Inne interpretacjeedytuj
jak również główne interpretacje omówione poniżej, zaproponowano szereg innych interpretacji, które z jakiegokolwiek powodu nie wywarły znaczącego wpływu naukowego. Obejmują one zarówno propozycje głównych fizyków, jak i bardziej okultystyczne idee mistycyzmu kwantowego.
paradoks EPREDIT
obecne użycie realizmu i kompletności pochodzi z 1935 roku, w którym Einstein i inni zaproponowali paradoks EPR. W pracy tej autorzy zaproponowali pojęcia element rzeczywistości i kompletność teorii fizycznej. Scharakteryzowali element rzeczywistości jako ilość, której wartość można przewidzieć z pewnością przed pomiarem lub innym zakłóceniem, i zdefiniowali kompletną teorię fizyczną jako taką, w której każdy element rzeczywistości fizycznej jest rozliczany przez teorię. W semantycznym ujęciu interpretacji, interpretacja jest kompletna, jeśli każdy element struktury interpretacyjnej jest obecny w matematyce. Realizm jest również własnością każdego z elementów matematyki; element jest rzeczywisty, jeśli odpowiada czemuś w strukturze interpretacyjnej. Na przykład w niektórych interpretacjach mechaniki kwantowej (takich jak interpretacja wielu światów) mówi się, że wektor ket związany ze stanem układu odpowiada elementowi rzeczywistości fizycznej, podczas gdy w innych interpretacjach tak nie jest.
determinizm jest właściwością charakteryzującą zmiany stanu na skutek upływu czasu, a mianowicie, że stan w chwili przyszłej jest funkcją stanu w teraźniejszości (zob. ewolucja czasu). Nie zawsze może być jasne, czy dana interpretacja jest deterministyczna, czy nie, ponieważ może nie być jasny wybór parametru czasu. Co więcej, dana teoria może mieć dwie interpretacje, z których jedna jest deterministyczna, a druga nie.
realizm lokalny ma dwa aspekty:
- wartość zwracana przez pomiar odpowiada wartości pewnej funkcji w przestrzeni stanów. Innymi słowy, wartość ta jest elementem rzeczywistości;
- efekty pomiaru mają prędkość propagacji nieprzekraczającą pewnej uniwersalnej granicy (np. prędkości światła). Aby to miało sens, operacje pomiarowe w strukturze interpretującej muszą być zlokalizowane.
precyzyjne sformułowanie lokalnego realizmu w kategoriach lokalnej teorii zmiennych ukrytych zostało zaproponowane przez Johna Bella.
twierdzenie Bella, w połączeniu z testami eksperymentalnymi, ogranicza rodzaje własności, jakie może mieć teoria kwantowa, a głównym implikacją jest to, że mechanika kwantowa nie może zaspokoić zarówno zasady lokalności, jak i przeciwfakturowej definitywności.
niezależnie od obaw Einsteina dotyczących kwestii interpretacyjnych, Dirac i inne notable kwantowe objęły postęp techniczny nowej teorii, poświęcając niewiele lub wcale uwagi aspektom interpretacyjnym.
Copenhagen interpretationEdit
interpretacja kopenhaska jest zbiorem poglądów na temat znaczenia mechaniki kwantowej przypisywanych głównie Nielsowi Bohrowi i Wernerowi Heisenbergowi. Jest to jedna z najstarszych z wielu proponowanych interpretacji mechaniki kwantowej, ponieważ jej cechy datują się na rozwój mechaniki kwantowej w latach 1925-1927 i pozostaje jedną z najczęściej nauczanych. Nie ma ostatecznego historycznego stwierdzenia, czym jest interpretacja kopenhaska. Istnieją pewne fundamentalne porozumienia i nieporozumienia między poglądami Bohra i Heisenberga.
