Bohrin ja Einsteinin keskustelu

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. maaliskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Bohr-Einstein -keskustelu on sarja Albert Einsteinin ja Niels Bohrin välisiä julkisia keskusteluja kvanttimekaniikasta , mikä on tärkeä vaihe tiedefilosofian kehityksessä . Keskustelun tulokset tiivisti Bohr katsausartikkeliin, jonka otsikko on "Keskustelut Einsteinin kanssa atomifysiikan tietoteorian ongelmista" [1] . Huolimatta mielipide-eroistaan kvanttimekaniikasta, Bohr ja Einstein nauttivat molemminpuolisesta ihailusta päiviensä loppuun asti [2] [3] [4] .

Ennen kvanttimekaniikan löytämistä

Einstein oli ensimmäinen fyysikko, joka sanoi, että Planckin valosäteilyn osien löytäminen ( Planckin vakio) vaati fysiikan lakien tarkistamista . Kehittäessään näkökulmaansa hän ehdotti vuonna 1905, että valolla on toisinaan hiukkasen ominaisuuksia, joita hän kutsui valokvantiksi (ks. fotoni ), ja vuonna 1909 hän korosti ensimmäisenä aaltoperiaatteen soveltamisen tärkeyttä. hiukkasten kaksinaisuus uusien fysikaalisten teorioiden kehittämisessä [5] . Bohr oli yksi aktiivisimmista fotoni-idean vastustajista ja hyväksyi sen vasta vuonna 1925.

Vuonna 1913 luotiin Bohrin vetyatomimalli , joka käytti kvanttien käsitettä atomispektrien selittämiseen. Einstein oli aluksi skeptinen, mutta kehui sitä sitten suuresti.

Kvanttimekaniikan syntyminen

Kvanttimekaniikan luominen 1920-luvun puolivälissä tapahtui sekä Einsteinin [6] että Bohrin ja heidän edeltäjiensä johdolla, ja siihen liittyi keskusteluja sen peruskäsitteiden fyysisestä merkityksestä. Einsteinin kiista kvanttimekaniikan tekijöiden kanssa alkoi vuonna 1925, kun Werner Heisenberg esitteli matriisiyhtälöt, jotka muuttivat Newtonin ajatuksia tilasta ja ajasta mikrokosmoksen prosesseille, ja jatkui vuonna 1926, kun Max Born ehdotti, että kvanttimekaniikan lait toimivat todennäköisyyksien kanssa. tapahtumista.

Einstein hylkäsi tämän tulkinnan. Vuonna 1926 Max Bornille lähettämässään kirjeessä Einstein kirjoitti: "Olen joka tapauksessa vakuuttunut siitä, että hän [Jumala] ei heitä noppaa."

Viidennessä Solvay-konferenssissa, joka pidettiin lokakuussa 1927, alkoi keskustelu toisaalta Einsteinin ja toisaalta Heisenbergin ja Bornin välillä kvanttimekaniikan perusteista [4] .

Keskustelu kvanttimekaniikasta: ensimmäinen vaihe

Einsteinin asema on kehittynyt merkittävästi vuosien saatossa. Ensimmäisessä vaiheessa Einstein kieltäytyi hyväksymästä kvantti- indeterminismia ja yritti osoittaa, että epävarmuusperiaatetta voitaisiin loukata ehdottamalla nerokasta " ajatuskoetta ", jonka pitäisi mahdollistaa yhteensopimattomien muuttujien, kuten paikan ja nopeuden, samanaikainen tarkka mittaus tai käyttämällä molempia aaltoja. ja yhden ja saman saman prosessin hiukkasnäkökohdat.

Einsteinin argumentit

Einstein ehdotti ajatuskoetta, jossa käytetään energian ja liikemäärän säilymisen lakeja saadakseen tietoa hiukkasen tilasta häiriöprosessissa , jota ei epävarmuus- tai täydentävyysperiaatteen mukaan pitäisi olla saatavilla.

