कोपेनहेगन इंटरप्रिटेशन क्वांटम यांत्रिकी की व्याख्या है जिसे 1927 में नील्स बोहर और वर्नर हाइजेनबर्ग द्वारा तैयार किया गया था जब वैज्ञानिक कोपेनहेगन में एक साथ काम कर रहे थे। बोहर और हाइजेनबर्ग एम। बॉर्न द्वारा तैयार किए गए फ़ंक्शन की संभाव्य व्याख्या में सुधार करने में सक्षम थे और तरंग-कण द्वैत के कारण उत्पन्न होने वाले कई सवालों के जवाब देने की कोशिश की। यह लेख क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या के मुख्य विचारों और आधुनिक भौतिकी पर उनके प्रभाव पर विचार करेगा।
समस्याएं
क्वांटम यांत्रिकी की व्याख्याओं को भौतिक दुनिया का वर्णन करने वाले सिद्धांत के रूप में क्वांटम यांत्रिकी की प्रकृति पर दार्शनिक विचार कहा जाता है। उनकी मदद से, भौतिक वास्तविकता के सार, इसके अध्ययन की विधि, कार्य-कारण और नियतत्ववाद की प्रकृति के साथ-साथ आंकड़ों के सार और क्वांटम यांत्रिकी में इसके स्थान के बारे में सवालों के जवाब देना संभव था। क्वांटम यांत्रिकी को विज्ञान के इतिहास में सबसे अधिक गुंजयमान सिद्धांत माना जाता है, लेकिन इसकी गहरी समझ में अभी भी कोई सहमति नहीं है। क्वांटम यांत्रिकी की कई व्याख्याएँ हैं, औरआज हम उनमें से सबसे लोकप्रिय से परिचित होंगे।
मुख्य विचार
जैसा कि आप जानते हैं, भौतिक दुनिया में क्वांटम वस्तुएं और शास्त्रीय मापक यंत्र होते हैं। माप उपकरणों की स्थिति में परिवर्तन सूक्ष्म वस्तुओं की विशेषताओं को बदलने की अपरिवर्तनीय सांख्यिकीय प्रक्रिया का वर्णन करता है। जब कोई सूक्ष्म वस्तु मापने वाले उपकरण के परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करती है, तो सुपरपोजिशन एक अवस्था में कम हो जाती है, यानी मापने वाली वस्तु का तरंग कार्य कम हो जाता है। श्रोडिंगर समीकरण इस परिणाम का वर्णन नहीं करता है।
कोपेनहेगन व्याख्या के दृष्टिकोण से, क्वांटम यांत्रिकी सूक्ष्म-वस्तुओं का स्वयं वर्णन नहीं करता है, बल्कि उनके गुणों का वर्णन करता है, जो अवलोकन के दौरान विशिष्ट माप उपकरणों द्वारा बनाई गई मैक्रो स्थितियों में खुद को प्रकट करते हैं। परमाणु वस्तुओं के व्यवहार को उन माप उपकरणों के साथ उनकी बातचीत से अलग नहीं किया जा सकता है जो घटना के घटित होने की स्थिति को ठीक करते हैं।
क्वांटम यांत्रिकी पर एक नज़र
क्वांटम यांत्रिकी एक स्थिर सिद्धांत है। यह इस तथ्य के कारण है कि सूक्ष्म वस्तु के मापन से उसकी अवस्था में परिवर्तन होता है। तो तरंग फ़ंक्शन द्वारा वर्णित वस्तु की प्रारंभिक स्थिति का एक संभाव्य विवरण है। क्वांटम यांत्रिकी में जटिल तरंग फ़ंक्शन एक केंद्रीय अवधारणा है। तरंग फ़ंक्शन एक नए आयाम में बदल जाता है। इस माप का परिणाम एक संभाव्य तरीके से तरंग फ़ंक्शन पर निर्भर करता है। केवल तरंग फ़ंक्शन के मापांक के वर्ग का भौतिक महत्व है, जो इस संभावना की पुष्टि करता है कि अध्ययन किया गया हैसूक्ष्म वस्तु अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थान पर स्थित होती है।
क्वांटम यांत्रिकी में, तरंग कार्य के संबंध में कार्य-कारण का नियम पूरा होता है, जो प्रारंभिक स्थितियों के आधार पर समय में बदलता रहता है, न कि कण वेग निर्देशांक के संबंध में, जैसा कि यांत्रिकी की शास्त्रीय व्याख्या में है। इस तथ्य के कारण कि केवल तरंग फ़ंक्शन के मापांक का वर्ग भौतिक मूल्य से संपन्न है, इसके प्रारंभिक मूल्यों को सिद्धांत रूप में निर्धारित नहीं किया जा सकता है, जिससे क्वांटम प्रणाली की प्रारंभिक स्थिति के बारे में सटीक ज्ञान प्राप्त करना कुछ असंभव हो जाता है।.
