Exotické procesy s cykly příčin a následků

Kvantové kauzální smyčky. Fotografický kredit: @ULB

Kauzální myšlení je všudypřítomné – od fyziky přes medicínu, ekonomii a sociální vědy až po každodenní život. Kdykoli stiskneme tlačítko, zazvoní zvonek a myslíme si, že stisknutí tlačítka způsobí zvonění zvonku. Obvykle se věří, že kauzální vliv je pouze jedním ze způsobů – od příčiny k následku – a nikdy zpět od účinku k příčině: zvonění zvonu nezpůsobí stisknutí tlačítka, které jej spustilo. Nyní vědci z Oxfordská univerzita a Université libre de Bruxelles vyvinuly teorii kauzality v kvantové teorii, podle které vztahy příčiny a následku mohou někdy tvořit cykly. Tato teorie nabízí nové chápání exotických procesů, ve kterých události nemají žádný zvláštní kauzální řád. Studie byla publikována v Komunikace přírody.

Jedním ze způsobů, jak kvantová teorie vzdoruje klasickým intuicím, je zpochybnění našich představ o kauzalitě. Kvantové zapletení lze použít ke stanovení korelací mezi vzdálenými experimenty, o nichž je známo, že unikají uspokojivým kauzálním vysvětlením v rámci klasických kauzálních modelů. Kromě toho se očekává, že sjednocení kvantové teorie a gravitace umožní situace, ve kterých kauzální struktura časoprostoru podléhá kvantové neurčitosti, což naznačuje, že události nemusí být vůbec kauzálně uspořádány. Tým výzkumníků z Oxfordu a Bruselu nedávno vyvinul teorii kauzality v kvantové teorii, ve které jsou kauzální koncepty definovány spíše v kvantových termínech, než aby odkazovaly na vznikající klasickou úroveň výsledků měření. To zejména poskytlo kauzální porozumění korelacím generovaným zapletenými stavy. Nyní zobecnili teorii tak, aby umožňovala kauzální vliv v cyklech a umožňovala kauzální porozumění procesům s událostmi v neurčitém kauzálním pořadí.

“Klíčovou myšlenkou našeho návrhu je, že kauzální vztahy v kvantové teorii odpovídají vlivu takzvaných unitárních transformací – to jsou typy transformací, které popisují vývoj izolovaných kvantových systémů.” Je to velmi podobné přístupu ke klasickým kauzálním modelům, který předpokládá základní determinismus a klasifikuje kauzální vztahy do funkčních závislostí mezi proměnnými, “říká Jonathan Barrett z Oxfordské univerzity.

Hlavní myšlenkou nové studie je použít stejný princip na procesy, kde pořadí operací může být dynamické nebo dokonce neurčité, protože velkou třídu těchto procesů lze chápat také jako sled jednotných transformací, ne jako takové, které se odehrávají v běžném pořadí.

“Doposud byly procesy s neurčitým kauzálním řádem obecně považovány za jednoduše nekompatibilní s kauzálním účtem.” Naše práce ukazuje, že velkou třídu z nich – ty, které lze chápat jako ty, které se vynořily z jednotných procesů a u nichž se předpokládá, že mají nějakou fyzickou realizaci v přírodě – lze ve skutečnosti považovat za zvláštní kauzální strukturu, i když také s cykly, “ říká Robin Lorenz, odpovídající autor studie.

„Myšlenka cyklických kauzálních struktur se může zdát protiintuitivní, ale rámec kvantového procesu, ve kterém je formulován, zaručuje, že neobsahuje logické paradoxy, jako je možnost vrátit se zpět v čase a zabít své mladší já,“ vysvětluje Ognyan Oreshkov z Université libre de Bruxelles. „Jakkoli se zdají být exotické, některé z těchto scénářů mají ve skutečnosti experimentální realizace, ve kterých jsou proměnné zájmu delokalizovány v průběhu času.“

Znamená to, že časoprostor nemá acyklickou kauzální strukturu, která se normálně předpokládá? Ne přesně, protože v experimentech zmíněné události, které jsou cyklicky kauzálně příbuzné, nejsou lokální v časoprostoru. Vědci se však domnívají, že samotná kauzální struktura časoprostoru by se v tomto kvantovém módu mohla stát cyklickou na křižovatce kvantové teorie a obecné relativity, kde se očekávají procesy analogické těm, které jsou realizovatelné v laboratoři, ale události jsou místní v příslušném referenčním rámci časoprostoru.

Odkaz: „Cyklické kvantové kauzální modely“ Jonathan Barrett, Robin Lorenz a Ognyan Oreshkov, 9. února 2021, Komunikace přírody.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20456-x

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naneste na krém Deep Heat

Podle Experimentální biologie 6. května 2021 Studie odhalila zvýšení aerobního výkonu u sportovců, kteří používali krém s hlubokým teplem bez lékařského předpisu. Hluboké tepelné krémy, které sportovci...

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Byly vyvinuty ploché nudle, které se při vaření transformují do tvaru

CMU Lab vede vývoj nudlí, které se při vaření transformují do tvaru. Fotografický kredit: Carnegie Mellon University Ploché nudle zajišťují udržitelnější balení, přepravu a...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Newsletter

Subscribe to stay updated.