Kev txhais lus Copenhagen yog kev piav qhia ntawm quantum mechanics tsim los ntawm Niels Bohr thiab Werner Heisenberg hauv 1927 thaum cov kws tshawb fawb tau ua haujlwm ua ke hauv Copenhagen. Bohr thiab Heisenberg muaj peev xwm txhim kho qhov kev txhais tau zoo ntawm kev ua haujlwm tsim los ntawm M. Yug thiab sim teb ntau cov lus nug uas tshwm sim vim yog nthwv dej-particle duality. Kab lus no yuav xav txog cov tswv yim tseem ceeb ntawm Copenhagen txhais lus ntawm quantum mechanics, thiab lawv qhov cuam tshuam rau niaj hnub physics.
Problems
Kev txhais lus ntawm quantum mechanics hu ua philosophical views ntawm qhov xwm ntawm quantum mechanics raws li txoj kev xav uas piav txog lub ntiaj teb cov khoom. Nrog lawv cov kev pab, nws muaj peev xwm los teb cov lus nug txog lub ntsiab ntawm lub cev muaj tiag, txoj kev ntawm kev kawm nws, qhov xwm ntawm causality thiab determinism, raws li zoo raws li lub ntsiab ntawm kev txheeb cais thiab nws qhov chaw nyob rau hauv quantum mechanics. Quantum mechanics tau suav tias yog qhov kev xav zoo tshaj plaws hauv keeb kwm ntawm kev tshawb fawb, tab sis tseem tsis muaj kev pom zoo hauv nws txoj kev nkag siab tob. Muaj ntau qhov kev txhais ntawm quantum mechanics, thiabhnub no peb yuav tau paub cov neeg nyiam tshaj plaws.
Key Ideas
Raws li koj paub, lub ntiaj teb lub cev muaj cov khoom quantum thiab cov cuab yeej ntsuas classical. Qhov kev hloov pauv hauv lub xeev ntawm cov cuab yeej ntsuas piav qhia txog cov txheej txheem txheeb xyuas tsis tuaj yeem hloov pauv cov yam ntxwv ntawm cov khoom siv micro. Thaum ib qho khoom siv micro cuam tshuam nrog cov atom ntawm cov khoom ntsuas, lub superposition raug txo mus rau ib lub xeev, uas yog, yoj ua haujlwm ntawm cov khoom ntsuas tau txo. Schrödinger kab zauv tsis piav txog qhov tshwm sim no.
Los ntawm qhov pom ntawm Copenhagen kev txhais lus, quantum mechanics tsis piav txog cov khoom me me ntawm lawv tus kheej, tab sis lawv cov khoom, uas tshwm sim rau lawv tus kheej hauv macro tej yam kev mob tsim los ntawm cov cuab yeej ntsuas ntsuas thaum pom. Tus cwj pwm ntawm cov khoom atomic tsis tuaj yeem paub qhov txawv ntawm lawv cov kev cuam tshuam nrog cov cuab yeej ntsuas uas kho cov xwm txheej rau qhov tshwm sim ntawm qhov tshwm sim.
Saib ntawm quantum mechanics
Quantum mechanics yog qhov kev xav zoo li qub. Qhov no yog vim qhov tseeb tias qhov ntsuas ntawm micro-khoom ua rau muaj kev hloov pauv hauv nws lub xeev. Yog li ntawd muaj ib tug probabilistic piav qhia ntawm thawj txoj hauj lwm ntawm cov khoom, piav qhia los ntawm yoj muaj nuj nqi. Lub complex yoj muaj nuj nqi yog lub ntsiab lus tseem ceeb hauv quantum mechanics. Kev ua haujlwm nthwv dej hloov mus rau qhov tshiab. Qhov tshwm sim ntawm qhov ntsuas no nyob ntawm qhov ua haujlwm nthwv dej, nyob rau hauv txoj kev xav tau. Tsuas yog lub square ntawm modulus ntawm yoj ua haujlwm muaj qhov tseem ceeb ntawm lub cev, uas lees paub qhov tshwm sim uas tau kawmmicro-khoom nyob rau hauv ib qho chaw hauv qhov chaw.
Nyob rau hauv quantum mechanics, txoj cai ntawm causality tau ua tiav nrog kev hwm ntawm kev ua haujlwm nthwv dej, uas sib txawv nyob rau lub sijhawm nyob ntawm qhov pib, thiab tsis yog hais txog qhov kev sib txuas ntawm qhov nrawm, xws li hauv kev txhais lus classical ntawm mechanics. Vim lub fact tias tsuas yog lub square ntawm lub modulus ntawm lub yoj muaj nuj nqi yog endowed nrog lub cev muaj nuj nqis, nws thawj qhov tseem ceeb tsis tau txiav txim nyob rau hauv lub hauv paus ntsiab lus, uas ua rau ib co impossibility kom tau txais kev paub tseeb txog thawj lub xeev ntawm lub quantum system..
philosophical hauv paus
Los ntawm qhov kev xav ntawm kev xav, lub hauv paus ntawm Copenhagen txhais yog cov ntsiab lus epistemological:
- Kev Pom Zoo. Nws lub ntsiab lus nyob rau hauv kev cais tawm ntawm lub cev txoj kev xav ntawm cov nqe lus uas tsis tuaj yeem txheeb xyuas los ntawm kev soj ntsuam ncaj qha.
- Ntxiv. Xav tias nthwv dej thiab corpuscular piav qhia ntawm cov khoom ntawm microworld sib ntxiv.
- Tsis paub meej. Hais tias kev koom tes ntawm micro-cov khoom thiab lawv lub zog tsis tuaj yeem txiav txim siab sib cais, thiab muaj qhov tseeb tiag.
- Kev txiav txim siab zoo. Nws xav tias lub xeev tam sim no ntawm lub cev yog txiav txim los ntawm nws cov xeev yav dhau los tsis yog tsis meej, tab sis tsuas yog muaj qee qhov kev tshwm sim ntawm kev ua raws li cov kev hloov pauv yav dhau los.
- Sib phim. Raws li lub hauv paus ntsiab lus no, cov kev cai ntawm quantum mechanics tau hloov mus rau cov kev cai ntawm classical mechanics thaum nws muaj peev xwm tsis quav ntsej qhov loj ntawm quantum ntawm kev ua.
txiaj ntsig
Hauv quantum physics, cov ntaub ntawv hais txog cov khoom atomic, tau los ntawm kev sim teeb tsa, yog nyob rau hauv kev sib raug zoo nrog ib leeg. Nyob rau hauv qhov kev sib raug zoo ntawm Werner Heisenberg, muaj qhov sib txawv ntawm qhov tsis raug hauv kev kho cov kinetic thiab dynamic variables uas txiav txim siab lub xeev ntawm lub cev system nyob rau hauv classical mechanics.
Qhov txiaj ntsig tseem ceeb ntawm Copenhagen txhais lus ntawm quantum mechanics yog qhov tseeb tias nws tsis ua haujlwm nrog cov lus qhia ntxaws ncaj qha txog lub cev tsis muaj zog. Tsis tas li ntawd, nrog rau yam tsawg kawg ntawm qhov yuav tsum tau ua ua ntej, nws tsim lub tswv yim uas piav qhia tag nrho cov kev sim qhov tseeb muaj nyob rau tam sim no.
Lub ntsiab lus ntawm nthwv dej ua haujlwm
Raws li kev txhais lus Copenhagen, yoj ua haujlwm tuaj yeem raug rau ob txheej txheem:
- Unitary evolution, uas tau piav qhia los ntawm Schrödinger kab zauv.
- ntsuas.