दार्शनिक आधार
दार्शनिक दृष्टिकोण से, कोपेनहेगन व्याख्या का आधार ज्ञानमीमांसा सिद्धांत हैं:
- अवलोकन। इसका सार उन कथनों के भौतिक सिद्धांत से बहिष्करण में निहित है जिन्हें प्रत्यक्ष अवलोकन द्वारा सत्यापित नहीं किया जा सकता है।
- अतिरिक्त। मान लें कि सूक्ष्म जगत की वस्तुओं की तरंग और कणिका विवरण एक दूसरे के पूरक हैं।
- अनिश्चितताएं। कहते हैं कि सूक्ष्म-वस्तुओं के निर्देशांक और उनकी गति को अलग-अलग और पूर्ण सटीकता के साथ निर्धारित नहीं किया जा सकता है।
- स्थिर नियतत्ववाद। यह मानता है कि भौतिक प्रणाली की वर्तमान स्थिति अपने पिछले राज्यों द्वारा स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं होती है, लेकिन केवल अतीत में निर्धारित परिवर्तन के रुझानों के कार्यान्वयन की एक निश्चित डिग्री की संभावना के साथ निर्धारित होती है।
- मिलान। इस सिद्धांत के अनुसार, क्वांटम यांत्रिकी के नियम शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों में बदल जाते हैं, जब कार्रवाई की मात्रा के परिमाण की उपेक्षा करना संभव होता है।
लाभ
क्वांटम भौतिकी में, प्रायोगिक सेटअप के माध्यम से प्राप्त परमाणु वस्तुओं के बारे में जानकारी एक दूसरे के साथ एक अजीबोगरीब संबंध में है। वर्नर हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता संबंधों में, शास्त्रीय यांत्रिकी में एक भौतिक प्रणाली की स्थिति को निर्धारित करने वाले गतिज और गतिशील चर को ठीक करने में अशुद्धियों के बीच एक विपरीत आनुपातिकता है।
क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या का एक महत्वपूर्ण लाभ यह तथ्य है कि यह भौतिक रूप से अचूक मात्राओं के बारे में सीधे विस्तृत बयानों के साथ काम नहीं करता है। इसके अलावा, न्यूनतम पूर्वापेक्षाओं के साथ, यह एक वैचारिक प्रणाली का निर्माण करता है जो इस समय उपलब्ध प्रयोगात्मक तथ्यों का विस्तृत वर्णन करता है।
वेव फंक्शन का अर्थ
कोपेनहेगन व्याख्या के अनुसार, वेव फंक्शन दो प्रक्रियाओं के अधीन हो सकता है:
- एकात्मक विकास, जिसे श्रोडिंगर समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है।
- मापना।
किसी को भी वैज्ञानिक समुदाय में पहली प्रक्रिया के बारे में संदेह नहीं था, और दूसरी प्रक्रिया ने चर्चा की और चेतना की कोपेनहेगन व्याख्या के ढांचे के भीतर भी कई व्याख्याओं को जन्म दिया। एक ओर, यह मानने का हर कारण है कि तरंग कार्य एक वास्तविक भौतिक वस्तु के अलावा और कुछ नहीं है, और दूसरी प्रक्रिया के दौरान यह ढह जाता है। दूसरी ओर, तरंग फ़ंक्शन एक वास्तविक इकाई नहीं हो सकता है, लेकिन एक सहायक गणितीय उपकरण हो सकता है, जिसका एकमात्र उद्देश्यसंभावना की गणना करने की क्षमता प्रदान करना है। बोह्र ने जोर दिया कि केवल एक चीज की भविष्यवाणी की जा सकती है वह है भौतिक प्रयोगों का परिणाम, इसलिए सभी माध्यमिक मुद्दों को सटीक विज्ञान से नहीं, बल्कि दर्शन से संबंधित होना चाहिए। उन्होंने अपने विकास में प्रत्यक्षवाद की दार्शनिक अवधारणा को स्वीकार किया, जिसके लिए आवश्यक था कि विज्ञान केवल वास्तव में मापने योग्य चीजों पर चर्चा करे।
