Կոպենհագենյան մեկնաբանություն

Կոպենհագենյան մեկնաբանություն, քվանտային մեխանիկայի մեկնաբանություն, որը մշակել են Նիլս Բորը և Վերներ Հայզենբերգը 1927 թվականին, Կոպենհագենում։ Բորը և Հայզենբերգը կատարելագործեցին ալիքային ֆունկցիայի հավանակային մեկնաբանությունը, որը տվել էր Մաքս Բոռնը, և փորձեցին պատասխանել քվանտային մեխանիկայի մասնիկ-ալիքային երկվությունից բխող մի շարք հարցերի, մասնավորապես՝ քվանտամեխանիկական չափումների հետ կապված հարցերին։

Մինչև հիմա կոպենհագենյան մեկնաբանությունը մնում է քվանտային մեխանիկայի ամենալայն ուսումնասիրված մեկնաբանություններից մեկը։

Համաձայն կոպենհագենյան մեկնաբանության՝ ֆիզիկական համակարգերը սովորաբար չունեն որոշակի հատկությունների մինչև դրանք չափելը, իսկ քվանտային մեխանիկան կարող է միայն կանխատեսել հավանականությունները, որ չափումները որոշակի արդյունք կտան։ Չափման գործողությունը ազդում է համակարգի վրա՝ պատճառ դառնալով, որ հավանականությունների համակարգը չափումից անմիջապես հետո նվազի մինչև մեկ հնարավոր արժեքը։ Այս երևույթը կոչվում է ալիքային ֆունկցիայի կոլապս։

Տարիների ընթացքում կոպենհագենյան մեկնաբանությանն ուղղված բազմաթիվ առարկություններ են եղել։ Կոպենհագենյան մեկնաբանության այլընտրանքներ են բազմաթիվ աշխարհների մեկնաբանությունը, դը Բրոյլ-Բոմի մեկնաբանությունը, քվանտային դեկոհերենտությունը։

Սկզբունքներ
Քանի որ կոպենհագենյան մեկնաբանությունը մշակել են բազմաթիվ փիլիսոփաներ և ֆիզիկոսներ, այն ձևակերպված չէ եզակի սահմանող դրույթով։ Ավելին, տարբեր մեկնաբանողներ և հետազոտողներ տարբեր գաղափարներ են առաջ քաշել․ Էշեր Պերեսը նշում է, որ շատ տարբեր, երբեմն հակադիր տեսակետներ են ներկայացվում կոպենհագենյան մեկնաբանության տարբեր հեղինակների կողմից։ Սակայն կան մի շարք հիմնական սկզբունքներ կան, որոնք համարվում են մեկնաբանության մաս․

  ալիքային ֆունկցիան ներկայացնում է համակարգի վիճակը։ Այն ընդգրկում է ամեն ինչ, որ հնարավոր է իմանալ համակարգի մասին մինչև դիտարկումը․ չկան հավելյալ «թաքնված պարամետրեր»։ Եթե ալիքային ֆունկցիան մեկուսացված է այլ համակարգերից, այն հարթ ծավալվում է ժամանակի մեջ։ 
 Համակարգի հատկությունները ենթակա են անհամատեղելիության սկզբունքին։ Համակարգի որոշ հատկություններ չեն կարող միաժամանակ և միասին սահմանվել։ Անհամատեղելիությունը քանակապես արտահայտվում է Հայզենբերգի անորոշությունների սկզբունքով։ Օրինակ՝ եթե մասնիկը որոշակի պահի ունի որոշակի դիրք, ապա անիմաստ է խոսել այդ պահին նրա ունեցած իմպուլսի մասին։ 
 Դիտարկման ընթացքում համակարգը պետք է փոխազդի չափիչ սարքի հետ։ Երբ սարքը չափում է կատարում, ասում են, որ համակարգի ալիքային ֆունկցիան կոլապսի է ենթարկվում՝ սեփական վիճակի անցնելով դիտորդի համար։
Չափիչ սարքիս ստացված արդյունքները հիմնականում դասական են և պետք է նկարագրվեն սովորական լեզվով։ Սա մասնավորապես շեշտել է Բորը, և ընդունել է Հայզենբերգը։
Ալիքային ֆունկցիայով տրվող նկարագրությունը հավանակային է։ Այս սկզբունքը կոչվում է Բոռնի կանոն՝ Մաքս Բոռնի անունով։
Ալիքային ֆունկցիան արտահայտում է անհրաժեշտ և հիմնարար մասնիկ-ալիքային երկվությունը։ Սա սովորական լեզվում պետք է արտահայտվի փորձի արդյունքներով։ Փորձը կարող է ցույց տալ մասնիկանման հատկություններ կամ ալիքանման հատկություններ՝ համաձայն Նիլս Բորի լրացման սկզբունքի։
Ատոմային և ներատոմային պրոցեսների ներքին գործունեությունը անհրաժեշտաբար և էականորեն մատչելի չեն ուղղակի դիտման համար, քանի որ դիտարկելու գործընթացը մեծապես ազդում է դրանց վրա։ 
 Եթե քվանտային թվերը մեծ են, դրանք վերաբերում են այնպիսի հատկությունների, որոնք մոտավորապես համապատասխանում են դասական նկարագրությամբ տրվածին։ Սա Բորի և Հայզենբերգի համապատասխանության սկզբունքն է։

Հետևանքներ
Կոպենհագենյան մեկնաբանության բնույթը երևան է գալիս մի շարք փորձերի և պարադոքսների միջոցով։

