Интерпретации квантовой механики
Интерпретация квантовой механики — это попытка объяснить, как математическая теория квантовой механики «соответствует» реальности . Хотя квантовая механика выдержала строгие и чрезвычайно точные проверки в необычайно широком диапазоне экспериментов (ни одно предсказание квантовой механики не противоречило экспериментам), существует ряд конкурирующих школ по поводу их интерпретации. Эти взгляды на интерпретацию различаются по таким фундаментальным вопросам, как детерминистская или стохастическая квантовая механика, какие элементы квантовой механики можно считать реальными и какова природа измерения , среди прочего.
Несмотря на почти столетие споров и экспериментов, среди физиков и философов физики не было достигнуто консенсуса относительно того, какая интерпретация лучше всего «представляет» реальность. [1] [2]
Определение терминов квантовых теоретиков, таких как волновая функция и матричная механика , прошло много этапов. Например, Эрвин Шредингер первоначально рассматривал волновую функцию электрона как плотность его заряда, размазанную по пространству, но Макс Борн интерпретировал абсолютное квадратное значение волновой функции как плотность вероятности электрона, распределенную по пространству. [3] : 24–33
Взгляды нескольких первых пионеров квантовой механики, таких как Нильс Бор и Вернер Гейзенберг , часто группируются вместе как « копенгагенская интерпретация », хотя физики и историки физики утверждают, что эта терминология скрывает различия между обозначенными таким образом взглядами. [3] [4] Идеи копенгагенского типа никогда не были общепризнанными, и вызовы восприятию копенгагенской ортодоксии привлекли все большее внимание в 1950-х годах благодаря интерпретациям пилотной волны Дэвида Бома и интерпретациям многих миров Хью Эверетта III . [3] [5] [6]
Физик Н. Дэвид Мермин однажды пошутил: «Каждый год появляются новые интерпретации. Ни одна никогда не исчезает». [7] В качестве приблизительного руководства по развитию господствующей точки зрения в 1990-х и 2000-х годах в опросе, проведенном Schlossauer et al., был собран «моментальный снимок» мнений. на конференции «Квантовая физика и природа реальности» в июле 2011 г. [8] Авторы ссылаются на аналогичный неофициальный опрос, проведенный Максом Тегмарком на конференции «Фундаментальные проблемы квантовой теории» в августе 1997 г. Основной вывод авторов заключается в том, что « копенгагенская интерпретация по- прежнему безраздельно господствует», получив наибольшее количество голосов в их опросе (42%), помимо того, чтоМногомировые интерпретации : «Копенгагенская интерпретация по-прежнему господствует здесь, особенно если мы смешиваем ее с интеллектуальными отпрысками, такими как интерпретация, основанная на информации, и квантовая байесовская интерпретация. В опросе Тегмарка интерпретация Эверетта получила 17% голосов, что соответствует количеству голосов (18%) в нашем опросе».
Некоторые концепции, возникшие в результате изучения интерпретаций, нашли более практическое применение в квантовой информатике . [9] [10]
