Наглядно о нелокальности квантовой механики и СТО

[Муха_]

Наиболее распространенным в настоящий момент считается мнение, что квантовая механика с одной стороны не согласуется с концепцией локального реализма, но с другой стороны не позволяет осуществить мгновенную передачу информации и не нарушает принципа равноправия систем отсчета  СТО.
Соответственно, возникает вопрос: как вообще некая система может одновременно обладать такими несовместимыми свойствами?

Чтобы несколько прояснить картину предлагаю описание и анализ простого логического элемента, который обладает теми же указанными свойствами локальности и нелокальности одновременно.







Подробности здесь:

http://www.anmuha.narod.ru/unlocal.html

[george telezhko]

Из таблицы видно, что в случае если на входы поданы одинаковые значения, то на выходах случайным образом выводится 11 или 00. Если на входы поданы различные значения, то на выходах случайным образом выводится 10 или 01.

А откуда известно, что на входах одинаковые значения, и надо выдавать только 11 или 00, если по устройству нельзя передать информацию о состоянии на противоположном входе? Или так: чем при одинаковых значениях на входах исключается возможность неодинаковых значений на выходах?

[Муха_]

А откуда известно, что на входах одинаковые значения, и надо выдавать только 11 или 00, если по устройству нельзя передать информацию о состоянии на противоположном входе? Или так: чем при одинаковых значениях на входах исключается возможность неодинаковых значений на выходах?

Почему нельзя передавать? Не только можно, но и нужно.
В этом и смысл устройства: устройство не может работать без передачи информации через линию D, но в то же время его нельзя использовать в качестве передатчика информации через D.
То же что и с квантово-механическими системами.

[george telezhko]

А откуда известно, что на входах одинаковые значения, и надо выдавать только 11 или 00, если по устройству нельзя передать информацию о состоянии на противоположном входе? Или так: чем при одинаковых значениях на входах исключается возможность неодинаковых значений на выходах?

Почему нельзя передавать? Не только можно, но и нужно.
В этом и смысл устройства: устройство не может работать без передачи информации через линию D, но в то же время его нельзя использовать в качестве передатчика информации через D.
То же что и с квантово-механическими системами.

Пока я увидел, что устройство можно использовать как передатчик информации о значении на удаленном входе.

[Муха_]

Пока я увидел, что устройство можно использовать как передатчик информации о значении на удаленном входе.

Как именно? На выходе эта информация не появляется.

Возможно, что вы неверно поняли мотивы по которым я рисовал этот элемент.
Я внес в свою заметку некоторые исправления, возможно она станет понятнее.

Кроме того, я постараюсь кратко сформулировать эти мотивы:

Я описываю обычный классический элемент, который можно собрать из логических микросхем и генератора случайных чисел, который обладает следующим забавным свойством.
Допустим, вам выдали такой элемент и просили выяснить вопрос можно ли распилить его по линии D без потери функциональности. Они дескать слышали что можно.
Поэкспериментировав с этим элементом, составив таблицу зависимости выходов от входов и проанализировав эту таблицу вы получаете доказательство того, что распилить его не стоит даже пытаться, т.к. одинаковые значения на выходах появляются при одинаковых значениях на входах и наоборот (различные при различных). Если элемент распилить по D, то он лишиться возможности сравнивать выходы и точно работать не будет. Иными словами, через линию D передается информация, важная для работы элемента и пилить по ней нельзя.
Тогда вам говорят. Ок, раз он передает информацию через линию D, тогда мы желаем использовать этот элемент для передачи информации от одного входа к другому выходу через линию D. Тогда вам приходится снова объяснять, что информация на выходах случайная и передавать ее от входа к выходу невозможно.
Тогда вас подымают на смех: как же так, вы же сами сказали что он передает информацию через D, но говорите что использовать для передачи информации его нельзя? Ну а вам приходится объяснять, что дескать сами посмотрите, такой уж это элемент.

Элемент не имеет отношения к квантовой механике, но ведет себя в смысле передачи и непередачи информации сходным образом. Фактически это все что я хотел продемонстрировать.

Теперь что касается СТО.
Здесь я ввожу элемент "фантастики": предполагаю, что этот элемент мы растянули до светового года, а он чудесным образом мгновенно и без задержек реализует ту же таблицу F.

Далее рассматривается вопрос: будет ли такой фантастический элемент с мгновенной передачей информации через 1 световой год нарушать причинность или принцип равноправия систем отсчета СТО. Вывод - не будет.

