Транзакционная интерпретация - Transactional interpretation

Часть цикла статей о
Квантовая механика
${\ displaystyle i \ hbar {\ frac {\ partial} {\ partial t}} | \ psi (t) \ rangle = {\ hat {H}} | \ psi (t) \ rangle}$ Уравнение Шредингера
Вступление Глоссарий История
Фон Классическая механика Старая квантовая теория Обозначение Бра – Кет Гамильтониан Вмешательство
Основы Комплементарность Декогеренция Запутанность Уровень энергии Измерение Нелокальность Квантовое число Состояние Суперпозиция Симметрия Туннелирование Неопределенность Волновая функция Крах
Эксперименты Неравенство Белла Дэвиссон-Гермер Двойная щель Элицур – Вайдман Франк-Герц Неравенство Леггетта – Гарга Мах – Цендер Поппер Квантовый ластик Отложенный выбор Кот Шредингера Штерн-Герлах Отсроченный выбор Уиллера
Составы Обзор Гейзенберг Взаимодействие Матрица Фазовое пространство Шредингер Суммирование по историям (интеграл по путям)
Уравнения Дирак Кляйн – Гордон Паули Ридберг Шредингер
Интерпретации Обзор Байесовский Последовательные истории Копенгаген де Бройль-Бом Ансамбль Скрытая переменная Местный Множественные миры Объективный коллапс Квантовая логика Реляционный Транзакционный
Дополнительные темы Релятивистская квантовая механика Квантовая теория поля Квантовая информатика Квантовые вычисления Квантовый хаос Матрица плотности Теория рассеяния Квантовая статистическая механика Квантовое машинное обучение
Ученые Ааронов Колокол Blackett Блох Бом Бор Родился Bose де Бройль Candlin Комптон Дирак Дэвиссон Дебай Эренфест Эйнштейн Эверетт Фок Ферми Фейнман Глаубер Gutzwiller Гейзенберг Гильберта Иордания Крамерс Паули ягненок Ландо Лауэ Мозли Милликен Оннес Планк Раби Раман Ридберг Шредингер Зоммерфельд фон Нейман Weyl Вена Вигнер Zeeman Цайлингер
v т е

Транзакционной интерпретация квантовой механики ( ТИКМ ) принимает волновой функции стандартного квантового формализма , и его комплексно - сопряженное, чтобы быть тормозится (вперед во времени) и расширенный (назад во времени) волны , которые образуют квантовое взаимодействие как Wheeler-Фейнману рукопожатие или транзакция. Впервые он был предложен в 1986 году Джоном Г. Крамером , который утверждает, что он помогает в развитии интуиции для квантовых процессов. Он также предполагает, что он избегает философских проблем с копенгагенской интерпретацией и ролью наблюдателя, а также разрешает различные квантовые парадоксы . TIQM стал второстепенным сюжетом его научно-фантастического романа «Мост Эйнштейна» .

Совсем недавно он также утверждал, что TIQM согласуется с экспериментом Афшара , утверждая, что копенгагенская интерпретация и многомировая интерпретация - нет.

Существование как опережающих, так и запаздывающих волн как допустимых решений уравнений Максвелла исследовалось в теории поглотителя Уиллера – Фейнмана . Крамер возродил их идею двух волн для своей транзакционной интерпретации квантовой теории. В то время как обычное уравнение Шредингера не допускает продвинутых решений, его релятивистская версия допускает , и эти продвинутые решения используются TIQM.

В TIQM источник излучает обычную (запаздывающую) волну вперед во времени, но он также излучает опережающую волну назад во времени; кроме того, приемник, который находится позже во времени, также излучает опережающую волну назад во времени и запаздывающую волну вперед во времени. Квантовое событие происходит, когда обмен «рукопожатием» продвинутой и запаздывающей волнами запускает формирование транзакции, в которой передаются энергия, импульс, угловой момент и т. Д. Квантовый механизм формирования транзакции был явно продемонстрирован для случая передачи фотона между атомами в разд. 5.4 книги Карвера Мида « Коллективная электродинамика» . В этой интерпретации коллапс волновой функции не происходит в какой-то конкретный момент времени, а является «вневременным» и происходит на протяжении всей транзакции, а процесс излучения / поглощения симметричен во времени. Волны считаются физически реальными, а не просто математическим устройством для записи знаний наблюдателя, как в некоторых других интерпретациях квантовой механики . Философ и писатель Рут Кастнер утверждает, что волны существуют как возможности вне физического пространства-времени, и поэтому необходимо принять такие возможности как часть реальности.

