Tolkninger av kvantemekanikk

Andre tolkningerrediger

i tillegg til mainstream tolkninger omtalt nedenfor, en rekke andre tolkninger har blitt foreslått som ikke har gjort en betydelig vitenskapelig innvirkning uansett grunn. Disse spenner fra forslag fra vanlige fysikere til de mer okkulte ideene om kvantemystikk.

epr paradoxEdit

den nåværende bruken av realisme og fullstendighet oppsto i 1935-papiret Der Einstein og andre foreslo EPR-paradokset. I denne artikkelen forfatterne foreslått begrepene element av virkeligheten og fullstendigheten av en fysisk teori. De karakteriserte virkelighetselementet som en mengde hvis verdi kan forutses med sikkerhet før måling eller på annen måte forstyrrer det, og definerte en komplett fysisk teori som en der hvert element av fysisk virkelighet regnskapsføres av teorien. I et semantisk syn på tolkning er en tolkning fullført dersom hvert element i tolkestrukturen er tilstede i matematikken. Realisme er også en egenskap for hvert av elementene i matematikken; et element er ekte hvis det tilsvarer noe i tolkestrukturen. For eksempel, i noen tolkninger av kvantemekanikk (for eksempel mange verdener tolkning) ket vektor knyttet til systemtilstanden sies å tilsvare et element av fysisk virkelighet, mens i andre tolkninger er det ikke.Determinisme er en egenskap som karakteriserer tilstandsendringer på grunn av tidens gang, nemlig at staten på et fremtidig øyeblikk er en funksjon av staten i nåtiden (se tidsutvikling). Det kan ikke alltid være klart om en bestemt tolkning er deterministisk eller ikke, da det kanskje ikke er et klart valg av en tidsparameter. Videre kan en gitt teori ha to tolkninger, hvorav den ene er deterministisk og den andre ikke.

Lokal realisme har to aspekter:

• verdien som returneres av en måling, tilsvarer verdien av en funksjon i tilstandsrommet. Med andre ord, den verdien er et element av virkeligheten;
• effektene av måling har en forplantningshastighet som ikke overstiger noen universell grense (f.eks. lysets hastighet). For at dette skal være fornuftig, må måleoperasjoner i tolkestrukturen være lokalisert.En presis formulering av lokal realisme i form av en lokal skjult variabel teori ble foreslått Av John Bell.Bells teorem, kombinert med eksperimentell testing, begrenser hva slags egenskaper en kvanteteori kan ha, den primære implikasjonen er at kvantemekanikk ikke kan tilfredsstille både prinsippet om lokalitet og motfaktuell definisjon.Uavhengig Av Einsteins bekymringer om tolkningsspørsmål, Dirac og andre quantum notables omfavnet de tekniske fremskrittene i den nye teorien mens viet liten eller ingen oppmerksomhet til tolkningsaspekter.
  

  København tolkningrediger

  Hovedartikkel: København tolkning Er en samling av synspunkter om betydningen av kvantemekanikk hovedsakelig tilskrives Niels Bohr Og Werner Heisenberg. Det er en av de eldste av mange foreslåtte tolkninger av kvantemekanikk, som trekk ved det dateres til utviklingen av kvantemekanikk i løpet av 1925-1927,og det er fortsatt en av de mest lærte. Det er ingen definitiv historisk uttalelse av Hva Som Er København tolkning. Det er noen grunnleggende avtaler og uenigheter mellom synspunktene Til Bohr Og Heisenberg.Hans Primas beskriver ni teser I københavn-tolkningen: kvantfysikk gjelder for individuelle objekter, ikke bare ensembler av objekter; deres beskrivelse er probabilistisk; deres beskrivelse er resultatet av eksperimenter beskrevet i form av klassisk (ikke-kvantefysikk) fysikk; «grensen» som skiller det klassiske fra kvante kan velges vilkårlig; handlingen av «observasjon» eller «måling» er irreversibel; handlingen av «observasjon » eller» måling » innebærer en handling på objektet målt og reduserer bølgepakken.; komplementære egenskaper kan ikke observeres samtidig; ingen sannhet kan tilskrives et objekt unntatt i henhold til resultatene av målingen; og at kvantebeskrivelser er objektive, ved at de er uavhengige av fysikernes mentale vilkårlighet.Heisenberg understreket et skarpt «kutt» mellom observatøren (eller instrumentet) og systemet som ble observert, Mens Bohr tilbød en tolkning som er uavhengig av en subjektiv observatør, eller måling, eller kollaps: det er en» irreversibel «eller effektivt irreversibel prosess som forårsaker forfall av kvantekoherens eller bølgepakken som gir den klassiske oppførselen til «observasjon»eller » måling».

  kvanteinformasjonsteorierrediger

  kvanteinformative tilnærminger har tiltrukket økende støtte. De deles inn i to typer.

  • informasjons ontologier, slik Som J. A. Wheeler ‘s» it from bit». Disse tilnærmingene har blitt beskrevet som en gjenoppliving av immaterialisme.
  • Tolkninger hvor kvantemekanikk sies å beskrive en observatørs kunnskap om verden, snarere enn verden selv. Denne tilnærmingen har noen likhet Med Bohrs tenkning. Kollaps (også kjent som reduksjon) er ofte tolket som en observatør anskaffe informasjon fra en måling, snarere enn som en objektiv hendelse. Disse tilnærmingene har blitt vurdert som lik instrumentalisme.

  staten er ikke en objektiv egenskap av et enkelt system, men er den informasjonen, hentet fra kunnskap om hvordan et system ble utarbeidet, som kan brukes til å lage spådommer om fremtidige målinger….En kvantemekanisk tilstand er et sammendrag av observatørens informasjon om et individuelt fysisk system endres både ved dynamiske lover, og når observatøren får ny informasjon om systemet gjennom måleprosessen. Eksistensen av to lover for utviklingen av statsvektoren…blir problematisk bare hvis det antas at statsvektoren er en objektiv egenskap av systemet…»Reduksjonen av bølgepakken» finner sted i observatørens bevissthet, ikke på grunn av noen unik fysisk prosess som foregår der, men bare fordi staten er en konstruksjon av observatøren og ikke en objektiv egenskap av det fysiske systemet.

  relasjonell kvantemekanikkrediger

  Hovedartikkel: Den grunnleggende ideen bak relasjonell kvantemekanikk, etter presedens av spesiell relativitet, er at forskjellige observatører kan gi forskjellige kontoer av samme serie hendelser: for eksempel til en observatør på et gitt tidspunkt, kan et system være i en enkelt, «kollapset» egenstat, mens til en annen observatør på samme tid, kan det være i en superposisjon av to eller flere stater. Følgelig, hvis kvantemekanikk skal være en komplett teori, hevder relasjonell kvantemekanikk at begrepet «tilstand» ikke beskriver det observerte systemet selv, men forholdet, eller korrelasjonen, mellom systemet og dets observatør (er). Statens vektor av konvensjonell kvantemekanikk blir en beskrivelse av korrelasjonen av noen grader av frihet i observatøren, med hensyn til det observerte systemet. Imidlertid holdes det av relasjonelle kvantemekanikk at dette gjelder for alle fysiske objekter, uansett om de er bevisste eller makroskopiske. Enhver «målehendelse» ses ganske enkelt som en vanlig fysisk interaksjon, en etablering av den typen korrelasjon som er omtalt ovenfor. Dermed har det fysiske innholdet i teorien ikke å gjøre med objekter selv, men forholdet mellom dem.