Kuvio A esittää kokeellisen järjestelyn: "X"-akselia vastaan kohtisuorassa oleva valonsäde etenee "z"-suunnassa ja kohtaa ruudun S1 kapealla ( säteen aallonpituuteen nähden) raolla. Raon läpi kulkemisen jälkeen aaltofunktio taittuu kulmikkaalla aukolla, mikä saa sen törmäämään toisen suojuksen S2 kanssa, jossa on kaksi rakoa. Aaltojen peräkkäinen eteneminen johtaa interferenssikuvion muodostumiseen lopullisella näytöllä "F".

Prosessi, jossa valo kulkee toisen näytön S2 kahden raon läpi, on olennaisesti aaltoprosessi. Se edustaa häiriötä kahden tilan välillä, joissa hiukkanen on paikantunut toiseen kahdesta raosta. Tämä tarkoittaa, että hiukkanen "etenee" ensisijaisesti konstruktiivisen häiriön vyöhykkeille, eikä se voi päätyä tuhoavien häiriöalueiden (joissa aaltofunktio nollataan) pisteisiin. On myös tärkeää huomata, että mikä tahansa koe, joka on suunniteltu todistamaan prosessin " hiukkas "-näkökohta sen kulkiessa seulan S2 läpi ( mikä tässä tapauksessa tarkoittaa sen määrittämistä, minkä raon läpi hiukkanen kulki), tuhoaa väistämättä aaltonäkökohdat, mikä tarkoittaa interferenssikuvion katoaminen ja kahden keskittyneen diffraktiopisteen ilmaantuminen, mikä vahvistaa tietomme hiukkasten liikeradalta.

Tässä vaiheessa Einstein tarkastelee jälleen ensimmäistä seulaa ja toteaa seuraavaa: koska vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten nopeudet ovat (käytännöllisesti katsoen) kohtisuorassa seulaan S 1 nähden , ja koska vain vuorovaikutus tämän seulan kanssa voi aiheuttaa poikkeaman alkuperäisestä etenemissuunnasta, liikemäärän säilymislaki , joka tarkoittaa, että kahden vuorovaikutuksessa olevan järjestelmän momenttien summa säilyy, jos osuva hiukkanen taivutetaan sivulle ylhäältä, näyttö rullaa takaisin alaspäin ja päinvastoin. Todellisissa olosuhteissa näytön massa on niin suuri, että se pysyy liikkumattomana, mutta periaatteessa sen äärettömän pienikin tuotto voidaan mitata. Jos kuvittelemme mittaavan seulan liikemäärää "X"-suunnassa jokaisen yksittäisen hiukkasen ohituksen jälkeen, voimme tietää siitä tosiasiasta, että seula rullaa takaisin ylöspäin (alhaaseen), oliko kyseinen hiukkanen kaareva kohti alhaalta tai ylhäältä, ja näin ollen, minkä raon kautta S2 : ssa partikkeli kulki. Mutta koska näytön rekyylin suunnan määrittäminen hiukkasen ohituksen jälkeen ei voi vaikuttaa prosessin peräkkäiseen kehitykseen, meillä on silti kuva häiriön häviämisestä näytöllä "F". Häiriön katoaminen tapahtuu juuri siksi, että järjestelmän tila on kahden tilan " superpositio ", joiden aaltofunktiot ovat nollasta poikkeavat vain lähellä toista kahdesta raosta. Toisaalta, jos jokainen hiukkanen kulkee vain raon "in" tai raon "c" läpi, niin järjestelmän joukko on tilastollinen sekoitus kahdesta tilasta, mikä tarkoittaa, että häiriöt ovat mahdottomia. Jos Einstein on oikeassa, epävarmuusperiaatetta rikotaan.

