Yerellik ilkesi

Fizikte, yerellik ilkesi, bir nesnenin yalnızca yakın çevresinden doğrudan etkilendiğini belirtir. Yerellik ilkesini içeren bir teorinin "yerel teori" olduğu söylenir. Bu, anlık veya uzaktan "yerel olmayan" eylem kavramına bir alternatiftir. Yerellik, klasik fiziğin alan teorilerinden gelişti. Buradaki fikir, bir noktadaki bir nedenin başka bir noktada bir etkiye sahip olması için, bu noktalar arasındaki boşluktaki bir şeyin eyleme aracılık etmesi gerektiğidir. Bir etki uygulamak için, dalga veya parçacık gibi bir şey, iki nokta arasındaki boşluktan geçerek etkiyi taşımalıdır.

Özel görelilik teorisi, böyle bir etkinin ışık hızına gidebileceği hızı sınırlar. Bu nedenle, yerellik ilkesi, bir noktadaki bir olayın başka bir noktada eşzamanlı bir sonuca neden olamayacağını ima eder. Noktada bir olay  noktada bir sonuca neden olamaz  'den daha kısa bir sürede nerede  noktalar arasındaki mesafedir ve  vakumdaki ışığın hızıdır.

Bell test deneyleri, kuantum mekaniğinin Bell teoreminde belirlenen eşitsizlikleri geniş ölçüde ihlal ettiğini göstermektedir. Kuantum mekaniğinin bazı yorumlarına göre, bu sonuç bazı kuantum etkilerinin yerel olmaması gerektiğini ima eder.

Kuantum öncesi mekaniği

Ana madde: Uzaktan eylem

17. yüzyılda Newton'un evrensel yerçekimi ilkesi "uzaktan eylem" olarak formüle edildi ve böylece yerellik ilkesi ihlal edildi.

Cansız maddenin, maddi olmayan başka bir şeyin Aracılığı olmaksızın, karşılıklı temas olmaksızın diğer madde üzerinde çalışması ve etkilemesi düşünülemez... Yerçekiminin Maddeye özgü, doğuştan gelen ve gerekli olması gerektiği, böylece bir bedenin bir Vakum boyunca bir mesafeden diğerine etki edebilmesi için, başka hiçbir şeyin Aracılığı olmaksızın, Eylemlerinin ve Güçlerinin birinden diğerine aktarılabileceği ve aracılığıyla iletilebileceği bu Yerçekimi, benim için o kadar büyük bir Saçmalıktır ki, felsefi konularda yetkin bir düşünme yetisine sahip olan hiçbir İnsanın asla içine düşemeyeceğine inanıyorum. Yerçekimi, belirli yasalara göre sürekli hareket eden bir Ajandan kaynaklanmalıdır; ama bu ajan maddi ya da maddi olmayan olsun, okuyucularımın değerlendirmesine bıraktım. —

Coulomb'un elektrik kuvvetleri yasası başlangıçta uzaktan anlık eylem olarak da formüle edildi, ancak daha sonra Maxwell'in yerelliğe uyan elektromanyetizma denklemleri ile değiştirildi.

1905'te Albert Einstein'ın özel görelilik teorisi, hiçbir maddenin veya enerjinin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğini öne sürdü ve Einstein böylece fiziği yerellik ilkesine uyacak şekilde yeniden formüle etmeye çalıştı. Daha sonra yerellik ilkesine uyan alternatif bir yerçekimi teorisi, genel görelilik üretmeyi başardı.

Bununla birlikte, yerellik ilkesine farklı bir meydan okuma, daha sonra Einstein'ın kendisinin yaratılmasına yardımcı olduğu kuantum mekaniği teorisinden gelişti.

Kuantum mekaniği

Yerel gerçekçilik

Ana maddeler: Yerel gizli değişken teorisi ve Kuantum mekansızlığı

1935'te Albert Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen, EPR paradokslarında, kuantum mekaniğinin yerel bir teori olmayabileceğini, çünkü bir çift ayrılmış ancak dolaşık parçacıktan biri üzerinde yapılan bir ölçümün, uzak parçacıkta eşzamanlı bir etkiye, dalga fonksiyonunun çöküşüne (yani, ışık hızını aşan bir etkiye) neden olduğunu teorileştirdiler. 1964'te John Stewart Bell, gerçek deneylerde ihlal edilirse, kuantum mekaniğinin yerel gerçekçiliği, yani yerellik ve gerçekçiliğin kesişimini ihlal ettiğini ima eden "Bell eşitsizliğini" formüle etti. Gerçekçilik, ölçümden önce ölçülmemiş miktarların değeri ile ilgili başka bir ilkeye atıfta bulunur (karşıolgusal kesinlik).

John Clauser ve Alain Aspect'in 1980'lerdeki deneylerinden başlayarak Bell eşitsizliğinin deneysel testleri, kuantum mekaniğinin eşitsizliği ihlal ettiğini, bu nedenle yerel gerçekçiliğin varsayımlarından en az birini ihlal etmesi gerektiğini gösterdi. Bununla birlikte, eleştirmenler bu deneylerin bu soruya kesin bir cevap verilmesini engelleyen "boşluklar" içerdiğini belirtmişlerdir. Bu sorunun, Delft Teknoloji Üniversitesi,[2015] Viyana Üniversitesi] ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nde bağımsız gruplar tarafından aynı anda birden fazla boşluk ele alınarak üç "boşluksuz" deney gerçekleştirildiği 4 yılında çözüldüğü düşünülmektedir. Bununla birlikte, süperdeterminizm gibi bazı boşluklar devam edebilir ve sonuç olarak soru temelde test edilemez olabilir.

Dalga fonksiyonu çöküşünün olasılıksal doğası nedeniyle, yerel gerçekçiliğin bu ihlali, iletişim yok teoremine uygun olarak, bilgiyi ışıktan daha hızlı iletmek için kullanılamaz.

Relativistik kuantum mekaniği

Yerellik, nedensellik için gerekli olan göreli kuantum alan teorisinin aksiyomlarından biridir. Bu durumda yerelliğin resmileştirilmesi şöyledir: eğer her biri birbirinden uzay benzeri bir ayrılıkta olan iki ayrı uzay-zaman bölgesi içinde lokalize olmuş iki gözlemlenebilir varsa, gözlemlenebilirler gidip gelmelidir. Alternatif olarak, altta yatan denklemler Lorentz değişmezi veya daha genel olarak kovaryant veya yerel olarak Lorentz değişmezi ise, alan denklemlerine bir çözüm yereldir.