การตีความโคเปนเฮเกนคืออะไร?

โคเปนเฮเกนตีความ - คำอธิบายของกลศาสตร์ควอนตัมสูตรโดยนีลส์โบห์รและเวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กในปี 1927 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานร่วมกันในโคเปนเฮเกน บอร์ไฮเซนเบิร์กและก็สามารถที่จะปรับปรุงการทำงานของการตีความน่าจะเป็นสูตรโดยเอ็มวันเกิดและพยายามที่จะตอบชุดคำถามที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากคลื่นอนุภาคคู่ บทความนี้จะหารือเกี่ยวกับแนวความคิดหลักของการตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัและมีอิทธิพลของพวกเขาในฟิสิกส์สมัยใหม่

ปัญหาที่เกิดขึ้น

การตีความของกลศาสตร์ควอนตัเรียกว่ามุมมองของนักปรัชญาธรรมชาติของกลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่อธิบายไว้ในโลกของวัสดุ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาคุณสามารถตอบคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของความเป็นจริงทางกายภาพกระบวนการของการศึกษาของธรรมชาติของเวรกรรมและการกำหนดเช่นเดียวกับลักษณะของสถิติและสถานที่ในกลศาสตร์ควอนตั กลศาสตร์ควอนตัถือว่าเป็นทฤษฎีส่วนใหญ่เสียงสะท้อนในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์อย่างไรฉันทามติเกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจของยังคงที่ไม่มีอยู่จริง มีจำนวนของการตีความของกลศาสตร์ควอนตัมและในวันนี้เรามองไปที่นิยมมากที่สุดของพวกเขา

แนวความคิดหลัก

เป็นที่รู้จักกันว่าโลกทางกายภาพถูกสร้างขึ้นจากวัตถุควอนตัมและเครื่องมือสำหรับการวัดความคลาสสิก การเปลี่ยนแปลงในการใช้เครื่องมือของรัฐอธิบายกระบวนการเชิงสถิติการเปลี่ยนแปลงกลับไม่ได้ลักษณะกล้องจุลทรรศน์ เมื่อไมโครวัตถุโต้ตอบกับอะตอมของอุปกรณ์วัดจะช่วยลดการทับซ้อนของหนึ่งกล่าวคือมีการลดลงของฟังก์ชันคลื่นของวัตถุวัด Schrödingerสมการไม่ได้อธิบาย ผลนี้

จากมุมมองของการตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัไม่ได้อธิบายตัวเองไมโครวัตถุและคุณสมบัติของพวกเขาซึ่งเป็นที่ประจักษ์ใน macroconditions ของพวกเขาสร้างอุปกรณ์ตรวจวัดที่ดีที่สุดภายใต้การกำกับดูแลของ พฤติกรรมของวัตถุอะตอมไม่สามารถประสบความสำเร็จจากการมีปฏิสัมพันธ์กับอุปกรณ์สำหรับการวัดซึ่งแก้ไขเงื่อนไขของการกำเนิดของปรากฏการณ์ที่

ดูที่กลศาสตร์ควอนตั

กลศาสตร์ควอนตัคือทฤษฎีของไฟฟ้าสถิต เพราะนี่คือความจริงที่ว่าวัดไมโครวัตถุนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสภาพของเขา จึงมีคำอธิบายที่น่าจะเป็นของตำแหน่งเดิมของวัตถุที่อธิบายโดยฟังก์ชั่นคลื่น คอมเพล็กซ์ ฟังก์ชันคลื่น - แนวคิดกลางของกลศาสตร์ควอนตั ฟังก์ชั่นคลื่นจะถูกเปลี่ยนเป็นวัดใหม่ ผลของการวัดนี้ขึ้นอยู่กับการทำงานของคลื่นลักษณะที่น่าจะเป็น มูลค่าทางกายภาพมีเพียงโมดูลัสที่สองของฟังก์ชันคลื่นซึ่งยืนยันความเป็นไปได้ว่าการศึกษาไมโครวัตถุอยู่ในบางจุดในพื้นที่

ในกลศาสตร์ควอนตักฎหมายของเวรกรรมจะดำเนินการที่เกี่ยวกับฟังก์ชั่นคลื่นเวลาที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเริ่มต้นและไม่เทียบกับพิกัดของความเร็วอนุภาคในขณะที่การตีความคลาสสิกของกลศาสตร์ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่ามูลค่าทางกายภาพเป็น endowed มีเพียงตารางการทำงานของคลื่นมีค่าเริ่มต้นของมันไม่สามารถได้รับการพิจารณาในหลักการที่นำไปสู่การไร้ความสามารถบางอย่างที่จะได้รับความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับสถานะเริ่มต้นระบบควอนตัม

ปรัชญาพื้นฐาน

จากจุดปรัชญาของมุมมองพื้นฐานของการตีความโคเปนเฮเกนในหลักการญาณวิทยาคือ:

1. สังเกต สาระสำคัญของมันอยู่ในการยกเว้นจากทฤษฎีทางกายภาพของงบที่ไม่สามารถตรวจสอบผ่านการสังเกตโดยตรง
2. additionality มันแสดงให้เห็นว่าคลื่นและคำอธิบาย corpuscular ของวัตถุ microworld ประกอบกัน
3. ความไม่แน่นอน มันบอกว่าพิกัดของไมโครวัตถุและโมเมนตัมของพวกเขาไม่สามารถกำหนดแยกกันและมีความแม่นยำแน่นอน
4. ชะตาแบบคงที่ แสดงให้เห็นว่าสภาพปัจจุบันของระบบทางกายภาพถูกกำหนดโดยรัฐก่อนหน้านี้ที่ไม่ซ้ำกัน แต่ด้วยความน่าจะเป็นของแนวโน้มโดยธรรมชาติในอดีตที่ผ่านมา
5. การปฏิบัติตาม ตามหลักการนี้กฎหมายของกลศาสตร์ควอนตัมจะถูกแปลงเป็นกฎหมายของกลศาสตร์คลาสสิกเมื่อมันเป็นไปได้ที่จะละเลยคุณค่าของควอนตัมของการดำเนินการ

ข้อได้เปรียบ

ในฟิสิกส์ควอนตัม, ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุที่อะตอมได้โดยการตั้งค่าการทดลองอยู่ในชนิดของความสัมพันธ์กับแต่ละอื่น ๆ ความไม่แน่นอนของเวอร์เนอร์เฮเซนเบิร์กความสัมพันธ์ที่ถูกมองว่าสัดส่วนผกผันกับความไม่ถูกต้องแก้ไขตัวแปรการเคลื่อนไหวและแบบไดนามิกที่ตรวจสอบสถานะของระบบทางกายภาพในกลศาสตร์คลาสสิก

ประโยชน์ที่สำคัญของการตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัคือความจริงที่ว่ามันไม่ได้ทำงานโดยตรงในงบรายละเอียดของการสำรวจปริมาณที่ร่างกาย นอกจากนี้ยังมีอย่างน้อยสิ่งที่จำเป็นมันสร้างระบบความคิดกว้างอธิบายถึงหลักฐานการทดลองที่มีอยู่ในขณะนี้

ความหมายของฟังก์ชันคลื่น

ตามการตีความโคเปนเฮเกน, ฟังก์ชั่นคลื่นอาจจะเป็นเรื่องที่สองกระบวนการ:

1. วิวัฒนาการ Unitary ซึ่งจะอธิบายโดยสมSchrödinger
2. การวัด

สัมผัสกันของกระบวนการแรกไม่ได้มีใครที่จะสงสัยในชุมชนวิทยาศาสตร์และขั้นตอนที่สองได้ก่อให้เกิดการอภิปรายและได้กลับกลายเป็นจำนวนตีความแม้จะอยู่ในส่วนของการตีความโคเปนเฮเกนของสติ ในมือข้างหนึ่งมีเหตุผลที่จะเชื่อว่าฟังก์ชันคลื่นเป็นอะไรอย่างอื่นมากกว่าวัตถุทางกายภาพจริงทุกครั้งและที่มันผ่านการล่มสลายในระหว่างขั้นตอนที่สอง บนมืออื่น ๆ , ฟังก์ชั่นคลื่นอาจจะไม่ได้เป็นนิติบุคคลจริงและเป็นเครื่องมือทางคณิตศาสตร์เสริมวัตถุประสงค์เฉพาะในการที่จะให้ความเป็นไปได้ในการคำนวณความน่าจะเป็น Bohr เน้นความจริงที่ว่าสิ่งเดียวที่สามารถคาดการณ์ได้ - เป็นผลมาจากประสบการณ์ทางกายภาพดังนั้นประเด็นรองทุกคนควรดูจะไม่เป็นวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนและปรัชญา เขาสารภาพในปรัชญาเวลาการทำงานของพวกเขา positivism เรียกร้องว่าวิทยาศาสตร์จะกล่าวถึงเฉพาะสิ่งที่วัดได้จริงๆ

ประสบการณ์สองครั้งที่ช่อง

ในสองครั้งที่ร่องทดลองแสงผ่านสองช่อง, ล้มปิดหน้าจอที่ปรากฏทั้งสองขอบ: ความมืดและแสงสว่าง กระบวนการนี้เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าคลื่นแสงที่สามารถอยู่ในบางสถานที่ร่วมกันเสริมและอื่น ๆ - จะยกเลิกอีกคนหนึ่ง บนมืออื่น ๆ , การทดลองแสดงให้เห็นว่าแสงมีส่วนของคุณสมบัติการไหลของอิเล็กตรอนและอาจแสดงคุณสมบัติคลื่นจึงทำให้รูปแบบการรบกวน

มันอาจจะคิดว่าประสบการณ์ที่จะดำเนินการกับฟลักซ์โฟตอน (หรืออิเล็กตรอน) เป็นความเข้มต่ำเพื่อที่หลังจากที่แต่ละช่องเวลาผ่านไปเพียงหนึ่งอนุภาค อย่างไรก็ตามโดยการเพิ่มคะแนนของโฟตอนตีหน้าจอซ้อนทับบนคลื่นเดียวกัน รูปแบบการรบกวน อนุภาคแม้จะมีข้อเท็จจริงว่าประสบการณ์ที่จะแยกจากกันอย่างเห็นได้ชัด เพราะนี่คือความจริงที่ว่าเรามีชีวิตอยู่ใน "ความน่าจะเป็น" ของจักรวาลซึ่งในทุกเหตุการณ์ในอนาคต peredelennuyu ขอบเขตที่เป็นไปได้และความเป็นไปได้ว่าในครั้งต่อไปจะมีบางสิ่งบางอย่างที่ไม่คาดคิดอย่างสมบูรณ์มีขนาดเล็กมาก

คำถาม

ประสบการณ์ Slit ก่อให้เกิดคำถามเช่น:

1. อะไรที่จะเป็นกฎของพฤติกรรมของอนุภาคบุคคลหรือไม่ กฎหมายของกลศาสตร์ควอนตัชี้ไปยังที่ตั้งของหน้าจอที่อนุภาคจะมีนัยสำคัญทางสถิติ พวกเขาช่วยให้คุณสามารถคำนวณตำแหน่งของแถบแสงที่มีแนวโน้มที่จะมีจำนวนมากของอนุภาคและวงดนตรีที่มืดซึ่งมีแนวโน้มที่จะได้รับอนุภาคที่มีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามกฎหมายที่ควบคุมกลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถคาดการณ์ที่ประสงค์ที่แท้จริงของอนุภาคของแต่ละบุคคล
2. เกิดอะไรขึ้นกับอนุภาคในช่วงเวลาระหว่างการปล่อยและการลงทะเบียนหรือไม่ ขึ้นอยู่กับผลของการสังเกตก็อาจจะให้ความรู้สึกว่าอนุภาคที่อยู่ในการมีปฏิสัมพันธ์กับสองช่อง ดูเหมือนว่าที่นี้จะขัดกับกฎหมายของพฤติกรรมของอนุภาคจุด ทั้งหมดขึ้นดังนั้นเมื่อมันกลายเป็นจุดตรวจจับอนุภาค
3. ภายใต้อิทธิพลของการที่อนุภาคที่มีการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของมันจากคงที่ไม่คงที่และในทางกลับกัน? เมื่ออนุภาคผ่านช่องว่างที่พฤติกรรมของมันเกิดจากการ wavefunction ไม่แปลผ่านไปพร้อม ๆ กันทั้งสองช่อง ในช่วงเวลาของการลงทะเบียนของอนุภาคจะถูกบันทึกไว้เสมอเป็นจุดและไม่เคยได้รับการล้างออกแพ็คเก็ตของคลื่น

คำตอบ

การตีความโคเปนเฮเกนของทฤษฎีควอนตัมที่จะตอบคำถามดังต่อไปนี้:

1. ในหลักการก็เป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดความน่าจะเป็นลักษณะของการคาดการณ์กลศาสตร์ควอนตั นั่นคือมันไม่ถูกต้องบ่งบอกถึงข้อ จำกัด ของความรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับตัวแปรใด ๆ ที่ซ่อน ฟิสิกส์คลาสสิกหมายถึงความน่าจะเป็นในกรณีดังกล่าวเมื่อมีความจำเป็นต้องอธิบายขั้นตอนเช่นการโยน ลูกเต๋า นั่นคือความน่าจะเป็นความรู้ที่ไม่สมบูรณ์แทนที่ การตีความโคเปนเฮเกนของกลศาสตร์ควอนตัมของไฮเซนเบิร์กและบอร์บนมืออื่น ๆ ที่ระบุว่าผลของการวัดในกลศาสตร์ควอนตัมเป็นพื้นฐานที่ไม่ได้กำหนด
2. ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาผลของกระบวนการวัด เพื่อสะท้อนให้เห็นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในการสืบสวนของพวกเขาอย่างผิดกฏหมาย ตามการตีความโคเปนเฮเกนคำถามที่เป็นอนุภาคก่อนที่จะลงทะเบียนและพยานอื่น ๆ เช่นมีความหมายและดังนั้นจึงควรจะแยกออกจากความคิด
3. เหตุการณ์ที่เกิดวัดในการยุบทันทีของฟังก์ชันคลื่น ดังนั้นกระบวนการวัดสุ่มเลือกเพียงหนึ่งในความเป็นไปได้ซึ่งจะช่วยให้การทำงานของคลื่นของสถานะนี้ และสะท้อนให้เห็นถึงทางเลือกนี้ฟังก์ชั่นคลื่นต้องมีการเปลี่ยนแปลงได้ทันที

ภาษา

ถ้อยคำของการตีความโคเปนเฮเกนในรูปแบบเดิมมาจากกระบอกไม้ไผ่หลายรูปแบบ ที่พบมากที่สุดของเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับวิธีการของเหตุการณ์ที่สอดคล้องกันและแนวคิดเช่น decoherence ควอนตัม decoherence ช่วยให้คุณในการคำนวณเขตแดนเลือนระหว่างแมโครและจุลภาค รูปแบบอื่น ๆ ที่แตกต่างกันในระดับของ "ความสมจริงของคลื่นของโลก."

คำวิจารณ์

ประโยชน์ของกลศาสตร์ควอนตั (ไฮเซนเบิร์กและบอร์คำตอบของคำถามแรก) รับการสอบสวนในการทดลองความคิดดำเนินการโดย Einstein, Podolsky และโรเซ็น (เส้นขนาน EPR) ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะพิสูจน์ให้เห็นว่าการดำรงอยู่ของพารามิเตอร์ที่ซ่อนอยู่เป็นสิ่งที่จำเป็นในการสั่งซื้อว่าทฤษฎีไม่ได้นำไปสู่การได้ทันทีและไม่อยู่ในท้องถิ่น "ระยะยาว" อย่างไรก็ตามในระหว่างการตรวจสอบของ EPR-ขัดแย้งซึ่งได้รับการทำไปได้ที่จะขอบคุณความไม่เท่าเทียมกันของเบลล์มันก็พิสูจน์ให้เห็นว่ากลศาสตร์ควอนตัถูกต้องและทฤษฎีต่างๆของพารามิเตอร์ที่ซ่อนอยู่ได้รับการยืนยันการทดลอง

