FormasyonBilim

Kopenhag yorumları nedir?

Kopenhag yorumu, bilim insanları Kopenhag'da birlikte çalıştıkları 1927'de Niels Bohr ve Werner Heisenberg tarafından formüle edilen kuantum mekaniğinin bir açıklamasıdır. Bohr ve Heisenberg, M. Born tarafından formüle edilen işlevin olasılıksal yorumlamasını iyileştirmeyi başardı ve kökeni parçacık dalgası ikileminden kaynaklanan bir dizi soruya cevap vermeye çalıştı. Bu yazıda, Kopenhag'ın kuantum mekaniğinin yorumlanmasının ana fikirleri ve bunların modern fizik üzerindeki etkisi üzerinde durulacaktır.

sorunlar

Kuantum mekaniğinin yorumlamaları, maddi dünyayı tanımlayan bir teori olarak, kuantum mekaniğinin doğası üzerine felsefi görüşler deniyordu. Yardımları ile fiziksel gerçekliğin özü, incelendiği yol, nedensellik ve determinizmin doğası ve ayrıca istatistiklerin özü ve kuantum mekaniğindeki yeri hakkındaki sorularını cevaplamak mümkün oldu. Kuantum mekaniği, bilimin tarihinde en çok yankılanan teori olarak düşünülür, ancak derin anlayışında hala fikir birliği yoktur. Kuantum mekaniği üzerine bir dizi yorum var ve bugün bunların en popülerleri ile tanışacağız.

Temel Fikirler

Bildiğiniz gibi, fiziksel dünya, kuantum nesnelerden ve ölçme için klasik araçlardan oluşur. Ölçüm aygıtlarının durumundaki değişim, mikro nesnelerin özelliklerini değiştirmenin geri döndürülemez bir istatistiksel işlemini anlatır. Bir mikro nesnenin bir ölçüm aletinin atomlarıyla etkileşime girmesi durumunda, süperpozisyon bir duruma düşer, yani, ölçme nesnesinin dalga işlevinin azalması oluşur. Schrödinger denklemi bu sonucu açıklamıyor .

Kopenhag yorumlaması açısından, kuantum mekaniği kendisinde mikro nesneleri değil, gözlem sırasında tipik ölçme aygıtlarının yarattığı makro koşullarda kendini gösteren özellikleri tanımlamaktadır. Atom nesnelerinin davranışı, olguların kökeni için koşulları sabitleyen ölçüm araçları ile olan etkileşimlerinden ayrılamaz.

Kuantum mekaniğine bakmak

Kuantum mekaniği statik bir teori. Bunun nedeni, bir mikro nesnenin ölçülmesinin durumunda bir değişime yol açması gerçeğidir. Bu, dalga fonksiyonu tarafından tanımlanan nesnenin başlangıç pozisyonunun olasılıksal bir tanımlamasına neden olur. Karmaşık dalga fonksiyonu , kuantum mekaniğinin merkezi konseptidir. Dalga fonksiyonu yeni bir boyuta geçer. Bu ölçümün sonucu, olasılıksal olarak dalga fonksiyonuna bağlıdır. Fiziksel değer sadece dalga fonksiyonunun modülünün karesidir ve bu da incelenen mikro nesnenin uzayda belirli bir yerde olabileceğini teyit eder.

Kuantum mekaniğinde, nedensellik yasası, mekanikçilerin klasik muamelesinde olduğu gibi, başlangıç koşullarına göre zamana göre değişen ve parçacık hız koordinatlarına değil, değişen bir dalga fonksiyonuna göre gerçekleştirilir. Dalga fonksiyonunun modülünün sadece karesinin fiziksel değere atandığı gerçeğinden dolayı, başlangıç değerleri ilke olarak tespit edilemez; bu da, kuantum sisteminin başlangıç durumu hakkında kesin bir bilgi edinmenin imkansızlığına neden olur.

