تفسير كوبنهاغن هو تفسيرميكانيكا الكم التي صاغها نيلز بور وفيرنر هايزنبرغ في عام 1927 ، عندما عمل العلماء معًا في كوبنهاغن. كان Bohr و Heisenberg قادرين على تحسين التفسير الاحتمالي للوظيفة التي صاغها M. Born ، وحاولوا الإجابة على عدد من الأسئلة ، التي يرجع حدوثها إلى ازدواجية الموجة. ستناقش هذه المقالة الأفكار الرئيسية لتفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم وتأثيرها على الفيزياء الحديثة.
دعا تفسيرات ميكانيكا الكموجهات نظر فلسفية حول طبيعة ميكانيكا الكم ، كنظرية تصف العالم المادي. بمساعدتهم ، كان من الممكن الإجابة على أسئلة حول جوهر الواقع المادي ، وطريقة دراسته ، وطبيعة السببية والحتمية ، وكذلك جوهر الإحصاءات ومكانها في ميكانيكا الكم. تعتبر ميكانيكا الكم هي النظرية الأكثر صدى في تاريخ العلم ، لكن الإجماع في فهمها الأعمق لا يزال غير موجود. هناك عدد من التفسيرات لميكانيكا الكم ، واليوم سنتعرف على أكثرها شيوعًا.
كما تعلم ، يتكون العالم المادي من الكمالأشياء والأدوات الكلاسيكية للقياس. يصف التغيير في حالة أدوات القياس عملية إحصائية لا رجعة فيها لتغيير خصائص الأجسام الدقيقة. عندما يتفاعل جسم صغير مع ذرات جهاز القياس ، يتم تقليل التراكب إلى حالة واحدة ، أي يتم تقليل وظيفة الموجة لأداة القياس. معادلة شرودنغر لا تصف هذه النتيجة.
من حيث تفسير كوبنهاجن ،لا تصف ميكانيكا الكم الكائنات الدقيقة في حد ذاتها ، ولكن خصائصها ، والتي تتجلى في الشروط الكبيرة التي تم إنشاؤها بواسطة أدوات قياس نموذجية أثناء المراقبة. لا يمكن تمييز سلوك الأجسام الذرية عن تفاعلها مع أدوات القياس التي تسجل شروط أصل الظواهر.
ميكانيكا الكم هي نظرية ثابتة.هذا يرجع إلى حقيقة أن قياس الجسم الصغير يؤدي إلى تغيير في حالته. لذلك هناك وصف احتمالي للموضع الأولي للجسم ، موصوفًا بواسطة الدالة الموجية. دالة الموجة المعقدة هي المفهوم المركزي لميكانيكا الكم. تتغير الدالة الموجية حتى قياس جديد. تعتمد نتيجة هذا القياس على دالة الموجة بطريقة احتمالية. فقط مربع معامل الدالة الموجية له أهمية فيزيائية ، مما يؤكد احتمال وجود الجسم الصغير قيد الدراسة في مكان معين في الفضاء.
في ميكانيكا الكم ، قانون السببيةيتم إجراؤه بالنسبة لوظيفة الموجة ، والذي يختلف في الوقت اعتمادًا على الظروف الأولية ، وليس بالنسبة لإحداثيات سرعة الجسيمات ، كما هو الحال في التفسير الكلاسيكي للميكانيكا. نظرًا لحقيقة أن مربع معامل الدالة الموجية فقط تم منحه قيمة مادية ، لا يمكن تحديد قيمه الأولية من حيث المبدأ ، مما يؤدي إلى بعض الاستحالة للحصول على معرفة دقيقة حول الحالة الأولية للنظام الكمومي.
من وجهة نظر فلسفية ، فإن أساس تفسير كوبنهاجن هو المبادئ المعرفية:
في فيزياء الكم ، معلومات عن الأجسام الذرية ،التي تم الحصول عليها من خلال المنشآت التجريبية ، في علاقة غريبة مع بعضها البعض. في علاقات عدم اليقين في فيرنر هايزنبرغ ، هناك تناسب عكسي بين عدم الدقة في تحديد المتغيرات الحركية والديناميكية التي تحدد حالة النظام الفيزيائي في الميكانيكا الكلاسيكية.
ميزة كبيرة لكوبنهاجنتفسير ميكانيكا الكم هو حقيقة أنه لا يعمل مع عبارات تفصيلية مباشرة حول الكميات التي لا يمكن ملاحظتها جسديًا. بالإضافة إلى ذلك ، مع الحد الأدنى من المتطلبات الأساسية ، تبني نظامًا مفاهيميًا يصف بشكل شامل الحقائق التجريبية المتاحة في الوقت الحالي.
وفقًا لتفسير كوبنهاجن ، يمكن أن تخضع الدالة الموجية لعمليتين:
العملية الأولى المماسية في الأوساط الأكاديميةلم يكن لدى أحد شكوك ، وأثارت العملية الثانية نقاشًا ولدت عددًا من التفسيرات ، حتى في إطار تفسير كوبنهاغن للوعي نفسه. من ناحية ، هناك كل سبب للاعتقاد بأن الدالة الموجية ليست أكثر من شيء مادي حقيقي ، وأنها تخضع للانهيار خلال العملية الثانية. من ناحية أخرى ، قد لا تكون الدالة الموجية كيانًا حقيقيًا ، ولكنها أداة رياضية مساعدة ، الغرض الوحيد منها هو توفير فرصة لحساب الاحتمال. وشدد بور على أن الشيء الوحيد الذي يمكن توقعه هو نتيجة التجارب الفيزيائية ، لذلك يجب ألا تتعلق جميع القضايا الثانوية بالعلم الدقيق ، ولكن بالفلسفة. اعترف في عمله بالمفهوم الفلسفي للوضعية ، مما يتطلب أن يناقش العلم أشياء قابلة للقياس فقط.
