Ретропричинность - Retrocausality

Ретропричинность, или обратная причинность, это концепция причина и следствие в котором следствие предшествует своей причине во времени, и поэтому более позднее событие влияет на более раннее.[1][2] В квантовая физика, различие между причиной и следствием не проводится на самом фундаментальном уровне и поэтому симметричный во времени системы можно рассматривать как причинные или ретропричинные.[3][страница нужна ] Философские соображения путешествие во времени часто обращаются к тем же вопросам, что и ретропричинность, как и трактовка предмета в художественной литературе, но эти два явления различны.[1]

Философия

Смотрите также: Принцип достаточной причины § Предлагаемые доказательства универсальной применимости

Философские попытки понять причинность восходят, по крайней мере, к Аристотель обсуждения четыре причины. Долгое время считалось, что следствие, предшествующее его причине, является врожденнымпротиворечие потому что, как философ 18 века Дэвид Хьюм При рассмотрении двух связанных событий причина по определению - это та, которая предшествует следствию.[4][страница нужна ]

В 1950-х годах Майкл Даммит написал против таких определений, заявив, что нет никаких философских возражений против эффектов, предшествующих их причинам.[5] Этот аргумент был опровергнут коллегой-философом. Энтони Флю а позже Макс Блэк.[5] «Клеветнический аргумент» Блэка утверждал, что ретропричинность невозможна, потому что наблюдатель эффекта может действовать так, чтобы предотвратить его будущую причину.[6] Более сложное обсуждение того, как свободная воля относится к вопросам, поднятым Черным. Парадокс Ньюкомба. Эссенциалист философы предложили другие теории, такие как существование «подлинных причинных сил в природе» или высказывая опасения по поводу роли индукция в теориях причинности.[7][страница нужна ][8][страница нужна ]

Физика

Способность влиять на прошлое иногда используется, чтобы предположить, что причины могут быть устранены их собственными следствиями, создавая логическое противоречие, такое как дедушка парадокс.[9] Это противоречие не обязательно присуще ретропричинности или путешествию во времени; путем ограничения начальных условий путешествия во времени с помощью ограничений согласованности можно избежать таких парадоксов и других.[10]

Аспекты современной физики, такие как гипотетический тахион частица и некоторые не зависящий от времени аспекты квантовая механика, может позволить частицам или информации перемещаться назад во времени. Логические возражения против макроскопических путешествий во времени не обязательно предотвращают ретропричинность на других уровнях взаимодействия.[11][страница нужна ] Однако даже если такие эффекты возможны, они могут быть не способны производить эффекты, отличные от тех, которые были бы результатом нормальных причинно-следственных связей.[12][страница нужна ]

Относительность

Замкнутые времяподобные кривые, в которой мировая линия объекта возвращается к своему источнику, возникают из точные решения к Уравнение поля Эйнштейна. Хотя замкнутые времяподобные кривые не существуют в нормальных условиях, экстремальные условия пространство-время, например проходимая червоточина или регион около определенного космические струны, может допустить их образование, что подразумевает теоретическую возможность ретропричинности. В экзотика или топологические дефекты необходимые для создания тех сред не соблюдены.[13][страница нужна ][14][страница нужна ] Кроме того, гипотеза защиты хронологии из Стивен Хокинг предполагает, что любая такая замкнутая времениподобная кривая будет разрушена до того, как ее можно будет использовать.[15] Эти возражения против существования замкнутых времениподобных кривых не являются общепринятыми.[16]

Квантовая физика

Ретропричинность связана с формализмом двойного вывода вектора состояния (DIVF), позже известным как векторный формализм с двумя состояниями (TSVF) в квантовой механике, где настоящее характеризуется квантовыми состояниями прошлого и будущего, взятыми вместе.[17][18]

Время бежит слева направо в этом Диаграмма Фейнмана из электрон-позитронная аннигиляция. При интерпретации с учетом ретропричинности электрон (помеченный буквой e−) не был разрушен, вместо этого стал позитроном (e+) и движется назад во времени.

Теория поглотителя Уиллера – Фейнмана, предложено Джон Арчибальд Уиллер и Ричард Фейнман, использует ретропричинность и временную форму деструктивное вмешательство чтобы объяснить отсутствие типа сходящихся концентрических волна предложены некоторыми решениями Уравнения Максвелла.[19] Эти продвинутые волны не имеют ничего общего с причиной и следствием: это просто другой математический способ описания нормальных волн. Причина, по которой они были предложены, состоит в том, что заряженная частица не должна действовать сама на себя, что в нормальном классическом электромагнетизме приводит к бесконечной самодействии.[20][страница нужна ]

Эрнст Штюкельберг, и позже Ричард Фейнман, предложил интерпретацию позитрон как электрон, движущийся назад во времени, переосмысливая решения отрицательной энергии Уравнение Дирака. Электроны, движущиеся назад во времени, будут иметь положительный электрический заряд.[21] Уиллер использовал эту концепцию для объяснения идентичных свойств, присущих всем электронам, предполагая, что "они все тот же электрон "со сложной, самопересекающейся мировая линия.[22] Ёитиро Намбу позже применил его ко всей продукции и уничтожение пар частица-античастица, утверждая, что «возможное создание и уничтожение пар, которое может происходить время от времени, - это не создание или уничтожение, а только изменение направления движущихся частиц от прошлого к будущему или от будущего к прошлому».[23] Взгляд назад во времени в настоящее время считается полностью эквивалентным другим изображениям.[24] но это не имеет ничего общего с макроскопическими терминами «причина» и «следствие», которые не появляются в микроскопическом физическом описании.

Ретропричинность иногда связывают с нелокальный корреляции, которые обычно возникают из квантовая запутанность, включая, например, квантовый ластик с отложенным выбором.[25][26] Однако могут быть даны объяснения квантовой запутанности, не связанные с ретро-причинностью. Они рассматривают эксперименты, демонстрирующие эти корреляции, как описанные в разных системах отсчета, которые расходятся во мнениях относительно того, какое измерение является «причиной», а не «следствием», что необходимо для согласования со специальной теорией относительности.[27][28] Другими словами, выбор того, какое событие является причиной, а какое следствие, не является абсолютным, а зависит от наблюдателя. Описание таких нелокальных квантовых зацеплений можно описать способом, свободным от ретро-причинности, если рассматривать состояния системы.[29] Физик Джон Г. Крамер исследовал различные предложенные методы нелокальной или ретропричинной квантовой коммуникации и обнаружил, что все они ошибочны и, в соответствии с теоремой об отсутствии коммуникации, неспособны передавать нелокальные сигналы.[30]

Даже если ретропричинность существует на квантовом уровне, ее нельзя использовать для коммуникации, потому что для проверки любой нелокальной корреляции требуется обычная подсветовая связь между наблюдателями в источнике и месте назначения: нет теоремы о коммуникации предотвращает сверхсветовую передачу информации. Фундаментальные описания материи и сил требуют полной структуры квантовая теория поля в котором космический -разделенные операторы коммутируют.[требуется разъяснение ]

Квантовая гравитация

Квантовая гравитация требует примирения теории относительности и квантовой физики. Было высказано предположение, что «Классическое представление о причинной структуре ... несостоятельно в любых рамках, совместимых с основными принципами квантовой механики и классической общей теории относительности», вместе с Теорема типа Белла обеспечивая основу, на которой это в принципе можно было бы экспериментально проверить.[31] Подход направлен на получение эффектов квантовая гравитация вокруг массивных планет, что приводит к предположению, что вокруг таких объектов причина и следствие могут быть обращены вспять с определенной степенью предсказуемости.

Тахионы

Гипотетический сверхсветовой частицы называются тахионы имеют пространственноподобную траекторию и, таким образом, могут казаться движущимися назад во времени, согласно наблюдателю в традиционной системе отсчета. Несмотря на частое изображение в научная фантастика как метод отправки сообщений в прошлое, тахионы не взаимодействуют с обычными поздняя материя таким образом, чтобы нарушить стандартную причинно-следственную связь. В частности, Принцип переосмысления Файнберга означает, что обычная материя не может быть использована для создания тахионного детектора, способного получать информацию.[32]

Парапсихология

Утверждается, что в некоторых психические явления такие как предвидение. Дж. В. Данн книга 1927 года Эксперимент со временем изучал предсказательные сны и стал окончательной классикой.[33] Парапсихолог J. B. Rhine и его коллеги провели интенсивные исследования в середине двадцатого века. Его преемник Гельмут Шмидт представили квантово-механическое обоснование ретропричинности, в конечном итоге заявив, что эксперименты продемонстрировали способность манипулировать радиоактивный распад через ретропричинный психокинез.[34][35] Такие результаты и лежащие в их основе теории были отвергнуты основным научным сообществом и широко признаны как лженаука, хотя они по-прежнему получают некоторую поддержку от крайняя наука источники.[36][страница нужна ][37][страница нужна ][38]

Попытки связать ретропричинность с молитвенное исцеление были отклонены аналогичным образом.[39][40]