Bohrin vastaus

Bohrin vastaus oli havainnollistaa Einsteinin ajatusta selvemmin käyttämällä mittauslaitetta näytön liukuessa ylös ja alas kuvassa C. Bohr huomauttaa, että erittäin tarkka tieto näytön kaikista (mahdollisista) pystysuuntaisista liikkeistä on olennainen lähtökohta Einsteinin väitteessä. Todellakin, jos sen nopeutta "x"-suunnassa "ennen" hiukkasen läpikulkua ei tunneta huomattavasti suuremmalla tarkkuudella kuin rekyylistä johtuva (eli jos se jo liikkuisi pystysuunnassa tuntemattomalla ja sitä suuremmalla nopeudella jonka se vastaanottaa johtuen kosketuksesta hiukkasen kanssa), silloin sen liikkeen määrittäminen hiukkasen läpikulun jälkeen ei antaisi etsimäämme tietoa. Kuitenkin Bohr jatkaa, äärimmäisen tarkka näytön nopeuden määritys epävarmuusperiaatetta sovellettaessa merkitsee sen sijainnin väistämätöntä epätarkkuutta "X"-suunnassa. Siten jo ennen prosessin alkamista näyttö olisi miehittänyt määrittelemättömän sijainnin, ainakin jossain määrin (joka määräytyy kvanttimekaniikan paikan ja liikemäärän välisen epävarmuussuhteen perusteella). Tarkastellaan nyt esimerkiksi kuvan A pistettä "d", jossa häiriö on tuhoisa. Mikä tahansa muutos ensimmäisessä näytössä tekisi kahden polun, "abd" ja "acd" pituuksista erilaisia kuin kuvassa. Jos näiden kahden polun välinen ero muuttuu puolen aallonpituuden verran, pisteessä "d" esiintyy pikemminkin rakentavaa kuin tuhoavaa häiriötä. Ihanteellisen kokeen pitäisi keskiarvottaa kaikki mahdolliset ruudun Si paikat , ja jokaiselle asemalle tulee jollekin kiinteälle pisteelle "F" vastata erityyppistä häiriötä täysin tuhoavasta täysin rakentavaan. Tämän keskiarvon laskemisen vaikutus on, että "F"-näytön häiriökuvio on tasaisen harmaa. Jälleen kerran, yrityksemme todistaa korpuskulaarisia aspekteja S 2 : ssa tuhosi häiriön mahdollisuuden "F:ssä", joka on kriittisesti riippuvainen aaltonäkökohdista.

Kuten Bohr myönsi, tämän ilmiön ymmärtämisen kannalta ratkaisevaa on, että tällaisissa kokeissa kappaleet, jotka osallistuvat liikemäärän ja energian vaihtoon hiukkasten kanssa, ovat osa järjestelmää, johon kvanttimekaniikan muodollisen laitteen täytyy soveltaa. Mitä tulee tämän muodollisen laitteiston yksiselitteisen soveltamisen edellyttämien edellytysten määrittelyyn, tässä on tärkeää, että nämä ehdot ovat koko laitteiston luonteenomaisia. Itse asiassa jonkin uuden laitteen osan, esimerkiksi hiukkasen reitille asetetun peilin, lisääminen aiheuttaisi uusia interferenssiilmiöitä, jotka voivat merkittävästi vaikuttaa mahdollisten tulosten ennusteisiin, jotka lopulta rekisteröidään” [1] . Bohr yrittää edelleen ratkaista tämän epäselvyyden siitä, mitä järjestelmän osia on pidettävä makroskooppisina ja mitkä eivät: [1] "Erityisesti pitäisi olla hyvin selvää, että… spatiotemporaalisten käsitteiden yksiselitteinen käyttö atomiilmiöiden kuvauksessa tarkoittaa tallennushavaintoja, jotka viittaavat kuviin valokuvausobjektiivilla tai vastaaviin käytännössä peruuttamattomiin vahvistusvaikutuksiin, kuten vesipisaran muodostumiseen ionin ympärille pimeässä huoneessa."

Bohrin väite siitä, että Einsteinin ehdottamaa laitteistoa ei voida käyttää epävarmuusperiaatteen rikkomiseen, seuraa ratkaisevasti siitä tosiasiasta, että makroskooppinen järjestelmä (näyttö S 1 ) noudattaa kvanttilakeja. Toisaalta Bohr uskoi johdonmukaisesti, että todellisuuden mikroskooppisten näkökohtien visuaaliseen kuvaamiseen on tarpeen käyttää vahvistusprosessia, johon liittyy makroskooppisia instrumentteja, joiden pääominaisuus on, että ne noudattavat klassisia lakeja ja voidaan kuvata klassisilla termeillä. Tätä epäselvyyttä kutsutaan nykyään kvanttimekaniikan mittausongelmaksi .

