Дебаты Бора и Эйнштейна - Bohr–Einstein debates

Нильс Бор с участием Альберт Эйнштейн в Поль Эренфест дом в Лейдене (декабрь 1925 г.)

В Дебаты Бора и Эйнштейна была серия публичных споров о квантовая механика между Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Их дебаты запоминаются из-за их важности для философия науки. Отчет об этих дебатах был написан Бором в статье под названием «Обсуждения с Эйнштейном эпистемологических проблем атомной физики».^[1] Несмотря на различия во взглядах на квантовую механику, Бор и Эйнштейн питали взаимное восхищение, которое продлилось до конца их жизни.^[2]

Дебаты представляют собой один из наивысших моментов научных исследований в первой половине двадцатого века, поскольку они привлекли внимание к элементу квантовой теории: квантовая нелокальность, что занимает центральное место в нашем современном понимании физического мира. По общему мнению профессиональных физиков, Бор победил в своей защите квантовой теории и окончательно установил фундаментальный вероятностный характер квантового измерения.^{[нужна цитата ]}

Дореволюционные дебаты

Эйнштейн был первым физиком, который сказал, что Планк открытие квантового (час ) потребовало бы переписывания законов физика. Чтобы подтвердить свою точку зрения, в 1905 году он предположил, что свет иногда действует как частица, которую он назвал светом. квант (увидеть фотон и дуальность волна-частица ). Бор был одним из самых яростных противников идеи фотона и открыто не принимал ее до 1925 года.^[3] Фотон понравился Эйнштейну, потому что он видел в нем физическую реальность (хотя и сбивающую с толку) за числами. Бору это не нравилось, потому что оно делало выбор математического решения произвольным. Ему не нравилось, когда ученому приходится выбирать между уравнениями.^[4]

1913 год принес Боровская модель атома водорода, который использовал квант для объяснения атомного спектра. Эйнштейн сначала был настроен скептически, но быстро передумал и признал изменение своего мышления.

Квантовая революция

Квантовая революция середины 1920-х годов произошла под руководством Эйнштейна и Бора, и их послереволюционные дебаты были посвящены осмыслению этого изменения. Шок для Эйнштейна начался в 1925 году, когда Вернер Гейзенберг представили матричные уравнения, которые удалили ньютоновские элементы пространства и времени из любой основной реальности. Следующий шок наступил в 1926 году, когда Макс Борн предположил, что механику следует понимать как вероятность без какого-либо причинного объяснения.

Эйнштейн отверг эту интерпретацию. В письме 1926 г. Макс Борн Эйнштейн писал: «Во всяком случае, я убежден, что Он [Бог] не бросает кости».^[5]

На Пятая Сольвеевская конференция, октябрь 1927 г. Гейзенберг и Борн пришли к выводу, что революция окончена и больше ничего не нужно. Именно на этой последней стадии скептицизм Эйнштейна сменился тревогой. Он считал, что многое было достигнуто, но причины механики еще нужно было понять.^[4]

Отказ Эйнштейна признать революцию завершенной отражал его желание увидеть разработанную модель основных причин, из которых возникли эти очевидные случайные статистические методы. Он не отвергал идею о том, что положение в пространстве-времени никогда не может быть полностью известно, но не хотел допускать принцип неопределенности чтобы вызвать на первый взгляд случайный, недетерминированный механизм, посредством которого действуют законы физики. Сам Эйнштейн был мыслителем-статистиком, но не соглашался с тем, что больше не нужно открывать и разъяснять.^[4] Тем временем Бора не смутил ни один из элементов, беспокоивших Эйнштейна. Он примирился с противоречиями, предложив принцип дополнительности это подчеркивало роль наблюдателя над наблюдаемым.^[3]

Постреволюция: первый этап

Как упоминалось выше, позиция Эйнштейна с годами претерпела значительные изменения. На первом этапе Эйнштейн отказался принять квантовый индетерминизм и попытался продемонстрировать, что принцип неопределенности могут быть нарушены, предлагая изобретательный мысленные эксперименты что должно позволить точное определение несовместимых переменных, таких как положение и скорость, или явно выявить одновременно волновой и частичный аспекты одного и того же процесса.

Аргумент Эйнштейна

Первая серьезная атака Эйнштейном на «ортодоксальную» концепцию произошла в период Пятая международная конференция Solvay на Электроны и Фотоны в 1927 г. Эйнштейн указал, как можно было воспользоваться (общепризнанными) законами сохранение энергии и импульса (импульс ), чтобы получить информацию о состоянии частицы в процессе вмешательство которые, согласно принципу неопределенности или принципу взаимодополняемость, не должно быть доступно.

