В физике , то принцип локальности утверждает , что объект непосредственно влияют только его ближайшее окружение. Теория, включающая принцип локальности, называется «локальной теорией». Это альтернатива старой концепции мгновенного « действия на расстоянии ». Местность эволюционировала из теорий поля зрения классической физики . Идея состоит в том, что для действия в одной точке, чтобы иметь влияние в другой точке, что-то в пространстве между этими точками, например поле, должно опосредовать действие. Чтобы оказать влияние, что-то, например волна или частица, должно пройти через пространство между двумя точками, неся влияние.
Специальная теория относительности ограничивает скорость , при которой все эти влияния могут путешествовать на скорости света , . Следовательно, принцип локальности подразумевает, что событие в одной точке не может вызвать одновременный результат в другой точке. Событие в точке не может вызвать результат в момент времени меньше , где - расстояние между точками, а - скорость света в вакууме.
В 1935 году Альберт Эйнштейн , Борис Подольский и Натан Розен в своем парадоксе ЭПР предположили, что квантовая механика не может быть локальной теорией, потому что измерение, проведенное на одной из пары разделенных, но запутанных частиц, вызывает одновременный эффект - коллапс волновой функции. , в удаленной частице (т. е. эффект, превышающий скорость света). Но из-за вероятностного характера коллапса волновой функции это нарушение локальности не может использоваться для передачи информации быстрее света. В 1964 году Джон Стюарт Белл сформулировал « неравенство Белла.", который, если нарушается в реальных экспериментах, означает, что квантовая механика нарушает либо локальную причинность, либо статистическую независимость , другой принцип. Второй принцип обычно называют свободой воли .
Экспериментальные проверки неравенства Белла, начиная с экспериментов Алена Аспекта 1982 года, показывают, что квантовая механика, похоже, нарушает неравенство, поэтому она должна нарушать либо локальность, либо статистическую независимость. Однако критики отметили, что в этих экспериментах были « лазейки », которые помешали дать окончательный ответ на этот вопрос. Это можно частично решить: в 2015 году доктор Рональд Хэнсон из Делфтского университета провел то, что было названо первым экспериментом без лазеек. [1] С другой стороны, некоторые лазейки могут сохраняться, и могут сохраняться до такой степени, что их будет трудно проверить. [2]
Доквантовая механика [ править ]
В 17 веке закон всемирного тяготения Ньютона был сформулирован в терминах «действия на расстоянии», тем самым нарушив принцип локальности.
Невозможно себе представить, чтобы неодушевленная Материя без посредничества чего-то другого, не являющегося материальным, действовала на другую материю и влияла на нее без взаимного контакта ... Эта гравитация должна быть врожденной, неотъемлемой и существенной для Материи, чтобы одно тело могло воздействовать на нее. другой, находящийся на расстоянии через Вакуум, без посредничества чего-либо еще, с помощью которого их Действие и Сила могут передаваться от одного к другому, является для меня настолько большим абсурдом, что я не верю ни одному Человеку, занимающемуся философскими вопросами. компетентная способность мышления может когда-либо попасть в нее. Гравитация должна быть вызвана Агентом, постоянно действующим в соответствии с определенными законами; но независимо от того, является ли этот агент материальным или нематериальным, я оставил на рассмотрение моих читателей. [3]
- Исаак Ньютон, Письма Бентли , 1692/3
Закон электрических сил Кулона первоначально также был сформулирован как мгновенное действие на расстоянии, но позже был заменен уравнениями электромагнетизма Максвелла , которые подчиняются локальности.
В 1905 году Альберт Эйнштейн «s специальная теория относительности постулируется , что ни один материал или энергия не может двигаться быстрее скорости света, и Эйнштейн , таким образом , стремился сформулировать физические законы таким образом , чтобы повиновались принцип локальности. Позже ему удалось создать альтернативную теорию гравитации, общую теорию относительности , которая подчиняется принципу локальности.
Однако другой вызов принципу локальности впоследствии возник из теории квантовой механики , которую Эйнштейн помог создать.
Относительность [ править ]
 | В этом разделе не процитировать любые источники . ( Март 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Локальность - ключевая аксиома специальной теории относительности Эйнштейна, в которой для причинности важно, чтобы эффекты не распространялись быстрее скорости света.
Квантовая теория Эйнштейна (в настоящее время называемая старой квантовой теорией ) называется релятивистской, потому что она не нарушает ни его общую, ни специальную теорию относительности: скорость света является ограничивающим фактором.
В теории Эйнштейна два наблюдаемых объекта локализованы, каждый в своей отдельной области пространства-времени ( системы координат ). Когда регионы отделены друг от друга в пространстве, эффекты переходят от одного объекта к другому со скоростью света или медленнее. Это ключевое свойство пространства-времени, вытекающее из специальной теории относительности.
Решение уравнений поля Эйнштейна является локальным, если лежащие в основе уравнения инвариантны (условие, при котором законы физики инвариантны, т. Е. Одинаковы, во всех системах отсчета, движущихся с равномерной скоростью относительно друг друга).
В качестве альтернативы решение уравнений поля Эйнштейна все еще является локальным, если лежащие в основе уравнения ковариантны : то есть если все (негравитационные) законы делают одинаковые прогнозы для идентичных экспериментов, проводимых одновременно в двух разных инерциальных (т. Е. неускоряющие) кадры; таким образом, чтобы отклонения от состояния покоя были одинаковыми (т.е. изменялись одинаково) для каждого кадра.
Аргумент EPR [ править ]
Локальность и свобода воли - вот основные предпосылки логического аргумента EPR.
См. Также [ править ]
- Мысленные эксперименты Эйнштейна
- Теория локальных скрытых переменных
- Нелокальность (значения)
- Квантовая нелокальность
Ссылки [ править ]
- ^ Хэнсон, Рональд (2015). «Нарушение неравенства Белла без петель с использованием электронных спинов, разделенных расстоянием 1,3 километра». Природа . 526 (7575): 682–686. arXiv : 1508.05949 . Bibcode : 2015Natur.526..682H . DOI : 10.1038 / nature15759 . PMID 26503041 .
- ^ Холмс, Ребекка (2017). «Местный реализм мертв, да здравствует местный реализм?». Мир физики . 30 (6): 21–25. DOI : 10.1088 / 2058-7058 / 30/6/41 .
- ^ Берковиц, Джозеф (2008). «Действие на расстоянии в квантовой механике» . В Эдварде Н. Залта (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии (Зимний ред.).
Внешние ссылки [ править ]
 | В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Принцип локальности |
- Квантовая нелокальность против локальности Эйнштейна , Х. Дитер Зе