डबल स्लिट प्रयोग
टू-स्लिट प्रयोग में, दो स्लिट्स से गुजरने वाला प्रकाश स्क्रीन पर पड़ता है, जिस पर दो इंटरफेरेंस फ्रिंज दिखाई देते हैं: डार्क और लाइट। इस प्रक्रिया को इस तथ्य से समझाया गया है कि कुछ जगहों पर प्रकाश तरंगें परस्पर बढ़ सकती हैं, और दूसरों में एक दूसरे को रद्द कर सकती हैं। दूसरी ओर, प्रयोग से पता चलता है कि प्रकाश में प्रवाह भाग के गुण होते हैं, और इलेक्ट्रॉन एक हस्तक्षेप पैटर्न देते हुए तरंग गुण प्रदर्शित कर सकते हैं।
यह माना जा सकता है कि प्रयोग इतनी कम तीव्रता के फोटॉन (या इलेक्ट्रॉनों) की एक धारा के साथ किया जाता है कि हर बार केवल एक कण स्लॉट से गुजरता है। फिर भी, उन बिंदुओं को जोड़ते समय जहां फोटॉन स्क्रीन से टकराते हैं, वही हस्तक्षेप पैटर्न सुपरइम्पोज़्ड तरंगों से प्राप्त होता है, इस तथ्य के बावजूद कि प्रयोग अलग-अलग कणों से संबंधित है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हम एक "संभाव्य" ब्रह्मांड में रहते हैं, जिसमें भविष्य की हर घटना की संभावना की एक पुनर्वितरित डिग्री होती है, और संभावना है कि कुछ पूरी तरह से अप्रत्याशित समय के अगले क्षण में घटित होगा।
प्रश्न
भट्ठा अनुभव ऐसे डालता हैप्रश्न:
- व्यक्तिगत कणों के व्यवहार के लिए क्या नियम होंगे? क्वांटम यांत्रिकी के नियम स्क्रीन के स्थान को इंगित करते हैं जिसमें कण होंगे, सांख्यिकीय रूप से। वे आपको प्रकाश बैंड के स्थान की गणना करने की अनुमति देते हैं, जिसमें कई कण होने की संभावना है, और अंधेरे बैंड, जहां कम कण गिरने की संभावना है। हालांकि, क्वांटम यांत्रिकी को नियंत्रित करने वाले कानून यह अनुमान नहीं लगा सकते हैं कि एक व्यक्तिगत कण वास्तव में कहां समाप्त होगा।
- उत्सर्जन और पंजीकरण के बीच इस समय कण का क्या होता है? प्रेक्षणों के परिणामों के अनुसार, यह धारणा बनाई जा सकती है कि कण दोनों झिल्लियों के साथ अंतःक्रिया कर रहा है। ऐसा लगता है कि यह एक बिंदु कण के व्यवहार की नियमितताओं का खंडन करता है। इसके अलावा, जब एक कण पंजीकृत होता है, तो वह एक बिंदु बन जाता है।
