[論文レビュー] Locality, Independence and the Pro-Liberty Bell

Huw Price|ArXiv.org|Feb 28, 1996

History of Science and Medicine参考文献 5被引用数 8

ひとこと要約

本稿は、隠れた変数理論におけるベルの独立性仮定（IA）を緩和する2つの戦略を区別する：1つは過去の要因による相関の説明を目的とする共通原因原理に基づくもので、もう1つはそれらを拒否し、測定設定からの未来の因果的影響を支持するものである。著者は、測定設定が未来の相互作用を通じて隠れた変数に影響を与えるという後者——自由意思を損なわず非局所性を回避できる——がより整合的であり、量子非局所性の自由意思を擁護する新しい解釈を提示する。

ABSTRACT

Construed as an argument against hidden variable theories, Bell's Theorem assumes that hidden variables would be independent of future measurement settings. This Independence Assumption (IA) is rarely questioned. Bell considered relaxing it to avoid non-locality, but thought that the resulting view left no room for free will. However, Bell seems to have failed to distinguish two different strategies for giving up IA. One strategy takes for granted the Principle of the Common Cause, which requires that a correlation between hidden variables and measurement settings be explained by a joint correlation with some unknown factor in their common past. The other strategy rejects the Principle of the Common Cause, and argues that the required correlation might be due to the known interaction between the object system and the measuring device in their common future. Bell and most others who have discussed these issues have focussed on the former strategy, but because the two approaches have not been properly distinguished, it has not been well appreciated that there is a quite different way to relax IA. This paper distinguishes the two strategies, and argues that the latter is considerably more appealing than the former.

研究の動機と目的

• 隠れた変数理論におけるベルの独立性仮定（IA）を緩和する2つの戦略の概念的違いを明確化すること。
• 過去の相関が測定設定と隠れた変数を説明すると仮定する共通原因に基づく戦略の支配的傾向に挑戦すること。
• 共通原因原理を拒否し、未来の因果的影響を支持することで、局所性、独立性、自由意思の間の緊張をより整合的かつ直感的に解消できると主張すること。
• 未来の測定設定が未来の相互作用を通じて隠れた変数に影響を与えることで、自由意思を保ちながら非局所性を回避する「自由意思擁護的」解釈を擁護すること。
• ベルがIAを緩和すると自由意思が損なわれるという結論を再評価し、この結論が共通原因に基づく戦略にのみ成立し、未来因果的戦略には成立しないことを示すこと。

提案手法

• 著者はベルの元来の議論を分析し、隠れた変数が将来の測定設定とは独立であると暗黙に仮定している点を特定する。
• この独立性を緩和する2通りの方法を区別する：(1) 共通過去の原因（共通原因原理）を援用する方法、(2) 未来の測定設定が将来の相互作用を通じて隠れた変数に影響を与える方法。
• 共通原因に基づく戦略が過度に制約的で、特に逆行的因果の可能性を考慮すると哲学的に疑わしいと批判する。
• 未来因果的戦略を代替案として提示し、相関が共有された過去ではなく、将来の測定相互作用によって生じるとする。
• 思考実験と概念的分析を用いて、未来因果的戦略が非局所性を回避しつつ自由意思を保つことを示す。
• 因果の原則と時間的非対称性の哲学的原則を援用し、量子基礎における逆行的因果的影響の整合性を主張する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ベルの定理における独立性仮定を、局所性と自由意思を保ちつつ緩和できるか？
• RQ2 共通原因に基づく戦略と未来因果的戦略との間の概念的違いは何か？
• RQ3 なぜ未来因果的戦略は共通原因に基づくアプローチに比べて軽視されてきたのか？
• RQ4 共通原因原理を拒否することは、隠れた変数理論の整合性を損なうのか？
• RQ5 逆行的因果的解釈は、非局所性を回避しつつ自由意思を保つことができるか？

主な発見

• 測定設定が未来の相互作用を通じて隠れた変数に影響を与える未来因果的戦略は、共通原因に基づくアプローチの整合的代替案を提供する。
• この戦略は非局所性を回避しつつ自由意思を保ち、ベルがIAを緩和すると自由意思が損なわれるという主張に反する。
• 共通原因に基づく戦略は広く受け入れられているが、過去の相関に関する未検証で、おそらく問題のある仮定に依存している。
• 文献において2つの戦略の違いが曇っており、隠れた変数理論が利用可能な選択肢が誤って表現されている。
• 本稿は、逆行的因果モデルが論理的に整合的であるだけでなく、非逆行的因果的対比よりも哲学的に魅力的であることを示している。
• 未来の測定設定が隠れた変数に影響を与えることで、モデルは局所性を維持しつつ、因果構造を尊重した形で量子相関を説明できる。