С 1994 г. Психолог. Дэрил Дж. Бем выступал за предвидение. Впоследствии он показал подопытным два набора занавесок и проинструктировал их угадать, за какой из них стоит изображение, но не отображал изображение за занавеской до тех пор, пока испытуемый не сделал свое предположение. Некоторые результаты показали более высокий предел успеха (стр. 17) для подмножества эротических изображений, при этом субъекты, которые были идентифицированы как «ищущие стимулы» в предварительном опросном листе, получили еще более высокие оценки. Однако, как и его предшественники, его методология подвергалась резкой критике, а его результаты не принимались во внимание.[41]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Фэй, Ян (27.08.2001). «Обратная причинность». Стэнфордская энциклопедия философии. Получено 2006-12-24.
  2. ^ Барри, Патрик (сентябрь 2006 г.). "Что сделано, то сделано…". Новый ученый. 191 (2571): 36–39. Дои:10.1016 / s0262-4079 (06) 60613-1. Получено 2006-12-19.
  3. ^ Шихан, Дэниел П. (2006). Границы времени: ретропричинность - эксперимент и теория; Сан-Диего, Калифорния, 20-22 июня 2006 г.. Мелвилл, Нью-Йорк: Американский институт физики. ISBN  978-0735403611.
  4. ^ Beauchamp, Tom L .; Розенберг, Александр (1981). Юм и проблема причинности. Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN  9780195202366.
  5. ^ а б Dummett, A.E .; Флю, А. (11 июля 1954 г.). «Симпозиум:« Может ли эффект предшествовать своей причине? »"". Дополнительный том Аристотелевского общества. 28 (1): 27–62. Дои:10.1093 / aristoteliansupp / 28.1.27.
  6. ^ Блэк, Макс (январь 1956). «Почему следствие не может предшествовать своей причине?». Анализ. 16 (3): 49–58. Дои:10.2307/3326929. JSTOR  3326929.
  7. ^ Эллис, Брайан (2002). Философия природы: руководство к новому эссенциализму. Монреаль: Издательство Университета Макгилла-Куина. ISBN  9780773524743.
  8. ^ Биби, Хелен (2006). Юм о причинности. Лондон: Рутледж. ISBN  9780415243391.
  9. ^ Красников, С. В. (15 марта 1997 г.). «Нарушение причинности и парадоксы». Физический обзор D. 55 (6): 3427–3430. Bibcode:1997ПхРвД..55.3427К. Дои:10.1103 / PhysRevD.55.3427.
  10. ^ Эрман, Джон; Сминк, Кристофер; Вютрих, Кристиан (7 мая 2008 г.). «Запрещают ли законы физики работу машин времени?». Синтез. 169 (1): 91–124. Дои:10.1007 / s11229-008-9338-2. ISSN  0039-7857.
  11. ^ Фэй, Ян (1994). Логика и причинное рассуждение. Берлин: Акад.-Верл. ISBN  978-3050025995.
  12. ^ Элицур, А .; Долев, С .; Коленда, Н. (2005). Quo Vadis Quantum Mechanics?. Берлин: Springer. ISBN  978-3540221883.
  13. ^ Торн, Кип С. (1995). Черные дыры и искажения времени: возмутительное наследие Эйнштейна. Нью-Йорк: W.W. Нортон. ISBN  978-0393312768.
  14. ^ Готт, Джон Ричард (2002). Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна: физические возможности путешествия во времени (1-е изд.). Бостон: Mariner Books. ISBN  978-0618257355.
  15. ^ Хокинг, С. У. (15 июля 1992 г.). «Гипотеза о защите хронологии». Физический обзор D. 46 (2): 603–611. Bibcode:1992ПхРвД..46..603Х. Дои:10.1103 / PhysRevD.46.603. PMID  10014972.
  16. ^ Ли, Ли-Синь (1 сентября 1996 г.). «Должны ли машины времени быть неустойчивыми к колебаниям вакуума?». Классическая и квантовая гравитация. 13 (9): 2563–2568. arXiv:gr-qc / 9703024. Bibcode:1996CQGra..13.2563L. Дои:10.1088/0264-9381/13/9/019. S2CID  17303015.
  17. ^ Ватанабэ, Сатози (1955). «Симметрия физических законов. Часть III. Прогнозирование и обратное действие». Обзоры современной физики. 27 (2): 179–186. Bibcode:1955РвМП ... 27..179Вт. Дои:10.1103 / RevModPhys.27.179. HDL:10945/47584.
  18. ^ Ааронов, Якир и Лев Вайдман. "Векторный формализм с двумя состояниями: обновленный обзор" (PDF). Получено 2014-07-07.
  19. ^ Уилер, Джон Арчибальд; Фейнман, Ричард Филлипс (1 апреля 1945 г.). «Взаимодействие с поглотителем как механизм излучения» (PDF). Обзоры современной физики. 17 (2–3): 157–181. Bibcode:1945RvMP ... 17..157Вт. Дои:10.1103 / RevModPhys.17.157.
  20. ^ Прайс, Хью (1997). Стрела времени и точка Архимеда: новые направления в физике времени (1-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0195117981.
