В дискуссии Бора-Эйнштейна были ряд публичных споров о квантовой механике между Эйнштейном и Нильсом Бором . Их дебаты запоминаются из-за их важности для философии науки , поскольку разногласия и результаты боровской версии квантовой механики, которая стала преобладающей точкой зрения, составляют основу современного понимания физики. [1] Большая часть версии Бора о событиях, имевших место в Сольве в 1927 году и в других местах, впервые была написана Бором десятилетия спустя в статье под названием «Дискуссии с Эйнштейном по эпистемологическим проблемам атомной физики». [2] [3]Основываясь на статье, философский вопрос дискуссии заключался в том, была ли Копенгагенская интерпретация квантовой механики Бором , основанная на его вере в дополнительность , действительна для объяснения природы. [4] Несмотря на разногласия и последующие открытия, которые помогли укрепить квантовую механику, Бор и Эйнштейн сохраняли взаимное восхищение, которое продлилось всю оставшуюся жизнь. [5] [6]
Дебаты представляют собой один из наивысших моментов научных исследований в первой половине двадцатого века, потому что они привлекли внимание к элементу квантовой теории, квантовой нелокальности , который является центральным для нашего современного понимания физического мира. По общему мнению профессиональных физиков, Бор победил в своей защите квантовой теории и окончательно установил фундаментальный вероятностный характер квантового измерения. [ необходима цитата ]
Дореволюционные дебаты
Эйнштейн был первым физиком, который сказал, что открытие Планком кванта ( h ) потребует переписывания законов физики . Чтобы подтвердить свою точку зрения, в 1905 году он предположил, что свет иногда действует как частица, которую он назвал световым квантом (см. Дуальность фотона и волны-частицы ). Бор был одним из самых яростных противников идеи фотона и открыто не принимал ее до 1925 года. [7] Фотон понравился Эйнштейну, потому что он видел в нем физическую реальность (хотя и сбивающую с толку) за числами. Бору это не нравилось, потому что оно делало выбор математического решения произвольным. Ему не нравилось, когда ученому приходится выбирать между уравнениями. [8]
В 1913 году появилась модель атома водорода Бора , в которой для объяснения атомного спектра использовались кванты. Эйнштейн сначала был настроен скептически, но быстро передумал и признал изменение своего мышления.
Квантовая революция
Квантовая революция середины 1920-х годов произошла под руководством Эйнштейна и Бора, и их послереволюционные дебаты были посвящены осмыслению этого изменения. Шок для Эйнштейна начался в 1925 году, когда Вернер Гейзенберг ввел матричные уравнения, которые удалили ньютоновские элементы пространства и времени из любой лежащей в основе реальности. Следующий шок произошел в 1926 году, когда Макс Борн предложил понимать механику как вероятность без каких-либо причинных объяснений.
Эйнштейн отверг эту интерпретацию. В письме 1926 года Максу Борну Эйнштейн писал: « Во всяком случае, я убежден, что Он [Бог] не бросает кости». [9]
На Пятой Сольвеевской конференции, состоявшейся в октябре 1927 года, Гейзенберг и Борн пришли к выводу, что революция окончена и больше ничего не нужно. Именно на этой последней стадии скептицизм Эйнштейна сменился тревогой. Он считал, что многое было достигнуто, но причины механики еще нужно было понять. [8]
Отказ Эйнштейна признать революцию завершенной отражал его желание увидеть разработанную модель основных причин, из которых возникли эти очевидные случайные статистические методы. Он не отвергал идею о том, что положения в пространстве-времени никогда не могут быть полностью известны, но не хотел, чтобы принцип неопределенности требовал создания кажущегося случайным, недетерминированного механизма, с помощью которого действовали законы физики. Сам Эйнштейн был мыслителем-статистиком, но не соглашался с тем, что больше не нужно открывать и разъяснять. [8] Бор, тем временем, не был встревожен ни одним из элементов, которые беспокоили Эйнштейна. Он примирился с противоречиями, предложив принцип дополнительности, который подчеркивал роль наблюдателя над наблюдаемым. [7]
Постреволюция: первый этап
Как упоминалось выше, позиция Эйнштейна с годами претерпела значительные изменения. На первом этапе Эйнштейн отказался принять квантовый индетерминизм и стремился продемонстрировать, что принцип неопределенности может быть нарушен, предлагая гениальные мысленные эксперименты, которые должны позволить точное определение несовместимых переменных, таких как положение и скорость, или явно выявить одновременно волновые и частичные аспекты одного и того же процесса.
