Filozofické Problémy V Kvantovej Teórii

2023 Autor: Noah Black | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-08-25 04:39

Vstupná navigácia

• Obsah vstupu
• Bibliografia
• Akademické nástroje
• Náhľad priateľov PDF
• Informácie o autorovi a citácii
• Späť na začiatok

Filozofické problémy v kvantovej teórii

Prvýkrát publikované 25. júla 2016

Tento článok predstavuje prehľad filozofických problémov nastolených kvantovou teóriou, ktoré majú slúžiť ako ukazovateľ dôkladnejšej liečby ďalších záznamov v Stanfordskej encyklopédii filozofie.

• 1. Úvod

• 2. Kvantová teória

  • 2.1 Kvantové stavy a klasické stavy
  • 2.2 Kvantová mechanika a teória kvantového poľa
  • 2.3 Vývoj kvantového stavu
• 3. Zapletenie, nelokalita a neoddeliteľnosť

• 4. Problém merania

  • 4.1 Sformulovaný problém merania
  • 4.2 Prístupy k problému merania
  • 4.3 Úloha decoherencie
  • 4.4 Porovnanie prístupov k problému merania

• 5. Ontologické problémy

  • 5.1 Otázka kvantového realizmu štátu.
  • 5.2 Ontologická kategória kvantových stavov
• 6. Kvantové výpočty a kvantová informačná teória
• 7. Rekonštrukcie kvantovej mechaniky a ďalšie
• Bibliografia
• Akademické nástroje
• Ďalšie internetové zdroje
• Súvisiace záznamy

1. Úvod

Napriek jej štatútu ako základnej súčasti súčasnej fyziky neexistuje medzi fyzikmi ani filozofmi fyziky konsenzus v otázke toho, čo, ak vôbec niečo, nám empirický úspech kvantovej teórie hovorí o fyzickom svete. To vedie k zbierke filozofických otázok známych ako „interpretácia kvantovej mechaniky“. Táto terminológia by nemala byť uvedená do omylu, keď si myslíme, že to, čo máme, je neinterpretovaný matematický formalizmus bez spojenia s fyzickým svetom. Skôr existuje spoločné jadro interpretácie, ktoré pozostáva z receptov na výpočet pravdepodobnosti výsledkov experimentov vykonaných na systémoch podrobených určitým postupom prípravy štátu. To, čo sa často označuje ako rôzne „interpretácie“kvantovej mechaniky, sa líši v tom, čo, ak vôbec, sa pridá do spoločného jadra. Pravdepodobne dva hlavné prístupy, teórie skrytých premenných a teórie kolapsu, zahŕňajú formuláciu fyzikálnych teórií odlišných od štandardnej kvantovej mechaniky; Preto je terminológia „tlmočenia“ešte nevhodnejšia.

Veľa z filozofickej literatúry spojenej s kvantovou teóriou sa sústreďuje na problém, či by sme mali teóriu alebo jej vhodné rozšírenie alebo revíziu v reálnom vyjadrení skonštruovať, a ak áno, ako by sa to malo urobiť. Rôzne prístupy k „problému merania“navrhujú odlišné odpovede na tieto otázky. Existujú však aj ďalšie otázky filozofického záujmu. Patrí sem zameranie kvantovej nelokality na naše chápanie priestoročasovej štruktúry a kauzality, otázka ontologického charakteru kvantových stavov, implikácie kvantovej mechaniky pre teóriu informácií a úloha umiestnenia kvantovej teórie s ohľadom na iné teórie, skutočné a hypotetický. V nasledujúcom texte sa dotkneme každej z týchto tém, pričom hlavným cieľom bude poskytnúť vstup do príslušnej literatúry,vrátane záznamov Stanfordskej encyklopédie o týchto témach.

2. Kvantová teória

V tejto časti uvádzame stručný úvod do kvantovej teórie; pozri úvod o kvantovej mechanike pre podrobnejší úvod.

2.1 Kvantové stavy a klasické stavy

V klasickej fyzike je s ktorýmkoľvek fyzickým systémom spojený stavový priestor, ktorý predstavuje množstvo možných spôsobov priradenia hodnôt dynamickým premenným, ktoré charakterizujú stav systému. Napríklad pre systém pozostávajúci z (n) bodových častíc je stav systému daný špecifikovaním pozícií a momentov všetkých častíc vzhľadom na nejaký referenčný rámec. Pre systémy s veľkým stupňom voľnosti môže byť úplná špecifikácia stavu systému nedostupná alebo nepraktická; klasická štatistická mechanika sa zaoberá takouto situáciou vyvolaním rozdelenia pravdepodobnosti cez stavový priestor systému. Rozdelenie pravdepodobnosti, ktoré niektorým fyzickým veličinám priraďuje akúkoľvek pravdepodobnosť inú ako jedna alebo nula, sa považuje za neúplnú špecifikáciu stavu systému.

V kvantovej mechanike sú veci rôzne. Neexistujú žiadne kvantové stavy, ktoré priraďujú definitívne hodnoty všetkým fyzikálnym veličinám a pravdepodobnosti sú zabudované do štandardnej formulácie teórie. Konštrukcia kvantovej teórie nejakého fyzického systému prebieha najprv spojením dynamických stupňov slobody s operátormi na vhodne skonštruovanom Hilbertovom priestore (podrobnosti nájdete v zázname o kvantovej mechanike). Stav sa dá charakterizovať priradením hodnôt očakávaní fyzickým veličinám („pozorovateľné“). Tieto priradenia musia byť lineárne. To znamená, že ak jedna fyzická veličina je lineárnou kombináciou iných, zodpovedajúce hodnoty očakávaní sú v rovnakom vzťahu. Kompletná sada takýchto očakávaných hodnôt je ekvivalentná špecifikácii pravdepodobnosti výsledkov všetkých experimentov, ktoré by sa mohli vykonať v systéme. Hovorí sa, že dve fyzikálne veličiny sú kompatibilné, ak existuje jediný experiment, ktorý im prinesie hodnoty; sú spojené s operátormi, ktorí dochádzajú, tj operátori (A), (B) tak, že (AB = BA). Nekompatibilné pozorovateľné vzťahy vedú k nejasnostiam; pozri poznámku o zásade neistoty.

Čistý stav, to znamená maximálne špecifické priradenie očakávaných hodnôt, môže byť reprezentovaný množstvom fyzikálne ekvivalentných spôsobov, napríklad vektorom v Hilbertovom priestore alebo operátorom projekcie do jednorozmerného subpriestoru. Okrem čistých stavov možno uvažovať aj o nečistých stavoch, ktoré sa nazývajú zmiešané; títo sú zastúpení operátormi nazývanými operátormi hustoty. Ak čistý stav priradí určitej hodnote fyzickej veličine, vektor, ktorý predstavuje stav, bude vlastníkom príslušného operátora. To vedie k tomu, čo sa nazýva „spojenie vlastné číslo - vlastné číslo“, tj interpretačný princíp, že ak je systému priradený stavový vektor, ktorý je vlastníkom niektorého operátora predstavujúceho fyzickú veličinu, potom zodpovedajúca dynamická veličina má zodpovedajúca hodnota,a to sa dá považovať za vlastníctvo fyzického systému.

