מה הפירוש של קופנהגן?

ככל הנראה אין תחום מדעי מוזר ומבלבל יותר מאשר לנסות להבין את התנהגות החומר והאנרגיה בסולם הקטנים ביותר. בחלק המוקדם של המאה העשרים, פיזיקאים כמו מקס פלאנק, אלברט איינשטיין, נילס בוהרורבים אחרים הניחו את הבסיס להבנת תחום הטבע המוזר הזה: פיזיקה קוונטית.

המשוואות והשיטות של פיסיקת הקוונטים שופצו במהלך המאה הקודמת, מה שמדהים תחזיות שאושרו בצורה מדויקת יותר מכל תיאוריה מדעית אחרת בתולדותיה עולם. מכניקת הקוונטים עובדת על ידי ביצוע ניתוח של תפקוד הגל הקוונטי (מוגדר על ידי משוואה הנקראת משוואת שרדינגר).

הבעיה היא שהכלל לגבי אופן פעולת תפקוד הגל הקוונטי מתנגש באופן דרסטי עם האינטואיציות שפיתחנו כדי להבין את העולם המקרוסקופי היומיומי שלנו. הניסיון להבין את המשמעות הבסיסית של פיזיקת הקוונטים הוכח כקשה בהרבה מהבנת ההתנהגויות עצמן. הפרשנות הנלמדת ביותר ידועה כפרשנות של קופנהגן למכניקת הקוונטים... אבל מה זה באמת?

החלוצים

הרעיונות המרכזיים לפרשנות של קופנהגן פותחו על ידי קבוצת ליבה של חלוצים בפיזיקה קוונטית שהתרכזו סביב קופנהגן של נילס בוהר. מכון דרך שנות העשרים, מניע את הפרשנות לתפקוד הגל הקוונטי שהפך לתפיסת ברירת המחדל הנלמדת בפיזיקה קוונטית. קורסים.

instagram viewer

אחד המרכיבים העיקריים בפרשנות זו הוא שמשוואת שרדינגר מייצגת את ההסתברות להתבוננות בתוצאה מסוימת בעת ביצוע ניסוי. בספרו המציאות הסמויה, הפיזיקאי בריאן גרין מסביר זאת כך:

"הגישה הסטנדרטית למכניקת הקוונטים, שפותחה על ידי בוהר וקבוצתו, וכינתה" פרשנות של קופנהגן לכבודם, רואה כי בכל פעם שאתה מנסה לראות גל הסתברות, עצם ההתבוננות מסכלת את הניסיון שלך. "

הבעיה היא שאנחנו מתבוננים אי פעם בתופעות פיסיקליות ברמה המאקרוסקופית, ולכן ההתנהגות הקוונטית בפועל ברמה המיקרוסקופית אינה זמינה לנו ישירות. כמתואר בספר אניגמה קוונטית:

"אין פרשנות קופנהאנית 'רשמית'. אבל כל גרסה תופסת את השור בקרניים ומטענת זאת תצפית מייצרת את הנכס שנצפה. המילה המסובכת כאן היא 'התבוננות' ...
"הפרשנות של קופנהגן מחשיבה שני תחומים: יש את התחום המאקרוסקופי והקלאסי של מכשירי המדידה שלנו הנשלטים על ידי חוקי ניוטון; ויש את התחום המיקרוסקופי, הקוונטי של אטומים ושאר דברים קטנים הנשלטים על ידי משוואת שרדינגר. זה טוען שלעולם לא נעסוק באופן ישיר עם האובייקטים הקוונטים של התחום המיקרוסקופי. לפיכך אנו לא צריכים לדאוג למציאותם הגופנית, או מהיעדרם. מספיק לנו לשקול "קיום" המאפשר חישוב השפעותיהם על המכשירים המקרוסקופיים שלנו. "

היעדר הפרשנות הרשמית של קופנהגן הוא בעייתי, מה שמקשה על הפרטים המדויקים של הפרשנות. כפי שהוסבר על ידי ג'ון ג. קרמר במאמר שכותרתו "הפרשנות העסקית של מכניקת הקוואנטים":

"למרות ספרות נרחבת המתייחסת, דנה ומבקר את הפרשנות של קופנהגן במכניקת הקוונטים, בשום מקום לא נראה שיש שום אמירה תמציתית המגדירה את קופנהגן המלאה פרשנות."