1. Շրյոդինգերի կատու
Այս մտային փորձով ընդգծվում է այն ներիմաստը, որ միկրոսկոպիկ մակարդակում ընդունված անորոշությունը ունի մակրոսկոպիկ մարմինների վրա։ Փակ արկղում կատու է դրվում, և նրա կյանքն ու մահը կախված են ներատոմային մասնիկի վիճակից։ Այսպիսով փորձի ընթացքի ժամանակ ներատոմային մասնիկի վիճակի հետ կապված կատվի նկարագրությունը դառնում է «լղոզված» կամ «և ողջ, և մեռած կատու»։ Բայց սա չի կարող ճշգրիտ լինել, քանի որ ենթադրում է, որ կատուն փաստորեն միաժամանակ և ողջ է, և մեռած, քանի դեռ արկղը չի բացվել դա ստուգելու համար։ Բայց կատուն, եթե ողջ մնա, միայն հիշելու է ողջ լինելը։ Շրյոդինգերը հակառակվում էր «ներկայացվող իրականության համար այս լղոզված մոդելը այսքան պարզամտորեն ընդունելուն».«Ինչպե՞ս կարող է կատուն և՛ մեռած, և՛ կենդանի լինել»։

Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը. ալիքային ֆունկցիան արտացոլում է մեր իմացությունը համակարգի մասին։  ալիքային ֆունկցիան նշանակում է, որ հենց կատուն դիտարկման է ենթարկվում,  50% հավանականություն կա, որ այն ողջ կլինի, և  50% էլ՝ որ մեռած կլինի։

3. Կրկնակի ճեղքով դիֆրակցիա
Լույսն անցնում է կրկնակի ճեղքով, և տարբեր պայմաններում տարբեր դիֆրակցիոն պատկերներ են դիտվում։ Արդյոք լույսն ալի՞ք է, թե՞ մասնիկ։

Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը. լույսը ոչ մեկն է, ոչ մյուսը։ Որոշակի փորձը կարող է ի հայտ հանել մասնիկային (ֆոտոն) կամ ալիքային հատկություններ, բայց ոչ այդ երկուսը՝ միաժամանակ (Բորի լրացման սկզբունք)։

ԱՅս փորձը կարելի է տեսականորեն անցկացնել  ցանկացած ֆիզիկական համակարգով. էլեկտրոններով, պրոտոններով, ատոմներով, մոլեկուլներով, վիրուսներով, բակտերիաներով, կատուներով, մարդկանցով, փղերով, մոլորակներով և այլն։ Գործնականում այն անցկացվել է լույսի, էլեկտրոնների, սֆերիկ ֆուլերենի, () և որոշ ատոմների համար։ Պլանկի հաստատունի փոքրության պատճառով գործնականում հնարավոր չէ փորձ անցկացնել, որը ուղղակիորեն երևան կհանի ատոմներից մեծ որևէ համակարգի ալիքային բնույթը, սակայն ընդհանրապես քվանտային մեխանիկան համարում է, որ ամբողջ նյութը դրսևորում է թե՛ ալիքային, թե՛ մասնիկային վարք։  Ավելի մեծ համակարգերը (ինչպես վիրուսները, բակտերիաները, կատուները և այլն) համարվում են «դասական», բայց միայն որպես մոտավորություն, ոչ թե ճշգրիտ։

4. Այնշտայն-Պոդոլսկի-Ռոզենի պարադոքս
«Խճճված մասնիկները» ճառագայթում են մեկ իրադարձության մեջ։ Ըստ պահպանման օրենքների՝ մի մասնիկի սպինը պետք է  հակառակ լինի մյուսի չափվող սպինին, այնպես որ եթե մի մասնիկի սպինը չափվում է, մյուսինը անմիջապես հայտնի է դառնում։ Այս պարադոքսի անհարմար կողմն այն է, որ ազդեցությունն ակնթարթային է, այնպես որ եթե մի գալակտիկայում ինչ-որ բան է կատարվում, այն միանգամից փոփոխություններ է առաջացնում մյուսում։ Բայց համաձայն Այնշտայնի հարաբերականության հատուկ տեսության, տեղեկություն փոխադրող ազդանշան կամ ուրիշ ոչ մի բան չի կարող լույսից արագ, տարածվել, որը վերջավոր է։ Այսպիսով, կարծես թե կոպենհագենյան մեկնաբանությունը հակասում է հարաբերականության հատուկ տեսությանը։

Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը. Ենթադրելով, որ ալիքային ֆունկցիաները իրական չեն, ալիքային ֆունկցիայի կոլապսը մեկնաբանվում է սուբյեկտիվորեն։ Այն պահին, երբ դիտորդը չափում է մի մասնիկի սպինը, նա իմանում է մյուսինը։ Սակայն մյուս դիտորդին դրանից օգուտ չկա, քանի դեռ չափման արդյունքները հաղորդվում են նրան լույսի արագությունից պակաս կամ լույսի արագությամբ։

Կոպենհագենյան մեկնաբանության կողմնակիցները պնդում են, որ քվանտային մեխանիկային այն մեկնաբանությունները, որտեղ ալիքային ֆունկցիան դիտարկվում է որպես իրական, խնդիրներ են ունենում ԱՊՌ տիպի էֆեկտների հետ, քանի որ դրանք ենթադրում են, որ ֆիզիկայի օրենքները թույլ են տալիս, որ ազդեցությունները տարածվեն լույսի արագությունից մեծ արագությամբ։ Սակայն բազմաթիվ աշխարհների և տրանզակցիոն մեկնաբանության կողմնակիցները պնդում են, որ կոպենհագենյան մեկնաբանությունը  ոչ լոկալ է։

Ծանոթագրություններ 

Քվանտային մեխանիկա
Ֆիզիկայի հասկացություններ