Nekontroverzné jadro kvantovej teórie pozostáva z pravidiel na identifikáciu vhodných operátorov, ktoré reprezentujú jeho dynamické veličiny, pre každý daný systém, a primeraného Hilbertovho priestoru, na ktorý títo operátori môžu konať. Okrem toho existujú recepty na vývoj stavu systému, keď sa naň vzťahujú určené vonkajšie polia alebo sú vystavené rôznym manipuláciám (pozri časť 1.3).

Či už môžeme, alebo môžeme očakávať, že budeme schopní ísť nad rámec tohto nekontroverzného jadra, a túto teóriu považovať za viac ako prostriedok na výpočet pravdepodobnosti výsledkov experimentov, je to téma, ktorá zostáva témou súčasnej filozofickej diskusie.

2.2 Kvantová mechanika a teória kvantového poľa

Kvantová mechanika sa zvyčajne používa na označenie kvantizovanej verzie teórie klasickej mechaniky, ktorá zahŕňa systémy s pevným, konečným počtom stupňov voľnosti. Pole, ako napríklad elektromagnetické pole, je klasicky systém s nekonečne veľkým stupňom voľnosti. Kvantizácia teórie poľa vedie ku kvantovej teórii poľa. Hlavné filozofické problémy nastolené kvantovou mechanikou zostávajú, keď sa uskutoční prechod na teóriu kvantového poľa; okrem toho vznikajú nové interpretačné problémy. Medzi kvantovými mechanickými teóriami a kvantovými teóriami poľa sú zaujímavé technické aj interpretačné rozdiely; pre prehľad pozri záznamy o teórii kvantového poľa a kvantovej teórii: von Neumann vs. Dirac.

Štandardný model teórie kvantového poľa, ktorý je taký úspešný, zatiaľ nezahŕňa gravitáciu. Pokus o rozvinutie teórie, ktorá spravuje spravodlivosť tak kvantových javov, ako aj gravitačných javov, vedie k závažným koncepčným problémom (pozri poznámku o kvantovej gravitácii).

2.3 Vývoj kvantového stavu

2.3.1. Schrödingerova rovnica

Pohybová rovnica, ktorú dodržiava vektor kvantového stavu, je Schrödingerova rovnica. Je skonštruovaný tak, že najskôr vytvorí operátor (H) zodpovedajúci hamiltoniánovi systému, ktorý predstavuje celkovú energiu systému. Miera zmeny stavového vektora je úmerná výsledku pôsobenia na vektore s hamiltonovským operátorom (H).

[i / hbar {, / D} / { D t}, / ket { psi (t)} = H / ket { psi (t)}.)

Existuje operátor, ktorý berie stav v čase 0 do stavu v čase (t); je to dané

[U (t) = / exp / left (frac {{-} i H t} { hbar} right).)

Tento operátor je lineárny operátor, ktorý implementuje jednočlenné mapovanie Hilbertovho priestoru na seba, ktorý zachováva vnútorný produkt akýchkoľvek dvoch vektorov; operátori s týmito vlastnosťami sa nazývajú unitárne operátory, az tohto dôvodu sa vývoj podľa Schrödingerovej rovnice nazýva unitárny vývoj.

Z našich dôvodov je najdôležitejšou črtou tejto rovnice, že je deterministická a lineárna. Stavový vektor kedykoľvek spolu s rovnicou jednoznačne určuje stavový vektor kedykoľvek v inom čase. Linearita znamená, že ak sa dva vektory (ket { psi_1 (0)}) a (ket { psi_2 (0)}) vyvinú na vektory (ket { psi_1 (t)}) a (ket { psi_2 (t)}), potom, ak je stav v čase 0 lineárnou kombináciou týchto dvoch, stav v ktoromkoľvek čase (t) bude zodpovedajúca lineárna kombinácia (ket { psi_1 (t)}) a (ket { psi_2 (t)}).

[a / ket { psi_ {1} (0)} + b / ket { psi_ {2} (0)} rightarrow a / ket { psi_ {1} (t)} + b / ket { psi_ {2} (t)}.)

2.3.2. Kolaps postuluje

Učebnice formulácie kvantovej mechaniky zvyčajne obsahujú ďalší postulát o tom, ako priradiť stavový vektor po experimente. Toto má svoj pôvod vo von Neumannovom rozlíšení medzi dvoma typmi procesov: proces 1, ktorý sa objavuje po vykonaní experimentu, a proces 2, jednotný vývoj, ktorý prebieha, pokiaľ sa neuskutoční žiadny experiment (pozri von Neumann 1932, 1955: §V.1). Vo formulácii Diraca je postulát taký

Keď zmeráme skutočnú dynamickú premennú (xi), porucha zahrnutá v meraní spôsobí skok v stave dynamického systému. Ak z fyzickej kontinuity urobíme druhé meranie tej istej dynamickej premennej (xi) bezprostredne po prvom, výsledok druhého merania musí byť rovnaký ako výsledok prvého. Takže po vykonaní prvého merania nedochádza k výsledku neurčitosti vo výsledku druhého merania. Preto po vykonaní prvého merania je systém v pôvodnom stave dynamickej premennej (xi), pričom vlastná hodnota, do ktorej patrí, sa rovná výsledku prvého merania. Tento záver musí platiť aj vtedy, ak sa druhé meranie skutočne neuskutoční. Týmto spôsobom vidíme, že meranie vždy spôsobí, že systém skočí na vlastný dynamický prúd, ktorý sa meria, vlastné číslo, do ktorého tento vlastný vlastník patrí, sa rovná výsledku merania (Dirac 1935: 36).

Diracova „skok“sa stala známou ako zrútenie vektorových stavov alebo kolapsu funkčných vĺn a postulácia skoku tohto druhu sa nazýva postulát kolapsu alebo postulát projekcie.

Ak sa predpokladá, že vektor kvantového stavu predstavuje iba stav viery alebo znalostí o fyzikálnom systéme, a nie o fyzikálnom stave systému, potom by sa dalo považovať za náhly posun vo vektore stavu pri meraní ako posun zodpovedajúci začleneniu výsledok merania do stavu viery. Zdá sa však, že von Neumann ani Dirac o tom nemyslia; oboje sa s nimi zaobchádza ako s fyzikálnym procesom. Všimnite si tiež, že Dirac vyjadruje postulát skôr v zmysle „merania“ako „pozorovania“; nenaznačuje sa, že vedomý pozorovateľ sa musí dozvedieť o výsledku merania, aby došlo ku kolapsu. Aj keď von Neumann (1932, 1955, Ch. VI) vo svojej rozsiahlej diskusii o procese merania diskutuje o pozorovaní,zdôrazňuje, že postulát kolapsu sa môže uplatniť na interakcie s kvantovými systémami s meracím prístrojom predtým, ako si pozorovateľ všimne výsledok. V Londýne a Bauer (1939) sa nachádza formulácia verzie postulátu kolapsu, podľa ktorého sa meranie neukončí, kým sa nepozoruje výsledok. Popierajú však, že to predstavuje záhadný druh interakcie medzi pozorovateľom a kvantovým systémom; pre nich je nahradenie vektora stavu predbežného pozorovania novým vektorom záležitosťou pozorovateľa, ktorý získa nové informácie. Tieto dve interpretácie postulátu kolapsu, buď ako skutočná zmena fyzického stavu systému, alebo ako obyčajná aktualizácia informácií zo strany pozorovateľa, pretrvávajú v literatúre.

Ak sa má kolaps stavu vektorov považovať za fyzikálny proces, nastoľuje otázku, čo fyzicky odlišuje zásahy, ktoré sa majú počítať ako „merania“, ktoré môžu spôsobiť náhly skok v stave systému, od iných zásahov, ktoré vyvolávajú iba kontinuálny, jednotný vývoj. Ako tvrdí John S. Bell (1990), „meranie“nie je vhodný pojem, ktorý by sa objavil vo formulácii akejkoľvek fyzikálnej teórie, ktorá by sa mohla považovať za základnú. Ak však človek upustí od postulátu, vznikne takzvaný „problém merania“, o ktorom budeme diskutovať potom, čo predstavíme pojem zamotania (pozri oddiel 3).

3. Zapletenie, nelokalita a neoddeliteľnosť

Vzhľadom na dva disjunktívne fyzikálne systémy, (A) a (B), s ktorými spájame Hilbertove priestory (H_ {A}) a (H_ {B}), Hilbertov priestor spojený s kompozitným systémom je tenzorový produktový priestor, označený (H_ {A} otimes H_ {B}).

Keď sa dva systémy pripravujú nezávisle v čistých stavoch (ket { psi}) a (ket { phi}), stav zloženého systému je stav produktu (ket { psi} otimes / ket { phi}) (niekedy napísané krížikom, (otimes), vynechané).

Tenzorový výrobný priestor obsahuje okrem stavov produktu lineárne kombinácie stavov výrobkov, to znamená stavových vektorov formy

[a / ket { psi_ {1}} otimes / ket { phi_ {1}} + b / ket { psi_ {2}} otimes / ket { phi_ {2}})

Tenzorový produktový priestor môže byť definovaný ako najmenší Hilbertov priestor obsahujúci všetky stavy produktu. Akýkoľvek čistý stav predstavovaný stavovým vektorom, ktorý nie je vektorom produktu, je zapleteným stavom.

Stav kompozitného systému priraďuje pravdepodobnosti výsledkom všetkých experimentov, ktoré je možné vykonať na kompozitnom systéme. Môžeme tiež zvážiť obmedzenie experimentov vykonaných na systéme (A) alebo obmedzenie experimentov vykonaných na (B). Takéto obmedzenia vedú k stavom (A) a (B), ktoré sa nazývajú znížené stavy systémov. Ak je stav zloženého systému (AB) zamotaný stav, potom sú zmenené stavy (A) a (B) zmiešané stavy. Aby ste to videli, predpokladajme, že vo vyššie uvedenom stave vektory (ket { phi_ {1}}) a (ket { phi_ {2}}) predstavujú odlíšiteľné stavy. Ak človek obmedzí svoju pozornosť na experimenty vykonané na (A), nezáleží na tom, či sa experiment vykonáva aj na (B). Experiment vykonaný na (B), ktorý rozlišuje (ket { phi_ {1}}) a (ket { phi_ {2}}) premieta stav (A) do jedného (ket { psi_ {1}}) alebo (ket { psi_ {2}}), s pravdepodobnosťou (abs {a} ^ {2}) a (abs {b} ^ {2}) a pravdepodobnosti výsledkov experimentov vykonaných na (A) sú zodpovedajúce priemery pravdepodobností pre stavy (ket { psi_ {1}}) a (ket { psi_ {2}}). Tieto pravdepodobnosti sú, ako už bolo uvedené, rovnaké ako pravdepodobnosti situácie, keď sa na (B) nevykonáva žiadny experiment. Takže, aj keď sa nevykonáva žiadny experiment na (B), pravdepodobnosť výsledkov experimentov na (A) je presne taká, akoby bol systém (A) buď v štáte predstavovanom (ket { psi_ {1}}) alebo štát reprezentovaný (ket { psi_ {2}}), s pravdepodobnosťou (abs {a} ^ {2}) a (abs {b} ^ {2}).

Všeobecne sa akýkoľvek stav, čistý alebo zmiešaný, ktorý nie je stavom produktu ani zmesou stavov produktu, nazýva zapleteným stavom.

Existencia čisto zapletených stavov znamená, že ak vezmeme do úvahy zložený systém pozostávajúci z priestorovo oddelených častí, potom, aj keď je stav systému čistý stav, stav nie je určený zníženými stavmi jeho jednotlivých častí. Kvantové stavy teda vykazujú formu neoddeliteľnosti. Viac informácií nájdete v zázname o holizme a neoddeliteľnosti vo fyzike.

Kvantové zapletenie má za následok formu nelokality, ktorá je cudzej klasickej fyzike. Aj keď predpokladáme, že redukované stavy (A) a (B) nie sú úplne charakterizujúce ich fyzikálne stavy, ale musia byť doplnené niektorými ďalšími premennými, existujú kvantové korelácie, ktoré nemožno redukovať na korelácie medzi stavmi (A) a (B); pozri záznamy o Bellovej vete a pôsobenie na diaľku v kvantovej mechanike.

4. Problém merania

4.1 Sformulovaný problém merania

Ak má byť kvantová teória (v zásade) univerzálnou teóriou, mala by byť v zásade uplatniteľná na všetky fyzikálne systémy, vrátane takých veľkých a komplikovaných systémov, ako sú naše experimentálne prístroje. Zvážte teraz schematický experiment. Predpokladajme, že máme kvantový systém, ktorý je možné pripraviť v najmenej dvoch rozlíšiteľných stavoch, (ket {0} _ {S}) a (ket {1} _ {S}). Nech (ket {R} _ {A}) je pripravený stav prístroja, to znamená stav, v ktorom je prístroj pripravený vykonať meranie.

Ak prístroj pracuje správne a ak je meranie minimálne rušivé, malo by spojenie systému (S) so zariadením (A) viesť k vývoju, ktorý predvídateľne prinesie výsledky formy.

(ket {0} _ {S} ket {R} _ {A} Rightarrow / ket {0} _ {S} ket {"0"} _ {A}) (ket {1 } _ {S} ket {R} _ {A} Rightarrow / ket {1} _ {S} ket {"1"} _ {A})

kde (ket {"0"} _ {A}) a (ket {"1"} _ {A}) sú stavy zariadení označujúce výsledky 0, respektíve 1.

Teraz predpokladajme, že systém (S) je pripravený v superpozícii štátov (ket {0} _ {S}) a (ket {1} _ {S}).

(ket { psi (0)} _ {S} = a / ket {0} _ {S} + b / ket {1} _ {S},)

kde (a) a (b) sú nenulové. Ak je evolúcia, ktorá vedie z pred-experimentálneho stavu do post-experimentálneho stavu, lineárna Schrödingerova evolúcia, potom budeme mať

(ket { psi (0)} _ {S} ket {R} _ {A} rightarrow a / ket {0} _ {S} ket {"0"} _ {A} + b / ket {1} _ {S} ket {"1"} _ {A}.)

Toto nie je vlastná hodnota premennej na čítanie nástrojov, ale skôr stav, v ktorom sú čítaná premenná a systémová premenná vzájomne zamotané. Odkaz eigenstate-eigenvalue, použitý na stav, ako je tento, neprináša definitívny výsledok na čítanie nástroja. Problém toho, čo z toho vyplýva, sa nazýva „problém merania“, ktorý je podrobnejšie uvedený nižšie.

4.2 Prístupy k problému merania

Ak vývoj kvantového stavu pokračuje cez Schrödingerovu rovnicu alebo nejakú inú lineárnu rovnicu, potom, ako sme videli v predchádzajúcej časti, typické experimenty povedú k kvantovým stavom, ktoré sú superpozíciami pojmov, ktoré zodpovedajú odlišným experimentálnym výsledkom. Niekedy sa hovorí, že je to v rozpore s našimi skúsenosťami, podľa ktorých experimentálne výsledkové premenné, ako napríklad odčítanie ukazovateľa, majú vždy určité hodnoty. Toto je zavádzajúci spôsob, ako túto záležitosť uviesť, pretože nie je okamžite jasné, ako interpretovať stavy tohto druhu ako fyzikálne stavy systému, ktorý zahŕňa experimentálne prístroje, a ak nedokážeme povedať, aké by to bolo sledovať aparátu, ktorý má byť v takom stave, nemá zmysel tvrdiť, že ho nikdy nevnímame v takom stave.

Napriek tomu sa stretávame s interpretačným problémom. Ak vezmeme kvantový stav ako úplný opis systému, potom stav nie je stavom, ktorý by bol na rozdiel od toho, čo by sa dalo očakávať, stavom, ktorý zodpovedá jedinečnému definitívnemu výsledku. To viedlo spoločnosť JS Bell k poznámke: „Vlnová funkcia, ako ju uvádza Schrödingerova rovnica, nie je všetko alebo nie je správna“(Bell 1987: 41, 2004: 201). Toto nám poskytuje (prima facie) prehľadný spôsob klasifikácie prístupov k problému merania:

1. Existujú prístupy, ktoré zahŕňajú popieranie toho, že funkcia kvantovej vlny (alebo akýkoľvek iný spôsob predstavovania kvantového stavu) poskytuje úplný opis fyzického systému.
2. Existujú prístupy, ktoré zahŕňajú modifikáciu dynamiky, aby sa za vhodných okolností vytvoril kolaps funkcie vlny.
3. Existujú prístupy, ktoré odmietajú oba rohy Bellovej dilemy a tvrdia, že kvantové stavy prechádzajú neustále jednotným vývojom a že kvantový opis stavu je v zásade úplný.

Do prvej kategórie zahrnujeme prístupy, ktoré popierajú, že by kvantový stav mal byť považovaný za niečo, čo v skutočnosti vôbec predstavuje. Patria sem varianty kodanskej interpretácie, ako aj pragmatické a iné anti-realistické prístupy. V prvej kategórii sú tiež prístupy, ktoré sa snažia o dokončenie opisu kvantového stavu. Patria sem prístupy so skrytými premennými a modálne interpretácie. Druhá kategória interpretácie motivuje výskumný program na nájdenie vhodných neurčitých modifikácií kvantovej dynamiky. Prístupy, ktoré odmietajú oba rohy Bellovej dilemy, sú typické everettiánskymi alebo „mnohými svetmi“interpretáciami.

4.2.1 Nerealistické prístupy k kvantovej mechanike

Od počiatkov kvantovej mechaniky sa vyskytovalo napätie v myšlienkach, že správny postoj k kvantovej mechanike je inštrumentálny alebo pragmatický. Z tohto pohľadu je kvantová mechanika nástrojom na koordináciu našich skúseností a formovanie očakávaní o výsledkoch experimentov. Varianty tohto pohľadu zahŕňajú to, čo sa nazýva Kodanská interpretácia (alebo Kodanské interpretácie, keďže nedávne štipendium zdôraznilo rozdiely medzi číslami spojenými s týmto názorom); pozri príspevok o kodanskej interpretácii kvantovej mechaniky. Nedávno boli názory tohto druhu obhajované fyzikmi vrátane QBistov, ktorí zastávajú názor, že kvantové stavy predstavujú subjektívne alebo epistemické pravdepodobnosti (pozri Fuchs a kol. 2014). Filozof Richard Healey obhajuje súvisiaci pohľad na to, že kvantové stavy, hoci sú objektívne, nepredstavujú fyzickú realitu (pozri Healey 2012; Healey prichádza).

4.2.2 Skryté premenné a modálne interpretácie

Teórie, ktorých štruktúra obsahuje kvantový stav, ale zahŕňajú dodatočnú štruktúru s cieľom obísť problém merania, sa tradične nazývajú teóriami skrytých premenných. To, že opis kvantového stavu nemožno považovať za úplný opis fyzickej reality, uvádzali v slávnom dokumente Einstein, Podolsky a Rosen (EPR) a Einstein v následných publikáciách (Einstein 1936, 1948, 1949). Pozri položku o argumente Einstein-Podolsky-Rosen v kvantovej teórii.

Existuje niekoľko teorémov, ktoré ohraničujú rozsah možných teórií skrytých premenných. Najprirodzenejšou myšlienkou by bolo hľadať teóriu, ktorá priraďuje ku všetkým kvantovým pozorovateľným určitým hodnotám, ktoré sú odhalené iba pri meraní takým spôsobom, že akýkoľvek experimentálny postup, ktorý by sa v konvenčnej kvantovej mechanike považoval za „meranie“pozorovateľnej poskytuje konečnú hodnotu priradenú pozorovateľnému. Teórie tohto druhu sa nazývajú teória nekontextuálnych skrytých premenných. Bell (1966) a Kochen a Specker (1967) preukázali, že neexistujú žiadne také teórie pre akýkoľvek systém, ktorého Hilbertov vesmírny rozmer je väčší ako tri (pozri zápis o Kochen-Speckerovej vete).

Bell-Kochen-Speckerova veta nevylučuje toutové teórie skrytých premenných. Najjednoduchší spôsob, ako ho obísť, je zvoliť si ako vždy určitý pozorovateľný alebo kompatibilný súbor pozorovateľov, ktorý postačuje na zabezpečenie určených výsledkov experimentov; ostatným pozorovateľným nie sú priradené konečné hodnoty a experimenty považované za „merania“týchto pozorovateľných údajov neodhalia už existujúce hodnoty.

