Interpretarea Copenhaga este o exprimare a înțelesurilor mecanicii cuantice care a fost în mare parte concepută din 1925 până în 1927 de către Niels Bohr și Werner Heisenberg și care rămâne una dintre cele mai acceptate interpretări ale mecanicii cuantice.Siddiqui, Shabnam; Singh, Chandralekha (2017). "How diverse are physics instructors' attitudes and approaches to teaching undergraduate level quantum mechanics?". European Journal of Physics. 38 (3). doi:10.1088/1361-6404/aa6131.Wimmel, Hermann (1992). Quantum Physics & Observed Reality: A Critical Interpretation of Quantum Mechanics. World Scientific. p. 2. Bibcode:1992qpor.book.....W. ISBN 978-981-02-1010-6.
Conform Interpretării Copenhaga, sistemele fizice nu au în general proprietăți clare înainte de a fi măsurate, iar mecanica cuantică nu poate prezice decât distribuția probabilității posibilelor rezultate ale unei anumite măsurări. Actul măsurării afectează sistemul, cauzând setul probabilităților să se reducă la numai una dintre posibilele valori imediat după măsurare. Această caracteristică este cunoscută drept colapsul funcției de undă.
Au existat multe obiecții la adresa Interpretării Copenhaga de-a lungul anilor. Acestea includ: salturi discontinue când are loc o observare, elementul probabilistic introdus în urma observării, subiectivitatea necesității unui observator, dificultatea definirii unui aparat de măsurat, și nevoia invocării fizicii clasice pentru a descrie "laboratorul" în care rezultatele sunt măsurate.
Alternative la Interpretarea Copenhaga includ interpretarea multiple-lumi, teoria De Broglie-Bohm (undă-pilot), Bayesianism-ul cuantic, și teoriile decoerenței cuantice.
Context Max Planck, Albert Einstein și Niels Bohr au postulat apariția energiei în cantități discrete (cuante) pentru a explica fenomene precum spectrul radiației corpurilor negre, efectul fotoelectric, și stabilitatea și spectrele atomilor. Aceste fenomene nu au putut fi explicate de către fizica clasică și au apărut chiar să fie în contradicție cu ea. Chiar dacă particulele elementare arată proprietăți previzibile în multe experimente, ele devin extrem de neprevăzute în altele, cum ar fi încercările de a identifica traiectorile unor particule individuale printr-un simplu aparat fizic.
Fizica clasică face o distincție între particule și unde și, de asemenea, se bazează pe continuitatea și determinismul fenomenelor naturale. La începutul secolului XX, fenomene atomice și subatomice noi descoperite păreau să sfideze aceste concepții. Între 1925 și 1926, mecanica cuantică a fost inventată ca un formalism matematic ce descria cu exactitate experimentele, dar care apărea să respingă aceste concepții clasice. În schimb, afirmă că probabilitatea și discontinuitatea sunt fundamentale în lumea fizică. Fizica clasică se bazează și pe cauzalitate. Poziția cauzalității în mecanica cuantică este disputată.
Mecanica cuantică nu poate fi exprimată facil în limbajul curent și a fost adesea descrisă de fizicieni ca fiind contraintuitivă, inclusiv de către întemeietorii ei.Werner Heisenberg, Physics and Philosophy (1958): "I remember discussions with Bohr which went through many hours till very late at night and ended almost in despair; and when at the end of the discussion I went alone for a walk in the neighbouring park I repeated to myself again and again the question: Can nature possibly be so absurd as it seemed to us in these atomic experiments?"
Interpretarea Copenhaga intenționează să indice moduri adecvate de a gândi și de a vorbi despre înțelesul fizic al formulărilor matematice ale mecanicii cuantice și ale rezultatelor experimentale aferente. Oferă tot respectul discontinuității, probabilității și dualismului undă-particulă, iar în anumite privințe, neagă cauzalitatea.
Originea termenului Werner Heisenberg i-a fost asistent lui Niels Bohr la institutul său în Copenhaga în anii 20' când au ajutat la conceperea teoriei mecanicii cuantice. În 1929, Heisenberg a fost invitat să țină o serie de cursuri la Universitatea din Chicago unde a explicat noul domeniu al mecanicii cuantice. Cursurile i-au fost după baza cărții sale, The Physical Principles of the Quantum Theory, publicată în 1930.J. Mehra și H. Rechenberg, The historical development of quantum theory, Springer-Verlag, 2001, pg. 271. În prefața cărții, Heisenberg a scris:În ansamblu, cartea nu conține nimic care nu poate fi găsit în publicațiile anterioare, în special în investigațiile lui Bohr. Scopul cărții mi se pare a fi îndeplinit dacă contribuie într-o oarecare măsură la răspândirea acelui "Kopenhagener Geist der Quantentheorie" [i.e. spiritul de la Copenhaga al teoriei cuantice] dacă ar fi să mă exprim așa, care a direcționat întreaga dezvoltare a fizicii atomice moderne.Termenul "interpretarea Copenhaga" sugerează ceva mai mult decât un spirit, cum ar fi un set definit de reguli pentru interpretarea formalismului matematic al mecanicii cuantice, probabil datând din anii 1920. Cu toate acestea, nu există astfel de texte, în afară de câteva prelegeri informale ale lui Bohr și Heisenberg, care se contrazic reciproc cu privire la mai multe aspecte importante. S-ar părea că termenul specific, cu sensul său mai clar, ar fi fost inventat de către Heisenberg în anii 1950Howard, Don (2004). "Who invented the Copenhagen Interpretation? A study in mythology" (PDF). Philosophy of Science. 71(5): 669–682. CiteSeerX 10.1.1.164.9141. doi:10.1086/425941. JSTOR 10.1086/425941., în timp ce critica "interpretări" alternative (ex., cea a lui David BohmBohm, David (1952). "A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of 'Hidden' Variables. I & II". Physical Review. 85 (2): 166–193. Bibcode:1952PhRv...85..166B. doi:10.1103/PhysRev.85.166.) care fuseseră dezvoltate.H. Kragh, Quantum generations: A History of Physics in the Twentieth Century, Princeton University Press, 1999, p. 210. ("the term 'Copenhagen interpretation' was not used in the 1930s but first entered the physicist’s vocabulary in 1955 when Heisenberg used it in criticizing certain unorthodox interpretations of quantum mechanics.") Prelegeri cu titlurile "Interpretarea Copenhaga a Teoriei Cuantice" și "Critici și Contrapropuneri pentru Interpretarea Copenhaga", pe care Heisenberg le-a ținut în 1955, sunt retipărite în colecția Physics and Philosophy.Werner Heisenberg, Physics and Philosophy, Harper, 1958 Înainte de lansarea cărții, Heisenberg și-a exprimat în privat regretul de a fi utilizat termenul din cauză că sugera existența altor interpretări pe care el le considera un "nonsens".Olival Freire Jr., "Science and exile: David Bohm, the hot times of the Cold War, and his struggle for a new interpretation of quantum mechanics", Historical Studies on the Physical and Biological Sciences, Volume 36, Number 1, 2005, pp. 31–35. ("I avow that the term ‘Copenhagen interpretation’ is not happy since it could suggest that there are other interpretations, like Bohm assumes. We agree, of course, that the other interpretations are nonsense, and I believe that this is clear in my book, and in previous papers. Anyway, I cannot now, unfortunately, change the book since the printing began enough time ago.")
Statutul curent al termenului Potrivit unui adversar al interpretării Copenhaga, John G. Cramer, "În ciuda unei literaturi extinse care se referă la, discută și critică interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice, nicăieri nu pare să existe vreo declarație concisă care să definească pe de-a întregul interpretarea Copenhaga."Cramer, John G. (1986). "The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics". Reviews of Modern Physics. 58 (3): 649. Bibcode:1986RvMP...58..647C. doi:10.1103/revmodphys.58.647. Arhivat de la original pe 08-11-2012.
Principii
Nu există o definiție concretă a Interpretării Copenhaga, ci ea se compune din punctele de vedere ale unor oameni de știință și filozofi dezvoltate în timpul celui de-al doilea sfert al secolului XX. Bohr și Heisenberg nu au fost niciodată întru totul de acord despre cum poate fi înțeles formalismul matematic al mecanicii cuantice, iar Bohr chiar s-a distanțat la un moment dat de ceea ce el considera a fi interpretarea mai subiectivă a lui Heisenberg. Stanford Encyclopedia of Philosophy
Diferiți comentatori și cercetători i-au asociat variate idei, iar Asher Peres a remarcat că opinii foarte distincte, uneori contradictorii, sunt prezentate drept "Interpretarea Copenhaga"."Par să existe tot atâtea Intrepretări Copenhaga diferite câte persoane folosesc acest termen, probabil chiar mai multe. De exemplu, în două articole clasice despre fundamentele mecanicii cuantice, Ballentine (1970) și Stapp (1972) oferă definiții diametral opuse “Interpretării Copenhaga.”", A. Peres, Experimentul lui Popper și Interpretarea Copenhaga, Stud. History Philos. Modern Physics 33 (2002) 23, preprint
Câteva principii general acceptate ca parte a interpretării includ:
O funcție de unde reprezintă starea sistemului. Ea înglobează tot ce se poate ști despre acel sistem înainte de observare; nu există alți "parametri ascunși"."... for the ″hidden parameters″ of Bohm's interpretation are of such a kind that they can never occur in the description of real processes, if the quantum theory remains unchanged." Heisenberg, W. (1955). The development of the quantum theory, pp. 12–29 in Niels Bohr and the Development of Physics, ed. W. Pauli with the assistance of L. Rosenfeld and V. Weisskopf, Pergamon, London, at p. 18. Funcția de undă evoluează lin în timp fiind totodată izolată de alte sisteme. Proprietățile sistemului sunt supuse unui principiu al incompatibilității. Anumite proprietăți nu pot fi definite simultan pentru același sistem în același timp. Incompatibilitatea este exprimată cantitativ prin principiul incertitudinii al lui Heisenberg. De exemplu, dacă o particulă la un anumit moment are o locație clară, este lipsit de sens să vorbim despre impulsul ei în acea clipă. În timpul unei observații, sistemul trebuie să interacționeze cu un dispozitiv de laborator. Atunci când dispozitivul face o măsurare, funcția de undă a sistemelor se spune că se "colapsează" [i.e., se prăbușește] sau se reduce în mod ireversibil la o eigenstate (stare proprie) a observabilului care este înregistrat."It is well known that the 'reduction of the wave packets' always appears in the Copenhagen interpretation when the transition is completed from the possible to the actual. The probability function, which covered a wide range of possibilities, is suddenly reduced to a much narrower range by the fact that the experiment has led to a definite result, that actually a certain event has happened. In the formalism this reduction requires that the so-called interference of probabilities, which is the most characteristic phenomena [sic] of quantum theory, is destroyed by the partly undefinable and irreversible interactions of the system with the measuring apparatus and the rest of the world." Heisenberg, W. (1959/1971). Criticism and counterproposals to the Copenhagen interpretation of quantum theory, Chapter 8, pp. 114–128, in Physics and Philosophy: the Revolution in Modern Science, third impression 1971, George Allen & Unwin, London, at p. 125.