Felsefi temel

Felsefi açıdan bakıldığında, Kopenhag yorumunun temeli epistemolojik ilkelerdir:

  1. Gözetlenebilirlik. Özü, doğrudan gözlem ile doğrulanamayan ifadeleri fiziksel teoriden hariç tutmaktan ibarettir.
  2. Katkısallık. Mikrodalga nesnelerinin dalga ve özü tanımlarının birbirini tamamladığını varsaymaktadır.
  3. Belirsizlik. Mikro nesnelerin koordinatlarının ve momentumlarının ayrı ayrı ve kesin doğrulukla belirlenemediğini söylüyor.
  4. Statik determinizm. Mevcut bir fiziksel sistemin halinin önceki durumlarıyla benzersiz olmadığı, ancak geçmişte ortaya konan değişim akımlarının uygulanma olasılığının bir payı ile belirlendiğini varsayar.
  5. Uygunluk. Bu ilkeye göre, kuantum mekaniğinin yasaları, hareket kuantumunun büyüklüğünü ihmal etmek mümkün olduğunda, klasik mekanik yasalarına dönüştürülür.

avantajları

Kuantum fiziğinde deneysel kurulumlarla elde edilen atom nesneleri hakkında bilgi birbirleriyle özel bir ilişki içindedir. Werner Heisenberg'in belirsizlik ilişkisinde, klasik mekanikte fiziksel sistemin durumunu belirleyen kinetik ve dinamik değişkenlerin sabitlenmesindeki yanlışlıklar arasındaki ters orantı görülür.

Kopenhag'ın kuantum mekaniğinin yorumlanmasının önemli bir avantajı, fiziksel olarak gözlenmemiş miktarlarla ilgili ayrıntılı ifadelerle doğrudan çalışmamasıdır. Buna ek olarak, minimum ön koşullarla, şu an var olan deneysel olguları ayrıntılı olarak anlatan kavramsal bir sistem oluşturmaktadır.

Dalga işlevinin anlamı

Kopenhag yorumuna göre, dalga fonksiyonu iki işleme tabi tutulabilir:

  1. Schrödinger denklemiyle tanımlanan tek evrim.
  2. Ölçüm.

Hiç kimsenin bilim çevrelerinde ilk süreçten hiç şüphe yoktu ve ikinci süreç tartışmayı başlattı ve Kopenhag'ın şuurunun yorumu dahilinde bir takım yorum getirdi. Bir yandan, dalga işlevinin gerçek bir fiziksel nesne olduğundan başka bir şey olduğuna ve ikinci işlem sırasında bir çöküşe uğradığına inanmamız için her sebep var. Öte yandan, dalga fonksiyonu gerçek bir varlık olarak değil, olası bir olasılığı hesaplamak için bir fırsat sağlamak için yalnızca bir amacı olan bir yardımcı matematiksel araç olarak hareket edebilir. Bohr, öngörülebilecek tek şeyin fiziksel deneylerin sonucu olduğunu ve bu nedenle tüm ikincil konuların tam bilimle değil, felsefeyle ilgisi olduğunu vurguladı. Çalışmalarında, bilimin yalnızca gerçekçi şeyler tartışmasını gerektiren pozitivizmin felsefi kavramını ilan etti.

Çift yarık deneyimi

İki aralıklı bir deneyde, iki yarıktan geçen ışık, iki parazit telinin göründüğü bir ekrana düşer: koyu ve hafif. Bu süreç, ışık dalgalarının bazı yerlerde karşılıklı olarak güçlenebileceği ve diğerlerinde ise karşılıklı olarak söndürülebileceği gerçeği ile açıklanmaktadır. Öte yandan, deney, ışığın bir parçanın akış özelliklerine sahip olduğunu ve elektronların dalga özellikleri gösterebileceğini, böylece bir girişim kalıbı ortaya koyduğunu gösterir.