Najdôležitejšie rozpracovanou teóriou tohto typu je teória pilotných vĺn, ktorú vyvinul de Broglie a ktorú predstavil na piatej konferencii o Solvay, ktorá sa konala v Bruseli v roku 1927, oživil David Bohm v roku 1952 a v súčasnosti je aktívnym výskumným odvetvím malá skupina fyzikov a filozofov. Podľa tejto teórie existujú častice s určitými trajektóriami, ktoré sa riadia funkciou kvantovej vlny. Informácie o histórii de Broglieho teórie nájdete v úvodných kapitolách Bacciagaluppiho a Valentiniho 2009. Akýkoľvek prehľad teórie de Broglie-Bohm a filozofické problémy, ktoré s ňou súvisia, nájdete v zázname o Bohmianovej mechanike.

Boli predložené aj ďalšie návrhy na doplnenie kvantového stavu o ďalšiu štruktúru; tieto sa označujú ako modálne interpretácie; pozri položku o modálnych interpretáciách kvantovej mechaniky

4.2.3 Teórie dynamického kolapsu

Ako už bolo uvedené, von Neumann a Dirac napísali, že kolaps vektora kvantového stavu vyvolaného experimentálnym zásahom do systému je skutočnou fyzickou zmenou, ktorá sa líši od obvyklého jednotkového vývoja. Ak sa kolaps má brať ako skutočný fyzikálny proces, potom je potrebné povedať niečo viac o okolnostiach, za ktorých k nemu dôjde, ako len o tom, že k tomu dôjde pri experimente. To vedie k výskumnému programu sformulovania presne definovanej dynamiky pre kvantový stav, ktorý aproximuje lineárny, jednotný Schrödingerov vývoj v situáciách, pre ktoré je to dobre potvrdené, a spôsobuje kolaps na vlastný výsledok výslednej premennej v typickom experimentálnom súbore. alebo, ak sa tak nestane, blízka aproximácia s vlastným stavom. Jediné sľubné teórie kolapsu sú stochastickej povahy; skutočne sa dá dokázať, že deterministická teória kolapsu by umožnila superluminálnu signalizáciu. (prehľad nájdete v časti Teórie kolapsu).

Prima facie, teória dynamického kolapsu tohto typu môže byť teória kvantového štátneho monistu, ktorá, podľa Bellových slov, „vlnová funkcia je všetko“. V posledných rokoch to bolo sporné; argumentovalo sa, že teórie kolapsu si okrem kvantového stavu vyžadujú „primitívnu ontológiu“. Pozri Allori a kol. 2008; tiež záznam o teórii kolapsu a odkazy na ne.

4.2.4 Everettiánske alebo „veľa svetových“teórií

Vo svojej dizertačnej práci z roku 1957 (dotlač v Everette 2012), Hugh Everett III navrhol, aby sa kvantová mechanika brala tak, ako je, bez postulátu kolapsu a bez „skrytých premenných“. Výslednú interpretáciu nazval interpretáciou relatívneho stavu.

Základnou myšlienkou je toto. Po experimente je kvantový stav systému plus prístroja typicky superpozíciou termínov zodpovedajúcich odlišným výsledkom. Pretože prístroj interaguje so svojím prostredím, ktoré môže zahŕňať pozorovateľov, tieto systémy sa zapletú s prístrojom a kvantovým systémom, ktorého čistým výsledkom je kvantový stav zahŕňajúci pre každý z možných experimentálnych výsledkov termín, v ktorom prístroj odčítava zodpovedá tomuto výsledku, existujú záznamy o tomto výsledku v prostredí, pozorovatelia pozorujú tento výsledok, atď. Everett navrhol, aby sa každý z týchto pojmov považoval za rovnako skutočný. Z pohľadu Boha neexistuje žiadny jedinečný experimentálny výsledok, ale dá sa zamerať aj na konkrétny determinovaný stav jedného subsystému, napríklad experimentálny aparát,a priradiť iným systémom zúčastňujúcim sa na zamotanom stave relatívny stav, relatívne k tomuto stavu prístroja. To znamená, že v porovnaní s odčítaním prístroja je „+“stavom zaznamenávajúcim tento výsledok a stavom pozorovateľov, ktorí tento výsledok pozorujú (podrobnejšie informácie o Everettových názoroch nájdete v zázname o Everettovom vyjadrení kvantovej mechaniky v relatívnom stave).

Everettova práca inšpirovala rodinu názorov, ktoré sa nazývajú interpretácie „Mnoho svetov“; myšlienka je taká, že každá z podmienok superpozície zodpovedá súvislému svetu a všetky tieto svety sú rovnako skutočné. Postupom času dochádza k množeniu týchto svetov, keď sa objavia situácie, ktoré vedú k ďalšiemu množstvu výsledkov (prehľad vstupných diskusií nájdete v interpretácii kvantovej mechaniky mnohých svetov a v Saunders 2007; Wallace 2012 je rozšírená obrana everettianskej interpretácie kvantovej mechaniky).

Existuje skupina odlišných, ale príbuzných názorov, ktoré sa nazývajú „Relačná kvantová mechanika“. Tieto názory súhlasia s Everettom v pripisovaní určitým hodnotám dynamických premenných systému iba vo vzťahu k stavom iných systémov; líšia sa tým, že na rozdiel od Everetta neberú kvantový stav ako svoju základnú ontológiu (podrobnejšie pozri záznam o relačnej kvantovej mechanike).

4.3 Úloha decoherencie

Kvantový stav, ktorý je superpozíciou dvoch odlišných výrazov, ako napríklad

(ket { psi} = a / ket { psi_ {1}} + b / ket { psi_ {2}},)

kde (ket { psi_ {1}}) a (ket { psi_ {2}}) sú rozlíšiteľné stavy, nie je to ten istý stav ako zmes (ket { psi_ {1) }}) a (ket { psi_ {2}}), čo by bolo vhodné pre situáciu, v ktorej by pripravený štát bol (ket { psi_ {1}}) alebo (ket { psi_ {2}}), ale nevieme, ktoré. Rozdiel medzi koherentnou superpozíciou dvoch termínov a zmesou má empirické dôsledky. Aby ste to videli, zvážte experiment s dvoma štrbinami, v ktorom lúč častíc (ako sú elektróny, neutróny alebo fotóny) prechádza dvoma úzkymi štrbinami a potom naráža na obrazovku, kde sú častice detekované. Berte (ket { psi_ {1}}) ako stav, v ktorom častice prechádzajú cez hornú štrbinu, a (ket { psi_ {2}}), stav, v ktorom prechádza. spodná štrbina. Skutočnosť, že stav je superpozíciou týchto dvoch alternatív, sa prejavuje v interferenčných prúžkoch na obrazovke, striedajúcich sa pásmach vysokej a nízkej rýchlosti absorpcie.

