حياة

تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم

تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ربما لا يوجد مجال علمي أكثر غرابة ومربكًا من محاولة فهم سلوك المادة والطاقة في أصغر المقاييس. في الجزء الأول من القرن العشرين ، وضع علماء الفيزياء مثل ماكس بلانك وألبرت أينشتاين ونيلز بور وكثيرون آخرون الأساس لفهم عالم الطبيعة الغريب هذا: فيزياء الكم.

لقد تم تنقيح معادلات وأساليب فيزياء الكم على مدار القرن الماضي ، مما يجعل التنبؤات المذهلة التي تم تأكيدها بدقة أكثر من أي نظرية علمية أخرى في تاريخ العالم. تعمل ميكانيكا الكم عن طريق إجراء تحليل على دالة الموجة الكمومية (المعرفة بواسطة معادلة تسمى معادلة شرودنجر).

المشكلة هي أن القاعدة المتعلقة بكيفية عمل الدالة الموجية الكمومية تتعارض بشكل كبير مع الحدس الذي طورناه لفهم عالمنا المجهري اليومي. أثبتت محاولة فهم المعنى الأساسي للفيزياء الكمومية أنها أكثر صعوبة من فهم السلوكيات نفسها. يُعرف التفسير الأكثر شيوعًا بتفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم ... لكن ما هو حقًا؟

الرواد

تم تطوير الأفكار المركزية لتفسير كوبنهاغن من قبل مجموعة أساسية من رواد فيزياء الكم تركزت حول معهد كوبنهاغن نيلز بور خلال 1920s ، مما أدى إلى تفسير الدالة الموجية الكمومية التي أصبحت المفهوم الافتراضي الذي يدرس في دورات الفيزياء الكمومية.

أحد العناصر الرئيسية لهذا التفسير هو أن معادلة شرودنجر تمثل احتمال ملاحظة نتيجة معينة عند إجراء تجربة. في كتابه الواقع الخفييشرحها الفيزيائي براين غرين على النحو التالي:

"النهج القياسي لميكانيكا الكم ، التي وضعها بور ومجموعته ، ودعا تفسير كوبنهاغن في شرفهم ، يتصور أنه كلما حاولت رؤية موجة احتمالية ، فإن فعل الملاحظة ذاته يحبط محاولتك ".

المشكلة هي أننا لم نلاحظ أي ظواهر فيزيائية على المستوى المجهري ، وبالتالي فإن السلوك الكمومي الفعلي على المستوى المجهري ليس متاحًا لنا مباشرة. كما هو موضح في الكتاب لغز الكم:

"لا يوجد تفسير رسمي لكوبنهاجن. لكن كل نسخة تستحوذ على الثور عبر القرون وتؤكد ذلك ملاحظة تنتج الخاصية لوحظ. الكلمة الصعبة هنا هي "الملاحظة". ...
"إن تفسير كوبنهاجن يأخذ في الحسبان عالمين: هناك عالم كلاسيكي عياري لأدوات القياس التي تحكمها قوانين نيوتن ؛ وهناك مجال مجهري وكمي للذرات وأشياء صغيرة أخرى تحكمها معادلة شرودنجر. مباشرة مع الأشياء الكمومية للعالم المجهري. لذلك لا داعي للقلق بشأن واقعهم البدني ، أو افتقارهم إليه. "الوجود" الذي يسمح بحساب آثارها على أدواتنا العيانية يكفي أن نفكر فيها ".

يعد الافتقار إلى تفسير رسمي لكوبنهاجن مشكلة ، مما يجعل من الصعب تحديد التفاصيل الدقيقة للتفسير. كما أوضح جون جي كرامر في مقال بعنوان "التفسير المعاملاتي لميكانيكا الكم":

"على الرغم من الأدبيات الواسعة التي تشير إلى تفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم ، وتناقشه وتنتقده ، فلا يبدو أن هناك أي بيان موجز يحدد تفسير كوبنهاغن الكامل".

