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양자 역학의 코펜하겐 해석

양자 역학의 코펜하겐 해석


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가장 작은 규모에서 물질과 에너지의 행동을 이해하려고 시도하는 것보다 더 기괴하고 혼란스러운 과학 분야는 없을 것입니다. 20 세기 초반에 맥스 플랑크, 알버트 아인슈타인, 닐스 보어 등과 같은 물리학 자들은이 기괴한 자연계 인 양자 물리학을 이해하기위한 토대를 마련했습니다.

양자 물리학의 방정식과 방법은 지난 세기 동안 다듬어졌으며 세계 역사상 다른 ​​어떤 과학 이론보다 더 정확하게 확인 된 놀라운 예측을 만들어 냈습니다. 양자 역학은 양자 파 함수 (Schrodinger 방정식이라고하는 방정식으로 정의)에 대한 분석을 수행하여 작동합니다.

문제는 양자 파동 함수가 어떻게 우리의 일상 거시 세계를 이해하기 위해 개발 한 직관과 크게 충돌하는 것처럼 보이는지에 대한 규칙입니다. 양자 물리학의 기본 의미를 이해하려고 시도하는 것은 행동 자체를 이해하는 것보다 훨씬 어려운 것으로 입증되었습니다. 가장 일반적으로 가르치는 해석은 양자 역학에 대한 코펜하겐 해석이라고 알려져 있습니다. 그러나 실제로 무엇입니까?

개척자

코펜하겐 해석의 핵심 아이디어는 1920 년대에 Niels Bohr의 코펜하겐 연구소를 중심으로 한 양자 물리학 개척자 그룹에 의해 개발되었으며, 양자 물리학 과정에서 가르치는 기본 개념이 된 양자 파동 함수의 해석을 주도했습니다.

이 해석의 핵심 요소 중 하나는 슈뢰딩거 방정식이 실험 수행시 특정 결과를 관찰 할 확률을 나타냅니다. 그의 책에서 숨겨진 현실물리학 자 Brian Greene은 다음과 같이 설명합니다.

"Bohr와 그의 그룹에 의해 개발 된 양자 역학에 대한 표준 접근법은 코펜하겐 해석 그들의 명예에서, 당신은 확률 파를 보려고 할 때마다 관찰 행위가 당신의 시도를 방해한다고 생각합니다. "

문제는 거시적 수준에서 물리적 현상 만 관찰 할 수 있기 때문에 미시적 수준에서의 실제 양자 거동은 우리에게 직접적으로 이용 가능하지 않다는 것입니다. 책에 설명 된대로 양자 수수께끼:

" '공식적인'코펜하겐 해석은 없습니다. 그러나 모든 버전은 뿔로 황소를 움켜 쥐고 다음과 같이 주장합니다. 관찰은 관찰 된 특성을 생성. 여기서 까다로운 단어는 '관측'입니다.…
"코펜하겐 해석은 두 가지 영역을 고려합니다. 뉴턴의 법칙에 의해 지배되는 측정 도구에는 거시적, 고전적 영역이 있으며, 슈 로딩 거 방정식에 의해 지배되는 미세한, 원자의 원자 영역 및 기타 작은 것들이 있습니다. 우리는 결코 다루지 않을 것이라고 주장합니다 직접 현미경 영역의 양자 물체와 함께. 그러므로 우리는 그들의 물리적 현실이나 그들의 부족에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 거시적 기기에 미치는 영향을 계산할 수있는 '존재'만으로도 충분히 고려할 수 있습니다. "

공식적인 코펜하겐 해석의 부재는 문제가되어 해석의 정확한 세부 사항을 파악하기 어렵게 만듭니다. John G. Cramer가 "양자 역학의 거래 해석"이라는 제목의 기사에서 설명한 바와 같이 :

"양자 역학에 대한 코펜하겐 해석을 언급하고, 논의하고, 비판하는 광범위한 문헌에도 불구하고, 코펜하겐 전체 해석을 정의하는 간결한 진술은 어디에도 없다."

Cramer는 코펜하겐 해석을 말할 때 지속적으로 적용되는 몇 가지 중심 아이디어를 정의하려고 시도하며 다음 목록에 도달합니다.

  • 불확실성 원리 -1927 년 Werner Heisenberg에 의해 개발 된 이는 임의의 정확도 수준으로 측정 할 수없는 켤레 변수 쌍이 있음을 나타냅니다. 다시 말해, 양자 물리학이 특정 쌍의 측정을 수행 할 수있는 방법, 가장 일반적으로 위치와 운동량을 동시에 측정하는 방법에 대한 절대적인 제한이 있습니다.
  • 통계적 해석 -1926 년 Max Born에 의해 개발 된 Schrodinger 파동 함수는 주어진 상태에서 결과의 확률을 산출하는 것으로 해석합니다. 이 작업을 수행하는 수학적 프로세스를 Born 규칙이라고합니다.
  • 상보성 개념 -1928 년 Niels Bohr이 개발 한이 기술에는 파동 입자 이중성에 대한 아이디어가 포함되며 파동 기능 붕괴는 측정 작업과 관련이 있습니다.
  • "시스템 지식"을 사용하여 상태 벡터 식별 -슈뢰딩거 방정식은 일련의 상태 벡터를 포함하며, 이러한 벡터는 시간에 따라 그리고 주어진 시간에 시스템의 지식을 나타 내기 위해 관측에 따라 변합니다.
  • 하이젠 베르크의 실증주의 -이것은 "의미"또는 근본적인 "현실"보다는 실험의 관찰 가능한 결과만을 논의하는 것을 강조합니다. 이것은 도구주의의 철학적 개념을 암시 적으로 (때로는 명시 적으로) 받아들입니다.

이것은 코펜하겐 해석의 핵심 요점에 대한 포괄적 인 목록처럼 보이지만 해석에는 심각한 문제가 없으며 많은 비판을 불러 일으켰습니다. 개별적으로 해결할 가치가 있습니다.

문구 "코펜하겐 해석"의 기원

위에서 언급했듯이 코펜하겐 해석의 정확한 본질은 항상 조금 어려웠습니다. 이것에 대한 최초의 언급 중 하나는 Werner Heisenberg의 1930 년 책에있었습니다.양자 이론의 물리적 원리"양자 이론의 코펜하겐 정신"을 참조했다. 그러나 그 당시에는 몇 년이 지난 후에도 양자 역학에 대한 해석 (접착제 사이에 약간의 차이가 있었음에도 불구하고), 그것의 이름으로 구별 할 필요가 없었다.

David Bohm의 숨겨진 변수 접근법과 휴 에버렛의 많은 세계 해석과 같은 대안이 기존의 해석에 도전하기 시작했을 때만 "코펜하겐 해석"이라고 불렸다. "코펜하겐 해석"이라는 용어는 일반적으로 Werner Heisenberg가 1950 년대에 이러한 대안 적 해석에 대해 연설 할 때 사용되었습니다. "Copenhagen Interpretation"이라는 문구를 사용한 강의는 Heisenberg의 1958 년 에세이 모음에서 나타났습니다.물리학과 철학.


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