Ajan ja energian epävarmuusperiaate

Monissa oppikirjan esimerkeissä ja suosituissa kvanttimekaniikan keskusteluissa epävarmuusperiaatetta selitetään viittaamalla muutamaan muuttujaan: sijaintiin ja nopeus (tai liikemäärä). On tärkeää huomata, että fysikaalisten prosessien aaltollinen luonne edellyttää, että on olemassa toinen epävarmuussuhde: ajan ja energian välillä. Tämän suhteen ymmärtämiseksi on kätevää kääntyä kokeen puoleen, joka tutkii avaruudessa rajoitetun aallon etenemistä. Oletetaan, että säde, joka on pitkittäissuunnassa erittäin pitkänomainen, etenee kohti suojusta, jossa on sulkimella varustettu rako ja joka pysyy auki vain hyvin lyhyen ajan . Raon ulkopuolella havaitaan aalto, joka miehittää rajoitetun alueen, joka etenee edelleen oikealle. $\Delta t$

Ihanteellisella monokromaattisella aallolla (esimerkiksi nuotilla, jota ei voida jakaa harmonisiin) on ääretön avaruudellinen laajuus. Jotta saadaan avaruudessa rajoitettu aalto (jota käytännössä kutsutaan aaltopaketiksi ), on useita eri taajuisia aaltoja asetettava päällekkäin ja jaettava jatkuvasti tietyllä taajuusvälillä keskiarvon ympärille, esimerkiksi . Seurauksena on, että jokaisella ajanhetkellä on spatiaalinen alue (joka liikkuu ajassa), jossa eri kenttien panokset summautuvat. Kuitenkin tarkan matemaattisen lauseen mukaan siirtyessämme pois tältä alueelta eri kenttien vaiheet s eroavat yhä enemmän ja esiintyy tuhoavia häiriöitä. Siksi alue, jolla aallolla on nollasta poikkeava amplitudi, on avaruudellisesti rajoitettu. Tämä voidaan helposti osoittaa sillä, että jos aallon avaruudelliset mitat ovat yhtä suuria kuin (mikä esimerkissämme tarkoittaa, että portti pysyi auki ajan , missä v on aallon nopeus), niin aalto sisältää (tai on superpositio) of) eri monokromaattisia aaltoja, joiden taajuudet vievät aikavälin , joka tyydyttää suhteen: $\nu _{0}$ $\Delta x$ $\Delta t=\Delta x/v$ $\Delta \nu$

\Delta \nu \geq {\frac {1}{\Delta t)).

Pitäen mielessä, että Planckin universaalissa suhteessa taajuus ja energia ovat verrannollisia:

E=h\nu \,

edellisestä epäyhtälöstä seuraa välittömästi, että aaltoon liittyvällä hiukkasella on oltava energia, joka ei ole täysin määrätty (koska superpositioon osallistuu eri taajuuksia) ja siksi energiassa on epävarmuus:

\Delta E=h\,\Delta \nu \geq {\frac {h}{\Delta t)).

Tästä seuraa heti, että:

\Delta E\,\Delta t\geq h

se on ajan ja energian välinen epävarmuussuhde.

Einsteinin toinen vastalause

Kuudennessa Solvayn kongressissa vuonna 1930 äskettäin löydetty epävarmuussuhde oli Einsteinin kritiikin kohteena. Hän esitti ajatuskokeilun tämän suhteen kumoamiseksi.

