Принцип локальности
В физике принцип локальности/близкодействия утверждает, что на объект влияет только его непосредственное окружение. Для того, чтобы действие в одной точке оказало влияние на другую точку, что-то в пространстве между этими точками должно опосредовать действие — например, волна или частица пройдя через пространство между двумя точками окажет влияние.
Специальная теория относительности ограничивает скоростью света все такие влияния. Следовательно, принцип локальности подразумевает, что событие в одной точке не может вызвать одновременный результат в другой точке.
Квантовая механика, по-видимому, нарушает неравенства Белла, на основании чего некоторые интерпретации квантовой механики допускают нелокальность квантовых эффектов.
Классическая физика
В XVII веке закон всемирного тяготения Ньютона сформулирован в терминах «действия на расстоянии», что нарушило принцип локальности. В теории Ньютона гравитационное взаимодействие распространяется мгновенно, сила тяготения зависит только от взаимного расположения тел в данный момент времени. Ньютон понимал это, ему это не нравилось. Он писал своему другу Ричарду Бентли:
Невозможно представить, чтобы неодушевлённая грубая материя без посредства чего-либо ещё нематериального могла бы действовать и оказывать влияние на другую материю без взаимного соприкосновения с ней, как это должно было быть, если тяготение в смысле Эпикура сущностно и присуще ей /материи/. Это — одна из причин, по которой я не хотел бы, чтобы Вы приписывали мне /идею/ врождённого тяготения. То, что тяготение должно быть врождённым, внутренне присущим материи и сущностным для неё, дабы одно тело могло воздействовать на другое на расстоянии через пустоту, без посредства какого-либо агента, посредством и при участии которого действие и сила /тел/ могли бы передаваться от одного /тела/ к другому, представляется мне столь вопиющей нелепостью, что, по моему убеждению, ни один человек, способный со знанием дела судить о философских материях, не впадает в неё. Тяготение должно вызываться неким агентом, постоянно действующим по определённым законам; материален ли этот агент или нематериален, я предоставляю судить читателям.
Закон Кулона электрических сил первоначально также подразумевал мгновенное действие на расстоянии, но позже был заменён уравнениями Максвелла, которые подчиняются локальности.
В 1905 году специальная теория относительности Альберта Эйнштейна постулировала, что никакое вещество или энергия не может двигаться быстрее скорости света. Позже ему удалось создать общую теорию относительности, которая стала альтернативой Ньютоновской теории гравитации. Физика вновь подчинялась принципу локальности.
Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена
Альберт Эйнштейн предполагал, что принцип локальности/близкодействия был необходим и что не могло быть его нарушений. Он отмечал:
Следующая идея характеризует относительную независимость пространственно разнесённых/удалённых объектов A и B: внешнее воздействие на A прямо не отражается на B; это известно как Принцип Локальности/Близкодействия, который сообразно используется только в теории поля. Если совершенно отвергнуть эту аксиому, тогда идея существования квазизамкнутых систем, и следовательно тем самым постулирование законов, которые могут быть проверены эмпирически в общепринятом смысле, стала бы невозможной.
Эйнштейн ощущал, что, по его мнению, было что-то фундаментально неверное в квантовой механике из-за её предсказаний нарушения локальности. В знаменитой работе он со своими соавторами описал парадокс, суть которого в допущении теоретической возможности через косвенные измерения обойти фундаментальный для квантовой механики принцип неопределённости, который таким образом перестаёт быть абсолютным и лишь свидетельствует о неполноте наших представлений о квантовой механике, а физика всей Вселенной потенциально может быть математически описана.
Тридцать лет спустя Джон Стюарт Белл ответил на это работой, которая показала, что никакая физическая теория [англ.] не может воспроизвести все предсказания квантовой механики (теорема Белла).
Локальный реализм
Локальный реализм — это комбинация принципа локальности с «реалистичным» предположением, что все объекты обладают «объективно существующими» значениями своих параметров и характеристик для любых возможных измерений, могущих быть произведёнными над этими объектами, перед тем как эти измерения производятся. Эйнштейн, будучи, сторонником локального реализма, любил в связи с этим говорить, что Луна не исчезает с неба, даже если её никто не наблюдает.
