Наблюдатель (квантовая физика)
Некоторые интерпретации квантовой механики отводят центральную роль наблюдателю квантового явления. [1] Квантово-механический наблюдатель связан с проблемой эффекта наблюдателя , когда измерение обязательно требует взаимодействия с измеряемым физическим объектом, влияя на его свойства посредством взаимодействия. Термин «наблюдаемый» приобрел техническое значение, обозначая эрмитовский оператор , который представляет собой измерение. [2] : 55
Описание
[ редактировать ]Копенгагенская интерпретация , которая является наиболее широко принятой интерпретацией квантовой механики среди физиков, [1] [3] : 248 утверждает, что «наблюдатель» или «измерение» — это просто физический процесс. Один из основоположников копенгагенской интерпретации Вернер Гейзенберг писал:
Конечно, введение наблюдателя не следует понимать ошибочно как подразумевающее привнесение в описание природы каких-то субъективных особенностей. У наблюдателя, скорее, есть только функция регистрации решений, т. е. процессов в пространстве и времени, и не имеет значения, является ли наблюдатель аппаратом или человеком; но регистрация, т. е. переход от «возможного» к «действительному», здесь совершенно необходима и не может быть исключена из интерпретации квантовой теории. [4]
Нильс Бор , также основатель копенгагенской интерпретации, писал:
вся однозначная информация об атомных объектах получается из постоянных меток, таких как пятно на фотографической пластинке, вызванное ударом электрона, оставленного на телах, которые определяют условия эксперимента. Необратимые эффекты усиления, на которых основывается регистрация присутствия атомных объектов, не требуют какой-либо особой сложности, а скорее напоминают нам о существенной необратимости, присущей самой концепции наблюдения. В этом отношении описание атомных явлений носит совершенно объективный характер в том смысле, что не делается никакой явной ссылки на какого-либо отдельного наблюдателя и, следовательно, при должном учете релятивистских требований в передаче информации не возникает никакой двусмысленности. [5]
Аналогичным образом, Ашер Перес заявил, что «наблюдатели» в квантовой физике
подобно вездесущим «наблюдателям», которые посылают и принимают световые сигналы в специальной теории относительности . Очевидно, эта терминология не предполагает фактического присутствия человека. Эти вымышленные физики с таким же успехом могут быть неодушевленными автоматами, способными выполнять все необходимые задачи, если их соответствующим образом запрограммировать. [6] : 12
Критики особой роли наблюдателя также отмечают, что за наблюдателями можно наблюдать, что приводит к парадоксам, таким как парадокс друга Вигнера ; и что неясно, сколько сознания требуется. Как задавался вопросом Джон Белл : «Ждала ли волновая функция скачка в течение тысяч миллионов лет, пока не появилось одноклеточное живое существо? Или ей пришлось еще немного подождать какого-то высококвалифицированного измерителя – с докторской степенью?» [7]
Антропоцентрическая интерпретация
[ редактировать ]Преобладание на первый взгляд субъективных или антропоцентрических идей, таких как «наблюдатель», на раннем этапе развития теории было постоянным источником беспокойства и философских споров. [8] Ряд религиозных и философских взглядов нового века отводят наблюдателю более особую роль или налагают ограничения на то, кто или что может быть наблюдателем. Не существует заслуживающих доверия рецензируемых исследований, подтверждающих подобные утверждения. В качестве примера таких утверждений Фритьоф Капра заявил: «Важнейшей особенностью атомной физики является то, что человек-наблюдатель не только необходим для наблюдения за свойствами объекта, но даже необходим для определения этих свойств». [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Шлоссауэр, Максимилиан; Кофлер, Йоханнес; Цайлингер, Антон (01 августа 2013 г.). «Снимок основополагающих взглядов на квантовую механику». Исследования по истории и философии науки . Часть B. 44 (3): 222–230. arXiv : 1301.1069 . Бибкод : 2013ШПМП..44..222С . дои : 10.1016/j.shpsb.2013.04.004 . S2CID 55537196 .
- ^ Риффель, Элеонора Г .; Полак, Вольфганг Х. (04 марта 2011 г.). Квантовые вычисления: краткое введение . МТИ Пресс. ISBN 978-0-262-01506-6 .
- ^ Джаммер, Макс (1974). Философия квантовой механики . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-43958-4 .
- ^ Вернер Гейзенберг , Физика и философия , с. 137
- ^ Нильс Бор (1958), «Квантовая физика и философия – причинность и дополнительность», Очерки 1958–1962 годов по атомной физике и человеческим знаниям , стр. 3
- ^ Перес, Ашер (1993). Квантовая теория: концепции и методы . Клювер . ISBN 0-7923-2549-4 . ОСЛК 28854083 .
- ^ Джон Стюарт Белл , 1981, «Квантовая механика для космологов». В CJ Isham, R. Penrose и DW Sciama (ред.), «Квантовая гравитация 2: Второй Оксфордский симпозиум» . Оксфорд: Clarendon Press, стр. 611.
- ^ Мермин, Н. Дэвид (2019). «Для лучшего понимания квантовой механики». Отчеты о прогрессе в физике . 82 (1): 012002. arXiv : 1809.01639 . Бибкод : 2019РПФ...82а2002М . дои : 10.1088/1361-6633/aae2c6 . ПМИД 30232960 . S2CID 52299438 .
- ^ Фритьоф Капра . Дао физики , с. 127
 | Эта квантовой механике статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |