Kvantummechanika

A valóság költészete
Tudomány
Ikon science.svg
Tudnunk kell.
Tudni fogjuk.
  • Biológia
  • Kémia
  • Fizika
Kilátás a
óriások vállai.
Azt hiszem, nyugodtan kijelenthetem, hogy senki sem érti a kvantummechanikát.
- Richard Feynman ,A fizikai törvény jellege(1965)

Kvantummechanika (QM) a fizika kifejlesztett kezelésére atomok , molekulák , és szubatomi részecskék . A minőségbiztosítás alapjainak nagy részét a 20. század első három évtizedében fektették le. Azóta széles körben használják a kémia és anyagok, beleértve biológiai kutatás, és kozmológia , Asztrofizika és csillagászat .


Tartalom

Amit a Quantum Mechanics magyaráz

A kvantummechanika fejlődésének egyik legkorábbi ötlete Max Planck-nak köszönhető 1900-ban. Azt javasolta, hogy a fényhullám energiája egy konstans (h-sávnak nevezett) egész számának többszöröse, és hogy ez csak ez az állandó, vagyis hogy a fény energiaspektruma diszkrét - innen kapja a nevet a Kvantummechanika is, amely „diszkrét csomagokban érkező” kvantumot jelent. A javaslatot a fekete test sugárzás spektrumának magyarázatának elősegítésére készítették, amelyet a klasszikus mechanika nem tudott megmagyarázni.

A kvantummechanika a kvantummező elmélettel együtt (amely egy korszerűbb frissítés a régebbi kvantummechanikára) számos más jelenséget is megmagyaráz vagy megjósol, például a szupravezetést (amelyet MRI gépek és néhány nagysebességű vonat), Hawking-sugárzás (elméletileg fekete lyukak ), hogyan működnek a mágnesek, a biokémiai tulajdonságai fehérjék , miért vezetik a fémek, a műanyag nem, és még sok más. Sok mindennapi dolgot megmagyaráz, például azt, hogy az üveg miért tükröző és átlátszó; fény van egy valószínűség hogy átmegy az üvegen, és valószínű, hogy visszaverődik. A kvantumtérelmélet matematikáját és fizikai feltételezéseit olyan kísérleti bizonyítékokkal kombináljuk, amelyek keretet hoztak létre az összes ismert alapvető részecske működésének és kölcsönhatásának leírására. Ezt a keretrendszert nevezik standard modellnek, és érvényességét olyan részecskegyorsítók tesztelik, mint az LHC a svájci Genfben.

Röviden, a Kvantummechanika lényegében a klasszikus mechanika pontosabb változata, amely valójában értelmesen meg tudja jósolni a kis léptékű jelenségeket. Nagy léptékben azonban a Klasszikus Mechanika nagyszerű közelítés a rengeteg kis mögöttes kvantumhatáshoz.

Még mindig vannak bizonyos korlátai. Míg a fizikusok megértik, hogy a négy alapvető erő közül három, azaz az elektromágnesesség, valamint a gyenge és erős kölcsönhatások kicsiben működnek, még senki sem érti, hogy a gravitáció hogyan működik nagyon kicsiben. sötét anyag , sötét energia és neutrino a fizika továbbra sem eléggé megértett, csakúgy, mint a Világegyetem .


