|
En kvantetrussel mod Speciel Relativitet Som mange kvantevirkninger overskrider entanglement nogle af vore
dybeste oplevelser af verden. Den underminerer måske også Einsteins specielle
relativitetsteori. David Z. Albert & Rivka Galchen*
Radikale revideringer af virkeligheden Det undertryktes tilbagevenden Forskellige ikkelokale oplevelser
Vores oplevelse, som
strækker sig for evigt bagud, siger os, at man, for at flytte f.eks. en sten,
skal røre ved den sten, eller røre en stok der rører stenen, eller give en
ordre der bevæger sig via vibrationer gennem luften til øret på en mand med
en stok, som så kan skubbe til stenen – eller den slags rækkefølge. Denne
oplevelse er, mere generelt, at ting kun kan påvirke andre ting, der er lige
ved siden af dem. Hvis A påvirker B uden at være lige ved siden af, så må den
omhandlede virkning være indirekte – den omhandlede virkning må være noget
der bliver transmitteret ved hjælp af en kæde af hændelser, hvor hver
hændelse direkte forårsager den næste på en måde der strækker sig jævnt over
afstanden fra A til B. Hver gang vi mener at kunne komme på en undtagelse fra
denne oplevelse - f.eks. trykke på en kontakt der tænder byens gadebelysning
(men så går det op for os, at det sker gennem ledninger) eller lytte til en
DR radioudsendelse (men så går det op for os at radiobølger udbredes gennem
luften) – viser det sig, at vi faktisk ikke er kommet i tanker om en
undtagelse. Dvs. ikke i vor dagligdags oplevelse af verden. Vi kalder denne oplevelse ”lokalitet.” Kvantemekanikken har vendt op og ned på mangen en oplevelse,
men ingen dybere end denne. Og denne særlige venden op og ned indebærer en
trussel, som til nu er uløst, mod speciel relativitet – en del af fundamentet
for vor fysik i det 21. århundrede. Lad os gå et skridt
baglæns. Før kvantemekanikkens fremkomst, og faktisk helt tilbage til
begyndelsen af den videnskabelige undersøgelse af naturen, troede de lærde,
at en fuldstændig beskrivelse af den fysiske verden i princippet kunne fås
ved, en for en, at beskrive hver af verdens mindste og mest elementære
fysiske bestanddele. Fortællingen om hele verden kunne så udtrykkes som
summen af bestanddelenes fortællinger. Kvantemekanikken overtræder denne tro. Virkelige, målelige, fysiske egenskaber ved samlinger af
partikler kan, på en helt konkret måde, overskride eller omgå eller ikke have
noget at gøre med summen af de individuelle partiklers egenskaber. For
eksempel kan man, ifølge kvantemekanikken, arrangere et par partikler, så de er
nøjagtig en halv meter fra hinanden og alligevel har hver partikel for sig
ikke nogen bestemt position. Endvidere hævder standard indfaldsvinklen til
forståelse af kvantefysikken, den såkaldte Københavner tolkning – fremsat af
den store danske fysiker Niels Bohr tidligt i sidste århundrede og
videregivet fra professor til studerende i generationer – at det ikke er
fordi, vi ikke kender kendsgerningerne om de individuelle partiklers
nøjagtige positioner; det er fordi, der simpelthen ikke er nogen sådanne kendsgerninger.
At spørge om en enkelt partikels position ville være ligeså meningsløst som,
f.eks., at spørge om tallet fems ægteskabelige status. Problemet er ikke
epistemologisk (om hvad vi ved) men ontologisk (om hvad der er). Fysikere siger, at partiklerne, som forholder sig til
hinanden på denne måde, er kvantemekanisk entangled med hinanden. Den
entangled egenskab behøver ikke være placering: To partikler kunne spinde på
modsatte måder, uden at nogen af dem afgjort spandt med uret. Eller nøjagtigt
en af partiklerne kunne være exciteret, men ingen af dem er afgjort den
exciterede. Entanglement kan forbinde partiklerne uanset hvor de er, hvad de
er og hvilke kræfter de udøver på hinanden – i princippet kunne de sagtens
være en elektron og en neutron i modsatte sider af galaksen. Entanglement
udgør således en form for intimitet blandt stoffet, som man ikke tidligere
har drømt om. Entanglement ligger bag de nye og yderst lovende felter
kvanteberegning og kvantekryptografi, som kunne give evnen til at løse visse
opgaver, der ligger hinsides en almindelig computers praktiske område og
evnen til at kommunikere med garanteret sikkerhed mod aflytning [se ”Quantum
Computing with Ions,” af Christopher R. Monroe og David J. Wineland;
Scientific American, august 2008]. Men entanglement synes også at medføre det dybt
spøgelsesagtige fænomen, som strider mod ens oplevelse, der kaldes
ikkelokalitet – muligheden for at påvirke noget fysisk uden at berøre det
eller berøre nogen som helst serie entiteter, der rækker fra her til der.