קרמר ממשיך לנסות להגדיר כמה מהרעיונות המרכזיים המוחלים בעקביות כשמדברים על הפרשנות של קופנהגן, ומגיעים לרשימה הבאה:

  • עקרון אי הוודאות: זה פותח על ידי ורנר הייזנברג בשנת 1927, זה מצביע על כך שקיימים זוגות של משתנים מצומדים שלא ניתן למדוד שניהם לרמת דיוק שרירותית. במילים אחרות, קיימת כיפה מוחלטת שמטילה פיזיקת הקוונטים על כמה מדויק זוגות מסוימים ניתן לבצע מדידות, לרוב המדידות של מיקום ותנופה זהים זמן.
  • הפרשנות הסטטיסטית: זה פותח על ידי מקס נולד בשנת 1926, זה מפרש את פונקציית הגל שרדינגר כמניב את ההסתברות לתוצאה בכל מצב נתון. התהליך המתמטי לשם כך ידוע בשם שלטון נולד.
  • מושג ההשלמה: זה פותח על ידי נילס בוהר בשנת 1928, זה כולל את הרעיון של דואליות גל-חלקיקים וכי קריסת פונקציית הגל קשורה למעשה של ביצוע מדידה.
  • זיהוי וקטור המדינה עם "ידיעת המערכת": משוואת שרדינגר מכילה סדרה של ווקטורי מדינה, וקטורים אלה משתנים עם הזמן ועם תצפיות כדי לייצג את הידע של מערכת בכל זמן נתון.
  • הפוזיטיביזם של הייזנברג: זה מייצג דגש על דיון אך ורק בתוצאות הניתנות לצפייה של הניסויים, ולא ב"משמעות "או בבסיס" המציאות ". זו קבלה מרומזת (ולעיתים מפורשת) של התפיסה הפילוסופית של אינסטרומנטליזם.

זה נראה כמו רשימה מקיפה למדי של נקודות המפתח שמאחורי הפרשנות של קופנהגן, אך הפרשנות אינה ללא בעיות רציניות למדי והציתה רבים ביקורות... שכדאי להתייחס בכוחות עצמם באופן אינדיבידואלי.

מקור הביטוי "פירוש קופנהגן"

כאמור לעיל, אופיו המדויק של הפרשנות בקופנהגן תמיד היה מעט ערמומי. אחת ההתייחסויות המוקדמות לרעיון זה היה בספרו של ורנר הייזנברג משנת 1930 העקרונות הפיזיים של תורת הקוונטים, בו התייחס "לרוח קופנהגן של תורת הקוונטים." אבל באותה תקופה זה היה גם באמת רק פרשנות של מכניקת הקוונטים (למרות שהיו כמה הבדלים בין תומכיה), כך שלא היה צורך להבדיל אותה בשמה שלה.

זה התחיל להתייחס אליו רק כ"פרשנות הקופנהגן "כאשר גישות אלטרנטיביות, כמו גישת המשתנים הנסתרים של דיוויד בוהם וגישתו של יו אוורט פרשנות עולמות רבים, קם לאתגר את הפרשנות המבוססת. המונח "פרשנות של קופנהגן" מיוחס לרוב לוורנר הייזנברג כאשר דיבר בשנות החמישים נגד פרשנויות אלטרנטיביות אלה. הרצאות בהן השתמשו בביטוי "פרשנות של קופנהגן" הופיעו באוסף המסות של הייזנברג משנת 1958, פיזיקה ופילוסופיה.

instagram story viewer