¿El realismo local de Einstein en la mecánica cuántica implica superdeterminismo?

Einstein insistió en que la naturaleza es localmente real , lo que también se conoce como defenidad contrafáctica y significa que los resultados de los experimentos están predeterminados. Pero, si todo está predeterminado en cada región del espacio (-tiempo), si todo está predeterminado por algunas variables ocultas, entonces no tenemos lugar para el estocastismo (aleatoriedad/libre albedrío) en ninguna parte. Esto significa que tenemos superdeterminismo: nuestro espacio-tiempo es estático y todo se sabe de antemano. ¿Es correcto?

Quiero decir que si el resultado de su medición está predeterminado por la región del espacio en la que se encuentra, entonces la propiedad que elige medir también está predeterminada por las propiedades de su región. No puedes tener libre albedrío para ti mismo y determinismo para el objeto que mides.

Lo pregunto porque se sabe que el famoso teorema de Bell es inapropiado en caso de superdeterminismo. Sin embargo, se utiliza para descartar el realismo local. Pero, ¿cómo puedes hacer eso si el realismo local implica el superdeterminismo?

Respuestas (3)

Tienes razón en que las desigualdades de Bell no descartan el "superdeterminismo" (término de Bell), como él mismo reconoció: "... si nuestras medidas no son variables de forma independiente como suponíamos... incluso si las eligen físicos aparentemente libres. .. entonces la causalidad local de Einstein puede sobrevivir. Pero partes aparentemente separadas del mundo se enredan profundamente, y nuestro aparente libre albedrío se enreda con ellas ". Las desigualdades de Bell son, en cambio, condicionales: si los experimentadores son libres de elegirqué experimentos realizan, entonces los resultados de esos experimentos predichos por la mecánica cuántica (y confirmados en laboratorios) son inconsistentes con el realismo local. Probar el determinismo requiere asumir la libertad indeterminista. Entonces, a primera vista, la inferencia de Bell parece circular, como lo expresa Brown en el Postulado de Von Neumann y la libertad de Bell :

Demostró , asumiendo que las predicciones de la mecánica cuántica son válidas (lo que la evidencia experimental apoya fuertemente), que no todos los eventos pueden ser estrictamente consecuencias de sus pasados ​​causales, y para llevar a cabo esta prueba consideró necesario introducir la suposición que no todos los eventos son estrictamente consecuencias de sus pasados ​​causales !

Pero no todo es tan circular como parece. El problema es que incluso los deterministas mecánicos más estrictos suelen aplicar su determinismo a los experimentos que realizan, no a su capacidad para realizarlos, aunque su determinismo dicta que es posible que no puedan realizarlos a voluntad. Si también aplicaron su determinismo consistentemente a sí mismos (que es lo que Bell llama "superdeterminismo"), entonces no solo se vuelve empíricamente infalsable, sino también vacío: nunca se puede probar ningún contrafactual porque todas las configuraciones están preestablecidas. Entonces, lo que las desigualdades de Bell ponen de relieve es que uno no puede ser determinista sobre la naturaleza sin ser también determinista sobre su capacidad para "interrogarla", en palabras de Galileo. Y ese determinismo es altamente inverosímil hasta el punto de ser fantástico por la razón mencionada por Bell, requiere un "enredo profundo", correlaciones afinadas entre regiones muy distantes del universo, correlaciones que finalmente obligan a los experimentadores espacialmente remotos a realizar una medición en lugar de otra. . En la práctica (que se aplica a cualquier cosa que no sea dudosamente al universo como un todo), la decoherencia ambiental eliminará rápidamente tales correlaciones.

La ironía es que fue la "acción espeluznante a distancia" cuántica lo que originalmente motivó la demanda de realismo local de Einstein, sin embargo, en vista de las desigualdades de Bell, tendría que aceptar algo mucho más espeluznante para mantenerlo. Pero la buena noticia es que, si bien las desigualdades de Bell no descartan el superdeterminismo, tampoco lo exigen, son perfectamente consistentes con que las opciones de medición sean indeterminadas, junto con sus resultados. Y esa es, con mucho, una interpretación más plausible.

Hay dos problemas reales con la noción de que la física determinista significa resultados determinables:

1) Si las funciones que determinan el comportamiento de todo involucran retroalimentación y no son triviales en complejidad, exhibirán dinámicas caóticas.

2) No podemos destilar toda la información contribuyente que conduce a un estado actual. Tampoco podemos determinar el estado actual exacto sin destruir ese estado. Pero los detalles debajo de nuestra capacidad de medir permanecen.