A standard modell

Lásd a témáról szóló fő cikket: Standard modell

Amióta a modern kvantummechanika befejeződött, 1927 körül a fizikusok olyan kvantumelméletek felépítésére törekedtek, amelyek leírják a természet alapvető erőit - nevezetesen gravitáció , az elektromágnesesség, valamint az erős és gyenge nukleáris erők - figyelembe véve különleges relativitáselmélet . Az 1930-as években Enrico Fermi képes volt jellemezni a gyenge atomerőt, amely felelős radioaktív bomlás . Az 1940-es években Richard Feynman , Julian Schwinger és Sin-Itiro Tomogana dolgozta ki Maxwell-egyenletek kvantummechanikai általánosítását, kvantumelektrodinamika . Hamarosan a fizikusok meg tudták mutatni, hogy a nagy energiájú interakciókban az elektromágneses és a gyenge kölcsönhatások egy és ugyanaz a dolog, ezért az elektromos gyengeségű erő. Ezekre a biztató sikerekre építve a fizikusok az erős nukleáris erőre koncentráltak. Az 1970-es évekre kvantum kromodinamika - vegye figyelembe, hogy ennek semmi köze a hétköznapi értelemben vett színhez - a rendelkezésre álló erős kölcsönhatások legjobb leírása lett. Ezután világossá vált, hogy az elemi részecskék viselkedése nagyon nagy pontossággal írható le, ha rendelkezünk az elektromágnesesség és a nukleáris erők kvantumelméleteivel. A gravitációt mindig elhanyagolták, mert (1) ez valóban gyenge erő, és (2) soha senki sem volt képes kovácsolni egy használható kvantum gravitációs elméletet. A nem gravitációs interakciók kvantumelméleteit ma standard modellnek nevezik, és a valaha létrehozott legpontosabb fizikai elméletnek tekintik. 2012. július 4-én a Standard Model eljutott a népszerű sajtóhoz, amikor a Nagy hadronütköző a CERN-ben, Genfben, Svájc , készült statisztikailag szignifikáns olyan részecske megfigyelései és mérései, amelyek viselkedése összhangban áll az ún Higgs-bozon , úgy gondolják, hogy kölcsönhatásba lépnek más részecskékkel és megadják a tömeget. Fontos megjegyezni, hogy ez nem így vanmegerősíta Higgs-bozon létezése; független megfigyelésre van szükség.



Együtt általános relativitáselmélet , a modern gravitációs elméletünk, a standard modell tökéletes részletességgel leír mindent, amit a fizikusok úgy gondolnak, hogy biztosan tudnak az Univerzumról. De természetesen, mint minden eddigi tudományelmélet, ebben az elméletben is vannak olyan dolgok, amelyekről nem is álmodtak. Amellett, hogy nem képes sikeresen beépíteni a gravitációt, nagyon kevés mondanivalója van a neutrino fizikáról, sőt, semmi mondanivaló a sötét anyagról és a sötét energiáról, amelyek empirikus bizonyítékok szerint Univerzumunk túlnyomó többségét alkotják.


Furcsa és kísérteties

A kvantummechanika néhány jelensége, mint pl összefonódás írták le Albert Einstein „kísértetiesnek”, mert szubatomi szinten a fizika, amiről azt gondoljuk, hogy tudjuk, lebomlik és szinte érthetetlenné válik.

Alapelvek

A kvantummechanika és az atomok szintjén zajló állítólag kísérteties furcsaság megértésének néhány alapvető alapelve van. Nagyon fontos megjegyezni egy kulcsfontosságú dolgot: a kvantummechanikát nem klasszikus mechanika. A kvantumelmélet leginkább matematikai leírása annak, hogy a világ miként működik atomi szinten, nagyon jó bizonyítékok alapján. Bármelyik értelmezés túl szó szerinti értelmezése hiba lenne.


Az energia számszerűsítése

A kvantumelmélet előtt az energiát szükségszerűen analógnak gondolták; bármilyen értéket válogatás nélkül vesz fel, és zökkenőmentes átmenetként működik. A makroszkopikus világban ez a megfigyelés meglehetősen igaz marad. Mint egy cső, amely bármilyen mennyiséget képes szállítani víz tetszik, ha kis mennyiségben elforgatja a csapot.

A kvantumszintű kötött rendszerek, például az atomokhoz kötött elektronok esetében az energia felvehet bizonyos diszkrét értékeket. Ez analóg egy olyan autóval, amely képescsak10, 20, 30 vagy 40 (és így tovább) mérföld / óra sebességgel haladjon ahelyett, hogy egyenletesen és zökkenőmentesen növelné a sebességet. Ha nem ad elég energiát a 20 és 30 km / h közötti átmenethez, akkor az 20 km / h-nál marad. Ez képezi az alapját spektroszkópia - és az energia ezen kvantálása nélkül ilyen elemzési eszközök lehetetlenek lennének.

