Wat is de Kopenhagen ynterpretaasje?

Copenhagen ynterpretaasje - in útlis fan de kwantummeganika, formulearre troch Niels Bohr en Werner Heisenberg yn 1927, doe't wittenskippers hawwe gearwurke yn Kopenhagen. Bohr en Heisenberg wienen by steat te ferbetterjen de funksje fan in probabilistic ynterpretaasje, formulearre troch M. Born, en besocht te antwurdzje in rige fragen, it foarkommen fan dat komt troch wave-dieltsje dualiteit. Dit artikel sil besprekt de wichtichste ideeën fan it Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantummeganika, en harren ynfloed op moderne natuerkunde.

problemen

Ynterpretaasjes fan de kwantummeganika neamd de filosofyske opfettings fan de aard fan de kwantummeganika is de teory dat beskriuwt it materiaal wrâld. Mei harren help, kinne jo beäntwurdzje fragen oer de natuer fan de fysike wurklikheid, it proses fan syn stúdzje, it aard fan kausaliteit en determinisme, likegoed as it aard fan statistiken en syn plak yn de kwantummeganika. Kwantummeganika wurdt beskôge as de meast resonânsje teory yn 'e skiednis fan' e wittenskip, lykwols, in konsensus op syn djip begryp fan it noch net-besteand. Der binne in oantal ynterpretaasjes fan de kwantummeganika, en hjoed sjogge wy nei de meast populêre fan harren.

De wichtichste ideeën

It is bekend dat de fysike wrâld bestiet út kwantum objekten en klassike ynstruminten foar it mjitten. De feroaring yn steat ynstrumintaasje beskriuwt statistyske proses ûnomkearbere feroarings mikroskopyske eigenskippen. Doe't de mikro-object interacts mei atomen fan it mjitten apparaat, dat fermindert oan it superposition fan ien, i.e. der in reduksje fan de weach funksje fan 'e mjitting foarwerp. Schrödinger fergeliking net beskriuwe dit resultaat.

Ut it perspektyf fan 'e Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantummeganika net beskriuwe har eigen micro-objekten en harren eigenskippen, dy't iepenbiere yn macroconditions, meitsje de ultime measuring apparaten ûnder it tafersjoch fan. It gedrach fan atomic objekten kinne net wurde ûnderskieden fan harren ynteraksje mei de apparaten foar mjitting, dy't lossen de betingsten fan it ûntstean fan de ferskynsels.

In blik op de kwantummeganika

Kwantummeganika is de teory fan de statyske. Dat komt troch it feit dat it mikro-object mjitting liedt ta in feroaring yn syn tastân. Dus der is in probabilistic beskriuwing fan 'e oarspronklike posysje fan it foarwerp beskreaun troch in weach funksje. Komplekse wave funksje - de sintrale konsept fan de kwantummeganika. De golf funksje wurdt feroare nei in nije mjitting. It resultaat fan dizze mjitting hinget ôf fan de wave funksje, in probabilistic wize. De fysike wearde hat allinne de fjouwerkante Modulus fan de golf funksje, dy't befêstiget de kâns dat de ûndersochte mikro-foarwerp is yn in bepaald punt yn de romte.

Yn de kwantummeganika, de wet fan 'e kausaliteit wurdt útfierd mei respekt foar de wave funksje, time-wikseljende ôfhinklik fan' e inisjele Betingsten, en net ten opsichte fan de koördinaten fan it dieltsje snelheid, lykas yn 'e klassike ynterpretaasje fan de meganika. Fanwege it feit dat de fysike wearde wurdt berekkene mei allinnich it plein fan de golf funksje, syn earste wearde kin net fêststeld wurde, yn prinsipe, dat liedt ta in bepaalde ûnfermogen te krijen krekte kennis oer it oarspronklike steat kwantum systeem.

De filosofyske basis

Ut in filosofysk eachpunt, de basis fan it Kopenhagen ynterpretaasje fan 'e kennisteoretyske útgongspunten binne:

1. Observability. Syn essinsje leit yn de útsluting fan it fysike teory fan de stellings dy't kin net ferifiearre wurde troch direkte waarnimming.
2. Additionality. It suggerearret dat de weach en corpuscular beskriuwing fan it microworld foarwerpen folje inoar.
3. Ûnwissichheid. It seit dat it koördinatestelsel fan it mikro-objekten en harren momentum kin net fêststeld wurde apart, en mei absolute útjoech.
4. Statyske determinisme. Ymplisearret dat de hjoeddeistige steat fan it fysike systeem wurdt bepaald troch syn eardere steat is net in hiel bysûndere wize, mar inkeld mei de kâns op de trends besletten leit yn it ferline.
5. Compliance. Neffens dat begjinsel, de wetten fan de kwantummeganika binne bekeard ta de wetten fan de klassike meganika, at it mooglik is om fertutearzing de wearde fan de kwantumfysika fan aksje.

foardielen

Yn kwantumfysika, ynformaasje oer de atomêre objekten krigen troch eksperimintele opset binne yn in soarte fan relaasje mei elkoar. De ûnsekerheden fan Werner Heisenberg relaasjes wurdt besjoen ynverze evenredichheid tusken inaccuracies fixing Kinetic en dynamyske fariabelen dy't bepale de steat fan in fysyk systeem yn klassike meganika.

