· Popperin koe · Stern-Gerlachin koe · Youngin koe · Bellin epätasa-arvojen todentaminen · Valosähköinen vaikutus · Compton-ilmiö

Sanamuoto
Schrödinger-esitys Heisenberg-esitys Vuorovaikutusesitys Matriisi-kvanttimekaniikka Polkuintegraalit Feynman-kaaviot

Yhtälöt
Schrödingerin yhtälö Paulin yhtälö Klein-Gordonin yhtälö Diracin yhtälö Schwinger-Tomonaga yhtälö Von Neumannin yhtälö Blochin yhtälö Lindbladin yhtälö Heisenbergin yhtälö

Teorian kehitys
Kvanttikenttäteoria Kvanttielektrodynamiikka Glashow-Weinberg-Salam teoria Kvanttikromodynamiikka Standardimalli Kvanttigravitaatio

Merkittäviä tiedemiehiä
Planck Einstein Schrödinger Heisenberg Jordan Bohr Pauli Dirac Fock Syntynyt Broglie Landau Feynman Bohm Everett

Katso myös: Portaali: Fysiikka

Kööpenhaminan tulkinta- kvanttimekaniikan tulkinta (tulkinta), jonka muotoilivat Niels Bohr ja Werner Heisenberg yhteisessä työssään Kööpenhaminassa noin 1927. Bohr ja Heisenberg paransivat M. Bornin antamaa todennäköisyyspohjaista tulkintaa aaltofunktiosta ja yrittivät vastata useisiin kvanttimekaniikkaan kuuluvan korpuskulaaristen aaltojen dualismista, erityisesti mittauskysymykseen, nouseviin kysymyksiin.

Kööpenhaminan tulkinnan tärkeimmät ideat

Fyysinen maailma koostuu kvantti(pienistä) esineistä ja klassisista mittalaitteista.

Kvanttimekaniikka on tilastollinen teoria, joka johtuu siitä, että mikroobjektin alkuolosuhteiden mittaus muuttaa sen tilaa ja johtaa todennäköisyys kuvaus mikroobjektin alkuasemasta, joka kuvataan aaltofunktiolla . Kvanttimekaniikan keskeinen käsite on monimutkainen aaltofunktio. Aaltofunktion muutosta voidaan kuvata uuteen ulottuvuuteen. Sen odotettu tulos riippuu todennäköisesti aaltofunktiosta. Fyysisesti merkittävä on vain aaltofunktion moduulin neliö, mikä tarkoittaa todennäköisyyttä löytää tutkittu mikroobjekti jostain paikasta avaruudessa.

Kvanttimekaniikan kausaalisuuden laki toteutuu suhteessa aaltofunktioon, jonka muutoksen ajassa määräävät täysin sen alkuolosuhteet, eikä suhteessa hiukkasten koordinaatteihin ja nopeuksiin, kuten klassisessa mekaniikassa. Koska vain aaltofunktion moduulin neliöllä on fyysinen merkitys, aaltofunktion alkuarvoja ei periaatteessa voida täysin löytää, mikä johtaa kvanttijärjestelmän alkutilan tiedon epävarmuuteen. .

… Heisenbergin epävarmuusrelaatiot… antavat yhteyden (käänteisen suhteellisuuden) niiden kvanttimekaniikassa hyväksyttävien kinemaattisten ja dynaamisten muuttujien kiinnityksen epätarkkuuksien välille, jotka määrittävät fyysisen järjestelmän tilan klassisessa mekaniikassa.

Kööpenhaminan tulkinnan vakava etu on, että siinä ei käytetä yksityiskohtaisia ​​lausuntoja suoraan fysikaalisesti havaitsemattomista suureista ja rakennetaan vähimmäisedellytyksillä käsitejärjestelmä, joka kuvaa tyhjentävästi nykyään saatavilla olevia kokeellisia tosiasioita.

Aaltofunktion merkitys

Kööpenhaminan tulkinta ehdottaa, että kaksi prosessia voivat vaikuttaa aaltofunktioon:

• unitaarinen evoluutio Schrödingerin yhtälön mukaan
• mittausprosessi

Kukaan ei ole eri mieltä ensimmäisestä prosessista, ja toisesta on olemassa useita erilaisia ​​tulkintoja, jopa itse Kööpenhaminan tulkinnan sisällä. Toisaalta voimme olettaa, että aaltofunktio on todellinen fyysinen objekti ja että se romahtaa toisen prosessin aikana, toisaalta voimme olettaa, että aaltofunktio on vain matemaattinen aputyökalu (eikä todellinen entiteetti), jonka ainoa tarkoitus on se antaa meille mahdollisuuden laskea todennäköisyyksiä. Bohr korosti, että ainoa ennustettavissa oleva asia on fysikaalisten kokeiden tulokset, joten lisäkysymykset eivät kuulu tieteeseen, vaan filosofiaan. Bohr jakoi positivismin filosofisen käsitteen, joka edellyttää tieteen puhuvan vain todella mitattavissa olevista asioista.

Havainnollistaen tätä Einstein kirjoitti Bornille: " Olen vakuuttunut siitä, että Jumala ei heitä noppaa", - ja huudahti myös keskustelussa Abraham Paisin kanssa:" Luuletko todella, että kuu on olemassa vain, kun katsot sitä?". N. Bohr vastasi hänelle: "Einstein, älä kerro Jumalalle mitä tehdä." Erwin Schrödinger keksi kuuluisan ajatuskokeen Schrödingerin kissasta, jolla hän halusi osoittaa kvanttimekaniikan epätäydellisyyden siirtymisessä subatomisista makroskooppisiin järjestelmiin.

Samoin aaltofunktion välttämätön "hetkellinen" romahtaminen kaikessa avaruudessa aiheuttaa ongelmia. Einsteinin suhteellisuusteoria sanoo, että hetkellisyys, samanaikaisuus on järkevää vain havainnoijille, jotka ovat samassa viitekehyksessä - kaikille ei ole yhtä aikaa, joten myös hetkellinen romahdus jää määrittelemättömäksi.

Yleisyys tiedemiesten keskuudessa

Epävirallinen kysely, joka tehtiin vuonna 1997 UMBC:n sponsoroimassa symposiumissa (Englanti)Venäjän kieli, osoitti, että alle puolet osallistujista kannatti aikoinaan hallitsevaa Kööpenhaminan tulkintaa. Yleisesti ottaen kyselyyn osallistuneiden äänet jakautuivat seuraavasti:

Tulkinta	Annetut äänet
Kööpenhaminan tulkinta	13
Monien maailmojen tulkinta	8
Bohmin tulkinta	4
Johdonmukaisia ​​tarinoita (Englanti)Venäjän kieli	4
Muokattu dynamiikka (GRW (Englanti)Venäjän kieli)	1
Mikään yllä olevista tai ei ollut vaikea vastata	18

Vaihtoehtoja

Monet fyysikot kallistuvat kvanttimekaniikan niin sanottuun "ei" tulkintaan, joka ilmaistaan ​​ytimekkäästi David Merminin aforismissa: "Turpa kiinni ja laske!" (alkuperäinen englanniksi "Shut up and laske"), usein (ilmeisesti vahingossa) johtuu Richard Feynmanista tai Paul Diracista.

Kritisoimalla tätä lähestymistapaa E. M. Chudinov huomautti, että

Fysiikan alalla työskentelevällä asiantuntijalla on usein illuusio tieteellisen toimintansa täydellisestä riippumattomuudesta filosofiasta. Tämä johtuu siitä, että hän astuu tieteellisen teorian valmiiseen rakennukseen sen luontaisella tieteellisen ajattelun tyylillä ja tieteellisen ajattelun tyylin kautta havaitsee tiettyjä filosofisia periaatteita. Tiedemiehet eivät aina tunnista näitä tieteellisen teorian filosofisia lähtökohtia selvästi, mutta tämä ei estä heitä olemasta filosofisia.

F. Engels panee merkille luonnontieteilijöiden keskuudessa yleisen väärinkäsityksen:

Luonnontutkijat kuvittelevat vapautuvansa filosofiasta, kun he jättävät huomiotta tai moittivat sitä. Mutta koska he eivät voi liikkua askeltakaan ilman ajattelua, loogiset kategoriat ovat välttämättömiä ajattelulle, ja he lainaavat nämä kategoriat kritiikittömästi joko niin sanottujen koulutettujen ihmisten tavallisesta yleistietoisuudesta, jota hallitsevat kauan kuolleiden filosofisten järjestelmien jäännökset. , tai pakollisilla yliopiston filosofian kursseilla kuunneltuista muruista (jotka eivät ole vain hajanaisia ​​näkemyksiä, vaan myös monimuotoisimpiin ja suurimmaksi osaksi pahimpiin kouluihin kuuluvien ihmisten näkemyksiä), tai kritiikittömästä ja kaikenlaisten filosofisten teosten epäjärjestelmällinen lukeminen - sitten lopulta he huomaavat olevansa edelleen filosofian alisteisia, mutta valitettavasti suurimmaksi osaksi pahimpia, ja ne, jotka eniten väärinkäyttävät filosofiaa, ovat vain pahimman vulgarisoitujen jäänteiden orjia. filosofisia oppeja.

Katso myös

Kirjoita arvio artikkelista "Kööpenhaminan tulkinta"

Huomautuksia

Kommentit

Lähteet ja käytetty kirjallisuus

1. Gribbin J. QIS FOR QUANTUM: Hiukkasfysiikan tietosanakirja. - 2000. - S. 4-8. - ISBN 978-0684863153.
2. Heisenberg V. Kvanttiteorian tulkinnan kehitys // Niels Bohr ja fysiikan kehitys / la. toim. Pauly W.- M: IL, 1958. - S. 23-45.
3. Heisenberg V. Muistoja kvanttimekaniikan kehityksen aikakaudelta // 1900-luvun teoreettinen fysiikka / la. toim. Smorodinsky Ya. A.- M: IL, 1962. - S. 53-59.
4. , kanssa. yhdeksäntoista.
5. Bohr N. Keskusteluja Einsteinin kanssa atomifysiikan tietoteorian ongelmista // Atomifysiikka ja ihmistieto - M .: IL, 1961. - s. 60
6. , kanssa. 20.
7. Syntynyt M. Aaltomekaniikan tilastollinen tulkinta // Atomifysiikka - M.: Mir, 1965. - s. 172-178
8. Syntynyt M. Kvanttimekaniikan tilastollinen tulkinta // Fysiikka sukupolveni elämässä - M.: IL, 1963. - s. 301-315
9. Syntynyt M. Atomifysiikka - M.: Mir, 1965. - s. 125
10. , kanssa. 226.
11. Bohr N.// Fysikaalisten tieteiden edistysaskel, nro 1, 1959
12. , kanssa. 225.
13. Einstein A. Fysiikka ja todellisuus // Tieteellisten julkaisujen kokoelma, osa IV. - M., 1966. - s. 223
14. Tegmark M. (1997), "Kvanttimekaniikan tulkinta: monta maailmaa vai monia sanoja?", arΧiv:
15. N. David Mermin(englanniksi) // Physics Today. - 2004. - Fasc. 5. - s. 10 .
16. , kanssa. 300.
17. * Engels F. Luonnon dialektiikka // Sobr. cit., toim. 2, osa 20. - M .: Politizdat, 1959. - 524 s.

Kirjallisuus

• Heisenberg V. Fysiikka ja filosofia. Osa ja kokonaisuus. - M .: Nauka, 1989. - 400 s. - ISBN 5-02-012452-9.
• Chudinov E.M. Suhteellisuusteoria ja filosofia. - M .: Politizdat, 1974. - 303 s.
• Fysiikan ongelmat: klassikot ja nykyaika / toim. G. Trader. - M .: Mir, 1982. - 328 s.

Ote, joka kuvaa Kööpenhaminan tulkintaa

Ja Mavra Kuzminishna seisoi pitkään märillä silmillä suljetun portin edessä, pudistaen mietteliäästi päätään ja tunsi odottamattoman äidillisen arkuuden ja säälin tulvan tuntematonta upseeria kohtaan.

Varvarkan keskeneräisessä talossa, jonka pohjalla oli juomatalo, kuului humalaisia ​​huutoja ja lauluja. Pienessä, likaisessa huoneessa pöytien vieressä istui noin kymmenen tehdastyöläistä. He kaikki, humalassa, hikinen, samein silmin, jännittyneinä ja suut auki, lauloivat jonkinlaista laulua. He lauloivat erilleen, vaikein ponnisteluin, ilmeisesti ei siksi, että he olisivat halunneet laulaa, vaan vain todistaakseen olevansa humalassa ja kävelemässä. Yksi heistä, pitkä vaalea mies puhtaassa sinisessä takkissa, seisoi heidän päällänsä. Hänen kasvonsa, joilla on ohut, suora nenä, olisivat olleet kauniit, elleivät ohuet, puristetut, jatkuvasti liikkuvat huulet ja sameat, rypistyneet, liikkumattomat silmät olisivat olleet. Hän seisoi laulavien päällä ja, ilmeisesti kuvitellen jotain, heilutti juhlallisesti ja kulmikkaasti heidän päänsä yli kyynärpäähän kierrettyä valkoista kättä, jonka likaisia ​​sormia hän yritti epäluonnollisesti levittää. Hänen chuykan hiha oli jatkuvasti alaspäin, ja kaveri kääri sitä ahkerasti jälleen ylös vasemmalla kädellään, ikään kuin siinä olisi jotain erityisen tärkeää, että tämä valkoinen jäntevä heiluttava käsi oli aina alasti. Laulun keskellä eteisessä ja kuistilla kuului tappeluhuutoja ja iskuja. Pitkä mies heilutti kättään.
- Sapatti! hän huusi käskevästi. - Taistele kaverit! - Ja hän, lakkaamatta käärimästä hihaansa, meni ulos kuistille.
Tehtaan työntekijät seurasivat häntä. Tehtaan työntekijät, jotka juoivat tavernassa sinä aamuna pitkän miehen johdolla, toivat nahkaa tehtaalta suutelijalle, ja tätä varten heille annettiin viiniä. Naapuripajojen sepät, kuultuaan tavernan huvittelun ja uskoen, että taverna oli rikki, halusivat murtautua siihen väkisin. Kuistilla syttyi tappelu.
Suutelija taisteli sepän kanssa ovella, ja tehtaan työntekijöiden lähtiessä seppä irtautui suudelmasta ja kaatui kasvot jalkakäytävälle.
Toinen seppä ryntäsi ovesta nojaten suutelijaan rinnallaan.
Hihansa kääritty tyyppi löi silti ovesta ryntäävää seppää kasvoihin ja huusi villisti:
- Kaverit! meidän lyödään!
Tällä hetkellä ensimmäinen seppä nousi maasta ja raapi verta rikkinäisille kasvoilleen huusi itkevällä äänellä:
- Vartija! Tapettu!.. He tappoivat miehen! Veljet!..
- Voi isät, tapettiin kuoliaaksi, tapettiin mies! huudahti seuraavasta portista ulos tullut nainen. Verisen sepän ympärille kokoontui joukko ihmisiä.
"Ei riittänyt, että ryöstit ihmiset, riisuitte paitasi", sanoi ääni kääntyen suutelijaan, "miksi tapoit miehen? Rosvo!
Kuistilla seisova pitkä mies hämäräisin silmin johti ensin suutelijan luo, sitten seppien luo, ikään kuin ajattelisi, kenen kanssa hänen nyt pitäisi taistella.
- Sielunmurtaja! hän yhtäkkiä huusi suutelijalle. - Neulo se, kaverit!
- Miten, sidoin sellaisen ja sellaisen! suutelija huusi, syrjäytti ihmiset, jotka olivat hyökänneet hänen kimppuunsa, ja repäisi hattuaan ja heitti sen maahan. Ikään kuin tällä teolla olisi jokin mystisesti uhkaava merkitys, suutelijaa ympäröivät tehtaan työntekijät pysähtyivät päättämättömyyteen.
- Tiedän järjestyksen, veli, erittäin hyvin. Menen yksityiselle. Luuletko, etten tee? Ketään ei ole määrätty ryöstämään ketään! huusi suutelija nostaen hattuaan.
- Ja mennään, sinä mene! Ja mennään... oi sinä! suutelija ja pitkä mies toistivat toinen toisensa jälkeen ja yhdessä he kulkivat eteenpäin katua pitkin. Verinen seppä käveli heidän vieressään. Tehdastyöläiset ja vieraat seurasivat heitä äänellä ja itkulla.
Maroseykan kulmassa, vastapäätä suurta taloa, jossa oli lukitut ikkunaluukut, jossa oli kyltti suutariin, parikymmentä suutarit, laihoja, väsyneitä aamutakkeissa ja repaleisissa chuikissa seisoi surullisin kasvoin.
"Hän saa ihmiset oikein!" sanoi laiha artesaani, jolla oli ohut parta ja rypistyt kulmakarvat. - No, hän imi vertamme - ja lopetti. Hän ajoi meitä, ajoi meitä - koko viikon. Ja nyt hän toi sen viimeiseen loppuun ja lähti.
Nähdessään ihmiset ja verisen miehen puhunut käsityöläinen vaikeni, ja kaikki suutarit liittyivät liikkuvaan joukkoon kiireisen uteliaana.
- Minne ihmiset ovat menossa?
- Tiedetään minne, viranomaisille menee.
- No, eivätkö voimamme todellakaan kestäneet sitä?
- Miten ajattelit? Katso mitä ihmiset sanovat.
Oli kysymyksiä ja vastauksia. Suutelija, joka käytti hyväkseen väkijoukon lisääntymistä, jäi jälkeen ihmisistä ja palasi tavernaansa.
Pitkä mies, joka ei huomannut vihollisensa, suutelijan katoamista, heilutti paljaalla kädellä, ei lakannut puhumasta ja kiinnitti siten kaikkien huomion itseensä. Ihmiset painostivat pääasiassa häntä vastaan ​​olettaen häneltä saavansa luvan kaikkiin heitä askarruttaviin kysymyksiin.
- Hän näyttää käskyn, näyttää lain, siihen on laitettu viranomaiset! Sanonko näin, ortodoksiset? sanoi pitkä mies hymyillen hieman.
- Hän ajattelee, eikä ole pomoja? Onko mahdollista ilman pomoa? Ja sitten ryöstää se ei riitä heistä.
- Mikä tyhjä puhe! - kaikui joukosta. - No, sitten he lähtevät Moskovasta! He käskivät sinua nauraa, ja sinä uskoit. Kuinka monta joukkojamme on tulossa. Joten he päästivät hänet sisään! Sille pomolle. Kuuntele siellä, mitä ihmiset tekevät, - he sanoivat osoittaen pitkää miestä.
China Townin muurin luona toinen pieni ryhmä ihmisiä ympäröi friisitakissa olevan miehen, joka piti käsissään paperia.
- Asetus, asetus lue! Lue asetus! - kuului väkijoukosta, ja ihmiset ryntäsivät lukijan luo.
Mies friisitakissa luki 31. elokuuta päivättyä julistetta. Kun väkijoukko ympäröi häntä, hän näytti olevan nolostunut, mutta hänen luokseen puristaneen pitkän miehen pyynnöstä hän alkoi lukea julistetta alusta alkaen.
"Huomenna menen aikaisin rauhallisimman prinssin luo", hän luki (kirkastaa! - juhlallisesti, hymyillen suullaan ja kulmakarvojaan rypistellen, toisti pitkä mies), "puhumaan hänen kanssaan, toimimaan ja auttamaan joukkoja tuhoamaan roistot; meistä tulee myös heistä henki ... - lukija jatkoi ja pysähtyi ("Näitkö sen?" - pieni huusi voitokkaasti. - Hän vapauttaa koko matkan sinulle ...) ... - hävittää ja lähettää nämä vieraat helvettiin; Palaan päivälliselle ja ryhdymme töihin, teemme sen, teemme sen loppuun ja teemme rikolliset."
Viimeiset sanat lukija luki täydellisessä hiljaisuudessa. Pitkä mies laski päänsä surullisena. Oli selvää, ettei kukaan ymmärtänyt näitä viimeisiä sanoja. Erityisesti sanat: "Tulen huomenna päivälliselle" ilmeisesti jopa järkyttivät sekä lukijaa että kuulijoita. Ihmisten ymmärrys oli viritetty korkealle sävelelle, ja tämä oli liian yksinkertaista ja tarpeettoman ymmärrettävää; se oli juuri se asia, jonka jokainen heistä olisi voinut sanoa, ja siksi korkeamman viranomaisen määräys ei voinut puhua.
Kaikki seisoivat synkässä hiljaisuudessa. Pitkä mies liikutti huuliaan ja horjui.
"Minun olisi pitänyt kysyä häneltä!... Onko se hän itse?... Miksi, hän kysyi! kaksi ratsastettua lohikäärmettä.
Poliisipäällikkö, joka meni sinä aamuna kreivin käskystä polttamaan proomut, ja tämän toimeksiannon yhteydessä pelasti suuren rahasumman, joka oli hänen taskussaan sillä hetkellä nähdessään joukon ihmisiä etenevän häntä kohti. , käski valmentajan pysähtymään.
- Millaisia ​​ihmisiä? hän huusi ihmisille, jotka lähestyivät droshkya hajallaan ja arkaina. - Millaisia ​​ihmisiä? Kysyn sinulta? toisti poliisipäällikkö, joka ei saanut vastausta.
"He, teidän kunnianne", sanoi virkailija friisitakissa, "he, teidän kunnianne, maineikkaimman kreivin julkistamisen yhteydessä halusivat vatsaansa säästämättä palvella, eivätkä vain jonkinlaista kapinaa, kuten se oli. sanoi maineikkaimmasta luokasta ...
"Kreivi ei ole lähtenyt, hän on täällä, ja teistä tulee käsky", sanoi poliisipäällikkö. – Meni! hän sanoi valmentajalle. Väkijoukko pysähtyi, tunkeutuen niiden ympärille, jotka olivat kuulleet, mitä viranomaiset sanoivat, ja katsellen lähtevää droshkya.
Poliisipäällikkö katseli tällä kertaa peloissaan ympärilleen, sanoi jotain valmentajalle, ja hänen hevosensa menivät nopeammin.
- Huijaa, kaverit! Johda itsellesi! huusi pitkän miehen ääni. - Älä päästä irti, kaverit! Anna hänen tehdä raportti! Pidä kiinni! huusivat äänet, ja ihmiset juoksivat droshkyn perään.
Poliisipäällikön takana oleva joukko meluisassa keskustelussa suuntasi kohti Lubjankaa.
"No, herrat ja kauppiaat ovat lähteneet, ja siksi me katoamme?" No, me olemme koiria, eh! – kuultiin useammin väkijoukossa.

