Tolkningar av kvantmekanik

andra tolkningarredigera

förutom de vanliga tolkningarna som diskuteras nedan har ett antal andra tolkningar föreslagits som inte har haft någon betydande vetenskaplig inverkan av någon anledning. Dessa sträcker sig från förslag från vanliga fysiker till de mer ockulta ideerna om kvantmystik.

EPR paradoxEdit

den nuvarande användningen av realism och fullständighet har sitt ursprung i 1935-tidningen där Einstein och andra föreslog EPR-paradoxen. I det pappret föreslog författarna begreppen element av verklighet och fullständigheten av en fysisk teori. De karakteriserade element av verkligheten som en kvantitet vars värde kan förutsägas med säkerhet innan man mäter eller på annat sätt stör det och definierade en fullständig fysisk teori som en där varje element i den fysiska verkligheten redovisas av teorin. I en semantisk syn på tolkning är en tolkning fullständig om varje element i tolkningsstrukturen finns i matematiken. Realism är också en egenskap hos var och en av elementen i matematiken; ett element är verkligt om det motsvarar något i tolkningsstrukturen. Till exempel, i vissa tolkningar av kvantmekanik (såsom tolkningen av många världar) ket-vektorn associerad med systemtillståndet sägs motsvara ett element av fysisk verklighet, medan det i andra tolkningar inte är det.

Determinism är en egenskap som karakteriserar tillståndsförändringar på grund av tidens gång, nämligen att staten vid ett framtida ögonblick är en funktion av staten i nuet (se tidsutveckling). Det kanske inte alltid är klart om en viss tolkning är deterministisk eller inte, eftersom det kanske inte finns ett tydligt val av en tidsparameter. Dessutom kan en given teori ha två tolkningar, varav en är deterministisk och den andra inte.

Lokal realism har två aspekter:

• värdet som returneras av en mätning motsvarar värdet för någon funktion i tillståndsutrymmet. Med andra ord är det värdet ett element i verkligheten;
• effekterna av mätning har en utbredningshastighet som inte överstiger någon universell gräns (t.ex. ljusets hastighet). För att detta ska vara meningsfullt måste mätoperationer i tolkningsstrukturen lokaliseras.

en exakt formulering av lokal realism i termer av en lokal dold variabel teori föreslogs av John Bell.

Bells sats, i kombination med experimentell testning, begränsar de typer av egenskaper som en kvantteori kan ha, den primära implikationen är att kvantmekanik inte kan uppfylla både principen om lokalitet och kontrafaktisk bestämdhet.oavsett Einsteins oro över tolkningsfrågor omfamnade Dirac och andra kvantnotabler de tekniska framstegen i den nya teorin medan de ägnade liten eller ingen uppmärksamhet åt tolkningsaspekter.

Copenhagen interpretationEdit

Köpenhamns tolkning är en samling åsikter om betydelsen av kvantmekanik som huvudsakligen tillskrivs Niels Bohr och Werner Heisenberg. Det är en av de äldsta av många föreslagna tolkningar av kvantmekanik, eftersom dess egenskaper dateras till utvecklingen av kvantmekanik under 1925-1927, och det är fortfarande en av de vanligaste lärda. Det finns ingen definitiv historisk redogörelse för vad som är Köpenhamns tolkning. Det finns några grundläggande avtal och meningsskiljaktigheter mellan Bohr och Heisenbergs åsikter.

hans Primas beskriver nio teser av Köpenhamnstolkningen: kvantfysik gäller enskilda objekt, inte bara ensembler av objekt; deras beskrivning är probabilistisk; deras beskrivning är resultatet av experiment som beskrivs i termer av klassisk (icke-kvant) fysik; ”gränsen” som skiljer klassiken från kvanten kan väljas godtyckligt; handlingen med ”observation” eller ”mätning” är irreversibel; handlingen med ”observation” eller ”mätning” innebär en åtgärd på objektet som mäts och minskar vågpaketet; komplementära egenskaper kan inte observeras samtidigt; ingen sanning kan hänföras till ett objekt förutom enligt resultaten av dess mätning; och att kvantbeskrivningar är objektiva, eftersom de är oberoende av fysikernas mentala godtycklighet.Heisenberg betonade ett skarpt ”snitt” mellan observatören (eller instrumentet) och systemet som observerades, medan Bohr erbjöd en tolkning som är oberoende av en subjektiv observatör, eller mätning eller kollaps: det finns en ” irreversibel ”eller effektivt irreversibel process som orsakar sönderfallet av kvantkoherens eller vågpaketet som ger det klassiska beteendet av” observation ”eller”mätning”.

quantum information theoriesEdit

Quantum informationsmetoder har lockat växande stöd. De delas in i två typer.