  Quantum Bayesianismedi

  Utdypende artikkel: Quantum Bayesianism

  Quantum Bayesianism (også kalt QBism) Er en tolkning av kvantemekanikk som tar en agents handlinger og erfaringer som de sentrale bekymringene til teorien. Denne tolkningen preges av bruken av en subjektiv Bayesiansk redegjørelse for sannsynligheter for å forstå den kvantemekaniske Fødte regelen som et normativt tillegg til god beslutningstaking. QBism trekker fra feltene quantum informasjon Og Bayesian sannsynlighet og tar sikte på å eliminere tolknings conundrums som har besatt kvanteteori.

  QBism omhandler vanlige spørsmål i tolkningen av kvanteteori om naturen av bølgefunksjon superposisjon, kvantemåling og forviklinger. Ifølge QBism er mange, men ikke alle, aspekter av kvantformalismen subjektiv i naturen. For eksempel, i denne tolkningen, er en kvantetilstand ikke et element av virkeligheten—i stedet representerer den graden av tro en agent har om mulige utfall av målinger. Av denne grunn har noen vitenskapsfilosofer ansett QBism en form for anti-realisme. Opphavsmennene til tolkningen er uenige med denne karakteriseringen, og foreslår i stedet at teorien mer riktig samsvarer med en slags realisme de kaller «deltakende realisme», hvor virkeligheten består av mer enn det som kan bli fanget av noen formodentlig tredjepersons beretning om den.

  Mange verdensrediger

  Utdypende artikkel: tolkning av mange verdener

  tolkningen av mange verdener er en tolkning av kvantemekanikk der en universell bølgefunksjon til enhver tid følger de samme deterministiske, reversible lovene; spesielt er det ingen (indeterministisk og irreversibel) bølgefunksjonssammenbrudd forbundet med måling. Fenomenene knyttet til måling hevdes å bli forklart av dekoherens, som oppstår når stater samhandler med miljøet som produserer entanglement, gjentatte ganger «splitter» universet i gjensidig uobserverbare alternative historier—effektivt forskjellige universer innenfor et større multiverse.

  Konsekvente historierrediger

  Hovedartikkel: Konsekvent historier

  konsekvent historier tolkning generaliserer konvensjonelle København tolkning og forsøk på å gi en naturlig tolkning av kvantekosmologi. Teorien er basert på et konsistenskriterium som gjør det mulig å beskrive historien til et system slik at sannsynlighetene for hver historie overholder de additive reglene for klassisk sannsynlighet. Det hevdes å være i samsvar Med schrö-ligningen.ifølge denne tolkningen er formålet med en kvantemekanisk teori å forutsi de relative sannsynlighetene for ulike alternative historier (for eksempel av en partikkel).

  Ensembletolkningrediger

  Utdypende artikkel: Ensembletolkning

  ensembletolkningen, også kalt statistisk tolkning, kan sees på som en minimalistisk tolkning. Det vil si at det hevder å gjøre de minste antagelsene knyttet til standardmatematikken. Det tar den statistiske tolkningen Av Born i størst mulig grad. Tolkningen sier at bølgefunksjonen ikke gjelder for et enkelt system – for eksempel en enkelt partikkel – men er en abstrakt statistisk mengde som bare gjelder for et ensemble (en stor mengde) av tilsvarende preparerte systemer eller partikler. I Ordene Til Einstein:

  forsøket på å tenke den kvanteteoretiske beskrivelsen som den fullstendige beskrivelsen av de enkelte systemene fører til unaturlige teoretiske tolkninger, som umiddelbart blir unødvendige dersom man aksepterer tolkningen at beskrivelsen refererer til ensembler av systemer og ikke til individuelle systemer.

