[논문 리뷰] The Ontology Conservation Law as an Alternative to the Many World Interpretation of Quantum Mechanics

Gerard ’t Hooft|arXiv (Cornell University)|2019. 04. 28.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 6인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 양자역학의 여러 세계 해석에 대한 결정론적 대안으로 옹오로지 보존 법칙을 제안하며, 유일한 진짜 세계만 존재하며, 중첩은 옹오로지 상태의 확률적 혼합을 나타낸다고 주장한다. 시간에 따라 중첩 계수의 보존은 파동함수 붕괴가 필요 없음을 보여주며, 플랑크 규모에서 고전적 동역학을 유지하면서도 옹오로지 불확실성의 정확한 보존을 통해 양자 확률을 유지한다.

ABSTRACT

A sharper formulation is presented for an interpretation of quantum mechanics advocated by author. As an essential element we put forward conservation laws concerning the ontological nature of a variable, and the uncertainties concerning the realisation of states. Quantum mechanics can then be treated as a device that combines statistics with mechanical, deterministic laws, such that uncertainties are passed on from initial states to final states.

연구 동기 및 목표

• 다수의 세계 해석을 피하는 결정론적 프레임워크를 제안하여 양자역학의 기초 문제를 해결하기 위해.
• 결정론적 숨겨진 변수 이론에서의 '음모' 문제를 해결하기 위해 옹오로지에 대한 보존 법칙을 도입하기 위해.
• 파동함수 붕괴 없이 양자 확률과 측정 문제를 설명하기 위해 중첩 계수의 정확한 보존을 사용하기 위해.
• 오직 한 세계만 진짜이며, 양자 중첩은 진짜 옹오로지 상태에 대한 무지를 나타낸다.
• 결정론과 양자역학을 조화시키기 위해 옹오로지 상태가 일반 기저 상태의 중첩임을 주장하고, 확률이 시간에 따라 보존됨을 보여주기 위해.

제안 방법

• 옹오로지 보존 법칙 도입: 힐베르트 공간의 옹오로지 기저에서 중첩 계수(확률)의 분포가 정확히 시간에 따라 보존된다.
• 옹오로지 상태를 확정적이고 실제적인 우주의 상태로 정의하며, 중첩된 상태는 이러한 상태들의 확률적 혼합으로 간주한다.
• 초기 상태가 옹오로지 상태의 중첩이면, 최종 상태도 동일한 계수를 가진 중첩으로 유지되어 파동함수 붕괴가 방지됨을 주장한다.
• 연산자의 비교환성을 사용하여 인과성을 정의: 상호 영향을 주고받을 수 있는 사건은 시공간적으로 연결된 사건에 국한되며, 이는 상대성 이론과의 일관성을 보장한다.
• 모든 시점에서 상호 교환 가능한 상태를 옹오로지 상태로 식별하며, 일반 기저 상태와 이를 구별한다.
• 양자역학은 본질적 비결정성 때문이 아니라 초기 조건의 기본적인 불확실성과 측정의 역작용에서 기인하며, 통계적 불확실성이 상쇄될 때 고전적 근사가 나타남을 주장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다수의 세계나 파동함수 붕괴를 도입하지 않고도 결정론적 양자역학 해석을 구축할 수 있는가?
• RQ2 결정론적 프레임워크에서 얽힘 현상의 명백한 비국소성은 인과성과 상대성과 어떻게 조화를 이룰 수 있는가?
• RQ3 중첩 계수의 보존이 파동함수 붕괴가 필요 없게 만드는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 왜 양자 중첩이 확정적인 옹오로지 상태로 진화하지 않으며, 옹오로지 보존 법칙은 이를 어떻게 방지하는가?
• RQ5 완전히 결정론적인 이론 내에서 보른 규칙과 측정 문제는 어떻게 설명될 수 있는가?

주요 결과

• 옹오로지 보존 법칙은 옹오로지 상태의 확률을 나타내는 중첩 계수가 시간에 따라 정확히 보존됨을 보장하여, 어떤 상태로의 전이도 방지한다.
• 파동함수 붕괴는 필요 없으며, 초기 상태가 이미 옹오로지 상태이면 슈뢰딩거 방정식에 의해 자연스럽게 발생한다.
• 오직 한 세계만 진짜다. 양자 중첩은 별개의 현실이 아니라 진짜 옹오로지 상태에 대한 무지를 나타낸다.
• 얽힌 시스템은 처음부터 옹오로지 상태여야 하며, 파동함수를 변화시키지 않고 측정 설정만 바꾸는 반대적 가정은 물리적으로 금지된다.
• 옹오로지의 보존은 관측자가 측정 설정을 선택하는 것이 전통적인 의미에서 자유롭지 않음을 의미하며, 음모가 필요 없게 한다.
• 양자역학은 본질적 비결정성에서 비롯되지 않고, 초기 조건의 기본적인 불확실성과 측정의 역작용에서 기인하며, 통계적 불확실성이 상쇄될 때 고전적 근사가 나타난다.