نظریه کوانتوم میگوید آینده گذشته را تحت تاثیر قرار میدهد.

#بخش_دوم


گذشته از این موضوع ؛ به بحث مهمتری به نام علیت معکوس میپردازیم؛

نظریه‌ی کوانتوم، پر از چالش‌های ریز و درشتی است که هر یک می‌تواند موضوع ساعت‌ها بحث فیزیکدانان و فلاسفه باشد. تاثیر آینده بر گذشته، یک موضوع بسیار چالش‌برانگیز است، اما نه یک چالش عادی، بلکه بیشتر یک ایده‌ی جسورانه است که کمتر کسی جرات درگیرشدن با آن را پیدا می‌کند! اخیرا برخی فیزیکدانان به این ایده که علیت معکوس نامیده می‌شود، پرداخته‌اند، چرا که این ایده، پتانسیل حل برخی از معماهای مهم فیزیک کوانتومی را دارد. اگر علیت معکوس امکان‌پذیر باشد، آزمایش‌های مشهور بل، شاهدی برای علیت معکوس (retrocausality) و نه برای کنش شبح‌وار تفسیر خواهد شد. در مقاله‌ای که به تازگی در مجله The Royal Society A منتشر شده، فیزیکدانان نظری موسسه پریمیتر، شاهدی برای اثبات علیت معکوس مکانیک کوانتومی فراهم کرده‌اند. برای بررسی موشکافانه‌ی این پژوهش که ترجمه‌ای از سایت phys.org است.

قبل از هر چیز، اجازه دهید مفهوم علیت معکوس را شفاف کنیم و ببینم علیت معکوس چه هست و چه نیست. علیت معکوس بدان معنا نیست که سیگنال‌ها می‌توانند از آینده به گذشته انتقال یابند. چنین انتقالی حتی در نظریه علیت معکوس هم به دلایل ترمودینامیکی، ممنوع خواهد بود. علیت معکوس به آن معناست که وقتی یک آزمایشگر، تصمیم می‌گیرد کدام ذره و چه اندازه‌گیری را انجام دهد، این تصمیم‌گیری او می‌تواند ویژگی‌های ذره را در گذشته و حتی قبل از اینکه آزمایشگر، تصمیم‌گیری کند تغییر دهد. به عبارت دیگر، تصمیم‌گیری در زمان حاضر می‌تواند چیزهایی در گذشته را تحت تاثیر قرار دهد.
در آزمایش‌های اصلی بل، فیزیکدانان فرض کردند امکان رخ دادن علیت معکوس وجود ندارد، در نتیجه، آنها برای توضیح مشاهداتشان فرض کردند که ذرات دور از هم، فورا از حالت یکدیگر اطلاع پیدا می‌کنند که اینشتین آن را کنش شبح‌وار نامید. این همان درهم تنیدگی کوانتومی است، یعنی ذراتی که حتی با وجود فاصله زیاد، از طریق مکانیسم‌های ناشناخته روی هم تاثیر می‌گذارند. حالا بیایید این پدیده را طور دیگری و با درنظر گرفتن علیت معکوس تصور کنیم. در این حالت، باز هم اندازه‌گیری یک ذره بر رفتار سایر ذرات، اثر می‌گذارد، اما دیگر نیازی به فرض درهم تنیدگی نبوده و علیت معکوس برای توضیح این پدیده، کافی است.

تعمیم علیت معکوس :  آیا یک حالت کوانتومی، واقعی است؟

یکی از طرفداران اصلی علیت معکوس در نظریه کوانتوم، استاد فلسفه دانشگاه کمبریج، هیو پرایس (Huw Price) است. در سال ۲۰۱۲، پرایس استدلال کرد که هر نظریه کوانتومی دارای دو فرض زیر، علیت معکوس را امکان‌پذیر می‌کند: ۱- حالت کوانتومی، واقعی است و ۲- جهان کوانتومی، از نظر زمانی متقارن است (یعنی فرآیندهای فیزیکی با جهت جلو و عقب در زمان، با قوانین فیزیکی یکسانی، توصیف می‌شوند).

در این پژوهش جدید، لایفر و پوسی تلاش می‌کنند استدلال پرایس را تعمیم دهند. آنها کار خود را با حذف فرضیه‌ی اول پرایس (آیا حالت کوانتومی، واقعی است یا نه)، شروع کردند. واقعی بودن یک حالت کوانتومی، خود موضوعی است که هنوز بحث زیادی در مورد آن وجود دارد. یک حالت کوانتومی که واقعی نباشد، به جای یک ویژگی واقعی فیزیکی سیستم، فقط دانش فیزیکدان در مورد سیستم را توصیف می‌کند. اگرچه اکثر تحقیقات، واقعی بودن حالت کوانتومی را نشان‌ داده‌اند، اما تایید یک راه یا راه دیگر، دشوار است. این در حالی‌ است که علیت معکوس می‌تواند بینش جدیدی برای این سوال به ما دهد. لایفر می‌گوید امکان ایجاد چنین بینشی با توجه به واقعی‌بودن حالت کوانتومی، یکی از انگیزه‌های اصلی پژوهش در مورد علیت معکوس است. او می‌گوید:

دلیلی که من فکر می‌کنم علیت معکوس، ارزش بررسی کردن دارد، این است که ما حالا نتایج قطعی در مورد تفسیرهای واقع‌گرایانه نظریه کوانتوم مانند قضیه بل و کوچن-اسپکر (Kochen-Specker) و شواهدی در مورد واقعی بودن حالت کوانتومی داریم. این نتایج می‌گویند هر تفسیری که با چارچوب‌های استاندارد تفاسیر واقعی، سازگار باشد، باید ویژگی‌هایی داشته باشد که من به صورت نامطلوب درنظر می‌گیرم. پس یا باید واقع‌‌گرایی را رها کنیم یا چارچوب‌ استاندارد را بشکنیم.