Ретропричинность: как квантовый мир может изменять привычные нам законы физики.

Физики предложили смелую теорию ретропричинности — концепции, позволяющей будущему влиять на прошлое, не нарушая при этом логику мироздания.

Getty Images.

В 2022 году Нобелевская премия по физике была присуждена за экспериментальную работу, показывающую, что квантовый мир должен разрушить некоторые из наших фундаментальных представлений о том, как устроена Вселенная.

Одни смотрят на эти эксперименты и приходят к выводу, что они бросают вызов «локальности» — концепции, согласно которой удалённым объектам для взаимодействия необходим физический посредник. И действительно, таинственная связь между удалёнными друг от друга частицами может быть одним из способов объяснить эти экспериментальные результаты.

Другие вместо этого думают, что эксперименты бросают вызов «реализму» — концепции того, что в основе нашего опыта лежит объективное положение дел. В конце концов, эксперименты трудно объяснить только в том случае, если наши измерения соответствуют реальным величинам.

Но что, если оба подхода можно сохранить за счёт третьего варианта?

Все больше экспертов считает, что мы должны отказаться от предположения, что нынешние действия не могут повлиять на прошлые события. Этот вариант, называемый «ретропричинностью», претендует на спасение как локальности, так и реализма.

Причинность.

Что вообще такое причинно-следственная связь? Начнём с общеизвестной строчки: «корреляция — это не причинно-следственная связь». Некоторые корреляции являются причинно-следственными, но не все. Но в чем разница?

Рассмотрим два примера. Первый: существует корреляция между стрелкой барометра и погодой – вот почему мы узнаем о погоде, глядя на барометр. Но никто при этом всерьёз не думает, что стрелка барометра сама вызывает погоду.

Второй: употребление крепкого кофе коррелирует с учащением пульса. Здесь кажется правильным сказать, что первое вызывает второе.

Разница в том, что если мы «покачаем» стрелкой барометра, то не изменим погоду. Погода и стрелка барометра контролируются третьей вещью, атмосферным давлением — вот почему они коррелируют. Когда мы сами управляем стрелкой, мы разрываем связь с давлением воздуха, и корреляция исчезает.

Но если мы вмешаемся в процесс употребления кофе, то также изменим и частоту сердечных сокращений. Причинно-следственные корреляции — это те, которые остаются в силе, когда мы меняем одну из переменных.

В наши дни наука поиска этих надёжных корреляций называется «причинным открытием». Это громкое название для простой идеи: выяснить, что ещё меняется, когда мы перемещаем вещи вокруг себя.

В обычной жизни мы обычно считаем само собой разумеющимся, что последствия действия проявятся позже, чем само действие. Это настолько естественное предположение, что мы не замечаем, как делаем его. Но в научном методе этот критерий отсутствует, и поэтому фантасты так любят игры с причинностью. Точно так же в некоторых религиях мы молимся о том, чтобы наши близкие оказались среди выживших, скажем, после вчерашнего кораблекрушения.

Мы воображаем, что то, что мы делаем сейчас, может повлиять на что-то в прошлом. Это и есть ретропричинность.

Квантовая ретропричинность.

Квантовая угроза локальности (то, что удалённым объектам для взаимодействия необходим физический посредник) проистекает из аргумента физика из Северной Ирландии Джона Белла, высказанного в 1960-х годах.

Белл рассмотрел эксперименты, в которых два гипотетических физика, Алиса и Боб, получают частицы из общего источника. Каждый выбирает одну из нескольких настроек измерения, а затем записывает результат измерения. Повторяясь много раз, эксперимент генерирует список результатов.

Белл понял, что квантовая механика предсказывает, что в этих данных будут странные корреляции (теперь подтверждённые). Казалось, они подразумевают, что выбор Алисы оказывает тонкое «нелокальное» влияние на результат Боба, и наоборот, даже несмотря на то, что Алиса и Боб могут быть разделены световыми годами.

Говорят, что аргумент Белла представляет угрозу специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, которая является неотъемлемой частью современной физики. Но это потому, что Белл предположил, будто квантовые частицы не знают, с какими измерениями они столкнутся в будущем. Ретропричинные модели предполагают, что выбор измерений Алисы и Боба влияет на частицы обратно в источнике. Это может объяснить странные корреляции, не нарушая специальной теории относительности. Однако ретропричинность часто путают с другой точкой зрения, называемой «супердетерминизмом».

Супердетерминизм.

Супердетерминизм согласуется с ретропричинностью в том, что выбор измерения и основные свойства частиц каким-то образом коррелируют.

Но супердетерминизм трактует это как корреляцию между погодой и стрелкой барометра. Предполагается, что существует некая таинственная третья вещь — «супердетерминант», — который контролирует и коррелирует как наш выбор, так и частицы, подобно тому, как атмосферное давление контролирует и погоду, и барометр.

Таким образом, супердетерминизм отрицает, что выбор измерений — это то, что мы можем изменять по своему желанию, для сторонников этой концепции все они предопределены. Свободные колебания нарушили бы корреляцию, как и в случае с барометром.

Критики возражают, что таким образом супердетерминизм подрывает основные предположения, необходимые для проведения научных экспериментов. Они также говорят, что это означает отрицание свободы воли, потому что что-то контролирует и выбор измерения, и частицы.

Источник: https://www.techinsider.ru/sci...

P.S. В.К. Интересные наблюдения. Однако здесь, на мой взгляд, необходимо сделать некоторые пояснения.

Одна и та же частица, испущенная источником, не может наблюдаться у двух разнесённых наблюдателей, если они между собой никак не связаны.

Другими словами, если источник испускает частицу в каком-то направлении, где она и фиксируется, то определённо можно утверждать, что между источником и наблюдателем имеется причинно-следственная связь.

Если наблюдателя, скажем два, и они эквипотенциальны, то статистически действительно обнаружится, что между результатами полученными наблюдателями, действительно существует некая корреляция и объясняется эта корреляция эквипотенциальностью наблюдателей и их связью с источником. И для понимания этого нет необходимости придумывать ни ретропричинность, ни суперпричинность.

Здесь необходимо пояснить, что такое связь  с источником. Так вот, ели наблюдатель собирается проводить какие-то наблюдения источника, то между источником и наблюдателем устанавливается причинно-следственная связь и определяющая результаты наблюдений. Другими словами, творится единое пространство отношений, определяемое этими отношениями.