Friday, June 15, 2007

Realism or Locality or both?

The Message of Bell's theorem is that quantum memchanics is a statement about possible world views. There is a conflict between the predictions of Local Realism and Quantum Mechanics. As quantum mechanics is confirmed be experiment the conclusion is:

Local Realism is wrong

Therefore the following three positions are logically possible:

Locality is wrong.
Realism is wrong.
Locality and Realism are both wrong

If only (1) is true, realism would be saved, the world is somewhat strange, but not too much

If only (2) is true we have a significantly stranger world

If all 3 are true the world is VERY strange

Which one would you prefer?

9 comments:

Andreas said...

Dear Prof. Zeilinger,

Since beginning to study quantum mechanics about 20 years ago (as a minor though, the major was in computer science), I have been intrigued by this question. It seems to me that people have only recently begun to perform systematic experiments to test these hypotheses, either together or in isolation.

I have two questions:

(1) What exactly is the current state of knowledge, ie what can be said today about each of these three statements? For example on reality: If I understand correctly you have recently shown that giving up locality (alone) is not sufficient to be consistent with quantum experiments. So one would be tempted to say that reality is "at least partly wrong"?

(2) I am trying to build a "decision tree" which experimental physicists could follow to help answer these questions in a goal-oriented way. Things like "If you perform experiment X, you can say Y about locality". It is really just a list of hypotheses about how the world could be, and a set of tests to confirm or disconfirm these. I have nowhere found an attempt to do so in a systematic fashion, however I believe that scientists could benefit from such "guidance". Are you aware of any systematic approach to this topic? Does one even exist? I am interested in writing a paper on this in my sparetime...

Best,
Andreas Pirklbauer

Rauris said...

Lässt man die inhaltliche Bedeutung von Lokalität und Realität (mit beidem bin ich nicht sonderlich vertraut) beiseite, reduziert sich Ihre Frage auf ein logisches Problem, nämlich gibt es vielleicht noch eine vierte Möglichkeit, die die Welt nicht ganz so "strange" erscheinen lässt. Auf die Gefahr hin "Topfen" zu verzapfen (ein wunderbarer Ausdruck aus Kakanien, den ich hier auf dieser Site, das erste Mal gelesen habe) verweise ich auf die Logik der vier Alternativen, auch Urteilsvierkant, Tetralemma oder – auf Sanskrit – catus coti genannt. Näheres findet man etwa hier http://www.c-o-k.de/cp_artikel.htm?artikel_id=208 und dabei insbesondere die Abschnitte 2 und 3. Der Kontext ist dort ganz anders. Es geht aber auch bei Ihrem Problem um den Versuch, sich aus dem Aristolelischen Gefängnis des tertium non datur zu befreien.

Anonymous said...

@Local Realism is wrong
True but does that matter?

@ a) Locality is wrong.
@ b) Realism is wrong.
@ c) Locality and Realism are both wrong

As rauris, I am in favour of d), i.e. the tertium non datur.
By the way, when talking of logic. There is some neat irony in your quote "In the beginning, there was the bit", since research is actually beyond Boolean, also if -admittely- not the majority.
In this spirit
Yours Gernot

Ag said...

i don't see how there can be another possibility than either realism or locality or both to be incorrect or insufficiently defined by EPR.

and as andreas said, didn't zeilinger & his team show that nonlocal reality does not work? so it would be kind of certain that reality would have to be given up - or do i miss something here?

Plumbum said...

Durch bellsche Berechnungen konnten verborgene Variablen so gut wie ausgeschlossen werden. Allerdings blieb dabei immer ein fahler, Nachgeschmack zurück, da diese Berechnungen eben nur auf Statistik beruhen. Durch die GHZ-Experimente konnte dieses statistisches Manko gänzlich beseitigt werden.
Zurück bleibt die Erkenntnis, dass verborgene Variablen einfach nicht existieren.

Meine Frage an euch:
Bedeutet das nicht einfach, dass die verschränkten "Teilchen" bei einer Messung, die Zustände der Messapparatur (resp. die Teilchen der Messapparatur, welche mit den verschränkten Teilchen wechselwirken) "übernehmen"? Die verschränkten Teilchen wären somit vor einer Messung einfach sowas wie leere Gefässe, die mit dem Zustand der Messapparatur (resp. Teilchen der Messapparatur...) gefüllt werden.

Könnte man dies so sehen?

Anonymous said...

Ich denke Ansicht (1) sollte man aufgeben, und zwar insoweit, dass man jedem Quantenobjekt Lokalität nur im Sinne einer Welle zuspricht.
Quantenobjekte stelle ich mir zwar lokal vor, aber nicht wie ein unendlich kleiner Punkt sondern wie eine Welle. Über einen Raumbereich verschmiert. Diese Welle muss aber real sein, vielleicht in der Art wie dies de Broglie und Bohm vorgeschlagen haben und Quantenteilchen praktisch auf einer Trägerwelle "schwimmen".
Jedenfalls kann ich mich nicht überwinden, den Realismus aufzugeben, nicht einmal ansatzweise.

Dave Bacon said...

I'm for both being wrong, although in a very strange way which makes both of them almost correct!

Anonymous said...

