"История зарождения современной квантовой физики была чрезвычайно драматичной. Экспериментальные парадоксы оказались настолько сложными, что любые попытки их физического решения казались безнадежным делом, и выход был найден в пересмотре основных представлений физики в целом. То, что было принесено в жертву, раньше считалось наиболее ценным и неизменным принципом - вера в то, что физика позволяет с определенной степенью приближения описать объективную реальность, которое не зависит от наблюдателя. Это представление - религиозный нерв точной науки. Истинные приверженцы просто теряют всякий интерес к науке без этой веры. Однако этот основной миф, который порождает особое вдохновение для научной деятельности, был отброшен группой молодых физиков, которые собрались вокруг гениального физика Нильса Бора (который жил в Копенгагене), как апостолы новой религии вокруг знаменитого гуру. Эта религия известна как копенгагенская интерпретация квантовой механики"Лев Регельсон
"Даже для больших парней Нильс Бор был чем-то вроде Господа" Ричард Фейнман
Копенгагенская интерпретация была первой общей попыткой понять существо мира атомов, описываемое квантовой механикой. Отцом-основателем данной парадигмы стал гениальный датский физик Нильс Бор, также и Вернер Гейзенберг , Макс Борн и другие физики, которые внесли важный вклад в общее понимание законов атомного мира.
Общими усилиями они разработали новую аксиоматическую базу физики. Интеллектуальная структура, которую они назвали «вектором состояния», стала ядром новой парадигмы. На смену этой структуре пришло понятие физической реальности. В связи с этим были пересмотрены самоочевидные представления о цели и даже об объекте науки. Первая парадигма была названа «наивным реализмом» или пристрастием к «визуальной картине мира».
Новая парадигма физики, которая вскоре достигла полного господства, встретила активное неприятие со стороны тех, кто заложил теоретические основы квантовой физики. Казалось просто абсурдным подозревать таких первопроходцев, как Макс Планк, Альберт Эйнштейн и Эрвин Шрёдингер в негибкости, консерватизме и предвзятости мысли. Однако именно таков был приговор, вынесенный одним из победителей, представителем «копенгагенской» школы Вольфгангом Паули:
«То, что снится этим господам, - это не только неправильные мечты - но и уродливые мечты. Я убежден, что развитие физики в ближайшие столетия пойдет не по тому пути, по которому они хотят повернуть его вспять »
Выдающаяся фигура физики 20 века - Альберт Эйнштейн никогда не принимал копенгагенскую интерпретацию, как известно, вопреки ее вероятностным последствиям, заявлял, что «Бог не играет в кости». В 1927 году на Пятом Сольвеевском конгрессе Эйнштейн решительно выступил против «копенгагенской интерпретации» Макса Борна и Нильса Бора, трактующей математическую модель квантовой механики как существенно вероятностную. Он заявил, что сторонники этой интерпретации «из нужды делают добродетель», а вероятностный характер свидетельствует лишь о том, что наше знание физической сущности микропроцессов неполно. Так зародился спор Бора — Эйнштейна о физическом смысле волновой функции.
Выдающийся физик-теоретик, создатель волнового уравнения квантовой механики Эрвин Шредингер, в свою очередь, написал, что концепция, отвергающая понятие реальности, независимой от наблюдателя, лишает науку ее эвристической силы. Поэтому наука была предопределена словами Шредингера к некой «интеллектуальной глаукоме». Обычная неспособность теоретической мысли справиться с лавиной экспериментальных фактов в значительной степени подтверждает этот диагноз.
Макс Борн провел параллель, когда сказал:
«Нашу полемику нельзя назвать чисто научной дискуссией. Скорее, она напоминала религиозные споры времен Реформации. Поэтому надежд на примирение очень мало»
«Сильная горстка» героически сопротивлялась, но потерпела сокрушительное поражение. Концепции новой школы на всю историческую эпоху стали своеобразным «символом веры», обязательным условием принадлежности к «настоящей» науке. Любая попытка подвергнуть это сомнению немедленно выводит автора за пределы научного сообщества.
В рамках копенгагенской интерпретации основным отличием микромира от привычного нам макромира провозглашалась вероятностная природа происходящих там процессов. Материя демонстрирует корпускулярно-волновой дуализм. Основным объектом описания системы является волновая функция, которая характеризует амплитуду вероятности обнаружить систему в том или ином состоянии в данной конкретной точке. Со временем волновая функция эволюционирует, и эта эволюция описывается так называемым уравнением Шредингера. По сути состояния системы оказываются «размазаны» по времени и пространству. Традиционно это интерпретируется как нахождение квантовой системы в нескольких состояниях одновременно.
В случае измерения происходит коллапс волновой функции к одному из классических состояний. Это связано с тем, что все измерительные приборы и все измерения в физике считаются классическими. По этой причине, помимо прочего, невозможно получить всю возможную информацию о системе. Иллюстрацией последнего положения является знаменитый принцип неопределенности Гейзенберга, утверждающий, что произведение неопределенностей при измерении импульса и координаты какой-нибудь механической системы всегда больше некоторого ненулевого значения.
Таинственно коллапсирующие волны
"Важной составляющей копенгагенской интерпретации является коллапс волновой функции. Перед тем как наблюдается квантовая система, ее характеристики, к примеру, положения и импульсы ее частей, имеют целый диапазон значений, которые они с различной вероятностью могут принимать. Но после того как наблюдение системы было заверешено, волновая функция, описываемая уравнением Шредингера, уменьшается до одного значения, того. которое было получено при измерениях. Некоторых физиков смущает неспособность объяснить, каким образом это происходит. но многие другие просто приняли. что это и есть эффентивное описание наблюдаемого явления." Брайан Клегг
Несмотря на то что копенгагенская интерпретация удовлетворяет многих физиков, которым вполне достаточно продолжать свои вычисления и не волноваться о внутренних механизмах квантового мира, другие же считают, что должно существовать что-то еще помимо вовлеченной вероятности.
«Совершенно очевидно, что современная квантовая физика не только не использует, но даже не осмеливается упоминать понятие« реальная физическая ситуация ». Защитники теории говорят, что это понятие философски наивно, и это возврат к устаревшим методам мышления; осознание этого факта якобы является новым глубоким знанием о природе науки. Я говорю, что эта теория демонстрирует полную иррациональность, что где-то в этой теории теряется различие между реальностью и нашим знанием об этом реальность. Результат больше похож на средневековую черную магию, чем на науку. Я надеялся, что квантовая оптика с ее огромными новыми технологическими возможностями сможет дать экспериментальный ключ к разрешению этих противоречий», Джейнс - специалист по квантовой оптике
Физики-экспериментаторы все больше ощущают недостаток аксиоматической базы, лишающей их реалистичного визуального представления физической реальности, с которой они имеют дело каждый день в своих лабораториях. Но также ученые с теоретическим складом ума все меньше и меньше удовлетворяются фундаментальными физическими воззрениями, которые формально последовательны, но имеют глубокие противоречия на интуитивном уровне.
"Менталитет квантовой физики до сих пор держался в границах чистого позитивизма, согласно которому в мире нет ничего, кроме систематически организованной регистрации экспериментальных данных. Вопрос о том, что существует за пределами или на основании этих наблюдений, был признан незаконным и некорректным", Лев Регельсон, физик и священник
Спасибо за внимание!