Рисунок А. Монохроматический пучок (тот, для которого все частицы имеют одинаковый импульс) встречает первый экран, дифрагирует, а дифрагированная волна встречает второй экран с двумя щелями, в результате чего на фоне образуется интерференционная фигура.F. Как всегда, предполагается, что только одна частица за раз может пройти весь механизм. По мерке отдачи экрана S₁Согласно Эйнштейну, можно определить, через какую щель прошла частица, не разрушая волновых аспектов процесса.

Рисунок Б. Щель Эйнштейна.

Чтобы проследить его аргументацию и оценить реакцию Бора, удобно обратиться к экспериментальной установке, показанной на рисунке А. Луч света, перпендикулярный световому пучку. Икс ось распространяется в направлении z и встречает экран S₁ с узкой (относительно длины волны луча) щелью. Пройдя через щель, волновая функция дифрагирует с угловым отверстием, которое заставляет ее сталкиваться со вторым экраном. S₂ с двумя прорезями. Последовательное распространение волны приводит к формированию интерференционной фигуры на конечном экране.F.

При переходе через две щели второго экрана S₂, становятся существенными волновые аспекты процесса. Фактически, это как раз и есть взаимовлияние двух терминов квантовая суперпозиция соответствующие состояниям, в которых частица локализована в одной из двух щелей, что означает, что частица «направляется» предпочтительно в зоны конструктивной интерференции и не может оказаться в точке в зонах деструктивной интерференции (в которых волновая функция аннулирован). Также важно отметить, что любой эксперимент, предназначенный для доказательства "корпускулярный «аспекты процесса при прохождении экрана S₂ (что в данном случае сводится к определению, через какую щель прошла частица) неизбежно разрушает волновые аспекты, подразумевает исчезновение интерференционной фигуры и появление двух концентрированных дифракционных пятен, подтверждающих наше знание траектории, по которой следовала частицей.

Здесь Эйнштейн также вводит в действие первый экран и аргументирует следующее: поскольку падающие частицы имеют скорости (практически) перпендикулярные экрану S₁, и поскольку только взаимодействие с этим экраном может вызвать отклонение от исходного направления распространения, по закону сохранение импульса что означает, что сумма импульсов двух взаимодействующих систем сохраняется, если падающая частица отклоняется вверх, экран будет отскакивать вниз и наоборот. В реальных условиях масса экрана настолько велика, что он останется неподвижным, но, в принципе, можно измерить даже бесконечно малую отдачу. Если представить себе измерение импульса экрана в направлении Икс после того, как каждая отдельная частица прошла, мы можем узнать, из того факта, что экран будет обнаружен откинутым к верху (низу), была ли рассматриваемая частица отклонена вниз или вверх, и, следовательно, через какую щель в S₂ частица прошла. Но поскольку определение направления отдачи экрана после прохождения частицы не может повлиять на последовательное развитие процесса, у нас все равно будет фигура интерференции на экранеF. Вмешательство происходит именно потому, что состояние системы является суперпозиция двух состояний, волновые функции которых отличны от нуля только вблизи одной из двух щелей. С другой стороны, если каждая частица проходит только через щель б или щель c, то набор систем представляет собой статистическую смесь двух состояний, что означает, что интерференция невозможна. Если Эйнштейн прав, то это нарушение принципа неопределенности.

Ответ Бора

Ответ Бора заключался в том, чтобы более четко проиллюстрировать идею Эйнштейна с помощью диаграммы на рисунке C. (Рисунок C показывает фиксированный экран S.₁ это прикручено. Затем попробуйте представить себе такую, которая может скользить вверх или вниз по стержню, а не по фиксированному болту.) Бор отмечает, что чрезвычайно точное знание любого (потенциального) вертикального движения экрана является существенной предпосылкой аргумента Эйнштейна. Фактически, если его скорость в направлении Икс перед прохождение частицы неизвестно с точностью, существенно большей, чем вызванная отдачей (то есть, если бы она уже двигалась вертикально с неизвестной и большей скоростью, чем та, которую она получает в результате контакта с частицей) , то определение ее движения после прохождения частицы не дало бы искомой информации. Однако, продолжает Бор, чрезвычайно точное определение скорости экрана при применении принципа неопределенности предполагает неизбежную неточность его положения в направлении.Икс. Таким образом, еще до того, как процесс начнется, экран займет неопределенное положение, по крайней мере, до определенной степени (определяемой формализмом). Теперь рассмотрим, например, точку d на рисунке A, где вмешательство является разрушительным. Любое смещение первого экрана приведет к увеличению длины двух путей, а – б – г и а – в – г, отличные от указанных на рисунке. Если разница между двумя путями изменяется на половину длины волны, в точке d будет скорее конструктивное, чем деструктивное вмешательство. Идеальный эксперимент должен усреднить по всем возможным положениям экрана S₁, и для каждой позиции соответствует для некоторой фиксированной точки F, другой тип вмешательства, от совершенно разрушительного до совершенно конструктивного. Эффект этого усреднения состоит в том, что картина интерференции на экране F будет равномерно серым. И снова наша попытка доказать корпускулярные аспекты S₂ уничтожил возможность вмешательства в F, что существенно зависит от волновых аспектов.

