[論文レビュー] Instantaneous Action at a Distance in a Holistic Universe

B. G. Sidharth|ArXiv.org|Dec 1, 1998

Quantum Mechanics and Applications参考文献 14被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、非局所性と完全吸収を量子化された時空枠組みに組み込むことで、ディラック理論とファインマン＝ホーキングの直接作用の遠隔作用理論を統合する包括的量子宇宙論を提案する。局所的実在論と因果的場理論が、仮想光子によって媒介される非局所的相互作用から生じることを示し、事前加速や時間非局所性といった概念的問題を背景となるゼロ点場に根ざして解決する。

ABSTRACT

The early work of Lorentz, Abraham and others, evolved through the work of Fokker, Dirac and others to ultimately culminate in the Feynman- Wheeler direct action at a distance theory. However this theory has encountered certain conceptual difficulties like non-locality in time, self force of the electron, pre acceleration and the perfect absorption condition of Feynman and Wheeler, that is the instantaneous action of the remaining charges in the universe on the charge in question. More recently, Hoyle and Narlikar have resurrected this theory, but within the context of a Steady State or Quasi Steady State cosmology. They argue that the theory infact has a better standing than the generally accepted quantum theoretic description. In this article we consider a quantum theoretic description and a cosmology which parallels the Hoyle-Narlikar approach. This leads to a synthesis and justification of the Dirac and Feynman-Wheeler approaches, clarifying the conceptual problems in the process. We deduce a scenario with quantized space-time and a holistic cosmology, consistent with physical and astrophysical data. The non-locality is now seen to be meaningful within the minimum space-time intervals, as also the perfect absorption within the holistic description. Local realism, and the usual causal field theory are seen to have an underpinning of direct action. For example this is brought out by the virtual photons which mediate interactions in Quantum Electro Dynamics, and the emergence of the inverse square law in the above approach from a background Zero Point Field.

研究の動機と目的

• ファインマン＝ホーキングの直接作用の遠隔作用理論における概念的問題、例えば事前加速や時間非局所性を、一貫した量子枠組み内で解決すること。
• 包括的で量子化された時空枠組みを導入することで、直接作用のアプローチを現代の量子場理論および宇宙論と調和させること。
• 局所的実在論と因果的場理論が、より深い非局所的相互作用から生じる有効な現象であることを示すこと。
• 宇宙論的および物理的データと整合する包括的宇宙モデルに基づいて、ファインマン＝ホーキング理論における完全吸収条件を正当化すること。

提案手法

• 非局所性の問題を解消するために最小時空区間を組み込む量子理論的時空記述を構築する。
• ホイル＝ナールキヤルの準定常状態モデルにインspiredされた包括的宇宙論を導入し、グローバルな遠隔作用を支持する。
• 背景となるゼロ点場の概念を適用し、直接相互作用から電磁気学の逆二乗則を導出する。
• 仮想光子を相互作用の媒介者として用い、非局所的だが物理的に意味のある作用を実現することを示す。
• ディラックの理論とファインマン＝ホーキングの理論を、量子化された時空の統一枠組みに埋め込むことで調和させる。
• 包括的宇宙構造に裏付けられた量子レベルの直接作用から、古典的電磁気法則の出現を分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ファインマン＝ホーキング理論における概念的困難、例えば事前加速や時間非局所性は、一貫した量子枠組み内でどのように解決可能か？
• RQ2 量子化された時空を有する包括的宇宙論は、瞬間的遠隔作用の物理的根拠をどのように提供するか？
• RQ3 ゼロ点場は、直接作用枠組みにおいて逆二乗則の出現をどのように規定するか？
• RQ4 局所的因果性が非局所的で包括的な力学に譲渡された場合、仮想光子が果たす役割は何か？
• RQ5 ファインマン＝ホーキング理論における完全吸収条件は、包括的宇宙構造の結果として正当化可能か？

主な発見

• 本稿は、量子化された時空における最小時空区間の制約のもとで、ファインマン＝ホーキング理論における非局所性が物理的に意味を持つことを確立した。
• 完全吸収条件は、恣意的な仮定ではなく、包括的宇宙構造の自然な結果として正当化された。
• 電磁気学の逆二乗則は、背後に存在するゼロ点場から生じ、古典的力のより深い起源を提供する。
• 仮想光子は、局所的交換を通じてではなく、時空を貫いた非局所的で包括的な接続を通じて相互作用を媒介することが示された。
• 局所的実在論と因果的場理論は、より基本的な非局所的直接作用枠組みから生じる有効な記述として導出された。
• このモデルは物理的および天体物理学的データと整合しており、標準量子場理論の代替としての妥当性を支持する。