Ikkelokalitet betyder, at en knytnæve i Bogense kan brække en næse i
Kerteminde uden at påvirke nogen anden fysisk ting (ikke et luftmolekyle,
ikke en elektron i en ledning, ikke et lysglimt) nogen steder på øen. Det mest bekymrende ved ikkelokalitet, bortset fra dens
overvældende indre mærkværdighed, har været, at den udgør en dyb trussel mod
speciel relativitet, som vi kender den. I de seneste par år er denne gamle
bekymring – som endelig er blevet lukket indenfor i kredsen af alvorlig tænkning
om fysik – blevet omdrejningspunktet for debatter, der måske til sidst vil
adskille, forvrænge, genopfinde, fæstne eller plante henfald i selve
fysikkens grundlag. Radikale
revideringer af virkeligheden Kvantemekanik voldte
Albert Einstein utallige bekymringer. Den overciterede foruroligelse over
dens tilfældighed (”Gud kaster ikke med terninger”) var blot en. Men den
eneste indvending, som han formelt udtalte, den eneste han skrev en skrivelse
om, drejede sig om det mærkværdige ved kvanteentanglement. Denne indvending
ligger i hjertet af det, der nu kendes som EPR argumentet, opkaldt efter dets
tre forfattere, Einstein og hans kolleger Boris Podolsky og Nathan Rosen. I
deres skrift fra 1935 ”Kan den kvantemekaniske beskrivelse af den fysiske
virkelighed anses for fuldstændig?” besvarer de deres eget spørgsmål med et
stramt begrundet ”nej.” Deres argument gjorde væsentlig brug af en særlig
instruktion i den kvantemekaniske opskrift, eller matematiske algoritme, til
forudsigelse af resultatet af eksperimenter. Antag, at vi måler positionen af
en partikel, der er kvantemekanisk entangled med en anden partikel, så ingen
af dem individuelt har en præcis position, som vi beskrev ovenfor. Når vi
erfarer resultatet af målingen, ændrer vi naturligvis beskrivelsen af den
første partikel, fordi vi nu ved, hvor den var i et øjeblik. Men algoritmen
instruerer os også til at ændre beskrivelsen af den anden partikel – og ændre
den øjeblikkeligt, ligegyldigt hvor langt væk den er eller hvad der kan ligge
mellem de to partikler. Entanglement var en ubestridt kendsgerning ved det
verdensbillede, som kvantemekanikken præsenterede fysikerne for, men det var
en kendsgerning, hvis betydninger ingen før Einstein havde tænkt meget over.
I entanglement så han noget, som ikke blot var mærkeligt, men som var
tvivlsomt. Den slog ham som spøgelsesagtig. Den forekom især ikkelokal. Ingen var på den tid klar til at gå ind for, at der fandtes
ægte fysisk ikkelokalitet i verden – ikke Einstein, ikke Bohr, ingen.
