X'inhu l-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen?

interpretazzjoni Kopenħagen - spjegazzjoni tal-mekkanika kwantistika, ifformulata mill Niels Bohr u Werner Heisenberg fl-1927, meta x-xjentisti ħadmu flimkien f'Kopenħagen. Bohr u Heisenberg kienu kapaċi jtejbu l-funzjoni ta 'interpretazzjoni probabilistic, ifformulata minn M. Mwieled, u ppruvaw biex twieġeb serje ta' mistoqsijiet, l-okkorrenza tiegħu huwa dovut għall mewġa-partiċella duwalità. Dan l-artikolu ser jiddiskuti l-ideat ewlenin ta 'l-interpretazzjoni ta' Kopenħagen tal-mekkanika kwantistika, u l-influwenza tagħhom fuq il-fiżika moderna.

problemi

Interpretazzjonijiet tal-mekkanika kwantistika imsejjaħ il-fehmiet filosofiċi tan-natura tal-mekkanika kwantistika hija l-teorija li tiddeskrivi l-dinja materjali. Bl-għajnuna tagħhom, inti tista 'twieġeb mistoqsijiet dwar in-natura tar-realtà fiżika, il-proċess ta' studju tiegħu, in-natura ta 'kawżalità u determinism, kif ukoll in-natura tal-istatistika u l-post tagħha fil-mekkanika kwantistika. mekkanika kwantistika huwa meqjus li jkun l-teorija aktar reżonanza fl-istorja tax-xjenza, madankollu, kunsens dwar fehim profond tagħha tal-għadu ineżistenti. Hemm numru ta 'interpretazzjonijiet tal-mekkanika kwantistika, u llum aħna nħarsu lejn l-aktar popolari minnhom.

L-ideat ewlenin

Huwa magħruf li d-dinja fiżika hija magħmula minn oġġetti quantum u strumenti klassiku għall-kejl. Il-bidla fil istrumentazzjoni istat jiddeskrivi proċess statistiku bidliet irriversibbli karatteristiċi mikroskopiċi. Meta l-mikro-oġġett jinteraġixxi ma 'atomi tal-mezz tal-kejl, inaqqas l-Sovrapożizzjoni ta' wieħed, jiġifieri hemm tnaqqis tal-funzjoni mewġa tal-oġġett kejl. Schrödinger ekwazzjoni ma jiddeskrivix dan ir-riżultat.

Mill-perspettiva tal-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen tal-mekkanika kwantistika ma jiddeskrivix mikro-għanijiet tagħhom stess u l-proprjetajiet tagħhom, li huma manifestat fil macroconditions, joħolqu l-apparati tal-kejl aħħari taħt is-superviżjoni ta'. L-imġiba ta 'oġġetti atomika ma jistax jiġi distint mill-interazzjoni tagħhom mal-apparati għall-kejl, li jiffissaw il-kundizzjonijiet tal-oriġini tal-fenomeni.

Ħarsa lejn il-mekkanika kwantistika

mekkanika kwantistika hija l-teorija ta 'statika. Dan huwa dovut għall-fatt li l-kejl mikro-oġġett twassal għal bidla fil-kundizzjoni tiegħu. Għalhekk hemm deskrizzjoni probabilistika tal-pożizzjoni oriġinali tal-oġġett deskritt mill funzjoni mewġa. Kumpless funzjoni mewġa - il-kunċett ċentrali tal-mekkanika kwantistika. Il-funzjoni mewġa hija mibdula għal kejl ġdida. Ir-riżultat ta dan il-kejl jiddependi fuq il-funzjoni tal-mewġ, b'mod probabilistic. Il-valur fiżika għandu biss l-modulus kwadrat tal-funzjoni tal-mewġ, li jikkonferma l-probabbiltà li l-mikro-oġġett studjat hija f'ċertu punt fl-ispazju.

Fil-mekkanika kwantistika, il-liġi ta 'kawżalità hija mwettqa fir-rigward tal-funzjoni tal-mewġ,-ħin li jvarjaw skond il-kondizzjonijiet inizjali, u mhux relattiva għall-koordinati tal-veloċità partiċelli, kif fl-interpretazzjoni klassiku tal-mekkanika. Minħabba l-fatt li l-valur fiżika hija mogħnija biss bl-kwadru tal-funzjoni tal-mewġ, valur inizjali tiegħu ma jistax jiġi determinat, bħala prinċipju, li twassal għal ċertu inkapaċità li jinkiseb għarfien preċiż dwar is-sistema quantum istat inizjali.

