[논문 리뷰] Reply to Norsen's paper "Are there really two different Bell's theorems?"

Howard M. Wiseman, Eleanor Rieffel|arXiv (Cornell University)|2015. 03. 24.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 14인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 두 가지 다른 벨의 정리가 존재한다고 주장한다: 1964년 벨의 정리(국소성과 결정론을 가정함)와 1976년 벨의 정리(국소적 인과성 가정). 저자들은 운영주의자들과 실재주의자들이 '벨의 정리'라는 표현을 서로 다른 결과를 가리키는 데 정당하게 사용할 수 있으며, 노르센의 주장(1964년 정리는 1976년 버전의 사전형으로서에 불과하다)을 반박한다. 이는 1964년 정리가 양자 기초 이론과 양자 정보 과학 분야에서 여전히 타당하고 의미 있는 결과로 남아 있음을 강조한다.

ABSTRACT

Yes. That is my polemical reply to the titular question in Travis Norsen's self-styled "polemical response to Howard Wiseman's recent paper." Less polemically, I am pleased to see that on two of my positions --- that Bell's 1964 theorem is different from Bell's 1976 theorem, and that the former does not include Bell's one-paragraph heuristic presentation of the EPR argument --- Norsen has made significant concessions. In his response, Norsen admits that "Bell's recapitulation of the EPR argument in [the relevant] paragraph leaves something to be desired," that it "disappoints" and is "problematic". Moreover, Norsen makes other statements that imply, on the face of it, that he should have no objections to the title of my recent paper ("The Two Bell's Theorems of John Bell"). My principle aim in writing that paper was to try to bridge the gap between two interpretational camps, whom I call 'operationalists' and 'realists', by pointing out that they use the phrase "Bell's theorem" to mean different things: his 1964 theorem (assuming locality and determinism) and his 1976 theorem (assuming local causality), respectively. Thus, it is heartening that at least one person from one side has taken one step on my bridge. That said, there are several issues of contention with Norsen, which we (the two authors) address after discussing the extent of our agreement with Norsen. The most significant issues are: the indefiniteness of the word 'locality' prior to 1964; and the assumptions Einstein made in the paper quoted by Bell in 1964 and their relation to Bell's theorem.

연구 동기 및 목표

• 운영주의자들과 실재주의자들 사이의 오랫동안 지속된 해석적 갈등을 해결하기 위해, '벨의 정리'가 두 가지 서로 다른 결과를 가리킨다는 점을 명확히 하기 위해.
• 노르센의 주장(벨의 1964년 논문에서 국소성이 결정론을 유도한다고 주장)을 도전하며, 벨의 1964년 논문에서 EPR 문단이 그러한 유도를 위한 충분한 논리적 기반을 제공하지 못하며, 잘못된 논리적 틀을 지닌다고 주장한다.
• 1964년 이전에 '국소성'이라는 용어가 명확하게 정의되지 않았음을 보이며, 아인슈타인의 1949년 '비텔레파시 없음' 개념이 벨의 후속 시기의 '국소적 인과성'과 다름을 밝힌다.
• 운영주의자들이 국소적 인과성을 가정하지 않더라도, 상대성 이론과도 호환되는 국소성 개념을 유지함으로써, 벨의 1964년 정리를 타당하고 의미 있는 결과로 합리적으로 수용할 수 있음을 보여준다.
• 벨의 1964년 결과를 1976년 정리와 동일시하는 것은, 운영주의적 양자 정보 이론 분야에서 그 결과의 중요성을 줄이고, 그 기초적 가치를 잘못 은폐하는 결과가 되며, 이는 벨에게 정당한 명성을 부여하지 못하게 한다는 점을 주장한다.

제안 방법

• 벨의 1964년 논문, 특히 '형식화' 섹션과 EPR 문단을 분석하여, 이들이 국소성에서 결정론을 논리적으로 도출하지 못하고 있음을 보여준다.
• 벨의 1964년 '국소성' 개념과 1976년 '국소적 인과성' 개념을 대비하여, 둘이 동치가 아니며, 벨 자신도 이 둘을 동일시하지 않았음을 주장한다.
• 아인슈타인의 1949년 과학적 자서전 노트를 분석하여 '비텔레파시 없음' 원칙을 명확히 하고, 이가 벨의 후속 가정과 다름을 보여준다.
• 물리학 문헌에서 '국소성' 용어의 역사적 사용을 검토하여, 1964년 이전에 이 용어의 의미가 모호했음을 보이며, 노르센의 단일이고 일관된 정의 주장에 근거를 둔다.
• 운영주의자와 실재주의자들의 양자역학 해석을 비교 분석하여, 양측 모두가 서로 다른 벨의 정리 형식을 선호할 만한 일관된 이유가 있음을 보여준다.
• 논리적 비판과 수사적 분석을 통해, 노르센이 벨의 후속 발언을 어떻게 오해했는지 도전하며, 벨의 후속 자기수정이 1964년 정리를 독립된 결과로 보는 것을 무효로 하지 않는다고 주장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 벨의 1964년 정리와 1976년 정리는 논리적·개념적으로 서로 구분되는가, 아니면 1964년 결과가 단지 1976년 버전의 사전형일 뿐인가?
• RQ2 노르센의 주장처럼, 벨의 1964년 논문에서 EPR 문단이 국소성에서 결정론을 성공적으로 도출하는가?
• RQ3 1964년 이전에 '국소성'이라는 용어의 역사적·개념적 지위는 어떠한가? 이는 노르센의 주장(국소성이 '국소적 인과성'과 동일하다는 주장)을 뒷받침하는가?
• RQ4 아인슈타인의 1949년 '비텔레파시 없음' 견해는 벨의 1964년 및 1976년 국소성 개념과 어떻게 관련되며, 운영주의적 해석과 호환되는가?
• RQ5 벨의 1964년 정리를 1976년 정리와 동일시하는 것은 운영주의적 양자 정보 이론과 기초 물리학 분야에서 그 결과의 관련성을 줄이고, 기초적 가치를 잘못 은폐하는가?

주요 결과

• 노르센의 주장처럼, 벨의 1964년 논문에서 EPR 문단이 국소성에서 결정론을 도출하지 못하며, 논리적 기반에서 '문제적'이자 '실망스럽다'고 평가할 수 있다.
• 벨의 1964년 '국소성' 개념은 1976년 '국소적 인과성' 개념과 동치가 아니며, 1964년 이전에 '국소성'이라는 용어는 명확하게 정의되지 않았다.
• 아인슈타인의 1949년 '비텔레파시 없음' 원칙은 벨의 후속 가정과 다름을 이루며, 국소적 인과성과 동일한 제약 조건을 유도하지는 않는다.
• 운영주의자들은 결정론을 가정하지 않더라도, 상대성 이론과도 호환되는 국소성 개념을 유지함으로써, 벨의 1964년 정리를 타당하고 의미 있는 결과로 합리적으로 수용할 수 있다.
• 벨의 1964년 정리가 단일 가정(국소성)에 기반한다는 주장은 잘못되었으며, 실제로는 국소성과 결정론이라는 두 가지 독립된 가정에 기반한다.
• 1964년 정리를 1976년 정리와 동일시하는 것은, 운영주의적 양자 기초 이론과 양자 정보 이론 분야에서 그 결과의 기초적 중요성을 은폐하게 하며, 이는 벨에게 정당한 명성을 부여하지 못하게 한다.