  — Einstein i Albert Einstein: Filosof-Forsker, red. P. A. Schilpp (harper & Row, New York)

  Den mest fremtredende nåværende talsmann for ensembletolkningen Er Leslie E. Ballentine, professor Ved Simon Fraser University, forfatter av læreboken Kvantemekanikk, En Moderne Utvikling.

  de Broglie–Bohm teoriendra

  Utdypende artikkel: De Broglie–Bohm teori

  de Broglie–Bohm teori om kvantemekanikk (også kjent som pilotbølge teori) Er en teori av Louis De Broglie og utvidet senere Av David Bohm til å omfatte målinger. Partikler, som alltid har posisjoner, styres av bølgefunksjonen. Bølgefunksjonen utvikler seg i Henhold Til Schrö-bølgeligningen, og bølgefunksjonen kollapser aldri. Teorien foregår i et enkelt romtid, er ikke-lokal, og er deterministisk. Samtidig bestemmelse av en partikkels posisjon og hastighet er underlagt det vanlige usikkerhetsprinsippet. Teorien anses å være en skjult variabel teori, og ved å omfavne ikke-lokalitet tilfredsstiller Den bells ulikhet. Måleproblemet er løst, siden partiklene har bestemte posisjoner til enhver tid. Kollaps er forklart som fenomenologisk.Quantum Darwinism Er en teori som er ment å forklare fremveksten av den klassiske verden fra kvanteverdenen som skyldes En Prosess Med Darwinistisk naturlig utvalg indusert av miljøet som interagerer med kvantesystemet; hvor de mange mulige kvantetilstandene er valgt mot til fordel for en stabil pekerstatus. Det ble foreslått i 2003 Av Wojciech Zurek og en gruppe samarbeidspartnere, Inkludert Ollivier, Poulin, Paz og Blume-Kohout. Utviklingen av teorien skyldes integrering av En rekke Zureks forskningsemner forfulgt i løpet av tjuefem år, inkludert: pointer states, einselection og decoherence.

  Transaksjonstolkningrediger

  Hovedartikkel: Transaksjonstolkning

  Transaksjonstolkning av kvantemekanikk (TIQM) Av John G. Cramer er en tolkning av kvantemekanikk inspirert Av Wheeler-Feynman absorber teori. Den beskriver sammenbruddet av bølgefunksjonen som følge av en tidssymmetrisk transaksjon mellom en mulig bølge fra kilden til mottakeren (bølgefunksjonen) og en mulig bølge fra mottakeren til kilden (det komplekse konjugatet til bølgefunksjonen). Denne tolkningen av kvantemekanikk er unik ved at den ikke bare ser bølgefunksjonen som en reell enhet, men det komplekse konjugatet av bølgefunksjonen, som vises i Den Fødte regelen for beregning av forventet verdi for en observerbar, som også ekte.

  Objektive kollaps teorierrediger

  Hovedartikkel: Objective collapse theory

  Objective collapse theories skiller seg fra København-tolkningen ved å betrakte både bølgefunksjonen og prosessen med kollaps som ontologisk objektiv (som betyr at disse eksisterer og forekommer uavhengig av observatøren). I objektive teorier skjer kollaps enten tilfeldig («spontan lokalisering») eller når noen fysisk terskel er nådd, med observatører som ikke har noen spesiell rolle. Dermed er objektive kollaps teorier realistiske, indeterministiske, ikke-skjulte variabler teorier. Standard kvantemekanikk angir ikke noen mekanisme for sammenbrudd; QM må utvides hvis objektiv sammenbrudd er riktig. Kravet om utvidelse TIL QM betyr at objektiv sammenbrudd er mer av en teori enn en tolkning. Eksempler er

  • Ghirardi-Rimini-Weber-teorien
  • penrose-tolkningen.
  • den deterministiske varianten av en objektiv kollaps teori

