Za eksperimentalni rad koji pokazuje da kvantni svijet mora razbiti neke od naših temeljnih intuicija o tome kako svemir funkcionira, prije tri godine dodijeljena je Nobelova nagrada. No mnogi znanstvenici gledajući takve pokuse zaključuju da oni dovode u pitanje takozvanu "lokalnost", odnosno intuiciju da je udaljenim objektima potreban fizički posrednik za interakciju. Drugi pak misle da takvi eksperimenti dovode u pitanje "realizam", odnosno intuiciju da postoji objektivno stanje stvari u osnovi našeg iskustva. Ipak, obje struje fizičara slažu se oko onoga što se naziva "smrt eksperimentom" lokalnog realizma.
No, postoji i još jedna mogućnost o kojoj u članku za The Conversation pišu fizičari Huw Price s britanskog Sveučilišta Cambridge i Ken Wharton s državnog sveučilišta San Hose u SAD-u. Oni kažu - što ako se obje navedene intuicije mogu spasiti, na račun treće? Naime, sve veći broj stručnjaka smatra da bismo umjesto toga trebali odustati od pretpostavke da sadašnje radnje ne mogu utjecati na prošle događaje. Nazvana "retrokauzalnost", ta treća opcija tvrdi da spašava i lokalnost i realizam, pišu Price i Wharton.
Uzročnost, što je to?
Price i Wharton počinju tako da podsjećaju kako korelacija zapravo nije uzročnost. Neke korelacije jesu uzročne veze, ali ne sve pa je pravo pitanje u čemu je onda razlika? Dvojica spomenutih fizičara to pojašnjavaju.
Razmotrite dva primjera. U prvom, postoji korelacija između igle barometra i vremena – zato o vremenu učimo gledajući u barometar. Ali nitko ne misli da je igla barometra uzrok vremenskih prilika. U drugom pijenje jake kave povezano je s ubrzanim otkucajima srca. Ovdje se čini ispravnim reći da prvo uzrokuje drugo, pojašnjavaju Price i Wharton.
Razlika je u tome što ako "migoljimo" iglom barometra, nećemo promijeniti vrijeme. Vrijeme i iglu barometra kontrolira treća stvar, atmosferski tlak te su zbog toga vrijeme i igla barometra povezani. Kada sami kontroliramo iglu, prekidamo vezu s tlakom zraka i ta korelacija nestaje. Ali ako interveniramo kako bismo promijenili nečiju konzumaciju kave, obično ćemo promijeniti i njihov broj otkucaja srca. Uzročne korelacije su one koje još uvijek vrijede kada pomaknemo jednu od varijabli, dodaju dvojica fizičara.
Znanost o traženju takvih čvrstih korelacija naziva se "uzročno otkriće", a zapravo se bavi jednostavnom idejom, otkrivanjem što se sve mijenja kada remetimo stvari oko sebe.
U običnom životu obično uzimamo zdravo za gotovo da će se učinci remećenja pojaviti kasnije nego samo remećenje, kažu Price i Wharton.
To je toliko prirodna pretpostavka da ne primjećujemo da je činimo. Ali ništa u znanstvenoj metodi ne zahtijeva da se to dogodi, a to se lako napušta u fantazijskoj fikciji. Slično se u nekim religijama molimo da naši voljeni budu među onima koji su preživjeli jučerašnji brodolom, recimo. Zamišljamo da nešto što radimo sada može utjecati na nešto u prošlosti. To je retrokauzalnost, objašnjavaju.
Kvantna retrokauzalnost nije prijetnja Einsteinovoj teoriji posebne relativnosti
Kvantna prijetnja ranije spomenutoj lokalnosti proizlazi iz argumenta sjevernoirskog fizičara Johna Bella iz 1960-ih godina, pišu Price i Wharton i nadalje objašnjavaju njegov argument.
Bell je razmatrao pokuse u kojima dvoje hipotetskih fizičara, Alice i Bob, primaju čestice iz istog izvora. Svaki odabire jednu od nekoliko postavki mjerenja, a zatim bilježi rezultat mjerenja. Ponovljen mnogo puta, eksperiment generira popis rezultata. Bell je shvatio da kvantna mehanika predviđa da će postojati čudne korelacije (sada potvrđene) u ovim podacima. Činilo se da impliciraju da Alicein izbor okruženja ima suptilan "nelokalni" utjecaj na Bobov ishod, i obrnuto – iako su Alice i Bob udaljeni svjetlosnim godinama, pojašnjavaju dvojica fizičara.
