what happens elsewhere in the universe, and so on, simply
because the "separate parts" of the universe are not separate
"Parts," wrote David Bohnv
are seen to be in immediate connection, in which their
dynamical relationships depend, in an irreducible way,
on the state of the whole system (and, indeed, on that of
broader systems in which they are contained, extending
ultimately and in principle to the entire universe) Thus,
one is led to a new notion of unbroken wholeness which
denies the classical idea of analyzability of the world into
separately and independently existent parts . . .'
According to quantum mechanics, individual events are de-
termined by pure chance (page 68). We can calculate, for
example, that a certain percentage of spontaneous positive
kaon decays will produce an antimuon and a neutrino (63%), a
certain percentage will produce a positive pion and a neutral
pion (21%), a certain percentage will produce two positive
pions and a negative pion (5 5%), a certain percentage will
produce a positron, a neutrino, and a neutral pion (4.8%), a
certain percentage will produce an antimuon, a neutrino, and
a neutral pion (3.4%), and so on. However, quantum theory
cannot predict which decay will produce which result. Indi-
vidual events, according to quantum mechanics, are completely
Said another way, the wave function which describes
spontaneous kaon decays contains all of these possible results
When the decay actually happens, one of these potentialities
is converted into an actuality. Even though the probability of
each potentiality can be calculated, which potentiality actually
happens at the moment of decay is a matter of chance.
Bells theorem implies that which decay reaction occurs at a
certain time is not a. matter of chance. Like everything else, it
is dependent upon something which is happening elsewhere.*
* The nonlocal aspect of nature illuminated In Bell's theorem
in quantum theory h\ the so-called collapse of the \va\e function This collapse
of the wave function is a sudden global change of the wa\e function of a s\stem
It takes place when am part of the svstem is
That is, when an
observation on the svstem is made in one
the wave function changes
instantK, not onlv in that region, but also in
regions This behavior is
completely natural for a function that describes probabilities for probabilities
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In the words of Stapp.
. . . the conversion of potentialities into actualities cannot
proceed on the basis of locally available information. If
one accepts the usual ideas about how information propa-
gates through space and time, then Bell's theorem shows
that the macroscopic responses cannot be independent of
far-awav causes This problem is neither resolved nor
alleviated bv saying that the response is determined
by "pure chance." Bell's theorem proves precisely that
the determination of the macroscopic response must
be "nonchance, ' at least to the extent of allowing some
sort of dependence of this response upon the far-away
Superluminal quantum connectedness seems to be, on the
surface at least, a possible explanation for some types of
psychic phenomena. Telepathy, for example, often appears to
happen instantaneously, if not faster. Psychic phenomena
have been held in disdain by physicists since the days of
Newton. In fact, most physicists do not even believe that
they exist, t
In this sense, Bell's theorem could be the Trojan horse in
the physicists' camp, first, because it proves that quantum
theory requires connections that appear to resemble telepathic
communication, and second, because it provides the mathe-
matical framework through which serious physicists (all physi-
cists are serious) could find themselves discussing types of
phenomena which, ironically, they do not believe exist.
depend on what is known about the sv stem, and if knowledge changes as a
result of an obsenation, then the
function (the amplitude of the \va\e
function squared) should change Thus a change in the probabtht\ function in a
distant region in normal even in < lassital
sics It reflects the fact that the parts
of the s\ stem are corr
information here is acx
such that what
w hat an obser\ er here
•lated with each other, and hence that an increase of
mpanied b\ an increase of information about the svsteni
theor\ this collapse of the wave function is
s in a far-awav place must in some cases, depend on
hooses to obser\e, what vou see there depends on what
I do here Tins is a completely nonclassical nonlocal effect
There are some notable
chief among which are Harold Puthoff and
Russell Targ whose experiments in remott viewing at the Stanford Research
Institute are presented in their book,
New York, Delacorte, 1977
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The failure of the principle of local causes does not neces-
sarily mean that superluminal connections actually exist. There
are other ways to explain the failure of the principle of local
causes. For example, the principle of local causes—that what
happens in one area does not depend upon variables subject
to the control of an experimenter in a distant space-like
separated area—is based upon two tacit assumptions which
are so obvious that they are easy to overlook.
First, the principle of local causes assumes that we have a
choice about how we perform our experiments. Imagine that
we are doing Clauser and Freedman's photon experiment.