Крамер использовал TIQM при обучении квантовой механике в Вашингтонском университете в Сиэтле .

Достижения по сравнению с предыдущими интерпретациями

ТИКЙ явно нелокальный и, как следствие, логически согласуются с контрфактуальной определённостью (CFD), минимальное реалист предположения. Таким образом, он включает в себя нелокальность, продемонстрированную тестовыми экспериментами Белла, и устраняет зависящую от наблюдателя реальность, которая подвергалась критике как часть копенгагенской интерпретации . Крамер утверждает, что ключевые преимущества интерпретации относительного состояния Эверетта заключаются в том, что транзакционная интерпретация имеет физический коллапс и симметрична во времени. Крамер также утверждает, что ТИ согласуется с понятием эйншенской блочной вселенной, но не зависит от него. Кастнер утверждает, что Рассматривая продукт продвинутой и замедленной волновых функций, правило Борна можно объяснить онтологически.

Транзакционная интерпретация внешне похожа на векторный формализм двух состояний (TSVF), который берет свое начало в работе Якира Ахаронова , Питера Бергманна и Джоэла Лебовица в 1964 году. Однако у нее есть важные отличия - TSVF не имеет подтверждения и, следовательно, не может предоставить физический референт для правила Борна (как это делает TI). Кастнер подверг критике некоторые другие симметричные во времени интерпретации, включая TSVF, как онтологически противоречивые утверждения.

Кастнер разработал новую релятивистскую транзакционную интерпретацию (RTI), также называемую возможной транзакционной интерпретацией (PTI), в которой само пространство-время возникает посредством транзакций. Утверждалось, что эта релятивистская транзакционная интерпретация может обеспечить квантовую динамику для программы причинных множеств .

Дебаты

В 1996 году Тим Модлин предложил мысленный эксперимент, включающий эксперимент Уиллера с отложенным выбором, который обычно воспринимается как опровержение TIQM. Однако Кастнер показал, что аргумент Модлина не фатален для TIQM.

В своей книге «Квантовое рукопожатие» Крамер добавил иерархию к описанию псевдовремени, чтобы справиться с возражением Модлина, и указал, что некоторые аргументы Модлина основаны на неправильном применении интерпретации знаний Гейзенберга к описанию транзакций.

Трансактная интерпретация подвергается критике. Ниже приводится частичный список и некоторые ответы:

1. «TI не генерирует новых прогнозов / не тестируется / не тестировался».

TI - это точная интерпретация QM, поэтому его прогнозы должны быть такими же, как и QM. Как и многомировая интерпретация (MWI), TI - это «чистая» интерпретация в том смысле, что она не добавляет ничего ad hoc, но обеспечивает физический референт для части формализма, которой так не хватает (продвинутые состояния, неявно появляющиеся в Born правило ). Таким образом, требование, которое часто предъявляется к TI в отношении новых предсказаний или проверяемости, является ошибочным, что неверно истолковывает проект интерпретации как один из модификаций теории.

2. «Неясно, где в пространстве-времени происходит транзакция».

Одно ясное объяснение дано в Cramer (1986), который описывает транзакцию как четырехвекторную стоячую волну, конечными точками которой являются события излучения и поглощения.

3. «Модлин (1996, 2002) продемонстрировал, что ТИ непоследовательна».