Аргумент Эйнштейна
Первая серьезная атака Эйнштейном на «ортодоксальную» концепцию была предпринята во время Пятой Сольвеевской международной конференции по электронам и фотонам в 1927 году. Эйнштейн указал, как можно воспользоваться преимуществами (общепризнанных) законов сохранения энергии и импульс ( импульс ) для получения информации о состоянии частицы в процессе интерференции, которая, согласно принципу неопределенности или дополнительности , не должна быть доступна.
Чтобы проследить его аргументацию и оценить реакцию Бора, удобно обратиться к экспериментальной установке, показанной на рисунке A. Луч света, перпендикулярный оси X, распространяется в направлении z и встречает экран S 1 с узким ( относительно длины волны луча) щели. После прохождения через щель, волновая функция дифрагирует с угловым отверстием , что заставляет его сталкиваться второй экран S 2 с двумя прорезями. При последовательном распространении волны на конечном экране F формируется фигура интерференции .
При прохождении через две щели второго экрана S 2 , волновые аспекты процесса становятся существенными. Фактически, именно интерференция между двумя членами квантовой суперпозиции, соответствующими состояниям, в которых частица локализована в одной из двух щелей, подразумевает, что частица «направляется» предпочтительно в зоны конструктивной интерференции и не может закончиться. вверх в точке в зонах деструктивной интерференции (в которой волновая функция обнуляется). Важно также отметить , что любой эксперимент предназначен для доказательства в « корпускулярные » аспекты процесса при прохождении экрана S 2 (который, в данном случае, сводится к определению которых щель частица прошла через) неизбежно разрушает волновые аспекты подразумевают исчезновение интерференционной фигуры и появление двух концентрированных дифракционных пятен, которые подтверждают наши знания о траектории, по которой движется частица.
В этот момент Эйнштейн также вводит в действие первый экран и рассуждает следующим образом: поскольку падающие частицы имеют скорости (практически) перпендикулярные экрану S 1 , и поскольку только взаимодействие с этим экраном может вызвать отклонение от исходное направление распространения, согласно закону сохранения импульса, который подразумевает, что сумма импульсов двух взаимодействующих систем сохраняется, если падающая частица отклоняется вверх, экран будет отскакивать вниз и наоборот. В реальных условиях масса экрана настолько велика, что он останется неподвижным, но, в принципе, можно измерить даже бесконечно малую отдачу. Если мы представим себе измерение импульса экрана в направлении X после того, как прошла каждая отдельная частица, мы можем узнать из того факта, что экран будет обнаружен откинутым к верху (низу), имеет ли рассматриваемая частица отклонена вниз или вверх и, следовательно, через какую щель в S 2 прошла частица. Но так как определение направления отдачи экрана после частицы прошла не может влиять на последовательное развитие процесса, мы все равно будем иметь фигуру помех на экране F . Интерференция происходит именно потому, что состояние системы является суперпозицией двух состояний, волновые функции которых отличны от нуля только около одной из двух щелей. С другой стороны, если каждая частица проходит только через щель b или щель c , то набор систем представляет собой статистическую смесь двух состояний, что означает, что интерференция невозможна. Если Эйнштейн прав, то это нарушение принципа неопределенности.
