Какво е тълкуването от Копенхаген?

Вероятно няма област на науката по-причудлива и объркваща, отколкото да се опитвате да разберете поведението на материята и енергията при най-малките мащаби. В началото на ХХ век физици като Макс Планк, т.е. Алберт Айнщайн, Нилс Бори много други положиха основата за разбирането на тази причудлива природа на природата: квантова физика.

Уравненията и методите на квантовата физика са усъвършенствани през миналия век, което прави поразителни прогнози, които са потвърдени по-точно от всяка друга научна теория в историята на свят. Квантовата механика работи, като извършва анализ на квантовата вълнова функция (дефинирана чрез уравнение, наречено Уравнение на Шрьодингер).

Проблемът е, че правилото за това как функционира квантовата вълнова функция драстично противоречи на интуициите, които сме разработили, за да разберем ежедневния си макроскопичен свят. Опитът да разберете основния смисъл на квантовата физика се оказа много по-труден от разбирането на самите поведения. Най-често преподаваната интерпретация е известна като Копенхагенската интерпретация на квантовата механика... но какво всъщност е?

Централните идеи на интерпретацията от Копенхаген са разработени от основна група пионери по квантова физика, съсредоточени около Копенхаген на Нилс Бор Институт през 20-те години на миналия век, движещ интерпретация на квантовата вълнова функция, която се е превърнала в концепцията по подразбиране, преподавана в квантовата физика игрища.

Един от ключовите елементи на тази интерпретация е, че уравнението на Шрьодингер представлява вероятността да се наблюдава определен резултат при провеждането на експеримент. В книгата си Скритата реалност, физикът Брайън Грийн го обяснява по следния начин:

„Стандартният подход към квантовата механика, разработен от Бор и неговата група, и наречен the Копенхагенско тълкуване в тяхна чест, предвижда, че всеки път, когато се опитате да видите вълна на вероятността, самият акт на наблюдение осуетява вашия опит. "

Проблемът е, че ние някога наблюдаваме някакви физически явления на макроскопично ниво, така че действителното квантово поведение на микроскопично ниво не ни е пряко достъпно. Както е описано в книгата Квантова енигма:

„Няма официално тълкуване от Копенхаген. Но всяка версия хваща бика за рогата и твърди това наблюдение произвежда наблюдаваното свойство. Сложната дума тук е „наблюдение“.

„Копенхагенската интерпретация разглежда две области: там е макроскопичната, класическа сфера на нашите измервателни уреди, управлявана от законите на Нютон; и там е микроскопичното, квантовото царство на атомите и други малки неща, управлявани от уравнението на Шрьодингер. Твърди, че никога не се занимаваме пряко с квантовите обекти на микроскопичното царство. Следователно не е необходимо да се притесняваме за тяхната физическа реалност или липсата им. „Съществуване“, което позволява да се изчисли тяхното въздействие върху нашите макроскопични инструменти, е достатъчно, за да разгледаме “.

Липсата на официално тълкуване в Копенхаген е проблематично, което прави трудно да се уточнят точните детайли на тълкуването. Както е обяснено от Джон Г. Cramer в статия, озаглавена "Трансакционното тълкуване на квантовата механика":

„Въпреки обширна литература, която се отнася до, обсъжда и критикува интерпретацията от Копенхаген квантовата механика, никъде не се вижда сбито твърдение, което да определя пълния Копенхаген интерпретация."

Креймър продължава да се опитва да определи някои от основните идеи, които последователно се прилагат, когато говори за интерпретацията от Копенхаген, стигайки до следния списък:

• Принцип на несигурност: Разработен от Вернер Хайзенберг през 1927 г., това показва, че съществуват двойки конюгатни променливи, които не могат да бъдат измерени до произволно ниво на точност. С други думи, има абсолютна шапка, наложена от квантовата физика за това колко точно определени двойки от измервания могат да се правят, най-често измерванията на положение и импулс едновременно време.
• Статистическата интерпретация: Разработена от Макс Роден през 1926 г., това тълкува вълновата функция на Шрьодингер като дава вероятност за резултат във всяко дадено състояние. Математическият процес за това е известен като Родено правило.
• Концепцията за допълване: Разработена от Нилс Бор през 1928 г., това включва идеята за двойност на вълната-частици и че сривът на вълновата функция е свързан с акта на извършване на измерване.
• Идентифициране на вектора на състоянието с "познания за системата": Уравнението на Шрьодингер съдържа серия от вектори на състоянието и тези вектори се променят с течение на времето и с наблюдения, за да представят знанията на дадена система във всеки даден момент.
• Позитивизмът на Хайзенберг: Това представлява акцент върху обсъждането само на наблюдаваните резултати от експериментите, а не върху "смисъла" или в основата на "реалността". Това е имплицитно (а понякога и изрично) приемане на философската концепция за инструментализма.

Това изглежда като доста изчерпателен списък на ключовите моменти зад тълкуването в Копенхаген, но тълкуването не е без някои доста сериозни проблеми и предизвика много критики... които си струва да се адресират самостоятелно.

Както бе споменато по-горе, точният характер на интерпретацията от Копенхаген винаги е бил малко мъгляв. Едно от най-ранните препратки към идеята за това е в книгата на Вернер Хайзенберг от 1930 г. Физическите принципи на квантовата теория, където той се позовава на „Копенхагенския дух на квантовата теория“. Но по онова време това също беше наистина само тълкуване на квантовата механика (въпреки че имаше някои разлики между нейните съмишленици), така че нямаше нужда да се разграничава със собственото си име.

Той започна да бъде наричан „интерпретацията от Копенхаген“, когато алтернативни подходи, като подходът на скритите променливи на Дейвид Бом и Хю Еверет Интерпретация на много светове, възникна, за да оспори установеното тълкуване. Терминът "копенхагенска интерпретация" обикновено се приписва на Вернер Хайзенберг, когато той говори през 50-те години срещу тези алтернативни интерпретации. Лекции, използващи израза „Копенхагенско тълкуване“, се появяват в колекцията от есета на Хайзенберг от 1958 г. Физика и философия.