Tsis muaj leej twg muaj kev tsis ntseeg txog thawj txheej txheem hauv zej zog kev tshawb fawb, thiab cov txheej txheem thib ob ua rau muaj kev sib tham thiab ua rau muaj ntau tus neeg txhais lus, txawm tias nyob rau hauv lub moj khaum ntawm Copenhagen txhais lus ntawm kev nco qab nws tus kheej. Ntawm qhov tod tes, muaj txhua qhov laj thawj los ntseeg tias yoj ua haujlwm tsis muaj dab tsi tab sis yog lub cev tiag tiag, thiab tias nws tawg thaum lub sijhawm thib ob. Ntawm qhov tod tes, cov haujlwm nthwv dej yuav tsis yog qhov chaw tiag tiag, tab sis yog ib qho cuab yeej pab lej, tib lub hom phiaj uasyog muab lub peev xwm los xam qhov tshwm sim. Bohr tau hais tias tsuas yog qhov uas tuaj yeem kwv yees tau yog qhov tshwm sim ntawm kev sim lub cev, yog li txhua qhov teeb meem thib ob yuav tsum tsis txhob cuam tshuam txog kev tshawb fawb tseeb, tab sis rau kev xav. Nws tau tshaj tawm hauv nws txoj kev txhim kho lub tswv yim philosophical ntawm positivism, xav kom kev tshawb fawb tham tsuas yog qhov ntsuas tau tiag tiag.
Kev sim ob npaug
Hauv kev sim ob-kab, lub teeb dhau los ntawm ob txoj hlua poob ntawm lub vijtsam, uas ob qhov cuam tshuam cuam tshuam tshwm sim: tsaus thiab lub teeb. Cov txheej txheem no tau piav qhia los ntawm qhov tseeb tias lub teeb nthwv dej tuaj yeem sib koom ua ke hauv qee qhov chaw, thiab tshem tawm ib leeg tawm hauv lwm tus. Ntawm qhov tod tes, qhov kev sim qhia pom tias lub teeb muaj cov yam ntxwv ntawm qhov ntws, thiab cov khoom siv hluav taws xob tuaj yeem pom cov khoom yoj, thaum muab cov qauv cuam tshuam.
Nws tuaj yeem xav tias qhov kev sim ua tiav nrog cov kwj ntawm photons (lossis electrons) ntawm qhov kev siv qis qis uas tsuas yog ib qho me me dhau los ntawm qhov qhib txhua zaus. Txawm li cas los xij, thaum ntxiv cov ntsiab lus uas photons tsoo lub vijtsam, tib qhov cuam tshuam cov qauv tau txais los ntawm cov nthwv dej superimposed, txawm tias qhov kev sim cuam tshuam txog kev sib cais. Qhov no yog vim peb nyob hauv lub ntiaj teb "probabilistic", uas txhua qhov kev tshwm sim yav tom ntej muaj peev xwm rov ua dua tshiab, thiab qhov tshwm sim uas ib yam dab tsi uas tsis tau pom dua yuav tshwm sim nyob rau lub sijhawm tom ntej no me me.
Qhia
Slit experience tso xws licov lus nug:
- Yuav ua li cas yog txoj cai rau tus cwj pwm ntawm tus kheej? Cov kev cai lij choj ntawm quantum mechanics qhia qhov chaw ntawm lub vijtsam uas cov khoom yuav yog, suav nrog. Lawv tso cai rau koj los xam qhov chaw ntawm lub teeb bands, uas yuav muaj ntau yam, thiab tsaus bands, qhov twg tsawg dua particles yuav poob. Txawm li cas los xij, txoj cai tswjfwm quantum mechanics tsis tuaj yeem kwv yees qhov twg ib tus neeg yuav xaus rau qhov twg.
- Yuav ua li cas rau cov particle tam sim no ntawm emission thiab sau npe? Raws li cov txiaj ntsig ntawm kev soj ntsuam, lub tswv yim tuaj yeem tsim tau tias cov khoom sib cuam tshuam nrog ob qhov slits. Nws zoo nkaus li tias qhov no cuam tshuam qhov tsis tu ncua ntawm tus cwj pwm ntawm lub ntsiab lus. Ntxiv mus, thaum ib tug particle tau sau npe, nws dhau los ua ib qho point.