A vizek még nagyobb eliszapolásához a részecskéknek egyáltalán nem kell egyetlen energiaállapotban lenniük, hanem az államok szuperpozíciójának nevezett állapotban lehetnek. Az előző autót példaként használva ez analóg azzal az autóval, amely egyszerre halad 20, 30 és 50 km / h sebességgel. Egy ilyen állapotban lévő részecskéről még azt sem lehet igazán mondanivanegy energia, bár elmondható, hogy átlagos energiája van attól függően, hogy az egyes államokban mennyi van belőle.

Az államok ezen szuperpozíciója alapvető a hullámfüggvény összeomlásának gondolatában a koppenhágai értelmezésben, amely kimondja, hogy az energia megfigyelése a szuperpozíciós állapotban lévő részecskét az általa alkotott állapotok egyikébe kényszeríti, attól függően, hogy milyen valószínűséggel áll össze. a szuperposztálás sajátosságai. Tehát a kvantumkocsi mérése 20, 30 és 50 mph szuperpozícióban a sebességet 20, 30,vagy50 mph, és a mérés után az autó egyetlen energiaállapotban lesz, amely megfelel annak a sebességnek, amelyet mért.


A fotoelektromos effektus

A 19. század végén James Clerk Maxwell megfogalmazta az elektromágnesesség elméletét, amely az elektromos jelenségek széles skáláját írta le, és különösen a fényt elektromágneses hullámként írta le. Ennek az elméletnek a sikere ellenére a 20. század eleje nem tudta leírni a fotoelektromos hatás bizonyos aspektusait.

Fénynek kitéve bizonyos anyagok felszabadulnak elektronok . Ezt a hatást tanulmányozva a kutatók megállapították, hogy egy fix fényfrekvencia esetén az elektronkibocsátás sebessége egyenesen arányos az illetlen beeső fény intenzitásával, de ha a fény frekvenciája egy bizonyos küszöbérték alatt van, akkor egyetlen elektron sem bocsát ki bármennyire is intenzív volt a fény. Már nem az volt a kérdés, hogy mekkora energiát tulajdonítanak a fotoelektromos anyagnak - egy nagyon nagy teljesítményű, de alacsony frekvenciájú forrás nem volt képes felszabadítani az elektronokat, míg egy magasabb frekvencián lényegesen alacsonyabb teljesítményű forrás elektronokat szabadít fel.

Ezt a hatást azzal magyarázták, hogy a fényt részecskék áramának nevezték, fotonok '. Minden fotonnak van egy kis energiája, amely arányos a frekvenciájával. Az intenzívebb fény több fotont tartalmaz, de mindegyik fotonnak ugyanaz az energiája. A fotoelektromos anyagban lévő elektronok egyszerre csak egy fotonnal lépnek kölcsönhatásba, tehát ha egyetlen fotonnak nincs elegendő energiája egy elektron felszabadítására, egyetlen elektron sem szabadul fel, függetlenül attól, hogy másodpercenként hány foton lép kölcsönhatásba az anyaggal.

Mondanom sem kell, hogy a fény, mint részecskék sorozatának leírása, bár részük 'frekvenciájú' részecskéként áll össze, ellentmondott Maxwell leírásának.

Részecske-hullám kettősség

A klasszikus mechanika másként kezeli a részecskéket és a hullámokat. A részecske egy pont, egy folt, tömegével és pontos helyével. A hullám egy kicsit elvontabb, de hullámhosszú - elterjedt, frekvenciával és sebességgel. A kvantummechanikában nincs különbség. A részecskék lehetnek hullámok, a hullámok pedig részecskék - bár valójában valami egészen más, néhányukkal, de nem mindegyikéveltulajdonságaitmindkettőből. Olyan makroszkopikus világban fejlődtünk, ahol különbséget láthatunk, de ez a kvantumvilág, kölyök.

