10 интерпретаций квантовой механики

    За почти все годы были разработаны десятки интерпретаций квантовой механики. Большая часть из их пробуют разрешить, что происходит, когда в квантовой системе выполняется наблюдение либо измерение. Математическая формула, популярная как только волновая опция (либо вектор состояния), определяет состояние системы, в какой происходит измерение, и бессчетные способности «коллапсируют» в один итог. Квантовая «интерпретация» пробует растолковать, посему происходит коллапс и происходит ли он вообщем. Некие интерпретации начинают с вопросца, является ли волновая опция на физическом уровне настоящей либо останется кое-чем чисто математическим.

    10 интерпретаций квантовой механики

    Предупреждение: нарезки ниже и не отражают все тонкости разнообразных интерпретаций, кои частенько изменялись со временем сторонниками либо даже создателями. Мы ординарно пройдемся по ним. Как только писал космолог Макс Тегмарк, «нет даже консенсуса на тематику тамошнего, что именовать интерпретацией».

    Содержание

    • 1 10. Бомовская механика (Дэвид Бом)
    • 2 9. Интерпретация стохастической эволюции
    • 3 8. Квантовое байесианство (Кристофер Фукс, Карлтон Кейвс, Рюдигер Шак)
    • 4 7. Многомировая интерпретация (Хью Эверетт III)
    • 5 6. Космологическая интерпретация (Энтони Агирре и Макс Тегмарк)
    • 6 5. Копенгагенская интерпретация
    • 7 4. Поочередные истории (Роберт Гриффитс)
    • 8 3. Квантовый дарвинизм (Войцех Зурек)
    • 9 2. Декогерентные истории (Мюррей Гелл-Манн и Джеймс Хартл)
    • 10 1. Интерпретация Томаса Зигфрида (Sciencenews.org)

    10. Бомовская механика (Дэвид Бом)

    Ее и не максимально обожают, однако у нее не мало поклонников и она заслуживает внимания. Разработанная в 1950-х годах Бомом, который взял за базу ранешние взоры Луи де Бройля, бомовская механика определяет полет частиц, управляемых «пилотными волнами». Эти волны рассказывают крупицам, куда двигаться. Подразумевается, что этот подход возвращает физику к детерминизму, игнорируя вероятности, кои осуждал Эйнштейн, говоря «Бог и не играется в кости». Так как опыт исключает «скрытые переменные» в пользу детерминизма, бомовская механика просит энного деяния на расстоянии (либо нелокальности). Эйнштейну вообщем ничего и не понравилось. А также мудрено усмотреть, как только бомовская механика может предсказать хоть какое экспериментальное различие меж пророчествами обычной квантовой механики. Незадолго перед началом собственной погибели, Эйнштейн рассказывал, что и не впечатлен бомовской интерпретацией. «Слишком недорого, как только по мне», — писал Эйнштейн в письмеце физику Максу Борну.

    9. Интерпретация стохастической эволюции

    Эту интерпретацию, может быть, строго именовать интерпретацией квантовой механики нельзя, так как она обменивает арифметику. В стандартной квантовой механике волновая опция «эволюционирует», меняется с течением времени очень прогнозируемым образом. То есть, шансы разнообразных результатов умеют изменяться, а уж вы сможете предсказать, как только конкретно они поменяются, пока что и не сделаете измерение. Однако некие физики подразумевали в протяжении почти всех лет, что эволюция сама по самому себе может конфигурироваться произвользым (либо стохастическим) образом, дабы вызвать свой коллапс. Подразумевается, что этот коллапс происходит максимально резво для больших (макроскопических) объектов и медлительно для субатомных частиц. Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг внимательно изучает этот случай.

    8. Квантовое байесианство (Кристофер Фукс, Карлтон Кейвс, Рюдигер Шак)

    Эта интерпретация, время от времени именуемая «кбизм» (QBism), воспринимает во внимание статистические изыскания Байеса, кои отражают личностный фактор в нахождении результатов — личные догадки. С данной точки зрения волновая опция — «личная», представляющая измерения персональных познаний состояния системы, кои можно применять для пророчества ее грядущего.

    7. Многомировая интерпретация (Хью Эверетт III)

    Игнорируемая в протяжении почти всех лет с момента собственного возникновения в 1957 году, многомировая интерпретация набрала популярность в крайние десять лет. Интерпретация постулирует, что всякий раз, когда происходят измерения, все вероятные результаты происходят в различных ответвлениях действительности, создавая огромное количество параллельных вселенных. На деле, Эверетт задумывался об ней как только об расщеплении наблюдающего на копии, кои лицезреют различные вариации измерений. В любом случае, это же удивительно.

