A kvantumfizika , a kifejezés rejtett változó jelöli feltételezett fizikai paramétereket, amelyek nem veszik figyelembe a posztulátumain kvantummechanika , akár a meghatározása a kvantum állapot , illetve a dinamikus fejlődés a kvantum állapot. . Ezeket a rejtett változásokat bizonyos fizikusok vezetik be annak érdekében, hogy megoldást nyújtsanak különösen a kvantummérés problémájára, mert lehetővé teszik a kontinuitás megteremtését a kvantummechanikától a klasszikus mechanikáig. Megfelelnek a fizika bizonyos reális és oksági filozófiájának is.
A rejtett változó létezése továbbra is heves vita tárgyát képezi. Bár a referenciaelmélet rejtett változókkal, De Broglie-Bohm elmélete, valamint a pozíciótípus rejtett változóit bevezető egyéb elméletekkel kapcsolatban mind a mai napig nincs matematikai és kísérleti cáfolat , ezek a megközelítések továbbra is nagyon kisebb mértékben maradnak a fizikusok közösségében, és mindig jelentős vitát generál.
Ennek ellenére a rejtett változó fogalma erős történelmi áramnak felel meg, és amelynek a tudományfilozófiában még mindig van jelentősége .
A kvantummechanika nem determinista, abban az értelemben, hogy nem tudja pontosan megjósolni a mérés eredményét. Csak egy mérési eredmény valószínűségét tudja megjósolni. Ez olyan helyzethez vezet, amikor egy bizonyos tulajdonság két formálisan azonos rendszeren történő mérése két különböző eredményhez vezethet. Óhatatlanul felmerül a kérdés, hogy létezhet-e a valóság mélyebb szintje, amelyet a kvantummechanikánál fundamentálisabb elmélet formalizálhat, és biztonsággal megjósolhatja-e a mérés eredményét.
Más szavakkal, a kvantummechanika formalizálva lehet a valóság hiányos leírása. A fizikusok kisebbsége azt az elképzelést védi, hogy a kvantumtörvények valószínűségi aspektusának valójában objektív alapja van: rejtett változók. A legtöbben úgy vélik, hogy a valóságnak nincs többé alapvető szintje, amit az a tény támaszt alá, hogy a rejtett változó elméletek nagy csoportja összeférhetetlen a megfigyelésekkel.
A rejtett változók célja nem feltétlenül a teljes determinizmus visszaállítása. Bizonyos rejtett változókkal rendelkező elméletek, például Edward Nelson sztochasztikus mechanikája vagy Bas van Fraassen modális értelmezése , továbbra is határozatlanok.
Max Born 1926-ban két cikket tett közzé, amelyek egy állapot komplex együtthatójának négyzet modulusának értelmezését javasolják az állapot mérésének valószínűségének. Ezen értelmezés szerint a mérés előtt el kellett fogadni, hogy egy fizikai paraméternek nincs meghatározott értéke. Ez jelentette ennek az értelmezésnek az ellenzéki kiindulópontját, amelyet főként Albert Einstein , Erwin Schrödinger és Louis de Broglie vezetett . Ezek a fizikusok egy úgynevezett reális fizikai nézethez kapcsolódtak, amely szerint a fizikának le kell írnia a valós fizikai entitások viselkedését, és nem csak megjósolnia az eredményeket. Ebben az összefüggésben nehéz elfogadni egy alapvető indeterminizmust, amelyet Einstein lefordított híres mondatával: "Meggyőződésem, hogy Isten nem játszik kocka" .
1935-ben Einstein, Podolsky és Rosen az EPR paradoxon nevű gondolatkísérlet segítségével cikket írtak annak bizonyítására, hogy a kvantumfizika hiányos .
