1 краткая история возникновения квантовой механики


Нелокальность и несепарабельность



Скачать 253.19 Kb.
страница4/11
Дата10.05.2018
Размер253.19 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Нелокальность и несепарабельность

Обычная интерпретация квантовой механики нелокальна. Действие в одной точке может приводит к последствиям в другой, удаленной точке без очевидного вмешательства. Более конкретно, действие в одной точке может заставить наблюдаемую в удаленной точке принять определенное значение. Особенно хорошо это свойство проявляется при рассмотрении системы, составленной из двух подсистем, и находящейся в состоянии …………………… Для такой системы нельзя утверждать, что какая-либо из подсистем находится в своем определенном состоянии, однако можно получить информацию об одной из подсистем, производя эксперименты над другой.

Таким образом, квантовая механика в принципе отрицает возможность описания мира путем деления его на части с полным описанием каждой отдельной части (несепарабельность). Вследствие указанной характерной особенности квантовую механику иногда называют холистической теорией.
3. Различные интерпретации квантовой механики1
3.1 Минимальная интерпретация

Основные положения

Согласно этой интерпретации, которая была ярко выражена Бором, не надо даже пытаться интерпретировать вектор состояния, чтобы извлечь из него информацию о квантовом объекте; вообще не надо говорить о квантовых объектах. Вектор состояния - просто математический прием, используемый при вычислениях результатов экспериментов; единственная цель любой научной теории - успешно проводить такие вычисления. Эксперименты с микрообъектами должны описываться с помощью понятий классической физики, так как прибор является макроскопическим классическим объектом. Когда мы говорим о микроскопических объектах - это просто удобный сокращенный способ выражать результаты наших расчетов, относящихся к различным классическим состояниям приборов.


Следуя этой интерпретации квантовой механики, нужно различать процедуру приготовления системы и процедуру измерения, производимого над системой. Приготовление проводят в начале эксперимента и оно описывается начальным вектором состояния 1^о) системы; измерение проводят в конце эксперимента и его возможные исходы описываются бра-векторами ………………. Экспериментальное устройство описывается гамильтонианом Н и моментом времени 1, тогда вероятность того, что измерение даст 1-й исход, равна
……………………………….
Заметим, что все величины ………… и …….. определяются с помощью макроскопических экспериментальных устройств. Такая точка зрения разрешает все загадки в отношении квантовых объектов утверждая, что этих загадочных объектов вообще нет. Нет и проективного постулата, так как каждый расчет относится только к данному приготовлению и к данному измерению и его нельзя применять к чему бы то ни было еще, что может случиться после измерения. Если производится повторный эксперимент после измерения А, давшего результат а, на самом деле это - новый эксперимент, процедура приготовления которого состоит в проведении измерения А и отбора тех случаев, в которых результат равен а. Нет ничего удивительного в том, что это приготовление связано с приписыванием системе вектора состояния (^,1, отличного от е~^^[^о).
В излагаемой интерпретации нет принципиального различия между чистыми и смешанными состояниями, так как отличие - лишь в способе приготовления.
Критика

Описанную минимальную интерпретацию называют «расширенным солипсизмом». Солипсист отказывается признать, что опыт видения дерева является свидетельством того, что дерево реально существует; он признает только чувственный опыт и ничего более. Аналогично убежденный последователь минимальной интерпретации отказывается признать, что образование трека заряженной частицы в пузырьковой камере является свидетельством существования самой заряженной частицы; для него реально существует только макроскопическое событие. По существу речь идет о солипсизме макроскопических, приборов по отношению к микроскопическим объектам, за которыми они следят, и он так же неприемлем, как обычный солипсизм.

Кроме того, нельзя считать правильным, что единственная цель научной теории состоит в предсказании результатов экспериментов. Почему кто-либо хочет предсказывать результаты экспериментов? Большая часть их вообще не будет использована на практике; даже в тех случаях, когда результаты экспериментов будут использованы, их практическая полезность не имеет отношения к их научной значимости. Предсказание результатов экспериментов - не цель теории; эксперименты лишь позволяют проверить, верна ли теория. Цель теории - познать окружающий нас физический мир.

Хотя инструменталистскую философию, которая лежит в основе минимальной интерпретации, часто и выражают в приведенной здесь форме, открытой сформулированному выше возражению, формулировки Бора не столь категоричны: «Задача науки двояка - и расширять область нашего опыта, и приводить ее в порядок». Гейзенберг соединил боровскую точку зрения с операционалистской, к которой он пришел в связи с открытием им матричной квантовой механики. Последнюю он построил, рассмотрев матрицу частот спектральных линий. Гейзенберг учил, что теория должна оперировать только с экспериментально наблюдаемыми величинами и настаивал, чтобы этот принцип был применен и в физике элементарных частиц путем устранения из нее всякого упоминания о временной эволюции вектора состояний между актом приготовления и актом измерения. Такую более радикальную форму квантовой механики он назвал 5-матричной теорией и 'противопоставил ее квантовой теории поля. Эта теория не оказалась успешной теорией элементарных частиц; квантовая теория поля в этой области одержала полную победу.

Не обязательно полностью отрицать всякую веру в существование квантовых объектов, чтобы принять предложенное решение проблемы измерения, а именно считать, что при проведении тщательного различия между процедурой приготовления и процедурой измерения проективный постулат не нужен. В ответ на вопрос: «Каково состояние системы после измерения?»- можно сказать (в частности, как это делает Маргенау), что истинное измерение, производимое над квантовой системой, всегда уничтожает эту систему. Например, чтобы измерить компоненту поляризации фотона, не только нужно заставить фотон пройти через двулучепреломляющий кристалл, но также детектировать фотон после выхода его из кристалла, а акт детектирования (скажем, когда фотон попадает на фотографическую пластинку) уничтожает фотон. При таком подходе вообще отрицается существование измерений, после которых система остается в своем прежнем состоянии. Однако такими должны быть измерения, производимые макроскопическими приборами, которые должны сохранять записи о результатах экспериментов. Таким образом, обсуждаемое разрешение проблемы измерения связано с отрицанием возможности применения квантово-механического описания к микроскопическим объектам.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница