Kaj je tolmačenje v Københavnu?

Verjetno ni nobenega področja znanosti bolj bizarno in zmedeno kot poskušati razumeti vedenje materije in energije na najmanjših lestvicah. V zgodnjem delu dvajsetega stoletja so fiziki, kot je Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, in mnogi drugi so postavili temelje za razumevanje tega bizarnega področja narave: kvantna fizika.

Enačbe in metode kvantne fizike so bile v zadnjem stoletju izpopolnjene, zaradi česar so bile osupljive napovedi, ki so bile potrjene natančneje kot katera koli druga znanstvena teorija v zgodovini EU svet. Kvantna mehanika deluje tako, da opravi analizo kvantne valovne funkcije (definirano z enačbo, imenovano Schrodingerjeva enačba).

Težava je v tem, da pravilo o tem, kako deluje kvantna valovna funkcija drastično v nasprotju z intuicijami, ki smo jih razvili, da bi razumeli naš vsakodnevni makroskopski svet. Poskus razumevanja osnovnega pomena kvantne fizike se je izkazal za veliko težjega kot razumevanje samega vedenja. Najpogosteje poučena interpretacija je znana kot kopenhagenska interpretacija kvantne mehanike... ampak kaj je v resnici?

Osrednje ideje interpretacije v Københavnu je razvila osrednja skupina pionirjev kvantne fizike, osredotočena na Kopenhagen Nielsa Bohra Inštitut skozi dvajseta leta 20. stoletja vodi interpretacijo kvantne valovne funkcije, ki je postala privzeta zasnova, ki jo učijo kvantne fizike tečajev.

Eden ključnih elementov te interpretacije je, da Schrodingerjeva enačba predstavlja verjetnost opazovanja določenega rezultata, ko se izvede poskus. V svoji knjigi Skrita resničnost, fizik Brian Greene razloži tako:

"Standardni pristop kvantne mehanike, ki sta ga razvila Bohr in njegova skupina, in imenovan" Københavnska razlaga v njihovo čast predvideva, da vsakič, ko poskušate videti verjetnostni val, vaše dejanje ogroža vaš poskus. "

Težava je v tem, da na makroskopski ravni opazujemo le kakršne koli fizične pojave, zato nam dejansko kvantno vedenje na mikroskopski ravni ni neposredno na voljo. Kot je opisano v knjigi Kvantna Enigma:

"Kopenhagenske razlage ni" uradne ". Toda vsaka različica zgrabi bika za roge in to zatrdi opazovanje ustvari opaženo lastnost. Zanimiva beseda je "opazovanje."

"Razlaga v Københavnu obravnava dve področji: obstaja makroskopska, klasična oblast naših merilnih instrumentov, ki jo urejajo Newtonovi zakoni; in tu obstaja mikroskopsko, kvantno območje atomov in druge malenkosti, ki jih ureja Schrodingerjeva enačba. Trdi, da se nikoli ne ukvarjamo neposredno s kvantnimi predmeti mikroskopskega kraljestva. Zato nam ni treba skrbeti za njihovo fizično resničnost ali njihovo pomanjkanje. Dovolj je, da razmislimo o obstoju, ki omogoča izračun njihovih učinkov na naše makroskopske instrumente. "

Pomanjkanje uradne razlage v Københavnu je problematično, zato je natančne podrobnosti razlage težko zaznati. Kot je pojasnil John G. Cramer v članku z naslovom "Transakcijska interpretacija kvantne mehanike":

"Kljub obširni literaturi, ki se nanaša na, razpravlja in kritizira kopenhagensko razlago kvantna mehanika, nikjer ni nobene jedrnate izjave, ki bi opredelila celotni Kopenhagen interpretacija. "

Cramer nadaljuje s poskusom opredelitve nekaterih osrednjih idej, ki se dosledno uporabljajo, ko govorijo o københavnski razlagi, in prihaja na naslednji seznam:

• Načelo negotovosti: To je razvil Werner Heisenberg leta 1927, kar kaže na to, da obstaja par konjugiranih spremenljivk, ki jih ni mogoče izmeriti na poljubno natančnost. Z drugimi besedami, obstaja kvantna fizika glede na natančnost določenih parov meritve lahko izvedemo, najpogosteje meritve položaja in zagon hkrati čas.
• Statistična razlaga: Razvil ga je Max Born leta 1926 in ta interpretacija Schrodingerjeve valovne funkcije pomeni verjetnost izida v katerem koli stanju. Matematični postopek za to je znan kot Rojeno pravilo.
• Koncept komplementarnosti: Razvil Niels Bohr leta 1928, to vključuje idejo o dvojnost valovnih delcev in da je propad valovne funkcije povezan z dejanjem merjenja.
• Identifikacija vektorja stanja s "poznavanjem sistema": Schrodingerjeva enačba vsebuje vrsto državnih vektorjev in ti vektorji se sčasoma in z opazovanji spreminjajo, da predstavljajo znanje sistema v danem trenutku.
• Pozitivizem Heisenberga: To je poudarek na razpravljanju zgolj o opaznih rezultatih eksperimentov, ne pa o "pomenu" ali osnovni "resničnosti". To je implicitno (in včasih eksplicitno) sprejemanje filozofskega koncepta instrumentalizma.

To se zdi precej obsežen seznam ključnih točk, ki stojijo za kopenhagensko razlago, vendar interpretacija ni brez precej resnih težav in je sprožila številne kritike... ki jih je vredno obravnavati sami.

Kot že omenjeno, je bila natančna narava kopenhagenske razlage vedno nekoliko nejasna. Ena najzgodnejših navedb o tem je bila v knjigi Werner Heisenberg iz leta 1930 Fizikalna načela kvantne teorije, pri čemer se je skliceval na "kopenhagenskega duha kvantne teorije." Toda takrat je bilo tudi res tisto samo interpretacijo kvantne mehanike (čeprav je bilo med njenimi privrženci nekaj razlik), zato je ni bilo treba ločevati s svojim imenom.

Poimenovali so ga le kot "kopenhagenska razlaga", ko so se pojavili alternativni pristopi, kot sta skriti spremenljivi David Bohm in Hugh Everett Interpretacija številnih svetov, je nastala zaradi izpodbijanja ustaljene razlage. Izraz "kopenhagenska razlaga" na splošno pripišemo Wernerju Heisenbergu, ko je v petdesetih letih govoril proti tem alternativnim razlagam. Predavanja z uporabo fraze "kopenhagenska razlaga" so se pojavila v Heisenbergovi zbirki esejev leta 1958, Fizika in filozofija.