Københavns tolkning er en forklaringkvantemekanikk formulert av Niels Bohr og Werner Heisenberg i 1927, da forskere arbeidet sammen i København. Bohr og Heisenberg var i stand til å forbedre den sannsynlige tolkningen av funksjonen formulert av M. Born, og prøvde å svare på en rekke spørsmål, hvis forekomst skyldes bølgepartikkel dualitet. Denne artikkelen vil diskutere hovedideene til Københavns tolkning av kvantemekanikk, og deres innvirkning på moderne fysikk.
Интерпретациями квантовой механики называли filosofiske syn på kvantemekanikkens natur, som en teori som beskriver den materielle verden. Med deres hjelp var det mulig å svare på spørsmål om essensen av fysisk virkelighet, metoden for studien, årsaken til kausalitet og determinisme, samt essensen av statistikk og dens plass i kvantemekanikken. Kvantemekanikk anses å være den mest resonante teorien i vitenskapens historie, men konsensus i dens dypere forståelse eksisterer fortsatt ikke. Det finnes en rekke tolkninger av kvantemekanikk, og i dag vil vi bli kjent med de mest populære av dem.
Som du vet, består den fysiske verden av kvantegjenstander og klassiske instrumenter for måling. En endring i tilstanden til måleinstrumenter beskriver en irreversibel statistisk prosess for å endre egenskapene til mikroobjekter. Når et mikroobjekt samhandler med måleinstrumentets atomer, reduseres superposisjonen til en tilstand, det vil si bølgefunksjonen til måleobjektet reduseres. Schrödinger-ligningen beskriver ikke dette resultatet.
С точки зрения копенгагенской интерпретации, kvantemekanikk beskriver ikke mikroobjekter per se, men deres egenskaper, som er manifestert i makrokondisjoner skapt av typiske måleinstrumenter under observasjon. Atomobjektenes oppførsel kan ikke skilles fra deres interaksjon med måleinstrumenter som registrerer forholdene for fenomeners opprinnelse.
Kvantemekanikk er en statisk teori.Dette skyldes det faktum at målingen av et mikroobjekt fører til en endring i dens tilstand. Så det er en sannsynlig beskrivelse av objektets startposisjon, beskrevet av bølgefunksjonen. Den komplekse bølgefunksjonen er det sentrale konseptet for kvantemekanikk. Bølgefunksjonen endres til en ny måling. Resultatet av denne målingen avhenger av bølgefunksjonen, på en sannsynlig måte. Bare kvadratet til bølgefunksjonens modul har fysisk betydning, som bekrefter sannsynligheten for at det studerte mikroobjektet er på et bestemt sted i rommet.
I kvantemekanikk, kausalitetslovenutført i forhold til bølgefunksjonen, som varierer i tid avhengig av startbetingelsene, og ikke i forhold til koordinatene til partikkelhastigheten, som i den klassiske tolkningen av mekanikk. På grunn av det faktum at bare kvadratet til bølgefunksjonens modul er utstyrt med fysisk verdi, kan ikke dens begynnelsesverdier i prinsippet bestemmes, noe som fører til en viss umulighet for å få nøyaktig kunnskap om kvantesystemets starttilstand.
Fra et filosofisk synspunkt er grunnlaget for København-tolkningen de epistemologiske prinsippene:
I kvantefysikk, informasjon om atomobjekter,oppnådd gjennom eksperimentelle installasjoner, er i et særegent forhold til hverandre. I usikkerhetsrelasjonene til Werner Heisenberg observeres en omvendt proporsjonalitet mellom unøyaktighetene ved å fikse kinetiske og dynamiske variabler som bestemmer tilstanden til et fysisk system i klassisk mekanikk.
En betydelig fordel med Københavntolkning av kvantemekanikk er det faktum at den ikke fungerer med detaljerte utsagn direkte om fysisk uobserverbare mengder. I tillegg bygger hun med et minimum av forutsetninger et konseptuelt system som uttømmende beskriver de eksperimentelle fakta som er tilgjengelige for øyeblikket.
I følge København-tolkningen kan bølgefunksjonen bli gjenstand for to prosesser:
Tangensiell første prosess i akademiaingen var i tvil, og den andre prosessen forårsaket diskusjoner og genererte en rekke tolkninger, selv ikke innenfor rammen av Københavns tolkning av bevisstheten selv. På den ene siden er det all grunn til å tro at bølgefunksjonen ikke er mer enn et reelt fysisk objekt, og at den gjennomgår kollaps under den andre prosessen. På den annen side kan bølgefunksjonen ikke være en reell enhet, men et matematisk hjelpemiddel, hvis eneste formål er å gi en mulighet til å beregne sannsynligheten. Bohr la vekt på at det eneste som kan spås er resultatet av fysiske eksperimenter, så alle sekundære spørsmål ikke skulle forholde seg til eksakt vitenskap, men til filosofi. I arbeidet sitt tilsto han det filosofiske begrepet positivisme, og krevde at vitenskapen bare skulle diskutere virkelig målbare ting.
