من رقائق السيليكون الهاتف إلى شاشة LED، من أبعد الأساسية المسبار الفضائي، إلى السوبر ماركت للتحقق من الماسح الضوئي ليزر، لماذا سوف يلمع من الشمس، ما أعيننا يمكن أن نرى. هذه الحياة اليومية ونحن على دراية بكل شيء، والعديد من الظواهر في الفضاء، ويمكن استخدامها في الفيزياء ميكانيكا الكم لتوضيح ذلك.

نعم، جعلت نظرية الكم في الماضي انجازات كبيرة، وهذا هو الأساس النظري للتكنولوجيا الحديثة كلها تقريبا وراء ذلك. ومع ذلك، في قلب الفيزياء الكمومية، لا يزال هناك حفرة عميقة، ما زلنا لا نفهم حقا كيف هو لوصف العالم من حولنا.

نظرية رياضية وراء الكم يمكن إجراء التنبؤ بدقة النتائج التجريبية وظاهرة طبيعية لا يصدق. نظرا لأنها تفعل ذلك بشكل جيد، ثم يجب أن نظرية الكم اغتنام تتعلق بطبيعة الأساسية للعالم والحقيقة العميقة. ومع ذلك، فإن المجتمع الفيزياء لتفسير واقعي للواقع أو حتى ما إذا كان أي تفسير لهذه المسألة، ولكن هناك فرقا كبيرا.

حتى الأشياء البسيطة، إلى فيزياء الكم يصبح من الصعب تفسيرها. هنا مثال بسيط، إذا كنت تريد أن تصف موقع لكائن صغير، مثل أسهل ومعظم لدينا الجسيمات دون الذرية المعروفة - موقع الإلكترونات. بسبب الفضاء ثلاثة أبعاد تكوينها، لذلك قد ترغب في حاجة إلى ثلاثة أرقام لوصف موقف الإلكترون. في الحياة اليومية وهذا صحيح: إذا كنت تريد أن تعرف موقف كائن، عليك أن تعرف لها خطوط الطول والعرض، والارتفاع. ومع ذلك، في الفيزياء الكمومية، فقط هذه الأرقام الثلاثة ليست كافية. على العكس من ذلك، من أجل وصف موقف الإلكترون، تحتاج إلى نشر عدد لا حصر له من الأرقام في كامل المساحة .

وهذا ما يسمى مجموعة لانهائية من الأرقام " دالة الموجة "لأن هذه المنتشرة في الفضاء لديها عادة عددا من التغييرات بسلاسة، مثل متموجة موجات المعادلة التي تصف كيف أن الدالة الموجية ستكون تنتشر في الفضاء، ودعا معادلة شرودنجر المعادلة في عام 1925 من قبل الفيزيائي النمساوي إروين شرودنغر (إروين شرودنغر) المقترحة. شرودنجر موجة ظيفة الالتزام المعادلة، كما أن الصخور المتساقطة على الامتثال لقوانين نيوتن للحركة، مثل - انها مثل نوعا من القانون الطبيعي. ومثل العديد من قوانين الطبيعة، كما أنها بسيطة جدا، على الرغم من أن للوهلة الأولى يبدو قليلا شاقة في الرياضيات.

معادلة شرودنجر، حيث (خ، ر) يمثل الدالة الموجية.

على الرغم من أن المعادلة شرودنجر بسيطة جدا وجميلة، ولكن الدالة الموجية هي في الواقع غريبة جدا. لماذا يستغرق الكثير من المعلومات لقضاء عدد لا حصر له في جميع أنحاء كامل المساحة لوصف موقع كائن؟ فمن المحير أن، عندما كنا حقا ننظر للإلكترونيات، ولكن فقط بدا في نقطة واحدة. وعندما وقع العثور الالكتروني شيء أكثر غريب: سيتم ايقاف وظيفة موجة الإلكترون مؤقتا ليتوافق مع معادلة شرودنغر. بدلا من ذلك، سوف ". انهيار "بالإضافة إلى العثور على موقف للإلكترون، وهو عدد لا حصر له من كل الأرقام المتبقية سوف يكون صفرا.