We have before us a switch which determines how the
polarizes will be positioned. If we throw the switch up, the
polarizers are aligned with each other. If we throw the switch
down, the polarizers are oriented at right angles with each
other. Suppose that we decide to throw the switch up and
align the polarizers. Normally, we assume that we could
thrown the switch down and oriented the polarizers at right
angles if we had wanted to. In other words, we assume that
we are free to decide whether the switch before us will be up
or down when the experiment begins.
The principle of local causes assumes (". . . variables subject
to the control of an experimenter . . .") that we possess and
can exercise a free will in the determination of how to per-
form our experiment. Second, and this is even easier to over-
look, the principle of local causes assumes that if we had
performed our experiment in a different way than we actuallv
did perform it, we would have obtained some definite re-
sults. These two assumptions—that we can choose how to
perform our experiment and that each of our choices, includ-
ing those that we did not select, produces or would have
produced definite results—is what Stapp calls "contrafactual
The fact, in this case, is that we decided to perform our
experiment with the switch in the "up" position. We assume
that, contrary to this fact (contrafactually), we could have
performed it with the switch in the "down" position. By
performing the experiment with the switch in the "up" position,
we obtained some definite results (a certain number of clicks
in each area). Therefore, we assume that if we had chosen to
perform the experiment with the switch in the "down" position,
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we likewise would have obtained some definite results. (It is
not necessary that we be able to calculate what these other
results are). Odd as it may seem, some physical theories, as
we shall see, do not assume that "what would have happened
if . . ." produces definite results.
Since Bell's theorem shows that, assuming the validity of
quantum theory, the principle of local causes is incorrect,
and, if we do not want to accept the existence of superluminal
connections ("the failure of locality") as the reason for the
failure of the principle of local causes, then we are forced to
confront the possibility that our assumptions about contrafactual
definiteness are incorrect ("contrafactual definiteness fails").
Since contrafactual definiteness has two parts, there are two
ways in which contrafactual definiteness could fail.
The first possibility is that free will is an illusion ("contra-
factualness fails"). Perhaps there is no such thing as "what
would have happened if. . ." Perhaps there can be only what
is. In this case, we are led to a superdeterminism. This is a
determinism far beyond ordinary determinism. Ordinary
determinism states that once the initial situation of a system is
established, the future of the system also is established since
it must develop according to inexorable laws of cause and
effect. This type of determinism was the basis of the Great
Machine view of the universe (page 23). According to this
view, however, if the initial situation of a system, like the
universe, is changed, then the future of the system also is
According to superdeterminism, not even the initial situation
of the universe could be changed. Not only is it impossible for
things to be other than they are, it is even impossible that the
initial situation of the universe could have been other than
what it was. No matter what we are doing at any given mo-
ment, it is the only thing that ever was possible for us to be
doing at that moment.
Contrafactual definiteness also fails if the "definiteness"
assumption in it fails. In this case, we do have a choice in the
way that we perform our experiments, but "what would have
happened if ..." does not produce any definite results.
This alternative is just as strange as it sounds. It is also
just what comes out of the Many Worlds Interpretation of
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Quantum Mechanics (page 83). According to the Many Worlds
theory, whenever a choice is made in the universe between
one possible event and another, the universe splits into dif-
ferent branches.
In our hypothetical experiment we decided to throw the
switch into the "up" position. When the experiment was
performed with the switch in the "up" position, it gave us a
definite result (a certain number of clicks in each area). How-
ever, according to the Many Worlds theory, at the moment
that we threw the switch up, the universe split into two
branches. In one branch, the experiment was performed with
the switch in the "up" position. In the other branch, the
experiment was performed with the switch in the "down"
Who performed the experiment in the second branch? There
is a different edition of us in each of the different branches of
the universe! Each edition of us is convinced that our branch
of the universe is the entirety of reality.
The experiment in the second branch, the experiment which
was performed with the switch in the "down" position, also
produced a definite result (a certain number of clicks in each
area). However, that result is in another branch of the universe,
not in ours. Therefore, as far as we in this branch of the
universe are concerned, "what would have happened if . . ."
actually did happen, and actually did produce definite results,
but in a branch of the universe which is forever beyond our
experiential reality.*
also occurs at the choice between results. This can be illustrated
by the EPR experiment. On the
branch where, for example, the axis of
the magnetic field is \ertical and the result is either spin up or spin
is a branching into two "twigs." In the first twig the result is spin up, and in the
second twig the result is spin
Similarly, on the second branch, where the
axis of the magnetic field is horizontal, there is also a branching into two twigs.