Hans Primas opisuje dziewięć tez interpretacji kopenhaskiej: fizyka kwantowa dotyczy pojedynczych obiektów, nie tylko zespołów obiektów; ich opis jest probabilistyczny; ich opis jest wynikiem eksperymentów opisanych w kategoriach fizyki klasycznej (nie-kwantowej);” granica”, która oddziela klasykę od kwantowej, może być wybrana arbitralnie; akt „obserwacji” lub „pomiaru” jest nieodwracalny; akt „obserwacji” lub „pomiaru” obejmuje działanie na mierzonym obiekcie i zmniejsza pakiet falowy.; właściwości komplementarne nie mogą być obserwowane jednocześnie; Żadna prawda nie może być przypisana obiektowi, z wyjątkiem wyników jego pomiaru; i że opisy kwantowe są obiektywne, ponieważ są niezależne od mentalnej arbitralności fizyków.
Heisenberg podkreślił ostre „cięcie” między obserwatorem (lub instrumentem) a obserwowanym systemem, podczas gdy Bohr zaproponował interpretację niezależną od subiektywnego obserwatora, lub pomiar, lub upadek: istnieje „nieodwracalny” lub skutecznie nieodwracalny proces powodujący rozpad koherencji kwantowej lub pakietu falowego, który nadaje klasyczne zachowanie ” obserwacji „lub”pomiaru”.
kwantowe teorie informacyjneedytuj
kwantowe podejścia informacyjne cieszą się coraz większym poparciem. Dzielą się na dwa rodzaje.
- ontologie Informacji, takie jak „it from bit”J. A. Wheelera. Podejścia te zostały opisane jako odrodzenie immaterializmu.
- Interpretacje, w których mówi się, że mechanika kwantowa opisuje wiedzę obserwatora o świecie, a nie o samym świecie. Takie podejście ma pewne podobieństwo do myślenia Bohra. Upadek (znany również jako redukcja) jest często interpretowany jako obserwator pozyskujący informacje z pomiaru, a nie jako zdarzenie obiektywne. Podejścia te zostały ocenione jako podobne do instrumentalizmu.
stan nie jest obiektywną własnością indywidualnego systemu, ale jest to informacja, uzyskana z wiedzy o sposobie przygotowania systemu, która może być wykorzystana do przewidywania przyszłych pomiarów….Stan mechaniki kwantowej będący podsumowaniem informacji obserwatora o indywidualnym układzie fizycznym zmienia się zarówno za pomocą praw dynamicznych, jak i za każdym razem, gdy obserwator zdobywa nowe informacje o układzie w procesie pomiaru. Istnienie dwóch praw ewolucji wektora stanu…staje się problematyczne tylko wtedy, gdy uważa się, że wektor stanu jest obiektywną własnością systemu…”Redukcja wavepacketu” ma miejsce w świadomości obserwatora, nie z powodu jakiegokolwiek unikalnego procesu fizycznego, który ma tam miejsce, ale tylko dlatego, że stan jest konstruktem obserwatora, a nie obiektywną własnością systemu fizycznego.
relacyjne mechanizmy kwantoweedit
zasadniczą ideą relacyjnej mechaniki kwantowej, zgodnie z precedensem szczególnej teorii względności, jest to, że różni obserwatorzy mogą dawać różne relacje z tej samej serii zdarzeń: na przykład jednemu obserwatorowi w danym punkcie czasu układ może znajdować się w pojedynczym, „załamanym” stanie własnym, podczas gdy innemu obserwatorowi w tym samym czasie może znajdować się w superpozycji dwóch lub więcej stanów. W konsekwencji, jeśli mechanika kwantowa ma być kompletną teorią, relacyjna mechanika kwantowa twierdzi, że pojęcie „stanu” nie opisuje samego obserwowanego układu, ale związek lub korelację między układem a jego obserwatorem(obserwatorami). Wektor stanu konwencjonalnej mechaniki kwantowej staje się opisem korelacji pewnych stopni swobody obserwatora w odniesieniu do obserwowanego układu. Jednak relacyjna mechanika kwantowa utrzymuje, że odnosi się to do wszystkich obiektów fizycznych, niezależnie od tego, czy są świadome, czy makroskopowe. Każde „zdarzenie pomiarowe” jest postrzegane po prostu jako zwykła interakcja fizyczna, ustanowienie rodzaju korelacji omówionej powyżej. Tak więc fizyczna treść teorii ma do czynienia nie z samymi przedmiotami, ale z relacjami między nimi.
