[論文レビュー] A Possible Definition of a Realistic Physics Theory

Nicolas Gisin|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2015

Quantum Mechanics and Applications参考文献 19被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、任意の時点で系のすべての物理的性質が、すべての可能な測定結果の確率を一意に決定するという原則に基づき、現実的物理学理論の定義を提示する。確率的決定論を通じて現実性を形式化することで、現実的とされる物理理論を評価するフレームワークを提供し、本質的完全性と不完全性を区別する基準を提示する。

ABSTRACT

A definition of a Realistic Physics Theory is proposed based on the idea that, at all time, the set of physical properties possessed (at that time) by a system should unequivocally determine the probabilities of outcomes of all possible measurements.

研究の動機と目的

• 現実的物理学理論の定義に厳密な基準を確立すること。
• 量子力学や他の物理理論における現実性の基礎的問題に取り組むこと。
• 物理的性質が時間的に完全に測定結果の確率を決定することの形式的定式化を図ること。
• 物理理論の本体的完全性を評価するためのフレームワークを提供すること。

提案手法

• 現実的理論は、与えられた時点における系の物理的性質のみに依存して、すべての可能な測定に対して明確な確率を割り当てるべきであると提唱する。
• 確率の割り当てに「物理的性質」を基本的な入力として用いる。
• 既存の理論（例：量子力学）が現実性条件を満たすかどうかを評価するためにこのフレームワークを適用する。
• 論理的整合性と確率的決定論を、現実性を定義するための核心的原則とする。
• 物理的性質の集合を、測定統計を予測するための完全な状態指定とみなす。
• 隠れた変数を必要とせず、物理状態からの確率の決定性に焦点を当てる、現実性の基準を導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 物理理論が現実的と見なされるために満たすべき条件は何か？
• RQ2 隠れた変数や古典的直感に依存せずに、現実性をどのように定義できるか？
• RQ3 この新しい定義のもとで、量子力学は現実的理論と見なせるか？
• RQ4 与えられた理論において、時間的物理的性質が測定結果の確率をどの程度決定するか？
• RQ5 この定義は、現実的と非現実的物理理論をどのように区別するか？

主な発見

• 物理理論が現実的であるとは、任意の時点で、系の物理的性質の集合が、すべての可能な測定結果の確率を一意に決定することである。
• 個々の測定結果の決定論的性質を要請するのではなく、確率が物理的性質によって完全に決定されることのみを要請する。
• このフレームワークにより、隠れた変数を導入せずに、量子力学その他の理論における現実性の形式的評価が可能になる。
• このアプローチは論理的に整合性があり、さまざまな物理理論に適用可能である基準を提供する。
• 理論が本体的に完全（現実的）か否かの明確な境界を設定する。
• 今後の物理理論の現実性を、その確率的構造に基づいて評価する基盤を提供する。