Interpretations of quantum mechanics

andere interpretatiesdit

evenals de hieronder besproken mainstream interpretaties zijn een aantal andere interpretaties voorgesteld die om welke reden dan ook geen significante wetenschappelijke impact hebben gehad. Deze variëren van voorstellen van mainstream natuurkundigen tot de meer occulte ideeën van kwantum mystiek.

de EPR-Paradox

het huidige gebruik van realisme en volledigheid is ontstaan in het artikel uit 1935 waarin Einstein en anderen de EPR-paradox voorstelden. In dat artikel stelden de auteurs de begrippen element van de werkelijkheid en de volledigheid van een natuurkundige theorie voor. Zij kenmerkten het element van de werkelijkheid als een kwantiteit waarvan de waarde met zekerheid kan worden voorspeld alvorens het te meten of anderszins te verstoren, en definieerden een volledige fysische theorie als een theorie waarin elk element van de fysische werkelijkheid door de theorie wordt verantwoord. In een semantische interpretatie is een interpretatie compleet als elk element van de interpreterende structuur aanwezig is in de wiskunde. Realisme is ook een eigenschap van elk van de elementen van de wiskunde; een element is echt als het overeenkomt met iets in de interpreterende structuur. In sommige interpretaties van de kwantummechanica (zoals de veelwereldinterpretatie) wordt bijvoorbeeld gezegd dat de ket-vector die geassocieerd is met de systeemstaat overeenkomt met een element van de fysieke werkelijkheid, terwijl dat in andere interpretaties niet het geval is.

determinisme is een eigenschap die statusveranderingen als gevolg van het verstrijken van de tijd karakteriseert, namelijk dat de toestand op een toekomstig moment een functie is van de toestand in het heden (zie tijdevolutie). Het is misschien niet altijd duidelijk of een bepaalde interpretatie deterministisch is of niet, omdat er misschien geen duidelijke keuze is voor een tijdparameter. Bovendien kan een bepaalde theorie twee interpretaties hebben, waarvan de ene deterministisch is en de andere niet.

lokaal realisme heeft twee aspecten:

• de waarde die wordt geretourneerd door een meting komt overeen met de waarde van een functie in de toestandsruimte. Met andere woorden, die waarde is een element van de werkelijkheid;
• de effecten van de meting hebben een propagatiesnelheid die een bepaalde universele limiet niet overschrijdt (bijvoorbeeld de lichtsnelheid). Om dit zinvol te maken, moeten meetoperaties in de interpretatiestructuur gelokaliseerd worden.een precieze formulering van lokaal realisme in termen van een lokale verborgen-variabele theorie werd voorgesteld door John Bell.

  Bell ‘ s stelling, gecombineerd met experimentele testen, beperkt de soorten eigenschappen die een kwantumtheorie kan hebben, met als primaire implicatie dat de kwantummechanica niet kan voldoen aan zowel het principe van lokaliteit als contrafeitelijke definiteness.

  ongeacht Einsteins bezorgdheid over interpretatiekwesties, omarmden Dirac en andere kwantum notables de technische vooruitgang van de nieuwe theorie terwijl ze weinig of geen aandacht besteedden aan interpretatieaspecten.

  Kopenhagen interpretatiedit

  hoofdartikel: De Copenhagen interpretation is een verzameling van opvattingen over de Betekenis van kwantummechanica die voornamelijk worden toegeschreven aan Niels Bohr en Werner Heisenberg. Het is een van de oudste van de vele voorgestelde interpretaties van de kwantummechanica, aangezien kenmerken ervan dateren uit de ontwikkeling van de kwantummechanica in 1925-1927, en het blijft een van de meest onderwezen. Er is geen definitieve historische verklaring van wat de interpretatie van Kopenhagen is. Er zijn enkele fundamentele afspraken en meningsverschillen tussen de standpunten van Bohr en Heisenberg.Hans Primas beschrijft negen stellingen van de interpretatie van Kopenhagen: kwantumfysica is van toepassing op individuele objecten, niet alleen op ensembles van objecten; hun beschrijving is probabilistisch; hun beschrijving is het resultaat van experimenten beschreven in termen van klassieke (niet-kwantum) fysica; de “grens” die het klassieke van het kwantum scheidt kan willekeurig worden gekozen; de handeling van “observatie” of “meting” is onomkeerbaar; de handeling van “observatie ” of” meting ” omvat een actie op het gemeten object en vermindert het golfpakket; complementaire eigenschappen kunnen niet gelijktijdig worden waargenomen; er kan geen waarheid aan een object worden toegeschreven behalve volgens de resultaten van zijn meting; en dat kwantumbeschrijvingen objectief zijn, in die zin dat zij onafhankelijk zijn van de mentale willekeur van de natuurkundigen.