Überlichtgeschwindigkeit, psychiatrische Untersuchung

Thomas Gossmann
Kassel

Sehr geehrter Hr. Zeilinger,
wie fanden Sie meinen Hühnerversuch? Gibt es große technische Probleme, um den "Zufallsschalter in einen Verschränkungsschaltkreis zu bekommen" wie ich es genannt habe?
volkscomputer.biz/4/4.html

Ich konnte wieder ein paar Tage Physik studieren (recherchieren) und bin zu folgendem Ergebnis gekommen:
Die "half-entangled states" in meinem ladder experiment führen zu nonlocal nontemporary causality (before-before experiments), die aber zum Glück nicht beobachtbar ist (mit Ausnahme von Beauregard, siehe psychophysik.com und quantumphil.org).
Jetzt versuche ich mir das Hühnerexperiment relativistisch vorzustellen:
Vielleicht eine Überlagerung vieler Zustände, von denen je nach rel.Verzerrung ein bestimmter wahrgenommen werden kann, oder verschränkte Teilchen bleiben irgendwie ungedreht in einem höheren Raum, dafür reicht mein Studium noch nicht.
Einer meinte noch, Überlichtgeschwindigkeit sei nicht so schlimm, weil ja keine Masse sondern nur Information in die Vergangenheit transportiert wird.

Da hat also ein Mitarbeiter von de Broglie ein halbes Leben lang versucht, durch psychische Beeinflussung des qm Zufalls Überlichtgeschwindigkeits-Kommunikation zu erzeugen, und ausgerechnet ich stelle den Versuch vor. Google "O. Costa de Beauregard": Dort ist viel die Rede von Theorien über Bewußtsein und QM, das ist praktisch alles Mist, und es gibt ein korrektes "moonshine"-Zitat von Wheeler.
Abgesehen davon, dass es tatsächlich Bewußtsein gibt, wurden offensichtlich absichtliche statistische Veränderungen des Zufalls erzeugt, also hat B. recht mit seinem Überlichtgeschw.-Versuch, unabhängig davon, wie er ausgeht. Wobei ich noch nicht herausfinden konnte, wie er den Zufall beeinflussen will (nur 1 französischen Artikel gefunden).

Hühner sind besser als Menschen geeignet (Reproduzierbarkeit, Konzentration, Seriosität, Wegfall überflüssiger Diskussion etc), die letzte Vorführung des "chicken-switch" kam aus Frankreich, und im Internet ist schon die Rede von Schaltern im Milligramm-Bereich um die Hühner zu ersetzen. Daher hätten die Franzosen unbedingt auf den Hühnerversuch kommen müssen, stattdessen bin ich anscheinend der einzige im Internet, der den Versuch vertritt.
Hierfür gibt es nur eine Erklärung (falls ich nicht ganz falsch liege):
Das französische Militär meinte "das wollen wir nicht, Sie können höchstens den chicken-switch veröffentlichen" (der auch schon ein paar Jahrzehnte alt sein könnte), und die Nato meinte "veröffentlichen Sie garnichts". Da hat sich B. und Umfeld dem franz.Militär gefügt und nur den Zufallsschalter veröffentlicht, ohne die dazugehörige ÜL-Apparatur.
Jetzt soll anscheinend ich, im Namen von Dirac, B. und allen, den Hühnerversuch entgegen dem Nato-Willen durchführen.
Ich bitte daher um Unterstützung!

Im Rahmen eines Kommentars, könnten Sie auch folgenden Fragebogen ausfüllen, zwecks psychiatrischer Untersuchung. (Dies ist vielleicht unpassend, scheint aber nötig.)
Ich soll mal wieder psychiatrisch untersucht werden, dort bekommen zu intelligente Leute willkürliche vernichtende Diagnosen. Die BRD-Seilschaften zur Kleinhaltung potentiell herausragender Leute könnten in wenigen Wochen meine gesamte Wohnungseinrichtung vernichten, incl Studienunterlagen, Arbeitsmaterialien, Papiere etc., so geht das jetzt seit über 10Jahren. Die haben schon vor Jahren meine Reserven erschöpft und machen einfach weiter als wenn ich noch Reserven hätte. Leute mit Einkommen lachen meist über sowas.
Dies nur als Bestandteil des Themas "Physik und Gesellschaft", ohne mich persönlich auszubreiten.

Als Beispiel für menschliche Grundlagen für strategisches Denken, hier Bericht über volkswirtschaftliches (systemanalytisches) Projekt mit Bevölkerung:
volkscomputer.com/aktuell/Gut/gut.html

Zwecks wissenschaftlich-strategischem Vorgehen, könnten Sie gegebfalls den Fragebogen ausfüllen, oder gleich dem leitenden Arzt Kloß, Tel.+49 5624 6010453, den Marsch blasen.(d.h.Zwangsvorführung unangemessen, freiwilliges Gutachten von ortsansässigem Psychiater genügt, oder Richter Döll soll den Untersuchungsbefehl vom Juni zurückziehen.)

--bitte ankreuzen:
- Der Versuch wird tatsächlich diskutiert, erscheint aus irgendwelchen Gründen nicht im Internet, und die Recherche von Hr.G ist als Arbeit anzuerkennen, nicht Spinnerei. Dass er die fehlenden Studienzeiten bei Arbeit an einem bezahlten Projekt schnell nachholen kann, scheint glaubhaft.
- Hr. G hat gut recherchiert aber einen wesentlichen Punkt übersehen:.. Das Physikstudium sollte fortgesetzt werden.
- sonstiges ...

Mit freundlichen Grüßen aus Kassel dem Irrenhaus
TG

Rafael said...

Great!