• information ontologier, såsom J. A. Wheeler s”det från bit”. Dessa tillvägagångssätt har beskrivits som en återupplivning av immaterialism.
• TOLKNINGAR Där kvantmekanik sägs beskriva en observatörs kunskap om världen, snarare än världen själv. Detta tillvägagångssätt har viss likhet med Bohrs tänkande. Kollaps (även känd som reduktion) tolkas ofta som en observatör som förvärvar information från en mätning, snarare än som en objektiv händelse. Dessa tillvägagångssätt har bedömts som liknar instrumentalism.

staten är inte en objektiv egenskap hos ett enskilt system utan är den informationen, erhållen från kunskap om hur ett system bereddes, som kan användas för att göra förutsägelser om framtida mätningar….Ett kvantmekaniskt tillstånd som är en sammanfattning av observatörens information om ett individuellt fysiskt system förändras både genom dynamiska lagar och när observatören förvärvar ny information om systemet genom mätprocessen. Förekomsten av två lagar för utvecklingen av statsvektorn…blir problematisk endast om man tror att tillståndsvektorn är en objektiv egenskap hos systemet…”Minskningen av vågpaketet” äger rum i observatörens medvetande, inte på grund av någon unik fysisk process som äger rum där, utan bara för att staten är en konstruktion av observatören och inte en objektiv egenskap hos det fysiska systemet.

relationell kvantmekaniskredigera

den väsentliga tanken bakom relationell kvantmekanik, efter prejudikat av speciell relativitet, är att olika observatörer kan ge olika konton för samma serie händelser: till exempel för en observatör vid en given tidpunkt kan ett system vara i en enda ”kollapsad” egenstat, medan för en annan observatör samtidigt kan det vara i en superposition av två eller flera stater. Följaktligen, om kvantmekanik ska vara en fullständig teori, hävdar relationell kvantmekanik att begreppet ”tillstånd” inte beskriver det observerade systemet i sig, utan förhållandet eller korrelationen mellan systemet och dess observatörer. Tillståndsvektorn för konventionell kvantmekanik blir en beskrivning av korrelationen mellan vissa frihetsgrader i observatören med avseende på det observerade systemet. Det hålls emellertid av relationell kvantmekanik att detta gäller alla fysiska föremål, oavsett om de är medvetna eller makroskopiska. Varje ”mäthändelse” ses helt enkelt som en vanlig fysisk interaktion, en etablering av den typ av korrelation som diskuterats ovan. Således har teorins fysiska innehåll inte att göra med föremålen själva, utan relationerna mellan dem.

Quantum BayesianismEdit

Quantum Bayesianism (även kallad QBism) är en tolkning av kvantmekanik som tar en agents handlingar och erfarenheter som teorins centrala problem. Denna tolkning kännetecknas av dess användning av en subjektiv Bayesiansk redogörelse för sannolikheter för att förstå den kvantmekaniska födda regeln som ett normativt tillägg till bra beslutsfattande. QBism drar från fälten kvantinformation och Bayesian sannolikhet och syftar till att eliminera de tolkningsproblem som har besatt kvantteori.

QBism behandlar vanliga frågor i tolkningen av kvantteori om naturen av vågfunktionsöverlagring, kvantmätning och intrassling. Enligt QBism är många, men inte alla, aspekter av kvantformalismen subjektiva. I denna tolkning är till exempel ett kvanttillstånd inte ett element i verkligheten—istället representerar det graden av tro som en agent har om de möjliga resultaten av mätningar. Av denna anledning har vissa vetenskapsfilosofer betraktat QBism som en form av antirealism. Tolkningens upphovsmän håller inte med om denna karaktärisering och föreslår istället att teorin mer korrekt anpassar sig till en slags realism som de kallar ”deltagande realism”, där verkligheten består av mer än vad som kan fångas av någon förmodad tredjepersonskonto om den.

många worldsEdit

många världar tolkning är en tolkning av kvantmekanik där en universell vågfunktion lyder samma deterministiska, reversibla lagar hela tiden; i synnerhet finns det ingen (indeterministisk och irreversibel) vågfunktionskollaps associerad med mätning. Fenomenen associerade med mätning påstås förklaras av dekoherens, som inträffar när stater interagerar med miljön som producerar intrassling, upprepade gånger ”splittrar” universum i ömsesidigt observerbara alternativa historier—effektivt distinkta universum inom ett större multiversum.

konsekvent historieredit

den konsekventa historietolkningen generaliserar den konventionella Köpenhamnstolkningen och försöker ge en naturlig tolkning av kvantkosmologi. Teorin bygger på ett konsistenskriterium som gör det möjligt att beskriva ett systems historia så att sannolikheterna för varje historia följer additivreglerna för klassisk Sannolikhet. Det hävdas vara förenligt med Schr Baccoldinger-ekvationen.enligt denna tolkning är syftet med en kvantmekanisk teori att förutsäga de relativa sannolikheterna för olika alternativa historier (till exempel av en partikel).

