Quantum Causality: Conceptual Issues in the Causal Theory of Quantum Mechanics

این رساله ای است به مبانی فیزیک کوانتومی و نقشی که علیت در دنیای میکروسکوپی ایفا می کند که توسط قوانین مکانیک کوانتومی اداره می شود. هیچ خط جدایی دقیقی بین فیزیک و فلسفه فیزیک وجود ندارد. این به ویژه در مورد فیزیک کوانتومی صادق است، جایی که بحث در مورد تفسیر آن و وضعیت موجودات مختلف فرض شده در جوامع علمی و فلسفی از دهه 1920 و تا به امروز ادامه دارد. اگرچه به آسانی پذیرفته شده است که مکانیک کوانتومی نتایج عجیب و غیر شهودی ایجاد می کند، در علیت کوانتومی استدلال می شود که مکانیک کوانتومی آنقدرها هم که ما تصور می کنیم عجیب نیست.

نظریه غالب درباره مکانیک کوانتومی نظریه کوانتومی ارتدکس (همچنین به عنوان تفسیر کپنهاگ شناخته می شود) نامیده می شود. نظریه کوانتومی ارتدکس یک «ابزار نظری» برای پیش‌بینی نتایج احتمالی آزمایش‌ها بر روی سیستم‌های کوانتومی است و به مداخله یک ناظر یا نماینده ناظر (به عنوان مثال یک دستگاه اندازه‌گیری) برای تولید پیش‌بینی نیاز دارد. نظریه کوانتومی ارتدکس مفهوم علیت را کنار گذاشته و وجود قلمرو کوانتومی زیربنایی را انکار می کند.

نظریه علی در جامعه فیزیک به خوبی شناخته شده نیست و بسیاری از فیزیکدانانی که از آن اطلاع دارند، عموماً در مورد آن رد می شوند. نگرش های آنها این یک میراث تاریخی است که اکثریت جامعه فیزیک از با نفوذترین بنیانگذاران مکانیک کوانتومی، نیلز بور و ورنر هایزنبرگ به ارث برده اند. آنها هر دو وجود مستقل سطح کوانتومی واقعیت را انکار کردند و اعلام کردند که علیت در رویدادهای کوانتومی صدق نمی کند.

علیت کوانتومی نشان می دهد که نظریه علی مکانیک کوانتومی یک نظریه فیزیکی قابل دوام است که توضیحات واقع بینانه ای را برای آن ارائه می دهد. پدیده های کوانتومی بسیاری از مواردی که در این کتاب مورد بحث قرار می‌گیرد، بحث‌برانگیز خواهد بود، اما حداقل، این استدلال‌ها احتمالاً بحث‌های زنده‌ای را در مورد موضوعات مختلف مطرح‌شده ایجاد خواهند کرد.

This is a treatise devoted to the foundations of quantum physics and the role that causality plays in the microscopic world governed by the laws of quantum mechanics. There is no sharp dividing line between physics and philosophy of physics. This is especially true for quantum physics where debate on its interpretation and the status of the various entities postulated has raged in both the scientific and philosophical communities since the 1920s and continues to this day. Although it is readily granted that quantum mechanics produces some strange and counter-intuitive results, it is argued in Quantum Causality that quantum mechanics is not as weird as we might have been led to believe.

The dominant theory of quantum mechanics is called Orthodox Quantum Theory (also known as the Copenhagen Interpretation). Orthodox Quantum Theory is a ‘theoretical tool’ for making predictions for the possible results of experiments on quantum systems and requires the intervention of an observer or an observer’s proxy (e.g. a measuring apparatus) in order to produce predictions. Orthodox Quantum Theory does away with the notion of causality and denies the existence of an underlying quantum realm.

The Causal Theory is not well known within the physics community and many physicists who do know of it are generally dismissive in their attitudes. This is a historical legacy inherited by the majority of the physics community from the most influential founders of quantum mechanics, Niels Bohr and Werner Heisenberg. They both denied the independent existence of a quantum level of reality and declared that causality does not apply to quantum events.

Quantum Causality shows that the Causal Theory of Quantum Mechanics is a viable physical theory that provides realistic explanations for quantum phenomena. Much of what is argued for in this book will be controversial but, at the very least, these arguments will likely engender some lively debate on the various issues raised.