Einstein harkitsee laatikkoa (kutsutaan " Einsteinin laatikoksi ", katso kuva D), joka sisältää sähkömagneettista säteilyä ja kelloa, joka ohjaa laatikon seinään tehdyn reiän sulkevan sulkimen avaamista. Suljin avaa reiän mielivaltaisesti valittavaksi ajaksi. Avaamisen aikana on oletettava, että reiän läpi poistuu fotoni laatikon sisällä olevista. Siten rajoitettu spatiaalinen laajenemisaalto luotiin edellä olevan selityksen mukaisesti. Ajan ja energian välisen epävarmuussuhteen haastamiseksi on tarpeen löytää tapa määrittää riittävällä tarkkuudella fotonin mukanaan tuoma energia. Tässä vaiheessa Einstein viittaa kuuluisaan massan ja energian väliseen suhteeseensa erityisessä suhteellisuusteoriassa : . Tästä seuraa, että esineen massan tietäminen antaa tarkan kuvan sen energiasta. Väite on siis hyvin yksinkertainen: jos punnitat laatikon ennen ja jälkeen sulkimen avautumisen ja jos laatikosta karkaa tietty määrä energiaa, laatikko tulee kevyemmäksi. Massan muutos kerrottuna : lla antaa tarkan tiedon säteilevästä energiasta. $\Delta t$ $E=mc^{2}$ ${\displaystyle c^{2))$

Lisäksi kello näyttää tarkan ajan, jolloin hiukkaspäästötapahtuma tapahtui. Koska laatikon massa voidaan periaatteessa määrittää mielivaltaisella tarkkuudella, voidaan säteilevä energia määrittää millä tahansa halutulla tarkkuudella. Siten tulos voidaan saada vähemmän kuin epävarmuusperiaatteen sallii. $\Delta E$ $\Delta E\Delta t$

Einsteinin nokkela idea hämmensi Bohria alun perin. Tässä ovat kongressiin osallistuneen tiedemiehen , Leon Rosenfeld , muistelmat, joka kuvaili tätä tapahtumaa muutama vuosi myöhemmin: [3]

"Bohrille tämä oli todellinen isku... hän ei voinut heti antaa selitystä. Koko illan hän kärsi suuresti, kulki yhdestä toiseen ja yritti vakuuttaa kaikille, että näin ei ollut, että jos Einstein oli oikeassa, fysiikka oli ohi; mutta en löytänyt vastalausetta. En koskaan unohda, kuinka vastustajat jättivät yliopistokerhon: hitaasti kävelevän pitkän, majesteettisen Einsteinin vieressä, jonka huulilla hieman ironinen hymy soi, hirveän innostunut Bohr jauhasi... Seuraavana aamuna iski Bohrin voiton hetki.

Boran voitto

Bohrin "voitto" oli se, että hän analysoi mittausprosessia syvällisesti kvanttifysiikan näkökulmasta ja osoitti, että energian ja ajan välinen epävarmuussuhde pysyy voimassa. Samalla hän vetosi nimenomaan yhteen Einsteinin suurista ajatuksista: gravitaatiomassan ja inertiamassan ekvivalenssiperiaatteesta sekä erityissuhteellisuusteorian aikalaajennuksesta ja niiden seurauksesta - painovoiman punasiirtymästä . Bohr osoitti, että Einsteinin kokeen suorittamiseksi laatikko oli ripustettava jouseen gravitaatiokentässä. Laatikon painon mittaamiseksi vaa'an osoitin, joka osoittaa mittavaa'an, on kiinnitettävä rasiaan. Kun fotoni on poistunut, laatikon alla olevaan painoon on lisättävä sen massaa vastaava paino nuolen alkuperäisen sijainnin palauttamiseksi ja näin voitaisiin määrittää fotonin poistuessa menetetty energia. Laatikko on gravitaatiokentässä vapaan pudotuksen kiihtyvyydellä ja painovoiman punasiirtymä vaikuttaa kellon nopeuteen, mikä johtaa epävarmuuteen kellon lukemissa mittauksen aikana . $m$ $E=mc^{2}$ $g$ $\Delta t$ $T$

