Co je Kodaňská interpretace?

Pravděpodobně neexistuje žádná oblast vědy, která by byla bizarnější a matoucí, než snažit se pochopit chování hmoty a energie v nejmenších měřítcích. Na počátku dvacátého století fyzici, jako je Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohra mnoho dalších položilo základy pro pochopení této bizarní říše přírody: kvantová fyzika.

Rovnice a metody kvantové fyziky byly v minulém století zdokonaleny, což je ohromující předpovědi, které byly potvrzeny přesněji než jakákoli jiná vědecká teorie v historii EU svět. Kvantová mechanika pracuje na analýze kvantové vlnové funkce (definované rovnicí zvanou Schrodingerova rovnice).

Problém je v tom, že pravidlo o tom, jak funguje kvantová vlna, se zdá být v zásadním rozporu s intuicemi, které jsme vyvinuli, abychom pochopili náš každodenní makroskopický svět. Pokoušet se pochopit základní význam kvantové fyziky se ukázalo být mnohem obtížnější než porozumět chování samotnému. Nejčastěji vyučovanou interpretací je kodaňská interpretace kvantové mechaniky... ale co to vlastně je?

Ústřední myšlenky kodaňské interpretace byly vyvinuty klíčovou skupinou průkopníků kvantové fyziky soustředěnou kolem Kodaně Nielse Bohra Institut ve dvacátých létech, řízení interpretace kvantové vlnové funkce, která se stala výchozí koncepcí vyučovanou v kvantové fyzice kurzy.

Jedním z klíčových prvků této interpretace je, že Schrodingerova rovnice představuje pravděpodobnost pozorování konkrétního výsledku při provádění experimentu. Ve své knize Skrytá realita, fyzik Brian Greene to vysvětluje takto:

"Standardní přístup ke kvantové mechanice, vyvinutý Bohrem a jeho skupinou, nazvaný Kodaňská interpretace na jejich počest předpokládá, že pokaždé, když se pokusíte vidět vlnu pravděpodobnosti, samotný akt pozorování zmařuje váš pokus. “

Problém je v tom, že pozorujeme pouze fyzické jevy na makroskopické úrovni, takže skutečné kvantové chování na mikroskopické úrovni není pro nás přímo dostupné. Jak je popsáno v knize Quantum Enigma:

„Neexistuje žádný„ oficiální “kodaňský výklad. Ale každá verze chytne býka za rohy a tvrdí, že pozorování vytváří pozorovanou vlastnost. Choulostivé slovo je „pozorování“.

„Kodaňská interpretace zvažuje dvě oblasti: existuje makroskopická, klasická říše našich měřicích přístrojů, která se řídí Newtonovými zákony; a je zde mikroskopická kvantová oblast atomů a dalších malých věcí řízená Schrodingerovou rovnicí. Tvrdí, že se nikdy nebudeme zabývat přímo s kvantovými objekty mikroskopické říše. Proto se nemusíme starat o jejich fyzickou realitu nebo o její nedostatek. „Existence“, která umožňuje výpočet jejich účinků na naše makroskopické nástroje, nám stačí vzít v úvahu. “

Nedostatek oficiálního kodaňského tlumočení je problematický, což ztěžuje přesné podrobnosti interpretace. Jak vysvětlil John G. Cramer v článku nazvaném „Transakční interpretace kvantové mechaniky“:

"Navzdory rozsáhlé literatuře, která zmiňuje, diskutuje a kritizuje kodaňskou interpretaci Kvantová mechanika, zdá se, že nikde neexistuje žádné stručné prohlášení, které by definovalo celý Kodaň tlumočení."

Cramer pokračuje ve snaze definovat některé z ústředních myšlenek, které jsou důsledně aplikovány při mluvení o kodaňské interpretaci, a dospívá k následujícímu seznamu:

• Zásada nejistoty: To bylo vyvinuto Wernerem Heisenbergem v roce 1927, což naznačuje, že existují páry konjugovaných proměnných, které nelze měřit na libovolnou úroveň přesnosti. Jinými slovy, kvantová fyzika má absolutní limit, jak přesně určité páry měření, nejčastěji měření polohy a hybnosti současně čas.
• Statistická interpretace: Vyvinutý Maxem Bornem v roce 1926, interpretuje Schrodingerovu vlnovou funkci tak, že dává pravděpodobnost výsledku v jakémkoli daném stavu. Matematický proces pro to je známý jako Narozená vláda.
• Koncept komplementarity: Byl vyvinut společností Niels Bohr v roce 1928 a zahrnuje myšlenku dualita vlnových částic a že krach vlnové funkce je spojen s aktem měření.
• Identifikace státního vektoru se „znalostmi systému“: Schrodingerova rovnice obsahuje řadu stavových vektorů a tyto vektory se mění v čase as pozorováním, aby představovaly znalosti systému v daném čase.
• Pozitivismus Heisenberga: To představuje důraz na diskusi pouze o pozorovatelných výsledcích experimentů, nikoli o „smyslu“ nebo základní „realitě“. Toto je implicitní (a někdy explicitní) přijetí filozofického konceptu instrumentalismu.

Zdá se, že je to docela obsáhlý seznam klíčových bodů kodaňské interpretace, tlumočení však není bez vážných problémů a vyvolalo mnoho kritiky... které stojí za to oslovit samostatně.

Jak bylo uvedeno výše, přesná povaha kodaňské interpretace byla vždy trochu mlhavá. Jeden z prvních odkazů na tuto myšlenku byl v knize Wernera Heisenberga z roku 1930 Fyzikální principy kvantové teorie, kde se zmiňoval o „kodaňském duchu kvantové teorie“. Ale v té době to také bylo pouze interpretace kvantové mechaniky (i když existovaly určité rozdíly mezi jejími přívrženci), nebylo tedy nutné rozlišovat ji vlastním jménem.

Začalo se to označovat jako „kodaňská interpretace“, když alternativní přístupy, jako je přístup Davida Bohma se skrytými proměnnými a Hugh Everettův Interpretace mnoha světů, vyvstal zpochybnit zavedenou interpretaci. Termín „kodaňská interpretace“ se obecně připisuje Wernerovi Heisenbergovi, když v 50. letech hovořil proti těmto alternativním interpretacím. Přednášky používající frázi „Kodaňská interpretace“ se objevily v Heisenbergově sbírce esejů z roku 1958, Fyzika a filozofie.