แต่ที่มีปัญหามากที่สุดคือการตอบสนองของไฮเซนเบิร์กและบอร์กับคำถามที่สามเกิดจากขั้นตอนการวัดในตำแหน่งพิเศษ แต่ไม่ได้ตรวจสอบคุณสมบัติที่โดดเด่นในพวกเขา

นักวิทยาศาสตร์หลายคนนักฟิสิกส์และนักปรัชญาทางปฏิเสธที่จะยอมรับการตีความโคเปนเฮเกนของฟิสิกส์ควอนตัม เหตุผลแรกคือข้อเท็จจริงที่ว่าไฮเซนเบิร์กและบอร์ตีความไม่ได้กำหนด และสอง - คือว่ามันแนะนำแนวคิดของมิติที่ไม่แน่นอนที่เปลี่ยนฟังก์ชั่นความน่าจะเป็นในผลที่เชื่อถือได้

ไอน์สไตเชื่อว่าคำอธิบายของความเป็นจริงทางกายภาพที่ได้รับจากกลศาสตร์ควอนตัในการตีความของไฮเซนเบิร์กและบอร์ที่เป็นข้อบกพร่อง ตามที่ไอน์สไตเขาพบว่าสัดส่วนของการใช้เหตุผลในการตีความโคเปนเฮเกน แต่สัญชาตญาณทางวิทยาศาสตร์ของเขาปฏิเสธที่จะยอมรับมัน ดังนั้นไอน์สไตไม่สามารถให้ขึ้นการค้นหาแนวคิดที่ครอบคลุมมากขึ้น

ในจดหมายของเขาที่จะเกิดไอสไตน์กล่าวว่า "ผมแน่ใจว่าพระเจ้าไม่ได้โยนลูกเต๋า!" นีลส์โบห์รแสดงความคิดเห็นในวลีนี้ Einstein กล่าวว่าเขาไม่ได้ชี้ไปที่พระเจ้าว่าจะทำอย่างไร ในการสนทนาของเขากับอับราฮัม Paysom Eynshteyn อุทานออกมาว่า "คุณและจริงๆคิดว่าดวงจันทร์มีอยู่เฉพาะเมื่อคุณมองไปที่มัน?"

เออร์วินชรดิงเกอร์ ขึ้นมาด้วยการทดลองแมวคิดโดยที่เขาต้องการที่จะแสดงให้เห็นถึงความด้อยของกลศาสตร์ควอนตัมในช่วงการเปลี่ยนผ่านจากอะตอมกับระบบกล้องจุลทรรศน์ อย่างไรก็ตามปัญหาที่เกิดขึ้นได้รับการพิจารณายุบจำเป็นของฟังก์ชั่นคลื่นในพื้นที่ ตามทฤษฎีของ Einstein พัทธทันทีและพร้อมให้ความรู้สึกเฉพาะสำหรับผู้สังเกตการณ์ในกรอบ ดังนั้นจึงมีเวลาไม่นานซึ่งจะเป็นเหมือนกันสำหรับทุกคนและดังนั้นการล่มสลายทันทีไม่สามารถระบุได้

กระจาย

การสำรวจทางการดำเนินการโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ในปี 1997 แสดงให้เห็นว่าที่โดดเด่นก่อนที่จะตีความโคเปนเฮเกนกล่าวสั้น ๆ ข้างต้นได้รับการสนับสนุนโดยน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของผู้ตอบแบบสอบถาม แต่ก็มีสมัครพรรคพวกมากขึ้นกว่าที่อื่น ๆ ของการตีความแยกต่างหาก

ทางเลือก

นักฟิสิกส์หลายคนที่ใกล้ชิดกับการตีความของกลศาสตร์ควอนตัแต่ละซึ่งกลายเป็นที่รู้จักในฐานะ "no." สาระสำคัญของการตีความนี้แสดงความพอเพียงในคำพูดของดาวิด Mermin- ว่า "หุบปากและคำนวณได้!" ซึ่งมักจะถูกนำมาประกอบกับ ริชาร์ดไฟน์แมน หรือพอลดิแรก