בעיית הפרשנות של מכניקת בעיית הפרשנות של מכניקת הקוונטיםהקוונטים

20022002שחר דולב – אוגוסט שחר דולב – אוגוסט

בראשית...בראשית...

נותרו שלוש בעיות נותרו שלוש בעיות 1919בסוף המאה ה-בסוף המאה ה-•בפיסיקהבפיסיקה

מורלימורלי--מיכלסוןמיכלסון ניסוי ניסוי1.1.

קרינת גוף-שחורקרינת גוף-שחור2.2.

האפקט הפוטו אלקטריהאפקט הפוטו אלקטרי3.3.

( הביא לפיתוח תורת היחסות הפרטית( הביא לפיתוח תורת היחסות הפרטית11))•

( הביאו לפיתוח מכניקת הקוונטים( הביאו לפיתוח מכניקת הקוונטים33( ו-)( ו-)22))•

ניסוי שני הסדקיםניסוי שני הסדקיםעם חלקיקים קלאסייםעם חלקיקים קלאסיים

החלקיקים פוגעים החלקיקים פוגעים •במסך בנקודות במסך בנקודות

בדידותבדידות

החלקיקים החלקיקים •מצטברים מול שני מצטברים מול שני

הפתחיםהפתחים

ניסוי שני הסדקיםניסוי שני הסדקיםעם גליםעם גלים

הגל עובר בו זמנית הגל עובר בו זמנית •דרך שני הסדקיםדרך שני הסדקים

מתקבלת תבנית מתקבלת תבנית •התאבכותהתאבכות

התאבכות בונה

התאבכות הורסת

ניסוי שני הסדקיםניסוי שני הסדקיםעם חלקיקים קוואנטייםעם חלקיקים קוואנטיים

החלקיקים פוגעים החלקיקים פוגעים •במסך בנקודות במסך בנקודות

בדידותבדידות

עוצמה נמוכה – בכל עוצמה נמוכה – בכל •עת רק חלקיק אחד עת רק חלקיק אחד

נמצא דרךנמצא דרך

מתקבלת תבנית מתקבלת תבנית •התאבכותהתאבכות

ניסוי שני הסדקיםניסוי שני הסדקיםעם חלקיקים קוואנטייםעם חלקיקים קוואנטיים

כשאחד הפתחים כשאחד הפתחים •חסוםחסום

לא מתקבלת תבנית לא מתקבלת תבנית •התאבכותהתאבכות

כיצד יודע החלקיק כיצד יודע החלקיק • לא לא התחתוןהתחתוןמהפתח מהפתח

להראות תבנית להראות תבנית התאבכות?!התאבכות?!

משוואת שרדינגרמשוואת שרדינגר

מדויקת ביותרמדויקת ביותר•

משוואת גליםמשוואת גלים•

סופרפוזיציה – חלקיק אחד במספר מצביםסופרפוזיציה – חלקיק אחד במספר מצבים•

לינאריתלינארית•

לא כוללת מדידהלא כוללת מדידה•

אי-הוודאות של היזנברגאי-הוודאות של היזנברג•

H

ti

H

ti

עיקרון אי-הוודאות של היזנברגעיקרון אי-הוודאות של היזנברג

ישנם צמדים של ישנם צמדים של •גדלים בטבע שאין גדלים בטבע שאין אנו יכולים למדוד אנו יכולים למדוד בוודאות מלאה בו בוודאות מלאה בו

זמניתזמנית

-

אי הוודאות במיקום

אי וודאות במהירות

למה פרשנויותלמה פרשנויות

כולן מתבססות על משוואת שרדינגרכולן מתבססות על משוואת שרדינגר•

לכולן אותן התחזיות לגבי תוצאות של ניסוייםלכולן אותן התחזיות לגבי תוצאות של ניסויים•

לא ניתן להבחין ביניהן בניסוי!לא ניתן להבחין ביניהן בניסוי!•

נותנות פרוש שונה לישויות היסודיות נותנות פרוש שונה לישויות היסודיות •המתוארות על ידי משוואת שרדינגרהמתוארות על ידי משוואת שרדינגר

פרוש קופנהגןפרוש קופנהגן

משוואת שרדינגרמשוואת שרדינגר•

פרוש סטטיסטי של בורן פרוש סטטיסטי של בורן •

קריסה, בעיית החבר של קריסה, בעיית החבר של •וויגנרוויגנר

•non-localitynon-locality נוגדת את נוגדת את "רוח" תורת היחסות"רוח" תורת היחסות

ספין:ספין:•

::אם נסובב את המגנטים בזווית אם נסובב את המגנטים בזווית •

EPREPRפרוש קופנהגן - פרוש קופנהגן -

xשטרן-גרלך x

x

P =Cos2()

