[論文レビュー] Constraints on Interpretations of Quantum Mechanics

Casey Blood|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 2009

Quantum Mechanics and Applications参考文献 27被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、保存則、局所性、確率則といった量子力学の基本的原則が解釈に厳密な制約を課すと主張している。これにより、粒子が独立した実体として存在する可能性はなく、崩壊、多世界解釈、その他の解釈は致命的な欠陥を抱える。本論文は、すべての物理的性質が波動関数から生じる一貫した解釈を提案し、粒子の実体論的解釈や崩壊メカニズムを排除する。

ABSTRACT

A succinct statement and justification of all the principles necessary to understand and evaluate interpretations of quantum mechanics is given. These principles provide strong constraints on interpretations. They imply the particle-like properties of mass, energy, momentum, spin, charge, and locality are actually properties of the wave function, and this in turn implies there is no evidence for the existence of particles. In addition, there is currently no experimental evidence for collapse, and a theory of collapse encounters significant hurdles. Further, the probability law is found to rule out the many-worlds interpretation, so all three major interpretations encounter serious to fatal problems. An interpretation which conforms to all the principles is given.

研究の動機と目的

• 量子力学の解釈を制約する核心的原則を特定・正当化すること。
• 粒子の存在を挑戦し、質量や電荷といった粒子的性質が実際には波動関数の性質であることを示すこと。
• 波動関数の崩壊を示す実験的証拠が存在しないこと、および崩壊理論が克服できない理論的障壁を示すこと。
• 確率則が多世界解釈を排除することを示すこと。
• すべての基本的原則を満たす一貫した量子力学の解釈を提示すること。

提案手法

• 保存則、局所性、ボルン則といった基本的原則から解釈に課される制約を導出すること。
• 波動関数を唯一の物理的実体とみなす。質量、エネルギー、運動量、スピン、電荷を粒子ではなく波動関数に帰属させること。
• 確率則を適用して、多世界解釈との不適合を示す。多世界解釈ではすべての分岐が同等に現実的である必要があるが、確率は一様ではない。
• 崩壊モデルを評価し、実験的裏付けがなく、概念的不整合を抱えることを示すこと。
• 粒子や崩壊を含まない波動関数のみに基づく一貫した解釈を構築すること。
• 付録で数学的根拠を提示し、基本的原則とその含意を支持すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子力学の解釈を制約する根本的原則は何か？
• RQ2 質量や電荷といった粒子的性質を、点粒子ではなく波動関数に帰属させることは可能か？
• RQ3 波動関数の崩壊を支持する実験的証拠は存在するか？
• RQ4 量子力学における確率則は多世界解釈を許容するか？
• RQ5 粒子や崩壊、分岐世界を避ける一貫した量子力学の解釈を構築できるか？

主な発見

• 質量、エネルギー、運動量、スピン、電荷、局所性といったすべての物理的性質は、波動関数の性質である。粒子の性質ではない。
• 波動関数の崩壊を示す実験的証拠はなく、崩壊理論は顕著な理論的障壁に直面している。
• 量子力学における確率則は多世界解釈と不適合であり、非一様確率の要請に反する。
• 本論文は、波動関数が唯一の物理的実体である一貫した解釈を提示している。粒子は独立した実体として存在しない。
• 保存則、局所性、確率則の原則は、コペンハーゲン解釈、多世界解釈、客観的崩壊解釈の3大解釈をすべて排除する。
• 付録における数学的根拠は、波動関数のみがすべての観測現象を説明できることを確認している。粒子や崩壊を仮定する必要はない。