  Bevissthet forårsaker kollaps (von Neumann–Wigner tolkning)Edit

  Hovedartikkel: Bevissthet forårsaker kollaps

  I sin avhandling The Mathematical Foundations Of Quantum Mechanics analyserte John von Neumann dypt det såkalte måleproblemet. Han konkluderte med at Hele det fysiske universet kunne gjøres underlagt Schrö-ligningen (den universelle bølgefunksjonen). Han beskrev også hvordan måling kan føre til kollaps av bølgefunksjonen. Dette synspunktet ble fremtredende utvidet av Eugene Wigner, som hevdet at menneskelig eksperimentbevissthet (eller kanskje til og med hundebevissthet) var kritisk for sammenbruddet, men han forlot senere denne tolkningen.Subjektiv reduksjon forskning dette prinsippet, at bevissthet forårsaker kollaps, er skjæringspunktet mellom kvantemekanikk og sinn / kropp problem; og forskere arbeider for å oppdage bevisste hendelser korrelert med fysiske hendelser som ifølge kvanteteori bør innebære en bølgefunksjon sammenbrudd; men så langt er resultatene ufullstendige. Deltakende antropisk prinsipp John Archibald Wheeler ‘ s deltakende antropisk prinsipp sier at bevissthet spiller en rolle i å bringe universet til eksistens.

  Andre fysikere har utarbeidet sine egne variasjoner av bevissthet forårsaker kollaps tolkning; inkludert:

  • Henry P. Stapp (Mindful Universe: Bruce Rosenblum Og Fred Kuttner (Quantum Enigma: Fysikk Møter Bevissthet)
  • Amit Goswami (Den Selvbevisste Universet)

  Quantum logicEdit

  Hovedartikkel: Quantum logikk

  Quantum logikk kan betraktes som en slags propositional logikk egnet for å forstå de tilsynelatende anomalier vedrørende kvantemåling, særlig de om sammensetningen av måleoperasjoner av komplementære variabler. Dette forskningsområdet og dets navn stammer fra 1936-papiret Av Garrett Birkhoff Og John von Neumann, som forsøkte å forene noen av de tilsynelatende inkonsekvensene av klassisk boolsk logikk med fakta knyttet til måling og observasjon i kvantemekanikk.

  Modale tolkninger av kvanteteorienrediger

  Modale tolkninger av kvantemekanikk ble først oppfattet i 1972 av bas van Fraassen, i hans papir » en formell tilnærming til vitenskapsfilosofien.»Men dette begrepet brukes nå til å beskrive et større sett med modeller som vokste ut av denne tilnærmingen. Stanford Encyclopedia Of Philosophy beskriver flere versjoner:

  • København variant
  • kochen–Dieks-Healey tolkninger
  • Motiverende tidlige modale tolkninger, basert på arbeidet Til R. Clifton, M. Dickson Og J. Bub.

  tidssymmetriske teorierrediger

  Flere teorier har blitt foreslått som modifiserer kvantemekanikkens ligninger til å være symmetriske med hensyn til tid reversering. (Se Wheeler-Feynman tid-symmetrisk teori.) Dette skaper retrocausality: hendelser i fremtiden kan påvirke dem i fortiden, akkurat som hendelser i fortiden kan påvirke dem i fremtiden. I disse teoriene kan en enkelt måling ikke fullt ut bestemme tilstanden til et system (noe som gjør dem til en type skjult variabelteori), men gitt to målinger utført på forskjellige tidspunkter, er det mulig å beregne systemets nøyaktige tilstand på alle mellomtider. Kollapsen av bølgefunksjonen er derfor ikke en fysisk forandring i systemet, bare en endring i vår kunnskap om det på grunn av den andre måling. På samme måte forklarer de entanglement som ikke å være en sann fysisk tilstand, men bare en illusjon skapt av å ignorere retrocausality. Punktet der to partikler ser ut til å «bli viklet» er ganske enkelt et punkt der hver partikkel blir påvirket av hendelser som oppstår til den andre partikkelen i fremtiden.Ikke alle talsmenn for tidssymmetrisk kausalitet favoriserer å endre den enhetlige dynamikken til standard kvantemekanikk. Dermed sier En ledende eksponent for tostatsvektorformalismen, Lev Vaidman, at tostatsvektorformalismen samsvarer godt Med Hugh Everetts tolkning av mange verdener.