    6. Космологическая интерпретация (Энтони Агирре и Макс Тегмарк)

    Относительно новенькая. Работа возникла исключительно в 2010 году. В принципе, Агирре и Тегмарк говорят, что ежели вселенная нескончаема, то верна многомировая интерпретация, так как будет нескончаемое количество параллельных вселенных, в каких умеют произойти все вероятные результаты измерений квантовомеханических действий. Агирре и Тегмарк вычислили, что результаты будут появляться в тамошних же пропорциях, в каких предсказаны способности, вычисленные в рамках квантовой арифметики. Таким макаром, «волновая опция определяет фактическую пространственную коллекцию схожих квантовых систем, и квантовая неопределенность разъясняется неспособностью наблюдающего обусловить себя в данной коллекции».

    5. Копенгагенская интерпретация

    Копенгагенская интерпретация существовала сформулирована Нильсом Бором в финале 1920-х, на заре квантовой механики (и потом украшена Вернером Гейзенбергом). Бор полагал, что измерения предлагают результаты, кои умеют быть описаны лишь обыденным языком традиционной физики, потому нет смысла интересоваться, что происходит в некоторой невидимой «квантовой» области. Для вас надо настроить экспериментальную инсталляцию, дабы задать вопросец об природе вселенной, и вопросец, который вы задаете, предполагает ответ,  который вы получите. Эта точка зрения включает принцип неопределенности Гейзенберга, который ограничивает и не измерение, а уж саму природу действительности — одновременно местоположение крупицы и ее скорость ординарно и не есть, когда происходит измерение. Измерение выбирает одну из огромного количества способностей (либо возможных действительностей по Гейзенбергу). Бор пояснил предполагаемые парадоксы, вроде поведения крупицы, как только волны и волны как только крупицы, взаимоисключающими, однако «комплементарными» качествами природы.

    4. Поочередные истории (Роберт Гриффитс)

    В первый раз предложенная Гриффитсом в 1984 году, интерпретация поочередных историй трактует традиционную физику как только приближенную к квантовой механике, и квантовая арифметика может высчитать вероятности крупномасштабных явлений эдак же, как только и субатомных. Вероятности относятся и не к результатам измерений, а уж к физическому состоянию системы. Гриффитс в особенности выделяет «несовместимость» огромного количества потенциальных действительностей в квантовой физике. Вы сможете предпринять снимок скалы с различных сторон, помечает он, однако фото обязаны быть объединены, дабы сложить целую картинку настоящей скалы. В квантовой физике вы сможете избрать, что будете мерить (скажем, скорость крупицы либо ее местоположение), однако вы и не сможете скооперировать два измерения, дабы составить монолитную картину крупицы перед началом измерения. Перед началом измерения настоящего положения и импульса ординарно и не бытует. Определенно эдак же нет никакого настоящего физического состояния, в каком кот Шредингера будет сразу живым и мертвым. Тамошний факт, что волновая опция может обрисовать этакое состояние, ординарно значит, что волновая опция ­— это же математический конструкт для подсчета вероятностей последовательности обстоятельств либо историй. В настоящей жизни любая последовательность обстоятельств скажет поочередную историю.

    3. Квантовый дарвинизм (Войцех Зурек)

    Схожий в энных деталях на поочередные истории, квантовый дарвинизм Зурека подчеркивает участие декогеренции. Это же процесс, при котором несколько потенциальных квантовых реалий устраняются, когда система ведет взаимодействие с окружающей средой. По мере тамошнего, как только молекулы либо фотоны отскакивают от объекта, них линии движения записывают позицию объекта; максимально вскоре лишь одна линия движения остается связанной с информацией, записанной в окружающей среде. Этакого рода природные взаимодействия создают собственного рода «естественный отбор» качеств, кои записаны в среде, во множественных копиях, доступных наблюдателям. Эдак, наблюдающего умеют согласовать заядлое размещение макроскопических объектов, заместо множественных расположений сразу.

    2. Декогерентные истории (Мюррей Гелл-Манн и Джеймс Хартл)

    Разновидностью поочередных историй Гриффитса предстала интерпретация Гелл-Манна и Хартла (1989 год), выделяющая декогеренцию, как только и Журек с квантовым дарвинизмом. Однако Гелл-Манн и Хартл говорят, что вся вселенная может рассматриваться как только квантовая система без наружной окружающей среды. Таким макаром, декогеренция происходит снутри, производя то, что они именуют «квазиклассическими доменами» — наборы поочередных историй, кои нереально различить на фоне грубой зернистости, вызванной декогеренцией.

    1. Интерпретация Томаса Зигфрида (Sciencenews.org)

    Он считает, что будет именовать собственную интерпретацию герменевтической. Работа гораздо идет. Ученый полагает, что заместо сотворения интерпретации квантовой механики, он будет интерпретировать интерпретации, кои нуждаются в интерпретации.