Реализм
Реализм в том смысле, в котором его используют физики, не прямо идентичен значению слова реализм в метафизике. Последнее — это своего рода утверждение, что существует в некотором смысле мир независимый от сознания. Даже если результаты какого-либо возможного измерения не существуют до проведения измерения, это не означает, что они создаются наблюдателем (как в интерпретации квантовой механики под названием «[англ.]»). Более того, независимое от сознания свойство может и не быть значением какой-либо физической переменной/параметра, к примеру, положение или импульс. Свойство может быть диспозиционным — то есть имеющим тенденцию, то есть оно может быть тенденцией, в том смысле что стеклянные объекты имеют тенденцию разбиваться, или расположены/имеют склонность разбиваться, даже если они не разбиваются в реальности/на самом деле. Сходным образом, независимые от сознания свойства квантовых систем могли бы состоять из тенденции отвечать на определённого рода измерения определённого рода значениями с некоторой вероятностью. Такая онтология была бы метафизически реалистична и не будучи реалистичной в смысле, который физики вкладывают в словосочетания «локальный реализм» (которые требует, чтобы чёткое и единственное определённое значение измеряемой величины получалось бы с определённостью и достоверностью).
Локальный реализм является существенной чертой классической механики, общей теории относительности и теории Максвелла, но квантовая механика по большому счету отвергает этот принцип из-за присутствия квантовой запутанности безотносительно к расстоянию, наиболее чётко продемонстрированной ЭПР-парадоксом и количественно формализованной неравенствами Белла. Любая теория, к примеру квантовая механика, которая нарушает неравенства Белла, должна отвергнуть или локальный реализм, или [англ.]. (Некоторые физики в ходе диспутов указывают, что эксперименты продемонстрировали нарушения неравенств Белла, на основании того, что подкласс неоднородных неравенств Белла не был протестирован/проверен или соображения такого порядка: [англ.]). Различные интерпретации квантовой механики отвергают различные части локального реализма и/или контрфактическую определённость.
Философский, исторический и психологический взгляд
Существует мнение, что в отсутствие локальности мир обладал бы магическими свойствами, «причём не в хорошем смысле».
Нарушения принципа локальности часто встречаются в фантастике и фэнтези.
В формулировках современной теоретической физики (например, квантовой теории поля) принцип локальности понимается как непреложная аксиома.
Примечания
- von Baeyer H. C. Quantum weirdness? It’s all in your mind (англ.) // Scientific American. — 2013. — Vol. 308, iss. 6. — P. 46–51. — ISSN 0036-8733. — . Архивировано 28 сентября 2023 года.
- Дмитриев И. С. Неизвестный Ньютон: силуэт на фоне эпохи. — СПб.: Алетейя, 1999. — 784 с. — 1400 экз. — ISBN 5-89329-156-5. Архивировано 28 сентября 2023 года.
- «Quantum Mechanics and Reality» («Quanten-Mechanik und Wirklichkeit», Dialectica 2:320-324, 1948)
- Norsen, T. — Against "Realism". Дата обращения: 22 апреля 2009. Архивировано 8 августа 2013 года.
- Ian Thomson's dispositional quantum mechanics. Дата обращения: 22 апреля 2009. Архивировано 28 мая 2009 года.
- Ben Dov, Y. Local Realism and the Crucial experiment. Дата обращения: 22 апреля 2009. Архивировано 20 сентября 2011 года.
- Массер, 2018, с. 11.
Литература
- Джордж Массер. Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для черных дыр, Большого взрыва и теорий всего = Musser George. Spooky action at a distance. — Альпина Нон-фикшн, 2018. — ISBN 978-5-91671-810-2.
- Николя Жизан. Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса. Пер. с англ. М.: Альпина нон-фикшн, 2016. ISBN 978-5-9614-2389-1
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Принцип локальности, Что такое Принцип локальности? Что означает Принцип локальности?