Ennek bizonyítéka két kísérletből származik. Klasszikusan a fényt hullámként kezelték - nem voltak kvantumok vagy az egyes részecskék fogalma, csupán energiahullámok voltak. Ez megmagyarázta Isaac Newton az optikája elég jól. Azonban a fotoelektromos hatásnak nevezett munka, amely Albert Einstein nyerte meg a Nóbel díj mert szétzúzta ezt az értelmezést. Einstein megjegyezte, hogy a részletek fotoelektromos hatása - ahol egy fém diszkrét kinetikus energia fényének hatására elektronokat bocsátott ki - csak akkor magyarázható, ha a fény részecske. Ha a fény részecskékből állt, akkor ez megmagyarázza, miért volt azonnali a hatás (a hullámok elnyeléséhez időre van szükség, mivel a fényhullámok százszor nagyobbak, mint az atomok), hogy a leadott energia arányos volt a frekvenciával, és volt egy határérték ahol a hatás nem egy bizonyos gyakoriság alatt következett be. Minden foton diszkrét mennyiségű energiát vitt magával, arányos a frekvenciájával, és juttatta a fémhez. Mondanom sem kell, hogy a fény részecskeként való leírásának megkezdése komoly problémákat vetett fel az optikával és a frekvencia fogalmával kapcsolatban; a hullámoknak lehet frekvenciája, de a részecskéknek nem.

Részecskehullám-függvény szimulációja: kettős réses kísérlet

Ezek után azonban jött a kettős réses kísérlet. Ez a kísérlet két résen keresztül elektronokat lőtt ki. A klasszikus mechanika alatt az elektron részecske volt. Az utolsó dolog, amit elvárhat egy részecske két résen keresztül történő kilövésétől, az interferencia mintázat, de ezt figyelték meg. Az elektronok interferenciát mutattak, a hullámok tulajdonságát. Az extra „kísérteties” rész az volt, hogy amikor az elektronok addig a pontig redukálódtak, ahol egyszerre csak egy áramolt át a réseken, akkor a minta még mindig látható volt; az elektron hulláma nem csak a többi elektronba ütközött, hanem önmagába is.

Ezekből a megfigyelésekből született meg a részecske-hullám kettősség. Kvantumszinten nincs egyértelmű különbség a hullámok és a részecskék között. Különböző értelmezéseket terjesztettek elő, hogy ezt 'értelmes' módon magyarázzák - azonban mindannyian szenvednek attól a ténytől, amelyet megpróbálnak értelmeznikvantummechanika asklasszikusmechanika.

Bizonytalanság

' Star Trek rajongó:Hogyan működnek a Heisenberg kompenzátorok?'
Gene Roddenberry:Remekül működnek, köszönöm.'
'

A kvantummechanika hullámszerű jellegének megállapításával problémák merültek fel a részecskék helyének meghatározásában. A hullámoknak nincs meghatározott helyük; elterülnek egy területen, és nem írják le őket ugyanúgy, mint a részecskéket. Így létrejött a „bizonytalanság elve”; röviden ez azt jelenti, hogy nem ismerheti meg a részecske helyét és lendületét ugyanolyan pontossággal. Ez nem korlát a tudományos eszközökben, hanem a fizika alapvető szempontja. Még Isten nem tudhatja egyszerre a részecskék helyét és sebességét. Ez fizikai lehetetlenség.

Ez a hatás abból adódik, hogy van egy részecskének egy sor állapota, amelynek meghatározott nyomatéka van, és egy sor állapota, amelynek határozott pozíciója van, de ez a két állapotsor nem azonos. Egy meghatározott momentumú állapot a határozott helyzetű állapotok szuperpozíciója, és fordítva. A bizonytalansági elv azt mutatja, hogy egy részecske olyan állapotban lehet, amely egyszerre egy kis momentumtartomány szuperpozíciója és egy kis pozíciótartomány szuperpozíciója, de e tartományok egyikének kisebbségét nem lehet kisebbé tenni anélkül, hogy a másik tartományt létrehoznánk. nagyobb.