Toto sa často vyjadruje ako rozdiel medzi klasickou a kvantovou pravdepodobnosťou. Ak by častice boli klasickými časticami, pravdepodobnosť detekcie v určitom bode obrazovky (p) by bola jednoducho váženým priemerom dvoch podmienených pravdepodobností: pravdepodobnosť detekcie pri (p), vzhľadom na to, že častica prešla cez horná štrbina a pravdepodobnosť detekcie pri (p), vzhľadom na to, že častice prešli spodnou štrbinou. Vzhľad interferencie je indexom neklasickosti.

Predpokladajme teraz, že elektróny interagujú s niečím iným (nazývajú sa to prostredím) na ceste na obrazovku, čo by mohlo slúžiť ako detektor „ktorým spôsobom“; to znamená, že stav tohto pomocného systému sa zapletie do stavu elektrónu takým spôsobom, že jeho stav je v korelácii s (ket { psi_ {1}}) a (ket { psi_ {2 }}). Potom je stav kvantového systému (s) a jeho prostredie (e)

(ket { psi} _ {se} = a / ket { psi_ {1}} _ {s} ket { phi_ {1}} _ {e} + b / ket { psi_ {2} } _ {s} ket { phi_ {2}} _ {e})

Ak sú stavy prostredia (ket { phi_ {1}} _ {e}) sú (ket { phi_ {2}} _ {e}) sú rozlíšiteľné stavy, potom sa tým úplne ničia interferenčné okraje: častice interagujú s obrazovkou tak, ako keby prešli cez jednu štrbinu alebo druhú, a vznikajúci obrazec je výsledkom prekrytia dvoch jednostranných vzorov. To znamená, že s časticami môžeme zaobchádzať tak, akoby poslúchali (približne) určité trajektórie a pravdepodobnosti aplikovali klasickým spôsobom.

Teraz sú makroskopické objekty zvyčajne v interakcii s veľkým a komplexným prostredím - sú neustále bombardované molekulami vzduchu, fotónmi a podobne. Výsledkom je, že znížený stav takéhoto systému sa rýchlo stáva zmesou kvázi klasických stavov, javom známym ako decoherence.

Zovšeobecnenie decoherencie leží v jadre prístupu k interpretácii kvantovej mechaniky, ktorá sa nazýva prístup dekódovateľnej histórie (prehľad pozri v prehľade prístupu konzistentnej histórie k kvantovej mechanike).

Dekherencia hrá dôležitú úlohu v iných prístupoch k kvantovej mechanike, hoci jej úloha sa líši v závislosti od prístupu; informácie o tejto úlohe nájdete v časti o úlohe decoherencie v kvantovej mechanike.

4.4 Porovnanie prístupov k problému merania

Všetky vyššie uvedené prístupy predpokladajú, že cieľom je poskytnúť prehľad udalostí vo svete, ktoré obnovia, aspoň v určitej aproximácii, niečo ako náš známy svet bežných objektov, ktoré sa správajú klasicky. Žiadny z hlavných prístupov nepriznáva vedomým pozorovateľom žiadnu zvláštnu fyzickú úlohu. V tomto smere však boli návrhy (pozri diskusiu o kvantovom prístupe k vedomiu).

Všetky vyššie uvedené prístupy sú v súlade s pozorovaním. Samotná súdržnosť však nestačí; pravidlá spájania kvantovej teórie s experimentálnymi výsledkami zvyčajne zahŕňajú netriviálne (tj nie rovné nule alebo jednej) pravdepodobnosti priradené experimentálnym výsledkom. Tieto vypočítané pravdepodobnosti sú konfrontované s empirickými dôkazmi vo forme štatistických údajov z opakovaných experimentov. Rozsiahle teórie skrytých premenných reprodukujú kvantové pravdepodobnosti a teórie kolapsu majú zaujímavý znak reprodukcie veľmi blízkych približných kvantových pravdepodobností pre všetky experimenty, ktoré sa doteraz uskutočnili, ale odchýlia sa od kvantových pravdepodobností pre ďalšie mysliteľné experimenty. To v zásade umožňuje empirickú diskrimináciu medzi týmito teóriami a teóriami bez kolapsu.

Kritika, ktorá bola vznesená proti everettským teóriám, spočíva v tom, že nie je jasné, či dokážu zmysel štatistického testovania tohto druhu dokonca zmysluplne, pretože nijakým spôsobom nedáva zmysel hovoriť o pravdepodobnosti dosiahnutia, povedzme, „+“výsledok daného experimentu, keď je isté, že sa vyskytnú všetky možné výsledky v určitej vetve vlny. Nazýva sa to „everettiánsky dôkazový problém“. Je predmetom mnohých nedávnych prác na everettských teóriách; úvod a prehľad nájdete v časti Saunders (2007).

Ak niekto uzná, že Everettians má riešenie dôkazného problému, potom medzi hlavnými smermi prístupu nie je empirickým dôkazom nikto priaznivo naklonený. Ak má človek rozhodnúť o tom, ktoré z nich by sa mali prijať, musí sa urobiť z iných dôvodov. Nebude tu priestor na podrobný prehľad týchto prebiehajúcich diskusií, je však možné uviesť niekoľko úvah, ktoré čitateľovi poskytnú chuť diskusií; pozri podrobnosti o konkrétnych prístupoch.

Bohmians v prospech prístupu Bohmian tvrdí, že teória v týchto smeroch poskytuje najpriamejší obraz udalostí; ontologické problémy sú menej jasné, pokiaľ ide o everettské teórie alebo teórie kolapsu.

Ďalším aspektom je kompatibilita s relativistickou kauzálnou štruktúrou. De Broglie-Bohmova teória vyžaduje výrazný vzťah vzdialenej simultánnosti a je možné argumentovať, že ide o nevylúčiteľnú vlastnosť akejkoľvek teórie skrytých premenných tohto druhu, ktorá vyberá niektoré pozorovateľné, aby mali vždy určité hodnoty (pozri pozri nižšie). Berndl a kol., 1996; Myrvold, 2002). Na druhej strane existujú modely kolapsu, ktoré sú plne relativistické. Na takýchto modeloch sú kolapsy lokalizovanými udalosťami. Aj keď pravdepodobnosť zrútenia pri vzájomnom odstupe od seba nie je nezávislá, táto pravdepodobnostná závislosť nevyžaduje, aby sme si jeden vybrali skôr a druhý neskôr. Takéto teórie teda nevyžadujú rozlišujúci vzťah vzdialenej simultánnosti. Zostáva však,nejaká diskusia o tom, ako vybaviť také teórie beables (alebo „prvkami reality“). Pozri položku teórie kolapsu a odkazy v nej. pozri tiež niekoľko nedávnych príspevkov do diskusie, Fleming 2016, Maudlin 2016 a Myrvold 2016.

V prípade everettských teórií treba najprv premyslieť, ako formulovať otázku relativistickej lokality. Niekoľko autorov sa k tejto otázke pristupovalo trochu inak, so spoločným záverom, že everettská kvantová mechanika je skutočne miestna. (Pozri Vaidman 1994; Baccialuppi 2002; Kapitola 8 Wallace 2012; Tipler 2014; Vaidman 2016; a Brown a Timpson 2016.)

5. Ontologické problémy

Ako už bolo spomenuté, ústredná otázka interpretácie kvantovej mechaniky sa týka toho, či by sa kvantové stavy mali vo fyzickej realite považovať za niečo predstavujúce. Ak sa na to odpovie kladne, vzniknú nové otázky, konkrétne, aký druh fyzickej reality predstavuje kvantový stav a či kvantový stav môže v zásade poskytnúť vyčerpávajúci popis fyzickej reality.

5.1 Otázka kvantového realizmu štátu

Harrigan a Spekkens (2010) zaviedli rámec na diskusiu o týchto otázkach. V terminológii je úplná špecifikácia fyzikálnych vlastností daná ontickým stavom systému. Ontologický model predstavuje priestor ontických stavov a pri každom postupe priraďuje pravdepodobnostné rozdelenie medzi ontické stavy. Model sa považuje za (psi) - ontický, ak ontický stav jednoznačne určuje kvantový stav; to znamená, že ak existuje funkcia od ontických stavov po kvantové stavy (zahŕňa to prípady, v ktorých kvantový stav tiež úplne určuje fyzický stav, a prípady, ako sú teórie skrytých premenných, v ktorých kvantový stav úplne neurčuje) fyzický stav). Vo svojej terminológii sa modely, ktoré nie sú (psi) - ontic, nazývajú (psi) -epistemic. Ak model nie je (psi) - ontický,to znamená, že je možné, že niektoré ontické štáty sú výsledkom dvoch alebo viacerých príprav, ktoré vedú k rôznym priradeniam čistých kvantových stavov; to znamená, že ten istý ontický stav môže byť kompatibilný s odlišnými kvantovými stavmi.

Toto dáva pekný spôsob, ako nastoliť otázku realizmu kvantového stavu: existujú prípravy zodpovedajúce odlišným čistým kvantovým stavom, ktoré môžu viesť k rovnakému ontickému stavu, alebo naopak, sú ontické štáty kompatibilné s odlišnými kvantovými stavmi? Pusey, Barrett a Rudolph (2012) ukázali, že ak si človek osvojí prirodzený predpoklad nezávislosti o štátnych prípravách, a to predpoklad, že je možné pripraviť dvojicu systémov takým spôsobom, že pravdepodobnosť týchto dvoch systémy sú skutočne nezávislé - odpoveď je záporná; akýkoľvek ontologický model, ktorý reprodukuje kvantové predpovede a spĺňa tento predpoklad nezávislosti od prípravy, musí byť (psi) - ontický model.

Veta Puseyho, Barretta a Rudolfa (PBR) nezatvára všetky možnosti antirealizmu o kvantových stavoch; anti-realista o kvantových štátoch by mohol odmietnuť predpoklad nezávislosti prípravy alebo odmietnuť rámec, v ktorom je veta stanovená; pozri diskusiu v Spekkens 2015: 92–93. Pozri tiež Leifer (2014), kde nájdete dôkladný a dôkladný prehľad teórií relevantných pre kvantový realizmus štátu.

5.2 Ontologická kategória kvantových stavov

Hlavné realistické prístupy k problému merania sú v určitom zmysle realistické o kvantových stavoch. Samotné to nestačí na vysvetlenie ontologie daného výkladu. Medzi otázkami, na ktoré sa treba zamerať, sú: ak kvantové stavy predstavujú niečo fyzicky skutočné, o čo ide? Toto je otázka ontologického konštruktu kvantových stavov. Ďalšou otázkou je otázka EPR, či opis z hľadiska kvantových stavov možno v zásade považovať za úplný, alebo či ho treba doplniť inou ontológiou.

De Broglieho pôvodná koncepcia „pilotnej vlny“bola taká, že by to bolo pole, analogické elektromagnetickému poľu. Pôvodná koncepcia bola, že každá častica by mala svoju vlastnú vodiacu vlnu. Avšak v kvantovej mechanike, ako sa vyvinula v rukách Schrödingera, pre systém dvoch alebo viacerých častíc nemáme individuálne vlnové funkcie pre každú časticu, ale skôr jednu vlnovú funkciu, ktorá je definovaná na (n) - počet bodov v priestore, kde (n) je počet častíc. Toto boli de Broglie, Schrödinger a iní, ktorí bojovali proti koncepcii kvantových vĺn ako polí. Ak kvantové stavy predstavujú niečo vo fyzickej realite, sú na rozdiel od všetkého, čo je známe v klasickej fyzike.

Jedna reakcia, ktorá bola prijatá, je trvať na tom, že kvantové vlnové funkcie sú polia, aj keď polia v priestore nesmierne vysokej dimenzie, konkrétne (3n), kde (n) je počet elementárnych častíc vo vesmíre, Z tohto pohľadu sa tento vysokorozmerný priestor považuje za zásadnejší ako známy trojrozmerný priestor (alebo štvorrozmerný priestoročas), ktorý sa zvyčajne považuje za arénu fyzických udalostí. Klasické vyjadrenie názoru pozri Albert (1996, 2013); Medzi ďalších zástancov patria Loewer (1996), Lewis (2004), Ney (2012, 2013a, b, 2015) a Sever (2013). Väčšina diskusií o tomto návrhu sa uskutočnila v kontexte nerelativistickej kvantovej mechaniky, ktorá nie je základnou teóriou. Tvrdilo sa, že úvahy o tom, ako vlnové funkcie nerelativistickej kvantovej mechaniky vychádzajú z teórie kvantového poľa, podkopávajú myšlienku, že vlnové funkcie sú relevantne ako polia v konfiguračnom priestore, a tiež myšlienku, že konfiguračné priestory možno považovať za zásadnejšie ako obyčajný časopriestor (Myrvold 2015).

Pohľad, ktorý prijíma vlnovú funkciu ako pole vo vysokorozmernom priestore, sa musí odlíšiť od pohľadu, ktorý považuje za to, čo Belot (2012) nazval viacnásobným poľom, ktoré priraďuje vlastnosti (n) - n-tice bodov obyčajného trojrozmerného priestoru. Toto sú odlišné názory; zástancovia (3n) - dimenzionálnej koncepcie robia veľa zo skutočnosti, že obnovuje separovateľnosť: z tohto pohľadu je úplná špecifikácia spôsobu, akým je svet v určitom čase daná špecifikáciou miestnych stavov vecí v každom adresa v základnom ((3n) - rozmernom) priestore. Na druhej strane prijatie vlnovej funkcie za viac polí si vyžaduje akceptovanie neoddeliteľnosti. Ďalším rozdielom medzi prijatím vlnových funkcií ako viacerých polí v bežnom priestore a ich prijatím za polia vo vysokorozmernom priestore je to, že v zobrazení viacerých políniet pochýb o vzťahu obyčajného trojrozmerného priestoru k niektorému základnému priestoru.