Deneyin, her zaman yalnızca bir parçacık yuvalar boyunca geçtiği düşük yoğunluktaki fotonların (veya elektronların) akı ile gerçekleştirildiğini varsayabiliriz. Yine de, fotonların noktaları üst üste gelen dalgalarla karşılaştığında deneyimin sözde ayrı parçacıklarla ilgili olması gerçeğine rağmen aynı girişim örüntüsü elde edilir. Bu, her gelecekteki olayın tekrar dağıtılan bir fırsat derecesine sahip olduğu "olasılıksal" bir evrende yaşadığımız ve beklenmedik bir şeyin bir sonraki anında olacağı ihtimali ile açıklanmaktadır.

sorular

Slit deneyimi böyle sorular ortaya çıkarmaktadır:

  1. Bireysel parçacıkların davranışı için kurallar nelerdir? Kuantum mekaniğinin yasaları, parçacıkların istatistiksel olarak görüneceği ekranın yerine işaret eder. Işık bantlarının yerini hesaplamayı mümkün kılarlar; burada muhtemelen daha az parçacık düşme ihtimali olan çok sayıda parçacık ve karanlık bantlar bulunur. Bununla birlikte, kuantum mekaniğine uyan yasalar, bireysel parçanın gerçekte nerede olduğu konusunda öngörüde bulunamaz.
  2. Emisyon ve kayıt arasındaki zaman parçacıkta ne olur? Gözlem sonuçlarına göre, parçacık her iki boşlukla etkileşim halinde görünebilir. Öyle görünüyor ki, bu nokta benzeri bir parçacığın davranışını düzenleyen kanunlarla çelişiyor gibi görünüyor. Dahası, bir parçacık kaydedildiğinde, nokta şeklinde olur.
  3. Parçacık, davranışını statikten statik olmayana ve statik olmayan olarak değiştiren eylem altında mı? Bir parçacık yarıklardan geçtiğinde, davranışı, her iki yarıktan da aynı anda geçen lokalize olmayan bir dalga işlevinden kaynaklanır. Bir parçacık kaydı yapılırken, her zaman bir nokta olarak sabitlenir ve bulanık dalga paketi asla elde edilemez.

Yanıtlar

Kopenhag kuantum yorum teorisi şu sorulara cevap verir:

  1. Kuvantum mekaniği tahminlerinin olasılıkçı niteliğini ortadan kaldırmak temel olarak mümkün değildir. Başka bir deyişle, herhangi bir gizli değişken hakkında insan bilgisinin kısıtlanmasına kesin olarak tanıklık edemez. Klasik fizik, bu gibi durumlarda bir zar türü atma işlemini tanımlamanın gerekli olduğu olasılığı ifade eder . Yani, olasılık eksik bilgi yerine geçer. Bunun tersine, Heisenberg ve Bohr'un kuantum mekaniğinin Kopenhag tarafından yorumlanması, kuantum mekaniğindeki ölçüm sonuçlarının temelde nondeterministik olmadığını iddia etmektedir.
  2. Fizik, ölçüm işlemlerinin sonuçlarını inceleyen bir bilimdir. Soruşturmalarında neler olduğunu düşünmek yanlıştır. Kopenhag yorumuna göre, parçacıkların tescil öncesinde nereye ait olduğu soruları ve diğer bu tür düzenlemeler anlamsızdır ve bu yüzden dikkate alınmamalıdır.
  3. Ölçüm hareketi dalga fonksiyonunun aniden çökmesine neden olur. Sonuç olarak, ölçüm işlemi, rastgele, belirli bir devletin dalga işlevinin olanak tanıyan olanaklarından yalnızca birini seçer. Bu seçimi yansıtmak için dalga fonksiyonu anında değişmelidir.

dil

Kopenhag yorumunun orijinal biçiminde oluşturulması çeşitli değişiklikler doğurdu. Bunların en yaygın olanı, çelişkili olmayan olayların yaklaşımına ve kuantum dekoheransı gibi bir kavrama dayanıyor. Decoherence, makro ve mikro dünyalar arasındaki bulanık sınırı hesaplamayı mümkün kılar. Kalan değişmeler, "dalga dünyasının gerçekçiliği" derecesinde farklılık gösterir.

eleştiri

Kuantum mekaniğinin tam değeri (Heisenberg ve Bohr'un ilk sorunun cevabı) Einstein, Podolsky ve Rosen'in (EPR paradoksu) yaptığı düşünce deneyinde sorgulanmıştı. Böylece, bilim adamları, teorinin anlık ve yerel olmayan "uzun menzilli" bir eyleme yol açmamak için gizli parametrelerin varlığının gerekli olduğunu kanıtlamak istediler. Bununla birlikte, Bell'in eşitsizlikleri nedeniyle mümkün olan EPR paradoksunun doğrulanması sırasında, kuantum mekaniğinin doğru olduğu kanıtlandı ve gizli parametrelerin çeşitli teorileri deneysel bir teyidine sahip değildi.

Ancak en problemli olanı, Heisenberg ve Bohr'un ölçüm işlemlerini özel bir konuma yerleştiren üçüncü soruya verdikleri yanıttı; ancak, bunlarda ayırt edici özelliklerin varlığını belirlemedi.

Birçok bilim adamı, hem fizikçi hem de filozoflar, Kopenhag kuantum fiziğinin yorumunu kabul etmeyi kesinlikle reddetti. Birincisi, Heisenberg ve Bohr'un yorumlanmasının deterministik olmadığı idi. Ve ikincisi - belirsiz ölçü kavramı getirdi ve bu da olasılık fonksiyonlarını güvenilir sonuçlara dönüştürdü.

Einstein, Heisenberg ve Bohr'un yorumunda kuantum mekaniği tarafından verilen fiziksel gerçekliğin açıklamalarının yetersiz olduğuna ikna olmuştu. Einstein'a göre, Kopenhag yorumunda mantık payı buldu ancak bilimsel içgüdüleri bunu kabul etmeyi reddetti. Bu nedenle Einstein daha eksiksiz bir kavram aramayı reddetti.

Borne Einstein'a yazdığı mektupta: "Eminim ki Tanrı'nın zar atmasına yol açmaz!". Niels Bohr, bu cümleyi yorumlamakla Einstein'a Tanrı'ya ne yapacağını söylemediğini söyledi. Einstein, İbrahim Pice ile yaptığı konuşmada "Ay'ın yalnızca baktığınızda var olduğunu düşünüyor musunuz?" Diye bağırdı.

Erwin Schroedinger , kedi ile bir düşünce deneyi icat etti; bu arada, atom altı sistemlerden mikroskobik sistemlere geçişi sırasında kuantum mekaniğinin aşağılıklığını göstermek istedi. Aynı zamanda, uzayda dalga fonksiyonunun gerekli şekilde çökmesi sorunlu kabul edildi. Einstein'ın görelilik teorisine göre, anlıklık ve eşzamanlılık yalnızca bir referans çerçevesinde yer alan bir gözlemci için anlamlıdır. Böylece, herkes için bir hale gelebilecek zaman yoktur ve bu nedenle ani bir çöküş belirlenemez.

yayılma

1997'de bilim çevrelerinde yapılan gayriresmi bir ankette, kısaca yukarıda tartışılan daha önceki Kopenhag yorumunun katılımcıların yarısından azı tarafından desteklendiğini gösterdi. Yine de, tek tek başka yorumlara kıyasla daha fazla destekçisi var.

alternatif

Pek çok fizikçi, "hayır" olarak adlandırılan kuantum mekaniğinin başka bir yorumuna daha yakındır. Bu yorumun özü, David Mermin'in "Shut up and calculate!" Yazan deyişiyle ayrıntılı bir şekilde dile getirilir. Bunların çoğu Richard Feynman'a veya Paul Dirac'a atfedilir.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 unansea.com. Theme powered by WordPress.