- कण किसके प्रभाव में अपने व्यवहार को स्थिर से गैर-स्थैतिक में बदलता है, और इसके विपरीत? जब कोई कण स्लिट्स से गुजरता है, तो उसका व्यवहार एक ही समय में दोनों स्लिट्स से गुजरने वाले गैर-स्थानीयकृत तरंग फ़ंक्शन द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक कण के पंजीकरण के समय, यह हमेशा एक बिंदु के रूप में तय होता है, और एक धुंधला तरंग पैकेट कभी प्राप्त नहीं होता है।
जवाब
क्वांटम व्याख्या का कोपेनहेगन सिद्धांत निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर देता है:
- क्वांटम यांत्रिकी की भविष्यवाणियों की संभाव्य प्रकृति को समाप्त करना मौलिक रूप से असंभव है। अर्थात्, यह किसी भी गुप्त चर के बारे में मानव ज्ञान की सीमा को सटीक रूप से इंगित नहीं कर सकता है। शास्त्रीय भौतिकी को संदर्भित करता हैउन मामलों में संभाव्यता जब एक प्रक्रिया का वर्णन करना आवश्यक होता है जैसे पासा फेंकना। अर्थात् अपूर्ण ज्ञान का स्थान प्रायिकता ने ले लिया है। हाइजेनबर्ग और बोहर द्वारा क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या, इसके विपरीत, बताती है कि क्वांटम यांत्रिकी में माप का परिणाम मौलिक रूप से गैर-नियतात्मक है।
- भौतिकी एक ऐसा विज्ञान है जो मापन प्रक्रियाओं के परिणामों का अध्ययन करता है। उनके परिणामस्वरूप क्या होता है, इसके बारे में अनुमान लगाना गलत है। कोपेनहेगन व्याख्या के अनुसार, इसके पंजीकरण के क्षण से पहले कण कहाँ था, और इसी तरह के अन्य निर्माणों के बारे में प्रश्न अर्थहीन हैं, और इसलिए उन्हें प्रतिबिंब से बाहर रखा जाना चाहिए।
- माप के कार्य से तरंग फ़ंक्शन का तात्कालिक पतन होता है। इसलिए, माप प्रक्रिया बेतरतीब ढंग से केवल एक संभावनाओं को चुनती है जो किसी दिए गए राज्य के तरंग फ़ंक्शन की अनुमति देती है। और इस विकल्प को प्रतिबिंबित करने के लिए, तरंग फ़ंक्शन को तुरंत बदलना चाहिए।
फॉर्म
कोपेनहेगन व्याख्या के अपने मूल रूप में सूत्रीकरण ने कई विविधताओं को जन्म दिया है। उनमें से सबसे आम लगातार घटनाओं के दृष्टिकोण और क्वांटम डीकोहेरेंस जैसी अवधारणा पर आधारित है। Decoherence आपको मैक्रो- और माइक्रोवर्ल्ड के बीच अस्पष्ट सीमा की गणना करने की अनुमति देता है। शेष विविधताएं "लहर दुनिया के यथार्थवाद" की डिग्री में भिन्न हैं।
आलोचना
आइंस्टाइन, पोडॉल्स्की और द्वारा किए गए एक विचार प्रयोग में क्वांटम यांत्रिकी (हाइजेनबर्ग और बोहर के पहले प्रश्न का उत्तर) की वैधता पर सवाल उठाया गया था।रोसेन (ईपीआर विरोधाभास)। इस प्रकार, वैज्ञानिक यह साबित करना चाहते थे कि छिपे हुए मापदंडों का अस्तित्व आवश्यक है ताकि सिद्धांत तात्कालिक और गैर-स्थानीय "लंबी दूरी की कार्रवाई" की ओर न ले जाए। हालांकि, बेल की असमानताओं द्वारा संभव किए गए ईपीआर विरोधाभास के सत्यापन के दौरान, यह साबित हुआ कि क्वांटम यांत्रिकी सही है, और विभिन्न छिपे हुए चर सिद्धांतों की कोई प्रयोगात्मक पुष्टि नहीं है।