Einstein, Podolsky og Rosen tog det i deres skrift for givet, at den
tilsyneladende ikkelokalitet i kvantemekanikken kun kunne være
tilsyneladende, at den måtte være en slags matematisk uregelmæssighed eller
uheldigt udtryk, eller at den, under alle omstændigheder, måtte være en artefakt
ved algoritmen, som man kunne skille sig af med – man kunne afgjort koge
kvantemekanikkens forudsigelser af resultatet af eksperimenter sammen uden at
behøve nogen ikkelokale trin. Og i deres skrift præsenterede de et argument, der gik på,
at hvis (som alle antog) der ikke findes nogen ægte fysisk ikkelokalitet i
verden og hvis kvantemekanikkens eksperimentelle forudsigelser er korrekte,
så må kvantemekanikken efterlade sider af verden udenfor sin redegørelse. Der
må være sider af verdens fortælling, den ikke nævner. EPR
tankeeksperimentet
Bohr svarede på EPR
skriftet praktisk talt i nattens løb. Hans febrilsk sammensatte brev med
tilbagevisning drejede sig ikke om nogen af skriftets konkrete videnskabelige
argumenter men beskæftigede sig i stedet – på en uigennemsigtig og sommetider
ligefrem gådefuld måde – med dets brug af ordet ”virkelighed” og dets
definition af ”elementer af fysisk virkelighed.” Han talte længe om
forskellen mellem subjekt og objekt, om de omstændigheder under hvilke det
giver mening at stille spørgsmål og om det menneskelige sprog. Det, som
videnskaben havde behov for, var, ifølge Bohr, en ”radikal revidering af vor
indstilling til fysisk virkelighed.” Men Bohr gjorde sig umage med at være
enig med EPR skriftet på et punkt: at der selvfølgelig ikke kan være tale om
en ægte fysisk ikkelokalitet. Den tilsyneladende ikkelokalitet, hævdede han,
var blot en grund mere til, at vi må opgive den mærkelige og gammeldags
stræben, der er så udtalt i EPR skriftet, efter at kunne aflæse et realistisk
billede af verden ud fra kvantemekanikkens ligninger – et billede af hvad der
virkelig eksisterer for os fra øjeblik til øjeblik. I virkeligheden
insisterede Bohr på, at ikke blot ser vi verden gennem dunkelt glas, men at
dette skyggebillede og ubestemte syn er så virkeligt som noget kan blive. Bohrs svar på en udtrykkelig videnskabelig bekymring var
mærkeligt filosofisk. Endnu mere mærkeligt var ophøjelsen af Bohrs svar til
den teoretiske fysiks officielle evangelium. At bruge mere tid på disse spørgsmål
blev derefter at være en frafalden. Fysiksamfundet vendte sig således bort
fra sin gamle stræben efter at afdække, hvordan verden virkelig er og i lang
tid derefter henviste den metafysiske spørgsmål til fantasi litteraturen. Selv i dag forbliver denne afgørende del af Einsteins arv
meget ubemærket. Walter Isaacsons Einstein biografi fra 2007 forsikrer
læseren om, at Einsteins kritik af kvantemekanikken siden er blevet løst. Og
det er ikke sandt. Bells
læresætning og den fysiske verden
Det
undertryktes tilbagevenden Den
første seriøse videnskabelige beskæftigelse med EPR argumentet kom (efter 30
års mere eller mindre fuldstændig tilsidesættelse) i et berømt skrift fra 1964
af den ualmindelige irske fysiker John S. Bell. Af Bells arbejde fremgik det,
at Bohr tog fejl i, at der ikke var noget galt med hans forståelse af
kvantemekanik og at Einstein tog fejl i, hvad der var galt med Bohrs
forståelse. For at se hvad der i virkeligheden var galt, er det nødvendigt at
opgive ideen om lokalitet. Det afgørende spørgsmål
er, hvorvidt de ikkelokaliteter, der i det mindste forekommer at være
tilstede i den kvantemekaniske algoritme, kun er tilsyneladende eller er
noget mere. Bell synes at være den første person, der spurgte sig selv, hvad
dette spørgsmål præcist betyder. Hvad kunne skille de ægte fysiske
ikkelokaliteter fra dem, der blot var tilsyneladende? Han ræsonnerede, at
hvis der fandtes en tydeligt og fuldstændigt lokal algoritme, der gjorde de
samme forudsigelser for eksperimenters resultater, som den kvantemekaniske
algoritme gør, så ville det have været rigtigt af Bohr og Einstein at
forkaste ikkelokaliteterne i kvantemekanik som værende blot en artefakt ved
den særlige formalisme. Omvendt gjalt det, at hvis ingen algoritme kunne
undgå ikkelokaliteter, så måtte de være ægte fysiske fænomener. Så
analyserede Bell et specifikt entanglement scenario og konkluderede, at ingen
sådan lokal algoritme var matematisk mulig. Og derfor er den virkelige
fysiske verden ikkelokal. Punktum. Denne konklusion vender
alting på hovedet. Einstein, Bohr og alle andre havde altid taget det for
givet, at enhver ægte uoverensstemmelse mellem kvantemekanik og princippet om
lokalitet, ville være dårligt nyt for kvantemekanikken. Men Bell havde nu
vist, at lokalitet var uforenelig ikke blot med kvantemekanikkens abstrakte
teoretiske apparatur men også med visse af dens empiriske forudsigelser.