I et to-spalt eksperiment, lys som passerer gjennom tospalte, faller på skjermen som to interferensfranser vises på: mørk og lys. Denne prosessen forklares med det faktum at lysbølger kan gjensidig forsterkes noen steder, og gjensidig avbryte på andre. På den annen side illustrerer eksperimentet at lys har egenskapene til en delstrøm, mens elektroner kan utvise bølgelegenskaper, noe som gir et interferensmønster.
Det kan antas at eksperimentet gjennomføres med strømmenfotoner (eller elektroner) med så lav intensitet at bare en partikkel passerer gjennom spaltene hver gang. Likevel, når du legger til punktene der fotoner treffer skjermen, produserer de overlappende bølgene det samme interferensmønsteret, til tross for at eksperimentet angår antatt individuelle partikler. Dette skyldes det faktum at vi lever i et "sannsynliggjort" univers, der alle fremtidige hendelser har en omfordelt grad av mulighet, og sannsynligheten for at noe helt uforutsett skjer i neste øyeblikk er ganske liten.
Spalteopplevelse stiller slike spørsmål:
Københavns teori om kvantetolkning besvarer spørsmålene som stilles som følger:
Ordlyden i København-tolkningen iDen opprinnelige formen ga opphav til flere varianter. Det vanligste av dem er basert på tilnærmingen til konsistente hendelser og på et konsept som kvantedekoherens. Decoherence lar deg beregne den uklare grensen mellom makro- og mikrobølger. Andre variasjoner varierer i graden av "bølgeverdenens realisme."
Kvantemekanikkens fulle verdi (svarHeisenberg og Bohr til det første spørsmålet) ble avhørt i tankeeksperimentet utført av Einstein, Podolsky og Rosen (EPJ-paradoks). Dermed ønsket forskerne å bevise at eksistensen av skjulte parametere er nødvendig, slik at teorien ikke fører til øyeblikkelig og ikke-lokal "lang rekkevidde". Under verifiseringen av EPJ-paradokset, som ble mulig på grunn av Bells ulikheter, ble det imidlertid bevist at kvantemekanikk er riktig, og forskjellige teorier om skjulte parametere har ikke eksperimentell bekreftelse.
Men det mest problematiske var svaret fra Heisenberg og Bohr på det tredje spørsmålet, som satte måleprosesser i en spesiell posisjon, men bestemte ikke tilstedeværelsen av særpreg i dem.
Mange forskere, både fysikere og filosofer,nektet helt klart å akseptere Københavns tolkning av kvantefysikk. Den første grunnen var at tolkningen av Heisenberg og Bohr ikke var deterministisk. Og det andre er at det introduserte et ubestemt målebegrep, som gjorde om sannsynlighetsfunksjoner til pålitelige resultater.
Einstein var sikker på at beskrivelsen av fysiskevirkeligheten gitt av kvantemekanikk i tolkningen av Heisenberg og Bohr er underordnet. I følge Einstein fant han en del av logikken i København-tolkningen, men hans vitenskapelige instinkter nektet å godta den. Derfor kunne ikke Einstein forlate søket etter et mer fullstendig konsept.
I sitt brev til Born sa Einstein:"Jeg er sikker på at Gud ikke ruller terninger!" Niels Bohr, som kommenterte denne frasen, ba Einstein om ikke å fortelle Gud hva han skulle gjøre. Og i sin samtale med Abraham Pais utbrøt Einstein: "Tror du virkelig at månen bare eksisterer når du ser på den?"
Erwin Schrödinger oppfant et tankeeksperiment medsom han ønsket å demonstrere mindreverdigheten av kvantemekanikken under overgangen fra subatomære systemer til mikroskopiske. Samtidig ble den nødvendige kollaps av bølgefunksjonen i rommet ansett som problematisk. I følge Einsteins relativitetsteori gir øyeblikkelighet og samtidighet bare mening for en observatør som er i samme referanseramme. Dermed er det ingen tid som kan bli den samme for alle, noe som betyr at øyeblikkelig kollaps ikke kan bestemmes.
En uformell undersøkelse gjennomført i akademiai 1997 viste at den tidligere dominerende København-tolkningen, kort omtalt ovenfor, støttes av mindre enn halvparten av de spurte. Imidlertid har den flere tilhengere enn andre tolkninger hver for seg.
Mange fysikere er nærmere en annen tolkningkvantemekanikk, som kalles "ingen". Essensen av denne tolkningen kommer uttømmende til uttrykk i diktumet til David Mermin: "Hold kjeft og regn ut!", Som ofte tilskrives Richard Feynman eller Paul Dirac.