Relativisztikus kvantumtér-elméletek

Kvantum elektrodinamika

A kvantumelektrodinamika, rövidítve QED, egy relativisztikus kvantumtérelmélet, amely akkor merül fel, amikor akvantummechanikaaz elektromágnesességhez és az elektrodinamikához. A QED minden lehetséges interakcióra kiterjed elektron (vagy pozitron) és a foton .

A QED működésének kézi hullámos módja az, hogy elképzeljük az elektromágneses mezőket rácsra redukálva, majd az elektromosan töltött részecskékre ható erőket leírjuk a fotonok a részecskék között (a foton az elektromágneses erő hordozója). Míg a QED matematikája, mint minden kvantumtér-elmélet, meglehetősen ezoterikus, a QED-et érintő interakciók kényelmesen és viszonylag fájdalommentesen érthetők meg a Feynman diagramok , amelyek úgy néznek ki, mint amilyeneket firkálsz telefonon beszélgetés közben.

Kvantum kromodinamika

Animáció a nukleáris erő mechanizmusáról, bemutatva a gluonok és a színváltozások cseréjét.

A kvantum kromodinamika, rövidítve „QCD”, a relativisztikus kvantum mezőelmélet, amely leírja a erős nukleáris erő .

Alapvetően, barionos ügy készült kvarkok amelyek összekapcsolódva ismertebb részecskéket képeznek, mint pl protonok és neutronok . A kvarkoknak, akárcsak a protonoknak, elektromos töltésük van, de élvezhetik a színes töltés . Lehet úgy gondolni, hogy a színes töltés analóg az elektromos töltéssel, de két lehetséges (pozitív és negatív) töltés helyett három: piros, zöld és kék. A kvark színes töltése meghatározza, hogy az erős nukleáris erő hogyan hat rá.

Az erős erő erőhordozói az úgynevezett tömeg nélküli részecskék ragasztók , amelyek hasonlóak a fotonok ban ben QED . Míg azonban a fotonoknak nincs elektromos töltésük, ragasztók csináldlegyen színes töltete; így a gluonok kölcsönhatásba léphetnek más gluonokkal.

Ezen interakciók matematikai leírása a QCD ernyő alá tartozik.

A gyűlölködők

Jack Chick nyilvánvalóan elutasítja a QCD gondolatát, vagy legalábbis azt az elképzelést, hogy a gluonok léteznek. Olvassa el lenyűgöző felvételét, majd döntse el maga. 'Természetesen, a drágakő olvasása megkérdőjelezi a kifejezés megértését, mivel olyan dolgokat mond, mint' egy atom az a gluon! hasonlít arra, hogy 'az az erő, amely mágnesemet a hűtőszekrényhez tartja, fotonok!' Félig világos, hogy mit akar mondani, de megfogalmazása nem éppen pontos. Ja, és ott van az a tény, hogy figyelmen kívül hagyja, hogy tudjuk, miért marad együtt az atommag: az erős erő sokszor erősebb, mint az elektromágneses erő, a magok nagyságához hasonló távolságban.

Értelmezések

Ha kénytelen lennék egy mondatban összefoglalni, amit a koppenhágai értelmezés mond nekem, az lenne Fogd be és számold ki!
- David Mermin, a Cornell Egyetem fizikai emeritus professzora

A kvantummechanika értelmezése megkísérli elmagyarázni, mit mond a matematikai formalizmus a világról és a benne lévő tárgyakról.

Koppenhágai értelmezés

A koppenhágai értelmezés laza kifejezés, amely leírja a kapcsolódó nézetek gyűjteményét, amelyek Koppenhágában alakultak ki a kvantummechanika korai úttörői közötti megbeszélésekből. Ez a kvantummechanikáról szóló véleménygyűjtemény két durva csoportra osztható.