Bohr antoi seuraavan laskelman päätyen lopulta energian ja ajan epävarmuussuhteeseen [7] . Merkitsemme massan epävarmuutta muodossa . Merkitään virhe asteikon nuolen sijainnin mittauksessa . Kuorman lisääminen gravitaatiokenttään antaa liikemäärän , jonka voimme mitata tarkkuudella , missä . Ilmeisesti ja siten . Punasiirtymäkaavan mukaan (joka seuraa ekvivalenssi- ja aikadilataatioperiaatteesta) ajan epävarmuus on ja , joten . Siksi olemme tulleet energian ja ajan väliseen epävarmuussuhteeseen . $\Delta E \Delta t \geqslant \frac{\hbar}{2}$ $m$ $\Delta m$ $\Delta q$ $m$ $s$ $\Delta p$ $\Delta p\Delta q\geqslant {\frac {\hbar }{2))$ $\Delta p<tg\Delta m$ $tg\Delta m\Delta q\geqslant {\frac {\hbar }{2))$ $t$ ${\displaystyle \Delta t=t{\frac {g\Delta q}{c^{2))))$ $\Delta E=c^{2}\Delta m$ $\Delta E\Delta t=c^{2}\Delta m\Delta t\geqslant {\frac {\hbar }{2))$ $\Delta E \Delta t \geqslant \frac{\hbar}{2}$

Kvanttimekaniikan epätäydellisyys

Einsteinin "keskustelun" toiselle vaiheelle Bohrin ja ortodoksisen tulkinnan kanssa on tunnusomaista sen tosiasian hyväksyminen, että käytännössä ei ole mahdollista määrittää samanaikaisesti joidenkin yhteensopimattomien suureiden arvoja, mutta siitä kieltäytyminen tarkoittaa, että nämä suureet eivät todella tarkat arvot. Einstein torjuu Bornin probabilistisen tulkinnan ja väittää, että kvanttitodennäköisyydet ovat epistemologiaa , eivät luonteeltaan ontologiaa . Siksi kvanttiteoria on jossain mielessä epätäydellinen. Hän tunnustaa tämän teorian suuren arvon, mutta ehdottaa, että se "ei kerro koko tarinaa", ja vaikka se tarjoaa sopivan kuvauksen samalla tietyllä tasolla, se ei anna mitään tietoa perustavanlaatuisemmasta perustasosta:

"Kunnioitan eniten viimeisimmän sukupolven fyysikkojen tavoittelemia tavoitteita, jotka menevät kvanttimekaniikan nimellä, ja uskon, että tämä teoria edustaa tietysti syvää tasoa, mutta uskon myös, että lakien rajoittaminen luonteeltaan tilastollinen osoittautuu ohimeneväksi ... . Epäilemättä kvanttimekaniikka on tarttunut tärkeän palan totuuteen ja se tulee olemaan roolimalli kaikille tuleville perustavanlaatuisille teorioille, jotta se voitaisiin päätellä rajoittavana tapauksena sellaisista perusteista, aivan kuten sähköstaattinen johdetaan Maxwellin yhtälöistä .

Nämä Einsteinin ajatukset aloittivat tutkimuslinjan piilomuuttujien teoriasta , kuten Bohmin tulkinnasta , yrittääkseen saattaa päätökseen kvanttiteorian rakentamisen. Jos kvanttimekaniikka voidaan tehdä "täydelliseksi" einsteinilaisessa mielessä, sitä ei voida tehdä paikallisesti ; Bell osoitti tämän tosiasian Bellin epätasa-arvon muotoilulla vuonna 1964.

EPR paradoksi

Vuonna 1935 Einstein, Boris Podolsky ja Nathan Rosen julkaisivat artikkelin "Voidaanko fyysisen todellisuuden kvanttimekaanista kuvausta pitää täydellisenä?" [8] . Siinä he analysoivat järjestelmän käyttäytymistä, joka koostuu kahdesta osasta, jotka olivat vuorovaikutuksessa lyhyen ajan. Ennen kuin siirrytään tähän väitteeseen, on välttämätöntä muotoilla toinen hypoteesi, joka seuraa Einsteinin suhteellisuusteoriaa: paikallisuuden periaate . "Fyysisesti objektiivisesti havaittavan todellisuuden elementit eivät voi olla välittömiä kaukaa."