On the first of these
the result is spin rigftf, and on the second of these
twigs, the result is spin left. Thus, on any given twig of any branch there is a
definite result (spin up, down, rig/if, or left}, but the idea of "what would have
happened if one had chosen the 'other branch' " makes no sense, for both
results (up or down, or
or left) occur on different branches. Thus the
results on "the other" branch are not definite.
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Below is a diagram of the logical implications of Bell's
theorem. It is drawn from informal discussions of the Funda-
mental Physics Group at the Lawrence Berkeley Laboratory,
under the direction and sponsorship of Dr. Elizabeth Rauscher.
These discussions, in turn, were based primarily upon the
work of Henry Stapp.
To summarize, Bell's theorem showed, in 1964, that either
the statistical predictions of (juantum theory are false or the
principle of local causes is false. In 1972, Clauser and Freed-
man performed an experiment at Berkeley which validated
the relevant statistical predictions of quantum theory. Therefore,
according to Bell's theorem, the principle of locals causes
must be false.
The principle of local causes says that what happens in
one area does not depend upon variables subject to the
control of an experimenter in a distant space-like separated
area. The simplest way to explain the failure of the principle
of local causes is to conclude that what happens is one
area does depend upon variables subject to the control of
an experimenter in a distant space-like separated area. If
this explanation is correct, then we live in a nonlocal
universe ("locality fails") characterized by superluminal
(faster than light) connections between apparently "separate
However, there are other ways in which the principle of
local causes can fail. The principle of local causes is based
upon two tacit assumptions. The first tacit assumption is thct
we have the ability to determine our own actions, i.e.,
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we have a free will.* The second tacit assumption is that
when we choose to do one thing in place of another, "what
would have happened if . . ." would have produced definite
results. These two assumptions together are what Stapp calls
If the first assumption (contrafactualness) fails, then we are
led to a superdeterminism which precludes the idea of alter-
native possibilities. According to this type of determinism, it is
not possible that the world ever could have been other than it
If the second assumption (definiteness) fails, then we
are led to the Many Worlds theory in which the world
continuously is splitting into separate and mutually inacces-
sible branches, each of which contains different editions of
the same actors performing different acts at the same time
on different stages which somehow are located in the same
There may be still ways to understand the failure of
the principle of local causes, but the very fact that it must fail
means that the world is in some way profoundly different
from our ordinary ideas about it. (Perhaps we really are living
in a dark cave).
The "no models" option on the diagram is, in effect, the
Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics (page 37).
In 1927, the most famous assemblage of physicists in history
decided that it might not ever be possible to construct a
model of reality, i.e., to explain the way things "really are
behind the scenes." Despite the tidal wave of "knowledge"
which has swept over us for forty years, the Fundamental
Physics Group found it necessary, like the physicists at
Copenhagen a half century before them, to acknowledge that
it might not be possible to construct a model of reality. This
acknowledgment is more than a recognition of the limitations
of this theory or that theory. It is a recognition emerging
throughout the West that knowledge itself is limited. Said
* Physicists usually express philosophical phrases (like "free will") in more precise
terms. For example, the concept of free will is defined within this experimental
situation as the tacit assumption that "each of the two observers, one located in
area A, and the other located in area B. can choose between two possible
[experiments]." These two choices are considered "free variables" in
the context of the study of the observations made on the two-particle system.
another way, it is a recognition of the difference between
knowledge and wisdom.*
Classical science starts with the assumption of separate
parts which together constitute physical reality. Since its
inception, it has concerned itself with how these separate parts
are related.
Newton's great work showed that the earth, the moon and
the planets are governed by the same laws as falling apples.
The French mathematician, Descartes, invented a way of
drawing pictures of relationships between different measure-
ments of time and distance. This process (analytic geometry)
is a wonderful tool for organizing a wealth of scattered data
into one meaningful pattern. Herein lies the strength of western
science. It brings huge tracts of apparently unrelated experience
into a rational framework of simple concepts like the laws of
motion. The starting point of this process is a mental attitude
which initially perceives the physical world as fragmented and
different experiences as logically unrelated. Newtonian science
is the effort to find the relationships between pre-existing
"separate parts."