Ответ Бора
В ответ Бор был призван более четко проиллюстрировать идею Эйнштейна, используя диаграмму на рисунке C. (Рисунок C показывает фиксированный экран S 1, который закреплен болтами. Затем попробуйте вообразить такой экран, который может скользить вверх или вниз по стержню вместо фиксированного болта. Бор замечает, что чрезвычайно точное знание любого (потенциального) вертикального движения экрана является существенной предпосылкой в аргументе Эйнштейна. Фактически, если ее скорость в направлении X до прохождения частицы неизвестна с точностью, существенно большей, чем скорость , вызванная отдачей (то есть, если бы она уже двигалась вертикально с неизвестной и большей скоростью, чем та, которую она возникает как следствие контакта с частицей), то определение ее движения после прохождения частицы не дало бы искомой информации. Тем не менее, Бор продолжается, чрезвычайно точное определение скорости экрана, когда применяется принцип неопределенности, предполагает неизбежную неточность его положения в направлении X . Таким образом, еще до того, как процесс начнется, экран займет неопределенное положение, по крайней мере, до определенной степени (определяемой формализмом). Теперь рассмотрим, например, точку d на рисунке A, где интерференция является деструктивной. Любое смещение первого экрана приведет к тому, что длины двух путей, a – b – d и a – c – d , будут отличаться от указанных на рисунке. Если разница между двумя путями меняется на половину длины волны, в точке d будет скорее конструктивная, чем деструктивная интерференция. Идеальный эксперимент должен усреднять по всем возможным положениям экрана S 1 , и каждому положению соответствует для определенной фиксированной точки F различные типы помех, от совершенно разрушительных до совершенно конструктивных. Эффект этого усреднения заключается в том, что картина интерференции на экране F будет равномерно серой. Еще раз, наша попытка доказать корпускулярные аспекты в S 2 разрушила возможность интерференции в F , которая в решающей степени зависит от волновых аспектов.
Как признавал Бор, для понимания этого явления «решающим фактором является то, что, в отличие от настоящих инструментов измерения, эти тела вместе с частицами составили бы в рассматриваемом случае систему, к которой должен применяться квантово-механический формализм. Что касается точности условий, при которых можно правильно применить формализм, важно включить всю экспериментальную аппаратуру. Фактически, введение любого нового аппарата, такого как зеркало, на пути частицы может привести к новые эффекты интерференции, которые существенно влияют на прогнозы о результатах, которые будут зарегистрированы в конце ». [ необходимая цитата ] Далее Бор пытается разрешить эту двусмысленность относительно того, какие части системы следует считать макроскопическими, а какие нет:
- В частности, должно быть очень ясно, что ... недвусмысленное использование пространственно-временных концепций при описании атомных явлений должно ограничиваться регистрацией наблюдений, которые относятся к изображениям на фотографическом объективе или к аналогичным практически необратимым эффектам усиления, таким как образование капли воды вокруг иона в темной комнате. [ необходима цитата ]
Аргумент Бора о невозможности использования аппарата, предложенного Эйнштейном, для нарушения принципа неопределенности, в решающей степени зависит от того факта, что макроскопическая система (экран S 1 ) подчиняется квантовым законам. С другой стороны, Бор последовательно утверждал, что для иллюстрации микроскопических аспектов реальности необходимо запустить процесс усиления, который включает в себя макроскопические аппараты, фундаментальной характеристикой которых является подчинение классическим законам и который можно описать в классическом понимании. Эта неоднозначность позже вернется в форму того, что все еще называют проблемой измерения .
Принцип неопределенности применительно к времени и энергии
Во многих примерах из учебников и популярных обсуждениях квантовой механики принцип неопределенности объясняется ссылкой на пару переменных: положение и скорость (или импульс). Важно отметить, что волновая природа физических процессов подразумевает, что должно существовать другое отношение неопределенности: отношение времени и энергии. Чтобы понять это соотношение, удобно сослаться на эксперимент, показанный на рисунке D, который приводит к распространению волны, которая ограничена в пространственном распространении. Предположим, что, как показано на рисунке, луч, который чрезвычайно вытянут в продольном направлении, распространяется к экрану со щелью, снабженной заслонкой, которая остается открытой только в течение очень короткого промежутка времени.. За щелью будет волна ограниченного пространственного расширения, которая продолжит распространяться вправо.
Совершенно монохроматическая волна (например, музыкальная нота, которую нельзя разделить на гармоники) имеет бесконечную пространственную протяженность. Чтобы иметь волну, которая ограничена в пространственном распространении (которая технически называется волновым пакетом ), несколько волн разных частот должны быть наложены и распределены непрерывно в определенном интервале частот вокруг среднего значения, например. Тогда случается, что в определенный момент существует пространственная область (которая перемещается во времени), в которой вклады различных полей суперпозиции конструктивно складываются. Тем не менее, согласно точной математической теореме, по мере того, как мы удаляемся от этой области, фазы различных полей в любой заданной точке распределяются причинно, и возникает деструктивная интерференция. Следовательно, область, в которой волна имеет ненулевую амплитуду, пространственно ограничена. Легко показать, что если волна имеет пространственную протяженность, равную (в нашем примере это означает, что заслонка некоторое время оставалась открытой. где v - скорость волны), то волна содержит (или является суперпозицией) различные монохроматические волны, частоты которых покрывают интервал которое удовлетворяет соотношению:
Помня, что в универсальном соотношении Планка частота и энергия пропорциональны:
непосредственно из предыдущего неравенства следует, что частица, связанная с волной, должна обладать энергией, которая не вполне определена (поскольку в суперпозиции участвуют разные частоты), и, следовательно, существует неопределенность в энергии:
Из этого сразу следует, что:
что является отношением неопределенности между временем и энергией.
Вторая критика Эйнштейна
На шестом Конгрессе Сольвея в 1930 г. только что обсуждавшееся соотношение неопределенности было объектом критики Эйнштейна. Его идея предполагает существование экспериментального аппарата, который впоследствии был разработан Бором таким образом, чтобы подчеркнуть существенные элементы и ключевые моменты, которые он будет использовать в своем ответе.
Эйнштейн рассматривает ящик (называемый ящиком Эйнштейна ; см. Рисунок), содержащий электромагнитное излучение, и часы, которые контролируют открытие затвора, закрывающего отверстие, сделанное в одной из стенок ящика. Ставни на время приоткрывают дырукоторый можно выбрать произвольно. Во время открытия мы должны предположить, что фотон из числа тех, кто находится внутри ящика, вылетает через отверстие. Таким образом была создана волна ограниченного пространственного расширения, следуя приведенному выше объяснению. Чтобы оспорить связь неопределенности между временем и энергией, необходимо найти способ с достаточной точностью определить энергию, которую несет с собой фотон. Здесь Эйнштейн обращается к своей знаменитой связи между массой и энергией специальной теории относительности:. Из этого следует, что знание массы объекта дает точное представление о его энергии. Таким образом, аргумент очень прост: если взвесить ящик до и после открытия заслонки и если из коробки вышло определенное количество энергии, ящик станет легче. Изменение массы, умноженное наобеспечит точное знание излучаемой энергии. Более того, часы покажут точное время, когда произошло событие выброса частицы. Поскольку, в принципе, масса ящика может быть определена с произвольной степенью точности, выделяемая энергия может быть определена с точностьюнастолько точен, насколько хочется. Следовательно, продукт может оказаться меньше, чем подразумевается принципом неопределенности.
Идея была особенно острой, и аргумент казался неопровержимым. Важно учитывать влияние всех этих обменов на людей, вовлеченных в то время. Леон Розенфельд , ученый, участвовавший в Конгрессе, описал это событие несколько лет спустя:
- Это был настоящий шок для Бора ... который сначала не мог придумать решения. Весь вечер он был чрезвычайно взволнован и продолжал переходить от одного ученого к другому, пытаясь убедить их, что этого не может быть, что это был бы конец физики, если бы Эйнштейн был прав; но он не мог придумать никакого способа разрешить парадокс. Я никогда не забуду образ двух антагонистов, покидающих клуб: Эйнштейна с его высокой властной фигурой, который шел спокойно, с легкой ироничной улыбкой, и Бора, который несся рядом с ним, полный возбуждения ... На следующее утро увидел триумф Бора.