Nadalje pišu kako se kaže da Bellov argument predstavlja prijetnju teoriji posebne relativnosti Alberta Einsteina, koja je bitan dio moderne fizike.
Ali to je zato što je Bell pretpostavio da kvantne čestice ne znaju na kakva će se mjerenja susresti u budućnosti. Retrokauzalni modeli predlažu da Alicein i Bobov izbor mjerenja utječe na čestice u izvoru. Time se mogu objasniti čudne korelacije, a da se pritom ne narušava posebna teorija relativnosti. U nedavnom smo radu predložili jednostavan mehanizam za čudnu korelaciju – uključuje poznati statistički fenomen koji se zove Berksonova pristranost, ističu Price i Wharton.
Dodaju kako sada postoji uspješna skupina znanstvenika koji rade na kvantnoj retrokauzalnosti, ali da je to još uvijek nevidljivo nekim stručnjacima iz šireg područja. Isto tako to se zabunom miješa s drugim pogledom koji se zove "superdeterminizam".
Razvrstavanje superdeterminizma od retrokauzalnosti
Kao što je slučaj s retrokauzalnošću i superdeterminizam se slaže da su izbori mjerenja i temeljna svojstva čestica na neki način povezani. Razlika je u tom što superdeterminizam to tretira kao korelaciju između vremena i igle barometra, pojašnjavaju Price i Wharton. Superdeterminizam pretpostavlja da postoji neka tajanstvena treća stvar, odnosno "superdeterminator", koja kontrolira i povezuje naše izbore i čestice, na način na koji atmosferski tlak kontrolira, i vrijeme, i barometar.
Dakle, superdeterminizam poriče da su izbori mjerenja, stvari koje slobodno možemo mijenjati po volji, već da su oni unaprijed određeni. Slobodno pomicanje prekinulo bi tu korelaciju, baš kao u slučaju barometra, pišu Price i Wharton.
Kritičari tog pogleda pak prigovaraju da superdeterminizam time potkopava temeljne pretpostavke potrebne za poduzimanje znanstvenih eksperimenata te isto tako kažu da to znači uskraćivanje slobodne volje, jer nešto kontrolira i izbor mjerenja i čestice.
Ovi se prigovori ne odnose na retrokauzalnost. Retrokauzalisti rade znanstvena kauzalna otkrića na uobičajeni slobodan, vrckav način. Kažemo da ljudi koji odbacuju retrokauzalnost zaboravljaju znanstvenu metodu, ako odbijaju slijediti dokaze kamo oni vode, ističu britanski i američki fizičar.
Koji su dokazi za retrokauzalnost?
Kritičari obično traže eksperimentalne dokaze, ali to je ono jednostavno, pišu Price i Wharton, jer relevantni eksperimenti su upravo i dobili na početku spomenutu Nobelovu nagradu. Retrokauzalnost, međutim, daje najbolje objašnjenje tih rezultata, tvrde.
Spomenuli smo mogućnost uklanjanja prijetnje Einsteinovoj posebnoj teoriji relativnosti. To je, po našem mišljenju, prilično velika naznaka i iznenađujuće je da je trebalo toliko dugo da se istraži. Čini se da je glavna krivnja zabuna sa superdeterminizmom. Osim toga, mi i drugi smo tvrdili da retrokauzalnost daje bolji smisao činjenici da mikrosvijet čestica ne mari za razliku između prošlosti i budućnosti. Ne mislimo da je sve jednostavno. Najveća briga oko retrokauzacije je mogućnost slanja signala u prošlost, otvarajući vrata paradoksima putovanja kroz vrijeme, pišu dvojica fizičara.
Da ne bi došlo do paradoksa, dodaju, mora se izmjeriti učinak u prošlosti.
Ako naša mlada baka ne može pročitati naše savjete da se izbjegne udati za djeda, što znači da ne bismo postojali, nema paradoksa. A u kvantnom slučaju, dobro je poznato da nikada ne možemo izmjeriti sve odjednom. Ipak, treba raditi na osmišljavanju konkretnih retrokauzalnih modela koji provode ovo ograničenje da ne možete mjeriti sve odjednom, pojašnjavaju.
Na kraju završavaju s opreznim zaključkom, koji glasi da retrokauzalnost trenutno ima vjetar u jedrima te da bi znanstvenici trebali krenuti prema najvećoj nagradi od svih - spašavanju lokalnosti i realizma od "smrti eksperimentom".
Izvor: The Conversation