- Raws li kev cuam tshuam ntawm dab tsi yog qhov particle hloov nws tus cwj pwm los ntawm qhov zoo li qub mus rau tsis zoo li qub, thiab rov ua dua? Thaum ib tug hais los ntawm cov slits, nws tus cwj pwm yog txiav txim los ntawm ib tug uas tsis yog-localized yoj muaj nuj nqi dhau los ntawm ob lub slits tib lub sij hawm. Thaum lub sijhawm sau npe ntawm ib qho particle, nws ib txwm kho raws li qhov taw qhia, thiab pob ntawv tsis pom kev yoj tsis tau txais.
teb
Lub Copenhagen txoj kev xav ntawm kev txhais lus quantum teb cov lus nug hauv qab no:
- Nws yog qhov tsis yooj yim sua kom tshem tawm qhov tshwm sim ntawm qhov kev kwv yees ntawm quantum mechanics. Ntawd yog, nws tsis tuaj yeem qhia meej qhov kev txwv ntawm tib neeg kev paub txog txhua yam latent variables. Classical physics hais txogQhov tshwm sim hauv cov xwm txheej no thaum nws tsim nyog los piav txog cov txheej txheem xws li ntuav cov tsuav. Qhov ntawd yog, qhov yuav tshwm sim hloov qhov kev paub tsis tiav. Lub Copenhagen txhais ntawm quantum mechanics los ntawm Heisenberg thiab Bohr, ntawm qhov tsis sib xws, hais tias qhov tshwm sim ntawm kev ntsuas hauv quantum mechanics yog qhov tseem ceeb tsis yog kev txiav txim siab.
- Physics yog ib qho kev tshawb fawb uas kawm txog cov txiaj ntsig ntawm kev ntsuas. Nws yog qhov tsis ncaj ncees rau kev kwv yees txog qhov tshwm sim los ntawm lawv. Raws li kev txhais lus Copenhagen, cov lus nug txog qhov twg cov khoom yog ua ntej lub sijhawm ntawm nws qhov kev sau npe, thiab lwm cov ntaub ntawv zoo sib xws tsis muaj qab hau, thiab yog li ntawd yuav tsum raug cais tawm ntawm kev xav.
- Kev ntsuas ntsuas ua rau muaj kev cuam tshuam sai sai ntawm kev ua haujlwm nthwv dej. Yog li ntawd, cov txheej txheem ntsuas randomly xaiv tsuas yog ib qho ntawm qhov muaj peev xwm uas qhov kev ua haujlwm nthwv dej ntawm lub xeev tau tso cai. Thiab txhawm rau xav txog qhov kev xaiv no, yoj haujlwm yuav tsum hloov tam sim ntawd.
Forms
Kev tsim ntawm Copenhagen txhais lus hauv nws daim ntawv qub tau ua rau ntau qhov kev hloov pauv. Feem ntau ntawm lawv yog raws li txoj hauv kev ntawm cov xwm txheej zoo ib yam thiab xws li lub tswv yim xws li quantum decoherence. Decoherence tso cai rau koj los laij cov ciam teb fuzzy ntawm macro- thiab microworlds. Cov kev hloov pauv ntxiv sib txawv hauv qib ntawm "kev muaj tiag ntawm lub ntiaj teb nthwv dej."
Kev thuam
Qhov siv tau ntawm quantum mechanics (Heisenberg thiab Bohr cov lus teb rau thawj lo lus nug) tau nug hauv kev sim xav ua los ntawm Einstein, Podolsky thiabRosen (EPR paradox). Yog li, cov kws tshawb fawb xav ua pov thawj tias qhov muaj nyob ntawm qhov tsis sib xws yog qhov tsim nyog kom txoj kev xav tsis ua rau muaj kev cuam tshuam sai thiab tsis yog hauv zos "ntev-ntev ua haujlwm". Txawm li cas los xij, thaum lub sijhawm ua pov thawj ntawm EPR paradox, ua tau los ntawm Tswb qhov tsis sib xws, nws tau ua pov thawj tias quantum mechanics yog qhov tseeb, thiab ntau qhov kev xav tsis sib xws tsis muaj qhov kev sim ua pov thawj.