A Dirac – von Neumann-értelmezésnek nevezhető Dirac és von Neumann nem meglepő módon. Azt tervezi, hogy a részecskék hullámhossz-valószínűségi viselkedése megfigyeléskor „összeomlik”. Azt javasolja, hogy az állapotok szuperpozícióit rendkívül szó szerint kell érteni, és a hullámfüggvény nem más, mint egy absztrakt fogalom, amely csak tükrözi bizonytalanságunkat és ismeretünk hiányát egy megfigyelés előtt. A legjobban olyan gondolati kísérletek szemléltetik, mint pl Schrödinger macskája , amellyel a macskát feltételezikmindkétegyszerre holtan és életben, amíg megfigyelésre nem kerül (bár Schrödinger eredetileg azt a kísérletet javasolta, hogy megmutassa a koppenhágai értelmezés makroszkopikus tárgyakra történő extrapolálásának abszurditását, az emberek még mindig szó szerint veszik, és Nobel díjazott Eugene Wigner ).

Van például Niels Bohr és Wolfgang Pauli komplementaritási értelmezése is. Ebben a nézetben a kvantummechanika egyszerűen leírja egy mikroszkopikus skálákat vizsgáló kísérlet várható eredményeit. Az ilyen léptékű világot a természet fizikai értelemben leírhatatlannak tartja, eltekintve az adott kísérletben szereplő egyetlen klasszikus koncepciótól. A kísérlet úgy tekinthető, mint amely engedélyt ad a klasszikus koncepció kiterjesztésére a szubatomi skálára. Tehát az olyan kísérleteknél, mint amelyek a fotodetektorral foglalkoznak, megengedett a részecske klasszikus fogalmainak használata a pozícióval a fotodetektoron található jelek magyarázatához. Ezen kísérleti kontextuson kívül azonban a foton helyzetére vagy akár magára a fotonra való hivatkozások értelmetlenek. Meg kell jegyezni, hogy Bohr különösen az 1940-es évek végére tovább ment, mondván, hogy a „foton” végső soron csak egyfajta jel volt egy makroszkopikus eszközön, és a helyzet nem volt más, mint a képernyőn látható jel, soha nem tulajdoníthatók tulajdonságok a maga a szubatomi birodalom. A kvantummechanika nem írja le a szubatomi rendszereket, mivel azok valóban függetlenek egy makroszkopikus ágens beavatkozásától. Bár a kísérlet engedélyt adhat egy klasszikus koncepció használatára, nem lehet tudni, hogy ez a fogalom melyik értéket veszi fel, azaz hol fog kialakulni a jel a fényképészeti képernyőn. Ez a kvantumelmélet valószínűségi eleme. A hullámfüggvény „összeomlása” nem más, mint egy ügynök, aki frissíti tudását az eredmény megtanulása fényében, nem pedig fizikai folyamat.

Sok kölcsönhatásban álló világ

Annak ellenére, hogy a sok világ értelmezésében a név hasonlóságot mutat, rendkívül különböznek egymástól. Az MIW szerint a hullámfüggvény fizikailag nem valós dolog (ellentétben az MWI-vel). A párhuzamos világok nem az MIW kvantum eseményei miatt ágaznak el, hanem a kezdetektől fogva léteznek. Ezen új elmélet szerint a kvantummechanika a sok világ kölcsönhatása miatt létezik. (Az MWI-ben azonban a multiverzum kvantumeseményekben elágazik, és így a multiverzum a kvantummechanika eredménye.) Ez az elmélet feltételezi e világok közötti kölcsönhatást is, amely előrejelzéseket produkálhat.

Retrocausalis

Ezek a nézetek megpróbálják elmagyarázni a kvantumelméletet a jövőre gyakorolt, a jelenre ható hatások eredményeként. Az elmélet valószínűségi aspektusa abból a tudáshiányból származik, amelyet a megfigyelő jelenleg a jövőről kap, amelyből ezek a hatások erednek.

Tudatos megfigyelés

Lásd a témáról szóló fő cikket: Megfigyelő hatás

A 'megfigyelés' a koppenhágai értelmezés értelmében valójában csak rövid kéz a kvantumrendszerrel való bármilyen interakcióhoz. Vannak azonban, amelyek úgy tűnik, hogy tudatos megfigyelést igényelnek, vagyis emberi elme általi megfigyelést igényelnek. Ezt rávilágítja Schrödinger macskakísérletének szándékos abszurditása, ahol a macska és maga a detektor „megfigyelőként” működik. További kérdések merülnek fel azok számára, akik szó szerint veszik a tudatos megfigyelőt, a komoly tudósok legalább nem hajlandók feliratkozni a tudatos megfigyelő gondolatra, de van / volt néhány kivétel, mint például Wigner.

