілі толмаушылық емес, контрафактілік нақтылықтың осы (кейде болжанатын, бірақ айтылмаған) аспектісі маңызды.

Шолу

Кванттық механиканы зерттеуде контрафактілік нақтылық мәселесіне назар аударылады, себебі кванттық механиканың нәтижелерімен бетпе-бет келгенде классикалық физика үш негізгі болжамның бірінен бас тартуға мәжбүр болады: жергіліктілік (қашықтықтағы "ерекше әрекет жоқ"), құпиялылық жоқтығы (немесе "уақыт асимметриясы") және контрафактілік нақтылық (немесе "контекстуалдық емес"). Физика жергіліктіліктен бас тартса, ол себеп-салдар туралы қалыпты түсініктерімізге күмән тудырады және оқиғалар жарық жылдамдығынан асып түсуі мүмкін екенін ұсынады. Физика "құпиялылық жоқтығы" шартынан бас тартса, онда "табиғат экспериментшілерді қалаған нәрсесін, қалаған уақытта өлшеуге мәжбүрлей алады, ал физиктерге көрсеткісі келмейтін нәрсені жасырады". Физика барлық жағдайларда "контрафактілік нақтылық" болу мүмкіндігін жобаса, онда ол адамдар ғаламның берік қасиеттері деп санайтын кейбір ерекшеліктерді жоққа шығарады. "ЭПР мақаласында айтылған шындық элементтері – өлшемдерден тәуелсіз болатын қасиеттер деп аталатын қасиеттерді түсіндіруден басқа ештеңе емес. Эксперименттің әрбір іске асырылуында шындық элементтері бар, жүйеде нақты қасиеттер бар, олар тиісті өлшем орындалған жағдайда өлшем нәтижесін анықтайды". "Контрафактілік" сөзі байқалмаған макроскопиялық оқиғаның күтілетін салдары немесе нәтижесін білдіруі мүмкін. Мысалы, контрафактілік кванттық есептеуді қарастыруға болады.

Теориялық ойлар

Кванттық механиканың интерпретациясы контрафактілік нақтылықты қолдануды қамтиды деуге болады, егер ол математикалық модельдеуге контрафактілік өлшемдердің нәтижелерін енгізсе; әсіресе, кванттық механикаға сәйкес, кванттық механикада қасиеттердің конъюгациялық жұптарының бір мезгілде өлшенуінің сипаттамасы жоқ болғандықтан, олар алынбаса. Мысалы, белгісіздік принципі бір бөлшектің позициясы мен импульсін бір уақытта, кез келген дәлдікпен білуге болмайтынын көрсетеді. Бір бөлшектің позициясын өлшегенімізді елестетіңіз. Бұл әрекет оның импульсі туралы барлық ақпаратты жояды. Егер бұл бөлшектің позициясының орнына импульсі өлшенген болса, қандай нәтиже алынар еді? Математикалық формализм тұрғысынан, мұндай контрафактілік импульс өлшемі, нақты позиция өлшемімен бірге, бөлшекті сипаттайтын мүмкін нәтижелердің статистикалық жиынтығына енгізілуі керек пе? Егер позиция r0 деп анықталса, контрафактілік нақтылықты қабылдайтын интерпретацияда позиция мен импульсті сипаттайтын статистикалық жиынтықта барлық жұптар (r0, p) болады, әрбір мүмкін импульс мәні p үшін, ал контрафактілік мәндерді мүлдем қабылдамайтын интерпретацияда тек жұп (r0, ⊥) болады, мұнда ⊥ («жоғары таяқша» немесе «еет») анықталмаған мәнді білдіреді. Макроскопиялық аналогияны қолдану үшін, контрафактілік нақтылықты қабылдамайтын интерпретация позицияны өлшеуді адамның бөлмеде қайда орналасқанын сұрауға, ал импульсті өлшеуді адамның аяғы бос па, әлде оның үстінде бірдеме бар ма деп сұрауға ұқсас деп қарастырады. Егер адам позициясын өзгертіп, отырудың орнына тұрса, онда оның аяғы болмайды және «адамның аяғы бос» немесе «адамның аяғында бірдеме бар» деген екі де утверждение дұрыс емес. Адам бөлмеде тұрған және бір мезгілде отырғандай аяғы бар деп есептеуге негізделген кез келген статистикалық есептеулер мағынасыз болады. Контрфактикалық анықталған мәндердің сенімділігі – негізгі болжам, ол «уақыт асимметриясы» және «жергілікті себептілік» қағидаларымен бірге Белл теңсіздіктеріне әкелді. Белл жасырын айнымалылар идеясын сынауға арналған эксперименттердің нәтижелері классикалық физиканың негізгі қағидалары болып саналатын осы үш болжамға негізделген белгілі бір шектерде болады деп көрсетті, бірақ бұл шектерде алынған нәтижелер кванттық механикалық теорияның болжамдарымен сәйкес келмейді. Эксперименттер кванттық механиканың нәтижелері классикалық шектерден асып түсетінін көрсетті. Белл жұмысына негізделген күтулерді есептеу кванттық физика үшін «жергілікті реализм» болжамынан бас тарту қажеттігін білдіреді. Белл теоремасы кванттық теорияның кез келген түрі міндетті түрде жергіліктілікті бұзуы немесе математикалық сипаттаманы іс жүзінде жасалмаған өлшемдердің нәтижелерімен кеңейту мүмкіндігін қабылдамауы керек екенін дәлелдейді.

Копенгаген аудармасы

Кванттық механиканың дәстүрлі Копенгагендік түсіндірмесі контрафактілік нақтылықты қабылдамайды, себебі ол жасалмаған өлшеуге ешқандай мән тағайындамайды. Өлшеулер жасалғанда мәндер пайда болады, бірақ олар бұрыннан бар мәндердің ашылуы емес. Ашер Перстің айтуынша, "жасалмаған тәжірибелердің нәтижесі жоқ".

Көптеген әлемдер

Көптеген әлемдердің түсіндірмесі контрафактілік нақтылықты өзгеше мағынада жоққа шығарады; орындалмаған өлшемдерге мән тағайындамаудың орнына, ол көптеген мәндерді тағайындайды. Өлшемдер орындалғанда осы мәндердің әрқайсысы тармақталған шындықтың басқа әлеміндегі нәтиже ретінде іске асады. Массачусетс Амхерст университетінің профессоры Гай Блэйлоктың айтуынша: "Көптеген әлемдердің түсіндірмесі ғана емес, ол фактілік тұрғыдан да белгісіз."

Біркелкі тарих

Тұрақты тарихтар көзқарасы контрафактілік нақтылықты тағы бір тұрғыдан қабылдамайды; ол орындалмаған өлшемдерге жалғыз, бірақ жасырын мәндер тағайындайды және қақтығысатын өлшемдердің (контрафактілік немесе нақты) мәндерін біріктіруге тыйым салады, себебі мұндай біріктірулер орындалған үйлесімді өлшемдерден алынған нәтижелерге сәйкес келмейтін нәтижелер тудырмайды. Өлшем орындалған кезде, жасырын мән, бәрібір, алынған мән ретінде іске асырылады. Роберт Гриффитс оларды "көрінбейтін конверттерге" салынған "қағаз парақтарына" теңейді. Осылайша, Тұрақты тарихтар контрфактикалық нәтижелерді өзінен қабылдамайды, тек олар қақтығысатын нәтижелермен біріктірілген кезде ғана қабылдамайды. Копенгагендік интерпретацияда немесе Көп әлемдер интерпретациясында Белл теңсіздігін туындыру үшін алгебралық амалдар жалғаса алмайды, себебі бір мән қажет болатын жерде мән болмайды немесе көптеген мәндер болады, ал Тұрақты тарихтарда оларды орындауға болады, бірақ алынған корреляция коэффициенттерін нақты өлшемдерден алынатын мәндермен теңестіруге болмайды (олар кванттық механикалық формализм ережелерімен анықталады). Туындыру қақтығысатын нәтижелерді біріктіреді, олардың тек бір бөлігі берілген эксперимент үшін нақты болуы мүмкін, ал қалғаны контрфактикалық болады.