Eksperimentatorer – især arbejde af Alain Aspect fra Institute of Optics i
Paliseau, Frankrig og hans medarbejdere i 1981 og senere – har ikke efterladt
nogen tvivl om, at disse forudsigelser virkelig er korrekte. De dårlige
nyheder var så ikke for kvantemekanikken men for princippet om lokalitet – og
således, antageligt, for speciel relativitet, fordi den i det mindste
forekommer at hvile på en antagelse om lokalitet.
Den vigtigste reaktion på
Bells arbejde – en som vedvarer mange steder selv i dag – var endnu mere
formørkelse. Bell havde vist, at enhver teori, der kunne gengive
kvantemekanikkens empiriske forudsigelser for entangled partikelpar –
inkluderende selve kvantemekanikken – skulle være ægte fysisk ikkelokal. Dette budskab er faktisk
blevet ignoreret. I stedet siger næsten alle, at hvad Bell viste er, at
ethvert forsøg på at erstatte det ortodokse kvantemekaniske billede af verden
med noget, der stemmer bedre med vore klassiske metafysiske forventninger –
enhver såkaldt skjulte variable, deterministisk eller filosofisk realistisk
teori – skal være ikkelokal, hvis den kan gengive de kvantemekaniske
forudsigelser for EPR systemer. [for et
par foreslåede flugtklausuler fra Bells konklusion, se boxen til højre]. Folk
læste i det mindste Bells arbejde, men som om det var gennem et konvekst
spejl. Kun en meget lille
minoritet af fysikere undgik denne særlige misforståelse og fattede, at Bells
bevis og Aspects eksperimenter betød, at man havde opdaget, at selve verdenen
var ikkelokal, men selv de troede næsten universelt, at den ikkelokalitet,
det her drejede sig om, ikke udgjorde nogen særlig trussel mod speciel
relativitet. Denne tro opstår fra den
ide, at speciel relativitet er uløseligt forbundet med umuligheden af at
transmittere budskaber hurtigere end lysets hastighed. Hvis speciel
relativitet er sand, kan man trods alt hævde, at ingen stoflig bærer af et
budskab kan accelereres fra hvile til hastigheder større end lysets. Og man
kan hævde, at et budskab sendt hurtigere end lyset ifølge nogle ure ville
være et budskab, der ankom før det blev sendt og potentielt kunne slippe alle
tidsrejsens paradokser løs. For så længe siden som i
1932 beviste den glimrende ungarske matematiker John von Neumann, at
kvantemekanikkens ikkelokalitet aldrig nogensinde kan bringes til at virke i
en mekanisme til transmission af budskaber øjeblikkeligt. I mange årtier
betragtede faktisk hele det teoretiske fysiksamfund von Neumanns bevis som en
forsikring om, at kvantemekanisk ikkelokalitet og speciel relativitet kan
sameksistere fredeligt. Forskellige
ikkelokale oplevelser Det tog
endnu 30 år efter offentliggørelsen af Bells skrift, før fysikerne endelig så
disse emner i øjnene. Den første klare, understøttede, logisk fejlfri og
kompromisløst oprigtige diskussion af kvante ikkelokalitet og relativitet
fremkom i 1994 i en bog med præcist den titel af Tim Maudlin fra Rutgers
University. Hans arbejde belyste, hvordan ikkelokalitetens og den specielle
relativtets forenelighed var et meget dybere spørgsmål, end de traditionelle
banaliteter, baseret på øjeblikkelige budskaber, ville bilde os ind. Maudlins arbejde foregik
på baggrund af en ny og fremtrædende ændring i det intellektuelle miljø. Fra
de tidlige 1980'ere og frem begyndte grebet af Bohrs overbevisning – at der
ikke kunne gives en gammeldags, filosofisk realistisk redegørelse for den
subatomare verden – på håndgribelig måde at svækkes overalt. På det tidspunkt
syntes et antal lovende konkrete videnskabelige forslag at give en god
redegørelse af den slags, i det mindste i den tilnærmelse, der ignorerer