Триумф Бора
«Триумф Бора» состоял в том, что он еще раз продемонстрировал, что тонкий аргумент Эйнштейна не был убедительным, но тем более в том, как он пришел к этому выводу, апеллируя именно к одной из великих идей Эйнштейна: принципу эквивалентность между гравитационной массой и инертной массой вместе с замедлением времени специальной теорией относительности и следствием этого - гравитационным красным смещением . Бор показал, что для того, чтобы эксперимент Эйнштейна функционировал, ящик должен быть подвешен на пружине в центре гравитационного поля. Чтобы измерить вес коробки, к коробке необходимо прикрепить указатель, который соответствует отметке на шкале. После выхода фотона масса можно добавить в коробку, чтобы вернуть ее в исходное положение, и это позволит нам определить энергию это было потеряно, когда фотон ушел. Ящик погружен в поле силы тяжести., а гравитационное красное смещение влияет на скорость часов, приводя к неопределенности в то время требуется, чтобы указатель вернулся в исходное положение. Бор дал следующий расчет, устанавливающий соотношение неопределенностей.
Пусть неопределенность в массе обозначать . Пусть ошибка в положении указателя будет. Добавление нагрузки ящик придает импульс что мы можем измерить с точностью , где ≈ . Четко, и поэтому . По формуле красного смещения (которая следует из принципа эквивалентности и замедления времени) неопределенность во времени является , а также , и другие . Таким образом, мы доказали заявленное. [10] [11]
Постреволюция: второй этап
Вторая фаза «споров» Эйнштейна с Бором и его ортодоксальной интерпретации характеризуется принятием того факта, что с практической точки зрения невозможно одновременно определить значения некоторых несовместимых величин, но отрицанием того, что это подразумевает, что эти количества на самом деле не имеют точных значений. Эйнштейн отвергает вероятностную интерпретацию Борна и настаивает на том, что квантовые вероятности имеют эпистемологический, а не онтологический характер. Как следствие, теория должна быть в некотором роде неполной. Он признает огромную ценность теории, но предполагает, что она «не раскрывает всей истории» и, хотя и дает соответствующее описание на определенном уровне, не дает никакой информации о более фундаментальном, лежащем в основе уровне:
- Я очень внимательно отношусь к целям, которые преследуют физики последнего поколения, которые называются квантовой механикой, и я считаю, что эта теория представляет собой глубокий уровень истины, но я также считаю, что ограничение законами статистическая природа окажется преходящей ... Без сомнения, квантовая механика уловила важный фрагмент истины и станет образцом для всех будущих фундаментальных теорий, поскольку она должна быть выведена как предельный случай из таких основ, точно так же, как электростатика выводится из уравнений Максвелла электромагнитного поля или как термодинамика выводится из статистической механики. [ необходима цитата ]
Эти мысли Эйнштейна положили начало целому ряду исследований теорий скрытых переменных , таких как интерпретация Бома , в попытке завершить построение квантовой теории. Если квантовая механика может быть завершена в смысле Эйнштейна, этого нельзя сделать локально ; этот факт был продемонстрирован Джоном Стюартом Беллом, сформулировав неравенство Белла в 1964 году.
Постреволюция: третий этап
Аргумент EPR
В 1935 году Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен разработали аргумент, опубликованный в журнале Physical Review под названием « Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» , основанный на запутанном состоянии двух систем. Прежде чем перейти к этому аргументу, необходимо сформулировать еще одну гипотезу, вытекающую из работ Эйнштейна в области теории относительности: принцип локальности . На элементы физической реальности, которыми обладают объективно, нельзя мгновенно повлиять на расстоянии.
Дэвид Бом подхватил аргумент ЭПР в 1951 году. В своем учебнике « Квантовая теория» он переформулировал его в терминах запутанного состояния двух частиц , которое можно резюмировать следующим образом:
1) Рассмотрим систему из двух фотонов, которые в момент времени t находятся, соответственно, в пространственно удаленных областях A и B и которые также находятся в запутанном состоянии поляризации. описано ниже:
2) В момент времени t фотон в области A проверяется на вертикальную поляризацию. Предположим, что результатом измерения является то, что фотон проходит через фильтр. В соответствии с сокращением волнового пакета в результате в момент времени t + dt система становится
3) В этот момент наблюдатель в A, который провел первое измерение на фотоне 1 , не делая ничего другого, что могло бы нарушить работу системы или другого фотона («предположение (R)» ниже), может с уверенностью предсказать, что фотон 2 пройдет тест на вертикальную поляризацию. Отсюда следует, что фотон 2 обладает элементом физической реальности: элементом вертикальной поляризации.
4) Согласно предположению о локальности, действие, совершенное в A, не могло создать этот элемент реальности для фотона 2 . Следовательно, мы должны сделать вывод, что фотон обладал способностью пройти тест вертикальной поляризации до и независимо от измерения фотона 1 .
5) В момент времени t наблюдатель в точке A мог бы решить провести тест поляризации под углом 45 °, получив определенный результат, например, что фотон прошел тест. В этом случае он мог сделать вывод, что фотон 2 оказался поляризованным под углом 45 °. В качестве альтернативы, если фотон не прошел испытание, он мог бы сделать вывод, что фотон 2 оказался поляризованным на 135 °. Комбинируя одну из этих альтернатив с заключением, сделанным в п. 4, можно сделать вывод, что фотон 2 до того, как было проведено измерение, обладал как свойством уверенности пройти тест на вертикальную поляризацию, так и свойством быть способным с уверенностью пройти. испытание на поляризацию под углом 45 ° или 135 °. Эти свойства несовместимы по формализму.
6) Поскольку естественные и очевидные требования привели к выводу, что фотон 2 одновременно обладает несовместимыми свойствами, это означает, что, даже если невозможно определить эти свойства одновременно и с произвольной точностью, они, тем не менее, объективно обладают системой. Но квантовая механика отрицает эту возможность, и поэтому это неполная теория.
Ответ Бора
Ответ Бора на этот аргумент был опубликован на пять месяцев позже первоначальной публикации EPR в том же журнале Physical Review и под тем же названием, что и оригинал. [12] Ключевой момент ответа Бора заключен в отрывке, который он позже переиздал в книге Пола Артура Шилппа « Альберт Эйнштейн, ученый-философ» в честь семидесятилетия Эйнштейна. Бор нападает на предположение (R) об EPR, заявляя:
- Формулировка рассматриваемого критерия неоднозначна в отношении выражения «без нарушения системы каким-либо образом». Естественно, что в этом случае на решающем этапе процесса измерения не может произойти механическое нарушение исследуемой системы. Но даже на этом этапе возникает существенная проблема влияния на точные условия, которые определяют возможные типы предсказаний, которые касаются последующего поведения системы ... их аргументы не подтверждают их вывод о том, что квантовое описание оказывается неверным. существенно неполное ... Это описание можно охарактеризовать как рациональное использование возможностей однозначной интерпретации процесса измерения, совместимого с конечным и неконтролируемым взаимодействием между объектом и инструментом измерения в контексте квантовой теории .
Подтверждающие эксперименты
Спустя годы после демонстрации Эйнштейна с помощью его эксперимента ЭПР многие физики начали проводить эксперименты, чтобы показать, что взгляд Эйнштейна на жуткое действие на расстоянии действительно согласуется с законами физики. Первый эксперимент, окончательно доказавший, что это так, был в 1949 году, когда физики Чиен-Шиунг Ву и ее коллега Ирвинг Шакнов продемонстрировали эту теорию в реальном времени с использованием фотонов. [13] Их работа была опубликована в новом году следующего десятилетия. [14]