Рисунок C. Чтобы реализовать предложение Эйнштейна, необходимо заменить первый экран на рисунке A (S₁) с диафрагмой, которая может перемещаться вертикально, как это было предложено Бором.

Как признавал Бор, для понимания этого явления «решающим фактором является то, что, в отличие от подлинных инструментов измерения, эти тела вместе с частицами составили бы в рассматриваемом случае систему, к которой должен применяться квантово-механический формализм. Что касается точности условий, при которых можно правильно применить формализм, важно включить всю экспериментальную аппаратуру. Фактически, введение любого нового аппарата, такого как зеркало, на пути частицы может привести к новые эффекты интерференции, которые существенно влияют на прогнозы результатов, которые будут зарегистрированы в конце ».^{[нужна цитата ]} Далее Бор пытается разрешить эту неоднозначность относительно того, какие части системы следует считать макроскопическими, а какие нет:

В частности, должно быть очень ясно, что ... недвусмысленное использование пространственно-временных концепций при описании атомных явлений должно ограничиваться регистрацией наблюдений, которые относятся к изображениям на фотографическом объективе или к аналогичным практически необратимым эффектам усиления, таким как образование капли воды вокруг иона в темной комнате.^{[нужна цитата ]}

Аргумент Бора о невозможности использования аппарата, предложенного Эйнштейном для нарушения принципа неопределенности, в решающей степени зависит от того факта, что макроскопическая система (экран S₁) подчиняется квантовым законам. С другой стороны, Бор последовательно утверждал, что для иллюстрации микроскопических аспектов реальности необходимо запустить процесс усиления, который включает в себя макроскопические аппараты, фундаментальной характеристикой которых является подчинение классическим законам и который можно описать в классическом понимании. Позднее эта двусмысленность вернется в форму того, что до сих пор называется проблема измерения.

Принцип неопределенности применительно к времени и энергии

Рисунок D. Волна, вытянутая в продольном направлении, проходит через щель, которая остается открытой лишь в течение короткого промежутка времени. За щелью находится пространственно ограниченная волна в направлении распространения.

Во многих примерах из учебников и популярных обсуждениях квантовой механики принцип неопределенности объясняется ссылкой на пару переменных: положение и скорость (или импульс). Важно отметить, что волновая природа физических процессов подразумевает, что должно существовать другое отношение неопределенности: отношение времени и энергии. Чтобы понять это соотношение, удобно сослаться на эксперимент, показанный на рисунке D, который приводит к распространению волны, которая ограничена в пространственном распространении. Предположим, что, как показано на рисунке, луч, который чрезвычайно вытянут в продольном направлении, распространяется к экрану с щелью, снабженной заслонкой, которая остается открытой только в течение очень короткого промежутка времени. ${ displaystyle Delta t}$ . За щелью будет волна ограниченного пространственного расширения, которая продолжит распространяться вправо.

Совершенно монохроматическая волна (например, музыкальная нота, которую нельзя разделить на гармоники) имеет бесконечную пространственную протяженность. Чтобы иметь волну, которая ограничена в пространственном распространении (что технически называется волновой пакет ) несколько волн разных частот должны накладываться друг на друга и непрерывно распределяться в определенном интервале частот вокруг среднего значения, например ${ displaystyle nu _ {0}}$ Тогда случается, что в определенный момент существует пространственная область (которая перемещается во времени), в которой вклады различных полей суперпозиции конструктивно складываются. Тем не менее, согласно точной математической теореме, по мере того, как мы удаляемся от этой области, фазы различных полей в любой указанной точке причинно распределяются, и возникает деструктивная интерференция. Таким образом, область, в которой волна имеет ненулевую амплитуду, пространственно ограничена. Легко показать, что если волна имеет пространственную протяженность, равную ${ displaystyle Delta x}$ (что означает, в нашем примере, что шторка оставалась открытой некоторое время ${ Displaystyle Delta t = Delta x / v}$ где v - скорость волны), то волна содержит (или является суперпозицией) различные монохроматические волны, частоты которых покрывают интервал ${ displaystyle Delta nu}$ которое удовлетворяет соотношению:

{ displaystyle Delta nu geq { frac {1} { Delta t}}.}

Помня, что в универсальном соотношении Планка частота и энергия пропорциональны:

{ Displaystyle Е = час ню ,}

непосредственно из предыдущего неравенства следует, что частица, связанная с волной, должна обладать энергией, которая не вполне определена (поскольку в суперпозиции участвуют разные частоты), и, следовательно, существует неопределенность в энергии:

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

Из этого сразу следует, что:

{ Displaystyle Delta E , Delta t geq h}

что является отношением неопределенности между временем и энергией.