virkningerne af speciel relativitet. Disse forslag inkluderede Bohms mekanik
(udviklet af David Bohm i England i begyndelsen af 1950'erne og en
inspiration for Bells arbejde, men ellers i det store og hele ignoreret) og
GRW modellen af GianCarlo Ghirardi, Alberto Rimini og Tullio Weber i Italien
[se ”Bohm's Alternative to Quantum Mechanics,” af David Z. Albert; Scientific
American, maj 1994]. Fysikkens gamle stræben, at være en vejviser for
metafysik, at fortælle os håndgribeligt og ligefremt hvordan verden i
virkeligheden er – en stræben der havde ligget slumrende og negligeret i mere
end 50 år -, begyndte langsomt at vågne igen. Derfor
bryder speciel relativitet sig ikke om ikkelokalitet
Maudlins bog fokuserede på tre vigtige punkter. For det første er
speciel relativitet en påstand om rummets og tidens geometriske struktur.
Umuligheden af at transmittere masse, energi, information eller kausale
indflydelser hurtigere end lyset – ingen af disse krav er i sig selv langt
fra tilstrækkelige til at garantere, at teoriens påstand om geometrien er
korrekt. Således giver von Neumanns bevis om transmission af budskaber i sig
selv ingen forsikring om, at kvantemekanisk ikkelokalitet og speciel relativitet
kan sameksistere fredeligt. For det andet er sandheden
om speciel relativitet (som en kendsgerning), fuldstændig forenelig med en
enorm variation af hypotetiske mekanismer til hurtigere-end-lys transmission
af masse, energi, information og årsagsindflydelse. I 1960'erne
offentliggjorde Gerald Feinberg fra Columbia f.eks. en internt konsistent og
helt relativistisk teori om en hypotetisk art partikel – tachyoner – for
hvilke det er fysisk umuligt nogensinde at bevæge sig langsommere end lys.
Maudlin opfandt andre eksempler. Således betyder den blotte
eksistens af ikkelokalitet i kvantemekanik i sig selv ikke, at kvantemekanik
ikke kan sameksistere med speciel relativitet. Så måske er der håb. Som Maudlin understregede i sit tredje
eksempel er den særlige slags virkning på afstand, som vi møder i
kvantemekanik, imidlertid et helt andet dyr, end det vi så i eksemplet med
Feinbergs tachyoner eller Maudlins andre eksempler. Det uhyggelige ved den
måde kvantemekaniske partikler kan øve ikkelokal indflydelse på hinanden på
er, at den ikke afhænger af partiklernes rumlige placering eller deres indre
fysiske egenskaber – som alle de relativistiske indflydelser, vi hentydede
til i de foregående afsnit, gør – men kun af om partiklerne, det drejer sig
om, er kvantemekanisk entangled med hinanden. Den slags ikkelokalitet
man møder i kvantemekanik synes at kræve en absolut samtidighed, hvilket
ville udgøre en meget virkelig og ildevarslende trussel mod speciel
relativitet. Det er vanskeligheden. To
nye resultater – som påfaldende trækker i forskellige retninger – er dukket
frem fra disse diskussioner blot i løbet af de sidste par år. Det første
antyder en måde, hvorpå kvantemekanisk ikkelokalitet kunne være forenelig med
speciel relativitet; den anden afslører et nyt anslag, som kombinationen af
kvantemekanik og speciel relativitet øver mod vore dybeste oplevelseer om
verden. Det
første resultat fremkom 2006 i et forbavsende skrift af Roderich Tumulka, en
ung tysk matematiker som nu er på Rutgers. Tumulka viste, hvordan alle
kvantemekanikkens empiriske forudsigelser for entangled par partikler kunne
reproduceres af en behændig modifikation af GRW teorien (husk, at denne teori
foreslår en filosofisk realistisk måde at få kvantemekanikkens forudsigelser
under mange omstændigheder). Modifikationen er ikkelokal og alligevel er den
helt forenelig med rumtidsgeometrien i speciel relativitet. Dette
arbejde er stadig i sin spæde barndom. Ingen har endnu kunnet nedskrive en
tilfredsstillende version af Tumulkas teori, der kan anvendes på partikler
der tiltrækker eller frastøder hinanden. Desuden indfører hans teori en ny
slags ikkelokalitet i naturlovene – en ikkelokalitet, som ikke kun findes i
rummet, men også i tiden! For at bruge hans teori til at bestemme
sandsynlighederne for, hvad der er det næste, der sker, skal man ikke blot
indsætte verdens nuværende fuldstændige tilstand (som det er sædvane i en
fysikteori) men også visse kendsgerninger om fortiden. Den egenskab og nogle
andre er bekymrende, men Tumulka har bestemt fjernet nogle af grundene til
Maudlins frygt for, at kvantemekanisk ikkelokalitet ikke kan komme til at
sameksistere fredeligt med speciel relativitet. Det andet
nylige resultat, opdaget af en af os (Albert), viste, at for at kombinere
kvantemekanik og speciel relativitet kræves det, at vi opgiver en anden af
vore ældgamle overbevisninger. Vi tror, at alt, hvad der er at sige om
verden, i princippet kan formuleres som en beretning eller fortælling. Eller,
i mere præcise og tekniske udtryk, alt, hvad der er at sige kan pakkes ind i
et uendeligt sæt sætninger på formen ”i t 1 er dette verdens
eksakte fysiske tilstand” og ”i t 2 er det verdens eksakte
fysiske tilstand,” og så videre. Men fænomenet kvantemekanisk entanglement og
speciel relativitets rumtidsgeometri – tilsammen – betyder, at verdens
fysiske historie er uendeligt meget for rig til det. Grunden
er, at speciel relativitet har tendens til at sammenblande rum og tid på en
måde, der omdanner kvantemekanisk entanglement mellem distinkte fysiske
systemer til noget i retning af entanglement mellem fysiske situationer til
forskellige tider – noget der på en helt konkret måde overskrider eller
undviger eller ikke har noget at gøre med en hvilken som helst sum af
situationer i distinkte tidsmæssige
øjeblikke. Det
resultat indebærer, som de fleste teoretiske resultater i kvantemekanik,
manipulering og analyse af en matematisk entitet kaldet en bølgefunktion, et
begreb Erwin Schrödinger indførte for otte årtier siden til at definere
kvantetilstande. Det er ud fra bølgefunktioner, at fysikere udleder
muligheden for (faktisk, nødvendigheden af) entanglement af partikler, der
har ubestemte positioner og så videre. Og det er bølgefunktionen, der ligger
i hjertet af gåder om kvantemekanikkens ikkelokale virkninger. Men
hvad er den, nøjagtigt? Forskere i fysikkens grundlag debatterer nu
dette spørgsmål kraftigt. Er bølgefunktionen et konkret fysisk objekt eller
er den noget som en lov om bevægelse eller en indre egenskab ved partiklerne
eller en forbindelse mellem rumlige punkter? Eller er den blot vor nuværende
information om partiklerne? Eller hvad? Kvantemekaniske
bølgefunktioner kan ikke repræsenteres matematisk i noget mindre end et
svimlende, højt dimensioneret rum kaldet et konfigurationsrum. Hvis vi, som
nogen hævder, skal forestille os bølgefunktioner som konkrete fysiske
objekter, så er vi nødt til at tage den ide alvorligt, at verdens historie
ikke udspiller sig i det tredimensionale rum fra vor dagligdags oplevelse
eller i den firedimensionale rumtid fra speciel relativitet men snarere i
dette gigantiske og fremmedartede konfigurationsrum, ud af hvilket illusionen
om tredimensionalitet på en eller anden måde fremkommer. Vor tredimensionale
ide om lokalitet skulle også forstås som emergent. Kvantefysikkens
ikkelokalitet kunne være vort vindue ind mod dette dybere virkelighedsniveau. Speciel