Syyskuun 1. päivän illalla tapaamisensa jälkeen Kutuzovin kanssa kreivi Rastopchin oli järkyttynyt ja loukkaantunut siitä, ettei häntä kutsuttu sotilasneuvostoon, ettei Kutuzov kiinnittänyt huomiota hänen ehdotukseensa osallistua pääkaupungin puolustamiseen, ja yllättynyt uudesta ilmeestä, joka avautui hänelle leirissä , jossa kysymys pääkaupungin rauhasta ja sen isänmaallisesta tunnelmasta osoittautui paitsi toissijaiseksi, myös täysin tarpeettomaksi ja merkityksettömäksi - järkyttyneeksi, loukkaantuneeksi ja yllättyneeksi kaikesta tästä, Kreivi Rostopchin palasi Moskovaan. Illallisen jälkeen kreivi, riisuutumatta, makasi sohvalle ja kello yhdeltä heräsi kuriiri, joka toi hänelle kirjeen Kutuzovilta. Kirjeessä kerrottiin, että koska joukot vetäytyivät Moskovan ulkopuolelle Ryazan-tielle, olisiko kreivin toivottavaa lähettää poliisiviranomaisia ​​johtamaan joukkoja kaupungin läpi. Tämä uutinen ei ollut uutinen Rostopchinille. Ei vain eilisestä tapaamisesta Kutuzovin kanssa Poklonnaja Goralla, vaan myös itse Borodinon taistelusta, jolloin kaikki Moskovaan saapuneet kenraalit sanoivat yksimielisesti, että on mahdotonta antaa uutta taistelua, ja kun kreivin luvalla valtio kiinteistöt ja asukkaat vietiin jo joka ilta puoleen lähtöämme, - kreivi Rostopchin tiesi, että Moskova hylättäisiin; mutta kuitenkin tämä uutinen, joka ilmoitettiin yksinkertaisen kirjeen muodossa Kutuzovin käskyllä ​​ja joka saatiin yöllä, ensimmäisen unen aikana, yllätti ja ärsytti kreiviä.
Myöhemmin, selittäessään toimintaansa tänä aikana, kreivi Rostopchin kirjoitti muistiinpanoihinsa useaan otteeseen, että hänellä oli silloin kaksi tärkeää tavoitetta: De maintenir la tranquillite a Moscou et d "en faire partir les habitants. [Pysy rauhallisena Moskovassa ja karkota jos me Myönnän tämän kaksoistavoitteen, kaikki Rostopchinin toimet osoittautuvat moitteettomiksi. Miksi Moskovan pyhäkköä, aseita, patruunoita, ruutia, viljavarastoja ei viety, miksi tuhannet asukkaat pettyivät sillä, ettei Moskovaa luovuteta? ja pilalla? pysyäkseen rauhallisena pääkaupungissa, vastaa kreivi Rostopchin selitys. Miksi valtion toimistoista ja Leppichin pallosta ja muista esineistä vietiin kasoittain tarpeettomia papereita? - Kaupunkin jättämiseksi tyhjäksi, kreivin selitys. Rostopchin vastaa: Pitää vain olettaa, että jokin uhkasi ihmisten rauhaa, ja jokainen teko tulee oikeutetuksi.
Kaikki terrorin kauhut perustuivat vain huoleen ihmisten rauhasta.
Mihin kreivi Rostopchin pelkäsi julkista rauhaa Moskovassa vuonna 1812? Mitä syytä oli olettaa, että kaupungissa olisi taipumusta kapinaan? Asukkaat olivat lähdössä, joukot vetäytyivät ja täyttivät Moskovan. Miksi kansan pitäisi kapinoida tämän seurauksena?
Ei vain Moskovassa, vaan koko Venäjällä, kun vihollinen tuli sisään, ei ollut mitään närkästystä muistuttavaa. Syyskuun 1. ja 2. päivänä Moskovassa oli yli kymmenentuhatta ihmistä, eikä ylipäällikön pihalle kokoontuneen ja hänen houkutteleman väkijoukon lisäksi ollut mitään. On selvää, että vielä vähemmän levottomuutta kansan keskuudessa olisi pitänyt odottaa, jos Borodinon taistelun jälkeen, kun Moskovan hylkääminen tuli ilmeiseksi, tai ainakin luultavasti, jos silloin, sen sijaan että häiritsisi ihmisiä aseiden ja julisteiden jakamisella. Rostopchin ryhtyi toimenpiteisiin poistaakseen kaikki pyhät asiat, ruudin, maksut ja rahat, ja ilmoitti suoraan ihmisille, että kaupunki oli hylätty.
Rostopchin, kiihkeä, sangviininen mies, joka aina liikkui hallinnon korkeimmissa piireissä, vaikkakin isänmaallisen tunteen kanssa, ei hänellä ollut pienintäkään käsitystä ihmisistä, joita hän ajatteli hallitsevansa. Heti vihollisen Smolenskiin saapumisen alusta lähtien Rastopchin muodosti mielikuvituksessaan itselleen kansan tunteiden johtajan roolin - Venäjän sydämen. Hänestä ei ainoastaan ​​näyttänyt (kuten jokaiselta hallintovirkamieheltä näyttää), että hän kontrolloi Moskovan asukkaiden ulkoisia toimia, vaan hänestä näytti myös ohjanneen heidän mielialaansa vetoomuksilla ja julisteilla, jotka oli kirjoitettu sillä ällöttävällä kielellä, joka sen keskellä halveksii ihmisiä, joita hän ei ymmärrä kuultuaan sen ylhäältä. Rastopchin piti kauniista kansantunnelman johtajan roolista niin paljon, hän tottui siihen niin paljon, että tarve päästä eroon tästä roolista, tarve lähteä Moskovasta ilman sankarillista vaikutusta yllätti hänet, ja hän menetti yhtäkkiä maahan, jolla hän seisoi jalkojensa alta, eikä päättäväisesti tiennyt mitä tehdä. Vaikka hän tiesi, hän ei uskonut koko sydämestään viime hetkeen asti Moskovasta lähtemiseen eikä tehnyt mitään tämän eteen. Asukkaat muuttivat pois hänen tahtoaan. Jos valtion virat poistettiin, niin vain virkamiesten pyynnöstä, joiden kanssa kreivi vastahakoisesti suostui. Hän itse oli kiireinen vain sen roolin parissa, jonka hän oli tehnyt itselleen. Kuten usein kiihkeän mielikuvituksen omaavien ihmisten kanssa, hän oli tiennyt jo pitkään, että Moskova hylätään, mutta hän tiesi vain järkeilyllä, mutta hän ei uskonut siihen koko sydämestään, häntä ei kuljettanut hänen mielikuvitusta tähän uuteen asemaan.
Kaikki hänen toimintansa, ahkera ja energinen (kuinka hyödyllinen se oli ja heijastuu ihmisiin, on toinen kysymys), kaikki hänen toimintansa oli tarkoitettu vain herättämään asukkaissa tunne, jonka hän itse koki - isänmaallinen viha ranskalaisia ​​kohtaan ja luottamus itseensä.
Mutta kun tapahtuma sai todelliset, historialliset ulottuvuutensa, kun osoittautui riittämättömäksi ilmaista vihaa ranskalaisia ​​kohtaan pelkillä sanoilla, kun tätä vihaa oli mahdotonta ilmaista edes taistelussa, kun itseluottamus paljastui olla hyödytön yhden Moskovan kysymyksen suhteen, kun koko väestö, kuten yksi henkilö, heitti omaisuuttaan, virtasi ulos Moskovasta osoittaen tällä negatiivisella toiminnalla suosittujen tunteidensa täyden voiman - niin Rostopchinin valitsema rooli yhtäkkiä osoittautui olla merkityksetön. Hän tunsi olonsa yhtäkkiä yksinäiseksi, heikoksi ja naurettavaksi, ilman maaperää jalkojensa alla.
Unesta herättyään Kutuzovilta kylmän ja pakottavan viestin Rostopchin tunsi olonsa suuttuneemmaksi, sitä enemmän hän tunsi syyllisyyttä. Moskovaan jäi kaikki, mikä hänelle oli tarkalleen uskottu, kaikki mikä oli valtion omistuksessa, mikä hänen piti viedä pois. Kaikkea ei ollut mahdollista ottaa pois.
"Kuka on syypää tähän, kuka salli tämän tapahtua? hän ajatteli. "En tietenkään minä. Minulla oli kaikki valmiina, pidin Moskovaa näin! Ja tässä on mitä he ovat tehneet! Paskiaiset, petturit!" - hän ajatteli, ei määritellyt kunnolla, keitä nämä roistot ja petturit olivat, mutta tunsi tarvetta vihata näitä pettureita, jotka olivat syyllisiä väärään ja naurettavaan asemaan, jossa hän oli.
Koko yön kreivi Rastopchin antoi käskyjä, joita varten hänen luokseen tuli ihmisiä Moskovan eri osista. Hänen läheiset eivät olleet koskaan nähneet kreiviä näin synkänä ja ärtyneenä.
"Teidän ylhäisyytenne, he tulivat isännöitsijäosastolta, johtajalta käskyjä varten... Konsistoriasta, senaatista, yliopistosta, orpokodista, lähetetty kirkkoherra... kysyy... Palokuntasta, mitä tilaat? Vartija vankilasta... vartija keltaisesta talosta..." - he raportoivat kreiville koko yön lakkaamatta.
Kaikkiin näihin kysymyksiin kreivi vastasi lyhyitä ja vihaisia, osoittaen, että hänen käskyjään ei enää tarvittu, että kaikki hänen ahkerasti valmistamansa työ oli nyt jonkun pilaama ja että tämä joku kantaisi täyden vastuun kaikesta, mitä nyt tapahtuu.
"No, sano tälle hölmölle", hän vastasi perintöosaston pyyntöön, "olkaa vartioimassa papereitaan. Mitä hölynpölyä kysyt palokunnasta? On hevosia - anna heidän mennä Vladimirin luo. Älä jätä ranskalaisia.
- Teidän ylhäisyytenne, vartija mielisairaalasta on saapunut käskyn mukaan?
- Kuinka tilaan? Anna kaikkien mennä, siinä kaikki... Ja vapauta hullut kaupungissa. Kun meillä on hullut armeijat komennossa, niin Jumala käski.
Kun kreivi kysyi kaivossa istuvista kalustoista, hän huusi vihaisesti talonmiehelle:
"No, annanko sinulle kaksi pataljoonaa saattajaa, jota ei ole siellä?" Anna heidän mennä ja se on siinä!
- Teidän ylhäisyytenne, on poliittisia: Meshkov, Vereshchagin.
- Vereshchagin! Eikö häntä ole vielä hirtetty? huusi Rostopchin. - Tuo hänet minulle.

Kello yhdeksän aamulla, kun joukot olivat jo siirtyneet Moskovan läpi, kukaan muu ei tullut kysymään kreivin käskyä. Kaikki ne, jotka osasivat ratsastaa, ratsastivat itse; ne, jotka jäivät, päättivät itse, mitä heidän piti tehdä.
Kreivi käski tuoda hevoset Sokolnikiin, ja rypistynyt, keltainen ja hiljainen, hän istui kädet ristissä työhuoneessaan.
Rauhallisena, ei myrskyisenä aikana, jokaisesta hallintovirrasta näyttää siltä, ​​että vain hänen ponnistelujensa kautta koko hänen hallinnassaan oleva väestö liikkuu, ja tässä tietoisuudessaan välttämättömyydestään jokainen johtaja tuntee pääpalkinnon työstään ja ponnisteluistaan. On selvää, että niin kauan kuin historiallinen meri on tyyni, hallitsija-virkailijalle pitäisi näyttää siltä, ​​että hänen hauras vene lepää tangollaan kansan laivaa vasten ja liikkuu itseään, että laiva, jota vasten hän lepää, liikkuu hänen ponnistelunsa. Mutta heti kun myrsky nousee, meri on levoton ja laiva itse liikkuu, niin harha on mahdotonta. Laiva liikkuu omaa valtavaa, itsenäistä kurssiaan, sauva ei saavuta liikkuvaa laivaa, ja hallitsija siirtyy yhtäkkiä hallitsijan, voimanlähteen, asemasta merkityksettömäksi, hyödyttömäksi ja heikoksi henkilöksi.

Tärkeintä kvanttiperiaatteessa on se

tuhoaa ajatuksen "ulkopuolella olevasta" maailmasta

tarkkailija erotetaan kohteestaan ​​tasaisella lasilla

näyttö. Kuvailemaan mitä tapahtuu

sinun täytyy yliviivata sana "tarkkailija" ja kirjoittaa

“osallistuja". Jossain odottamattomassa mielessä

universumimme on osallistuva universumi.

J. Wheeler

Luonnontieteet eivät vain kuvaa ja selitä luontoa;

se on osa vuorovaikutustamme sen kanssa.

W. Heisenberg

Kööpenhaminan tulkinnan lähtökohtana on fyysisen maailman jakaminen havainnoitavaksi järjestelmäksi, objektiksi: atomiksi, subatomiksi hiukkaseksi, atomiprosessiksi ja havainnointijärjestelmään: koelaitteistoksi ja tarkkailijoiksi. Tässä syntyy paradoksi: havaittavia järjestelmiä ei kuvata klassisen fysiikan kielellä. Toistaiseksi ei ole olemassa yleisesti hyväksyttyä kielimallia, joka vastaisi kvanttiteoriaa, vaikka matemaattinen malli on testattu kokeellisesti monta kertaa (Heisenberg 1989: 19; Capra 1994: 110).

Kvanttiteoria kuvaa havaittavia järjestelmiä todennäköisesti . Tämä tarkoittaa, että emme voi koskaan sanoa tarkalleen missä hiukkanen on, kuinka tämä tai tuo atomiprosessi tapahtuu, kun hiukkanen hajoaa. Lasketaan todennäköisyysfunktio, joka ei kuvaa itse tapahtumien kulkua, vaan trendiä, tapahtuman mahdollisuutta. Atomifysiikan lakien tilastolliset sanamuodot eivät heijasta tietämättömyyttämme, todennäköisyys tulee pitää mikrokosmoksen perusominaisuutena (Heisenberg 1989: 19-20; Capra 1994: 111-112).