In wichtige foardiel fan it Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantummeganika is it feit dat it net wurkje direkt op 'e detaillearre útspraken fan fysyk unobservable hoeveelheden. Dêrneist mei in minimum fan betingsten is bout in konseptuele systeem, wiidweidich beskriuwt de eksperimintele bewiis beskikber op it stuit.

De betsjutting fan de golf funksje

Neffens de Kopenhagen bitsjutting, it wave funksje kin wêze is ûndergeskikt oan twa prosessen:

1. Unitary evolution, dat wurdt beskreaun troch de Schrödinger fergeliking.
2. Measurement.

De tangens y werom fan it earste proses net hawwe anybody te twifelje de wittenskiplike mienskip, en de twadde proses hat feroarsake debat en hat spawned in oantal ynterpretaasjes, sels binnen it grutste part fan 'e Kopenhagen ynterpretaasje fan it bewustwêzen. Oan 'e iene kant, der is alle reden om oan te nimmen dat de golf funksje is neat oars as in echte fysyk foarwerp, en dat it ûndergiet ynsakjen tidens de twadde proses. Oan 'e oare kant, de wave funksje kin net in echte entiteit, en in helptiidwurd wiskundige ark, it ienige doel dêrfan is om te soargjen foar de mooglikheid om te berekkenjen de kâns. Bohr beklamme it feit dat de iennichste ding dat kin foarsein - is it gefolch fan fysike ûnderfiningen, dus alle fuortset saken moatte ferwize net nei in eksakte wittenskip en filosofy. Hy bikende it yn har bestjoeringssysteem tiid filosofy fan it positivisme, easket dat wittenskip wurdt besprutsen pas echt mjitber dingen.

belibje double-slit

Yn de dûbele-cleft eksperimintearjen it ljocht passing troch twa iepening, falle ôf it skerm op hokker ferskine de twa bûtenrâne fan it doarp: tsjuster en ljocht. Dit proses is it gefolch fan it feit dat ljocht weagen kin yn guon plakken elkoar fersterkje, en yn oaren - te annulearjen inoar. Oan de oare kant, it eksperimint yllustrearret dat it ljocht hat in part fan de streaming eigenskippen en de elektroanen meie eksposearje wave eigenskippen, dus it tastean fan in hinderjen patroan.

It kin oannommen wurde dat de ûnderfining wurdt útfierd mei in foton drift (of elektron) is sa leech yntensiteit, dat nei eltse kear slot giet mar ien dieltsje. Lykwols, troch it tafoegjen fan 'e punten fan fotoanen reitsjen it skerm, oaninoar op' e weagen deselde ynminging patroan, nettsjinsteande it feit dat ûnderfining om sabeare aparte dieltsjes. Dat komt troch it feit dat wy libje yn in "kâns" fan it hielal, dêr't alle takomst barren is peredelennuyu safier mooglik, en de kâns dat de kommende tiid sil der wat folslein ûnferwachte, is hiel lyts.

fragen

Cleft ûnderfining ropt fragen lykas:

1. Wat sil de regels fan gedrach fan yndividuele dieltsjes? De wetten fan de kwantummeganika wize oan it skerm lokaasje by hokker dieltsjes sille wêze statistysk. Se tastean jo te berekkenjen de lokaasje fan it ljocht strips dêr't, wierskynlik te wêzen in soad dieltsjes, en tsjustere bands, dy't nei alle gedachten te krijen lytsere dieltsjes. Lykwols, de wetten dy't bestjoere de kwantummeganika kinne net foarsizze wêr't de eigentlike wil fan yndividuele dieltsjes.
2. Wat bart der mei it dieltsje yn de tiid tusken de útstjit en registraasje? Op grûn fan de resultaten fan waarnimmingen, kin jouwe de yndruk dat in dieltsje tahâldt yn de ynteraksje mei de twa plakken. It liket derop dat dit is yn striid mei de wetten fan gedrach fan in punt dieltsje. Alle mear sa as it wurdt in dieltsje detection punt.
3. Under de ynfloed fan 'dêr't it dieltsje feroaret syn hâlden en dragen út statyske foar net-statyske, en oarsom? Wannear't in dieltsje rint troch it gat, syn hâlden en dragen wurdt feroarsake troch net-pleatslik wavefunction passing tagelyk troch beide iepening. Yn de tiid fan de registraasje fan dieltsjes wurdt altyd opnommen as in punt, en nea krij wosken út de golf pakket.

Responses

De Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantumteory te beäntwurdzjen fragen as folget:

1. Yn prinsipe is it ûnmooglik om elimineren de probabilistic karakter fan de kwantummeganika foarsizzings. Dat is, dat kin net sekuer oanjaan de beheining fan minsklike kennis oer eltse ferburgen fariabelen. Klassike natuerkunde ferwiist nei de kâns yn dy gefallen as is it nedich om te beskriuwen it proses sa as Tossing de dobbelstiennen. Dat is, de kâns ferfangt net kompleet kennis. De Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantummeganika, Heisenberg en Bohr, oan 'e oare kant, stelt dat it resultaat fan de mjitting yn de kwantummeganika is wêzentlik net-deterministysk.
2. Natuerkunde is de wittenskip dy't bestudearret de resultaten fan de mjitting prosessen. Om te reflektearje op wat der yn harren ûndersyk unlawfully. Neffens de Kopenhagen bitsjutting, de fraach wêr wie de dieltsje foar syn ynskriuwing, en oare sokke maaksels binne sinleas, en dêrom moat útsluten wurde fan tinken.
3. measurement evenemint resultearret yn de direkte ynsakjen fan de golf funksje. Sadwaande kin it mjitting proses willekeurich selektearret mar ien fan 'e mooglikheden, dy't mooglik makket it weach funksje fan dizze status. En om te reflektearje dizze kar, de wave funksje moat feroare fuortendaliks.

taal

De formulearring fan it Kopenhagen ynterpretaasje yn syn oarspronklike foarm spawned ferskate fariaasjes. De meast foarkommende fan dy is basearre op de oanpak fan de konsistinte eveneminten en sokke konsepten as kwantum decoherence. Decoherence kinne jo te berekkenjen de fuzzy grins tusken de macro- en microcosms. Oare fariaasjes ferskille yn de graad fan "Realisme fan de weach fan 'e wrâld."

krityk

It nut fan de kwantummeganika (Heisenberg en Bohr syn antwurd op de earste fraach) al fraachtekens yn in gedachte eksperimint, útfierd troch Einstein, Podolsky en Rosen (EPR paradoks). Dêrmei de wittenskippers woe om te bewizen dat it bestean fan ferburgen parameters is nedich om dat de teory net liede ta in direkte en non-lokale "lange-range". Lykwols, ûnder de ynspeksje fan de EPR-paradoks, dat is mooglik makke tanksij Bell syn ongelijkheden, waard bewiisd dat de kwantummeganika goed is, en ferskate teoryen fan ferburgen parameters hawwe eksperimentele befêstiging.

Mar it meast problematysk wie de reaksje op Heisenberg en Bohr op de tredde fraach posearre troch it mjitten proses yn in spesjale posysje, mar net ûntdekke de karakteristike skaaimerken yn harren.

In protte wittenskippers, natuerkundigen en filosofen, flatly wegere te akseptearjen de Kopenhagen ynterpretaasje fan de kwantumfysika. De earste reden wie it feit dat Heisenberg en Bohr syn ynterpretaasje wie net deterministysk. En it twadde - is dat it yntrodusearret it begryp indefinite diminsje dy't omfoarme kâns funksjes yn betroude resultaten.

Einstein wie derfan oertsjûge dat de beskriuwing fan fysike realiteit jûn troch kwantummechanica yn 'e útlis fan Heisenberg en Bohr, is defect. Neffens Einstein, hy fûn it oanpart logika yn de Kopenhagen ynterpretaasje, mar syn wittenskiplike ynstinkten wegere te akseptearjen is. Dêrom, Einstein koe net opjaan it sykjen mear útwreide konsept.

Yn syn brief oan Born, Einstein sei: "Ik bin der wis fan, dat God net smyt dobbelstiennen!". Niels Bohr, Taljochting op dizze sin, Einstein sein dat er net ferwize nei God wat te dwaan. Yn syn petear mei Abraham Paysom Eynshteyn roppen: "Jo en echt tinke de moanne bestiet allinnich as jo sjogge nei it?".

Erwin Schrödinger kaam mei de kat tinken eksperimint troch dêr't er woe omtinken oan de minderweardichheidskompleks fan de kwantummeganika yn de oergong fan de subatomêre nei mikroskopyske systemen. Lykwols, it probleem wie nedich achte ynsakjen fan de golf funksje yn romte. Neffens Einstein syn relativiteitsteory, direkt en tagelyk logysk allinne foar in waarnimmer yn ien frame. Sa, der is gjin tiid, dat soe wêze itselde foar alle, en dêrom, de instant ynstoarting kin net bepaald wurde.

spread

In ynformele ûndersyk útfierd troch de wittenskiplike mienskip yn 1997, die bliken dat de oerhearskjende foardat de Kopenhagen ynterpretaasje, koart besprutsen hjirboppe, wurdt stipe troch minder as de helte fan de respondinten. Lykwols, it hat mear oanhingers as dy fan oare ynterpretaasjes apart.

alternatyf

In protte natuerkundigen tichter by eltse ynterpretaasje fan de kwantummeganika, dy't bekend waard as "nee." De essinsje fan dizze útlis rom útdrukking brocht yn it wird fen David Mermin-: "Slút en berekkene!", Dy't wurdt faak taskreaun oan Richard Feynman of Paul Dirac.