Il-bażi filosofika

Minn filosofiku il-perspettiva, il-bażi tal-Kopenħagen interpretazzjoni tal-epistemoloġiku prinċipji huma ta:

1. Observability. Essenza tiegħu tinsab fl-esklużjoni tat-teorija fiżika tad-dikjarazzjonijiet li ma jistgħux jiġu vverifikati permezz ta 'osservazzjoni diretta.
2. Addizzjonalità. Hija tissuġġerixxi li l-mewġa u d-deskrizzjoni korpuskulari 'l-oġġetti MicroWorld jikkumplimentaw lil xulxin.
3. Inċertezza. Hija tgħid li l-tikkoordina mill-mikro-oġġetti u l-momentum tagħhom ma jistgħux jiġu determinati separatament, u bi preċiżjoni assoluta.
4. determinism statika. Jimplika li l-istat preżenti tas-sistema fiżika huwa determinat mill-istat preċedenti tagħha mhijiex unikament, iżda biss bl-probabbiltà tat-tendenzi inerenti fil-passat.
5. Konformità. Skond dan il-prinċipju, il-liġijiet tal-mekkanika kwantistika huma maqluba għal-liġijiet tal-mekkanika klassika, meta huwa possibbli li jittraskuraw l-valur tal-kwantum ta 'azzjoni.

vantaġġi

Fil-fiżika kwantistika, informazzjoni dwar l-oġġetti atomika miksuba mill setups sperimentali huma fil-tip ta 'relazzjoni ma' xulxin. Ir-relazzjonijiet inċertezza Werner Heisenberg meqjusa proporzjonalità inversa bejn ineżattezzi iffissar varjabbli kinetika u dinamiċi li jiddeterminaw l-istat ta 'sistema fiżika fil-mekkanika klassika.

Vantaġġ sinifikanti tal-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen tal-mekkanika kwantistika huwa l-fatt li ma toperax direttament fuq id-dikjarazzjonijiet dettaljati ta' kwantitajiet fiżikament mhux osservabbli. Barra minn hekk, b'minimu ta 'prerekwiżiti tibni sistema kunċettwali, b'mod komprensiv jiddeskrivi l-evidenza sperimentali disponibbli fil-mument.

It-tifsira tal-funzjoni mewġa

Skond l-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen, il-funzjoni mewġa jista' jkun huwa suġġett għal żewġ proċessi:

1. evoluzzjoni unitarja, li huwa deskritt bl-ekwazzjoni Schrödinger.
2. Kejl.

-Tanġent ta 'l-ewwel proċess ma kellux xi ħadd biex jiddubitaw l-komunità xjentifika, u t-tieni proċess ikun ikkawża dibattitu u biedu numru ta' interpretazzjonijiet, anke fi ħdan ħafna mill-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen ta' koxjenza. Min-naħa waħda, hemm kull raġuni biex wieħed jemmen li l-funzjoni tal-mewġ huwa xejn għajr oġġett fiżiku reali, u li jgħaddi minn kollass matul it-tieni proċess. Min-naħa l-oħra, il-funzjoni mewġa jista 'jkun ma jkunx entità reali, u għodda matematiċi awżiljarju, l-uniku għan tagħhom huwa li jipprovdu l-possibbiltà li tikkalkula l-probabbiltà. Bohr enfasizza l-fatt li l-unika ħaġa li tista 'tiġi mbassra - huwa r-riżultat ta' esperjenzi fiżiċi, hekk kwistjonijiet sekondarji kollha għandhom jirreferu mhux għal xjenza eżatta, u l-filosofija. Huwa stqarr fil-filosofija ħin tal-ħidma tagħhom ta 'positivism, eżiġenti li x-xjenza hija diskussa biss verament affarijiet li jistgħu jitkejlu.

esperjenza double-qasma

Fil-doppju qasma esperiment-dawl li jgħaddi permezz ta 'żewġ qasmiet, li jaqgħu barra l-iskrin li fuqu jidhru ż-żewġ trufijiet: skur u dawl. Dan il-proċess huwa dovut għall-fatt li mewġ tad-dawl jista 'jkun f'xi postijiet jsaħħu lil xulxin, u f'oħrajn - biex tikkanċella wieħed ieħor. Min-naħa l-oħra, l-esperiment juri li d-dawl għandu porzjon tal-proprjetajiet tal-fluss u l-elettroni jistgħu juru proprjetajiet mewġ, biex b'hekk mudell interferenza.