David Bohm ja Yakir Aharonov omaksuivat EPR-argumentin vuonna 1957 julkaistussa artikkelissa "Keskustelu Einstein-Rosen-Podolsky-paradoksin kokeellisesta todisteesta". Kirjoittajat muotoilivat väitteen uudelleen kahden hiukkasen sotkeutuneen tilan suhteen , joka voidaan tiivistää seuraavasti:

1) Tarkastellaan kahden fotonin järjestelmää, jotka hetkellä "t" sijaitsevat vastaavasti spatiaalisesti etäisillä alueilla A ja B, jotka ovat myös kietoutuvassa polarisaatiotilassa alla kuvatulla tavalla: $\left|\Psi \right\rangle$

\left|\Psi ,t\right\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2))}\left|1,V\right\rangle \left|2,V\right\rangle + {\frac {1}{\sqrt {2}}}\left|1,H\right\rangle \left|2,H\right\rangle .

2) hetkellä "t" alueen A fotonin pystypolarisaatio tarkistetaan. Oletetaan, että mittauksen tulos on, että fotoni kulkee suodattimen läpi. Aaltopaketin pienentämisen jälkeen , jonka seurauksena hetkellä "t" + "dt" järjestelmästä tulee:

\left|\Psi ,t+dt\right\rangle =\left|1,V\right\rangle \left|2,V\right\rangle .

3) tässä vaiheessa A:n tarkkailija, joka teki ensimmäisen mittauksen fotonilla "1" tekemättä mitään muuta, mikä saattaisi häiritä järjestelmää tai toista fotonia ("Oletus (R)", alla), se voidaan turvallisesti ennustaa että fotoni "2" läpäisee pystypolarisaatiotestin. Tästä seuraa, että fotonilla "2" on fyysisen todellisuuden elementti - vertikaalinen polarisaatio.

4) paikallisuusoletuksen mukaan ei voinut olla A:ssa suoritettu toiminta, joka loi tämän todellisuuselementin fotonille "2". Siksi meidän on pääteltävä, että fotonilla oli ominaisuus, että se pystyi läpäisemään pystypolarisaation testin "ennen" ja "huolimatta" fotonin "1" mittauksesta.

5) Ajanhetkellä "T" kohdassa "A" oleva havainnoija saattaa päättää testata polarisaatiota 45°:ssa tietyllä tuloksella, kuten että fotoni läpäisee testin. Tässä tapauksessa hän saattoi päätellä, että fotoni "2" osoittautui polarisoituneeksi 45 °:n kulmassa. Vaihtoehtoisesti, jos fotoni ei läpäissyt testausta, hän saattoi päätellä, että fotoni "2" oli 135° polarisoitunut. Yhdistämällä yksi näistä vaihtoehdoista kohdassa 4 tehtyyn johtopäätökseen, näyttää siltä, että fotonilla "2" ennen mittauksen suorittamista oli sekä ominaisuus, että se läpäisi pystysuuntaisen polarisaatiotestin luotettavasti ja ominaisuus, että se läpäisi polarisaatiotestin varmuudella joko 45° tai 135°. Formaalismin mukaan nämä ominaisuudet eivät ole yhteensopivia.

6) koska luonnolliset ja ilmeiset vaatimukset johtivat johtopäätökseen, että fotonilla "2" on samanaikaisesti yhteensopimattomia ominaisuuksia, tämä tarkoittaa, että vaikka näitä ominaisuuksia on mahdotonta määrittää samanaikaisesti ja mielivaltaisella tarkkuudella, ne silti objektiivisesti kuuluvat järjestelmään. Mutta kvanttimekaniikka kiistää tämän mahdollisuuden ja on siksi epätäydellinen teoria.