Позже, в 1975 году, Ален Аспект предложил в статье эксперимент, достаточно тщательный, чтобы его нельзя было опровергнуть: Предлагаемый эксперимент для проверки неразделимости квантовой механики . [15] [16] Это привело к тому, что Аспект вместе с физиками Филиппом Гранжье, Жераром Роже и Жаном Далибардом поставил несколько все более сложных экспериментов между 1980 и 1982 годами, которые в дальнейшем установили квантовую запутанность. Наконец, в 1998 году в Женевском эксперименте была проверена корреляция между двумя детекторами, установленными на расстоянии 30 километров, практически по всему городу, с использованием швейцарской оптоволоконной телекоммуникационной сети. Расстояние давало необходимое время для переключения углов поляризаторов. Следовательно, можно было получить полностью случайное электрическое шунтирование. Кроме того, два дальних поляризатора были полностью независимыми. Измерения регистрировались с каждой стороны и сравнивались после каждого эксперимента, датируя каждое измерение с помощью атомных часов. Эксперимент еще раз подтвердил запутанность в самых строгих и самых идеальных условиях. Если эксперимент Аспекта подразумевал, что гипотетический координационный сигнал распространяется вдвое быстрее, чем c , то Женевский достигал 10 миллионов раз c . [17] [18]
Постреволюция: четвертый этап
В своем последнем сочинении по теме [ необходима цитата ] Эйнштейн еще больше уточнил свою позицию, полностью прояснив, что в квантовой теории его действительно беспокоила проблема полного отказа от всех минимальных стандартов реализма, даже на микроскопическом уровне. , что подразумевает признание полноты теории. Хотя большинство экспертов в этой области согласны с тем, что Эйнштейн был неправ, нынешнее понимание все еще не завершено (см. Интерпретация квантовой механики ). [19] [20]
Смотрите также
- Эксперимент Афшара
- Белл тестовые эксперименты
- Теорема Белла
- Комплементарность
- Копенгагенская интерпретация
- Двойной щелевой эксперимент
- Мысленные эксперименты Эйнштейна
- Постулат инвариантного множества
- Квантовый ластик
- Кот Шредингера
- Принцип неопределенности
- Эксперимент Уиллера с отложенным выбором
Рекомендации
- ^ "Узнайте о Нильсе Боре и разнице во мнениях между Бором и Альбертом Эйнштейном о квантовой механике" .
- ^ «Возвращаясь к диалогу Эйнштейна-Бора» (PDF) .
- ^ Бор Н. «Дискуссии с Эйнштейном по эпистемологическим проблемам атомной физики» . Ценность знания: миниатюрная библиотека философии . Интернет-архив марксистов . Проверено 30 августа 2010 .Из книги Альберта Эйнштейна: философ-ученый (1949), опубл. Cambridge University Press, 1949. Отчет Нильса Бора о беседах с Эйнштейном.
- ^ Мараж, Пьер (1999). «Спор между Эйнштейном и Бором, или как интерпретировать квантовую механику» . Советы Сольвея и рождение современной физики . С. 161–174. DOI : 10.1007 / 978-3-0348-7703-9_10 . ISBN 978-3-0348-7705-3.
- ^ Гонсалес AM. «Альберт Эйнштейн» . Международный физический центр Доностия . Проверено 30 августа 2010 .
- ^ «Аргумент Эйнштейна-Подольского-Розена в квантовой теории» .
- ^ а б Паис
- ^ а б в Боллс
- ^ ( Эйнштейн 1969 ) . Переиздание этой книги было опубликовано издательством Edition Erbrich в 1982 г. ISBN 3-88682-005-X
- ↑ Авраам Пайс, Тонкость - это Господь: Наука и жизнь Альберта Эйнштейна , Oxford University Press, p.447-8, 1982
- ^ Нильс Бор в Альберте Эйнштейне: философ-ученый (П. Шилпп, редактор), стр.199. Тюдор, Нью-Йорк, 1949 год.
- ^ Бор, Н. (1935). «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» . Физический обзор . 48 (8): 696–702. Полномочный код : 1935PhRv ... 48..696B . DOI : 10.1103 / PhysRev.48.696 .
- ^ Норден, Бенгт (28 января 2016 г.). «Квантовая запутанность: факты и вымысел - насколько все-таки ошибался Эйнштейн?» (PDF) .
- ^ Wu, CS; Шакнов И. (1950). «Угловая корреляция рассеянного аннигиляционного излучения». Физический обзор . 77 (1): 136. Bibcode : 1950PhRv ... 77..136W . DOI : 10.1103 / PhysRev.77.136 .
- ^ Никсерешт, Ирадж (2005). Количественное телосложение: происхождение, интерпретация и критика (на французском языке). Париж: Эллипсы. п. 235. ISBN 978-2-7298-2366-5.