Wieħed jista 'jassumi li l-esperjenza titwettaq bi fluss foton (jew elettroni) hija intensità tant baxxa, li wara kull darba slot jgħaddi wieħed biss partiċelli. Madankollu, billi żżid il-punti ta 'photons laqtu l-iskrin, superimpost fuq il-mewġ-istess mudell interferenza, minkejja l-fatt li l-esperjenza għall-partiċelli apparentement separati. Dan huwa dovut għall-fatt li aħna ngħixu "probabbiltà" ta 'l-univers, li fih kull avveniment futur huwa peredelennuyu sakemm ikun possibbli, u l-probabbiltà li l-ħin li jmiss se jkun hemm xi ħaġa kompletament mhux mistennija, huwa pjuttost żgħir.

mistoqsijiet

esperjenza qasma iqajjem mistoqsijiet bħal:

1. X'se jkun ir-regoli ta 'mġiba ta' partiċelli individwali? Il-liġijiet tal-mekkanika kwantistika punt għall-post iskrin li fih partiċelli għandhom ikunu statistikament. Dawn jippermettu li inti biex jikkalkulaw il-post ta 'l-istrippi dawl li fihom, li x'aktarx ikunu ħafna ta' partiċelli, u l-baned skur, li huma probabbli li jkollhom partiċelli iżgħar. Madankollu, il-liġijiet li jirregolaw l-mekkanika kwantistika ma jistgħux jipprevedu meta r-rieda reali tal-partiċelli individwali.
2. Dak li jiġri għall-partiċelli fil-ħin bejn l-emissjoni u r-reġistrazzjoni? Abbażi tar-riżultati ta 'osservazzjonijiet, dan jista' jagħti l-impressjoni li partiċelli jirrisjedi fl-interazzjoni ma 'l-żewġt ixquq. Jidher li dan imur kontra l-liġijiet ta 'mġiba ta' partiċelli punt. Aktar u aktar meta dan isir punt sejbien partiċella.
3. Taħt l-influwenza li l-partiċelli bidliet imġieba tagħha milli statiku għal nuqqas ta 'statiku, u viċi versa? Meta partiċelli jgħaddi mill-vojt, l-imġiba tagħha hija kkawżata minn wavefunction mhux lokalizzat tgħaddi simultanjament kemm permezz qasmiet. Fil-ħin tar-reġistrazzjoni ta 'partiċelli huwa dejjem reġistrat bħala punt, u qatt nikseb maħsula mill-pakkett mewġa.

tweġibiet

L-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen tat-teorija tal-kwantum biex twieġeb mistoqsijiet kif ġej:

1. Fil-prinċipju, huwa impossibbli li jiġu eliminati n-natura probabilistika ta 'tbassir mekkanika kwantistika. Dan huwa, ma jista 'jindika b'mod preċiż l-limitazzjoni ta' għarfien tal-bniedem dwar kwalunkwe varjabbli moħbija. -fiżika klassika tirreferi għall-probabbiltà f'dawk il-każijiet meta jkun meħtieġ li tiddeskrivi l-proċess bħal tossing l-dice. Jiġifieri, il-probabbiltà jissostitwixxi għarfien inkomplet. L-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen tal-mekkanika kwantistika, Heisenberg u Bohr, min-naħa l-oħra, targumenta li r-riżultat tal-kejl fil-mekkanika kwantistika hija fundamentalment mhux deterministic.
2. Fiżika huwa l-xjenza li l-istudji r-riżultati tal-proċessi ta 'kejl. Biex jirriflettu fuq dak li qed jiġri fil-investigazzjoni tagħhom illegalment. Skond l-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen, il-kwistjoni ta' fejn kien il-partiċelli qabel ir-reġistrazzjoni tagħha, u fabrikazzjonijiet oħra bħal dawn huma bla sens, u għalhekk għandhom ikunu esklużi mill-ħsieb.
3. avveniment kejl li jirriżulta fil-kollass immedjat tal-funzjoni mewġa. Konsegwentement, il-proċess ta 'kejl saltwarjament jagħżel biss waħda mill-possibbiltajiet, li tippermetti l-funzjoni mewġa ta' dan l-istatus. U biex jirriflettu din l-għażla, il-funzjoni mewġa trid tinbidel immedjatament.

