Интерпретация квантовой механики
Интерпрета́ция ква́нтовой меха́ники — система философских воззрений на сущность квантовой механики как физической теории, описывающей материальный мир. Известно несколько интерпретаций, по-разному решающих такие философские проблемы, как вопрос о природе физической реальности и способе её познания, о характере детерминизма и причинности, о сущности и месте статистики в квантовой механике.Квантовая механика считается «наиболее проверенной и наиболее успешной теорией в истории науки»[1], но консенсуса в понимании «её глубинного смысла» всё ещё нет.
Многие физики склоняются к так называемой «никакой» интерпретации квантовой механики, ёмко выраженной в афоризме Дэвида Мермина: «Заткнись и считай!» (англ. Shut up and calculate), часто (видимо, по ошибке) приписываемом Фейнману или Дираку[2].Критикуя подобный подход, Энгельс Чудинов заметил, что
У специалиста, работающего в области физики, часто возникает иллюзия полной независимости его научной деятельности от философии. Это происходит вследствие того, что он входит в уже готовое здание научной теории с присущим ей стилем научного мышления, и через стиль научного мышления воспринимает определённые философские принципы. Эти философские предпосылки научной теории не всегда ясно осознаются учеными, но от этого они не перестают быть философскими.[3]
Марио Бунге отмечает, что отказ физиков от философии на словах означает фактическое принятие философии операционализма:
Современный физик отбрасывает устаревшие догматические системы…только для того, чтобы некритически воспринять некоторую альтернативную систему философских догм…операционализм.[4]
Исторические предпосылки
Понимание математических конструкций квантовой теории прошло в своём развитии через ряд стадий. Например, Шрёдингер сначала не понимал вероятностную природу волновой функции, связанной с электроном; это понимание привнёс Макс Борн, когда предложил рассматривать вероятностное распределение местоположения электрона в пространстве. Другие ведущие учёные, например Эйнштейн, также нелегко примирялись с положениями теории. Даже если эти трудности считать простыми проявлениями болезни роста, всё равно понятно, что они привели к работе по созданию интерпретаций.
Работа Борна по статистической интерпретации волновой функции получила высокую оценку, в 1954 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике с формулировкой «за фундаментальное исследование в области квантовой механики, особенно за статистическую интерпретацию волновой функции».
Интерпретации
Наиболее распространённые интерпретации:
- «Никакая» («Заткнись и считай!»)
- Копенгагенская
- Многомировая
- Де Бройля — Бома (волны-пилота)
- Супердетерминизм
Малораспространённые интерпретации:
- Реляционная
- Объективная редукция[англ.]
- Квантовое байесианство
- Транзакционная
- Фон Неймана — Вигнера[англ.]
- Блохинцева
- Фока
Оценки
Неофициальный опрос, проведённый в 1997 году на симпозиуме Мэрилендским университетом в Балтиморе, показал[5], что некогда доминировавшая Копенгагенская интерпретация поддерживается менее чем половиной участников. В целом голоса участников опроса распределились следующим образом:
| Интерпретация | Отдано голосов |
|---|---|
| Копенгагенская интерпретация | 13 |
| Многомировая интерпретация | 8 |
| Интерпретация Бома | 4 |
| Непротиворечивые истории[англ.] | 4 |
| Модифицированная динамика (объективная редукция Джирарди — Римини — Вебера) | 1 |
| Ничего из предложенного выше или затруднились ответить | 18 |
По словам философа Дэвида Чалмерса, все существующие в настоящее время интерпретации квантовой механики в определённой степени безумны. Чалмерс выделяет три главных интерпретации: вигнеровскую, бомовскую и эвереттовскую. Среди этих трёх интерпретаций на первое место по степени безумности он ставит концепцию Эверетта, на второе — концепцию Вигнера, на третье — концепцию Бома. Однако если использовать в качестве критерия их теоретическую ценность, то, с точки зрения Чалмерса, картина прямо противоположна: интерпретация Эверетта является наиболее простой, полностью локальной и напрямую совместимой с теорией относительности, интерпретация Вигнера достаточно элегантна, а интерпретация Бома чрезмерно сложна и искусственна[6].
См. также
- Локальная теория скрытых параметров[англ.]
Примечания
Литература
- Верхозин А. Н., Интерпретация квантовой механики — 2013
- John S. Bell. On the Problem of Hidden Variables in Quantum Mechanics // Rev. Mod. Phys.. — 1966. — Т. 38. — С. 447–452.
- D. Bohm and J. Bub. A Proposed Solution of the Measurement Problem in Quantum Mechanics by a Hidden Variable Theory // Rev. Mod. Phys.. — 1966. — Т. 38. — С. 453–469.
- L. E. Ballentine. The Statistical Interpretation of Quantum Mechanics // Rev. Mod. Phys.. — 1970. — Т. 42. — С. 358–381.
- John G. Cramer. The transactional interpretation of quantum mechanics // Rev. Mod. Phys.. — 1986. — Т. 58. — С. 647–687.
- Roland Omnès. Consistent interpretations of quantum mechanics // Rev. Mod. Phys.. — 1992. — Т. 64. — С. 339–382.
- Maximilian Schlosshauer. Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics // Rev. Mod. Phys.. — 2005. — Т. 76. — С. 1267–1305.
- У. Ю. Лэмб. Измерения в квантовомеханических системах и интерпретация нерелятивистской квантовой механики // УФН. — 1969. — Т. 99. — С. 719—729.
- М. Б. Менский. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // УФН. — 2000. — Т. 170. — С. 631—648.
- Чудинов Э. М. Теория относительности и философия. — М.: Политиздат, 1974. — 303 с.
- Бунге М. Философия физики. — М.: Прогресс, 1975. — 345 с.