[논문 리뷰] The General Free Will Theorem

Antoine Suárez|arXiv (Cornell University)|2010. 06. 12.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 10인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 인간 실험자가 자유의지를 지닌다면, 비국소적이고 무작위적이며 법칙적인 영향력이 시공간 외부의 자유의 존재에서 기인해야 한다고 보여주는 일반 자유의지 정리(Genereal Free Will Theorem)를 제안한다. before-before (Suarez-Scarani) 실험을 통해 시간 순서가 지정된 비국소적 인과관계는 양자 상관관계를 설명할 수 없음을 입증하며, 이는 양자 무작위성이 국소적 결정론이나 숨겨진 변수가 아니라 시공간 외부의 존재에서 기인함을 시사한다.

ABSTRACT

It is argued that the Strong Free Will Theorem (Conway-Kochen) does not prove nonlocal determinism wrong. This is done by the before-before (Suarez-Scarani) experiment, which is used here to prove the following General Free Will Theorem: If humans have a certain amount of free will, there are other free beings outside space-time producing nonlocal effects in our world, which are both random and lawful.

연구 동기 및 목표

• 시간 순서가 지정된 비국소적 영향력이 양자 상관관계를 설명할 수 없음을 입증함으로써, 비국소적 결정론이 시간 순서가 지정된 비국소적 인과관계에 의해 설명될 수 없음을 보여주어 강력한 자유의지 정리의 주장에 도전한다.
• 시간 순서가 지정된 비국소적 영향력으로는 양자 비국소성이 설명될 수 없음을 입증함으로써, 더 깊은 실재론적 설명이 필요하다는 점을 확립한다.
• 인간의 자유의지가 존재한다면, 시공간 외부에 존재하는 자유의, 비국소적이고 법칙적인 존재가 양자 무작위성을 지배해야 한다고 주장한다.
• rGRWf의 플래시 온톨로지와 일반 자유의지 정리를 조화시키기 위해, 이 이론이 로렌츠 불변성과 시간 순서가 지정되지 않은 플래시 사건을 지니므로 상호 호환됨을 보여준다.
• 양자 비국소성이 단지 얽힘의 특성만이 아니라, 시공간 외부의 비스페셜적 작용이 양자 행동을 통제한다는 신호임을 명확히 한다.

제안 방법

• 시간 순서가 지정된 비국소적 영향력(w)과 국소적 영향력(u,v)을 모델링하기 위해 before-before (Suarez-Scarani) 사고 실험을 사용하여, 시공간적으로 분리된 측정 간의 결정론적 인과 사슬을 구성한다.
• 측정 선택의 자유(과거 정보로부터 독립성)를 가정함으로써 음모적 또는 시간 순서가 지정된 인과적 의존성을 배제한다.
• 자유의지 정리를 시간 순서가 지정된 비국소적 인과성의 관점에서 재구성하여, 심지어 이러한 영향력으로도 상관관계를 설명할 수 없고, 상대성 원리 위반을 초래함을 보여준다.
• 플래시 온톨로지(rGRWf)를 후보 이론으로 분석하여, 그 로렌츠 불변성과 시간 순서가 지정되지 않은 플래시 사건으로 인해 일반 자유의지 정리와 호환됨을 입증한다.
• Suarez-Scarani 모델(상대성 이론에 부합하나 로렌츠 불변성이 아님)과 rGRWf를 대조하여, 후자가 신호 전파를 피하고 정리의 함의와 일치함을 보여준다.
• Bell 부등식 위반과 실험자 자유의 가정에서 논리적 추론을 통해 시공간 외부에 존재하는 비스페셜적 자유 에 agen의 존재를 유추한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 강력한 자유의지 정리가 시간 순서가 지정된 비국소적 인과관계를 사용하여 비국소적 결정론을 성공적으로 배제할 수 있는가?
• RQ2 before-before 실험은 시간 순서가 지정된 비국소적 영향력이 양자 상관관계의 설명으로서 타당한가?
• RQ3 비국소적, 확률적, 공변적인 성격을 지닌 rGRWf 플래시 온톨로지가 일반 자유의지 정리와 호환되는가?
• RQ4 인간의 자유의지가 존재한다면, 시공간 외부의 존재가 양자 무작위성을 설명할 수 있는가?
• RQ5 과거 반공간의 정보로도 결정되지 않는다면, 양자 사건의 실재론적 상태는 무엇인가?

주요 결과

• 일반 자유의지 정리는 인간 실험자가 자유의지를 지닌다면, 양자역학에서 비국소적, 무작위적, 법칙적인 영향력이 시공간 외부의 자유의 존재에서 기인해야 한다고 입증한다.
• before-before 실험은 시간 순서가 지정된 비국소적 영향력이 양자 상관관계의 타당한 설명이 될 수 없음을 규명하여, 강력한 자유의지 정리가 비국소적 결정론을 배제한다는 주장이 성립하지 않음을 보여준다.
• 플래시 온톨로지(rGRWf)는 로렌츠 불변성, 비신호 전파, 플래시 사건이 공동으로 발생하고 시간 순서가 지정되지 않는다는 점에서 일반 자유의지 정리와 호환된다.
• 정리는 양자 무작위성이 국소적 은폐 변수나 시간 순서가 지정된 인과성 때문이 아니라, 시공간 외부의 비스페셜적 존재가 결과를 통제하기 때문임을 암시한다.
• 실험자 자유의 가정은 물리적 실재에 시공간 외부에 존재하는, 법칙적이고 무작위적이며 비국소적인 영향력을 생성하는 존재들이 포함되어 있음을 유도한다.
• Conway와 Kochen의 주장—자유의지 정리가 플래시 온톨로지를 배제한다는 것—은 잘못되었으며, rGRWf의 시간 순서가 지정되지 않은 공변 플래시 이벤트는 정리의 함의와 일치한다.