लेकिन सबसे अधिक समस्याग्रस्त उत्तर हाइजेनबर्ग और बोहर के तीसरे प्रश्न का उत्तर था, जिसने माप प्रक्रियाओं को एक विशेष स्थिति में रखा, लेकिन उनमें विशिष्ट विशेषताओं की उपस्थिति का निर्धारण नहीं किया।
कई वैज्ञानिकों, दोनों भौतिकविदों और दार्शनिकों ने क्वांटम भौतिकी की कोपेनहेगन व्याख्या को स्वीकार करने से साफ इनकार कर दिया। इसका पहला कारण यह था कि हाइजेनबर्ग और बोहर की व्याख्या नियतात्मक नहीं थी। और दूसरा यह है कि इसने माप की एक अस्पष्ट धारणा पेश की जिसने प्रायिकता कार्यों को वैध परिणामों में बदल दिया।
आइंस्टीन को यकीन था कि हाइजेनबर्ग और बोहर द्वारा व्याख्या की गई क्वांटम यांत्रिकी द्वारा दी गई भौतिक वास्तविकता का विवरण अधूरा था। आइंस्टीन के अनुसार, उन्हें कोपेनहेगन व्याख्या में कुछ तर्क मिले, लेकिन उनकी वैज्ञानिक प्रवृत्ति ने इसे स्वीकार करने से इनकार कर दिया। इसलिए आइंस्टीन एक और पूर्ण अवधारणा की तलाश करना बंद नहीं कर सके।
बॉर्न को लिखे अपने पत्र में आइंस्टीन ने कहा: "मुझे यकीन है कि भगवान पासा नहीं फेंकते!"। नील्स बोहर ने इस वाक्यांश पर टिप्पणी करते हुए आइंस्टीन से कहा कि भगवान को यह न बताएं कि क्या करना है। और अब्राहम पेस के साथ अपनी बातचीत में, आइंस्टीन ने कहा: "आप वास्तव में सोचते हैं कि चंद्रमा मौजूद हैकेवल जब आप इसे देखते हैं?"।
इरविन श्रोडिंगर एक बिल्ली के साथ एक विचार प्रयोग के साथ आए, जिसके माध्यम से वह उप-परमाणु से सूक्ष्म प्रणालियों में संक्रमण के दौरान क्वांटम यांत्रिकी की हीनता का प्रदर्शन करना चाहते थे। उसी समय, अंतरिक्ष में तरंग समारोह के आवश्यक पतन को समस्याग्रस्त माना जाता था। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, तात्कालिकता और समकालिकता केवल एक पर्यवेक्षक के लिए मायने रखती है जो संदर्भ के एक ही फ्रेम में है। इस प्रकार, ऐसा कोई समय नहीं है जो सभी के लिए एक हो सके, जिसका अर्थ है कि तात्कालिक पतन का निर्धारण नहीं किया जा सकता है।
वितरण
1997 में अकादमिक क्षेत्र में किए गए एक अनौपचारिक सर्वेक्षण से पता चला है कि पहले की प्रमुख कोपेनहेगन व्याख्या, जिसकी संक्षेप में ऊपर चर्चा की गई थी, आधे से भी कम उत्तरदाताओं द्वारा समर्थित थी। हालांकि, व्यक्तिगत रूप से अन्य व्याख्याओं की तुलना में इसके अधिक अनुयायी हैं।
वैकल्पिक
कई भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी की एक और व्याख्या के करीब हैं, जिसे "कोई नहीं" कहा जाता है। इस व्याख्या का सार डेविड मर्मिन की उक्ति में व्यापक रूप से व्यक्त किया गया है: "चुप रहो और गणना करो!", जिसका श्रेय अक्सर रिचर्ड फेनमैन या पॉल डिराक को दिया जाता है।