lingwa

Il-kliem ta 'l-interpretazzjoni ta' Kopenħagen fil-forma oriġinali tiegħu biedu diversi varjazzjonijiet. L-aktar komuni ta 'dawn hija bbażata fuq l-approċċ ta' avvenimenti konsistenti u kunċetti bħal decoherence kwantum. Decoherence jippermettilek li jikkalkulaw l-konfini fuzzy bejn il makro u mikrokożmi. Varjazzjonijiet oħrajn jvarjaw fil-grad ta ' "realiżmu tal-mewġa tad-dinja."

kritika

L-utilità tal-mekkanika kwantistika (Heisenberg u Bohr risposta għall-ewwel domanda) kienu interrogati f'esperiment ħsieb, immexxija mill Einstein, Podolsky u Rosen (paradoss EPR). Għalhekk il-xjenzjati riedu li jipprova li l-eżistenza ta 'parametri moħbija hija neċessarja sabiex il-teorija ma jwassalx għal "fit-tul" immedjata u mhux lokali. Madankollu, matul l-ispezzjoni tal-EPR-paradoss, li sar possibbli grazzi għall-inugwaljanzi Bell, ġie ppruvat li mekkanika kwantistika hija korretta, u diversi teoriji ta 'parametri moħbija jkollhom konferma sperimentali.

Iżda l-aktar problematiċi kienet it-tweġiba għall Heisenberg u Bohr fit-tielet domanda magħmula mill-proċess ta 'kejl f'pożizzjoni speċjali, iżda ma jikxfu l-karatteristiċi distintivi fihom.

Ħafna xjentisti, fiżiċi u filosofi, flatly irrifjutat li taċċetta l-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen tal-fiżika quantum. L-ewwel raġuni kien il-fatt li Heisenberg u Bohr interpretazzjoni ma kinitx deterministic. U t-tieni - huwa li jintroduċi l-kunċett ta 'dimensjoni indefinit li trasformati funzjonijiet probabbiltà fir-riżultati affidabbli.

Einstein kien konvint li d-deskrizzjoni tar-realtà fiżika mogħtija mill-mekkanika kwantistika fl-interpretazzjoni tal Heisenberg u Bohr, huwa difettuż. Skond Einstein, huwa sab il-proporzjon tal-loġika fl-interpretazzjoni ta 'Kopenħagen, iżda instincts xjentifiċi tiegħu rrifjuta li jaċċetta dan. Għalhekk, Einstein ma setgħux jagħtu l-tfittxija kunċett aktar komprensiva.

Fl-ittra tiegħu lill Twieled, Einstein qal: "Jiena ċert li Alla ma tarmi dice!". Niels Bohr, ma jikkummentaw fuq din il-frażi, Einstein qal li huwa ma jindikaw lil Alla dak li tagħmel. Fil-konverżazzjoni tiegħu ma 'Abraham Paysom Eynshteyn exclaimed, "int u verament taħseb li l-qamar teżisti biss meta inti tħares lejn din?".

Erwin Schrödinger ħareġ bl-esperiment ħsieb qattus li permezz tiegħu ried li juru l-inferjorità tal-mekkanika kwantistika matul it-tranżizzjoni mill-subatomic għal sistemi mikroskopika. Madankollu, il-problema kienet ikkunsidrata neċessarja kollass tal-funzjoni mewġa fl-ispazju. Skond it-teorija Einstein 's' Relatività, istantanjament u simultanjament jagħmel sens biss għal osservatur fil-qafas wieħed. Għalhekk, m'hemm l-ebda ħin, li tkun l-istess għal kulħadd, u għalhekk, il-waqgħa instant ma jistgħux jiġu stabbiliti.

tixrid

Stħarriġ informali li sar mill-komunità xjentifika fl-1997, wera li l-impriża dominanti qabel il interpretazzjoni ta 'Kopenħagen, fil-qosor diskuss hawn fuq, huwa appoġġat minn inqas minn nofs dawk li wieġbu. Madankollu, hija għandha aderenti aktar minn dawk ta 'interpretazzjonijiet oħra separatament.

alternattiva

Ħafna fiżiċi eqreb lejn kull interpretazzjoni tal-mekkanika kwantistika, li sar magħruf bħala "l-ebda." L-essenza ta 'din l-interpretazzjoni ampjament espressi-qal ta' David Mermin-: "Itfi up u kkalkulat!", Liema hija spiss jiġu attribwiti għall Richard Feynman jew Pawl Dirac.