لذلك، ما هي وظيفة موجة؟ لماذا لا تتوافق فقط مع معادلة شرودنجر في بعض الحالات؟ على وجه التحديد، لماذا توافقها فقط مع معادلة شرودنجر في لا أحد "تراقب" متى؟ هذه القضايا المعلقة في مركز فيزياء الكم بدس حفرة. السؤال الأخير على وجه الخصوص، "سيئة السمعة"، كما تم إعطاء اسم خاص: " مشاكل القياس ".

بعد أخذ القياس، والجسيمات قد تنهار في نقطة عشوائية. | المصدر: فيض فرنانديز

يبدو مشكلة القياس أن تعيق تطور الفيزياء الكمومية. "رايتس ووتش" أو "قياس" ماذا يعني ذلك؟ لا توجد إجابة لهذا المقبولة على نطاق واسع. يعني ذلك، نحن لا نعرف معادلة شرودنجر عندما المعمول بها، عندما فشل . أنا لا أعرف هذا، ونحن لا نعرف متى تستخدم هذا القانون، عندما ينبغي أن تعيين لا تسأل، ثم كيف ينبغي لنا استخدام هذه النظرية؟

الإجابة العملية هي أنه عندما ينظر علماء الفيزياء في الفيزياء الكمومية، وتميل ليراها حول ادفانسد مايكرو الأجهزة فيزياء الأجسام الصغيرة . يفترض عموما أن معادلة شرودنجر لا ينطبق على أولئك الذين يعيشون في الأشياء العيانية مثل الطاولات والكراسي وغيرها من القواسم المشتركة. بدلا من ذلك، من الناحية العملية، يفترض علماء الفيزياء أن هذه الكائنات هي الفيزياء الكلاسيكية نيوتن، ستفشل معادلة شرودنجر وعندما مرة واحدة هذه الكائنات تتفاعل مع العالم الكم من الأجسام الصغيرة. في معظم الحالات، وهذا الافتراض هو كاف للحصول على الجواب الصحيح. ولكن لا شيء تقريبا من الفيزيائيين يعتقدون حقا هذا هو الوضع الفعلي للعمل الكون. في العقود القليلة الماضية، أظهرت عددا كبيرا من التجارب التي فيزياء الكم يمكن تطبيقها على كائنات أكبر وأكبر، حتى الآن، فإن قلة قليلة من الناس يشكون في أن انطباق أي كائن الحجم. يوصف الواقع، فيزياء الكم، واستخدمت بنجاح في الفن التقليدي أقصى الأشياء المادية - الكون نفسه.

ومع ذلك، إذا فيزياء الكم ينطبق حقا على جميع المستويات، والمشكلة قياس ما هو الجواب الحقيقي؟ ما هو العالم الكم حدث حقا؟ تاريخيا، وبمجرد أن الجواب القياسية يجب أن يكون - عدم وجود مشكلة القياس، لأن لا أحد لاحظ في وقت التحقيق ما حدث لا معنى لها. هذه الأمور تحدث في حالة عدم وجود الوقت الملاحظة لا يلاحظ، من الحديث عن ما لا يمكن ملاحظتها أيضا لا معنى له. ويسمى هذا الرأي للفيزياء الكم " تفسير كوبنهاغن "لعالم الفيزياء الدنماركي العظيم نيلز بور (نيلز بور) مسقط اسمه. بور هو عراب فيزياء الكم، هي العمود الفقري وراء تفسير كوبنهاغن.

على الرغم من أنه لديه موقف تاريخي هو الجواب الافتراضي على هذه الأسئلة من الكم، ولكن تفسير كوبنهاغن ليس مناسبا. فإنه لا يفسر ما يحدث في عالم الفيزياء الكمومية. في مناقشة الطبيعة الحقيقية للأيضا أظهرت الصمت العنيد، أنها لم تقدم أي تفسير لماذا يمكن أن تعمل كما فيزياء الكم، لأنه لا يمكن أن نشير إلى خصائص أخرى في هذا العالم هناك هيكل رياضي من نظرية الكم مماثلة حتى النخاع. وعلى أشياء غير قابلة للرصد هي مطالبة لا معنى لها، من حيث المنطق أو جهة نظر فلسفية غير مقنع. ما لا يقل عن تعريف "غير قابلة للرصد" كلمة ليست أفضل من تعريف "قياس" للكلمة. لذلك أعلن أن "الأمور غير قابلة للرصد معنى" هو بيان غامض جدا . هذا الغموض منذ البداية تعاني تفسير كوبنهاغن. الآن، و "تفسير كوبنهاغن" للفيزياء الكم، أصبحت التسمية نقطة الجماعية نظر عدة متناقضة.

