Fizycy Proponują Strukturę Przyczynową dla Rozwiązania Problemu Obserwatora w Mechanice Kwantowej

W fizyce teoretycznej trwają intensywne prace mające na celu uregulowanie trudności koncepcyjnych mechaniki kwantowej, szczególnie w odniesieniu do roli obserwatora. Nowa propozycja, rozwijana od 2024 do 2025 roku, dąży do usunięcia obserwatora z fundamentalnego równania kwantowego poprzez restrukturyzację rzeczywistości w oparciu o prymat przyczynowości. Centralnym problemem, który ten paradygmat ma rozwiązać, jest historycznie kontrowersyjny „kolaps funkcji falowej” następujący po pomiarze, charakterystyczny dla interpretacji kopenhaskiej, który rodził pytania o granicę między tym, co obserwuje, a tym, co jest obserwowane.

Kluczowi badacze zaangażowani w ten rozwój to doktor Nick Ormrod, postdoktorant z Perimeter Institute for Theoretical Physics w Waterloo w Kanadzie, oraz profesor Jonathan Barrett z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Ich wspólne dążenie koncentruje się na stworzeniu ramy, w której determinizm operuje poprzez strukturę wzajemnych oddziaływań, a nie poprzez akt pomiaru. Prace te kontynuują dyskusję zapoczątkowaną w 2023 roku, z oczekiwanymi dalszymi ustaleniami w 2025 roku. Ponadto, Yasaman Yazdi jest wymieniana w kontekście fundamentalnych pytań w ramach Teorii Zbiorów Przyczynowych, które planuje omówić na konferencji „Quantum Gravity 2025”.

Ta nowa propozycja przyczynowa jest bezpośrednio istotna dla prób ujednolicenia mechaniki kwantowej z Ogólną Teorią Względności, co może otworzyć drogę do „Teorii Wszystkiego” poprzez wspólny fundament przyczynowości. Podejście to integruje elementy Interpretacji Spójnych Historii oraz Relacyjnej Mechaniki Kwantowej, czasami określanej jako „Teoria Równowagi Kwantowej” lub wykorzystującej koncepcję „bąbli przyczynowych”. Zwolennicy tej koncepcji sugerują, że rzeczywistość wyłania się z sieci fundamentalnych relacji przyczynowych, a nie z aktu obserwacji, oferując elegancką strukturę matematyczną do interpretowania zjawisk kwantowych, na przykład wyjaśniając spójne historie bez konieczności kolapsu. Model ten ma za zadanie rozwikłać paradoksy, takie jak ten wynikający z eksperymentu myślowego Przyjaciela Wignera, gdzie fakty stają się względne dla konkretnych sieci przyczynowych.

Badania nad Teoriami Zbiorów Przyczynowych, w których Yazdi aktywnie uczestniczy, sugerują, że czasoprzestrzeń może być dyskretna, co jest kluczowe dla budowy takiej struktury. Jednakże, krytycy wskazują, że zastąpienie terminu „obserwacja” terminem „bąble przyczynowe” może być jedynie przesunięciem semantycznym. Co istotne, materiał źródłowy zaznacza, że ten model przyczynowy na obecnym etapie nie posiada nowych, eksperymentalnie weryfikowalnych predykcji, które jednoznacznie odróżniałyby go od standardowych interpretacji mechaniki kwantowej. Sukces teorii zależy od przyszłych weryfikacji eksperymentalnych, zdolnych do izolowania jej predykcji.

Dr Ormrod ma zaprezentować swoje prace w październiku 2025 roku na konferencji z okazji stulecia mechaniki kwantowej w Perimeter Institute. Koncepcja przyczynowości jako podstawowego budulca rzeczywistości jest rozważana jako potencjalny pomost między mikroskopowym światem kwantowym a makroskopową geometrią czasoprzestrzeni opisaną przez Einsteina. Weryfikacja tych idei wymagałaby precyzyjnych pomiarów, które mogłyby wykryć subtelne efekty wynikające z fundamentalnej dyskretności lub przyczynowej struktury czasoprzestrzeni, co stanowi wyzwanie dla obecnej technologii eksperymentalnej, podtrzymując tym samym filozoficzną dyskusję dotyczącą natury rzeczywistości.