Вероятностная критика Модлина смешала интерпретацию транзакций с интерпретацией знаний Гейзенберга. Однако он поднял обоснованный вопрос о возможных причинно-следственных связях, что побудило Крамера добавить иерархию к псевдовременному описанию формирования транзакции. Кастнер распространил ТИ на релятивистскую область, и в свете этого расширения интерпретации можно показать, что Вызов Модлина даже не может быть установлен и, следовательно, аннулирован; нет необходимости в предложении Крамера об «иерархии». Модлин также утверждал, что вся динамика TI детерминирована и, следовательно, не может быть «коллапса». Но это, похоже, игнорирует реакцию амортизаторов, что является нововведением модели. В частности, линейность эволюции Шредингера нарушается реакцией поглотителей; это непосредственно устанавливает переход неунитарного измерения без каких-либо специальных модификаций теории. Неунитарность обсуждается, например, в главе 3 книги Кастнера « Транзакционная интерпретация квантовой механики: реальность возможности» (CUP, 2012).

4. «Неясно, как транзакционная интерпретация учитывает квантовую механику более чем одной частицы».

Этот вопрос рассматривается в статье Крамера 1986 года, в которой он приводит множество примеров применения TIQM к многочастичным квантовым системам. Однако, если вопрос заключается в существовании многочастичных волновых функций в нормальном трехмерном пространстве, книга Крамера 2015 года содержит некоторые детали в обосновании многочастичных волновых функций в трехмерном пространстве. Критика представленного Крамером в 2015 году описания работы с многочастичными квантовыми системами содержится в Kastner 2016, «Обзор трансакционной интерпретации и ее эволюции в 21-й век», Philosophy Compass (2016). В нем, в частности, отмечается, что учетная запись Крамера 2015 обязательно антиреалистичен в отношении многочастичных состояний: если они являются лишь частью «карты», то они не реальны, и в этой форме TI становится инструменталистской интерпретацией, вопреки своему изначальному духу. так называемое «отступление» в гильбертово пространство (подвергающееся критике также ниже в подробном обсуждении примечания), вместо этого можно рассматривать как необходимое расширение онтологии, а не отступление к антиреализму / инструментализму в отношении многочастичных состояний. Расплывчатое утверждение (внизу), что «волны предложения - это несколько эфемерные трехмерные космические объекты» указывает на отсутствие четкого определения онтологии, когда кто-то пытается сохранить все в пространстве-времени 3 + 1.

Смотрите также

• Ретропричинность
• Квантовая запутанность
• Квантовая нелокальность
• Теория поглотителя Уиллера – Фейнмана

использованная литература

дальнейшее чтение

• Джон Г. Крамер, Квантовое рукопожатие: запутанность, нелокальность и транзакции , Springer Verlag 2016, ISBN  978-3-319-24642-0 .
• Рут Э. Кастнер, Транзакционная интерпретация квантовой механики: реальность возможности, Cambridge University Press, 2012.
• Рут Э. Кастнер, Понимание нашей невидимой реальности: решение квантовых загадок, Imperial College Press, 2015.
• Тим Модлин, квантовая нелокальность и относительность , Blackwell Publishers 2002, ISBN  0-631-23220-6 (обсуждает мысленный эксперимент, разработанный для опровержения TIQM; это было опровергнуто в Kastner 2012, глава 5)
• Карвер А. Мид, Коллективная электродинамика: квантовые основы электромагнетизма , 2000, ISBN  9780262133784 .
• Джон Гриббин , «Котята Шредингера и поиски реальности» : решение квантовых загадок дает обзор интерпретации Крамера и говорит, что «если повезет, она вытеснит копенгагенскую интерпретацию как стандартный способ мышления о квантовой физике для следующего поколения людей». ученые ».

внешние ссылки

• Джон Г. Крамер, почетный профессор физики Вашингтонского университета, представляет «Исследование квантового рукопожатия». Видео на YouTube от 1 февраля 2018 года .
• Павел В. Куракин, Георгий Г. Малинецкий, Как пчелы могут объяснить квантовые парадоксы , Автоматизирует интеллект (2 февраля 2005 г.). (В этой статье рассказывается о работе по дальнейшему развитию TIQM)
• Кастнер также применил TIQM к другим вопросам квантовой механики в [1] «Транзакционная интерпретация, контрфактические данные и слабые значения в квантовой теории» и [2] «Эксперимент с квантовым лжецом в транзакционной интерпретации».