V fizike princip lokalnosti blizkodejstviya utverzhdaet chto na obekt vliyaet tolko ego neposredstvennoe okruzhenie Dlya togo chtoby dejstvie v odnoj tochke okazalo vliyanie na druguyu tochku chto to v prostranstve mezhdu etimi tochkami dolzhno oposredovat dejstvie naprimer volna ili chastica projdya cherez prostranstvo mezhdu dvumya tochkami okazhet vliyanie Specialnaya teoriya otnositelnosti ogranichivaet skorostyu sveta vse takie vliyaniya Sledovatelno princip lokalnosti podrazumevaet chto sobytie v odnoj tochke ne mozhet vyzvat odnovremennyj rezultat v drugoj tochke Kvantovaya mehanika po vidimomu narushaet neravenstva Bella na osnovanii chego nekotorye interpretacii kvantovoj mehaniki dopuskayut nelokalnost kvantovyh effektov Klassicheskaya fizikaSm takzhe Dalnodejstvie i korotkodejstvie V XVII veke zakon vsemirnogo tyagoteniya Nyutona sformulirovan v terminah dejstviya na rasstoyanii chto narushilo princip lokalnosti V teorii Nyutona gravitacionnoe vzaimodejstvie rasprostranyaetsya mgnovenno sila tyagoteniya zavisit tolko ot vzaimnogo raspolozheniya tel v dannyj moment vremeni Nyuton ponimal eto emu eto ne nravilos On pisal svoemu drugu Richardu Bentli Nevozmozhno predstavit chtoby neodushevlyonnaya grubaya materiya bez posredstva chego libo eshyo nematerialnogo mogla by dejstvovat i okazyvat vliyanie na druguyu materiyu bez vzaimnogo soprikosnoveniya s nej kak eto dolzhno bylo byt esli tyagotenie v smysle Epikura sushnostno i prisushe ej materii Eto odna iz prichin po kotoroj ya ne hotel by chtoby Vy pripisyvali mne ideyu vrozhdyonnogo tyagoteniya To chto tyagotenie dolzhno byt vrozhdyonnym vnutrenne prisushim materii i sushnostnym dlya neyo daby odno telo moglo vozdejstvovat na drugoe na rasstoyanii cherez pustotu bez posredstva kakogo libo agenta posredstvom i pri uchastii kotorogo dejstvie i sila tel mogli by peredavatsya ot odnogo tela k drugomu predstavlyaetsya mne stol vopiyushej nelepostyu chto po moemu ubezhdeniyu ni odin chelovek sposobnyj so znaniem dela sudit o filosofskih materiyah ne vpadaet v neyo Tyagotenie dolzhno vyzyvatsya nekim agentom postoyanno dejstvuyushim po opredelyonnym zakonam materialen li etot agent ili nematerialen ya predostavlyayu sudit chitatelyam Zakon Kulona elektricheskih sil pervonachalno takzhe podrazumeval mgnovennoe dejstvie na rasstoyanii no pozzhe byl zamenyon uravneniyami Maksvella kotorye podchinyayutsya lokalnosti V 1905 godu specialnaya teoriya otnositelnosti Alberta Ejnshtejna postulirovala chto nikakoe veshestvo ili energiya ne mozhet dvigatsya bystree skorosti sveta Pozzhe emu udalos sozdat obshuyu teoriyu otnositelnosti kotoraya stala alternativoj Nyutonovskoj teorii gravitacii Fizika vnov podchinyalas principu lokalnosti Paradoks Ejnshtejna Podolskogo RozenaOsnovnaya statya Paradoks Ejnshtejna Podolskogo Rozena Albert Ejnshtejn predpolagal chto princip lokalnosti blizkodejstviya byl neobhodim i chto ne moglo byt ego narushenij On otmechal Sleduyushaya ideya harakterizuet otnositelnuyu nezavisimost prostranstvenno raznesyonnyh udalyonnyh obektov A i B vneshnee vozdejstvie na A pryamo ne otrazhaetsya na B eto izvestno kak Princip Lokalnosti Blizkodejstviya kotoryj soobrazno ispolzuetsya tolko v teorii polya Esli sovershenno otvergnut etu aksiomu togda ideya sushestvovaniya kvazizamknutyh sistem i sledovatelno tem samym postulirovanie zakonov kotorye mogut byt provereny empiricheski v obsheprinyatom smysle stala by nevozmozhnoj Ejnshtejn oshushal chto po ego mneniyu bylo chto to fundamentalno nevernoe v kvantovoj mehanike iz za eyo predskazanij narusheniya lokalnosti V znamenitoj rabote on so svoimi soavtorami opisal paradoks sut kotorogo v dopushenii teoreticheskoj vozmozhnosti cherez kosvennye izmereniya obojti fundamentalnyj dlya kvantovoj mehaniki princip neopredelyonnosti kotoryj takim obrazom perestayot byt absolyutnym i lish svidetelstvuet o nepolnote nashih predstavlenij o kvantovoj mehanike a fizika vsej Vselennoj potencialno mozhet byt matematicheski opisana Tridcat let spustya Dzhon Styuart Bell otvetil na eto rabotoj kotoraya pokazala chto nikakaya fizicheskaya teoriya angl ne mozhet vosproizvesti vse predskazaniya kvantovoj mehaniki teorema Bella Lokalnyj realizmLokalnyj