Реферат Курсовая Конспект
Альтернативные интерпретации квантовой механики - раздел Высокие технологии, Хаос, необратимость времени и брюссельская интерпретация квантовой механики Альтернативные Интерпретации Квантовой Механики. Вероятно, Квантовая Механика...
|
Альтернативные интерпретации квантовой механики. Вероятно, квантовая механика - одна из немногих, если не единственная работающая физическая теория, по поводу интерпретации которой на фундаментальном уровне до сих пор ведутся содержательные споры.
Данная работа посвящена краткому изложению позиции и следствий только одной из интерпретаций, однако автору кажется невозможным при этом не упомянуть самые распространённые альтернативные интерпретации. Более подробно - см. 2 . Наиболее известны следующие подходы к квантовой механике - копенгагенская интерпретация - статистическая интерпретация - неоклассические интерпретации со скрытыми параметрами - многомировая интерпретация - брюссельская интерпретация, развиваемая школой Пригожина.
Остановимся вкратце на каждой из этих интерпретаций. а Копенгагенская интерпретация является наиболее распространённой, но в то же время представляет в силу исторических причин собой скорее конгломерат различных подходов, нежели монолитную концепцию. Двумя важнейшими принципами являются общефилософский принцип дополнительности Бора и постулат редукции волнового пакета.
Принцип дополнительности первоначально возник как истолкование соотношения неопределённостей Гейзенберга. В дальнейшем Бор развил этот принцип как общенаучный и призывал к его применению в биологии, психологии и гуманитарных науках. Содержание его примерно таково никакая классически непротиворечивая система понятий не может описать реальность, всегда существуют различные, взаимоисключающие и взаимодополняющие подходы, каждый из которых отрицает другой.
Только совместное рассмотрение этих описаний может дать нам полную картину происходящих в мире событий. Постулат редукции волнового пакета описывает процесс наблюдения квантовой системы внешним наблюдателем и утверждает, что в таком процессе происходит переход волновой функции квантового объекта в одно из собственных состояний - то есть система переходит из смешанного состояния в чистое, и переход этот необратим. Собственно, в копенгагенской интерпретации этот постулат и является тем примечанием, вносящем необратимость времени см. раздел 2.1 в теорию.
С постулатом редукции волнового пакета связано много дискуссий и парадоксов. Копенгагенская интерпретация квантовой механики неоднократно подвергалась критике за необходимость присутствия в ней наряду с квантовыми объектами сугубо классического внешнего наблюдателя. б Статистическая интерпретация, или интерпретация статистических ансамблей, основана на предположении, что волновая функция квантовой системы описывает не индивидуальный объект, а ансамбль одинаковым образом приготовленных объектов.
При этом признаётся фундаментальный характер вероятностных предсказаний в квантовой механике, и в этом смысле квантовомеханическое описание реальности считается полным. Вероятности того или иного результата естественным образом даётся относительно-частотное толкование. С точки зрения статистической интерпретации квантовая механика вообще не описывает индивидуальные квантовые объекты. Нужно заметить, что в рамках статистической интерпретации вводится постулат о том, что в процессе измерения макроприбор выделяет из статистического ансамбля некоторый подансамбль, соответствующий данному результату измерения.
Этот постулат фактически занимает место постулата редукции в копенгагенской интерпретации. в Неоклассические интерпретации квантовой механики исходят из того, что квантовомеханическое описание в действительности не является полным. Следовательно, должна существовать более общая теория, обеспечивающая наличие детерминизма классического образца.
По отношению к такой теории квантовая механика была бы некоторым статистическим приближением. Наиболее распространены неоклассические теории со скрытыми параметрами. В них предполагается, что волновая функция не полностью определяет состояние системы. Наряду с ней существуют скрытые параметры, такие, что их точное знание могло бы дать возможность предсказания результатов измерения любой физической величины. При этом сами параметры являются статистически распределёнными по некоторому закону, и мы не можем на практике точно определить значение. Поэтому сохраняются все следствия квантовой механики, в том числе невозможность одновременного точного измерения некоммутирующих величин.
Принципиальным в такой неоклассической интерпретации является факт, что существует описание состояния системы позволяющее избежать недетерминированности в предсказании результатов измерений. Вопрос об обратимости времени в интерпретации со скрытыми параметрами не является ключевым, и остаётся столь же открытым, сколь и в копенгагенской интерпретации особенно если из последней удалось бы изъять принцип редукции волновой функции . г Многомировая интерпретация квантовой механики концепция Эверетта исходит из принципа реальности волновой функции.
При этом постулируется, что существует такая функция сразу для всей Вселенной, и нет необходимости в мистическом внешнем наблюдателе, отвечающем, например, за квантовые эффекты в момент её рождения.
В многомировой интерпретации место постулата редукции волнового пакета занимает понятие ветвления волновой функции Вселенной, которое можно толковать либо образно - как появление параллельных квантовых миров, либо чисто математически, как процедуру дефакторизации волновой функции наблюдаемого объекта 2, с.29 . При этом возникают свои математические тонкости, связанные с предпочтительным выбором базиса собственных состояний для каждого объекта во Вселенной, исключающего лишние ветвления для ненаблюдающихся в конкретном эксперименте объектов своебразное применение хорошо известной бритвы Оккама. Наконец, брюссельская интерпретация ограничивает применимость чистых состояний то есть точек в фазовом пространстве классической механики и волновых функций в квантовой механике введением некоего нового принципа, который можно назвать микроскопическим вторым началом термодинамики. При этом отвергается представление как о реальности волновой функции в старом смысле этого слова, так и о классическом идеале - в пользу новой концепции, в основе которой лежит необратимость времени. 3.2
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Физика продолжает развиваться, и за последние десятилетия возрос интерес к таким её новым областям, как синергетика, динамический хаос и… В этих ветвях физики зачастую используется оригинальный математический… В то же время возникли некоторые проблемы, лежащие скорее в области не математики, а философии физики.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Альтернативные интерпретации квантовой механики
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов