Kodanská interpretácia je vysvetlenímkvantová mechanika, ktorú sformulovali Niels Bohr a Werner Heisenberg v roku 1927, keď vedci spolupracovali v Kodani. Bohr a Heisenberg dokázali vylepšiť pravdepodobnostnú interpretáciu funkcie, ktorú sformuloval M. Born, a pokúsili sa odpovedať na množstvo otázok, ktorých vznik je dôsledkom dualizmu časticových vĺn. Tento článok bude skúmať hlavné myšlienky kodanskej interpretácie kvantovej mechaniky a ich vplyv na modernú fyziku.
Interpretácie kvantovej mechaniky sa nazývalifilozofické pohľady na podstatu kvantovej mechaniky ako teórie, ktorá popisuje hmotný svet. S ich pomocou bolo možné odpovedať na otázky týkajúce sa podstaty fyzickej reality, spôsobu jej skúmania, podstaty kauzality a determinizmu, ako aj podstaty štatistiky a jej miesta v kvantovej mechanike. Kvantová mechanika sa považuje za najzvučnejšiu teóriu v dejinách vedy, stále však neexistuje konsenzus v jej hlbokom porozumení. Existuje množstvo interpretácií kvantovej mechaniky a dnes sa pozrieme na najobľúbenejšie z nich.
Ako viete, fyzický svet sa skladá z kvantapredmety a klasické meracie prístroje. Zmena stavu meracích prístrojov popisuje nezvratný štatistický proces zmeny charakteristík mikroobjektov. Keď mikroobjekt interaguje s atómami meracieho prístroja, superpozícia sa redukuje do jedného stavu, to znamená, že sa redukuje vlnová funkcia meraného objektu. Schrödingerova rovnica tento výsledok nepopisuje.
Pokiaľ ide o kodanský výklad,kvantová mechanika sama o sebe nepopisuje mikroobjekty, ale ich vlastnosti, ktoré sa prejavujú v makropodmienkach vytvorených typickými meracími prístrojmi počas pozorovania. Chovanie atómových objektov nemožno odlíšiť od ich interakcie s meracími prístrojmi, ktoré zaznamenávajú podmienky vzniku javov.
Kvantová mechanika je statická teória.Je to spôsobené tým, že meranie mikroobjektu vedie k zmene jeho stavu. Takto vzniká pravdepodobnostný popis počiatočnej polohy objektu, ktorý je popísaný vlnovou funkciou. Funkcia komplexných vĺn je ústredným pojmom v kvantovej mechanike. Vlnová funkcia sa mení na novú dimenziu. Výsledok tohto merania pravdepodobnostným spôsobom závisí od vlnovej funkcie. Fyzikálny význam má iba druhá mocnina modulu vlnovej funkcie, ktorá potvrdzuje pravdepodobnosť, že skúmaný mikroobjekt je na určitom mieste v priestore.
V kvantovej mechanike zákon kauzalityje splnená s ohľadom na vlnovú funkciu, ktorá sa mení v čase v závislosti od počiatočných podmienok, a nie s ohľadom na súradnice rýchlosti častíc, ako je to v klasickej interpretácii mechaniky. Vzhľadom na to, že fyzikálna hodnota je obdarená iba druhou mocninou modulu vlnovej funkcie, nemožno v zásade určiť jej počiatočné hodnoty, čo vedie k istej nemožnosti získať presné poznatky o počiatočnom stave systému. kvantá.
Z filozofického hľadiska sú základom kodanskej interpretácie epistemologické princípy:
V kvantovej fyzike informácie o atómových objektoch,získané pomocou experimentálnych inštalácií, sú vo vzájomnom zvláštnom vzťahu. Vo vzťahoch neistoty Wernera Heisenberga sa pozoruje inverzná proporcionalita medzi nepresnosťami pri stanovení kinetických a dynamických premenných, ktoré určujú stav fyzikálneho systému v klasickej mechanike.
Významná výhoda Kodaneinterpretáciou kvantovej mechaniky je skutočnosť, že nepracuje s podrobnými tvrdeniami priamo o fyzikálne nepozorovateľných veličinách. Okrem toho s minimom predpokladov buduje koncepčný systém, ktorý komplexne popisuje v súčasnosti dostupné experimentálne fakty.
Podľa kodanskej interpretácie možno vlnovú funkciu podrobiť dvom procesom:
Tangenciálny prvý proces na akademickej pôdepochybnosti nevznikli u nikoho a druhý proces vyvolal diskusie a priniesol množstvo interpretácií, a to aj v rámci samotnej kodanskej interpretácie vedomia. Na jednej strane existujú všetky dôvody domnievať sa, že vlnová funkcia nie je nič iné ako skutočný fyzický objekt a že počas druhého procesu podlieha zrúteniu. Na druhej strane vlnová funkcia nemôže pôsobiť ako skutočná entita, ale ako pomocný matematický nástroj, ktorého jediným účelom je poskytnúť príležitosť na výpočet pravdepodobnosti. Bohr zdôraznil, že jediné, čo možno predvídať, je výsledok fyzikálnych experimentov, preto by sa všetky vedľajšie otázky nemali týkať exaktnej vedy, ale filozofie. Vo svojom vývoji vyznával filozofický koncept pozitivizmu, ktorý vyžaduje, aby veda diskutovala iba o skutočne merateľných veciach.