realizm eto kombinaciya principa lokalnosti s realistichnym predpolozheniem chto vse obekty obladayut obektivno sushestvuyushimi znacheniyami svoih parametrov i harakteristik dlya lyubyh vozmozhnyh izmerenij mogushih byt proizvedyonnymi nad etimi obektami pered tem kak eti izmereniya proizvodyatsya Ejnshtejn buduchi storonnikom lokalnogo realizma lyubil v svyazi s etim govorit chto Luna ne ischezaet s neba dazhe esli eyo nikto ne nablyudaet RealizmRealizm v tom smysle v kotorom ego ispolzuyut fiziki ne pryamo identichen znacheniyu slova realizm v metafizike Poslednee eto svoego roda utverzhdenie chto sushestvuet v nekotorom smysle mir nezavisimyj ot soznaniya Dazhe esli rezultaty kakogo libo vozmozhnogo izmereniya ne sushestvuyut do provedeniya izmereniya eto ne oznachaet chto oni sozdayutsya nablyudatelem kak v interpretacii kvantovoj mehaniki pod nazvaniem angl Bolee togo nezavisimoe ot soznaniya svojstvo mozhet i ne byt znacheniem kakoj libo fizicheskoj peremennoj parametra k primeru polozhenie ili impuls Svojstvo mozhet byt dispozicionnym to est imeyushim tendenciyu to est ono mozhet byt tendenciej v tom smysle chto steklyannye obekty imeyut tendenciyu razbivatsya ili raspolozheny imeyut sklonnost razbivatsya dazhe esli oni ne razbivayutsya v realnosti na samom dele Shodnym obrazom nezavisimye ot soznaniya svojstva kvantovyh sistem mogli by sostoyat iz tendencii otvechat na opredelyonnogo roda izmereniya opredelyonnogo roda znacheniyami s nekotoroj veroyatnostyu Takaya ontologiya byla by metafizicheski realistichna i ne buduchi realistichnoj v smysle kotoryj fiziki vkladyvayut v slovosochetaniya lokalnyj realizm kotorye trebuet chtoby chyotkoe i edinstvennoe opredelyonnoe znachenie izmeryaemoj velichiny poluchalos by s opredelyonnostyu i dostovernostyu Lokalnyj realizm yavlyaetsya sushestvennoj chertoj klassicheskoj mehaniki obshej teorii otnositelnosti i teorii Maksvella no kvantovaya mehanika po bolshomu schetu otvergaet etot princip iz za prisutstviya kvantovoj zaputannosti bezotnositelno k rasstoyaniyu naibolee chyotko prodemonstrirovannoj EPR paradoksom i kolichestvenno formalizovannoj neravenstvami Bella Lyubaya teoriya k primeru kvantovaya mehanika kotoraya narushaet neravenstva Bella dolzhna otvergnut ili lokalnyj realizm ili angl Nekotorye fiziki v hode disputov ukazyvayut chto eksperimenty prodemonstrirovali narusheniya neravenstv Bella na osnovanii togo chto podklass neodnorodnyh neravenstv Bella ne byl protestirovan proveren ili soobrazheniya takogo poryadka angl Razlichnye interpretacii kvantovoj mehaniki otvergayut razlichnye chasti lokalnogo realizma i ili kontrfakticheskuyu opredelyonnost Filosofskij istoricheskij i psihologicheskij vzglyadSushestvuet mnenie chto v otsutstvie lokalnosti mir obladal by magicheskimi svojstvami prichyom ne v horoshem smysle Narusheniya principa lokalnosti chasto vstrechayutsya v fantastike i fentezi V formulirovkah sovremennoj teoreticheskoj fiziki naprimer kvantovoj teorii polya princip lokalnosti ponimaetsya kak neprelozhnaya aksioma Primechaniyavon Baeyer H C Quantum weirdness It s all in your mind angl Scientific American 2013 Vol 308 iss 6 P 46 51 ISSN 0036 8733 JSTOR 26018266 Arhivirovano 28 sentyabrya 2023 goda Dmitriev I S Neizvestnyj Nyuton siluet na fone epohi SPb Aletejya 1999 784 s 1400 ekz ISBN 5 89329 156 5 Arhivirovano 28 sentyabrya 2023 goda Quantum Mechanics and Reality Quanten Mechanik und Wirklichkeit Dialectica 2 320 324 1948 Norsen T Against Realism neopr Data obrasheniya 22 aprelya 2009 Arhivirovano 8 avgusta 2013 goda Ian Thomson s dispositional quantum mechanics neopr Data obrasheniya 22 aprelya 2009 Arhivirovano 28 maya 2009 goda Ben Dov Y Local Realism and the Crucial experiment neopr Data obrasheniya 22 aprelya 2009 Arhivirovano 20 sentyabrya 2011 goda Masser 2018 s 11 LiteraturaDzhordzh Masser Nelokalnost Fenomen menyayushij predstavlenie o prostranstve i vremeni i ego znachenie dlya chernyh dyr Bolshogo vzryva i teorij vsego Musser George Spooky action at a distance Alpina Non fikshn 2018 ISBN 978 5 91671 810 2 Nikolya Zhizan Kvantovaya sluchajnost Nelokalnost teleportaciya i drugie kvantovye chudesa Per s angl M Alpina non fikshn 2016 ISBN 978 5 9614 2389 1