  1. Miért legyen a tudatos megfigyelő jelentős?
  2. Hogyan lehetnek a tudatnak olyan hatásai, amelyekből hiányoznak a tudattalan fizikai folyamatok?

Itt párhuzam áll fenn a pszichokinézis :

  1. A pszichokinézis feltételezi, hogy a tudatos lények fizikai változásokat okoznakhajlandóhogy megtörténjenek.
  2. A koppenhágai értelmezés feltételezi, hogy a tudatos lények fizikai változásokat okoznakmegfigyelvehogy megtörténjenek.

Az az elképzelés, hogy a tudat valahogy különleges, vonzóvá válik egyesek számára vallások és bizonyos típusú szállítmányozóknak is mint pici . Ellentétben p-zombik materialisták nem szereti azt az elképzelést, hogy a tudatban bármi más is létezik, mint a fizikai folyamatok agy és a 19. századi blokkfejes materialisták kényelmetlenül érzik magukat a koppenhágai értelmezésben.

Az értelmezések ezen csoportját szubjektív összeomlás-értelmezéseknek nevezik, mivel úgy vélik, hogy a hullámfüggvény és annak összeomlása valós jelenség, és hogy az összeomlást a tudatos nem anyagi elme váltja ki (mint dualizmus ). A legnevezetesebb szubjektív összeomlás-értelmezés a von Neumann-Wigner-értelmezés.

Ismert fizikus és ateista szerző / bocsánatkérő Victor Stenger könyvében a koppenhágai értelmezés ellen érveltA tudattalan kvantum.

Sok világ

A sok világértelmezés azt állítja, hogy a látszólagos véletlenszerűség és statisztikai a kvantummechanika természetét szó szerint az okozza, hogy az Univerzum minden egyes megfigyelés alkalmával különböző szakaszokra oszlik. Ez az értelmezés elutasítja a koppenhágai értelmezés hullámfüggvényének „összeomlását”. Hugh Everett először sok világot javasolt 1954-ben, de csak az 1970-es évek elején, amikor Bryce DeWitt (aki a „sok világ” kifejezést alkotta) az értelmezés szószólója lett, Everett ötletei kezdtek érvényesülni.

A vallásos emberek valószínűleg kényelmetlenül érzik magukat sok világban (ahogy sokan lennének a koppenhágai értelmezésben is, mindentudó Isten). Problémás azok számára, akik hisznek benne lelkek mert amikor a világ elágazik vagy elszakad, a lelkeknek el kell ágazniuk a világokkal.

Nem nehéz felfogni, miért találja sok ember zavarónak ezeket az ötleteket. Mert ha helyesek, akkor mély következményei vannak a Lélek természetének megértésére, mert a Léleknek (ha van ilyen) el kell ágaznia az azt tartalmazó világokkal együtt. Úgy tűnik, hogy azok az írások, amelyeken számos kortárs vallás alapul, nem említenek ilyen gondolatot.

Mint minden, az emberi tudattal kapcsolatos téma, a sok világ gyümölcsöző forrása filozófiai whaargarbl .

A sok világ értelmezésének hívei azt mondják, hogy ez abból adódik, hogy komolyan veszik a kvantummechanika egyenleteit. Feltételezi, hogy a konfigurációs tér valóság, ahol a fizika valójában megtörténik, a fizikai tér pedig egyfajta árnyékvilág. Sokan elvetik ezt a felfogást. A kvantummechanika még nem minden elmélete, ezért egyenletei nem lehetnek teljes leírása az univerzumnak. Például a sok világ értelmezése a hullámfüggvény lineárisan viselkedő egységes evolúciójának fogalmára támaszkodik. Ha azonban, amint arra néhány elméleti szakember, például T. P. Singh rámutatott, a kvantált gravitációnak nemlineárisan kell viselkednie, a sok világértelmezés egyik döntő feltételezése - a linearitás - felbomlik. Ez az egyik eszköz arra, hogy a hullámfüggvény összeomlása valóságos, dinamikusan megmagyarázható jelenségként léphessen újra a képbe. Sokkal több kutatásra van szükség a kvantummechanika és a gravitáció egyesítéséhez, valamint a kvantummechanika értelmezésének kérdéséhez, mielőtt ítélet születhetne.