В определенном смысле этот фантастический элемент аналогичен КМ.
Исследовав статичтику опытов с фотонами легко доказать, что имеет место сверхсветовая передача информации. В то же время, зависимости между устанавливаемыми параметрами с одного конца и измеряемыми с другого нет, и соответственно синхронизировтаь часы нельзя.

[george telezhko]

Пока я увидел, что устройство можно использовать как передатчик информации о значении на удаленном входе.

Как именно? На выходе эта информация не появляется.

Стал отвечать на этот вопрос и понял, что Вы имеете в виду. Выходы со значениями, соответствующими одинаковости значений на входах, тоже пространственно разнесены - поэтому на каждом из них совершенно не известно, что на втором, поэтому информацию о значении на втором входе - то есть, одинаковы ли были значения входных сигналов, - узнать не удается.

Я подумаю, нельзя ли Вас обмануть, с помощью изменения алгоритма, например, с введением запоминания и сравнения откликов на одном и том же выходе.

[Муха_]

Я подумаю, нельзя ли Вас обмануть, с помощью изменения алгоритма, например, с введением запоминания и сравнения откликов на одном и том же выходе.

Ничего не выйдет. Смысл в том, что если определенный бит и абсолютно случайный скрытый от наблюдения бит подать на исключающее "или" (оно же XOR), то на выходе получится снова абсолютно случайный бит.
Внутри элемента происходит нечто подобное.

[tcaplin]

 Задача довольно остроумна. Но основана на некорректности постановки условия.
 Факт "одинаковости" или нет значений на выходах или входах должен констатировать внешний судья, в мозгу которого есть информационная связь между правой и левой частями. Но Вы его в задачу не вводите - он действует "из под полы".
 Корректно - надо дорисовать логические элементы, констатирующие одинаковость или нет значений на входах и выходах. Вот у них и будет "поперечная" информационная связь.
 Без них же информационной связи между выводами вообще нет. Ни вдоль, ни поперек. А таких систем - "пруд пруди".

[Муха_]

Корректно - надо дорисовать логические элементы, констатирующие одинаковость или нет значений на входах и выходах. Вот у них и будет "поперечная" информационная связь.

Ну да, я и предполагаю, что внутри устройства есть подобные логические элементы и информационная связь. Почему все думают, что я имел ввиду что-то другое?

Сейчас возьму и дорисую пример внутреннего устройства элемента, чтобы больше не было разночтений.

[dims]

Соответственно, возникает вопрос: как вообще некая система может одновременно обладать такими несовместимыми свойствами?

У меня возникает другой вопрос: как до этого не додумались философы прошлого (что это свойства совместны)? Как они не догадались, что можно не только ПЕРЕДАВАТЬ информацию с некоторой скоростью, но что допустимы и другие корреляции, которые НЕ СВОДЯТСЯ к передаче информации? Это сильно снижает моё уважение к философии, как таковой. Ну, или, повышает уважении к Природе, которая оказалась в состоянии показать нечто весьма простоё, о чём никто, тем не менее, не подозревал.

P.S. Кстати, картинки, которые Вы вставили в сообщение, винды только Вам: Народ не отдаёт картинки посторонним.

[tcaplin]

Муха:_

Ну да, я и предполагаю, что внутри устройства есть подобные логические элементы и информационная связь. Почему все думают, что я имел ввиду что-то другое?

Тогда нарисуйте и выходы этих элементов - именно на них и будет корелляция. С передачей информации. Без всяких парадоксов.
 Ведь в вашем вопросе фигурируют именно эти информационные выходы.

dims:

Как они не догадались, что можно не только ПЕРЕДАВАТЬ информацию с некоторой скоростью, но что допустимы и другие корреляции, которые НЕ СВОДЯТСЯ к передаче информации

Как раз об этом можно много увидеть рассуждений. В частности, чтобы узнать площадь Австралии, совсем не обязательно ехать туда с рулеткой. Достаточно в секунды протянуть руку к энциклопедии на полке...

 Более близкий к физике пример. Допустим, есть кратер вулкана, наклон стенок которого становится круче при приближении к центру. При произвольном движении Вас по склону Вы в любой момент мгновенно можете получить информацию о расстоянии и направлении до центра, не посылая к нему сигнал, а измеряя угол наклона в точке вашего нахождения - локально.

[dims]

Но в обоих Ваших примерах разгадка заключается просто в том, что информация была поставлена заранее: в случае энциклопедии -- составителями энциклопедии, в случае горы -- природными силами, закодировавшими в форме горы расстояние до жёрла.

