自由意志定理 Free Will Theorem
约翰·何顿·康威 John Horton Conway和Simon B. Kochen的自由意志定理指出，如果我们拥有自由意志，即我们的选择与过去时间无关，那么在一定假设的前提下，一些基本粒子必须表现出类似的行为。 Conway和Kochen的论文发表在2006年的《物理学基础 Foundations of Physics》上。[1] 2009年，Conway在AMS中发布了该定理的一个加强版本。[2]后来，在2017年，Kochen对其中一些细节进行深一步的阐释论证。[3]
公理
定理的初始证明依赖于三个公理，Conway和Kochen将其称为“ 鳍式 fin”，“自旋 spin”和“孪生 twin”。自旋和孪生公理可以通过实验验证。
- 鳍式：信息的传播有一个最大的速度（不一定是光速）。这个假设基于因果关系。
- 自旋：在三个正交方向上获得的自旋一的某些基本粒子的平方 spin分量，将是（1,1,0）的排列。
- 孪生：可以“缠结”两个基本粒子，并将它们隔开很大的距离，因此，如果在平行方向上进行测量，它们具有相同的平方自旋结果。这是量子纠缠的结果，但是对于“孪生”公理来说，完全纠缠不是必需的（纠缠是充分不必要条件）。
在他们后来的2009年论文中，“强自由意志定理”（[2]）Conway和Kochen用一个更弱的定理“Min”代替了鳍公理，从而加强了该定理。 Min断言：只有两个以时空性 spacetime 方式分开的实验者可以相互独立地进行测量选择。特别地，假定中“所有”信息的传输速度没有受到最大限制，而仅受有关测量选择的特定信息的限制。在2017年，Kochen辩称Min可以由Lin代替实验可验证（Lorentz covariance）。[3]
定理概念
自由意志定理指出：
根据公理，如果所讨论的两个实验对象可以自由选择要进行的测量，那么测量结果就不能由实验之前的任何事情来确定。
这是“结果开放 outcome open”定理。
如果实验的结果是公开的，那么一个或两个实验对象可能会自由地选择所要采取的行动。
由于该定理适用于与公理一致的任何物理理论，因此它甚至不能以特殊的方式将信息放入宇宙的过去进行研究。该论点源自Kochen–Specker定理，该结果表明，对自旋的任何单独测量的结果都不是独立于测量选择而固定的。正如Cator和Landsman关于隐藏变量理论 hidden-variable theories所述[4]：“想法之间存在着类似的张力，即隐藏变量（在相关的因果关系上）一方面应包括与实验有关的所有本体信息，但另一方面应该让实验对象自由选择他们倾向的任何设置。”
影响
根据Cator和Landsman [4]的说法，Conway和Kochen证明“确定性与许多'先验'理想假设不相容”。 Cator和Landsman将Min假设与Bell定理中的局部性假设进行了比较，并得出加强版自由意志定理的结论，即“它使用的假设比Bell 1964年的定理更少，因为它没有用到概率论的相关内容”。
哲学家戴维·霍奇森（David Hodgson）支持该定理，因为该结论非常明确地表明“科学不支持决定论”：量子力学证，明粒子的确以与过去不同的方式运动。[5]
但有一些言论认为这个定理只适应于确定的模型。 [6]
文献引用
- ↑ Conway, John; Simon Kochen (2006). "The Free Will Theorem". Foundations of Physics. 36 (10): 1441. arXiv:quant-ph/0604079. Bibcode:2006FoPh...36.1441C. doi:10.1007/s10701-006-9068-6.
- ↑ 2.0 2.1 Conway, John H.; Simon Kochen (2009). "The strong free will theorem" (PDF). Notices of the AMS. 56 (2): 226–232.
- ↑ 3.0 3.1 Kochen S., (2017), Born's Rule, EPR, and the Free Will Theorem arxiv
- ↑ 4.0 4.1 Cator, Eric; Klaas Landsman (2014). "Constraints on determinism: Bell versus Conway–Kochen". Foundations of Physics. 44 (7): 781–791. arXiv:1402.1972. Bibcode:2014FoPh...44..781C. doi:10.1007/s10701-014-9815-z.
- ↑ David Hodgson (2012). "Chapter 7: Science and determinism". Rationality + Consciousness = Free Will. Oxford University Press. ISBN 9780199845309. https://books.google.com/books?id=4SGsmowYARsC&pg=PA121&dq=%22Conway+and+Kochen+call+the+free+will+theorem%22&hl=en&sa=X&ei=UiMYVeTBII3woATFkoKAAQ&ved=0CB4Q6AEwAA#v=onepage&q=%22Conway%20and%20Kochen%20call%20the%20free%20will%20theorem%22&f=false.
- ↑ Sheldon Goldstein, Daniel V. Tausk, Roderich Tumulka, and Nino Zanghì (2010). What Does the Free Will Theorem Actually Prove? Notices of the AMS, December, 1451–1453.
其他参考文献
- Conway and Kochen, The Strong Free Will Theorem, published in Notices of the AMS. Volume 56, Number 2, February 2009.
- Rehmeyer, Julie (August 15, 2008). "Do Subatomic Particles Have Free Will?". Science News.
- Introduction to the Free Will Theorem, videos of six lectures given by J. H. Conway, Mar. 2009.
- Wüthrich, Christian (September 2011). "Can the World Beshown to be Indeterministic after all?". In Beisbart, Claus; Hartmann, Stephan (eds.). Can the world be shown to be indeterministic after all? (PDF). Probabilities in Physics. Oxford University Press. pp. 365–389. doi:10.1093/acprof:oso/9780199577439.003.0014. ISBN 978-0199577439.
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