Támogatók gyakran azt is állítják, hogy a kérdés már lényegében megoldódott, és sok világ hamarosan érvényesülni fog, de valójában az értelmezés továbbra is kisebbségi álláspont a fizikusok körében. Nehéz pontos képet adni arról, hogy hány szakértő fogadja el az értelmezést, de példaként említhetjük, hogy a „Kvantumfizika és a valóság természete” konferencián résztvevők, főleg fizikusok egyik felmérése csak 18% -uk választott sok világot preferált értelmezésüket.

Mások

  • Kísérleti hullám értelmezése
  • Következetes történetek
  • Kvantum darwinizmus
  • Penrose Gravitációs értelmezés

Problémák az értelmezésekkel

Bár érdekesek, az értelmezések az a tudományfilozófia ismert, mint instrumentalizmus , amely kimondja, hogy az elméleteket teljes egészében a prediktív tulajdonságok alapján kell megítélni, nem pedig arra, hogy képesek-e értelmet adni az adott agyunknak. Alapvetően vágja le a vizualizációkkal - ezek semmilyen prediktív különbséget nem tesznek -, és csak végezze el a számokat.

A jaj tekintetében

Lásd a témáról szóló fő cikket: A jaj tekintetében

A kvantumfizika nehéz tantárgy, és a tudományos fokozattal nem rendelkező emberektől elvárható, hogy megértsék ezt - még azokat isval vela diplomáktól elvárható, hogy működőképes ismeretekkel rendelkezzenek, és nem minden szempontból értékelik teljes mértékben. Nehézségét tovább növeli, hogy sok esetben valóban nincsenek tisztességes laikus magyarázatok a működésére, ezért pontosabb és árnyaltabb magyarázatok hiányoznak népszerű tudomány . Figyelembe véve a kvantumelmélet bonyolultságának és ellentétes intuitív jellegének szintjét (és talán a kvantumalapú miatt is) technobabble gyakran alkalmazzák tudományos-fantasztikus tetszikStar Trek) a woo-meisterek mindig 'kvantumnak' nevezhetik áruikat valaminek vagy másnak, és az emberek valószínűleg számítanak rá. Aztán a hétköznapi emberek néha így reagálnak: 'Nos, nekem nincs értelme, de feltételezem, hogy a tudósok értenek hozzá.' Egyes pszichológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy az emberek nagyobb valószínűséggel hisznek a téves magyarázatokban, ha tudományszerű kifejezésekkel öltöztetik fel őket - a hirdetők valóban évek óta kihasználták ezt, nevezetesen az önparódiával határos kozmetikai reklámok. Mindez egyesíti, hogy a kvantum-woo nagyon vonzó áltudománysá váljon az emberek számára.

Kvantumtudat

Lásd a témáról szóló fő cikket: Kvantumtudat

A tudósok részben értenek a kvantumfizikához, de gyakran nem értenek egyet egymással, miközben a hétköznapi embereket rendszeresen misztifikálják. Hasonlóképpen a tudatosság okát a jelenlegi tudományos ismeretek ismeretében lehetetlen megérteni. (Természetesen a különféle vallások és a szószólók meggyőzik dupes akolitáikat arról, hogy tudják a tudatra adandó választ.) Ennek érvelése a következő:

  • A kvantummechanika furcsa, kísérteties, és nem tudom megérteni.
  • A tudat furcsa, kísérteties, és nem tudom megérteni, mi okozza.
  • Ezért talán a kettő összefügg.

A kvantumtudat csak egy példa arra, hogy a woo-meisterek nagy időt tudnak elérni.