P =1-Cos2()

::EPREPRמערכת מערכת •

זהה זההתמידתמידהספין של שני החלקיקים הספין של שני החלקיקים •

אלא אם נסובב את אחד המגנטיםאלא אם נסובב את אחד המגנטים•

EPREPRפרוש קופנהגן - פרוש קופנהגן -

xx

xx

טענת אינשטיין:טענת אינשטיין:•לחלקיקים יש ספין מרגע פליטתםלחלקיקים יש ספין מרגע פליטתם–מכניקת הקוונטים אינה שלמה היות ואינה מכילה מכניקת הקוונטים אינה שלמה היות ואינה מכילה –

תיאור של ערכי הספין עד למדידהתיאור של ערכי הספין עד למדידה

טענת בוהר:טענת בוהר:•אין לדבר על הספין של החלקיקים עד לרגע בו הם אין לדבר על הספין של החלקיקים עד לרגע בו הם –

נמדדיםנמדדיםריאליזם אינו מתקיים בטבעריאליזם אינו מתקיים בטבע–

EPREPRפרוש קופנהגן - פרוש קופנהגן -

פרוש קופנהגן - אי-שיוויון בלפרוש קופנהגן - אי-שיוויון בל

אי התאמה אי התאמה25%25%: : 303000מסובבים מגנט ימין ב-מסובבים מגנט ימין ב-•

אי התאמה אי התאמה25%25%: : 303000מסובבים מגנט שמאל ב-מסובבים מגנט שמאל ב-•

מסובבים את שני המגנטים בכיוונים מנוגדיםמסובבים את שני המגנטים בכיוונים מנוגדים•

אי התאמה! אי התאמה!75%75%•

לא ניתן להסבר ריאליסטי ללא פעולה מרחוקלא ניתן להסבר ריאליסטי ללא פעולה מרחוק•

הוכיח באמצעים פיסיקליים טענה פילוסופיתהוכיח באמצעים פיסיקליים טענה פילוסופית•

פרוש בוהםפרוש בוהם

משוואת שרדינגרמשוואת שרדינגר•

חלקיק + גל )בניגוד חלקיק + גל )בניגוד •להוכחה מתמטית!(להוכחה מתמטית!(

דטרמיניזםדטרמיניזם•

אבדן הקשר בין תכונות אבדן הקשר בין תכונות •פיסיקליות למציאותפיסיקליות למציאות

תלות בפיזור הקדום של תלות בפיזור הקדום של •הגופיפיםהגופיפים

עולמות מרוביםעולמות מרובים

משוואת שרדינגרמשוואת שרדינגר•

אין קריסהאין קריסה•

פרוש סטטיסטי לא ברורפרוש סטטיסטי לא ברור•

"נפשות מרובות""נפשות מרובות"•

GRWGRWדינאמיקה שונה, למשל דינאמיקה שונה, למשל

משוואת שרדינגר + קריסהמשוואת שרדינגר + קריסה•

לא מתיישב עם תורת היחסות!לא מתיישב עם תורת היחסות!•

בעצם לא פרשנות...בעצם לא פרשנות...•

שני ווקטוריםשני ווקטורים

משוואת שרדינגר בשני משוואת שרדינגר בשני •חלקים: אחד מהעבר לעתיד חלקים: אחד מהעבר לעתיד

ואחד מהעתיד לעברואחד מהעתיד לעבר

התייחסות לתוצאות התייחסות לתוצאות •העתידיותהעתידיות

סתום ת'פה וחשבסתום ת'פה וחשב ((Shut up and CalculateShut up and Calculate))

וויתור על ניסיון להסביר את העולםוויתור על ניסיון להסביר את העולם•

תפישה פונקציונלית, מעשית של המדעתפישה פונקציונלית, מעשית של המדע•

סיכוםסיכום

מלבד הפרשנויות בעלות דינאמיקה שונה מלבד הפרשנויות בעלות דינאמיקה שונה •((GRWGRW)) אין אפשרות להבחין בין הפרשנויות , אין אפשרות להבחין בין הפרשנויות ,

השונותהשונות

בעצם, גם לפני מכניקת הקוונטים היו בעיות בעצם, גם לפני מכניקת הקוונטים היו בעיות •פרשנות )ניוטון, מקסוול(פרשנות )ניוטון, מקסוול(

בעיית הפרשנות מדגישה את חוסר האפשרות בעיית הפרשנות מדגישה את חוסר האפשרות • את המציאות את המציאותלהסבירלהסבירשל הפיסיקה של הפיסיקה