Quantum mechanics is based upon the opposite epistemo-
logical assumption. Thus, there are profound
tween Newtonian mechanics and quantum theory.
The most fundamental difference between Newtonian phys-
ics and quantum mechanics is the fact that quantum mechan-
ics is based upon observations ("measurements"). Without a
measurement of some kind, quantum mechanics is mute.
Quantum mechanics says nothing about what happens between
measurements. In Heisenberg's words: "The term 'happens'
*In fact, most physicists do not believe that it is worthwhile to think about these
problems. The main thrust of the Copenhagen Interpretation, which is the
interpretation of quantum theory accepted by the bulk of the scientific commu-
nity, is that the proper goal of science is to provide a mathematical framework
for organizing and expanding our experiences, rather than providing a picture
of some reality that could lie behind these experiences. That is, most physicists
today side with Bohr, rather than with Einstein, on the question of the utility of
seeking a model of a reality that can be conceived of independently of our
experience of it. From the Copenhagen point of view, quantum theory is
satisfactory as it is, and the effort to "understand" it more deeply is not productive
for science. Such efforts lead to perplexities of just the sort that we have been
discussing. These perplexities
to most physicists to be more philosophical
than physical. Thus most physicists choose the "no model" option shown in the
is restricted to the observation."
This is very important, for
it constitutes a philosophy of science unlike any before it.
We commonly say, for example, that we detect an electron
at point A and then at point B, but strictly speaking, this is
incorrect. According to quantum mechanics, there was no
electron which traveled from point A to point B. There are
only the measurements that we made at point A and at point
Quantum theory not only is closely bound to philosophy,
but also—and this is becoming increasingly apparent—to
theories of perception. As early as 1932, von Neumann explored
this relation in his "Theory of Measurement." (Exactly when
does the wave function associated with a particle collapse?
When the particle strikes a photographic plate? When the
photographic plate is developed? When the light rays from
the developed photographic plate strike our retina? When the
nerve impulses from the retina reach our brain?) (page 77).
Bohr's principle of complementarity (page 93) also addresses
the underlying relation of physics to consciousness. The
experimenter's choice of experiment determines which mutu-
ally exclusive aspect of the same phenomenon (wave or parti-
cle) will manifest itself. Likewise, Heisenberg's uncertainty
principle (page 111) demonstrates that we cannot observe a
phenomenon without changing it. The physical properties which
we observe in the "external" world are enmeshed in our own
perceptions not only psychologically, but ontologically as well.
The second most fundamental difference between Newtonian
physics and quantum theory is that Newtonian physics predicts
events and quantum mechanics predicts the probability of
events. According to quantum mechanics, the only determinable
relation between events is statistical—that is, a matter of
David Bohm, Professor of Physics at Birkbeck College,
University of London, proposes that quantum physics is, in
fact, based upon a perception of a new order. According to
Bohm, "We must turn physics around. Instead of starting with
parts and showing how they work together (the Cartesian
order) (page 22) we start with the whole."
Bohm's theory is compatible with Bell's theorem. Bell's
theorem implies that the apparently "separate parts" of the
universe could be intimately connected at a deep and funda-
mental level. Bohm asserts that the most fundamental level is
an unbroken wholeness which is, in his words, "that-which-
is." All things, including space, time and matter are forms of
that-which-is. There is an order which is enfolded into the
very process of the universe, but that enfolded order may not
be readily apparent.
For example, imagine a large hollow cylinder into which is
placed a smaller cylinder. The space between the smaller
cylinder and the larger cylinder is filled with a clear viscous
liquid like glycerine (such a device actually exists).
Now suppose that we deposit a small droplet of ink on the
surface of the glycerine. Because of the nature of the glycer-
ine, the ink drop remains intact, a well-defined black spot
floating on a clear liquid.
If we begin to rotate one of the cylinders, say in a clockwise
direction, the drop of ink spreads out in the opposite direc-
tion, making a line which grows thinner and thinner until it
disappears altogether. The ink droplet now is enfolded com-
pletely into the glycerine, but it is still there. When we rotate
the cylinder in the opposite direction, the ink droplet reappears.
A fine line appears which grows thicker and thicker and then
collects into a single point.
If we continue the counterclockwise motion of the cylinder,
the same thing happens, but in reverse. We can repeat this
process as often as we like. Each time the ink spot becomes a
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