Pravdepodobne neexistuje vedecká oblasť, ktorá by bola bizarnejšia a mätúcejšia ako snaha porozumieť správaniu hmoty a energie v najmenších mierkach. Na začiatku dvadsiateho storočia fyzici ako Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, a mnoho ďalších položilo základy pre pochopenie tejto bizarnej oblasti prírody: kvantová fyzika.
Rovnice a metódy kvantovej fyziky sa v priebehu minulého storočia zdokonalili, čo ich urobilo ohromujúcimi predpovede, ktoré boli potvrdené presnejšie ako ktorákoľvek iná vedecká teória v histórii USA world. Kvantová mechanika pracuje na analýze kvantovej vlnovej funkcie (definovanej rovnicou nazývanou Schrodingerova rovnica).
Problém je v tom, že pravidlo o spôsobe fungovania kvantovej vlny je v rozpore s intuíciami, ktoré sme vyvinuli, aby sme pochopili náš každodenný makroskopický svet. Pokúsiť sa pochopiť základný význam kvantovej fyziky sa ukázalo byť oveľa ťažšie ako porozumieť správaniu samému. Najčastejšie vyučovanou interpretáciou je kodanská interpretácia kvantovej mechaniky... ale čo to vlastne je?
Priekopníci
Ústredné myšlienky kodanskej interpretácie boli vyvinuté hlavnou skupinou priekopníkov kvantovej fyziky zameraných okolo Kodane Nielsa Bohra. Inštitút v priebehu dvadsiatych rokov 20. storočia poháňal interpretáciu kvantovej vlnovej funkcie, ktorá sa stala predvolenou koncepciou vyučovanou v kvantovej fyzike. kurzov.
Jedným z kľúčových prvkov tejto interpretácie je to, že Schrodingerova rovnica predstavuje pravdepodobnosť pozorovania konkrétneho výsledku pri experimente. Vo svojej knihe Skrytá realita, fyzik Brian Greene to vysvetľuje takto:
"Štandardný prístup k kvantovej mechanike, vyvinutý Bohrom a jeho skupinou, sa nazýva Tlmočenie v Kodani na ich počesť predpokladá, že kedykoľvek sa pokúsite vidieť pravdepodobnostnú vlnu, samotný akt pozorovania zmarí váš pokus. ““
Problém je v tom, že pozorujeme iba fyzikálne javy na makroskopickej úrovni, takže skutočné kvantové správanie na mikroskopickej úrovni nie je pre nás priamo k dispozícii. Ako je uvedené v knihe Quantum Enigma:
„Neexistuje„ oficiálny “kodanský výklad. Ale každá verzia chytí býka za rohy a tvrdí, že pozorovanie vytvára pozorovanú vlastnosť. Zložité slovo je „pozorovanie“.
„Kodanská interpretácia zvažuje dve oblasti: existuje makroskopická, klasická oblasť našich meracích prístrojov, ktorá sa riadi Newtonovými zákonmi; a je tu mikroskopická kvantová oblasť atómov a ďalších malých vecí riadená Schrodingerovou rovnicou. Tvrdí, že sa nikdy nebudeme zaoberať priamo s kvantovými objektmi mikroskopickej ríše. Preto sa nemusíme obávať o svoju fyzickú realitu alebo o jej nedostatok. „Existencia“, ktorá umožňuje vypočítať ich účinky na naše makroskopické nástroje, nám stačí zvážiť. ““
Nedostatok úradného tlmočenia v Kodani je problematický, čo sťažuje presné podrobnosti tlmočenia. Ako vysvetlil John G. Cramer v článku s názvom „Transakčná interpretácia kvantovej mechaniky“:
„Napriek rozsiahlej literatúre, ktorá sa odvoláva na kodanskú interpretáciu Kodane, diskutuje o nej a kritizuje ju Kvantová mechanika, nikde sa nejaví stručné vyhlásenie, ktoré by definovalo celý Kodaň výklad. "
Cramer sa ďalej pokúša definovať niektoré z ústredných myšlienok, ktoré sa dôsledne uplatňujú pri hovorení o kodanskom výklade, a dospieva k nasledujúcemu zoznamu:
- Zásada neistoty: Vyvinuté Wernerom Heisenbergom v roku 1927 to naznačuje, že existujú páry konjugovaných premenných, ktoré sa nedajú zmerať na ľubovoľnú úroveň presnosti. Inými slovami, kvantová fyzika má absolútny strop, ako presne určité páry sú meraní, najčastejšie sú to merania polohy a hybnosti súčasne Čas.
- Štatistická interpretácia: Vyvinutý Maxom Bornom v roku 1926 to interpretuje Schrodingerovu vlnovú funkciu ako pravdepodobnosť výsledku v akomkoľvek danom stave. Matematický proces na to je známy ako Narodená vláda.
- Koncept komplementárnosti: Táto myšlienka bola vyvinutá Nielsom Bohrom v roku 1928 a zahŕňa myšlienku dualita vlnových častíc a že kolaps funkcie vlny je spojený s činom merania.
- Identifikácia štátneho vektora so „znalosťou systému“: Schrodingerova rovnica obsahuje sériu stavových vektorov a tieto vektory sa menia v priebehu času as pozorovaním, aby predstavovali znalosť systému v akomkoľvek danom čase.
- Pozitivizmus Heisenberga: To predstavuje dôraz skôr na diskusiu iba o pozorovateľných výsledkoch experimentov než o „význame“ alebo základnej „realite“. Ide o implicitné (a niekedy aj explicitné) prijatie filozofického konceptu inštrumentalizmu.
Zdá sa, že ide o celkom komplexný zoznam kľúčových bodov, ktoré stoja za kodanským výkladom, tlmočenie však nie je bez vážnych problémov a vyvolalo veľa kritiky... ktoré sa oplatí osloviť samostatne.
Pôvod frázy „Kodanská interpretácia“
Ako je uvedené vyššie, presná povaha kodanského výkladu bola vždy trochu nejasná. Jeden z prvých odkazov na túto myšlienku bol v knihe Wernera Heisenberga z roku 1930 Fyzikálne princípy kvantovej teórie, kde sa zmienil o „kodanskom duchu kvantovej teórie“. Ale v tom čase to tiež bolo iba interpretácia kvantovej mechaniky (aj keď existujú určité rozdiely medzi jej prívržencami), nebolo potrebné rozlišovať medzi jej vlastným menom.
Začalo sa to označovať ako „kodanská interpretácia“, keď alternatívne prístupy, ako napríklad prístup Davida Bohma so skrytými premennými a Hugh Everett's Interpretácia mnohých svetov, došlo k napadnutiu zavedeného výkladu. Termín „kodanský výklad“ sa vo všeobecnosti pripisuje Wernerovi Heisenbergovi, keď v 50. rokoch hovoril proti týmto alternatívnym výkladom. Prednášky využívajúce frázu „Kodanská interpretácia“ sa objavili v zbierke esejí Heisenberga z roku 1958, Fyzika a filozofia.