[论文解读] A Superdeterministic Toy Model

Sandro Donadi, Sabine Hossenfelder|arXiv (Cornell University)|Oct 3, 2020

Quantum Mechanics and Applications参考文献 38被引用 5

一句话总结

本文提出一个超决定论的玩具模型，其中测量结果仅取决于探测时间的设置，而不取决于设置的选择方式。当对隐变量进行平均时，该模型重现了量子力学预测，表明超决定论无需微调或非科学性。

ABSTRACT

A superdeterministic toy model for quantum mechanics is introduced and discussed. It is demonstrated that, when averaged over the hidden variables, the model produces the same predictions as quantum mechanics. In the model considered here, the dynamics depends only on the settings of the measurement device at the detection time, not how those settings were chosen. This provides a counter-example to the claim that superdeterminism is fine-tuned and unscientific.

研究动机与目标

• 挑战‘超决定论本质上需要微调且非科学’这一说法。
• 构建一个最小且明确的模型，其中隐变量仅基于探测时间的设置来决定结果。
• 表明量子力学预测可从一个确定性框架中自然出现，而无需引入非定域性或时间倒流因果性。
• 提供一个反例，以回应基础量子力学中对超决定论普遍存在的怀疑。

提出的方法

• 该模型引入一组隐变量，用以决定测量结果。
• 动力学被定义为：仅探测时刻的设置影响结果，而非先前的选择机制。
• 通过在隐变量上取平均，该模型重现了标准量子力学的期望值。
• 采用确定性规则，将探测时间的设置与隐变量关联到测量结果。
• 该构造避免了对设置选择历史的依赖，确保初始条件无需微调。
• 该模型在分析上可处理，设计上保持最小化，同时重现量子预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否存在一个超决定论模型，能在不微调初始条件的情况下重现量子力学预测？
• RQ2 仅依赖于探测时间的设置是否足以重现量子统计规律？
• RQ3 超决定论是否本质上是非科学的，还是可以在一个明确定义的确定性框架中实现？
• RQ4 一个确定性模型能否在不引入非定域性或时间倒流因果性的情况下，与量子预测相符？

主要发现

• 当对隐变量进行平均时，该模型成功重现了量子力学预测。
• 动力学仅取决于探测时刻的设置，而非这些设置的选择方式。
• 该模型表明，超决定论无需微调，从而反驳了常见反对意见。
• 该构造表明，确定性模型可在不引入非定域性或时间倒流因果性的情况下重现量子统计。
• 该模型提供了一个具体且明确的超决定论框架实例，具有经验上的可行性。
• 结果挑战了人们认为超决定论是临时拼凑或非科学方法的普遍看法。