- ^ Аспект, Ален (15 октября 1976 г.). «Предлагаемый эксперимент для проверки неотделимости квантовой механики». Physical Review D . 14 (8): 1944–1951. DOI : 10.1103 / PhysRevD.14.1944 .
- ^ Грегор Вейхс, Томас Дженневейн, Кристоф Саймон, Харальд Вайнфуртер, Антон Цайлингер (1998). «Нарушение неравенства Белла при строгих условиях локальности Эйнштейна». Phys. Rev. Lett . 81 (23): 5039–5043. arXiv : квант-ph / 9810080 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.81.5039 . S2CID 29855302 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Берарделли, Фил (август 2008 г.). «Квантовая физика становится« жуткой » » . Проверено 8 сентября 2020 .
- ^ Епископ, Роберт С. (2011). «Хаос, индетерминизм и свобода воли» . В Кейне, Роберт (ред.). Оксфордский справочник Free Wil (второе изд.). Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 90. ISBN 978-0-19-539969-1. Проверено 4 февраля 2013 .
Ключевой вопрос заключается в том, следует ли понимать природу этой вероятности как эпистемическую или онтическую. Согласно эпистемологии, одна из возможностей состоит в том, что существует некоторый дополнительный фактор (например, скрытый механизм), так что, как только мы обнаружим и поймем этот фактор, мы сможем с уверенностью предсказать наблюдаемое поведение квантового стоп-сигнала (физики называют этот подход «теорию скрытых переменных»; см., например, Bell 1987, 1-13, 29-39; Bohm 1952a, 1952b; Bohm and Hiley 1993; Bub 1997, 40-114, Holland 1993; см. также предыдущее эссе в этом томе Ходжсона). Или, возможно, существует взаимодействие с более широкой средой (например, соседние здания, деревья), которое мы не приняли во внимание в наших наблюдениях, которое объясняет, как возникают эти вероятности (физики называют этот подход декогеренцией или последовательными историями 15 ). При любом из этих подходов мы интерпретировали бы наблюдаемый недетерминизм в поведении светофоров как выражение нашего незнания о фактических принципах работы. Согласно интерпретации невежества, индетерминизм не был бы фундаментальной чертой квантовых световых сигналов, а был бы просто эпистемическим по своей природе из-за отсутствия у нас знаний о системе. В конце концов, квантовые стоп-сигналы станут детерминированными.
- ^ Бэгготт, Джим Э. (2004). «Дополнительность и запутанность» . За пределами меры: современная физика, философия и значение квантовой теории . Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 203. ISBN. 0-19-852536-2. Проверено 4 февраля 2013 .
Итак, Эйнштейн был неправ? В том смысле, что в статье EPR приводятся доводы в пользу объективной реальности каждой квантовой частицы в запутанной паре, независимой от другой и от измерительного устройства, ответ должен быть положительным. Но если мы возьмем более широкий взгляд и вместо этого спросим, был ли Эйнштейн неправ, придерживаясь убеждения реалистов, что физика Вселенной должна быть объективной и детерминистской, мы должны признать, что мы не можем ответить на такой вопрос. В природе теоретической науки не может быть такой вещи, как определенность. Теория «верна» только до тех пор, пока большинство научного сообщества придерживается единодушного мнения о том, что теория лучше всего способна объяснить наблюдения. И история квантовой теории еще не закончена.
дальнейшее чтение
- Бониоло, Г., (1997) Filosofia della Fisica , Mondadori, Милан.
- Боллес, Эдмунд Блэр (2004), вызывающий Эйнштейн , Джозеф Генри Пресс, Вашингтон, округ Колумбия
- Борн, М. (1973) Письма о рождении Эйнштейна , Уокер и компания, Нью-Йорк, 1971.
- Гирарди, Джанкарло, (1997) Un'Occhiata alle Carte di Dio , Il Saggiatore, Милан.
- Пайс, А., (1986) Тонкий - это Господь ... Наука и жизнь Альберта Эйнштейна , Oxford University Press, Oxford, 1982.
- Шилпп, Пенсильвания, (1958) Альберт Эйнштейн: философ-ученый , Северо-Западный университет и Университет Южного Иллинойса, Открытый суд, 1951.