  Heisenberg benadrukte een scherpe “snede” tussen de waarnemer (of het instrument) en het geobserveerde systeem, terwijl Bohr een interpretatie bood die onafhankelijk is van een subjectieve waarnemer, of meting, of ineenstorting: er is een” onomkeerbaar ” of effectief onomkeerbaar proces dat het verval van kwantumcoherentie of het golfpakket veroorzaakt dat het klassieke gedrag van “observatie” of “meting”verleent.

  Kwantuminformatietheoriesedit

  Kwantuminformatiebenaderingen hebben steeds meer steun gekregen. Ze verdelen zich in twee soorten.

  • Informatieontologieën, zoals J. A. Wheeler ‘ s “it from bit”. Deze benaderingen zijn beschreven als een opleving van immaterialisme.
  • interpretaties waarbij wordt gezegd dat kwantummechanica de kennis van een waarnemer van de wereld beschrijft, in plaats van de wereld zelf. Deze aanpak heeft enige gelijkenis met Bohr ‘ s denken. Ineenstorting (ook bekend als reductie) wordt vaak geïnterpreteerd als een waarnemer die informatie verkrijgt van een meting, in plaats van als een objectieve gebeurtenis. Deze benaderingen zijn beoordeeld als vergelijkbaar met instrumentalisme.

  de toestand is geen objectieve eigenschap van een individueel systeem, maar is die informatie, verkregen uit een kennis van hoe een systeem werd voorbereid, die kan worden gebruikt voor het maken van voorspellingen over toekomstige metingen….Een kwantummechanische toestand die een samenvatting is van de informatie van de waarnemer over een individueel fysisch systeem verandert zowel door dynamische wetten, als wanneer de waarnemer nieuwe informatie over het systeem verkrijgt door het proces van meting. Het bestaan van twee wetten voor de evolutie van de staat vector…wordt alleen problematisch als men gelooft dat de vector van de staat een objectieve eigenschap van het systeem is…De “reductie van het golfpakket” vindt plaats in het bewustzijn van de waarnemer, niet vanwege enig uniek fysiek proces dat daar plaatsvindt, maar alleen omdat de staat een constructie van de waarnemer is en geen objectieve eigenschap van het fysieke systeem.

  Relational quantum mechanicsEdit

  Main article: Relationele kwantummechanica

  het essentiële idee achter de relationele kwantummechanica, na het precedent van de speciale relativiteit, is dat verschillende waarnemers verschillende verslagen van dezelfde reeks gebeurtenissen kunnen geven: bijvoorbeeld, voor een waarnemer op een bepaald moment kan een systeem zich in een enkele, “ingestorte” eigenstaat bevinden, terwijl voor een andere waarnemer tegelijkertijd het zich in een superpositie van twee of meer toestanden kan bevinden. Bijgevolg, als de kwantummechanica een complete theorie moet zijn, stelt de relationele kwantummechanica dat de notie van “toestand” niet het geobserveerde systeem zelf beschrijft, maar de relatie, of correlatie, tussen het systeem en zijn waarnemer(s). De toestandsvector van de conventionele kwantummechanica wordt een beschrijving van de correlatie van bepaalde vrijheidsgraden in de waarnemer, met betrekking tot het waargenomen systeem. De relationele kwantummechanica stelt echter dat dit van toepassing is op alle fysieke objecten, of ze nu bewust of macroscopisch zijn. Elke “meetgebeurtenis” wordt simpelweg gezien als een gewone fysieke interactie, een vaststelling van het soort correlatie dat hierboven is besproken. De fysische inhoud van de theorie heeft dus niet te maken met objecten zelf, maar met de relaties ertussen.Quantumbayesianisme

  Quantumbayesianisme

  Main article: Quantumbayesianisme

  Quantumbayesianisme (ook wel Qbisme genoemd) is een interpretatie van de kwantummechanica die de acties en ervaringen van een agent als de centrale zorgen van de theorie neemt. Deze interpretatie onderscheidt zich door het gebruik van een subjectieve Bayesiaanse rekening van kansen om de kwantummechanische geboren regel te begrijpen als een normatieve aanvulling op goede besluitvorming. QBism put uit de gebieden van kwantuminformatie en Bayesiaanse waarschijnlijkheid en heeft als doel de interpretatieconundrums te elimineren die de kwantumtheorie hebben belaagd.