Но я говорю не об этом. Вот мы обычно полагаем, что объект А по отношению к удалённому объекту Б может быть лишь в одном из трёх возможных состояний (и их комбинациях):
1) А не зависит от Б
2) А подвержен влиянию со стороны Б
3) А оказывает влияние на Б

Но (как мне кажется) никто из людей не догадался, что возможно и четвёртое состояние:

4) Состояния объектов А и Б согласованы, но в меньшей степени, чем это было бы, если бы имело место влияние.

Трудность догадаться до такого в том, что любую согласованность можно представить как форму влияния.

[tcaplin]

разгадка заключается просто в том, что информация была поставлена заранее...
Но я говорю не об этом.
...Трудность догадаться до такого в том, что любую согласованность можно представить как форму влияния.

 Я уже не первый год пытаюсь на форумах проводить эту мысль. Более конкретно, нелокальность объекта означает, что  пространственно разнесенные точки его несут в себе "заранее заложенную" информацию о всем объекте.  Такая пространственная корреляция заложена при сотворении этого объекта и как раз она и обозначается обыденным термином "объект нелокален" - протяжен в пространстве.

 Поэтому и информацию об одной части протяженного объекта можно мгновенно получить на расстоянии от этой точки - по другой точке того же объекта.

 Все частицы и тела есть такие протяженные объекты, если рассматривать их как нерушимую совокупность вещественного "центра" и полевого протяженного "ореола" вокруг этого центра. Типа кратера. Например, измеряя направление и величину градиента потенциала в точке нашего нахождения в гравиполе, можно узнать положение центра гравитации в любой момент мгновенно.

[Муха_]

У меня возникает другой вопрос: как до этого не додумались философы прошлого (что это свойства совместны)? Как они не догадались, что можно не только ПЕРЕДАВАТЬ информацию с некоторой скоростью, но что допустимы и другие корреляции, которые НЕ СВОДЯТСЯ к передаче информации?

Все эти Боры, Планки и Эйнштейны были серьезными людьми, возможно они догадались, просто в то время кибернетика была не в ходу и их разъяснения выглядели сложнее и ненагляднее.
Если же они действительно не догадались, то я знаю почему: потому, что они отрицали случайность как таковую и считали ее следствием незнания. Заметте, что элемент не позволяет передавать информацию через D только при условии наличия в нем генератора настоящих случайных чисел (картинку я дорисовал на сайте). Случайные числа должны быть абсолютно непредсказуемыми. В противном случае зная устройство генератора можно использовать элемент для передачи случайных чисел, что нарушает исходное требование к элементу.

Если обратиться к философии, то для генерации настоящих случайных чисел природа может использовать два механизма:
- абсолютно скрытые параметры (см. "скрытое время", "субъективная неполнота" и прочее);
- клонирование сознания наблюдателя (см. мультиверс, many-mind интерпретацию).

[tcaplin]

Мухе.
 Картинку Вы дорисовали все же некорректно. В вопросе явно фигурирует оценка одинаковости сигналов как на входе, так и на выходе. Корректная схема должна показать соответствующие выходы как элемента "eq" наружу, так и ненарисованного аналогичного элемента, анализирующего выходные сигналы. И тогда прохождение информации на эти выходы будет очевидным.
 Фактически, структурой вопроса Вы создаете "потайной" логический канал в мозгу собеседника, но приписываете его свойства своему недорисованному устройству.

[Муха_]

Тогда нарисуйте и выходы этих элементов - именно на них и будет корелляция. С передачей информации. Без всяких парадоксов.

Картинку с внутренним устройством элементама смотрите на сайте (добавил). Выводить некие промежуточные результаты из элемента нельзя согласно постановке задачи, которую я решал описывая элемент.

Все частицы и тела есть такие протяженные объекты, если рассматривать их как нерушимую совокупность вещественного "центра" и полевого протяженного "ореола" вокруг этого центра. Типа кратера. Например, измеряя направление и величину градиента потенциала в точке нашего нахождения в гравиполе, можно узнать положение центра гравитации в любой момент мгновенно.

Более близкий к физике пример. Допустим, есть кратер вулкана, наклон стенок которого становится круче при приближении к центру. При произвольном движении Вас по склону Вы в любой момент мгновенно можете получить информацию о расстоянии и направлении до центра, не посылая к нему сигнал, а измеряя угол наклона в точке вашего нахождения - локально.

Эти примеры не подходят для обсуждения квантовых корреляций. Квантовые корреляции более глубокие и имеют другой характер, подразумевая передачу информации непосредственно в момент измерения (см. вывод неравенств Белла). Простейший аналог корреляций подобных квантовым я и привел в своей заметке.

