Kopenhaska interpretacja fizyki kwantowej. Problem matematyków i flilozofów.
.
Kopenhaska interpretacja fizyki kwantowej. Problem matematyków, epistemologów i metafizyków.
Kopenhaska interpretacja to interpretacja Nielsa Bohra. Zamieszkałego i pracującego w Kopenhadze fizyka, który na początku XX wieku stworzył podstawy fizyki atomu.
Niels Bohr posiadał zupełnie nadzwyczajną intuicję. Hipotezy Bohra były zaskakujące i "z księżyca wzięte". Okazywało się, że dane doświadczalne potwierdzają poprawność modeli proponowanych przez Bohra.
Na początku XX wieku udało się zajrzeć do wnętrza atomu. Najpierw okazało się, że atomy są puste. Posiadają dodatnio naładowane "ciężkie" jądro i ujemne elektrony znajdujące się poza jądrem. Bohr wysunął hipotezę, że atom wodoru przypomina słoneczny układ planetarny. Zaproponował model atomu na wzór modelu kopernikańskiego. O dziwo z takiego modelu można wyliczyć szereg parametrów atomu, w tym częstotliwości promieniowania, czyli widmo. Oznacza to, że możemy obliczyć, jakie będą kolory substancji złożonych z atomów.
Dziś poprawność modelu Bohra zaskakuje jeszcze bardziej. Znamy wiele innych układów planetarnych. Niepodobnych do Układu Słonecznego. Dlaczego atom jest podobny do naszego, a nie jakiegoś innego układu planetarnego?
Na początku XX wieku odkryto także, że atomy tego samego pierwiastka nie są identyczne. Ilość obojętnych elektrycznie cząstek w jądrze atomu może być różna i dlatego atomy tego samego pierwiastka mogą różnić się masą. Takie odmiany atomów nawano izotopami.
To jeszcze było nic w porównaniu z odkryciem naturalnej promieniotwórczości. Okazało się, że niektóre atomy mogą się rozpadać wypromieniowując cząstki z jądra. Z ideologicznego punktu widzenia, najciekawsze było wypromieniowanie "ciężkich" cząstek alfa.
Cząstka alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Zostaje ona wypromieniowana w określonym czasie i określonym kierunku. Atomy promieniotwórcze nie rozpadają się wszystkie naraz, lecz w określonym porządku, który opisujemy statystycznie jako okres rozpadu połowicznego.
Pytanie jest następujące: Czy atom, który wyemituje cząstkę alfa za sekundę jest identyczny z tym, który wyemituje cząstkę alfa za 100 lat? - Są dwie możliwe odpowiedzi: 1) Są identyczne. 2) Różnią się od siebie.
Bohr odpowiedział, że są identyczne. Einstein do końca życia upierał się, że identyczne nie są.
Odpowiedź Bohra to kopenhaska interpretacja mechaniki kwantowej. Okazała się bardzo użyteczna i zdominowała współczesną fizykę.
Ta użyteczna odpowiedź mówiąca, że dwa identyczne obiekty zachowują się w całkowicie różny sposób, prowadzi także do szeregu paradoksów. Z Kotem Schrödingera na czele.
.
Fizyka zajmuje się głównie przewidywaniem przyszłości.
W fizyce klasycznej (Mechanice Newtona) przyszłość jest pewna (ściśle zdeterminowana), a problem fizyków polega na tym, żeby precyzyjnie obliczyć jaką ona będzie.
Fizyka kwantowa podaje informacje na temat możliwych wydarzeń przyszłości oraz prawdopodobieństwo wystąpienia tych wydarzeń. Mówi o tym, że w przyszłości podejmowane będą decyzje i w zależności od tego jakie decyzje zostaną podjęte, ukształtowana zostanie przyszła rzeczywistość.
W fizyce kwantowej mamy zbiór rozwiązań, zbiór celów, do których może dojść badany układ fizyczny. Mamy prawdopodobieństwa dotarcia do różnych celów i możemy co najwyżej zgadywać, co konkretnie wydarzy się w przyszłości.
Jeśli chodzi o badanie przeszłości, to w fizyce klasycznej mamy jeden jedyny możliwy stan wyjściowy, warunki początkowe, które doprowadziły do teraźniejszego stanu układu fizycznego. Problemem fizyka są trudności obliczeniowe związane z wyznaczeniem stanu początkowego.
W fizyce kwantowej warunki początkowe są niemożliwe do jednoznacznego wyznaczenia.
Do miejsca, w którym jesteśmy obecnie, mogliśmy dojść różnymi drogami i wyjść mogliśmy z różnych miejsc (różnych stanów początkowych). Badanie stanu teraźniejszego układu nie prowadzi do jednoznacznego wyznaczenia wszystkich stanów przeszłych.
"Pierwsza przyczyna" Arystotelesa jest niemożliwa do identyfikacji.
.
Adam Jezierski
.