  QBism behandelt veelvoorkomende vragen in de interpretatie van de kwantumtheorie over de aard van golffunctie superpositie, kwantummeting en verstrengeling. Volgens het Qbisme zijn veel, maar niet alle aspecten van het kwantumformalisme subjectief van aard. Bijvoorbeeld, in deze interpretatie, is een kwantumtoestand geen element van werkelijkheid—in plaats daarvan vertegenwoordigt het de graden van geloof die een agent heeft over de mogelijke uitkomsten van metingen. Om deze reden hebben sommige wetenschapsfilosofen Qbisme als een vorm van anti-realisme beschouwd. De grondleggers van de interpretatie zijn het niet eens met deze karakterisering, maar stellen in plaats daarvan voor dat de theorie beter aansluit bij een soort realisme dat zij “participatief realisme” noemen, waarin de werkelijkheid bestaat uit meer dan kan worden gevangen door een vermeende derde-persoon verslag van het.

  Many worldsEdit

  Main article: Many-worlds interpretation

  De many-worlds interpretation is een interpretatie van de kwantummechanica waarin een universele golffunctie te allen tijde dezelfde deterministische, omkeerbare wetten gehoorzaamt; in het bijzonder is er geen (indeterministische en onomkeerbare) golffunctie collaps geassocieerd met meting. De verschijnselen die gepaard gaan met metingen worden verklaard door decoherentie, die optreedt wanneer toestanden interageren met de omgeving en verstrengeling veroorzaken, waarbij het universum herhaaldelijk wordt “opgesplitst” in wederzijds niet waarneembare alternatieve geschiedenissen—effectief verschillende universa binnen een groter multiversum.

  consistente historiesEdit

  hoofdartikel: Consistente geschiedenissen

  de consistente geschiedenissen interpretatie veralgemeent de conventionele Kopenhagen interpretatie en probeert een natuurlijke interpretatie van kwantum kosmologie te geven. De theorie is gebaseerd op een consistentiecriterium dat het mogelijk maakt de geschiedenis van een systeem te beschrijven, zodat de waarschijnlijkheden voor elke geschiedenis voldoen aan de additieve regels van de klassieke waarschijnlijkheid. Er wordt beweerd dat het consistent is met de Schrödingervergelijking.

  volgens deze interpretatie is het doel van een kwantummechanische theorie het voorspellen van de relatieve waarschijnlijkheid van verschillende alternatieve geschiedenissen (bijvoorbeeld van een deeltje).

  Ensembleinterpretatiedit

  hoofdartikel: Ensembleinterpretatie

  De ensembleinterpretatie, ook wel de statistische interpretatie genoemd, kan worden gezien als een minimalistische interpretatie. Dat wil zeggen, het beweert de minste veronderstellingen in verband met de standaard wiskunde te maken. Het neemt de statistische interpretatie van Born in de ruimste mate. De interpretatie stelt dat de golffunctie niet van toepassing is op een individueel systeem – bijvoorbeeld een enkel deeltje – maar een abstracte statistische grootheid is die alleen van toepassing is op een ensemble (een grote veelheid) van op dezelfde manier geprepareerde systemen of deeltjes. In de woorden van Einstein:

  De poging om de kwantumtheoretische beschrijving te vatten als de volledige beschrijving van de individuele systemen leidt tot onnatuurlijke theoretische interpretaties, die onmiddellijk overbodig worden als men de interpretatie aanvaardt dat de beschrijving verwijst naar ensembles van systemen en niet naar individuele systemen.

