Концептуальные основания копенгагенской интерпретации квантовой механики.

Это наиболее известная, или, как говорят, ортодоксальная трактовка квантовой механики, которой придерживается большинство физиков. Сформулирована Н. Бором и после пятого Сольвеевского конгресса (1927) стала общепринятой и остается таковой вплоть до сегодняшнего дня.
Была развита в работах В. Гейзенберга, М. Борн, В. Паули, А. М. Дирака, К. фон Вайцзеккера, В. А. Фокка. Уточнялась учениками Бора.
Существует несколько вариантов копенгагенской интерпретации, отличающихся трактовкой некоторых положений (интерпретация Гейзенберга- Фока, Уилера, фон Неймана, Пригожина (да да того самого) и др.).

Согласно копенгагенской трактовке, состояние микрообъекта задается некоторой комплексной функцией Пси координат и времени (волновая функция). Основное уравнение квантовой механики — уравнение Шрёдингера.

Сама волновая функция, фигурирующая в уравнение Шрёдингера, не имеет физического смысла, а квадрат модуля её интерпретируется, как плотность вероятности обнаружить микрообъект в данном месте пространства в данный момент времени. Фаза волновой функции не интерпретируется вообще.

Ранний Бор считал, что статистика возникает из-за неконтролируемого воздействия прибора на объект. В дальнейшем было показано, что воздействие прибора тут ни причем, а статистика носит более принципиальный характер. При измерении происходит коллапс (редукция) волновой функции (термин введен фон Нейманом и Дираком в 1932 г.) : волновая функция мгновенно образуется в нуль всюду, кроме того места, где обнаружена частица.

Таким образом, в копенгагенской интерпретации система перестает быть смешанным состоянием и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение. Измерение рассматривается, как взаимодействие макроскопического (классического, прибора и наблюдателя с микрообъектом. Реальными признаются только результаты измерений: спрашивать о сущности явления до измерения запрещается.

Например, не имеет смыла вопрос, что представляет собой электрон до наблюдения его в эксперименте. Квантово-механичекие предсказания относятся только к результатам наблюдения. Реальность окружающего мира не отрицается, но указывается на принципиальную ограниченность анализа взаимодействия между микрообъектом и прибором ( „феноменологическая реальность"). Объяснение квантово-механического явления состоит не в раскрытии его „механизма", а в построении непротиворечивой теории.

В копенгагенской интерпретации можно отметить два принципиально важных положения: не существует никакой реальности вне наблюдения; реальность „создается" наблюдателем.

Копенгагенская интерпретация предполагает для объяснения квантовых явлений наличие классических объектов (прибора, наблюдателя) и рассматривает редукцию волновой функции, как результат взаимодействия квантовой системы с классической. А так как любой классический объект на микроскопическом уровне квантовый, то возникает замкнутый круг. Если же признать, что все объекты квантовые, то понятие измерения теряет обычный смыл и заменяется понятием квантовой корреляции.

Основные постулаты квантовой тории:

1. Состоянию квантовой системы ставится в соответствие нормированный вектор гильбертова пространства.
2. Наблюдаемой физической величине ставится в соответствие линейный эрмитов оператор, действующий в гильбертовом пространстве.
3. Наблюдаемое может принимать только значения, принадлежащие спектру её оператора, и эти значения будут вероятностными.

Принципы квантовой механики ( по В Д. Эрексеву):

1. Принцип неопределенности.
2. Принцип дополнительности.
   Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих ( „дополнительных") набора классических понятий, совокупность которых дает исчерпывающую информацию об этих явлениях, как о целостных. Так, описания любого физического объекта, как частицы и так волны дополняют друг друга, одно без другого лишено смысла. Корпускулярный и волновой аспекты описания обязательно должны входить в описание физической реальности.
3. Принцип соответствия
   Поведение квантово-механической системы стремится к классическому описанию в пределе больших квантовых чисел.
4. Принцип контекстуальности
   Измерения квантовых наблюдаемых нельзя рассматривать просто как выявляющие ранее существование значения.
5. Принцип суперпозиции
   Рассмотрим квантовую систему с N степенями свободы. Пусть проводится эксперимент, у которого может быть N различных исходов, каждый из которых соответствует некоторый волновой функции |К> (к= 1, ..., N). Различность исходов означает, что при исходе "|n>" вероятность исхода "|m>" равна нулю: P_m = |<m|n>|^2 = 0. Тогда описывающая чистое состояние этой системы волновая функция Пси есть разложение по этим функциям |k>.
6. Принцип тождественности
   Две одинаковые микрочастицы (нагример, электроны) неразличимы.