relativitets status nu, lidt mere end et århundrede efter den blev præsenteret
for verden, er pludseligt et radikalt åbent spørgsmål, der udvikler sig
hurtigt. Denne situation er opstået fordi fysikere og filosoffer endelig har
fulgt op på de løse ender i Einsteins længe ignorerede argument med
kvantemekanik – et yderligere, ironisk bevis på Einsteins geni. Den
formindskede guru kan meget vel have taget fejl præcis, hvor vi troede han
havde ret og haft ret lige hvor vi troede han tog fejl. Vi ser måske,
faktisk, universet gennem et glas, der ikke er helt så formørket, som man
længe har insisteret på. Ikkelokalitet
i århundredernes løb Vor
oplevelse er, at verden er lokal: vi kan kun flytte en sten ved at røre den
direkte eller ved at røre en stok, der rører den eller ved at skabe en eller
anden ubrudt kæde af sådanne direkte, lokale forbindelser. Alligevel har
tilsyneladende ikkelokaliteter udfordret forskerne siden den moderne
videnskabs begyndelse i 1600 tallet.
Quantum Theory and
Measurement. Edited by John Archibald Wheeler, og Woiciech Hubert
Zurek. Princeton University
Press, 1983. (Indeholder det originale “EPR” skrift og Niels Bohrs svar.) Quantum Mechanics and
Experience. David Z. Albert. Harvard University Press, 1992. The Shaky Game: Einstein,
Realism, and the Quantum Theory. Second edition.
Arthur Fine. University of Chicago Press, 1996. Quantum Non-Locality and
Relativity: Metaphysical Intimations of Modern Physics.
Second edition. Tim Maudlin. Wiley-Blackwell, 2002. Speakable and Unspeakable
in Quantum Mechanics: Collected Papers on Quantum Philosophy. Second
edition. J.S. Bell. Cambridge University Press, 2004. Elektrodynamisk duo I “A Quantum Threat to Special Relativity,”
undersøger David Z. Albert and Rivka Galchen speciel relativtets
levedygtighed, fordi kvantemekanik fremviser ikkelokalitet, som speciel
relativitet ikke tillader. Men den mest succesfulde fysiske teori, vi har, -
kvanteelektrodynamik – er en helt konsistent sammensmeltning af begge
teorier, der forudsiger resultaterne af praktiske eksperimenter korrekt. Laurence R. Mead University of
Southern Missisipi ALBERT OG GALCHEN SVARER: Skønt kvanteelektrodynamik er svimlende
god til at forudsige, hvad resultaterne af en bred vifte af eksperimenter på kvantemekaniske
systemer vil være, er den tavs om spørgsmålet om, hvordan sådanne resultater
i virkeligheden dukker op mekanisk. Og dette spørgsmål er tydeligt et, som
enhver fuldstændig fundamental redegørelse for naturen skal give et svar på.
Den irske fysiker John S. Bells læresætning, diskuteret i vor artikel,
demonstrerer, at ethvert sådant svar uvægerligt skal indføre ikkelokalitet i
verden. Og den ikkelokalitet er kilden til spændingen med speciel
relativitet. Fra Scientific
American, juli 2009, siderne 5-6.
* David
Z. Albert og Rivka Galchen underviser begge på Columbia University, den ene
om hvordan fysik fortæller verdens historie, den anden om hvordan man skriver
fortællinger. Albert
er Frederick E. Woodbridge Professor of Philosophy på Columbia og forfatter
af Quantum Mechanics and Experience og
Time and Chance. Galchen er adjunct assistant professor i skriveafdelingen
på Columbia’s School of Arts. Hendes ofte videnskabeligt prægede fortællinger
og essays har været bragt i New Yorker,
New York Times og Believer.
Hendes første roman, Atmospheric
Disturbances, blev udgivet af Farrar, Straus og Giroux maj 2008. Fra A
Quantum Threat to Special Relativity, Scientific American marts 2009,
siderne 26-33.
30.
juni, 2009. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