Quantum Bayesianismedytuj
Quantum Bayesianism (zwany także QBism) jest interpretacją mechaniki kwantowej, która przyjmuje działania i doświadczenia agenta jako główne problemy teorii. Interpretację tę wyróżnia zastosowanie subiektywnego bayesowskiego rachunku prawdopodobieństwa do zrozumienia zasady mechaniki kwantowej jako normatywnego dodatku do dobrego podejmowania decyzji. Qbizm czerpie z dziedziny informacji kwantowej i prawdopodobieństwa bayesowskiego i ma na celu wyeliminowanie zagadek interpretacyjnych, które mają zaciekłą teorię kwantową.
Qbizm zajmuje się częstymi pytaniami w interpretacji teorii kwantowej dotyczącymi natury superpozycji falowej, pomiaru kwantowego i splątania. Według Qbizmu wiele, ale nie wszystkie, aspektów formalizmu kwantowego ma charakter subiektywny. Na przykład, w tej interpretacji stan kwantowy nie jest elementem rzeczywistości—zamiast tego reprezentuje stopnie przekonania agenta o możliwych wynikach pomiarów. Z tego powodu niektórzy filozofowie nauki uznali Qbizm za formę antyrealizmu. Twórcy interpretacji nie zgadzają się z tą charakterystyką, proponując zamiast tego, że teoria bardziej właściwie dopasowuje się do rodzaju realizmu, który nazywają „realizmem uczestniczącym”, w którym rzeczywistość składa się z więcej niż może być uchwycona przez jakiekolwiek przypuszczalne konto trzeciej osoby.
wiele światówedytuj
interpretacja wielu światów jest interpretacją mechaniki kwantowej, w której Uniwersalna funkcja falowa zawsze przestrzega tych samych deterministycznych, odwracalnych praw; w szczególności nie ma (nieokreślonego i nieodwracalnego) załamania fali związanego z pomiarem. Uważa się, że zjawiska związane z pomiarem są wyjaśnione przez dekoherencję, która występuje, gdy Stany oddziałują z otoczeniem tworząc splątanie, wielokrotnie „dzieląc” wszechświat na wzajemnie niezauważalne, alternatywne historie—skutecznie odrębne wszechświaty w większym wieloświecie.
spójna historiaedytuj
spójna interpretacja historii uogólnia konwencjonalną interpretację kopenhaską i próbuje zapewnić naturalną interpretację kosmologii kwantowej. Teoria opiera się na kryterium spójności, które pozwala na opisanie historii systemu w taki sposób, aby prawdopodobieństwa dla każdej historii były zgodne z addytywnymi regułami prawdopodobieństwa klasycznego. Twierdzi się, że jest ona zgodna z równaniem Schrödingera.
zgodnie z tą interpretacją celem teorii kwantowo-mechanicznej jest przewidywanie względnych prawdopodobieństw różnych alternatywnych historii (na przykład cząstki).
interpretacja Zespołowaedytuj
interpretacja zespołowa, zwana również interpretacją statystyczną, może być postrzegana jako interpretacja minimalistyczna. Oznacza to, że twierdzi, że najmniej założeń związanych ze standardową matematyką. Zajmuje statystyczną interpretację urodzonego w najszerszym zakresie. Interpretacja stwierdza, że funkcja falowa nie ma zastosowania do pojedynczego układu – na przykład pojedynczej cząstki – ale jest abstrakcyjną ilością statystyczną, która ma zastosowanie tylko do zespołu (ogromnej mnogości) podobnie przygotowanych układów lub cząstek. W słowach Einsteina:
próba wyobrażenia opisu kwantowo-teoretycznego jako pełnego opisu poszczególnych układów prowadzi do nienaturalnych interpretacji teoretycznych, które stają się natychmiast niepotrzebne, jeśli przyjąć interpretację, że opis odnosi się do zespołów układów, a nie do poszczególnych układów.
