Una interpretación del de los mecánicos de quántum es una declaración que intenta explicar cómo los mecánicos de Quantum informan a nuestro que entiende de la naturaleza . Aunque hayan probado a los mecánicos de quántum extensivamente en experimentos muy finos, algunos creen que los fundamentales de la teoría deben todavía ser entendidos completamente. Hay en existencia un número de escuelas de pensamiento de afirmación, diferenciando encima si los mecánicos de quántum pueden ser entendidos para ser el determinista, que los elementos de los mecánicos de quántum se pueden considerar " verdadero, " y otras materias.
Aunque esta pregunta esté hoy de interés especial a los filósofos de la física, muchos físicos continúan demostrando un gran interés en el tema. El decoherence de Quantum es el acercamiento físico prominente al tema.
Antecedentes históricos
La
definición operacional de los términos técnicos usados por los investigadores en teoría de quántum (tal como Wavefunctions y mecánicos de matriz ) progresó en etapas intermedias. Por ejemplo el Schrödinger vio original el wavefunction asociado al
electrón como la densidad de carga de un objeto manchado hacia fuera sobre un extendido, posiblemente infinita, volumen de espacio. El llevado máximo lo interpretó como la
distribución de probabilidad durante la posición del electrón. El
Albert Einstein tenía gran dificultad en aceptar algunas de las consecuencias de la teoría, tales como indeterminacy de Quantum. Incluso si estas
materias se podrían tratar como “apuros de dentición”, han prestado importancia a la actividad de la interpretación.
No debe ser asumido que la mayoría de los físicos piensan que de los mecánicos de quántum necesita la interpretación de, con excepción de las interpretaciones del instrumentalist. La interpretación de Copenhague es la más popular entre los científicos, seguidos por el muchos mundos e interpretaciones constantes de las historias . Pero es también verdad que la mayoría de los físicos consideran las preguntas no-instrumentales (particularmente las preguntas ontológicas de ) ser inaplicables a la física. Bajan en expresión de s de Mermin David ': " cerrar para arriba y calculate" atribuido a menudo (quizás erróneamente) al Richard Feynman (véase).
Obstrucciones para dirigir la interpretación
Las dificultades de la interpretación reflejan un número de puntos sobre la descripción ortodoxa de los mecánicos de quántum, incluyendo: El extracto,
naturaleza matemática de la descripción de los mecánicos de quántum.
La existencia de qué aparecen ser procesos no deterministas e irreversibles en mecánicos de quántum. El fenómeno del enredo, y particularmente, las correlaciones entre los acontecimientos alejados que no se esperan en teoría clásica. La complementariedad de descripciones posibles de la realidad. Primero, la estructura matemática aceptada de los mecánicos de quántum se basa en matemáticas bastante abstractas, tales como espacios de Hilbert y operadores en los esos espacios de Hilbert. En los mecánicos clásicos y el electromagnetismo, por una parte, las características de una masa del punto o las características de un campo son descritas por los números verdaderos o el funciona definido en dos o tres el dimensional fija. Éstos tienen significado directo, espacial, y en estas teorías parece haber menos necesidad de proporcionar una interpretación especial para esos números o funciones.
Además, el proceso del de la medida desempeña un papel al parecer esencial en la teoría. Se relaciona los elementos abstractos de la teoría, tales como el Wavefunction, con los valores definibles operacionalmente, tales como probabilidades. La medida obra recíprocamente con el estado de sistema, de maneras algo peculiares, como es ilustrado por el Doble-rajan el experimento .
El formalismo matemático usado para describir la evolución del tiempo de un sistema no relativista propone dos clases algo diferentes de transformaciones:
Transformaciones reversibles del
scritas por los operadores unitarios en el espacio de estado. Estas transformaciones son determinadas por las soluciones a la ecuación de Schrödinger.
irreversible y transformaciones imprevisibles descritas por matemáticamente transformaciones complicadas (véase las operaciones de Quantum. Los ejemplos de estas transformaciones son los que son experimentadas por un sistema como resultado de la medida.
Una versión restricta del problema de la interpretación en mecánicos de quántum consiste en el abastecimiento de una cierta clase de cuadro plausible, apenas para la segunda clase de transformación. Este problema se puede abordar por reducciones puramente matemáticas, por ejemplo por los mucho-mundos o las interpretaciones constantes de las historias .
