Mi a koppenhágai értelmezés?

Valószínűleg nincs olyan tudományterület, amely bizarrabb és zavaróbb lenne, mint az anyag és az energia viselkedésének megkönnyítése a legkisebb léptékben. A huszadik század elején a fizikusok, például Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, és még sokan mások megalapozták a természet furcsa birodalmának megértését: kvantumfizika.

A kvantumfizika egyenleteit és módszereit az elmúlt században finomították, meghökkentővé tették olyan előrejelzések, amelyeket pontosabban megerősítettek, mint bármely más tudományos elméletnél a világ. A kvantummechanika úgy működik, hogy elemzi a kvantumhullám-működést (amelyet a Schrodinger-egyenlet).

A probléma az, hogy a kvantumhullám-működés szabálya drasztikusan ellentmond azoknak az intuícióknak, amelyeket kifejlesztettünk a napi makroszkopikus világ megértéséhez. A kvantumfizika alapvető jelentésének megértése sokkal nehezebbnek bizonyult, mint maga a viselkedés megértése. A leggyakrabban tanított értelmezés a kvantummechanika koppenhágai értelmezése... de mi ez valójában?

A koppenhágai értelmezés központi ötleteit Niels Bohr Koppenhága környékén működő kvantumfizikai úttörők központi csoport dolgozta ki. Intézet az 1920-as években, a kvantumhullám-függvény értelmezésének vezetésével, amely a kvantumfizikában tanított alapértelmezett koncepció lett. tanfolyamok.

Ennek az értelmezésnek az egyik legfontosabb eleme, hogy a Schrodinger-egyenlet egy adott eredmény megfigyelésének valószínűségét mutatja egy kísérlet végrehajtásakor. A könyvében A rejtett valóság, Brian Greene fizikus a következőképpen magyarázza:

"A kvantummechanika standard megközelítése, amelyet Bohr és annak csoportja fejlesztett ki, és a Koppenhágai értelmezés tiszteletére azt gondolják, hogy amikor megpróbálsz egy valószínűségi hullámot megfigyelni, a megfigyelés maga a cselekedete meghiúsítja. "

A probléma az, hogy bármilyen fizikai jelenséget csak makroszkopikus szinten figyeltünk meg, tehát a tényleges kvantum viselkedés mikroszkopikus szinten nincs közvetlenül elérhető a számunkra. A könyvben leírtak szerint Quantum Enigma:

"Nincs hivatalos koppenhágai értelmezés. De minden változat megragadja a bika szarvát, és azt állítja egy megfigyelés eredményezi a megfigyelt tulajdonságot. A trükkös szó itt a „megfigyelés”.

"A koppenhágai értelmezés két birodalmat tekint: a mérőeszközök makroszkopikus, klasszikus birodalmát Newton törvényei szabályozzák; és ott van az atomok és más apró dolgok mikroszkopikus, kvantum birodalma, amelyet a Schrodinger-egyenlet irányít. Azt állítja, hogy soha nem foglalkozunk közvetlenül a mikroszkopikus birodalom kvantumobjektumaival. Ezért nem kell aggódnunk a fizikai valóságuk miatt vagy annak hiánya miatt. Egy "létezés", amely lehetővé teszi a makroszkopikus műszerekre gyakorolt ​​hatásaik kiszámítását, elég ahhoz, hogy megfontoljuk. "

A hivatalos koppenhágai értelmezés hiánya problematikus, ami megnehezíti a tolmácsolás pontos részleteit. Amint azt John G. magyarázta Cramer az "A kvantummechanika tranzakciós értelmezése" című cikkben:

"A kiterjedt irodalom ellenére, amely utal, megvitat és kritizál a kvantummechanika, úgy tűnik, sehol nincs olyan tömör kijelentés, amely meghatározza a teljes Koppenhágát értelmezés."

Cramer ezt követően megpróbálja meghatározni azokat a központi gondolatokat, amelyeket következetesen alkalmaznak a koppenhágai értelmezésről beszélve, és a következő listára kerül:

• A bizonytalanság elve: Werner Heisenberg által 1927-ben kifejlesztett, ez azt jelzi, hogy léteznek olyan konjugált változópárok, amelyek egyaránt nem mérhetők tetszőleges pontosságú szintre. Más szavakkal, a kvantumfizika abszolút korlátot szab az egyes párok pontosságára A mérések elvégezhetők, leggyakrabban a helyzet és a lendület mérése egyazon idő.
• Statisztikai értelmezés: Max Born fejlesztette ki 1926-ban. Ez a Schrodinger-hullámfüggvényt úgy értelmezi, hogy az adott állapotban valószínűsítheti a kimenetelt. Ennek matematikai folyamata az úgynevezett Született szabály.
• A kiegészítő jelleg fogalma: Niels Bohr 1928-ban fejlesztette ki, amely magában foglalja a hullám-részecske kettősség és hogy a hullámfüggvény összeomlása a mérés elvégzéséhez kapcsolódik.
• Az állapotvektor azonosítása a "rendszer ismerete" segítségével: A Schrodinger-egyenlet állapotvektorok sorozatát tartalmazza, és ezek a vektorok idővel változnak és megfigyelésekkel reprezentálják a rendszer ismeretét az adott időpontban.
• Heisenberg pozitivizmusa: Ez azt a hangsúlyt jelenti, hogy kizárólag a kísérletek megfigyelhető eredményeit kell megvitatni, nem pedig a "jelentést" vagy a "valóságot". Ez az instrumentalizmus filozófiai koncepciójának implicit (és néha explicit) elfogadása.

Ez a koppenhágai értelmezés mögött meghúzódó kulcsfontosságú elemek átfogó listájaként tűnik fel de az értelmezés nem jár meglehetősen komoly problémák nélkül, és sokat felidézett kritikákat... amelyekkel érdemes külön-külön foglalkozni.

Mint fentebb említettük, a koppenhágai értelmezés pontos jellege mindig kissé homályos volt. Ennek egyik legkorábbi hivatkozása Werner Heisenberg 1930-as könyvében volt A kvantumelmélet fizikai alapelvei, amelyben "a koppenhágai kvantumelmélet szellemére" hivatkozott. De abban az időben ez is igazán az volt csak a kvantummechanika értelmezése (bár voltak különbségek a követõi között), tehát nem kellett megkülönböztetni a nevét.

Csak akkor kezdték „koppenhágai értelmezésnek” hivatkozni, amikor alternatív megközelítések, például David Bohm rejtett változók megközelítése és Hugh Everett Sok világ értelmezése, felmerült a megállapított értelmezés vitatására. A „koppenhágai értelmezés” kifejezést általában Werner Heisenbergnek tulajdonítják, amikor az 1950-es években az alternatív értelmezések ellen szólalt meg. A „koppenhágai értelmezés” kifejezést használó előadások megjelentek Heisenberg 1958-as esszégyűjteményében, Fizika és filozófia.