— Einstein in Albert Einstein: Philosopher-Scientist, ed. P. A. Schilpp (Harper & Row, Nowy Jork)
najwybitniejszym obecnym zwolennikiem interpretacji zespołu jest Leslie E. Ballentine, profesor na Uniwersytecie Simona Frasera, autor książki Quantum Mechanics, a Modern Development.
teoria de Broglie–Bohmedytuj
Teoria de Broglie–Bohma mechaniki kwantowej (znana również jako teoria fal pilotowych) jest teorią Louisa de Broglie ’ a, rozszerzoną później przez Davida Bohma o pomiary. Cząstki, które zawsze mają pozycje, są kierowane przez funkcję falową. Funkcja falowa ewoluuje zgodnie z równaniem falowym Schrödingera, a funkcja falowa nigdy się nie załamuje. Teoria ma miejsce w pojedynczej czasoprzestrzeni, jest nielokalna i deterministyczna. Jednoczesne wyznaczanie położenia i prędkości cząstki podlega zwykłemu ograniczeniu zasady nieoznaczoności. Teoria ta jest uważana za teorię ukrytych zmiennych, a poprzez objęcie nielokalności spełnia nierówności Bella. Problem pomiaru jest rozwiązany, ponieważ cząstki mają określone pozycje przez cały czas. Załamanie tłumaczy się jako fenomenologiczne.
darwinizm Kwantowyedit
darwinizm kwantowy jest teorią mającą na celu wyjaśnienie powstania klasycznego świata ze świata kwantowego jako wynik procesu darwinowskiej selekcji naturalnej indukowanej przez środowisko oddziałujące z systemem kwantowym; gdzie wiele możliwych stanów kwantowych jest wybieranych na korzyść stabilnego stanu wskaźnika. Została zaproponowana w 2003 roku przez Wojciecha Żurka i grupę współpracowników, w tym Olliviera, Poulina, Paza i Blume-Kohouta. Rozwój teorii wynika z integracji szeregu tematów badawczych Żurka prowadzonych w ciągu dwudziestu pięciu lat, w tym: Stanów wskaźnikowych, einselekcji i dekoherencji.
interpretacja Transakcyjnaedytuj
transakcyjna interpretacja mechaniki kwantowej (TIQM) Johna G. Cramera jest interpretacją mechaniki kwantowej inspirowaną teorią absorbera Wheelera–Feynmana. Opisuje załamanie funkcji falowej jako wynikające z symetrycznej w czasie transakcji między falą możliwości od źródła do odbiornika (funkcja falowa) a falą możliwości od odbiornika do źródła (złożona koniugata funkcji falowej). Ta interpretacja mechaniki kwantowej jest wyjątkowa, ponieważ nie tylko postrzega funkcję falową jako byt rzeczywisty, ale także złożony koniugat funkcji falowej, który pojawia się w regule Borna do obliczania wartości oczekiwanej dla obserwowalnego, jak również rzeczywistego.
obiektywne teorie zwińedytuj
obiektywne teorie załamania różnią się od interpretacji kopenhaskiej tym, że zarówno funkcja falowa, jak i proces załamania są ontologicznie obiektywne (co oznacza, że istnieją i zachodzą niezależnie od obserwatora). W teoriach obiektywnych załamanie następuje albo losowo („spontaniczna lokalizacja”), albo po osiągnięciu jakiegoś fizycznego progu, przy czym obserwatorzy nie odgrywają szczególnej roli. Tak więc teorie obiektywnego załamania są realistycznymi, indeterministycznymi teoriami bez ukrytych zmiennych. Standardowa mechanika kwantowa nie określa żadnego mechanizmu zapadania się; QM musiałby zostać przedłużony, jeśli obiektywny upadek jest poprawny. Wymóg rozszerzenia QM oznacza, że obiektywny upadek jest bardziej teorią niż interpretacją. Przykłady obejmują
- teorię Ghirardiego–Rimini–Webera
- interpretację Penrose ’ a.
- deterministyczny wariant obiektywnej teorii upadku
świadomość powoduje upadek (interpretacja von Neumanna–Wignera)Edytuj
w swoim traktacie Matematyczne podstawy mechaniki kwantowej John von Neumann dogłębnie przeanalizował tak zwany problem pomiaru. Doszedł do wniosku, że cały wszechświat fizyczny może podlegać równaniu Schrödingera (Uniwersalna funkcja falowa). Opisał również, w jaki sposób pomiar może spowodować załamanie się funkcji falowej. Ten punkt widzenia został wyraźnie rozszerzony przez Eugene Wigner, który twierdził, że świadomość ludzkiego Eksperymentatora (a może nawet świadomość psa) była krytyczna dla upadku, ale później porzucił tę interpretację.
wariacje świadomości powoduje upadek interpretacja obejmuje:
subiektywne badania redukcji ta zasada, że świadomość powoduje upadek, jest punktem przecięcia między mechaniką kwantową a problemem umysłu / ciała; naukowcy pracują nad wykryciem świadomych zdarzeń skorelowanych ze zdarzeniami fizycznymi, które zgodnie z teorią kwantową powinny wiązać się z załamaniem funkcji falowej, ale jak dotąd wyniki są niejednoznaczne. Partycypacyjna zasada antropiczna
partycypacyjna zasada antropiczna Johna Archibalda Wheelera mówi, że świadomość odgrywa pewną rolę w urzeczywistnianiu wszechświata.
inni fizycy opracowali własne wariacje interpretacji świadomości przyczyn załamania; w tym:
- Henry P. Stapp (Mindful Universe: Mechanika kwantowa i uczestniczący Obserwator)
- Bruce Rosenblum i Fred Kuttner (Quantum Enigma: Physics Encounters Consciousness)
- Amit Goswami (samoświadomy Wszechświat)
logika Kwantowaedytuj
logika kwantowa może być traktowana jako rodzaj logiki wnioskowej odpowiedniej do zrozumienia pozornych anomalii dotyczących pomiaru kwantowego, w szczególności tych dotyczących składu operacji pomiarowych zmiennych uzupełniających. Ten obszar badawczy i jego nazwa pochodzi od pracy Garretta Birkhoffa i Johna von Neumanna z 1936 roku, którzy próbowali pogodzić niektóre pozorne niespójności klasycznej logiki boolowskiej z faktami związanymi z pomiarem i obserwacją w mechanice kwantowej.
Modalne interpretacje teorii kwantowejedit
Modalne interpretacje mechaniki kwantowej zostały po raz pierwszy opracowane w 1972 roku przez Basa van Fraassena w jego pracy „a formal approach to the philosophy of science.”Jednak obecnie termin ten jest używany do opisania większego zestawu modeli, które wyrosły z tego podejścia. Stanford Encyclopedia of Philosophy opisuje kilka wersji:
- wariant Kopenhaski
- interpretacje Kochen–Dieks–Healeya
- motywujące wczesne interpretacje modalne, oparte na pracach R. Cliftona, M. Dicksona i J. Buba.
teorie symetryczne czasu
zaproponowano kilka teorii, które modyfikują równania mechaniki kwantowej na symetryczne względem odwrócenia czasu. (Patrz teoria symetrii czasowej Wheelera-Feynmana.) Tworzy to retrokauzalność: wydarzenia w przyszłości mogą wpływać na te z przeszłości, dokładnie tak jak wydarzenia z przeszłości mogą wpływać na te z przyszłości. W tych teoriach pojedynczy pomiar nie może w pełni określić stanu układu (co czyni je rodzajem teorii ukrytych zmiennych), ale biorąc pod uwagę dwa pomiary wykonywane w różnych czasach, możliwe jest obliczenie dokładnego stanu układu we wszystkich czasach pośrednich. Załamanie funkcji falowej nie jest więc fizyczną zmianą układu, a jedynie zmianą naszej wiedzy o nim z powodu drugiego pomiaru. Podobnie wyjaśniają Uwikłanie nie jako prawdziwy stan fizyczny, ale tylko iluzję stworzoną przez ignorowanie retrokauzalności. Punkt, w którym dwie cząstki wydają się „splątać”, jest po prostu punktem, w którym każda cząstka jest pod wpływem zdarzeń, które mają miejsce dla drugiej cząstki w przyszłości.
nie wszyscy zwolennicy przyczynowości symetrycznej czasu opowiadają się za modyfikacją unitarnej dynamiki standardowej mechaniki kwantowej. Tak więc wiodący wykładnik dwustanowego formalizmu wektorowego, Lev Vaidman, stwierdza, że dwustanowy formalizm wektorowy dobrze współgra z interpretacją wielu światów Hugh Everetta.