V experimente s dvojitou štrbinou svetlo prechádzajúce dvomaštrbina padá na obrazovku, na ktorej sa objavujú dva interferenčné proužky: tmavá a svetlá. Tento proces sa vysvetľuje skutočnosťou, že svetelné vlny sa môžu na niektorých miestach vzájomne zosilňovať a na iných naopak hasiť. Na druhej strane experiment ukazuje, že svetlo má vlastnosti toku časti a elektróny môžu vykazovať vlnové vlastnosti, a tým poskytovať interferenčný obrazec.
Dá sa predpokladať, že experiment sa uskutočňuje prúdomfotóny (alebo elektróny) s takou nízkou intenzitou, že štrbinami zakaždým prejde iba jedna častica. Avšak pri sčítaní bodov fotónov dopadajúcich na obrazovku sa získa rovnaký interferenčný obrazec zo superponovaných vĺn napriek tomu, že experiment sa týka údajne samostatných častíc. Vysvetľuje to skutočnosť, že žijeme v „pravdepodobnostnom“ vesmíre, v ktorom má každá budúca udalosť prerozdelený stupeň možností, a pravdepodobnosť, že v nasledujúcom okamihu sa stane niečo absolútne nepredvídané, je dosť malá.
Štěrbinový experiment vyvoláva nasledujúce otázky:
Kodanská teória kvantovej interpretácie odpovedá na položené otázky takto:
Znenie kodanského výkladu vpôvodná forma priniesla niekoľko variácií. Najbežnejšie z nich sú založené na prístupe konzistentných udalostí a koncepcii kvantovej dekoherencie. Decoherence vám umožňuje vypočítať fuzzy hranicu medzi makro- a mikrosvetmi. Zvyšok variácií sa líši v miere „realizmu vlnového sveta“.
Úplnosť kvantovej mechaniky (odpoveďHeisenberg a Bohr k prvej otázke) bol spochybnený v myšlienkovom experimente Einsteina, Podolského a Rosena (paradox EPR). Vedci teda chceli dokázať, že existencia skrytých parametrov je nevyhnutná, aby teória neviedla k okamžitému a nemiestnemu „dianiu na veľké vzdialenosti“. Počas overovania paradoxu EPR, ktoré umožnili Bellove nerovnosti, sa však dokázalo, že kvantová mechanika je správna a rôzne teórie skrytých parametrov nemajú experimentálne potvrdenie.
Najproblematickejšia však bola odpoveď Heisenberga a Bohra na tretiu otázku, ktorá kladie meracie procesy do zvláštneho postavenia, ale neurčuje prítomnosť rozlišovacích znakov v nich.
Mnoho vedcov, fyzikov aj filozofov,rozhodne odmietol prijať kodanskú interpretáciu kvantovej fyziky. Prvým dôvodom bolo, že interpretácia Heisenberga a Bohra nebola deterministická. A druhá je, že zaviedla neurčitý pojem merania, ktorý premenil pravdepodobnostné funkcie na spoľahlivé výsledky.
Einstein si bol istý, že popis fyzickéhorealita daná kvantovou mechanikou, ako ju interpretovali Heisenberg a Bohr, je neúplná. Podľa Einsteina našiel v kodanskej interpretácii zrnko logiky, ale jeho vedecké inštinkty to odmietli prijať. Preto Einstein nemohol opustiť hľadanie úplnejšej koncepcie.
V liste pre Borna Einstein uviedol:„Som si istý, že Boh nehádže kockami!“ Niels Bohr, ktorý komentoval túto frázu, povedal Einsteinovi, aby nehovoril Bohu, čo má robiť. A vo svojom rozhovore s Abrahámom Piceom Einstein zvolal: „Naozaj si myslíte, že Mesiac existuje, iba keď sa na neho pozriete?“
Erwin Schrödinger vynašiel myšlienkový experimentktorou chcel demonštrovať podradnosť kvantovej mechaniky pri prechode zo subatomárnych systémov na mikroskopické. Za problematické sa zároveň považoval nevyhnutný kolaps vlnovej funkcie v priestore. Podľa Einsteinovej teórie relativity má okamžitosť a simultánnosť zmysel iba pre pozorovateľa, ktorý je v rovnakom referenčnom rámci. Nie je teda čas, ktorý by sa mohol stať pre všetkých rovnaký, čo znamená, že okamžitý kolaps nemožno určiť.
Neformálny prieskum uskutočnený na akademickej pôdev roku 1997 ukázal, že predtým dominantnú kodanskú interpretáciu, stručne diskutovanú vyššie, podporuje menej ako polovica respondentov. Má však viac prívržencov ako iné interpretácie jednotlivo.
Mnoho fyzikov má bližšie k inej interpretácii.kvantová mechanika, ktorá sa nazýva „žiadna“. Podstata tejto interpretácie je vyčerpávajúco vyjadrená v výroku Davida Mermina: „Drž hubu a počítaj!“, Ktorý sa často pripisuje Richardovi Feynmanovi alebo Paulovi Diracovi.
