مبدأ المحلية

ذكر ألبرت أينشتاين إن ميكانيكا الكم نظرية غير مكتملة، إذ أظهر أن صياغتها تناقض مبدأ المحلية.

صاغ أينشتاين وبودولسكي وروزين (مجموعة إي بّي آر) محاججة منطقية: تتنبأ ميكانيكا الكم باللامحلية (واعتبروا ذلك تناقضًا مع النسبية الخاصة) ما لم ترفض الفرضية القائلة بأن الدالة الموجية تمثل وصف كامل للنظام.

استند آينشتاين في استنتاجه على افتراضين سماهما البديهيات: فرضية «الإرادة الحرة» وهي حقيقة أن أليس وبوب يستطيعان اختيار نوع القياس ولحظة القيام به بشكل مستقل عن بعضهما البعض وعن أي شيء آخر في المختبر، ومبدأ المحلية. وسماه «مبدأ العمل المحلي».

«تمثل الفكرة الاستقلالية النسبية للأجسام المتباعدة في الفضاء كما يلي: جسمان (ا) و (ب)، التأثير الخارجي لـ (ا) لا يمثل أي تأثير مباشر على (ب).»[3]

وقال إنه بدون هذا المبدأ فإن فكرة وجود أنظمة شبه مغلقة وصياغة قوانين قابلة للتجريب فكرة مستحيلة.

كان استنتاج أينشتاين غير قابل للتجريب حتى عام 1964 حيث استنتج جون ستيوارت بل نظرية تقول أنّ كل نموذج فيزيائي قادر على إعادة إنتاج تنبؤات الميكانيكا الكمومية يجب أن يرفض المحلية أو الاستقلال الإحصائي. يتطلب هذا الافتراض استقلال المتغيرات العلنية عن الخيارات المنفصلة المتمثلة ببوب وأليس.

يُعتقد أنه يوجد في طرح إي بّي آر فرضية خفية من «الواقعية».[3] لكن هذه الفرضية في الواقع ضعيفة جدًا وضرورية لفهم الفكرة العملية لمبدأ المحلية. يكفي أن نفترض أنه بمجرد أن تعلم أليس نتائج الروبوت البعيد المبرمج يمكن اعتبار النتائج أحداثًا حقيقية حدثت في الزمكان الخاص بها. لذلك لم يطلب إي بّي آر أن تكون الأحداث حقيقية بغض النظر عما إذا كان أي شخص قد لاحظها أم لا، ولا أن تكون خيارات ونتائج روبوت أليس حقيقية حتى عندما تكون أليس غير مدركة لها. يجب على كل مراقب قادر على إعداد تجربة إي بّي آر وحساب الارتباطات أن يستنتج وجوب رفض أحد الفرضيات على الأقل (الإرادة الحرة أو المحلية أو صحة ميكانيكا الكم) في الزمكان الخاص به. وبالطبع فإن رفض فرضية وجود الزمكان وأحداثه المرصودة بواسطة أليس يجعل من الصعب إعطاءَ معنى لمفهوم «سرعة التأثيرات في الفضاء». لذلك فهذا ليس خيارًا لإنقاذ مبدأ المحلية.

لا يُفترض في بعض التفسيرات مثل ميكانيكا الكم العلائقي والتفسير المبني على التواريخ المتوافقة أن الدالة الموجية موجودة فعليًا في زمكان حقيقي. تقترح هذه التفسيرات أن الخصائص المحددة الفعلية للنظام المادي غير موجودة قبل القياس، وأن الدالة الموجية ليست أكثر من أداة رياضية تستخدم لحساب احتمالات النتائج التجريبية.

ومع ذلك لا يغير هذا الافتراض الآثار المترتبة على فرضية إي بّي آر، حيث لا تقترح أي فرضية حول التفسير الوجودي للدالة الموجية.

تبنى تفسير بوم الاستقلال الإحصائي وقانون بورن، وبالتالي فقد رفض مبدأ المحلية من أجل تحقيق الارتباطات المطلوبة. يقوم بذلك من خلال التأكيد على إمكانية تحديد موقع وزخم الجسيم معاً، حيث يتوافقان مع المسار المحدد له، ولكن يعتمد هذا المسار على جميع مواقع الجسيمات الأخرى في الكون بأكمله.