Kvanttiparadoksien selitys perustui W. Heisenbergin epävarmuusperiaate . Fyysikot toistivat: elektronin liikerata pilvikammiossa voidaan havaita. Sitä ei kuitenkaan todellisuudessa havaittu, vaan erilliset jäljet ​​elektronin epätarkasti määritetyistä paikoista. Loppujen lopuksi pilvikammiossa näkyy vain yksittäisiä vesipisaroita, jotka ovat paljon pidennetympiä kuin elektroni. Siksi oikean kysymyksen pitäisi olla: onko se mahdollista kvanttimekaniikassa tarkalleen kuvaile elektronin käyttäytymistä?

Voidaan puhua, kuten Newtonin mekaniikassa, elektronin koordinaatista ja nopeudesta. Näitä määriä voidaan sekä tarkkailla että mitata. Mutta on mahdotonta mitata näitä molempia määriä samanaikaisesti millään tarkkuudella. On mahdotonta kuvata tarkasti elektronin käyttäytymistä, on mahdotonta mitata samanaikaisesti minkä tahansa mikrohiukkasen kahden parametrin tarkkoja arvoja .

Valtava määrä kokeita mikropartikkelien eri parametrien mittaamiseksi paljasti epävarmuuden. Hiukkasen sijainnin epävarmuus kerrottuna sen liikemäärän epävarmuudella (nopeus kertaa massa) ei voi olla pienempi kuin Planckin vakio jaettuna hiukkasen massalla. Tämä luku ei riipu kokeesta ja hiukkasesta, vaan on maailman perusominaisuus.

Δq(Е) Δр(t) ≥ h/m, jossa:

Δ – arvojen lisäys; q – liikemäärä (V(nopeus) m(massa)); E - energia;

p on hiukkasen sijainti; t – Вр; h on Planckin vakio, yhtä kuin 6,62·10 -27.

Mikrohiukkasen parametrien samanaikainen mittaaminen on mahdotonta, mutta on mahdollista osoittaa todennäköisyys, että elektroni löytyy tiettynä seuraavana hetkenä jostakin pilvikammion kohdasta. Luodaan todennäköisyysmalli elektronin sijainnista atomin eri alueilla (Capra 1994: 112-113).

Ajatuskokeessa W. Heisenberg osoitti, että todellisuus mikrokosmuksessa vaihtelee sen mukaan, tarkkailemmeko sitä vai emme. Periaatteessa on mahdollista tarkkailla elektronia sen kiertoradalla, tätä varten tarvitset mikroskoopin, jolla on korkea erotuskyky. Tällaista erotuskykyä ei kuitenkaan saada mikroskoopissa tavallisella valolla. Tähän tarkoitukseen soveltuu mikroskooppi, jossa käytetään γ-säteitä, joiden aallonpituus on pienempi kuin atomin koko. Havaintoprosessin aikana vähintään yksi γ-säteen kvantti kulkee mikroskoopin läpi ja törmää elektroniin, joka muuttaa sen liikemäärää ja nopeutta.

Tapahtuman tulee rajoittua havainnointiin. Havainnon tulosta ei voida ennustaa, todennäköisyys ennustetaan (ei tietty tapahtuma, vaan joukko mahdollisia tapahtumia). Atomiprosessien kuvaukseen tuodaan subjektiivinen elementti, koska mittauslaitteen on havainnoitsijan luoma. Meidän on muistettava, että se, mitä me havainnoimme, ei ole luontoa itseään, vaan luontoa, joka ilmenee sellaisena kuin se paljastuu tapamme esittää kysymyksiä.

Atomin sisällä ainetta ei ole tietyissä paikoissa, vaan pikemminkin "voi olla olemassa". Atomi-ilmiöitä ei esiinny tietyissä paikoissa, vaan pikemminkin "voi tapahtua". Kvanttiteorian muodollisen matematiikan kieli kutsuu näitä mahdollisuuksia todennäköisyyksiksi ja yhdistää ne aaltoina esiintyviin matemaattisiin suureisiin. Itse asiassa emme voi puhua hiukkasista ollenkaan. Monissa kokeissa on tarkoituksenmukaista puhua aineen aalloista, seisovasta aallosta ytimen ympärillä. Mutta nämä eivät ole todellisia kolmiulotteisia aaltoja, kuten esimerkiksi aallot veden pinnalla. Nämä ovat todennäköisyysaaltoja - abstrakteja matemaattisia suureita, jotka ilmaisevat hiukkasten olemassaolon todennäköisyyksiä tietyissä pisteissä Pr tietyillä hetkillä Bp. Kaikki atomifysiikan lait ilmaistaan ​​näillä todennäköisyyksillä. Emme voi koskaan olla varmoja atomitapahtumasta, voimme vain sanoa, kuinka todennäköistä se on (Heisenberg 1989: 22-27; Bome 1990; Capra 1994: 59-60).

Toinen tapa ratkaista kvanttiilmiöiden ristiriitaisuudet yhdistettiin Bohrin täydentävyysperiaate. Schrödingerin kuva aineaalloista ja korpuskulaarinen kuva sisältävät totuuden hiven. N. Bohr ratkaisi epävarmuuden periaatteen perusteella korpuskulaaristen aaltojen paradoksin. Epävarmuusperiaatteen 2 mukaan hiukkasen ominaisuuksia yhdessä kokeessa ei voida havaita samanaikaisesti,  , on olemassa muita kieliä yhden todellisuuden kuvaamiseen, joista jokainen voi olla vain osittain totta.

Atomissa oleva elektroni on aineen aalto (L. de Broglie), mutta elektroni lentää atomista ja sijaitsee jossain, ilmenee hiukkasena. N. Bohr neuvoi käyttämään molempia kuvia täydentävinä, ne sulkevat pois toisensa (samaan aikaan sama asia ei voi olla sekä aalto että hiukkanen), mutta ne myös täydentävät toisiaan: avoin tunnustaminen metaforisen ajattelun tarpeesta tiede (V.V. Nalimov).

A. Einstein ei ollut valmis tunnustamaan uuden teorian pohjimmiltaan tilastollista luonnetta eikä halunnut myöntää mahdottomuutta tietää kaikkia ratkaisevia hetkiä, jotka ovat välttämättömiä tarkasteltavien prosessien täydelliseen määrittämiseen - Jumala ei pelaa noppaa (Kuznetsov 1968, 1968; Heisenberg 1989: 203-207).

Vuonna 1982 Pariisissa A. Aspek suoritti sarjan kokeita mitatakseen samanaikaisesti yhden atomin emittoimien ja vastakkaisiin suuntiin liikkuvien fotonin polarisaatiosuunnan. Tulokset eivät jättäneet epäilystäkään: Einstein oli väärässä, kvanttiepävarmuutta ei voida kiertää. Tästä huolimatta kvanttimekaniikka on modernin tieteen ja teknologian taustalla, televisioissa ja tietokoneissa olevien puolijohteiden ja integroitujen piirien toiminnan ytimessä (Davis 1989:53-54; Hawking 1990:54).

Kvanttiteoria on muuttanut radikaalisti käsitystämme todellisuudesta.

Ensinnäkin se on todistettu objektin ja subjektin yhtenäisyys . Atomifysiikassa tiedemies ei voi olla ulkopuolisen tarkkailijan roolissa, hän on osa tarkkailemaansa maailmaa siinä määrin, että hän itse vaikuttaa havainnoitujen esineiden ominaisuuksiin.

Atomi-ilmiöt edustavat monimutkaisempaa todellisuutta kuin klassisessa makroskooppisessa fysiikassa. Kohteen herkkyys laitteiden häiriöille osoittaa ominaisuuksia, joita ei havaita makroskooppisten tutkimusten kohteissa. Tämä tarkoittaa, että esineen kuvausta ei voida katsoa, ​​kuten ennen, "erotettuna" havainnointiprosessista.

Atomin tasolla esineitä voidaan ymmärtää vain valmistelu- ja havainnointiprosessien välisen vuorovaikutuksen perusteella. Tietoisuus on aina viimeinen lenkki ketjussa. Mittaukset ovat sellaisia ​​vuorovaikutuksia, jotka synnyttävät mielessä tiettyjä tuntemuksia: valon välähdyksen tai valokuvalevyn tumman pisteen visuaalisen aistimuksen. Atomifysiikan lait kertovat meille, kuinka todennäköisesti mikroobjekti tuottaa tietyn tunteen, jos annamme sen olla vuorovaikutuksessa kanssamme. Ihmisen tarkkailijaa tarvitaan paitsi kohteen ominaisuuksien tarkkailemiseen, myös itse näiden ominaisuuksien määrittelemiseen. V.V. Nalimov lainaa fyysikkojen lausuntoja mahdottomuudesta vastustaa tietoisuutta aineen kanssa (Weisskopf 1977: 39-40; Boum 1990; Capra 1994: 60, 118-119; Nalimov 1993: 36-37).

Toiseksi vanha ajatus siitä kaikkien luonnonilmiöiden yhteyksiä. Kööpenhaminan tulkinnan päävastustaja oli A. Einstein, myöhemmin hänen oppilaansa D. Bohm. Mutta he tunnustivat myös yhden kvanttiteorian tärkeimmistä johtopäätöksistä: koko maailmankaikkeuden jakamaton kvanttiykseys on perustavanlaatuisin todellisuus. Yrittäessään yhdistää kvanttiteoriaa ja suhteellisuusteoriaa Bohm tuli siihen tulokseen, että tiedon yhtenäisyys ei ole tieteessä, vaan filosofiassa. Tieteelliset tulkinnat johtavat todellisuuden "fragmentoitumiseen", joka on kiinteä ja jakamaton. Kaikissa kokeissa eheyttä rikotaan. Kvanttifysiikan suuri löytö oli yksittäisten kvanttitilojen löytäminen, joista jokainen on jakamaton kokonaisuus, kunnes ne altistettiin havainnointivälineille.

Kolmanneksi klassinen, stereotyyppinen, yksiselitteinen käsitys on korvattu todennäköisyyskäsitys maailmasta . Kokeista päätellään todennäköisyysfunktio, joka ei kuvaa tiettyä tapahtumaa, vaan joukkoa mahdollisia tapahtumia: siirtymä mahdollisuus - todellisuus tapahtuu tarkkailun aikana.

Neljänneksi kvanttiteoria toi paitsi ajatuksen epävarmuudesta myös ajatuksen kvantisointi , identiteetti, identiteetti, tarkkuus esineitä , luonnollisten aineiden määritelmät. Klassisessa fysiikassa kaikki ominaisuudet ovat jatkuvia (ei ole olemassa kahta klassista järjestelmää, jotka olisivat samanlaisia; miljardeista tähtien planeettajärjestelmistä ei ole kahta täysin identtistä). Kohteiden käyttäytyminen riippuu alkuolosuhteista, jotka voivat saada jatkuvan arvosarjan. Atomiilmiöillä sen sijaan on määrätyt muodot, toisin kuin klassisen mekaniikan mielivaltaisesti muuttuvat muodot. Klassisessa fysiikassa on vaikea ymmärtää, miksi ei ole elektroneja, joiden varaus on hieman pienempi tai joiden massa on erilainen?

Kvanttiteoriassa objektit kvantisoidaan, mitkään kiertoradat eivät ole mahdollisia, vaan tietyt. Yhden kemiallisen alkuaineen atomien identiteetti, niiden korkea mekaaninen stabiilisuus johtuu elektronien aaltoluonteesta. Seisovilla aalloilla voi olla rajoitettu määrä muotoja. Kaksi Fe- tai O-atomia ovat identtisiä, koska niiden elektroniradat ovat kvantisoituja, elektronien kiertoradat ovat samat ja niiden välinen etäisyys on sama.

Klassisessa fysiikassa - rajaton määrä vaihtoehtoja, aineen varmuudelle ei ole selitystä. Mutta varmuus on olemassa vain tiettyyn kynnykseen asti, on kynnysenergiatasoja, joiden yläpuolella atomit tuhoutuvat, on kynnys, jonka yläpuolella ydin myös hajoaa palasiksi.

Ja vihdoin avattiin subatomisten ja virtuaalisten hiukkasten monimutkainen maailma . Kvanttiteoria todistaa klassisten ideoiden valheellisuuden kiinteistä aineista ja läpäisemättömistä, liikkuvista mikrohiukkasista. I. Newton uskoi: atomit eivät kulu, eivät hajoa paloiksi, ei ole voimaa, joka voisi erottaa ne. Osoittautuu, että atomit voidaan hajottaa "alkeiskomponenteiksi". Mutta toistaiseksi kvanttiteorian Kööpenhaminan tulkintaa ei ole yleisesti hyväksytty, koska mikromaailman ilmiöiden ontologisen tulkinnan mahdollisuus on kielletty. Vaihtoehtoisia selityksiä mikropartikkelien käyttäytymiselle on myös esitetty (Weisskopf 1977: 36-48; Heisenberg 1989: 23-25; Nalimov, Drogalina 1995: 16-27; Boum 1990; Bohm 1993: 7; Capra 69-963 , 113-117).

