मापन समस्या

प्रमात्रा यान्त्रिकी में, मापन समस्या (अंग्रेज़ी: Measurement problem) निश्चित परिणामों से जुड़ी एक मौलिक समस्या है: क्वांटम प्रणालियाँ अध्यारोपण की अवस्था में होती हैं, परंतु मापन के समय केवल एक निश्चित परिणाम ही प्राप्त होता है।

प्रमात्रा यान्त्रिकी में तरंग फलन श्रोडिंगर समीकरण के अनुसार निश्चित नियमों से विकसित होता रहता है, जो विभिन्न अवस्थाओं के रैखिक अध्यारोपण के रूप में होता है। किंतु वास्तविक प्रयोगों में भौतिक प्रणाली हमेशा एक निश्चित अवस्था में ही पाई जाती है। मापन के पश्चात तरंग फलन का भविष्य का विकास उसी निश्चित अवस्था पर आधारित होता है जो मापन के समय प्रकट हुई थी। इसका अर्थ यह है कि मापन प्रणाली के साथ "कुछ विशेष" करता है, जो श्रोडिंगर समीकरण द्वारा वर्णित विकास का स्पष्ट परिणाम नहीं दिखता। मापन समस्या यह वर्णित करती है कि वह "विशेष प्रक्रिया" क्या है, जिसके द्वारा अनेक संभावित मानों का अध्यारोपण एकल मापित मान में परिवर्तित हो जाता है।

इसे अन्य शब्दों में समझें (स्टीवन वैनबर्ग के विचारों के आधार पर): श्रोडिंगर समीकरण किसी भी समय तरंग फलन का निर्धारण करता है। यदि प्रेक्षक और उनके मापन उपकरण स्वयं एक नियतात्मक तरंग फलन द्वारा वर्णित हैं, तो हम मापन के सटीक परिणामों का पूर्वानुमान क्यों नहीं लगा सकते, केवल संभावनाएँ ही क्यों बता सकते हैं? एक व्यापक प्रश्न यह है: क्वांटम वास्तविकता और पारंपरिक वास्तविकता के बीच समानता कैसे स्थापित की जा सकती है?

 श्रोडिंगर की बिल्ली 
श्रोडिंगर की बिल्ली नामक एक काल्पनिक प्रयोग मापन समस्या को स्पष्ट करता है। इसमें एक युक्ति इस प्रकार बनाई गई है कि यदि कोई क्वांटम घटना (जैसे किसी रेडियोधर्मी परमाणु का क्षय) होती है, तो वह एक बिल्ली को मार देगी। इस युक्ति और बिल्ली को एक बंद बक्से में रखा जाता है, इसलिए बिल्ली का भाग्य तब तक अज्ञात रहता है जब तक बक्सा नहीं खोला जाता। प्रेक्षण से पहले, क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, परमाणु क्वांटम अध्यारोपण की अवस्था में होता है—यानी क्षयित और अक्षयित अवस्थाओं का एक रैखिक संयोजन। इसी सिद्धांत के अनुसार, परमाणु-युक्ति-बिल्ली की संयुक्त प्रणाली भी संयुक्त अवस्थाओं के अध्यारोपण द्वारा वर्णित होती है। अतः बिल्ली को एक अध्यारोपण में होना चाहिए—"अक्षयित परमाणु–जीवित बिल्ली" और "क्षयित परमाणु–मृत बिल्ली" नामक दो अवस्थाओं का रैखिक संयोजन। किंतु जब बक्सा खोला जाता है, तो बिल्ली या तो जीवित होती है या मृत—कोई अध्यारोपण प्रेक्षित नहीं होता। मापन के बाद बिल्ली निश्चित रूप से जीवित या मृत होती है।

यह परिदृश्य मापन समस्या को उजागर करता है: एक अनिश्चित अध्यारोपण से अंततः एक निश्चित परिणाम कैसे प्राप्त होता है? यह क्वांटम मापन से जुड़े अन्य प्रश्नों को भी दर्शाता है, जैसे: मापन वास्तव में कब होता है? क्या जब बिल्ली का प्रेक्षण किया गया? मापन उपकरण की परिभाषा क्या है? क्या रेडियोधर्मी क्षय का पता लगाने वाली युक्ति? क्या बिल्ली स्वयं? क्या वह बंद बक्सा? प्रेक्षक की भूमिका क्या है?


 संदर्भ