[论文解读] Are there alternatives to our present theories of physical reality?

Peter Rowlands|ArXiv.org|Dec 17, 2009

Biofield Effects and Biophysics参考文献 4被引用 5

一句话总结

本文主张，我们当前的物理理论受到关于局域性和可观测性的经典直觉的限制，并提出，通过根植于基础物理的非局域、结构性原则，或许能更好地理解现实。通过重新审视量子力学与相对论的基本要素，Rowlands 提出了一套连贯的替代框架，其中物理现实并非由局部观测定义，而是由更深层次的非局域本体论结构定义。

ABSTRACT

Our notions of what is physically 'real' have long been based on the idea that the real is what is immediately apprehended, that is the local or observable, the physically tangible, though there has always been an alternative philosophical notion that the 'real' is some kind of ontological structure beyond immediate apprehension, and so inaccessible through physics. However, quantum mechanics, with its intrinsic nonlocal correlations, has seemingly left us with a dilemma by showing that fundamental physical theories cannot be both real and local. Reality cannot be reconstructed as a deterministic projection from physical observations. Many people think that the problem lies with quantum mechanics, but, in fact, it is more likely to be a result of unrealistic expectations. We have assumed that fundamental physics ought to be compatible with normal (macroscopic) experience. If, however, we go beyond our current high-level physical theories to the basic elements from which they are constructed, we see that a pattern emerges that gives us a very different and much more coherent understanding of what is meant by physical 'reality'.

研究动机与目标

• 挑战经典直觉所隐含的假设，即物理现实必须是局域且可直接观测的。
• 解决量子非局域性所提出的基础性困境：物理理论如何既真实又非局域？
• 提出基本物理理论不应受宏观经验的约束，而应从更深层次的结构性层面重新审视。
• 探讨是否能通过重新诠释物理的基本要素，涌现出与当前物理理论相容的连贯替代框架。
• 提出一种哲学与物理框架，其中‘现实’并非源自观测，而是源自深层的非局域结构。

提出的方法

• 通过哲学视角分析量子力学与相对论的概念基础，聚焦于非局域性。
• 将物理现实重新诠释为并非局部可观测实体的集合，而是超越直接认知的本体论结构。
• 借鉴高级物理理论的洞见，追溯其基础组成部分，揭示出一种反复出现的非局域模式。
• 对物理理论必须与宏观经验一致这一假设进行哲学批判。
• 运用结构实在论框架，将物理‘现实’的本质重新诠释为源自非局域、不变结构的产物。
• 通过受邀研讨会演讲呈现论点，参与量子基础领域的基础性辩论，包括与安东·蔡林格的对话。

实验结果

研究问题

• RQ1 物理现实能否被理解为非局域且不可观测，但仍具有本体论上的实在性？
• RQ2 为何我们假设基本物理必须与宏观经验相容？
• RQ3 如果我们超越局部观测，当前物理理论的底层本体论结构可能是什么样的替代形式？
• RQ4 量子非局域性如何挑战经典观念中‘现实’为局部可感知的假设？
• RQ5 是否存在一种更深层次的非局域结构，能够在不依赖局部可观测量的前提下统一量子力学与相对论？

主要发现

• 本文结论认为，量子力学中非局域性困境的根源并非量子理论本身，而是对局域性抱有不切实际的期望。
• 物理现实无法被重构为基于观测的确定性投影，这挑战了以测量为基础的经典现实观。
• 当基础要素被超越宏观直觉地重新审视时，与当前物理理论相容的连贯替代框架便浮现出来。
• 非局域、结构性原则——而非局部可观测量——或许构成了物理现实的真实基础。
• 本文提出，‘真实’并非即时可观测之物，而是一种超越直接认知的深层本体论结构。
• 所提出的框架为物理现实的本质提供了新视角，与量子非局域性一致，并可能在更深层次上统一相对论与量子理论。