في تجربة ذات شقين ، يمر الضوء من خلال اثنينشق ، يسقط على الشاشة التي يظهر عليها هامشان للتداخل: الظلام والضوء. يتم تفسير هذه العملية بحقيقة أن موجات الضوء يمكن أن تتضخم بشكل متبادل في بعض الأماكن ، وإلغاء بعضها البعض في أماكن أخرى. من ناحية أخرى ، توضح التجربة أن الضوء له خصائص تدفق جزء ، في حين أن الإلكترونات يمكن أن تظهر خصائص الموجة ، مما يعطي نمط تداخل.
يمكن افتراض أن التجربة أجريت مع التدفقالفوتونات (أو الإلكترونات) ذات الكثافة المنخفضة بحيث يمر جسيم واحد فقط من خلال الشقوق في كل مرة. ومع ذلك ، عند إضافة نقاط الفوتونات التي تدخل الشاشة ، تنتج الموجات المتداخلة نفس نمط التداخل ، على الرغم من حقيقة أن التجربة تتعلق بجزيئات فردية من المفترض. ويفسر ذلك حقيقة أننا نعيش في عالم "احتمالي" ، حيث يكون لكل حدث مستقبلي درجة من إمكانية إعادة التوزيع ، واحتمال حدوث شيء غير متوقع تمامًا في اللحظة التالية من الوقت صغير إلى حد ما.
تطرح تجربة الشق أسئلة مثل:
تجيب نظرية كوبنهاغن للتفسير الكمي عن الأسئلة المطروحة على النحو التالي:
صياغة تفسير كوبنهاجن فيأدى الشكل الأصلي إلى ظهور العديد من الاختلافات. أكثرها شيوعًا يعتمد على نهج الأحداث المتسقة ومفهوم مثل فك الارتباط الكمي. يتيح لك Decoherence حساب الحدود الغامضة بين العالمين الكلي والجزئي. اختلافات أخرى تختلف في درجة "واقعية العالم الموجي".
صحة ميكانيكا الكم (الجوابتم استجواب هايزنبرغ وبوهر للسؤال الأول) في تجربة التفكير التي أجراها آينشتاين وبودولسكي وروزين (مفارقة EPR). وهكذا ، أراد العلماء أن يثبتوا أن وجود المعلمات المخفية ضروري حتى لا تؤدي النظرية إلى "بعيد المدى" فوري وغير محلي. ومع ذلك ، أثناء التحقق من مفارقة EPR ، والتي أصبحت ممكنة بسبب عدم المساواة في بيل ، ثبت أن ميكانيكا الكم صحيحة ، ولا تحتوي النظريات المختلفة للمعلمات المخفية على تأكيد تجريبي.
لكن المشكلة الأكثر إشكالية كانت إجابة هايزنبرغ وبور على السؤال الثالث ، الذي وضع عمليات القياس في وضع خاص ، لكنه لم يحدد وجود ميزات مميزة فيها.
العديد من العلماء ، من علماء الفيزياء والفلاسفة ،رفض رفضًا قاطعًا قبول تفسير كوبنهاجن لفيزياء الكم. السبب الأول هو أن تفسير هايزنبرغ وبور لم يكن حتميا. والثاني هو أنه أدخل مفهوم القياس إلى أجل غير مسمى ، الذي حول الوظائف الاحتمالية إلى نتائج موثوقة.
كان أينشتاين على يقين من أن الوصف الماديالواقع الذي قدمته ميكانيكا الكم في تفسير هايزنبرغ وبور هو أدنى. وفقا لأينشتاين ، وجد حصة من المنطق في تفسير كوبنهاغن ، لكن غرائزه العلمية رفضت قبولها. لذلك ، لم يستطع آينشتاين التخلي عن البحث عن مفهوم أكثر اكتمالاً.
قال آينشتاين في رسالته إلى بورن:"أنا متأكد من أن الله لا يتدحرج!" وفي تعليقه على هذه العبارة ، قال نيلز بور لأينشتاين ألا يخبر الله بما يجب عليه فعله. وفي حديثه مع أبراهام بايس ، صاح أينشتاين: "هل تعتقد حقًا أن القمر موجود فقط عندما تنظر إليه؟"
جاء إروين شرودنغر بتجربة فكرية معالقط ، الذي أراد من خلاله إظهار دونية ميكانيكا الكم أثناء الانتقال من الأنظمة دون الذرية إلى المجهرية. في الوقت نفسه ، اعتبر الانهيار الضروري لوظيفة الموجة في الفضاء إشكالية. وفقًا لنظرية النسبية لأينشتاين ، فالحظية والتزامن لا معنى لهما إلا لمراقب موجود في نفس الإطار المرجعي. وبالتالي ، لا يوجد وقت يمكن أن يصبح واحدًا للجميع ، مما يعني أنه لا يمكن تحديد الانهيار الفوري.
إجراء مسح غير رسمي في الأوساط الأكاديميةفي عام 1997 ، أظهر أن تفسير كوبنهاغن المهيمن سابقًا ، الذي تمت مناقشته بإيجاز أعلاه ، مدعوم من أقل من نصف المجيبين. ومع ذلك ، لديها متابعين أكثر من التفسيرات الأخرى بشكل فردي.
لدى العديد من الفيزيائيين تفسير أقرب.ميكانيكا الكم ، التي كانت تسمى "لا". تم التعبير عن جوهر هذا التفسير بشكل كامل في قول ديفيد ميرمين: "اخرس واكتشفه!" ، والذي يُنسب غالبًا إلى ريتشارد فاينمان أو بول ديراك.