1964-ben John Bell megállapította a híres Bell-egyenlőtlenségeket, amelyeket ellenőriznek, ha léteznek rejtett változók - az Einstein által meghatározott értelemben - és ha nem léteznek, akkor megsértik őket. Például Eugene Wigner , az elméleti fizika tekintélye 1983-ban kifejtette:
Érdekes ötlet [a rejtett változók], és bár néhányan hajlandók voltunk elfogadni, el kell ismernünk, hogy az ötlet ellen valóban sokatmondó érvet későn, 1965-re állította elő JS Bell […] idézett rejtett változókkal meggyőző érvet adni az elmélettel [sic] szemben .Ahogy azonban Sheldon Goldstein rámutat, Bell nyilvánvalóan nem ezt demonstrálta. Egyenlőtlenségek nevét viselő voltak, de megerősíti a elmélet a David Bohm . Bell 1985-ben, 2 évvel Wigner elemzése után meséli Bell felfedezését, mint az elméletek rejtett változókkal történő cáfolatát:
De 1952-ben láttam, hogy a lehetetlent megtették. David Bohm cikkeiben szerepelt. Bohm kifejezetten megmutatta, hogyan lehet a paramétereket nagyon jól beilleszteni a nem relativisztikus hullámmechanikába, aminek köszönhetően az indeterminisztikus leírás átalakulhat determinisztikus leírássá. Ennél is fontosabb, hogy véleményem szerint kiküszöbölhető lenne az ortodox változat szubjektivitása, a szükséges utalás a "megfigyelőre". , idézi .Így nem minden rejtett változóval rendelkező elméletet cáfolnak meg, hanem mindazokat, amelyek lokálisak, és a kísérlet valójában megerősíti a rejtett változók létezését Bohm és Bell értelmében, ezek a változók a mozgó részecskék , olyan entitások, amelyek csak a koppenhágai iskola által ihletett elméletekben rendelkeznek problémás létezéssel. Emiatt Bell ezt a nevet („rejtett” változót) „abszurdnak” minősíti.
A kísérletek célja az ellenőrzése Bell egyenlőtlenségek lehetne végezni a korai 1980-as években, és ennek eredményeként a megsértése egyenlőtlenségek, érvénytelenítve a lehetőségét, hogy létezik a rejtett változók meghatározott értelemben Einstein (azaz, hogy „ helyi ”, és tiszteletben tartja a elvét kauzalitás ).
1967-ben egy másik fontos tétel került bemutatásra: Kochen és Specker tétele. Ez a tétel azt bizonyítja, hogy minden olyan elmélet, amelynek rejtett változói a kvantumfizikai kísérletek eredményeit veszik figyelembe, kontextuális , vagyis hogy a fizikai paraméterek mért értéke szükségszerűen a kísérleti kontextustól függ, és nem csak a fizikai entitásoktól. Ez a tétel újabb csapást vet Einstein reális nézetére, amely azt feltételezte, hogy minden fizikai entitás objektív létezéssel rendelkezik, függetlenül a környezetétől és megfigyelésétől.
Mindazonáltal ez a tétel nem egészen vet véget a realizmus bizonyos formáinak reményeinek (bár meglehetősen távol a klasszikus einsteini realizmustól), mert mindig el lehet képzelni, hogy a "valódi" entitás - amely rendelkezik minden olyan jellemzővel, amely meghatározza a mérés - már nem csak részecskékből áll, hanem részecskékből és azok kontextusából globálisan (ami elképzelhető a nem lokális rejtett változók összefüggésében). A realizmus ezen formáját néha kontextuális ontológiának nevezik .
2003-ban Anthony Leggett Bellhez hasonló egyenlőtlenségeket állapított meg, amelyek kísérletileg kipróbálhatók, amelyeket minden elméletnek igazolnia kell rejtett, nem lokális változókkal, amelyek kielégítenek bizonyos ésszerű előfeltételeket. Ezen egyenlőtlenségek megsértése tehát az elméletek fontos osztályát rejtett változókkal, de ezúttal nem lokálissá tenné , összeegyeztethetetlenül a tapasztalatokkal.
2007-ben Anton Zeilingernek sikerült tesztelnie ezeket az egyenlőtlenségeket, amelyekről kiderült, hogy megsértették. Így úgy tűnik, hogy nehéz elméleteket fenntartani rejtett változókkal, akár lokálisan, akár nem, mert ésszerűek azok a feltételezések, amelyeket Leggett fenntartott a modell felépítéséhez, ami egyenlőtlenségeket eredményezett. Alain Aspect szerint azonban Legett egyenlőtlenségeinek bizonyított megsértése nem kérdőjelezi meg Bohm nem lokális rejtett változókkal rendelkező modelljét .
Az utóbbi elméletet illetően Antoine Suarez fizikus szerint nem Leggett egyenlőtlenségei miatt kétségbe vonható , hanem különösen egy 2002 előtti "előtti kísérlet" elnevezésű kísérlettípus, amely magában foglalja a egy Aspect kísérlet típusú eszköz , de mozgó polarizátorokkal. A kísérlet célja Einstein relativitáselmélete alapján megkérdőjelezni az egyidejűség fogalmát, amelyet a nem lokalitás gondolata sugall . Mi történik, ha ezen elv alapján a cselekvés látszólagos egyidejűségének távolságmérésére használt „órákat” mozgásba hozzák, hogy viszonyítási keretükben megváltoztassák a téridőt? Suarez a következtetést vonja le: „[…] a mozgó mérőműszerekkel […] kapott eredmények kizárják a kvantumkorrelációk valós órákkal történő leírásának lehetőségét az„ előtt ”és„ utána ”kifejezéssel; a nem lokális kvantumjelenségek nem írhatók le az idő és a tér fogalmaival. "
Ezeket az eredményeket - még mindig nemrégiben - körültekintően kell megtenni, de kevés fizikus kétségbe vonja kísérleti szinten az érvényességét. Jelenleg még a kontextus szerinti ontológiát is nehéz megvédeni rejtett nem lokális változók hiányában, és úgy tűnik (legalábbis Zeilinger és csapata következtetése ez), hogy a realizmus bármely formáját el kell hagyni, úgy érzi, hogy egy kvantummérés eredménye (nem) teljesen függ a mérendő kvantumrendszer objektív tulajdonságaitól.
A nem lokális rejtett változókkal rendelkező elméleteket érvénytelenítik az olyan kísérleti eredmények, mint például a megelőző tapasztalat, ha nem problematizálják az idő fogalmát a térével egyidőben .
Rejtett referenciaváltozókkal rendelkező elmélet De Broglie-Bohm (deBB) elmélete. Mivel ez az elmélet nem egy részecske kvantumállapotát írja le teljes mértékben, hanem csak a részecskék mozgását és helyzetét, az elmélet rejtett változói egyszerűen a részecskék pozíciói. Valójában az ortodox kvantummechanika tagadja az összes mérés előtti pozíciók létezését. Pontosabban, a kvantummechanika azt feltételezi, hogy a hullámfüggvény elegendő egy rendszer állapotának teljes leírásához ( I. posztulátum ), és hogy a helyzet csak a mérés idején létezik ( a csomag hullámának redukciójának V. posztulátuma ). A deBB elmélete szerint a kvantumobjektum egyszerre hullám és részecske (jól meghatározott pozícióval), míg az ortodox kvantummechanikában a kvantumobjektum hullám vagy részecske, de soha nem mindkettő egyszerre.
Meg kell jegyezni, hogy kísérletileg a fizikusok által végzett összes mérés a részecskék helyzetének (ütések) mérése; a pozíciók, a deBB elméletének rejtett változói valójában az egyetlen változók, amelyeket a fizikusok megfigyeltek. Ezzel ellentétben a hullámfüggvényt soha nem mértük közvetlenül, azt utólag rekonstruáljuk a becsapódások helyzetének összegével: ez a kísérlet rejtett változója. Ezen okok miatt a rejtett változó kifejezést különösen Bell kritizálta; a kiegészítő vagy kiegészítő változók kifejezést már nem használják.
A DeBB elmélete egy tér-idő ontológiává fejlődött, amelyet implicit sorrendelméletnek nevezünk, amely összekapcsolja a diszjunkt eseményeket a térben (ez egy olyan elmélet, amely kifejezetten figyelembe veszi a nem lokalitást, amint arra Bell rámutatott), de az időben is (ez egy olyan elmélet is, amely a látszólagos ok-okozati összefüggések a tér-időben, mint az implicit rend megnyilvánulása, többek között):
A hallgatólagos [vagy hallgatólagos vagy hallgatólagos] sorrendben a tér és az idő már nem a fő tényező, amely meghatározza a különböző elemek függőségi vagy függetlenségi viszonyait. Éppen ellenkezőleg, egy egészen másfajta kapcsolat lehetséges, amelyből a szokásos tér- és időfelfogásaink, valamint a külön létező anyagi részecskék a mélyebb rend derivált formái.Különösen Bohm, majd Hiley és Frescura hangsúlyozta, hogy ez az implicit sorrend egy pre-geometriából és egy algebrából származik, amely önmagában képes leírni egy ilyen "előteret", amely az általános relativitáselmélet egyfajta kiterjesztése lenne , ez az elmélet a geometriára is támaszkodik a benne lévő tárgyak viselkedésének leírására. Bohm és munkatársai, akárcsak Einstein, megkérdőjelezik a kvantumfizika teljességét, nemcsak további változók (jelen esetben maguk a részecskék) bevezetésével, hanem a tér-idő új koncepciójának megfogalmazásával is .