Вторая критика Эйнштейна

Мысленный эксперимент Эйнштейна 1930 года, разработанный Бором. Ящик Эйнштейна должен был доказать нарушение отношения неопределенности между временем и энергией.

На шестом Конгрессе Сольвея в 1930 г. только что обсуждавшееся соотношение неопределенности было объектом критики Эйнштейна. Его идея предполагает существование экспериментального аппарата, который впоследствии был разработан Бором таким образом, чтобы подчеркнуть существенные элементы и ключевые моменты, которые он будет использовать в своем ответе.

Эйнштейн рассматривает ящик (называемый Ящик Эйнштейна; см. рисунок), содержащего электромагнитное излучение, и часы, контролирующие открытие заслонки, закрывающей отверстие, сделанное в одной из стенок коробки. Ставни на время приоткрывают дыру ${ displaystyle Delta t}$ который можно выбрать произвольно. Во время открытия мы должны предположить, что фотон из числа тех, кто находится внутри ящика, выходит через отверстие. Таким образом была создана волна ограниченного пространственного расширения, следуя приведенному выше объяснению. Чтобы оспорить связь неопределенности между временем и энергией, необходимо найти способ с достаточной точностью определить энергию, которую несет с собой фотон. Здесь Эйнштейн обращается к своей знаменитой связи между массой и энергией специальной теории относительности: ${ displaystyle E = mc ^ {2}}$ . Из этого следует, что знание массы объекта дает точное представление о его энергии. Таким образом, аргумент очень прост: если взвесить ящик до и после открытия заслонки и если из коробки вышло определенное количество энергии, коробка станет легче. Изменение массы, умноженное на ${ displaystyle c ^ {2}}$ обеспечит точное знание испускаемой энергии. Более того, часы покажут точное время, в которое произошло событие испускания частицы. Поскольку в принципе массу ящика можно определить с произвольной степенью точности, выделяемая энергия может быть определена с точностью ${ displaystyle Delta E}$ настолько точен, насколько хочется. Следовательно, продукт ${ displaystyle Delta E Delta t}$ может оказаться меньше, чем подразумевается принципом неопределенности.

Георгий Гамов выдуманный экспериментальный аппарат для проверки мысленный эксперимент на Институт Нильса Бора в Копенгаген.

Идея была особенно острой, и аргумент казался неопровержимым. Важно учитывать влияние всех этих обменов на людей, вовлеченных в то время. Леон Розенфельд Ученый, участвовавший в Конгрессе, несколько лет спустя описал это событие:

Это был настоящий шок для Бора ... который сначала не мог придумать решения. Весь вечер он был чрезвычайно взволнован и продолжал переходить от одного ученого к другому, пытаясь убедить их, что этого не может быть, что это был бы конец физики, если бы Эйнштейн был прав; но он не мог придумать никакого способа разрешить парадокс. Я никогда не забуду образ двух антагонистов, покидающих клуб: Эйнштейна с его высокой властной фигурой, который шел спокойно, с легкой ироничной улыбкой, и Бора, который несся рядом с ним, полный возбуждения ... На следующее утро увидел триумф Бора.

Триумф Бора

«Триумф Бора» состоял в том, что он еще раз продемонстрировал, что тонкий аргумент Эйнштейна не был убедительным, но тем более в том, как он пришел к этому выводу, апеллируя именно к одной из великих идей Эйнштейна: принципу эквивалентность между гравитационной массой и инертной массой, вместе с замедлением времени специальной теории относительности, и как следствие этого - Гравитационное красное смещение. Бор показал, что для того, чтобы эксперимент Эйнштейна функционировал, ящик должен быть подвешен на пружине в центре гравитационного поля. Чтобы измерить вес коробки, к коробке необходимо прикрепить указатель, который соответствует отметке на шкале. После выхода фотона масса ${ displaystyle m}$ можно было бы добавить в коробку, чтобы восстановить ее в исходное положение, и это позволило бы нам определить энергию ${ displaystyle E = mc ^ {2}}$ это было потеряно, когда фотон ушел. Ящик погружен в поле силы тяжести. ${ displaystyle g}$ , а гравитационное красное смещение влияет на скорость часов, приводя к неопределенности ${ displaystyle Delta t}$ в то время ${ displaystyle t}$ требуется, чтобы указатель вернулся в исходное положение. Бор дал следующий расчет, устанавливающий соотношение неопределенностей ${ displaystyle Delta E Delta t geq h}$ .

