Dalga işlevinin çöküşü
Tarih ve içerik

Dalga fonksiyonu çöküşü kavramı, Werner Heisenberg tarafından 1927 tarihli "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik" adlı belirsizlik ilkesi hakkındaki makalesinde tanıtıldı ve John von Neumann tarafından 1932 tarihli "Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik" incelemesinde kuantum mekaniğinin matematiksel formülasyonuna dahil edildi. Heisenberg, dalga fonksiyonunun çöküşünün tam olarak ne anlama geldiğini belirlemeye çalışmadı. Ancak bunun fiziksel bir süreç olarak anlaşılmaması gerektiğini vurguladı. Niels Bohr ayrıca defalarca "resimsel bir temsilden" vazgeçmemiz gerektiği konusunda uyardı ve belki de çöküşü fiziksel değil, biçimsel bir süreç olarak yorumladı.
Heisenberg ile tutarlı olarak, von Neumann iki dalga fonksiyonu değişikliği süreci olduğunu öne sürdü:
Yukarıda özetlendiği gibi, gözlem ve ölçümün getirdiği olasılıksal, birimsel olmayan, yerel olmayan, süreksiz değişim.
Schrödinger denklemine (veya göreli bir eşdeğerine, örneğin Dirac denklemine) uyan izole edilmiş bir sistemin deterministik, üniter, sürekli zaman evrimi.
Genel olarak, kuantum sistemleri, klasik tanımlara en yakın olan temel durumların süperpozisyonları içinde bulunur ve ölçümün yokluğunda Schrödinger denklemine göre gelişir. Bununla birlikte, bir ölçüm yapıldığında, dalga fonksiyonu - bir gözlemcinin bakış açısından - temel durumlardan yalnızca birine çöker ve ölçülen özellik benzersiz bir şekilde o belirli durumun özdeğerini,  \lambda _{i}'i elde eder. Çöküşten sonra, sistem tekrar Schrödinger denklemine göre gelişir.
Von Neumann, nesne ve ölçüm aletinin etkileşimini açıkça ele alarak, dalga fonksiyonu değişikliğinin iki sürecinin tutarlılığını yaratmaya çalıştı.
Dalga işlevinin çökmesiyle tutarlı bir kuantum mekaniği ölçüm şemasının "olasılığını" kanıtlayabildi. Ancak böyle bir çöküşün “gerekliliğini” kanıtlamadı. Von Neumann'ın projeksiyon varsayımı genellikle kuantum ölçümünün normatif bir açıklaması olarak sunulsa da, 1930'larda mevcut olan deneysel kanıtlar dikkate alınarak tasarlandı (özellikle Compton-Simon deneyi paradigmatikti), ancak günümüzün birçok önemli ölçüm prosedürü onu tatmin etmiyor (ikinci tür ölçümler olarak adlandırılır).
dalga fonksiyonu çöküşünün varlığı aşağıdaki durumlarda gereklidir:
Kopenhag yorumu
objektif çöküş yorumları
işlemsel yorum
von Neumann–Wigner yorumu (bilincin çökmeye neden olduğu).
Öte yandan, çökme, aşağıdaki durumlarda gereksiz veya isteğe bağlı bir yaklaşım olarak kabul edilir:
tutarlı tarihler yaklaşımı, kendi adını taşıyan "Kopenhag doğru yapıldı"
Bohm yorumu
birçok dünya yorumu
topluluk yorumu
ilişkisel kuantum mekaniği yorumu
Dalga fonksiyonunun çökmesi ifadesiyle tanımlanan olaylar kümesi, kuantum mekaniğinin yorumlanmasında temel bir problemdir ve ölçüm problemi olarak bilinir.
Kopenhag Yorumunda çökmenin, klasik sistemlerle (ölçümlerin özel bir durumu olduğu) etkileşimin özel bir özelliği olduğu varsayılır. Matematiksel olarak, çökmenin, gözlemlenebilirlerin Boole cebirlerine sahip sistemler olarak kuantum teorisi içinde modellenen klasik bir sistemle etkileşime eşdeğer olduğu ve koşullu bir beklenti değerine eşdeğer olduğu gösterilebilir.
Everett'in çoklu dünyalar yorumu, çökme sürecini bir kenara atarak bununla ilgilenir, böylece ölçüm aygıtı ile sistem arasındaki ilişkiyi, kuantum mekaniğinin doğrusal yasaları evrensel olarak geçerli olacak şekilde yeniden formüle eder; yani, bir kuantum sisteminin evrimleştiği tek süreç, Schrödinger denklemi veya bazı göreli eşdeğerleri tarafından yönetilir.
Kuantum mekaniği sistemlerinin evriminin genel bir açıklaması, yoğunluk operatörleri ve kuantum işlemleri kullanılarak mümkündür. Bu biçimcilikte (C*-cebirsel biçimcilikle yakından ilişkilidir), dalga fonksiyonunun çökmesi üniter olmayan bir kuantum işlemine karşılık gelir. C* biçimciliği içinde bu üniter olmayan süreç, cebirin önemsiz olmayan bir merkez veya klasik gözlemlenebilirlere karşılık gelen merkezileştiricinin merkezini kazanmasına eşdeğerdir.
Dalga fonksiyonuna atfedilen önem yorumdan yoruma değişir ve hatta bir yorum içinde bile değişir (Kopenhag Yorumu gibi). Dalga fonksiyonu yalnızca bir gözlemcinin evren hakkındaki bilgisini kodluyorsa, dalga fonksiyonunun çökmesi yeni bilgilerin alınmasına karşılık gelir. Bu, klasik "dalga fonksiyonunun", mutlaka bir dalga denklemine uyma zorunluluğu olmaması dışında, klasik fizikteki duruma biraz benzer. Dalga fonksiyonu bir anlamda ve bir ölçüde fiziksel olarak gerçekse, dalga fonksiyonunun çökmesi de aynı ölçüde gerçek bir süreç olarak görülür.