La aleatoriedad no solo disminuye con el tiempo a medida que las cosas se asientan en patrones consistentes, como alguna vez imaginó el pensamiento mecanicista tradicional. Tampoco "se agota": la entropía no es una forma de energía, es una cosa diferente. Nuestra incapacidad para predecir resultados, especialmente a pequeña escala, se propaga y se recombina consigo misma. Y tiende a aumentar.

La dinámica caótica muestra cómo cambios muy pequeños pueden tener efectos desproporcionados. Por lo tanto, existe una aleatoriedad básica generalizada en un pedido pequeño que no se puede eliminar, simplemente empujar. Y no podemos asumir que todos sus efectos serán pequeños.

Entonces, hay una gran brecha entre la idea de que "las cosas están determinadas" y la idea de que "no hay aleatoriedad". Los resultados de los experimentos pueden estar tan determinados como sus entradas. Pero a cierta escala, esas entradas tampoco están determinadas.

La incertidumbre restante deja mucho espacio para el libre albedrío arriba y abajo de las escalas de comportamiento, incluso si las reglas se obedecen perfectamente en cada punto del espacio. El determinismo puede ser teóricamente cierto, pero irrelevante.

¿Cómo es irrelevante cuando hablamos del mundo real, no de tu ilusión al respecto? Cuando Einstein dice que el resultado está predeterminado, quiere decir que el mundo es absolutamente predecible, a pesar de que no se puede medir por debajo de la escala de Plank y demostrar felicidad por tal "libre albedrío".
Si hay aleatoriedad desde el principio, entonces hay aleatoriedad para siempre, no simplemente lo que no sabemos, sino aleatoriedad real, de naturaleza irreversible debido a la entropía. Si Einstein dice que las cosas pueden ser determinadas absolutamente por cualquier ser o proceso existente o futuro, está negando la termodinámica. Si no, entonces declararlo 'predecible' cuando ni nosotros ni ninguna otra criatura podemos hacer la predicción es solo un juego de palabras sin contenido.
¿Qué tiene que ver esto con la termodinámica? Einstein dice algo simple: la termodinámica es una teoría estadística. esta incompleto El último video de Susskind respalda esta opinión. La física elemental, la QM es reversible , dice. No importa si hay aleatoriedad desde el principio, siempre que nos preocupemos por el determinismo. ¿"Juego de palabras sin contenido"? Brillante. Reduzca su punto de vista sobre el debate EPR a esa sola oración. Necesitamos tu opinión.
No es mi turno de frase, es el de Wittgenstein. Hay juegos de lenguaje que tienen contenido y juegos de palabras que solo parecen tener contenido. Este es uno de los últimos, creo. Todo el tema parece ser 'hablar de Dios solapado'. Lo que no puede ser determinado por nadie, no está determinado. Y el único jugador aquí, además de todos los que están sujetos a la física, es Dios.

El término realismo local se usa en la práctica para significar lo siguiente: cualquier cantidad medible tiene un valor medible único en cualquier momento, y el valor único de esa cantidad está determinado por ecuaciones locales de movimiento. El teorema de Bell explica que cualquier teoría que satisfaga esta restricción no es local.

Podrías imaginar que toda la historia del universo se presentó de antemano e incluye resultados que violan el teorema de Bell, pero estos ocurren de una manera que satisface el realismo local. Sin embargo, esto viola otro principio de la ciencia: el principio evolutivo de que el conocimiento solo surge mediante procesos que implican variación y selección entre replicantes. El objetivo de los experimentos tipo Bell es llegar a una situación que pruebe el realismo local frente a la mecánica cuántica. Si las leyes de la naturaleza conspiran para frustrar tales pruebas, entonces el principio evolutivo es falso. No solo no se requirió variación ni selección para lograr esta conspiración, ni siquiera fue necesario que los procesos físicos relevantes usaran ningún almacenamiento de información para lograr este resultado, por lo que tampoco hubo replicadores. Hay una forma más corta de resumir el superdeterminismo: la mierda sucede. No explica los resultados, ni siquiera propone una pista sobre ninguna explicación, simplemente dice que la mierda sucede.

Hay una explicación local de las desigualdades de Bell que es realista en el sentido de que acepta la existencia de una realidad objetiva: se llama mecánica cuántica. En la mecánica cuántica, las propiedades medibles de los sistemas no se caracterizan por números únicos, sino por operadores hermitianos. Hay una explicación completamente local de cómo surgen las correlaciones en términos de propiedades de los sistemas representados por dichos operadores. Para una explicación de cómo surgen las correlaciones, véase

http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007

y

http://arxiv.org/abs/1109.6223 .