Además del carácter imprevisible e irreversible de los procesos de la medida, hay otros elementos de la física de quántum que lo distinguen agudamente de la física clásica y que no se pueden representar por ninguÌn cuadro clásico. Uno de éstos es el fenómeno del enredo, según lo ilustrado en la paradoja del EPR, que viola aparentemente principios de causalidad local.
Otra obstrucción para dirigir la interpretación es el fenómeno de la complementariedad, que parece violar principios de base de la lógica proposicional . La complementariedad dice que no hay cuadro lógico (que obedece lógica proposicional clásica) que se puede describir y utilizar simultáneamente para razonar sobre todas las características de un S del sistema de quántum. Esto es expresada a menudo diciendo que hay " complementary" fija el A y el B de los asuntos que pueden describir el S, pero no al mismo tiempo. Los ejemplos del A y del B son asuntos que implican una descripción de la onda del S y una descripción corpuscular del S . La 3ultima declaración es una porción de la formulación original de Niels Bohr, que se compara a menudo al principio de complementariedad sí mismo.
¿La complementariedad no se toma generalmente para significar que la lógica clásica falla, aunque el Hilary Putnam tomara que la visión en su de papel es lógica empírica? . En lugar la complementariedad significa que la composición de las características físicas para el S (tal como posición y ímpetu amba tener valores en ciertas gamas) usar conectadores proposicionales no obedece reglas de lógica proposicional clásica. Al igual que bien sabido ahora (Omnès, 1999) el " el origen de la complementariedad miente en el noncommutativity del operators" descripción de observables en mecánicos de quántum.
Estado problemático de cuadros y de interpretaciones
El estado ontológico exacto, de cada uno de los cuadros de interpretación, sigue siendo una cuestión de discusión filosófica.
¿Es decir si interpretamos el formal X de la estructura de los mecánicos de quántum por medio de un Y de la estructura (vía una equivalencia matemática de las dos estructuras), cuál es el estado del Y ? Ésta es la vieja cuestión que ahorra los fenómenos, en un nuevo modo.
Algunos físicos, por ejemplo Asher Peres y Chris Fuchs, parecen sostener que una interpretación no es nada más que una equivalencia formal entre los sistemas de las reglas para funcionar en datos experimentales. Esto sugeriría que el ejercicio entero de la interpretación sea innecesario.
Interpretación del Instrumentalist
Cualquier teoría científica moderna requiere por lo menos una descripción del instrumentalist que se relacione el formalismo matemático con la práctica y la predicción experimentales. En el caso de mecánicos de quántum, la descripción más común del instrumentalist es una aserción de la regularidad estadística entre los procesos de la preparación del estado y los procesos de la medida. Es decir, si una medida de un verdadero - la cantidad valorada se realiza muchas veces, comenzando cada vez con la misma inicial condiciona, el resultado es una distribución de probabilidad bien definida sobre los números verdaderos; por otra parte, los mecánicos de quántum proporcionan un instrumento de cómputo para determinar características estadísticas de esta distribución, tales como su valor de expectativa .
Los cálculos para las medidas realizaron en un postulado del S del sistema un H del espacio de Hilbert sobre los números complejos . Cuando el S del sistema se prepara en un estado puro, se asocia a un vector en el H . Las cantidades mensurables se asocian a los operadores hermitianos que actúan en el H : éstos se refieren como Observables
La medida repetida de un observable A para el S preparó en producciones del ψ del estado una distribución de valores. El valor de expectativa de esta distribución es dado por la expresión
Esta maquinaria matemática da una manera simple, directa de computar una característica estadística del resultado de un experimento, una vez que se entiende cómo asociar el estado inicial a un vector de espacio de Hilbert, y la cantidad medida con un observable (es decir, operador hermitiano específico).
Como ejemplo de tal cómputo, la probabilidad de encontrar el sistema en un del estado es dada computando el valor de expectativa del operador de proyección de a (rank-1)
La probabilidad es entonces el número verdadero no negativo dado cerca = \ langle \ PSI \ vert \ = \ vert \ langle \ PSI \ vert \ phi \ rangle \ vert ^2. del pi del