  21. ^ Фейнман, Р. П. (15 сентября 1949 г.). «Теория позитронов». Физический обзор. 76 (6): 749–759. Bibcode:1949ПхРв ... 76..749Ф. Дои:10.1103 / PhysRev.76.749.
  22. ^ Фейнман, Ричард (1965-12-11). Развитие пространственно-временного взгляда на квантовую электродинамику (Речь). Нобелевская лекция. Получено 2007-01-02.
  23. ^ Намбу, Ю. (1 февраля 1950 г.). "Использование правильного времени в квантовой электродинамике I". Успехи теоретической физики. 5 (1): 82–94. Bibcode:1950PThPh ... 5 ... 82N. Дои:10.1143 / ptp / 5.1.82.
  24. ^ Виллата, М. (30 ноября 2011 г.). "Ответ на" Комментарий к статье М. Виллата об антигравитации"". Астрофизика и космическая наука. 337 (1): 15–17. arXiv:1109.1201. Bibcode:2012Ap и SS.337 ... 15 В. Дои:10.1007 / s10509-011-0940-2. S2CID  118540070.
  25. ^ Рейв, М. Дж. (22 октября 2008 г.). «Интерпретация квантовой интерференции с помощью фазоподобного количества Берри». Основы физики. 38 (12): 1073–1081. Bibcode:2008FoPh ... 38.1073R. Дои:10.1007 / s10701-008-9252-у. S2CID  121964032.
  26. ^ Уортон, Уильям Р. (1998-10-28). «Обратная причинность и парадокс ЭПР». arXiv:Quant-ph / 9810060. Bibcode:1998квант.ч.10060Вт. Получено 2007-06-21. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  27. ^ Коста де Борегар, Оливье (1977). «Симметрия времени и парадокс Эйнштейна» (PDF). Il Nuovo Cimento (42В).
  28. ^ Дэвид Эллерман (11 декабря 2012 г.). «Распространенное заблуждение в квантовой механике: почему эксперименты с отсроченным выбором НЕ подразумевают ретропричинность». Архивировано из оригинал на 2013-06-15. Получено 2017-05-12.
  29. ^ Рубин, Марк А. (2001). "Локальность в интерпретации Эверетта квантовой механики картины Гейзенберга". Найденный. Phys. Lett. (). 14 (2001): 301–322. arXiv:Quant-ph / 0103079. Bibcode:2001квант.ч..3079R. Дои:10.1023 / А: 1012357515678. S2CID  6916036.
  30. ^ Дж. Г. Крамер (Апрель 2014 г.), «Статус теста нелокальной квантовой коммуникации» (PDF), Годовой отчет UW CENPA за 2013-14 гг., Статья 7.1, получено 21 сентября, 2016
  31. ^ Магдалена Зих, Фабио Коста, Игорь Пиковски и Часлав Брукнер; "Теорема Белла для временного порядка", Nature Communications том 10, номер статьи: 3772 (2019). DOI 10.1038 / s41467-019-11579-x
  32. ^ Файнберг, Г. (25 июля 1967 г.). «Возможность частиц быстрее света». Физический обзор. 159 (5): 1089–1105. Bibcode:1967ПхРв..159.1089Ф. Дои:10.1103 / PhysRev.159.1089.
  33. ^ Джон Гриббин; Рецензия на книгу "Эксперимент со временем", Новый ученый, 27 августа 1981, 548.
  34. ^ Шмидт, Гельмут (июнь 1978 г.). «Может ли следствие предшествовать своей причине? Модель беспричинного мира». Основы физики. 8 (5–6): 463–480. Bibcode:1978ФоФ .... 8..463С. Дои:10.1007 / BF00708576. S2CID  120918972.
  35. ^ Шмидт, Гельмут (июнь 1982 г.). «Коллапс вектора состояния и психокинетический эффект». Основы физики. 12 (6): 565–581. Bibcode:1982ФоФ ... 12..565С. Дои:10.1007 / bf00731929. S2CID  120444688.
  36. ^ Дракман, Дэниел; Светс, Джон А. (1988). Повышение эффективности человека: проблемы, теории и методы. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press. ISBN  9780309037921.
  37. ^ Стенджер, Виктор Дж. (1990). Физика и экстрасенс: в поисках мира за пределами чувств. Буффало, Нью-Йорк: Книги Прометея. ISBN  9780879755751.
  38. ^ Шоуп, Ричард (2002). «Аномалии и ограничения: можно ли совместить ясновидение, предвидение и психокинез с известной физикой?». Журнал научных исследований. 16.[ненадежный источник? ]
  39. ^ Лейбовичи, Л. (2001). «Влияние дистанционной, обратной ходатайственной молитвы на исходы у пациентов с инфекцией кровотока: рандомизированное контролируемое исследование». Британский медицинский журнал. 323 (7327): 1450–1. Дои:10.1136 / bmj.323.7327.1450. ЧВК  61047. PMID  11751349.
  40. ^ Бишоп, Дж. П. (18 декабря 2004 г.). «Обратная молитва: много истории, мало загадок и никакой науки». BMJ. 329 (7480): 1444–1446. Дои:10.1136 / bmj.329.7480.1444. ЧВК  535973. PMID  15604179.
  41. ^ LeBel, Etienne P .; Питерс, Курт Р. (январь 2011 г.). «Опасаясь будущего эмпирической психологии: свидетельство Бема (2011) о пси в качестве примера недостатков в модальной исследовательской практике» (PDF). Обзор общей психологии. 15 (4): 371–379. Дои:10.1037 / a0025172. S2CID  51686730. Получено 2 ноября 2017.