[tcaplin]

Квантовые корреляции более глубокие и имеют другой характер, подразумевая передачу информации непосредственно в момент измерения

А я как раз полагаю, что возникновение коррелированной информации одновременно в разнесенных точках совсем не обязательно означает вообще факт передачи этой информации от одной точки к другой. Это с равным успехом можно объяснить нелокальностью объекта.

Квантовые корреляции более глубокие и имеют другой характер, подразумевая передачу информации непосредственно в момент измерения (см. вывод неравенств Белла).

При этом подразумевается, что если электроны и протяженные объекты, то уж средства измерения - локальны. А таковых в природе просто нет. Воздействие на протяженный объект "электрон" осуществляется протяженным же объектом. "Мгновенно" по всему пространству...

Простейший аналог корреляций подобных квантовым я и привел в своей заметке.

Аналогия, действительно, есть. И там, и здесь есть логическая путаница в головах аналитиков - и в результате такие "парадоксы".

[george telezhko]

Если на пальцах, то я думаю следующее.
Что-то должно обеспечивать выполнение таблицы истинности описанного логического элемента (ЛИ) - и это что-то осталось за кадром.

Это что-то имеет следующие свойства :
- в момент входных сигналов (по часам ИСО ЛИ) благодаря ему во всем объеме ЛИ известно, равны входные сигналы или не равны,
- при уравновешенности на входах оно генерирует на выходах ЛИ одновременно решение о генерации 0 или 1 на обоих его концах;
- при неуравновешенности на входах оно генерирует на выходах ЛИ одновременно решение о генерации разных логических значений на его концах.

Это нечто может представлять собой внешнее устройство, не указанное на рисунке и расположенное симметрично относительно концов ЛИ. Оно отправляет случайные значения на входы ЛИ, и оно же, будучи в курсе того, что оно отправило, отправляет на концы ЛИ команду о выдаче одного выбранного комплекта значений выходных сигналов из двух комплектов (00 или 11 для равных входных сигналов и 01 или 10 для неравных входных сигналов).

Передачи информации от одного конца ЛИ другому в этом случае нет, есть синхронизация внешним устройством.

[Муха_]

Если на пальцах, то я думаю следующее.
Что-то должно обеспечивать выполнение таблицы истинности описанного логического элемента (ЛИ) - и это что-то осталось за кадром.........

Честно говоря плохо понял к чему прикладывать Ваши дальнейшие рассуждения.

Я нарисовол вариант внутреннего устройства элемента на всякий случай на сайте и здесь на форуме.
В начале я рассматриваю только проблему передачи или не передачи сигналов через D перенебрегая временем передачи сигналов.
Затем, переходя к СТО я считаю, что элемент построен на неких фантастических логических элементах, позволяющих передавать информацию мгновенно. Все это только для того, чтобы убедиться в непротиворечии возможности существования такого элемента с СТО и причинностью.
Далее, исходя из всего этого можно проводить аналогии с квантовой механикой.


Ваше сообщение вызвало у меня следующие ассоциации:

В интернете мне попадались статьи, в которых описываются устройства, построенные в пространстве клеточного автомата, которые нарушают тест на локальность, основанный на неравенствах Белла.
Нарушение происходит НЕСМОТРЯ на невозможность мгновенной передачи информации в клеточном автомате.
Причина нарушения состоит в том, что на входы подаются не произвольно выбранные значения, а псевдо-случайные значения, сформированнвые в тесной клеточной вселенной. Соответственно возникают незапланированные корреляции между входами и выходами.
Кроме того, приводится контраргумент, что с квантовой механикой провести аналогию здесь трудно, поскольку наблюдатель подающий значения на входы в реальном мире гораздо более емкий информационно  и корреляции гораздо менее вероятны.

Возможно ваша мысль была об этом?

[george telezhko]

Я прозевал момент, когда Вы дополнили таблицу схемой устройства. Теперь стало понятно, что более ранние мои комментарии к делу отношения не имеют

Если я правильно понял теперь, Вы описали логическую модель возникновения квантовых корреляций.

Генератор случайных чисел задает случайный результат измерения любого одного выходного сигнала. В результате этого измерения, осуществляемого на одном конце, если известно соотношение между входными сигналами, можно сказать, каков будет результат измерения на другом конце, не получая об этом информации. При этом причинность не нарушается, измерения выходных сигналов могут быть произведены в любой очередности.

На этот раз правильно?