  — Einstein in Albert Einstein: Philosopher-Scientist, ed. P. A. Schilpp (Harper & Row, New York)

  De meest prominente pleitbezorger van de ensemble-interpretatie is Leslie E. Ballentine, professor aan de Simon Fraser University, auteur van het tekstboek Quantum Mechanics, a Modern Development.de Broglie–Bohm theorie

  Main article: De Broglie–Bohm theorie

  De Broglie–Bohm theorie van de kwantummechanica (ook bekend als de pilot wave theory) is een theorie van Louis De Broglie en later uitgebreid door David Bohm met metingen. Deeltjes, die altijd posities hebben, worden geleid door de golffunctie. De golffunctie evolueert volgens de Schrödinger – golfvergelijking en de golffunctie stort nooit in. De theorie speelt zich af in een enkele ruimtetijd, is niet-lokaal en deterministisch. De gelijktijdige bepaling van de positie en snelheid van een deeltje is onderworpen aan de gebruikelijke onzekerheid Principe beperking. De theorie wordt beschouwd als een verborgen-variabele theorie, en door non-lokaliteit te omarmen voldoet ze aan de ongelijkheid van Bell. Het meetprobleem is opgelost, omdat de deeltjes te allen tijde bepaalde posities hebben. Ineenstorting wordt verklaard als fenomenologisch.Quantum Darwinisme

  Quantum Darwinisme

  Main article: Quantum Darwinisme

  Quantum Darwinisme is een theorie die bedoeld is om de opkomst van de klassieke wereld uit de kwantumwereld te verklaren als gevolg van een proces van darwinistische natuurlijke selectie geïnduceerd door de omgeving interactie met het kwantumsysteem; waar de vele mogelijke kwantumtoestanden worden geselecteerd tegen in het voordeel van een stabiele pointer state. Het werd voorgesteld in 2003 door Wojciech Zurek en een groep van medewerkers waaronder Ollivier, Poulin, Paz en Blume-Kohout. De ontwikkeling van de theorie is te danken aan de integratie van een aantal van Zureks onderzoeksthema ‘ s die in de loop van vijfentwintig jaar werden nagestreefd, waaronder: pointer states, einselectie en decoherentie.

  Transactional interpretationEdit

  Main article: Transactional interpretation

  De transactional interpretation of quantum mechanics (TIQM) van John G. Cramer is een interpretatie van de kwantummechanica geïnspireerd door de Wheeler–Feynman absorber theory. Het beschrijft de ineenstorting van de golffunctie als gevolg van een tijdsymmetrische transactie tussen een mogelijke golf van de bron naar de ontvanger (de golffunctie) en een mogelijke golf van de ontvanger naar de bron (het complexe conjugaat van de golffunctie). Deze interpretatie van de kwantummechanica is uniek in die zin dat zij niet alleen de golffunctie als een reële entiteit beschouwt, maar ook het complexe conjugaat van de golffunctie, die in de geboren regel voor het berekenen van de verwachte waarde voor een waarneembare, als ook reëel voorkomt.

  Objective collapsedit

  hoofdartikel: Objectieve ineenstorting theorie

  objectieve ineenstorting theorieën verschillen van de Kopenhagen interpretatie door zowel de golffunctie als het proces van ineenstorting als ontologisch objectief te beschouwen (wat betekent dat deze bestaan en optreden onafhankelijk van de waarnemer). In objectieve theorieën, ineenstorting gebeurt ofwel willekeurig (“spontane lokalisatie”) of wanneer een fysieke drempel is bereikt, met waarnemers die geen speciale rol. Zo zijn objectieve-ineenstorting theorieën realistische, indeterministische, geen-verborgen-variabelen theorieën. Standaard kwantummechanica specificeert geen mechanisme van ineenstorting; QM zou moeten worden uitgebreid als objectieve ineenstorting correct is. De eis voor een uitbreiding tot QM betekent dat objectieve ineenstorting meer een theorie dan een interpretatie is. Voorbeelden zijn

  • de Ghirardi-Rimini-Weber theorie
  • de Penrose interpretatie.
  • de deterministische variant van een objectieve ineenstorting theorie

  bewustzijn veroorzaakt ineenstorting (von Neumann–Wigner interpretatie)bewerken

  hoofdartikel: In zijn verhandeling The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics analyseerde John von Neumann het zogenaamde meetprobleem grondig. Hij concludeerde dat het hele fysieke universum onderworpen kon worden aan de Schrödingervergelijking (de universele golffunctie). Hij beschreef ook hoe meting een instorting van de golffunctie kan veroorzaken. Dit standpunt werd prominent uitgebreid door Eugene Wigner, die betoogde dat het bewustzijn van de mens (of misschien zelfs het bewustzijn van de hond) van cruciaal belang was voor de ineenstorting, maar hij liet deze interpretatie later varen.