على الرغم من أن هناك الكثير من المشاكل، ولكن معظم القرن 20، تفسير كوبنهاغن تحتل ميزة مطلقة في المجتمع الفيزياء، لأنه يسمح الفيزياء لحساب بدقة في حال لا تقلق بشأن هذه القضية الشائكة من مركز نظرية الكم . ولكن في السنوات ال 30 الماضية، ودعم تفسير كوبنهاغن هو الموضوع إلى ضعف بعض. ووفقا للمسح أشار إلى أنه على الرغم من أنه لا يزال يدعمه العديد من الفيزيائيين، ولكن الآن هناك تفسيرات أخرى لديها الكثير من الدعم.

العوالم المتعددة التفسير. | المصدر: ماكس تيغمارك

في هذه البدائل، والأكثر شهرة والتي هي فيزياء الكم ". العوالم المتعددة التفسير "وأشار إلى أن معادلة شرودنغر ينطبق دائما، والدالة الموجية لم ينهار لأن الكون سوف تستمر في الانقسام، كل نتيجة محتملة لكل حدث وقعت في" مكان الكون المتعدد ". وثمة بديل آخر ومن نظرية موجة تجريبية (المعروف أيضا باسم "دي برولي - نظرية بوم") و، جاء فيها الجسيمات الكمومية في حركتهم الاسترشاد الموجة، وبالتالي، لا يمكن للجزيئات أيضا أن تكون موجة superluminal يتم تطبيقها على البعيد تأثير (على الرغم من هذا لا يمكن أن تستخدم لارسال أسرع من سرعة الطاقة الضوئية أو إشارة).

هذه الأفكار عرضين اثنين من وصف واضح للواقع، ولكنها تتفق تماما مع الرياضيات ميكانيكا الكم كما نعرفها. هناك بعض النظريات البديلة الفيزياء الرياضيات الكم وعدل، مثل نظرية الانهيار العفوي واعتبرت لا علاقة لقياس انهيار الدالة الموجية، ولكن عملية طبيعية تماما تحدث عشوائيا.

عام 2011، في الاجتماع، وهناك تم دعوة 33 عالما لتفسير ميكانيكا الكم التصويت المفضلة لديك. 42 من المرشحين لتفسير كوبنهاجن، و 18 من المرشحين تفسير العوالم المتعددة. | المصدر :. M Schlosshauer وآخرون.

هناك العديد من النظريات الأخرى. الكم أساس - هذا المجال حل مشكلة القياس في نظرية الكم والقضايا الأساسية الأخرى، هو موضوع نابضة بالحياة ومليئة التفكير الإبداعي. على الرغم من أن جوهر الفيزياء الكمومية، وثقب لا يزال موجودا، لا تزال هذه المشاكل يجب أن تحل، ولكن تم الفيزياء اقترح العديد من نظرية مثيرة للاهتمام في حل هذه المشاكل. يمكن ملاحظة هذه الأفكار أن الاتجاه إلى الأمام من المشاكل الأخرى في الفيزياء، على سبيل المثال، من ألبرت أينشتاين منذ ذلك الحين (ألبرت أينشتاين) الهدف النهائي من علماء الفيزياء باسم "نظرية كل شيء" - نظرية الكم من الجاذبية.

على الرغم من أن القدرة على تحقيق ذلك الهدف لا يزال أن ينظر إليها، ولكن منذ فترة طويلة طغت عليها مشكلة تفسير كوبنهاغن وأخيرا حصلت على الاهتمام الذي تستحقه. وهذا العمق حفرة الكم استكشافية، قد تساعدنا على استكشاف ليس فقط على فهم العالم الكم، هناك منظورا جديدا على طبيعة المعرض.

ون جيا باو: آدم بيكر

انطلاق الأصلي في https://www.npr.org/sections/13.7/2018/03/20/595286482/the-puzzle-of-quantum-reality. تعديل طفيف، الصينية للإشارة فقط، يجب كافة محتويات النسخة الإنجليزية الأصلية هي المعتبرة.