Kvanttimekaniikka on niin epäintuitiivinen, että useita "tulkintoja" on kehitetty termeillä, joita aivomme voivat helpommin visualisoida. Klassikko on Kööpenhaminan tulkinta, jonka ovat perineet meille perustajaisät: Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Niels Bohr ja muut.

Kööpenhaminan tulkinnan pääideat ovat melko yksinkertaisia, mutta samalla abstrakteja:

1. Aaltofunktio () noudattaa unitaarista ajan kehitystä, jota kuvaa .
2. Aaltofunktion fyysinen merkitys on todennäköisyysamplitudi, jonka neliö on järjestelmän havaitsemisen todennäköisyys tietyssä tilassa mitattuna. Mitattaessa funktio "kutistuu", eli se keskittyy mittaustulosta vastaavaan pisteeseen. Kaikki muut tiedot alkuperäisestä toiminnosta menetetään.

Ensimmäisestä kohdasta ei ole kiistaa. Yhtenäinen evoluutio on tällä hetkellä horjumattomin fyysinen perusperiaate, josta ei lähitulevaisuudessa hylätä. Mutta toisessa kohdassa erimielisyydet eivät edelleenkään väisty. Osittain siksi, että kohta 2 on ristiriidassa kohdan 1 kanssa. Aaltofunktion romahdus ei ole yhtenäinen operaatio! Se ei noudata Schrödingerin yhtälöä. Vaikuttaa siltä, ​​että itse kvanttiteorian paradoksi ja epäjohdonmukaisuus on ilmeinen.

Tässä on yksi hienovarainen kohta. Kuten perustajat osoittivat, tarkkailijan rooli kvanttimekaniikassa on erittäin tärkeä. Kvanttimekaniikka on subjektiivinen asia. Se antaa kaikki ennusteensa tarkkailijasta - subjektista, joka käyttää sitä. Kokeilija. Sinä ja minä Selitetäänpä esimerkillä. Kuvittele, että olet heittänyt kolikon ja näet nyt tuloksen.

Ennen kuin nostat kätesi, lopputulos voidaan arvioida vain todennäköisyysjakauman avulla. Jos kolikko on oikeudenmukainen, se putoaa 50 prosentin todennäköisyydellä ja 50 prosentin todennäköisyydellä. Siinä on kaikki, mitä voit sanoa järjestelmästä tällä hetkellä. Mutta heti kun nostat kätesi ja näet tuloksen, todennäköisyysjakauma "kutistuu" yhteen pisteeseen - tulokseen, joka todella putosi. Eli nyt voit sanoa 100 %:n todennäköisyydellä, että päät ovat pudonneet.

Tämä "kutistuminen" pätee myös monimutkaisemmille todennäköisyysjakaumille. Jos esimerkiksi heität kahta noppaa ja katsot todennäköisyyttä saada yksi tai toinen numero (ensimmäisellä ja toisella noppaa heitettyjen lukujen summa on 2-12), saamme Gaussin jakauman (seitsemän on todennäköisimmin keksiä). Mutta kun todella tarkastellaan sitä, mitä tietyssä tapauksessa putosi, tämä jakauma romahtaa todelliseen tulokseen (oletetaan, että numero kuusi putosi yhteensä).

Kvanttimekaniikka voidaan nähdä todennäköisyysteorian yleistyksenä samalla tavalla kuin kompleksiluvut ovat reaalilukujen yleistys. Aaltofunktio on ehdollisesti eräänlainen "neliöjuuri" todennäköisyysjakaumafunktiosta. Todennäköisyyden löytämiseksi aaltofunktio on neliöitävä. Lisäksi se on monimutkainen. Todennäköisyysamplitudi on yleensä kompleksiluku. Muuten ajatus "romahtamisesta" uuden tiedon hankkimisena järjestelmästä ja aiemman tiedon merkityksettömyydestä pysyy samana.

Otetaan kubitti, joka sijaitsee:

\(\displaystyle |\psi\rangle=\frac(1)(\sqrt(2))|0\rangle+\frac(1)(\sqrt(2))|1\rangle\)

Mittattaessa tilavektori romahtaa ja saamme vain toisen kahdesta termistä. Joko mittauksen aikana saadaan nolla ja tilavektori kutistuu muotoon \(\displaystyle |\psi\rangle\rightarrow |0\rangle\), tai ykköseksi ja vektori menee muotoon \(\displaystyle |\psi\rangle\rightarrow |1 \rangle \).

Erona klassiseen todennäköisyysteoriaan on myös se, että kolikolla tiedämme alitajuisesti, että se on jo joko päätä tai häntää ennen kuin nostamme kätemme katsomaan tulosta. Kvanttiobjektien tapauksessa. Järjestelmä saa klassiset ominaisuudet (ominaisuudet) juuri subjektiivisen mittauksen hetkellä. Ei voida olettaa, että qubit oli tilassa \(\displaystyle |0\rangle\) tai \(\displaystyle |1\rangle\) ennen mittausta. Hän oli täsmälleen superpositiossa. Mutta tämä superpositio huomaamaton. Siksi sana oli voidaan soveltaa vain ehdollisesti. Tilavektori ei ole objektiivinen todellisuus, kuten myös todennäköisyysjakaumafunktio ei ole klassisessa tapauksessa.

Tämä on paradoksien ja muiden niin sanottujen "paradoksien" ratkaisu Kööpenhaminan tulkinnan puitteissa - kissa ei ole elossa plus kuollut. Se on kuin sanoisi kotka plus hännät, tulkitsemalla yllä olevan jakelufunktion.


Kissa tai elossa tai kuollut. Mitään muuta emme mittauksesta löydä. Kyse on vain siitä, että kvanttimekaniikka kieltää meitä tekemästä implisiittisesti johtopäätöksiä ennen varsinaista mittausta ja kuvailee järjestelmää superpositioksi. Mitä ei voida mitata, sitä ei ole olemassa. Se, mitä voidaan mitata, mutta ei vielä mitata, ei myöskään ole objektiivisesti olemassa.

Kietoutuneet tilat, jotka niin huolestuttivat Einsteinia, tulkitaan myös todennäköisyyksistä kvanttikorrelaatioiksi. Olkoon kahden kierroksen järjestelmä:

\(\displaystyle |S\rangle=\frac(1)(\sqrt(2))(|\uparrow\downarrow\rangle-|\downarrow\uparrow\rangle)\)

Mittattaessa löydämme aina korrelaatioita: jos yksi hiukkanen on suunnattu ylöspäin minkä tahansa akselin suhteen, niin toisen hiukkasen spin on välttämättä suunnattu alaspäin suhteessa samaan akseliin. Ja päinvastoin. Voimme jälleen vetää analogian klassisen todennäköisyysteorian kanssa. Ota punaiset ja siniset pillerit. Sekoitamme ne selkämme takana ja puristamme yhden jokaiseen nyrkkiin. Irrottamatta käsiämme emme voi tietää, missä sininen on ja missä punainen. Voit rakentaa kolikon kaltaisen todennäköisyysjakaumakaavion.

Mutta heti kun avaamme yhden nyrkin ja näemme, että siellä on esimerkiksi sinistä, huomaamme heti, että toinen nyrkki on punainen. Ja päinvastoin. Tämä tiedon hankinta romuttaa yllä olevan tilavektorin yhdeksi summadoista. Tabletit voidaan sijoittaa universumin eri päihin ja silti tilastolliset korrelaatiot säilyvät. On selvää, että emme puhu tiedonsiirron superluminaalisesta nopeudesta, yksinkertaisista korrelaatioista.

Ainoa uusi asia kvanttimekaanisessa tapauksessa on mahdottomuus olettaa, että oikeassa kädessä oli sininen ja punainen vasemmalla ennen mittausta. tai selvemmin selitä se. Tarkalleen mittaus tietyn ominaisuuden (tapauksessamme värin) tarkkailija tekee siitä todellisen (objektiivisen) tälle havainnoijalle.

Kvanttimekaniikka on subjektiivinen asia. Se antaa ennusteita vain niille, jotka käyttävät sitä. Vain hänelle tapahtuu tilavektorin subjektiivinen romahdus, joka liittyy uuden tiedon vastaanottamiseen. Objektiivinen maailma on olemassa vain hänen päässään. Kaikille muille hän on sama osa fyysistä maailmaa ja noudattaa samoja kvanttimekaanisia lakeja superpositioiden, kompleksilukujen ja vastaavien kanssa. on selkeä osoitus tästä periaatteesta.

Aaltofunktio (tilavektori) ei ole havaittavissa. Tämä ei ole klassinen kenttä, kuten lämpötila tai sähkökentän voimakkuus. Tämä funktio on melko lähempänä todennäköisyysjakaumafunktiota, tarkemmin sanottuna sitä voidaan pitää jonkinlaisena sen yleistyksenä. Kvanttimekaniikka itsessään voidaan nähdä informaatioteorian + todennäköisyysteorian yleistyksenä.

Kööpenhaminalainen kvanttiteorian tulkinta

W. Heisenberg

Kööpenhaminalainen kvanttiteorian tulkinta alkaa paradoksilla. Jokainen fysikaalinen koe, liittyi se sitten arkielämän ilmiöihin tai atomifysiikan ilmiöihin, on kuvattava klassisen fysiikan termein. Klassisen fysiikan käsitteet muodostavat kielen, jolla kuvailemme kokeitamme ja tuloksiamme. Emme voi korvata näitä käsitteitä millään muulla, ja niiden soveltuvuutta rajoittaa epävarmuussuhde. Meidän on pidettävä mielessä klassisten käsitteiden rajoitettu sovellettavuus, emmekä yritä ylittää tätä rajoitusta. Ja tämän paradoksin ymmärtämiseksi paremmin on tarpeen verrata klassisen ja kvanttifysiikan kokemuksen tulkintaa.

Esimerkiksi Newtonin taivaanmekaniikassa aloitamme määrittämällä sen planeetan sijainnin ja nopeuden, jonka liikettä aiomme tutkia. Havainnon tulokset käännetään matemaattiselle kielelle, koska havainnoista johdetaan planeetan koordinaattien ja liikemäärän arvot. Sitten liikeyhtälöstä, käyttämällä näitä koordinaattien ja liikemäärän numeerisia arvoja tietylle ajanhetkelle, saadaan koordinaattien arvot tai jotkut muut järjestelmän ominaisuudet seuraaville ajanhetkille. Tällä tavalla tähtitieteilijä ennustaa järjestelmän liikkeen. Se voi esimerkiksi ennustaa auringonpimennyksen tarkan ajan.

Kvanttiteoriassa asiat ovat toisin. Oletetaan, että olemme kiinnostuneita elektronin liikkeestä pilvikammiossa ja olemme jonkin havainnon avulla määrittäneet elektronin koordinaatit ja nopeuden. Tämä määritelmä ei kuitenkaan välttämättä ole tarkka. Se sisältää ainakin epävarmuussuhteesta johtuvia epätarkkuuksia ja luultavasti lisäksi vielä suurempiakin epätarkkuuksia kokeen vaikeudesta johtuen. Ensimmäinen epätarkkuuksien ryhmä mahdollistaa havainnoinnin tulosten kääntämisen kvanttiteorian matemaattiseksi kaavioksi. Koetilannetta mittaushetkellä kuvaava todennäköisyysfunktio tallennetaan mahdolliset mittausepätarkkuudet huomioon ottaen. Tämä todennäköisyysfunktio on yhdistelmä kahdesta eri elementistä: toisaalta tosiasiasta, toisaalta faktatietojemme asteesta. Tämä funktio luonnehtii todella luotettavaa, koska se antaa lähtötilanteelle todennäköisyyden, joka on yhtä suuri kuin yksi. On luotettavaa, että elektroni havaitussa pisteessä liikkuu havaitun nopeuden mukana. "Havaittava" tarkoittaa tässä -- havaittavaa kokeellisen tarkkuuden rajoissa. Tämä funktio luonnehtii tietomme tarkkuusastetta, koska joku toinen havainnoitsija ehkä määrittäisi elektronin sijainnin vielä tarkemmin. Ainakin jossain määrin kokeellista virhettä tai kokeellista epätarkkuutta ei pidetä elektronien ominaisuutena, vaan virheenä elektronin tuntemisessa. Tämä tiedon puute ilmaistaan ​​myös todennäköisyysfunktiolla.

Klassisessa fysiikassa tarkkaan tutkittaessa huomioidaan myös havaintovirheet. Tuloksena saadaan koordinaattien ja nopeuksien alkuarvojen todennäköisyysjakauma, ja tällä on joitain yhtäläisyyksiä kvanttimekaniikan todennäköisyysfunktion kanssa. Klassisen fysiikan epävarmuussuhteesta johtuvaa erityistä epätarkkuutta ei kuitenkaan ole.

Jos kvanttiteoriassa alkuhetken todennäköisyysfunktio määritetään havaintotiedoista, niin tämän teorian lakien perusteella on mahdollista laskea minkä tahansa myöhemmän ajanhetken todennäköisyysfunktio. Näin ollen on mahdollista määrittää etukäteen todennäköisyys, että arvolla on mitattuna tietty arvo. Voit esimerkiksi määrittää todennäköisyyden, että elektroni löytyy tiettynä myöhempänä ajankohtana tietystä kohdasta pilvikammiosta. On syytä korostaa, että todennäköisyysfunktio ei kuvaa itse tapahtumien kulkua ajassa. Se luonnehtii tapahtuman trendiä, tapahtuman mahdollisuutta tai tietoamme tapahtumasta. Todennäköisyysfunktio liittyy todellisuuteen vain, kun yksi olennainen ehto täyttyy: järjestelmän tietyn ominaisuuden tunnistamiseksi on tehtävä uusia havaintoja tai mittauksia. Vain tässä tapauksessa todennäköisyysfunktio mahdollistaa uuden mittauksen todennäköisen tuloksen laskemisen. Tässäkin mittaustulos on annettu klassisen fysiikan termein. Siksi teoreettinen tulkinta sisältää kolme eri vaihetta. Ensin kokeellinen alkutilanne muunnetaan todennäköisyysfunktioksi. Toiseksi tämän toiminnon muutos ajan myötä on määritetty. Kolmanneksi tehdään uusi mittaus, jonka odotettu tulos määritetään sitten todennäköisyysfunktiosta. Ensimmäisessä vaiheessa välttämätön ehto on epävarmuussuhteen toteutettavuus. Toista vaihetta ei voida kuvata klassisen fysiikan termein; ei voi määritellä, mitä järjestelmälle tapahtuu alkuperäisen mittauksen ja myöhempien mittausten välillä. Vain kolmas vaihe mahdollistaa siirtymisen mahdollisesta todelliseen.

Selitämme nämä kolme vaihetta yksinkertaisella ajatuskokeella. On jo todettu, että atomi koostuu atomiytimestä ja elektroneista, jotka liikkuvat ytimen ympärillä. On myös havaittu, että elektronin kiertoradan käsitys on jossain mielessä kyseenalainen. Toisin kuin viimeinen väite, voidaan kuitenkin sanoa, että ainakin periaatteessa elektroni on mahdollista havaita sen kiertoradalla. Ehkä olisimme nähneet elektronin liikkeen kiertoradalla, jos olisimme voineet tarkkailla atomia mikroskoopissa korkealla resoluutiolla. Tällaista erotuskykyä ei kuitenkaan saada tavallisella valolla mikroskoopilla, koska tähän tarkoitukseen soveltuu vain r-säteitä käyttävä mikroskooppi, jonka aallonpituus on pienempi kuin atomin koko. Tällaista mikroskooppia ei ole vielä luotu, mutta teknisten vaikeuksien ei pitäisi estää meitä keskustelemasta tästä ajatuskokeesta. Onko mahdollista ensimmäisessä vaiheessa muuntaa havainnon tulokset todennäköisyysfunktioksi? Tämä on mahdollista, jos epävarmuussuhde täyttyy kokeen jälkeen. Elektronin sijainti tiedetään r-säteiden aallonpituuden määräämällä tarkkuudella. Oletetaan, että ennen havaintoa elektroni on käytännössä levossa. Havaintoprosessissa ainakin yksi z-säteen kvantti kulkee välttämättä mikroskoopin läpi ja muuttaa liikkeensä suuntaa elektronin kanssa tapahtuvan törmäyksen seurauksena. Siksi kvantti vaikuttaa myös elektroniin. Tämä muuttaa sen vauhtia ja nopeutta. Voidaan osoittaa, että tämän muutoksen epävarmuus on sellainen, että epävarmuussuhteen pätevyys vaikutuksen jälkeen on taattu. Siksi ensimmäinen vaihe ei sisällä vaikeuksia. Samalla voidaan helposti osoittaa, että elektronien liikettä ytimen ympärillä on mahdotonta havaita. Toinen vaihe - todennäköisyysfunktion kvantitatiivinen laskenta - osoittaa, että aaltopaketti ei liiku ytimen ympäri, vaan poispäin ytimestä, koska ensimmäinen valokvantti lyö jo elektronin pois atomista. R-kvantin liikemäärä on paljon suurempi kuin elektronin alkumomentti edellyttäen, että r-säteiden aallonpituus on paljon pienempi kuin atomin mitat. Siksi ensimmäinen valokvantti riittää jo syrjäyttämään elektronin atomista. Siksi elektronin liikeradalla ei voi koskaan havaita useampaa kuin yhtä pistettä; siksi väite, että elektronin liikerataa ei ole olemassa tavallisessa mielessä, ei ole ristiriidassa kokemuksen kanssa. Seuraava havainto, kolmas vaihe, havaitsee elektronin, kun se lentää ulos atomista. On mahdotonta kuvata visuaalisesti, mitä tapahtuu kahden peräkkäisen havainnon välillä. Tietysti voidaan sanoa, että elektronin täytyy olla jossain näiden kahden havainnon välissä ja että se näyttää kuvaavan jonkinlaista liikeradan ilmettä, vaikka tätä lentorataa on mahdotonta määrittää. Tällainen päättely on järkevää klassisen fysiikan näkökulmasta. Kvanttiteoriassa tällainen päättely on perusteetonta kielen väärinkäyttöä. Voimme toistaiseksi jättää avoimeksi kysymyksen siitä, viittaako tämä lause atomiprosesseja koskevan lausunnon muotoon vai itse prosesseihin, eli viittaako se epistemologiaan vai ontologiaan. Joka tapauksessa, kun muotoilemme atomihiukkasten käyttäytymiseen liittyviä väitteitä, meidän on oltava erittäin varovaisia.

Itse asiassa emme voi puhua hiukkasista ollenkaan. Monissa kokeissa on tarkoituksenmukaista puhua aineen aalloista, esimerkiksi seisovasta aallosta ytimen ympärillä. Tällainen kuvaus olisi tietysti ristiriidassa toisen kuvauksen kanssa, jos epävarmuussuhteen asettamia rajoja ei oteta huomioon. Tämä rajoitus poistaa ristiriidan. "Aineaallon" käsitteen soveltaminen on suositeltavaa siinä tapauksessa, että puhumme atomin säteilystä. Tietyn taajuuden ja intensiteetin omaava säteily antaa meille tietoa varausten muuttuvasta jakautumisesta atomissa; tässä tapauksessa aaltokuvio on lähempänä totuutta kuin korpuskulaarinen. Siksi Bohr neuvoi käyttämään molempia kuvia. Hän kutsui niitä toisiaan täydentäviksi. Molemmat kuvat tietysti sulkevat pois toisensa, koska tietty kohde ei voi olla samanaikaisesti sekä hiukkanen (eli pieneen tilavuuteen rajoitettu aine) että aalto (eli suuressa tilavuudessa etenevä kenttä) . Mutta molemmat kuvat täydentävät toisiaan. Jos käytämme molempia kuvia, siirtyen yhdestä toiseen ja takaisin, niin lopulta saamme oikean käsityksen siitä merkittävästä todellisuudesta, joka piilee atomikokeilujemme takana.

Bohr käyttää komplementaarisuuden käsitettä tulkitessaan kvanttiteoriaa eri näkökulmista. Hiukkasen sijainnin tietäminen on sen lisäksi, että tiedetään sen nopeus tai liikemäärä. Jos tunnemme jonkin suuren suurella tarkkuudella, emme voi määrittää toista (lisä)suuretta samalla tarkkuudella menettämättä ensimmäisen tiedon tarkkuutta. Mutta jotta voit kuvata järjestelmän käyttäytymistä, sinun on tiedettävä molemmat suureet. Atomiprosessien tila-ajallinen kuvaus niiden kausaalisen tai deterministisen kuvauksen lisäksi. Kuten Newtonin mekaniikan koordinaattifunktio, myös todennäköisyysfunktio täyttää liikeyhtälön. Sen muutos ajassa määräytyy täysin kvanttimekaanisten yhtälöiden avulla, mutta se ei anna mitään spatiotemporaalista kuvausta järjestelmästä. Toisaalta havainnointi vaatii aika-avaruuskuvauksen. Havainto kuitenkin muuttaa tietomme järjestelmästä muuttamalla todennäköisyysfunktion teoreettisesti laskettua käyttäytymistä.

Yleensä saman todellisuuden kahden eri kuvauksen välistä dualismia ei pidetä enää perustavanlaatuisena ongelmana, koska teorian matemaattisesta muotoilusta tiedetään, että teoria ei sisällä ristiriitoja. Molempien lisäkuvien dualismi paljastuu selvästi matemaattisen formalismin joustavuudessa. Yleensä tämä formalismi kirjoitetaan siten, että se on samanlainen kuin Newtonin mekaniikka liikeyhtälöineen hiukkasten koordinaateille ja nopeuksille. Yksinkertaisella muunnoksella tämä formalismi voidaan esittää kolmiulotteisten aineen aaltojen aaltoyhtälöllä, vain näillä aalloilla ei ole yksinkertaisten kenttäsuureiden, vaan matriisien tai operaattoreiden luonnetta. Tämä selittää sen, että mahdollisuus käyttää erilaisia ​​lisäkuvia on analoginen matemaattisen formalismin erilaisiin muunnelmiin, eikä se liity Kööpenhaminan tulkinnan vaikeuksiin. Vaikeuksia Kööpenhaminan tulkinnan ymmärtämisessä syntyy aina, kun kysytään hyvin tunnettua kysymystä: mitä atomiprosessissa oikein tapahtuu? Ensinnäkin, kuten edellä mainittiin, mittaus ja havainnoinnin tulos kuvataan aina klassisen fysiikan termein. Havainnosta päätellään todennäköisyysfunktio. Se on matemaattinen ilmaus, että väitteet mahdollisuudesta ja taipumuksesta yhdistetään väitteisiin faktatietoomme. Siksi emme voi täysin määrittää havainnon tulosta. Emme pysty kuvailemaan, mitä tämän havainnon ja seuraavan välillä tapahtuu. Ensinnäkin näyttää siltä, ​​​​että olemme lisänneet teoriaan subjektiivisen elementin, että sanomme, että se, mitä tapahtuu, riippuu siitä, kuinka tarkkailemme sitä, tai ainakin riippuu siitä tosiasiasta, että havaitsemme sen tapahtuvan. Ennen kuin käsittelemme tätä vastalausetta, on tarpeen selvittää tarkasti, miksi tällaisia ​​vaikeuksia kohdataan, kun yritetään kuvata, mitä tapahtuu kahden peräkkäisen havainnon välillä. Tässä suhteessa on suositeltavaa keskustella seuraavasta ajatuskokeesta. Oletetaan, että yksivärisen valon pistelähde lähettää valoa mustalle näytölle, jossa on kaksi pientä reikää. Reiän halkaisija on verrattavissa valon aallonpituuteen, ja reikien välinen etäisyys on paljon suurempi kuin valon aallonpituus. Jollakin etäisyydellä näytön takana läpäisevä valo putoaa valokuvalevylle. Jos tätä koetta kuvataan aaltokuvion avulla, voimme sanoa, että ensisijainen aalto kulkee molempien reikien läpi. Tämän seurauksena muodostuu kaksi sekundaarista pallomaista aaltoa, jotka rei'istä alkaessaan häiritsevät toisiaan. Häiriö tuottaa valokuvalevylle voimakkaan ja heikon intensiteetin vyöhykkeitä - ns. häiriöreunoja. Levyn mustuminen on yksittäisten valokvanttien aiheuttama kemiallinen prosessi.

Siksi on myös tärkeää kuvata koetta valokvanteista käsin. Jos olisi mahdollista puhua siitä, mitä yksittäiselle valokvantille tapahtuu sen lähteestä poistumisen ja valokuvalevyyn osumisen välisenä aikana, voitaisiin väittää seuraavasti. Erillinen valokvantti voi kulkea joko vain ensimmäisen tai vain toisen reiän läpi. Jos se on mennyt ensimmäisen reiän läpi, niin todennäköisyys, että se osuu tiettyyn kohtaan valokuvalevyllä, ei riipu siitä, onko toinen reikä kiinni vai auki. Todennäköisyysjakauma levyllä on sellainen, että vain ensimmäinen reikä on auki. Jos koe toistetaan monta kertaa ja se kattaa kaikki tapaukset, joissa valokvantti kulki ensimmäisen reiän läpi, niin levyn mustennuksen tulisi vastata tätä todennäköisyysjakaumaa. Jos huomioidaan vain ne valokvantit, jotka ovat kulkeneet toisen reiän läpi, niin mustuminen vastaa todennäköisyysjakaumaa, joka on johdettu oletuksesta, että vain toinen reikä on auki. Siksi kokonaismustantumisen tulisi olla molempien mustuuksien tarkka summa, toisin sanoen häiriökuviota ei pitäisi olla. Mutta tiedämme, että koe antaa häiriökuvion. Siksi väite, että valokvantti kulkee joko ensimmäisen tai toisen reiän läpi, on kyseenalainen ja johtaa ristiriitaisuuksiin. Tämä esimerkki osoittaa, että todennäköisyysfunktion käsite ei anna spatiotemporaalista kuvausta tapahtumasta, joka tapahtuu kahden havainnon välillä. Jokainen yritys löytää tällainen kuvaus johtaa ristiriitaisuuksiin. Tämä tarkoittaa, että jo käsite "tapahtuma" pitäisi rajoittua havainnointiin. Tämä johtopäätös on merkittävä, koska se näyttää osoittavan, että havainnolla on ratkaiseva rooli atomitapahtumassa ja että todellisuus vaihtelee sen mukaan, tarkkailemmeko sitä vai emme. Jotta tämä lausunto olisi selkeämpi, analysoikaamme havainnointiprosessia.

On aiheellista muistaa, että luonnontieteissä emme ole kiinnostuneita universumista kokonaisuutena, me itsemme mukaan lukien, vaan vain sen tietystä osasta, jonka teemme tutkimustemme kohteena. Atomifysiikassa tämä puoli on yleensä erittäin pieni esine, nimittäin atomihiukkasia tai tällaisten hiukkasten ryhmiä. Mutta kyse ei ole edes koosta; Olennaista on, että suurin osa maailmankaikkeudesta, me itse mukaan lukien, ei kuulu havainnointikohteeseen. Kokeen teoreettinen tulkinta alkaa molempien vaiheiden tasolta, jotka on jo mainittu. Ensimmäisessä vaiheessa kokeen kuvaus annetaan klassisen fysiikan näkökulmasta. Tämä kuvaus liitetään lopulta tässä vaiheessa ensimmäiseen havaintoon, jonka jälkeen kuvaus muotoillaan käyttämällä todennäköisyysfunktiota. Todennäköisyysfunktio on kvanttimekaniikan lakien alainen, sen muutos ajassa on jatkuvaa ja se lasketaan alkuehtojen avulla. Tämä on toinen vaihe. Todennäköisyysfunktio yhdistää objektiiviset ja subjektiiviset elementit. Se sisältää väitteitä todennäköisyydestä tai pikemminkin taipumuksesta (potentiaalisuudesta aristoteleisessa filosofiassa), ja nämä väitteet ovat täysin objektiivisia. Ne eivät ole riippuvaisia ​​mistään havainnosta. Lisäksi todennäköisyysfunktio sisältää väitteitä tiedostamme järjestelmästä, joka on subjektiivista, koska se voi olla erilainen eri havainnoijille. Edullisissa tapauksissa todennäköisyysfunktion subjektiivinen elementti tulee mitättömän pieneksi objektiiviseen elementtiin verrattuna, jolloin puhutaan "puhdasta tapauksesta".

Kun viitataan seuraavaan havaintoon, jonka tulos ennustetaan teoriasta, on tärkeää selvittää, oliko kohde ennen havaintoa tai ainakin havainnointihetkellä vuorovaikutuksessa muun maailman kanssa, esim. kokeellinen asetus, mittauslaitteella jne. Tämä tarkoittaa, että todennäköisyysfunktion liikeyhtälö sisältää mittauslaitteen järjestelmään kohdistaman vuorovaikutusvaikutuksen. Tämä vaikutus tuo mukanaan uuden epävarmuuden elementin, koska mittalaite on kuvattu klassisen fysiikan termein. Tällainen kuvaus sisältää kaikki epätarkkuudet laitteen mikroskooppisesta rakenteesta, jotka tunnemme termodynamiikasta. Lisäksi, koska laite on yhteydessä muuhun maailmaan, kuvaus sisältää itse asiassa epätarkkuuksia koko maailman mikroskooppisen rakenteen suhteen. Näitä epätarkkuuksia voidaan pitää objektiivisina, koska ne ovat yksinkertaisesti seurausta siitä, että koe on kuvattu klassisen fysiikan termein, ja koska ne eivät ole yksityiskohtaisesti riippuvaisia ​​tarkkailijasta. Niitä voidaan pitää subjektiivisina, koska ne viittaavat epätäydelliseen tietoomme maailmasta. Kun vuorovaikutus on tapahtunut, vaikka se olisi "puhdas tapaus", todennäköisyysfunktio sisältää objektiivisen taipumuksen tai mahdollisuuden elementin ja epätäydellisen tiedon subjektiivisen elementin. Tästä syystä havainnon tulosta kokonaisuutena ei voida ennustaa tarkasti. Vain havainnon tietyn tuloksen todennäköisyys ennustetaan, ja tämä todennäköisyyslausunto voidaan testata toistamalla koe monta kertaa. Todennäköisyysfunktio, toisin kuin Newtonin mekaniikan matemaattinen kaavio, ei kuvaa tiettyä tapahtumaa, vaan ainakin havainnointiprosessissa mahdollisten tapahtumien koko joukkoa (yhtyettä). Itse havainto muuttaa epäjatkuvasti todennäköisyysfunktiota: se valitsee kaikista mahdollisista tapahtumista sen, joka todella tapahtui. Koska tietomme muuttuu epäjatkuvasti havainnon vaikutuksesta, muuttuvat myös sen matemaattiseen esitykseen sisältyvät suureet epäjatkuvasti, ja siksi puhumme "kvanttihypystä". Jos joku yrittää rakentaa kvanttiteorian kritiikkiä vanhan sanonnan "Natura non facit saltus" pohjalta, tähän voidaan antaa vastaus, että tietomme epäilemättä muuttuu epäjatkuvasti. Juuri tämä tosiasia - tietämyksemme epäjatkuva muutos - oikeuttaa termin "kvanttihyppy" käytön. Näin ollen siirtyminen mahdollisuudesta todellisuuteen tapahtuu havainnointiprosessissa. Jos aiomme kuvata, mitä jossain atomitapahtumassa tapahtuu, meidän on oletettava, että sana "tapahtuu" viittaa vain itse havaintoon, ei kahden havainnon väliseen tilanteeseen. Samalla se ei tarkoita psykologista, vaan fyysistä havainnointiprosessia, ja meillä on oikeus sanoa, että siirtyminen mahdollisuudesta todellisuuteen tapahtui heti, kun kohde oli vuorovaikutuksessa mittalaitteen kanssa ja sen avulla. laitteen kanssa muun maailman kanssa. Tämä siirtymä ei liity havainnoinnin tuloksen rekisteröintiin tarkkailijan mielessä. Todennäköisyysfunktion epäjatkuva muutos johtuu kuitenkin rekisteröinnistä, koska tässä tapauksessa kysymys koskee tietämyksemme epäjatkuvaa muutosta. Jälkimmäinen havaintohetkellä heijastuu epäjatkuvana muutoksena todennäköisyysfunktiossa. Missä määrin olemme lopulta päässeet objektiiviseen kuvaukseen maailmasta ja erityisesti atomiilmiöistä? Klassinen fysiikka perustui olettamukseen - tai voisi sanoa, illuusioon -, että on mahdollista kuvata maailmaa tai ainakin osaa siitä puhumatta itsestämme. Itse asiassa se oli suurelta osin mahdollista. Tiedämme esimerkiksi, että Lontoon kaupunki on olemassa riippumatta siitä, näemme sen tai emme. Voidaan sanoa, että klassinen fysiikka antaa nimenomaan idealisoinnin maailmasta, jonka avulla voidaan puhua maailmasta tai sen osasta, ottamatta huomioon itseämme. Sen menestys johti yleismaailmalliseen ideaan objektiivisesta maailmankuvauksesta. Objektiivisuus on pitkään ollut korkein kriteeri tieteellisten löytöjen arvolle. Vastaako kvanttiteorian Kööpenhaminalainen tulkinta tätä ihannetta? Todennäköisesti voimme perustellusti sanoa, että kvanttiteoria noudattaa tätä ihannetta niin pitkälle kuin mahdollista. Tosin kvanttiteoria ei sisällä mitään todella subjektiivisia piirteitä, eikä se pidä fyysikon mieltä tai tietoisuutta ollenkaan osana atomitapahtumaa. Mutta hän aloittaa jakamalla maailman esineisiin ja muuhun maailmaan ja olettamalla, että tämä muu maailma kuvataan klassisen fysiikan termein. Jako itsessään on hieman mielivaltainen. Mutta historiallisesti se on suora seuraus menneiden vuosisatojen tieteellisestä menetelmästä. Klassisten käsitteiden soveltaminen on siksi viime kädessä seurausta ihmiskunnan yleisestä henkisestä kehityksestä. Tämä vaikuttaa tavallaan meihin itseemme, joten kuvaustamme ei voida kutsua täysin objektiiviseksi.

Alussa sanottiin, että kvanttiteorian Kööpenhaminalainen tulkinta alkaa paradoksista. Se lähtee toisaalta asennosta, että meidän on kuvattava kokeita klassisen fysiikan termein, ja toisaalta siitä, että nämä käsitteet eivät täysin vastaa luontoa. Näiden alkuasemien epäjohdonmukaisuus määrää kvanttiteorian tilastollisen luonteen. Tämän vuoksi ehdotettiin klassisten käsitteiden hylkäämistä kokonaan, ilmeisesti toivoen, että koetta kuvaavien käsitteiden radikaali muutos johtaisi ei-statistiseen, täysin objektiiviseen luonnonkuvaukseen. Nämä pohdinnat perustuvat kuitenkin väärinkäsitykseen. Klassisen fysiikan käsitteet ovat jalostettuja käsitteitä jokapäiväisestä elämästämme ja muodostavat kielen tärkeimmän komponentin, joka on kaiken luonnontieteen edellytys. Todellinen asemamme luonnontieteessä on sellainen, että käytämme tai pitäisi käyttää klassisia käsitteitä kuvaamaan koetta. Muuten emme ymmärrä toisiamme. Kvanttiteorian tehtävänä on juuri selittää koe tällä perusteella. Ei ole mitään järkeä tulkita, mitä voitaisiin tehdä, jos olisimme luonteeltaan erilaisia ​​kuin todellisuudessa. Tässä suhteessa meidän on selvästi ymmärrettävä Weizsackerin sanoin, että "luonto oli ennen ihmistä, mutta ihminen oli ennen luonnontieteitä". Lausunnon ensimmäinen puolisko oikeuttaa klassisen fysiikan täydellisen objektiivisuuden ihanteilla. Toinen puoli selittää, miksi emme voi vapautua kvanttiteorian paradokseista ja tarpeesta soveltaa klassisia käsitteitä. Samalla on syytä tehdä useita huomioita varsinaisesta atomitapahtumien kvanttiteoreettisen tulkinnan menetelmästä. Aiemmin todettiin, että kohtaamme aina tarpeen jakaa maailma tutkittaviin esineisiin ja muu maailma, mukaan lukien itsemme. Tämä jako on jokseenkin mielivaltainen. Tämän ei kuitenkaan pitäisi johtaa eroihin lopputuloksissa. Yhdistetään esimerkiksi mittalaite tai sen osa esineeseen ja sovelletaan kvanttiteorian lakia tähän monimutkaisempaan kohteeseen. Voidaan osoittaa, että tällainen teoreettisen lähestymistavan muunnos ei itse asiassa muuta ennustetta kokeen tuloksesta. Tämä seuraa matemaattisesti siitä, että kvanttiteorian lait ilmiöille, joissa Planckin vakion katsotaan olevan hyvin pieni arvo, ovat lähes identtisiä klassisten lakien kanssa. Olisi kuitenkin virhe olettaa, että kvanttiteorian lakien tällainen soveltaminen voi poistaa perustavanlaatuisia paradokseja.

Vasta silloin mittalaite on käyttötarkoituksensa arvoinen, kun se on läheisessä yhteydessä muuhun maailmaan, kun mittauslaitteen ja havainnoijan välillä on fyysinen vuorovaikutus. Siksi maailman mikroskooppista käyttäytymistä koskeva epätarkkuus tunkeutuu maailman kvanttimekaaniseen kuvaukseen, aivan kuten ensimmäisen tulkinnan tapauksessa. Jos mittalaite olisi eristetty muusta maailmasta, sitä ei voisi kuvata klassisen fysiikan termein.

Tässä yhteydessä Bohr väitti, että mitä todennäköisimmin olisi oikeampaa sanoa toisin, nimittäin: maailman jakaminen esineisiin ja muuhun maailmaan ei ole mielivaltaista. Atomiprosessien tutkimuksessa tavoitteenamme on ymmärtää tiettyjä ilmiöitä ja selvittää, miten ne seuraavat yleisistä laeista. Siksi ilmiöön osallistuva aineen ja säteilyn osa on luonnollinen teoreettisen tulkinnan kohde ja se on erotettava käytetystä laitteesta. Siten atomiprosessien kuvaukseen tuodaan jälleen subjektiivinen elementti, koska mittauslaitteen on luonut tarkkailija. Meidän on muistettava, että se, mitä me havainnoimme, ei ole luontoa itseään, vaan luontoa, joka ilmenee sellaisena kuin se paljastuu tapamme esittää kysymyksiä. Fysiikan tieteellinen työ on esittää käyttämämme kielellä kysymyksiä luonnosta ja yrittää saada vastausta käytettävissämme olevin keinoin tehdyssä kokeessa. Samalla muistetaan Bohrin sanat kvanttiteoriasta: jos etsii harmoniaa elämästä, ei pidä koskaan unohtaa, että elämän pelissä olemme samanaikaisesti sekä katsojia että osallistujia. On selvää, että tieteellisessä suhteessa luontoon oma toimintamme tulee tärkeäksi siellä, missä joudumme käsittelemään luonnon alueita, joihin on mahdollista tunkeutua vain monimutkaisimpien teknisten keinojen ansiosta.

Kvanttimekaniikan käsitteellinen sisältö on kaukana triviaalista. Siksi ei ole yllättävää, että sitä tulkitaan eri tavoin. Meidän täytyy ensin sukeltaa täysin kvanttimekaanisen moniarvoisuuden maailmaan ja sitten sen hallittuamme tehdä ratkaisevia johtopäätöksiä.

Kööpenhaminan tulkinta

Termiä "Kööpenhaminan tulkinta" käytti W. Heisenberg korostaen selvästi Tanskan pääkaupungissa Kööpenhaminassa asuvan N. Bohrin prioriteettia. Heisenbergiä itseään pidetään Kööpenhaminana nro 2. Heisenberg tai kukaan muukaan ei ole koskaan selkeästi määritellyt Kööpenhaminan tulkinnan sisältöä. Samaan aikaan tiedettiin, että Bohrin ja Heisenbergin näkemykset eivät täsmänneet. Siten "Kööpenhaminan tulkinta" on termi näkemysten kirjolle. Erinomaisia ​​"kööpenhaminalaisia" olivat J. von Neumann, P. Dirac, V. A. Fok, L. D. Landau.

• 1) aaltofunktio viittaa erilliseen kvanttiobjektiin;
• 2) kvanttiobjektien käyttäytymistä ei voida erottaa mittaustuloksista;
• 3) mittaus aiheuttaa aaltofunktion romahtamisen;
• 4) piilotetut vaihtoehdot eivät ole mahdollisia;
• 5) kvanttimekaniikka tarjoaa täydellisen, tyhjentävän kuvauksen kvanttiobjektien käyttäytymisestä.

tiedemiehet väittävät

Kööpenhaminalaisten näkemysten moniarvoisuus koostui siitä, että J. von Neumann ei pitänyt kiinni Bohrin uskomuksesta, että mittaustulokset kuvaillaan klassisella tavalla, sekä hänen noudattamisestaan ​​täydentävyyden periaatteessa. Bohr itse ei ollut taipuvainen absolutisoimaan mittausprosessia yhtä päättäväisesti kuin W. Heisenberg. Von Neumann piti lisäksi kantaa, että mittaustulokset viittaavat erilliseen kohteeseen vain, jos ne ovat niitä vastaavien operaattoreiden ominaisarvoja.

Toinen "Kööpenhaminalaisten" piirre on, että he välttelivät kvanttimekaanisten prosessien tila-ajallista kuvaamista. Kuten R. Feynman osoitti, tällainen kuva on täysin mahdollinen.

Ensemble tai tilastollinen tulkinta

A. Einsteinia pidetään useimmiten sen luojana. Tämän tulkinnan suurimmat edustajat ovat myös maanmiehimme D. I. Blokhintsev ja moderni kanadalainen fyysikko L. Ballenstein. Itse asiassa juuri nämä nimet edustavat kolmea olennaisinta vaihetta ensemble-tulkinnan kehityksessä, joka on aina tunnustettu ilmeiseksi vaihtoehdoksi Kööpenhaminan tulkinnalle.

Einstein, joka tunnistaa kvanttitilastot, uskoi, että sekään ei riittänyt ilmaisemaan kvanttiobjektien todellista luonnetta, jonka todellisuutta hän ei epäillyt. Kvanttimekaniikka on epätäydellinen.

D. I. Blokhintsev ei tukeutunut Einsteinin, vaan von Neumannin ja hänen kollegoidensa L. I. Mandelstamin ja K. V. Nikolskyn näkemyksiin, muotoili uuden version kokonaistulkinnasta. Hänen näkemyksensä ydin on, että etusijalle ei tule piiloparametrien etsiminen, vaan tiheysoperaattori. Artikkelissa, jossa hän itse asiassa tiivisti kvanttimekaniikan ymmärtämiseen liittyvän työnsä, Blokhintsev totesi, että "tarve ottaa käyttöön tiheysoperaattori kvanttimekaniikkaan, aaltofunktiota yleisempänä käsitteenä, perustuu se tosiasia, että kvantissa aaltofunktion ψ ("puhdas" ensemble) kuvaamille järjestelmille suoritetut mittausalueet muuttavat nämä järjestelmät tiloihin, joita kuvailee joukko aaltofunktioita, eli "sekoitetuiksi" ryhmiksi.

Jos siis halutaan pitää kvanttimittausten teoriaa kvanttimekaniikan osana, niin sekakokonaisuuksia, joilla ei ole analogeja klassisessa mekaniikassa, ei voida jättää huomioimatta. Ne ovat tilastollisen mekaniikan analogeja. Tämä on koko kvanttimekaniikkakäsitykseni ja Kööpenhaminan koulukunnan käsitykseni välisen eron ydin.

N. Bohr piti selvästi parempana tarkastella tilannetta, jossa atomijärjestelmää kuvataan aaltofunktiolla (eli puhtaalla kokonaisuudella). Tällä lähestymistavalla itse mittausprosessi jätetään kokonaan kvanttimekaanisen tarkastelun ulkopuolelle, eikä sitä myöskään voida laskea teoreettisesti. Mittauksen tulkinta tässä lähestymistavassa rajoittuu mittauksen ymmärtämiseen tiedon muutosilmiönä. On syytä korostaa, että puhtaaseen kokonaisuuteen keskittyvän analyysin puitteissa tällainen ulottuvuuden tulkinta on loogisesti johdonmukainen ja ainoa mahdollinen. Mutta se sulkee pois todellisuudessa olemassa olevan mahdollisuuden saman kvanttimekaniikan pohjalta tutkia ja laskea mittausilmiöitä. Tässä suhteessa tilastollisten populaatioiden käsitteeseen perustuva von Neumannin käsite näyttää olevan laajempi perusta kvanttimekaniikan ymmärtämiselle kuin aaltofunktion rajoitetumpaan käsitteeseen perustuva käsite.

Kvanttikokoonpanot ovat vain analogisia klassisessa fysiikassa käytettyjen Gibbs-kokoonpanojen kanssa. Siksi Blokhintsev uskoi, että hän oli onnistuneesti erottanut klassisen ja kvanttifysiikan eri suuntiin. Mutta samaan aikaan kysymys yksittäisen hiukkasen luonteesta jäi avoimeksi. Hänen tärkein vastustajansa V. A. Fok ei jättänyt huomioimatta tätä. Hän syytti Blokhintseva epäjohdonmukaisuudesta: aaltofunktiota pidetään joskus yksittäisen hiukkasen ominaisuutena, sitten koko ryhmän ominaisuutena, ei yhden hiukkasen ominaisuutena. Fock on oikeassa, ensemble-tulkinnan kannattajilla ei ole keinoa selviytyä yksittäisistä partikkeleista. Joko kielletään kokonaan se, että M. Bornin hengessä oleva tilastollinen tulkinta viittaa yksittäiseen partikkeliin, tai sitä pidetään vain yhtyeen edustajana.

Modernin dekoherenssiteorian näkökulmasta Blokhintsevin laiminlyönti on varsin ilmeinen. Hän uskoi virheellisesti, että kvanttimekaanisen mittauksen prosessi on täysin selitetty tiheysoperaattorilla, jota ei heidän mukaansa tarvitse johtaa ollenkaan. Siksi hän asetti sen aaltofunktion käsitteen edelle, jonka merkitystä itse asiassa vähäteltiin.

Siirrytään Ballentinen näkemysten luonnehtimiseen. Valitettavasti pääteoksessaan hän välttää asemansa lakonista luonnehdintaa, mikä on olennaista tässä kirjassa. Mutta K. Aylward havainnollistaa Ballentinen näkemysten pääkohdat melko tehokkaalla tavalla. Hän osoittaa, että kvanttimekaniikan ensemble-tulkinta johtaa päätelmiin, jotka eivät ole millään tavalla johdonmukaisia ​​Kööpenhaminan tulkinnan kanssa. Mukavuuden vuoksi numeroimme hänen kommenttinsa.

• 1. Ei pidä ajatella, että tilastolliset tulokset kuvaavat yksittäistä hiukkasta. Oletetaan, että testejä suoritetaan nopan avulla. Arvot pudotetaan 1:stä 6:een. Keskiarvo on esimerkiksi 2,4. Mutta tämä ei tarkoita, että nopan sivussa lukee 2.4.
• 2. Korpuskulaaristen aaltojen dualismi on kestämätön. Hiukkaset ovat aina hiukkasia. On totta, että niitä ei kuvata klassisilla vaan kvanttitilastoilla. Mutta ne eivät ole aaltoja, kuten esimerkiksi aallot vedessä, jotka ovat todella todellisia.
• 3. Heisenbergin epävarmuusperiaate on kuvaus tilastollisista tuloksista, jotka on suoritettu hiukkasjoukolle. Toisin kuin Heisenberg, yksittäisellä hiukkasella ei ole määrittelemättömiä parametriarvoja.
• 4. Schrödingerin kissan paradoksi esiteltiin kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnan rajoitusten osoittamiseksi. Todellinen kissa on tietysti aina joko kuollut tai elossa, eikä se ole näiden kahden päällekkäisyys.
• 5. Aaltofunktion romahtamisesta. Sitä ei vaadi kvanttimekaniikan muodollinen laitteisto tai kokeelliset tiedot.
• 6. Sanotaan, että sama hiukkanen voi olla eri paikoissa. Mutta kvanttimekaniikan laitteisto ei vaadi tätä.
• 7. Väitetään, että kokeilijan tietoisuus osallistuu kvanttitodellisuuden rakentamiseen. Todellisuudessa kvanttiobjektien tilat eivät riipu siitä.

Joten Aylwardin mukaan ensemble-tulkinta tuo lopullisen selkeyden moniin kvanttimekaniikan kiistanalaisiin kysymyksiin, jotka Kööpenhaminan tulkinta herättää henkiin.