Пусть неопределенность в массе ${ displaystyle m}$ обозначать ${ displaystyle Delta m}$ . Пусть ошибка в положении указателя будет ${ displaystyle Delta q}$ . Добавление нагрузки ${ displaystyle m}$ ящик придает импульс ${ displaystyle p}$ что мы можем измерить с точностью ${ displaystyle Delta p}$ , где ${ displaystyle Delta p Delta q}$ ≈ ${ displaystyle h}$ . Ясно ${ displaystyle Delta p leq tg Delta m}$ , и поэтому ${ displaystyle tg Delta m Delta q geq h}$ . По формуле красного смещения (которая следует из принципа эквивалентности и замедления времени) неопределенность во времени ${ displaystyle t}$ является ${ Displaystyle Delta t = c ^ {- 2} gt Delta q}$ , и ${ displaystyle Delta E = c ^ {2} Delta m}$ , и так ${ Displaystyle Delta E Delta t = c ^ {2} Delta m Delta t geq h}$ . Таким образом, мы доказали заявленное ${ displaystyle Delta E Delta t geq h}$ .^[6]^[7]

Постреволюция: второй этап

Вторая фаза «споров» Эйнштейна с Бором и его ортодоксальной интерпретации характеризуется принятием того факта, что с практической точки зрения невозможно одновременно определить значения некоторых несовместимых величин, но отрицанием того, что это подразумевает, что эти количества на самом деле не имеют точных значений. Эйнштейн отвергает вероятностную интерпретацию Родился и настаивает на том, что квантовые вероятности эпистемический и не онтологический в природе. Как следствие, теория должна быть в некотором роде неполной. Он признает большую ценность теории, но предполагает, что она «не раскрывает всей истории» и, хотя и дает соответствующее описание на определенном уровне, не дает информации о более фундаментальном, лежащем в основе уровне:

Я очень серьезно отношусь к целям, которые преследуют физики последнего поколения, которые называют квантовой механикой, и я считаю, что эта теория представляет собой глубокий уровень истины, но я также считаю, что ограничение законами статистическая природа окажется преходящей ... Без сомнения, квантовая механика уловила важный фрагмент истины и будет образцом для всех будущих фундаментальных теорий, поскольку она должна быть выведена как предельный случай из таких основ, точно так же, как электростатика выводится из уравнений Максвелла электромагнитного поля или как термодинамика выводится из статистической механики.^{[нужна цитата ]}

Эти мысли об Эйнштейне положили начало исследованию теории скрытых переменных, такой как Интерпретация Бома, в попытке завершить здание квантовой теории. Если квантовая механика может быть сделана полный в смысле Эйнштейна это невозможно локально; этот факт был продемонстрирован Джон Стюарт Белл с формулировкой Неравенство Белла в 1964 г.

Постреволюция: третий этап

Аргумент ЭПР

Заглавные разделы исторических статей по ЭПР.

В 1935 году Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен развил аргумент, опубликованный в журнале Физический обзор с названием Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?, основанный на запутанном состоянии двух систем. Прежде чем перейти к этому аргументу, необходимо сформулировать еще одну гипотезу, вытекающую из работ Эйнштейна в области теории относительности: принцип локальности. На элементы физической реальности, которыми обладают объективно, нельзя мгновенно повлиять на расстоянии.

Дэвид Бом подхватил аргумент EPR в 1951 году. В своем учебнике Квантовая теория, он переформулировал это в терминах запутанное состояние двух частиц, который можно резюмировать следующим образом:

1) Рассмотрим систему из двух фотонов, которые в момент времени т расположены соответственно в пространственно удаленных областях А и B и которые также находятся в запутанном состоянии поляризации ${ Displaystyle влево | пси вправо rangle}$ описано ниже:

{ displaystyle 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) Время т фотон в области A проверяется на вертикальную поляризацию. Предположим, что результатом измерения является то, что фотон проходит через фильтр. Согласно редукции волнового пакета результат таков, что в момент времени т + dt, система становится

{ Displaystyle left | Psi, t + dt right rangle = left | 1, V right rangle left | 2, V right rangle.}

3) В этот момент наблюдатель в A, который провел первое измерение фотона 1, не делая ничего другого, что могло бы нарушить работу системы или другого фотона («предположение (R)» ниже), может с уверенностью предсказать, что фотон 2 пройдёт тест на вертикальную поляризацию. Отсюда следует, что фотон 2 обладает элементом физической реальности: вертикальной поляризацией.

4) Согласно предположению о локальности, действие, совершенное в A, не могло создать этот элемент реальности для фотона. 2. Следовательно, мы должны сделать вывод, что фотон обладал способностью пройти тест вертикальной поляризации. перед и независимо от измерение фотона 1.

5) Время т, наблюдатель в А мог бы решить провести тест поляризации под 45 °, получив определенный результат, например, что фотон проходит тест. В этом случае он мог бы заключить, что фотон 2 оказался поляризованным на 45 °. С другой стороны, если фотон не прошел испытание, он мог бы заключить, что фотон 2 оказался поляризованным на 135 °. Комбинируя одну из этих альтернатив с заключением, сделанным в пункте 4, кажется, что фотон 2перед проведением измерения обладал как свойством уверенного прохождения теста вертикальной поляризации, так и свойством уверенного прохождения теста поляризации под углом 45 ° или 135 °. Эти свойства несовместимы согласно формализму.

6) Поскольку естественные и очевидные требования привели к выводу, что фотон 2 одновременно обладает несовместимыми свойствами, это означает, что даже если невозможно определить эти свойства одновременно и с произвольной точностью, они, тем не менее, объективно обладают системой. Но квантовая механика отрицает эту возможность, и поэтому это неполная теория.

Ответ Бора

Ответ Бора на этот аргумент был опубликован на пять месяцев позже первоначальной публикации EPR в том же журнале. Физический обзор и с точно таким же названием, что и оригинал.^[8] Ключевой момент ответа Бора заключен в отрывке, который он позже переиздал в Пол Артур Шилпп книга Альберт Эйнштейн, ученый-философ в честь семидесятилетия Эйнштейна. Бор нападает на предположение (R) об EPR, заявляя:

Формулировка рассматриваемого критерия неоднозначна в отношении выражения «не нарушая каким-либо образом систему». Естественно, что в этом случае на решающем этапе процесса измерения не может произойти механическое нарушение исследуемой системы. Но даже на этом этапе возникает существенная проблема влияния на точные условия, которые определяют возможные типы предсказаний, которые учитывают последующее поведение системы ... их аргументы не подтверждают их вывод о том, что квантовое описание оказывается неверным. по сути неполное ... Это описание можно охарактеризовать как рациональное использование возможностей однозначной интерпретации процесса измерения, совместимого с конечным и неконтролируемым взаимодействием между объектом и инструментом измерения в контексте квантовой теории.

Постреволюция: четвертый этап

В своем последнем письме по теме^{[нужна цитата ]}Эйнштейн далее уточнил свою позицию, сделав совершенно ясным, что то, что действительно беспокоило его в квантовой теории, было проблемой полного отказа от всех минимальных стандартов реализма, даже на микроскопическом уровне, что признание полноты теории подразумевает . Хотя большинство экспертов в этой области согласны с тем, что Эйнштейн был неправ, нынешнее понимание все еще не завершено (см. Интерпретация квантовой механики ).^[9]^[10]

Смотрите также

использованная литература

^ Бор Н. «Дискуссии с Эйнштейном по эпистемологическим проблемам атомной физики». Ценность знаний: миниатюрная библиотека философии. Интернет-архив марксистов. Получено 2010-08-30. Из книги Альберта Эйнштейна: философ-ученый (1949), опубл. Cambridge University Press, 1949. Отчет Нильса Бора о беседах с Эйнштейном.
^ Гонсалес AM. "Альберт Эйнштейн". Международный Физический Центр Доностия. Получено 2010-08-30.
^ ^а ^б Паис
^ ^а ^б ^c Bolles
^ (Эйнштейн 1969 ). Переиздание этой книги было опубликовано издательством Edition Erbrich в 1982 г. ISBN 3-88682-005-X
^ Авраам Паис, Тонкость - это Господь: наука и жизнь Альберта Эйнштейна, Oxford University Press, p.447-8, 1982.
^ Нильс Бор в Альберт Эйнштейн: философ-ученый (П.Шилпп, редактор), с.199. Тюдор, Нью-Йорк, 1949 год.
^ Бор, Н. (1935). «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?». Физический обзор. 48 (8): 696–702. Bibcode:1935ПхРв ... 48..696Б. Дои:10.1103 / PhysRev.48.696.
^ Епископ, Роберт С. (2011). «Хаос, индетерминизм и свобода воли». В Кейне, Роберт (ред.). Оксфордский справочник Free Wil (Второе изд.). Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 90. ISBN 978-0-19-539969-1. Получено 2013-02-04. Ключевой вопрос заключается в том, следует ли понимать природу этой вероятности как эпистемическую или онтическую. Согласно эпистемологии, одна из возможностей состоит в том, что существует некоторый дополнительный фактор (например, скрытый механизм), так что как только мы обнаружим и поймем этот фактор, мы сможем с уверенностью предсказать наблюдаемое поведение квантового стоп-сигнала (физики называют этот подход «теорию скрытых переменных»; см., например, Bell 1987, 1-13, 29-39; Bohm 1952a, 1952b; Bohm and Hiley 1993; Bub 1997, 40-114, Holland 1993; см. также предыдущее эссе в этом томе по Ходжсону). Или, возможно, существует взаимодействие с более широкой средой (например, соседние здания, деревья), которое мы не приняли во внимание в наших наблюдениях, которое объясняет, как возникают эти вероятности (физики называют этот подход декогеренцией или последовательными историями).¹⁵). При любом из этих подходов мы интерпретировали бы наблюдаемый индетерминизм в поведении светофоров как выражение нашего незнания о фактических принципах работы. Согласно интерпретации незнания, индетерминизм не был бы фундаментальной чертой квантовых световых сигналов, а был бы просто эпистемическим по своей природе из-за отсутствия у нас знаний о системе. В конце концов, квантовые стоп-сигналы станут детерминированными.
^ Бэгготт, Джим Э. (2004). «Дополнительность и запутанность». За гранью: современная физика, философия и значение квантовой теории. Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 203. ISBN 0-19-852536-2. Получено 2013-02-04. Итак, Эйнштейн был неправ? В том смысле, что в документе EPR приводятся доводы в пользу объективной реальности каждой квантовой частицы в запутанной паре, независимой от другой и от измерительного устройства, ответ должен быть положительным. Но если мы возьмем более широкий взгляд и вместо этого спросим, был ли Эйнштейн неправ, придерживаясь убеждения реалистов, что физика Вселенной должна быть объективной и детерминистской, мы должны признать, что мы не можем ответить на такой вопрос. В природе теоретической науки не может быть такой вещи, как определенность. Теория «верна» только до тех пор, пока большинство научного сообщества придерживается единодушного мнения о том, что теория лучше всего способна объяснить наблюдения. И история квантовой теории еще не закончена.

дальнейшее чтение

Бониоло, Г., (1997) Filosofia della Fisica, Мондадори, Милан.
Боллес, Эдмунд Блэр (2004) Эйнштейн вызывающий, Джозеф Генри Пресс, Вашингтон, округ Колумбия
Родился, М. (1973) Рожденные письма Эйнштейна, Уокер и компания, Нью-Йорк, 1971.
Гирарди, Джанкарло, (1997) Un'Occhiata Alle Carte di Dio, Il Saggiatore, Милан.
Пайс, А., (1986) Тонок Господь ... Наука и жизнь Альберта Эйнштейна, Издательство Оксфордского университета, Оксфорд, 1982.
Шилпп П.А. (1958) Альберт Эйнштейн: философ-ученый, Северо-Западный университет и Университет Южного Иллинойса, Открытый суд, 1951 г.

[Bohr1949-1] Бор Н. «Дискуссии с Эйнштейном по эпистемологическим проблемам атомной физики». Ценность знаний: миниатюрная библиотека философии. Интернет-архив марксистов. Получено 2010-08-30. Из книги Альберта Эйнштейна: философ-ученый (1949), опубл. Cambridge University Press, 1949. Отчет Нильса Бора о беседах с Эйнштейном.

[González-2] Гонсалес AM. "Альберт Эйнштейн". Международный Физический Центр Доностия. Получено 2010-08-30.

[Pais-3] а ^б Паис

[Bolles-4] а ^б ^c Bolles

[5] (Эйнштейн 1969 ). Переиздание этой книги было опубликовано издательством Edition Erbrich в 1982 г. ISBN 3-88682-005-X

[6] Авраам Паис, Тонкость - это Господь: наука и жизнь Альберта Эйнштейна, Oxford University Press, p.447-8, 1982.

[7] Нильс Бор в Альберт Эйнштейн: философ-ученый (П.Шилпп, редактор), с.199. Тюдор, Нью-Йорк, 1949 год.

[8] Бор, Н. (1935). «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?». Физический обзор. 48 (8): 696–702. Bibcode:1935ПхРв ... 48..696Б. Дои:10.1103 / PhysRev.48.696.

[9] Епископ, Роберт С. (2011). «Хаос, индетерминизм и свобода воли». В Кейне, Роберт (ред.). Оксфордский справочник Free Wil (Второе изд.). Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 90. ISBN 978-0-19-539969-1. Получено 2013-02-04. Ключевой вопрос заключается в том, следует ли понимать природу этой вероятности как эпистемическую или онтическую. Согласно эпистемологии, одна из возможностей состоит в том, что существует некоторый дополнительный фактор (например, скрытый механизм), так что как только мы обнаружим и поймем этот фактор, мы сможем с уверенностью предсказать наблюдаемое поведение квантового стоп-сигнала (физики называют этот подход «теорию скрытых переменных»; см., например, Bell 1987, 1-13, 29-39; Bohm 1952a, 1952b; Bohm and Hiley 1993; Bub 1997, 40-114, Holland 1993; см. также предыдущее эссе в этом томе по Ходжсону). Или, возможно, существует взаимодействие с более широкой средой (например, соседние здания, деревья), которое мы не приняли во внимание в наших наблюдениях, которое объясняет, как возникают эти вероятности (физики называют этот подход декогеренцией или последовательными историями).¹⁵). При любом из этих подходов мы интерпретировали бы наблюдаемый индетерминизм в поведении светофоров как выражение нашего незнания о фактических принципах работы. Согласно интерпретации незнания, индетерминизм не был бы фундаментальной чертой квантовых световых сигналов, а был бы просто эпистемическим по своей природе из-за отсутствия у нас знаний о системе. В конце концов, квантовые стоп-сигналы станут детерминированными.

[10] Бэгготт, Джим Э. (2004). «Дополнительность и запутанность». За гранью: современная физика, философия и значение квантовой теории. Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 203. ISBN 0-19-852536-2. Получено 2013-02-04. Итак, Эйнштейн был неправ? В том смысле, что в документе EPR приводятся доводы в пользу объективной реальности каждой квантовой частицы в запутанной паре, независимой от другой и от измерительного устройства, ответ должен быть положительным. Но если мы возьмем более широкий взгляд и вместо этого спросим, был ли Эйнштейн неправ, придерживаясь убеждения реалистов, что физика Вселенной должна быть объективной и детерминистской, мы должны признать, что мы не можем ответить на такой вопрос. В природе теоретической науки не может быть такой вещи, как определенность. Теория «верна» только до тех пор, пока большинство научного сообщества придерживается единодушного мнения о том, что теория лучше всего способна объяснить наблюдения. И история квантовой теории еще не закончена.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Альберт Эйнштейн
Физика	Специальная теория относительности Общая теория относительности Эквивалентность массы и энергии (E = mc²) Броуновское движение Фотоэлектрический эффект Коэффициенты Эйнштейна Эйнштейн твердый Принцип эквивалентности Уравнения поля Эйнштейна Радиус Эйнштейна Соотношение Эйнштейна (кинетическая теория) Космологическая постоянная Конденсат Бозе – Эйнштейна Статистика Бозе – Эйнштейна Корреляции Бозе – Эйнштейна Теория Эйнштейна – Картана Уравнения Эйнштейна – Инфельда – Гофмана. Эффект Эйнштейна – де Гааза Парадокс ЭПР Дебаты Бора и Эйнштейна Телепараллелизм Мысленные эксперименты Неудачные расследования Дуальность волна-частица Гравитационная волна Парадокс чайного листа
Работает	Аннус Мирабилис документы (1905) "Исследования по теории броуновского движения " (1905) Относительность: специальная и общая теория (1916) Смысл теории относительности (1922) Мир, каким я его вижу (1934) Эволюция физики (1938) "Почему социализм? " (1949) Манифест Рассела-Эйнштейна (1955)
Семья	Полина Кох (мама) Герман Эйнштейн (отец) Майя Эйнштейн (сестра) Милева Марич (первая жена) Эльза Эйнштейн (вторая жена; двоюродная сестра) Лизерл Эйнштейн (дочь) Ганс Альберт Эйнштейн (сын) Эдуард Эйнштейн (сын) Бернхард Цезарь Эйнштейн (внук) Эвелин Эйнштейн (внучка) Томас Мартин Эйнштейн (правнук) Роберт Эйнштейн (двоюродный брат) Зигберт Эйнштейн (Дальний родственник)
В популярных культура	Die Grundlagen der Einsteinschen Relativitäts-Theorie (Документальный фильм 1922 года) Теория относительности Эйнштейна (Документальный фильм 1923 г.) Реликвии: мозг Эйнштейна (Документальный фильм 1994 года) Незначительность (Фильм 1985 года) I.Q. (Фильм 1994 года) Дар Эйнштейна (Спектакль 2003 года) Эйнштейн и Эддингтон (Телефильм 2008 года) Гений (Серия 2017 г.)
Связанный	Награды и отличия Мозг жилой дом Мемориал Политические взгляды Религиозные взгляды Список вещей, названных в честь Альберта Эйнштейна Архив Альберта Эйнштейна Проект статей Эйнштейна Эйнштейн холодильник Эйнштейнхаус Эйнштейний
Призы	Премия Альберта Эйнштейна Медаль Альберта Эйнштейна Медаль ЮНЕСКО Альберта Эйнштейна Премия мира Альберта Эйнштейна Мировая премия имени Альберта Эйнштейна в области науки Премия Эйнштейна в области лазерной науки Премия Эйнштейна (APS)
Книги о Эйнштейн	Альберт Эйнштейн: Создатель и бунтарь Эйнштейн и религия Эйнштейн для начинающих Эйнштейн: его жизнь и Вселенная Космос Эйнштейна Я Альберт Эйнштейн Введение в относительность Тонкий Господь
Книга Категория