为了拯救物理学，专家建议我们需要假设未来会影响过去：

2022 年，诺贝尔物理学奖被授予实验工作，表明量子世界必须打破我们对宇宙运作方式的一些基本直觉。

许多人看了这些实验并得出结论，他们挑战“局部性”——直觉认为远处的物体需要物理媒介才能相互作用。事实上，遥远粒子之间的神秘联系将是解释这些实验结果的一种方式。

其他人则认为这些实验挑战了“现实主义”——即我们的经验背后存在客观事态的直觉。毕竟，只有当我们的测量结果被认为与真实事物相对应时，实验才难以解释。

无论哪种方式，许多物理学家都同意所谓的局部现实主义的“实验死亡”。

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但是，如果这两种直觉都可以以牺牲三分之一为代价来保存呢？

越来越多的专家认为我们应该放弃这个假设现在的行为不能影响过去的事件。这个选项被称为“逆向因果关系”，声称可以挽救局部性和现实性。

因果关系

到底什么是因果关系？让我们从众所周知的那句话开始：相关性不是因果关系。一些相关性是因果关系，但不是全部。有什么区别？

考虑两个示例。 (1) 气压计指针与天气之间存在相关性——这就是为什么我们通过查看气压计来了解天气。但没有人认为是气压计的指针造成了天气。 (2) 喝浓咖啡与心率加快有关。在这里，前者导致后者似乎是正确的。

不同之处在于，如果我们“摆动”气压计的指针，我们就不会改变天气。天气和气压计指针均受第三种因素控制，即大气压力——这就是它们相互关联的原因。当我们自己控制针头时，我们打破了与气压的联系，而相关性上消失。

但如果我们干预改变某人的咖啡消费，我们通常也会改变他们的心率。因果相关性是指当我们摆动其中一个变量时仍然存在的相关性。

如今，寻找这些稳健相关性的科学被称为“因果发现”。这是一个简单想法的大名鼎鼎：找出当我们摆动周围的事物时还会发生什么变化。

在日常生活中，我们通常理所当然地认为摆动的影响会晚于摆动本身。这是一个如此自然的假设，以至于我们没有注意到我们正在做它。

但科学方法中没有任何东西要求这种情况发生，而且它很容易在奇幻小说中被抛弃。同样，在某些宗教中，我们祈祷我们所爱的人成为昨天海难的幸存者。

我们想象我们现在所做的事情可以影响过去的事情。这就是逆因果关系。

量子逆因果关系

对 loca 的量子威胁物理学（遥远的物体需要物理介质才能相互作用）源于 1960 年代北爱尔兰物理学家约翰贝尔的论点。

贝尔考虑了两个假设的物理学家爱丽丝和鲍勃各自接收粒子的实验来自一个共同的来源。每个选择几个测量设置之一，然后记录测量结果。重复多次，实验会生成一个结果列表。

贝尔意识到量子力学预测这些数据中会存在奇怪的相关性（现已证实）。他们似乎暗示爱丽丝选择的环境对鲍勃的结果有微妙的“非本地”影响，反之亦然——即使爱丽丝和鲍勃可能相距数光年。

据说贝尔的论点构成了威胁爱因斯坦的狭义相对论是现代物理学的重要组成部分。

但那是因为贝尔假设量子粒子不知道它们将在 f 中遇到什么测量未来。逆因果模型提出爱丽丝和鲍勃的测量选择会影响源头的粒子。这可以在不破坏狭义相对论的情况下解释奇怪的相关性。

在最近的工作中，我们提出了一种奇怪的相关性的简单机制 – 它涉及一种熟悉的统计现象，称为伯克森偏差（请参阅此处的热门摘要).

现在有一群蓬勃发展的学者致力于量子逆因果关系。但对于更广泛领域的一些专家来说，它仍然是不可见的。它对称为“超决定论”的不同观点感到困惑。

超决定论

超决定论同意逆因果关系，即测量选择和粒子的基本属性以某种方式相关。

但超决定论将其视为天气和气压计指针之间的相关性。它假设存在某种神秘的第三种东西——“超级决定因素”——控制并关联我们的选择和粒子 w大气压力控制天气和气压计。

因此，超决定论否认测量选择是我们可以随意摆动的东西，它们是预先确定的。自由摆动会破坏相关性，就像晴雨表的情况一样。

批评者反对说，超决定论因此削弱了进行科学实验所必需的核心假设。他们还说这意味着否定自由意志，因为有某种东西在控制测量选择和粒子。

这些反对意见不适用于逆因果关系。逆因果学家以通常的自由、摇摆不定的方式进行科学因果发现。我们说，如果人们拒绝遵循证据的方向，那么就是那些忽视逆因果关系的人忘记了科学方法。

证据

什么是逆因果关系的证据？批评者要求提供实验证据，但这很容易：相关实验刚刚获得了诺贝尔奖。棘手的部分是显示逆因果关系给出了这些结果的最佳解释。

我们已经提到了消除对爱因斯坦狭义相对论的威胁的潜力。在我们看来，这是一个相当大的暗示，令人惊讶的是花了这么长时间来探索它。与超决定论的混淆似乎是罪魁祸首。

此外，我们和其他人认为，逆因果关系可以更好地理解粒子微观世界不关心过去和未来之间差异的事实。

我们并不是说一切都是一帆风顺的。对逆因果的最大担心是向过去发送信号的可能性，打开时间旅行悖论的大门。

但要制造悖论，必须衡量过去的影响。如果我们年轻的祖母不能读懂我们避免嫁给祖父的建议，这意味着我们就不会存在，这就没有悖论了。在量子情况下，众所周知，我们永远无法同时测量所有内容。

不过，在设计方面仍有工作要做具体的逆向因果模型强制执行此限制，您不能一次测量所有内容。

因此我们将以谨慎的结论结束。在这个阶段，它是顺风顺水的逆因果关系，所以船体朝着最大的目标前进：从“实验死亡”中拯救局部性和现实主义。

剑桥大学三一学院名誉研究员 Huw Price 和圣何塞州立大学物理学与天文学教授 Ken Wharton

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