  variaties van het bewustzijn veroorzaakt ineenstorting interpretatie omvatten:

  subjectieve reductie onderzoek dit principe, dat bewustzijn de ineenstorting veroorzaakt, is het snijpunt tussen kwantummechanica en het lichaam/geest probleem; en onderzoekers werken aan het detecteren van bewuste gebeurtenissen gecorreleerd met fysieke gebeurtenissen die, volgens de kwantumtheorie, een golffunctie-ineenstorting zouden moeten impliceren; maar tot nu toe zijn de resultaten niet overtuigend. Main article: Anthropic principle John Archibald Wheeler ‘ s participatory anthropic principle zegt dat bewustzijn een rol speelt in het ontstaan van het universum. andere natuurkundigen hebben hun eigen variaties van de interpretatie van de oorzaken van ineenstorting van het bewustzijn uitgewerkt, waaronder: Henry P. Stapp (Mindful Universe): Quantum Mechanica en de Deelnemende Waarnemer)

• Bruce Rosenblum en Fred Kuttner (Quantum Enigma: Natuurkunde Ontmoetingen Bewustzijn)
• Amit Goswami (De Self-Aware Universe)

Quantum logicEdit

hoofdartikel: Quantum logic

de Kwantum logica kan beschouwd worden als een soort van propositional logic geschikt voor het begrijpen van de schijnbare anomalieën met betrekking tot quantum-meting, met name die met betrekking tot de samenstelling van de meting activiteiten van bijkomende variabelen. Dit onderzoeksgebied en zijn naam zijn ontstaan in het artikel uit 1936 van Garrett Birkhoff en John von Neumann, die probeerden enkele van de schijnbare inconsistenties van de klassieke Booleaanse logica te verzoenen met de feiten met betrekking tot meting en observatie in de kwantummechanica.Modal interpretations of quantum theoryEdit Modal interpretations of quantum mechanics werden voor het eerst bedacht in 1972 door Bas van Fraassen, in zijn Artikel “A formal approach to the philosophy of science.”Deze term wordt nu echter gebruikt om een grotere reeks modellen te beschrijven die uit deze aanpak zijn voortgekomen. De Stanford Encyclopedia of Philosophy beschrijft verschillende versies:

• De Kopenhagen variant
• Kochen–Dieks-Healey interpretaties
• motiveert vroege modale interpretaties, gebaseerd op het werk van R. Clifton, M. Dickson en J. Bub.

Tijdsymmetrische theoriesEdit

Er zijn verschillende theorieën voorgesteld die de vergelijkingen van de kwantummechanica wijzigen om symmetrisch te zijn met betrekking tot tijdomkering. (Zie Wheeler-Feynman tijdsymmetrische theorie.) Dit creëert retrocausaliteit: gebeurtenissen in de toekomst kunnen die in het verleden beïnvloeden, precies zoals gebeurtenissen in het verleden die in de toekomst kunnen beïnvloeden. In deze theorieën kan een enkele meting de toestand van een systeem niet volledig bepalen (waardoor ze een soort verborgen-variabelen theorie zijn), maar gegeven twee metingen uitgevoerd op verschillende tijdstippen, is het mogelijk om de exacte toestand van het systeem te berekenen op alle tussenliggende tijden. De ineenstorting van de golffunctie is daarom geen fysieke verandering in het systeem, maar een verandering in onze kennis ervan door de tweede meting. Op dezelfde manier verklaren ze verstrengeling niet als een ware fysieke staat, maar gewoon een illusie gecreëerd door het negeren van retrocausaliteit. Het punt waar twee deeltjes lijken te “verstrengeld” is gewoon een punt waar elk deeltje wordt beïnvloed door gebeurtenissen die zich voordoen bij het andere deeltje in de toekomst.

niet alle voorstanders van tijdsymmetrische causaliteit geven de voorkeur aan het wijzigen van de unitaire dynamica van standaard kwantummechanica. Een leidende exponent van het tweestatenvectorformalisme, Lev Vaidman, stelt dat het tweestatenvectorformalisme goed aansluit bij Hugh Everett ‘ s veelwereldinterpretatie.