Ensemble interpretationEdit

ensembletolkningen, även kallad statistisk tolkning, kan ses som en minimalistisk Tolkning. Det vill säga det hävdar att man gör de minsta antagandena i samband med standardmatematiken. Det tar den statistiska tolkningen av Born till fullo. Tolkningen säger att vågfunktionen inte gäller ett enskilt system – till exempel en enda partikel – utan är en abstrakt statistisk kvantitet som endast gäller en ensemble (en stor mängd) av liknande förberedda system eller partiklar. För att citera Einstein:

försöket att föreställa sig den kvantteoretiska beskrivningen som den fullständiga beskrivningen av de enskilda systemen leder till onaturliga teoretiska tolkningar, som omedelbart blir onödiga om man accepterar tolkningen att beskrivningen hänvisar till ensembler av system och inte till enskilda system.

— Einstein i Albert Einstein: filosof-forskare, Red. P. A. Schilpp (Harper & Row, New York)

den mest framstående nuvarande förespråkaren för ensembletolkningen är Leslie E. Ballentine, professor vid Simon Fraser University, författare till textboken kvantmekanik, en Modern utveckling.

de Broglie–Bohm theoreyedit

de Broglie–Bohm teorin om kvantmekanik (även känd som pilotvågsteorin) är en teori av Louis de Broglie och utvidgades senare av David Bohm till att omfatta mätningar. Partiklar, som alltid har positioner, styrs av vågfunktionen. Vågfunktionen utvecklas i enlighet med Schr-vågekvationen, och vågfunktionen kollapsar aldrig. Teorin äger rum i en enda rymdtid, är icke-lokal och är deterministisk. Den samtidiga bestämningen av en partikels position och hastighet är föremål för den vanliga osäkerhetsprincipen. Teorin anses vara en dold variabel Teori, och genom att omfamna icke-lokalitet uppfyller den Bells ojämlikhet. Mätproblemet löses, eftersom partiklarna alltid har bestämda positioner. Kollaps förklaras som fenomenologisk.

Quantum DarwinismEdit

Quantum Darwinism är en teori som är avsedd att förklara uppkomsten av den klassiska världen från kvantvärlden som på grund av en process av Darwinistiskt naturligt urval inducerat av miljön som interagerar med kvantsystemet; där de många möjliga kvanttillstånden väljs mot till förmån för ett stabilt pekartillstånd. Det föreslogs 2003 av Wojciech Zurek och en grupp medarbetare inklusive Ollivier, Poulin, Paz och Blume-Kohout. Utvecklingen av teorin beror på integrationen av ett antal Zureks forskningsämnen som bedrivs under tjugofem år inklusive: pointer states, einselection och decoherence.

Transactional interpretationEdit

transaktionstolkningen av kvantmekanik (TIQM) av John G. Cramer är en tolkning av kvantmekanik inspirerad av Wheeler–Feynman absorber-teorin. Den beskriver vågfunktionens kollaps som ett resultat av en tidssymmetrisk transaktion mellan en möjlighetsvåg från källan till mottagaren (vågfunktionen) och en möjlighetsvåg från mottagaren till källan (vågfunktionens komplexa konjugat). Denna tolkning av kvantmekanik är unik genom att den inte bara ser vågfunktionen som en verklig enhet, utan det komplexa konjugatet av vågfunktionen, som visas i Born-regeln för att beräkna det förväntade värdet för en observerbar, som också verklig.

objektiv kollaps teorieredit

objektiva kollapsteorier skiljer sig från Köpenhamnstolkningen genom att betrakta både vågfunktionen och kollapsprocessen som ontologiskt objektiv (vilket betyder att dessa existerar och förekommer oberoende av observatören). I objektiva teorier inträffar kollaps antingen slumpmässigt (”spontan lokalisering”) eller när någon fysisk tröskel uppnås, med observatörer som inte har någon särskild roll. Således är objektiva kollapsteorier realistiska, obestämda, inga dolda variabler teorier. Standard kvantmekanik anger inte någon mekanism för kollaps; QM skulle behöva förlängas om objektiv kollaps är korrekt. Kravet på en förlängning till QM innebär att objektiv kollaps är mer av en teori än en tolkning. Exempel är

• Ghirardi–Rimini–Weber-teorin
• Penrose-tolkningen.
• den deterministiska varianten av en objektiv kollapsteori

medvetande orsakar kollaps (von Neumann–Wigner-tolkning)redigera

i sin avhandling The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics analyserade John von Neumann djupt det så kallade mätproblemet. Han drog slutsatsen att hela det fysiska universum kunde bli föremål för Schr Baccardiger-ekvationen (universal wave-funktionen). Han beskrev också hur mätning kan orsaka en kollaps av vågfunktionen. Denna synvinkel utvidgades framträdande av Eugene Wigner, som hävdade att mänskligt experimenterande medvetande (eller kanske till och med hundmedvetande) var kritiskt för kollapsen, men han övergav senare denna tolkning.

variationer av medvetandet orsakar kollaps Tolkning inkluderar:

subjektiv reduktionsforskning denna princip, att medvetandet orsakar kollapsen, är skärningspunkten mellan kvantmekanik och sinne / kroppsproblemet; och forskare arbetar för att upptäcka medvetna händelser som är korrelerade med fysiska händelser som enligt kvantteori bör innebära en vågfunktionskollaps; men hittills är resultaten otillräckliga. Participatory anthropic principle