Tab sis cov lus teb uas muaj teeb meem tshaj plaws yog Heisenberg thiab Bohr cov lus teb rau lo lus nug thib peb, uas tso cov txheej txheem ntsuas hauv txoj haujlwm tshwj xeeb, tab sis tsis tau txiav txim siab txog qhov muaj cov yam ntxwv sib txawv hauv lawv.
Ntau tus kws tshawb fawb, ob qho tib si physicists thiab philosophers, tsis kam lees txais Copenhagen txhais lus ntawm quantum physics. Thawj qhov laj thawj rau qhov no yog qhov kev txhais ntawm Heisenberg thiab Bohr tsis yog qhov kev txiav txim siab. Thiab qhov thib ob yog tias nws tau qhia txog qhov kev xav tsis meej ntawm kev ntsuas uas ua rau qhov tshwm sim ua haujlwm tau zoo.
Einstein tau paub tseeb tias qhov kev piav qhia ntawm lub cev muaj tseeb muab los ntawm quantum mechanics raws li txhais los ntawm Heisenberg thiab Bohr tsis tiav. Raws li Einstein, nws pom qee qhov laj thawj hauv Copenhagen txhais lus, tab sis nws txoj kev xav ntawm kev tshawb fawb tsis kam lees nws. Yog li Einstein tsis tuaj yeem tso tseg nrhiav lub tswv yim ua tiav.
Hauv nws tsab ntawv rau Yug, Einstein hais tias: "Kuv paub tseeb tias Vajtswv tsis muab tsuav!". Niels Bohr, tawm tswv yim txog kab lus no, hais rau Einstein kom tsis txhob qhia Vajtswv yuav ua li cas. Thiab hauv nws qhov kev sib tham nrog Abraham Pais, Einstein tau hais tias: “Koj xav tias lub hli muaj tiag.tsuas yog thaum koj saib nws?".
Erwin Schrödinger tuaj nrog kev xav sim nrog tus miv, los ntawm qhov nws xav ua kom pom qhov tsis zoo ntawm quantum mechanics thaum hloov pauv ntawm subatomic mus rau microscopic systems. Nyob rau tib lub sijhawm, qhov tsim nyog vau ntawm yoj ua haujlwm hauv qhov chaw tau suav tias yog teeb meem. Raws li Einstein txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo, instantaneity thiab simultaneity ua rau kev nkag siab tsuas yog rau cov neeg soj ntsuam uas nyob hauv tib lub qauv ntawm kev siv. Yog li, tsis muaj lub sijhawm uas tuaj yeem dhau los ua ib qho rau txhua tus, uas txhais tau hais tias kev tawg tam sim ntawd tsis tuaj yeem txiav txim siab.
Kev faib tawm
Ib qho kev tshawb fawb tsis raws cai hauv kev kawm hauv xyoo 1997 tau pom tias qhov kev txhais lus Copenhagen yav dhau los tseem ceeb, luv luv tham saum toj no, tau txais kev txhawb nqa tsawg dua li ib nrab ntawm cov neeg teb. Txawm li cas los xij, nws muaj cov neeg koom nrog ntau dua li lwm cov kev txhais lus ib leeg.
lwm yam
Ntau tus kws kho mob tau ze dua rau lwm qhov kev txhais ntawm quantum mechanics, uas yog hu ua "tsis muaj". Lub ntsiab lus ntawm qhov kev txhais lus no tau nthuav dav dav hauv David Mermin cov lus hais: "Tau thiab suav!", uas feem ntau yog los ntawm Richard Feynman lossis Paul Dirac.