Bohrin vastaus

Bohrin vastaus tähän väitteeseen julkaistiin viisi kuukautta alkuperäisen EPR-julkaisun jälkeen samassa lehdessä ja täsmälleen samalla nimellä [8] kuin alkuperäinen:

"... edellä mainitun fyysisen todellisuuden kriteerin Einsteinin, Podolskyn ja Rosenin ehdottama muotoilu sisältää epäselvyyden ilmaisussa "ilman järjestelmän häiriöitä". Tietenkään juuri tarkasteltavan kaltaisessa tapauksessa ei ole kysymys siitä, että tutkittava järjestelmä olisi altistunut minkäänlaiselle mekaaniselle häiriölle mittausprosessin viimeisen kriittisen vaiheen aikana. Mutta jo tässä vaiheessa puhumme olennaisesti häiriöstä siinä mielessä, että vaikutetaan juuri niihin olosuhteisiin, jotka määräävät mahdolliset ennustetyypit järjestelmän tulevasta käyttäytymisestä. Koska nämä ehdot ovat olennainen elementti minkä tahansa ilmiön kuvauksessa, johon termiä "fyysinen todellisuus" voidaan soveltaa, näemme, että mainittujen kirjoittajien väitteet eivät oikeuta heidän päätelmäänsä siitä, että kvanttimekaaninen kuvaus on olennaisesti epätäydellinen. Päinvastoin, kuten aikaisemmista pohdinnoistamme seuraa, tätä kuvausta voidaan luonnehtia kaikkien mahdollisuuksien järkeväksi käyttämiseksi mittausten yksiselitteiseen tulkintaan, joka on yhteensopiva kvanttiilmiöille ominaisen kohteen ja mittauslaitteiden välisen rajallisen ja selittämättömän vuorovaikutuksen kanssa.

Keskustelun nykyinen vaihe

Viimeisessä aihetta käsittelevässä artikkelissaan Einstein selvensi kantaansa edelleen ja ilmaisi pelkonsa siitä, että kvanttifysiikka voisi toimia syynä kiistää objektiivisesti todellisen maailman olemassaolo [9] . Vaikka useimmat tutkijat uskovat, että Einstein oli väärässä, keskustelu jatkuu [10] .

Katso myös

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 Bohr N. Keskusteluja Einsteinin kanssa atomifysiikan tietoteorian ongelmista
↑ Migdal A. B. "Niels Bohr ja kvanttifysiikka" Arkistokopio 21. elokuuta 2019 Wayback Machinessa // UFN , 147, 303-342, (1985)
↑ 1 2 Jevgeni Berkovich. "Ihmelapsien vallankumouksen" jaksot // Tiede ja elämä . - 2019. - Nro 8 . - S. 54-71 . (Venäjän kieli)
↑ 1 2 Jevgeni Berkovich. Episodit "ihmelapsien vallankumouksesta" Jakso kahdestoista. "Atomifysiikan kulta-aika" // Tiede ja elämä . - 2019. - Nro 9 . - S. 44-62 . (Venäjän kieli)
↑ Pais, 1989 , s. 425.
↑ Pais, 1989 , s. 424.
↑ Pais, 1989 , s. 428-429.
↑ 1 2 Fock V. A., Einstein A., Podolsky B., Rosen N., Bohr N. Voimmeko olettaa, että fyysisen todellisuuden kvanttimekaaninen kuvaus on valmis? Arkistoitu 19. heinäkuuta 2019 Wayback Machinessa // UFN 16 436-457 (1936)
↑ Heisenberg V. Kvanttiteorian tulkinnan kehitys // Niels Bohr ja fysiikan kehitys. - M., IL, 1958. - s. 23-45
↑ Rodin A.V. Ohjelmarealismia fysiikassa ja matematiikan perusteet. Osa 2: Ei-klassinen ja uusklassinen tiede arkistoitu 27. syyskuuta 2019 Wayback Machinessa // Issues of Philosophy . 2015. Nro 5. S. 58-68.

Kirjallisuus

Bohr N. Atomifysiikka ja ihmistieto. - M., IL, 1961. - 151 s.
Einstein A. Fysiikka ja todellisuus. - M., Nauka, 1965. - 360 s.
Pais A. Albert Einsteinin tieteellinen toiminta ja elämä. - M .: Nauka, 1989. - 568 s. — ISBN 5-02-014028.
Kumar M. Quantum: Einstein, Bohr ja suuri kiista todellisuuden luonteesta. — M.: AST, Corpus, 2015. — 592 s.