يستمر كريمر في محاولة لتحديد بعض الأفكار المركزية التي يتم تطبيقها باستمرار عند الحديث عن تفسير كوبنهاغن ، للوصول إلى القائمة التالية:

  • مبدأ عدم اليقين - تم تطويره بواسطة Werner Heisenberg في عام 1927 ، وهذا يشير إلى وجود أزواج من المتغيرات المترافقة والتي لا يمكن قياسها على مستوى تعسفي من الدقة. بمعنى آخر ، يوجد حد أقصى مفروض من قِبل فيزياء الكم على مدى الدقة التي يمكن بها إجراء أزواج معينة من القياسات ، والأكثر شيوعًا قياسات الموضع والزخم في نفس الوقت.
  • التفسير الإحصائي - تم تطويره بواسطة Max Born في عام 1926 ، وهذا يفسر وظيفة موجة Schrodinger على أنها تؤدي إلى احتمال حدوث نتيجة في أي حالة معينة. تُعرف العملية الرياضية للقيام بذلك باسم القاعدة المولودة.
  • مفهوم التكامل - تم تطويره بواسطة نيلز بور في عام 1928 ، ويشمل ذلك فكرة ازدواجية موجة الجسيمات وأن انهيار وظيفة الموجة يرتبط بفعل إجراء القياس.
  • تحديد متجه الدولة مع "معرفة النظام" - تحتوي معادلة Schrodinger على سلسلة من متجهات الحالة ، وهذه المتجهات تتغير بمرور الوقت ومع الملاحظات لتمثيل معرفة النظام في أي وقت محدد.
  • الوضعية هايزنبرغ - هذا يمثل تأكيدًا على مناقشة النتائج المرصودة للتجارب فقط ، بدلاً من التركيز على "المعنى" أو "الواقع" الأساسي. هذا قبول ضمني (وصريح في بعض الأحيان) للمفهوم الفلسفي للآلية.

هذا يبدو وكأنه قائمة شاملة إلى حد ما من النقاط الرئيسية وراء تفسير كوبنهاغن ، ولكن التفسير لا يخلو من بعض المشاكل الخطيرة إلى حد ما وقد أثار الكثير من الانتقادات ... التي تستحق معالجة منفردة.

أصل عبارة "تفسير كوبنهاغن"

كما ذكر أعلاه ، كانت الطبيعة الدقيقة لتفسير كوبنهاغن دائماً غامضة بعض الشيء. كان أحد أوائل الإشارات إلى فكرة ذلك في كتاب فيرنر هايزنبرغ لعام 1930المبادئ المادية لنظرية الكم، حيث أشار إلى "روح كوبنهاغن لنظرية الكم". ولكن في ذلك الوقت ، ولعدة سنوات بعد ذلك ، كان كذلك بالفعل فقط تفسير ميكانيكا الكم (على الرغم من وجود بعض الاختلافات بين أتباعها) ، لذلك ليست هناك حاجة لتمييزها باسمها.

بدأ يشار إليها فقط باسم "تفسير كوبنهاغن" عندما نشأت مناهج بديلة ، مثل مقاربة المتغيرات الخفية لديفيد بوم وتفسير هيو إيفرت للعوالم المتعددة ، لتحدي التفسير القائم. يُنسب مصطلح "تفسير كوبنهاغن" عمومًا إلى فيرنر هايزنبرغ عندما كان يتحدث في الخمسينيات ضد هذه التفسيرات البديلة. ظهرت محاضرات تستخدم عبارة "تفسير كوبنهاغن" في مجموعة مقالات Heisenberg لعام 1958 ،الفيزياء والفلسفة.


شاهد الفيديو: الكمومية الفيزيائية, تفسير كوبنهاغن, الحوار مع تعليقات بعض الاصدقاء Copenhagen interpretation (شهر اكتوبر 2022).

Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos