Koppenhágai interpretáció

A koppenhágai interpretáció a kvantummechanika egyfajta értelmezése. A kvantummechanika fő tulajdonsága, hogy minden részecske állapota leírható egy hullámfüggvénnyel, amely matematikai leírása annak a valószínűségnek, hogy a részecske egy bizonyos helyen található vagy milyen mozgásállapotban van. Ezen értelmezés szerint maga a mérés hozza létre a valószínűségek halmazát, amely befolyásolja (“tönkreteszi”) magát a mért értéket. A mérés befolyásolja a mért értéket. Ezt a matematikai ábrázolást nevezik hullámfüggvény összeomlásnak (wavefunction collapse).

A 20. század elején – a mikrovilágban - végzett fizikai kísérletek vezettek a jelenség felfedezéséhez, amelyet nem lehetett megjósolni a klasszikus fizika alapján. Új modellek, teóriák keletkeztek, amelyek leírták, megjósolták igen pontosan ezeket a mikrovilágbeli történéseket. A mikrovilágbeli történések leírását nem lehetett könnyen összeegyeztetni a makrovilágbeli történésekkel. Ezek a jóslatok gyakran ellentétesek voltak a megfigyelők ösztönös megérzésével és zavart keltett a megfigyelőknél. A koppenhágai értelmezés egyfajta kísérlet arra, hogy megmagyarázza a kísérleteket és azok matematikai leírását.

Niels Bohr és Werner Heisenberg 1927 körüli koppenhágai együttműködésének eredményeként keletkeztek olyan kísérletek, elméletek és matematikai formulák, amelyek megalapozták a kvantummechanikát. Planck, Einstein és Bohr korai munkáiban feltételezték, hogy az energia diszkrét mennyiségekben terjed, azért, hogy elkerüljék a klasszikus fizikával való ütközést. Bohr és Heisenberg megalkották az energiaszemlélet új világát, amely sem a klasszikus fizika részecske felfogásával, sem a klasszikus fizika hullámelméletével nem egyezik. Az elemi részecskék így már megjósolható tulajdonságokat mutattak több kísérlet során. Másrészt bizonyos körülmények között igen bizonytalanná váltak, például ha valaki megkísérelt egy egyedi röppályát meghatározni egyszerű fizikai apparátussal.

Az új elméleteket laboratóriumi kísérletek inspirálták és figyelembe vették az anyag mind részecske mind hullám természetét. Az egyik – Heisenbergtől származó – következtetés szerint egy részecske helyzetét az határozza meg, hogy milyen pontosan ismerjük impulzusmomentumát (perdületét) és vice-versa. Néhány fizikus arra a következtetése jutott, hogy egy mikroszkopikus emberi megfigyelés megváltoztatja magát a valós eseményt.

A koppenhágai interpretáció megpróbált választ adni arra a kérdésre: „mit jelentenek valójában ezek az elképesztő új kísérleti eredmények?”

A koppenhágai interpretációnak nincs definitív meghatározása, mivel több tudós és filozófus által kidolgozott értelmezést takar, amelyek a 20. század második negyedében keletkeztek. Ezért több elmélet is létezik, amelyeket a „Koppenhágai értelmezés”-nek hívnak. Asher Peres jegyezte meg, hogy számos, néha egymással ellentétes szemléletet publikáltak „Koppenhágai értelmezés” néven, különböző szerzőktől.

Idevonatkozó elvek

1. Egy rendszer teljesen leírható ψ hullámfüggvénnyel, amely a megfigyelő ismeretét tartalmazza a rendszerről. (Heisenberg)
2. A leírás természetszerűleg valószínűség alapú. Egy esemény valószínűsége a hozzája kapcsolódó hullámfüggvény amplitúdójának négyzetével arányos. (Born szabály)
3. A Heisenberg-féle határozatlansági elv (nálunk relációként ismert) azt állítja, hogy egy adott időben nem lehetséges egy részecske összes tulajdonságainak az értékét pontosan meghatározni, ezeket csak valószínűségekkel lehet kezelni.
4. Komplementer elv: a hullám-részecske viszonyra utal, mely szerint a hullám-részecske dualitás miatt egy kísérlet vagy részecske vagy hullámszerű viselkedés szerint írható le, de a kettő egyszerre nem alkalmazható. (Niels Bohr)
5. A mérőeszközök mindig klasszikus eszközök és klasszikus tulajdonságokat mérnek, mint például a helyzetet vagy impulzust.
6. A megfelelési elv Bohr és Heisenberg-től származik: nagy rendszerek kvantummechanikai leírása közel azonos azok klasszikus leírásával.

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Copenhagen interpretation című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

• Marx György: Kvantummechanika, Műszaki Kiadó, 1957
• Nagy Károly: Kvantummechanika, Tankönyvkiadó, Budapest 1981
• Neumann János: A kvantummechanika matematikai alapjai, Akadémia Kiadó, Budapest 1980
• Sailer Kornél: Bevezetés a kvantummechanikába (egyetemi jegyzet)
• Landau-Lifsic: Elméleti fizika III, Kvantummechanika, Tankönyvkiadó, Budapest, 1978, ISBN 963-17-3259-2
• Landau-Lifsic: Elméleti fizika IV, Relativisztikus kvantumelmélet, Tankönyvkiadó, Budapest, 1979, ISBN 963-17-3794-2
• Geszti Tamás: Kvantummechanika, Typotex Kiadó, 2007.