Tvrdilo sa, že v teórii pilotných vĺn de Broglie-Bohm a súvisiacich teóriách pilotných vĺn zohráva kvantový stav rolu podobnejšiu ako právo v klasickej mechanike; jeho úlohou je poskytovať dynamiku bohmským telieskam, ktoré podľa teórie tvoria bežné objekty. Pozri Dürr, Goldstein a Zanghì 1997 a Allori et al. 2008.

Dürr, Goldstein a Zanghì (1992) zaviedli termín „primitívna ontológia“pre to, čo podľa fyzickej teórie tvorí bežné fyzikálne objekty; na de Broglie-Bohmovej teórii, toto sú bohmské telá. Koncepcia je rozšírená na interpretácie teórií kolapsu Allori et al. (2008). Primitívnu ontológiu treba odlíšiť od iných ontológií, ako je kvantový stav, ktorý sa zavádza do teórie, aby zodpovedal za správanie primitívnej ontológie. Rozdiel je mienený ako návod, ako si predstaviť netypitívnu ontológiu teórie.

6. Kvantové výpočty a kvantová informačná teória

Kvantová mechanika neviedla len k interpretačným hlavolamom; dalo vzniknúť novým konceptom v oblasti výpočtovej techniky a informačnej teórie. Kvantová teória informácií je štúdium možností spracovania a prenosu informácií, ktoré sa otvorili pomocou kvantovej teórie. Toto viedlo k inému pohľadu na kvantovú teóriu, v ktorom, ako to uviedol Bub (2000, 597), „záhadné vlastnosti kvantovej mechaniky sa považujú za zdroj, ktorý sa má vyvinúť, nie za problém, ktorý sa má vyriešiť“() pozri záznamy o kvantovom výpočte a kvantovom zapletení a informáciách).

7. Rekonštrukcie kvantovej mechaniky a ďalšie

Ďalšou oblasťou aktívneho výskumu v základoch kvantovej mechaniky je pokus získať hlbší vhľad do štruktúry teórie a spôsobov, akými sa odlišuje od klasickej fyziky a iných teórií, ktoré by sa dali skonštruovať charakterizáciou štruktúry teória z hľadiska veľmi všeobecných princípov, často s informačno-teoretickou príchuťou.

Tento projekt má korene v ranej práci Mackeyho (1957, 1963), Ludwiga (1964) a Pirona (1964), ktorého cieľom je charakterizovať kvantovú mechaniku z hľadiska prevádzky. To viedlo k vývoju rámca zovšeobecneného pravdepodobnostného modelu. Má tiež súvislosti s vyšetrovaniami kvantovej logiky, ktoré iniciovali Birkhoff a von Neumann (1936) (prehľad nájdete v úvodnej kvantovej logike a teórii pravdepodobnosti).

Záujem o projekt odvodenia kvantovej teórie z axiómov s jasným operačným obsahom bol oživený prácou Hardyho (2001 [2008], Iné internetové zdroje). K týmto významným výsledkom patria axiomatizácie Masanes a Müllera (2011) a Chiribella, D'Ariano a Perinotti (2011). Na stránke Chiribella a Spekkens 2015 nájdete stručný prehľad o stave tohto úsilia.

Bibliografia

• Albert, David Z., 1996, „Elementárna kvantová metafyzika“, v JT Cushing, A. Fine, a S. Goldstein (eds.), Bohmian Mechanics and Quantum Mechanics: An Assessment, Dordrecht: Kluwer, 277–284.
• ––– 2013, „Realizmus funkcie vln“, v Ney a Albert (ed.) 2013: 52–57.
• Allori, Valia, Sheldon Goldstein, Roderich Tumulka a Nino Zanghì, 2008, „O spoločnej štruktúre bohmianskej mechaniky a Ghirardi – Rimini – Weberovej teórii“, Britský časopis pre filozofiu vedy, 59 (3): 353– 389. doi: 10.1093 / bjps / axn012
• Bacciagaluppi, Guido, 2002, „Poznámky k časopriestoru a lokalite v interpretácii Everett“, v T. Placzek a J. Butterfield (eds.), Non lokality and Modality, Berlin: Springer, 105–124.
• Bacciagaluppi, Guido a Antony Valentini, 2009, Kvantová teória na križovatke: Prehodnotenie konferencie Solvay z roku 1927, Cambridge: Cambridge University Press.
• Bell, JS, 1966, „K problému skrytých premenných v kvantovej mechanike“, Recenzie of Modern Physics, 38: 447–52. Opakovaná tlač v Bell 2004: 1-13.
• –––, 1987, „Existujú kvantové skoky?“v CW Kilmister (ed), Schrödinger: Sté výročie polymath, Cambridge: Cambridge University Press, 41–52. Opísané v Bell 2004: 201–212.
• –––, 1990, „Against 'Measurement'“, Physics World, 3: 33–40. Reprinted in Bell 2004: 213-231.
• –––, 2004, Hovorené a nevysloviteľné v kvantovej mechanike, ^2. vydanie, Cambridge: Cambridge University Press.
• Bell, Mary a Shan Gao (ed.), 2016, Kvantová nlokalita a realita: 50 rokov Bellovej vety, Cambridge: Cambridge University Press.
• Belot, Gordon, 2012, „Kvantové štáty pre primitívnych ontológov: prípadová štúdia“, Európsky časopis pre filozofiu vedy 2: 67–83.
• Berndl, Karin, Detlef Dürr, Sheldon Goldstein a Nino Zanghì, 1996, „Nonlocality, Lorentz invariance a Bohmian kvantová teória“, Physical Review A, 53: 2062–2073.
• Birkhoff, Garrett a John von Neumann, 1936, „Logika kvantovej mechaniky“, Annals of Mathematics (druhá séria), 37: 823–43.
• Brown, Harvey R. a Christopher G. Timpson, 2016, „Bell o Bellovej vete: Meniaca sa tvár nlokality“, v Bell a Gao (ed.) 2016: 91–123.
• Bub, Jeffrey, 2000, „Neurčitosť a zapletenie: výzva kvantovej mechaniky“, British Journal for Philosophy of Science, 51: 597–615.
• Chiribella, Giulio, Giacomo Mauro D'Ariano a Paolo Perinotti, 2011, „Informačná derivácia kvantovej teórie“, Fyzický prehľad A, 84: 012311. doi: 10.1103 / PhysRevA.84.012311.
• Chiribella, Giulio a Robert W. Spekkens (ed.), 2015, Kvantová teória: Informačné nadácie a fólie, Berlín: Springer.
• Deutsch, David a Patrick Hayden, 2000, „Tok informácií v zapletených kvantových systémoch“, Zborník Kráľovskej spoločnosti Londýna A, 456: 1759–74.
• Dirac, PAM, 1935, Principles of Quantum Mechanics, ^2. vydanie, Oxford: Oxford University Press.
• Dürr, Detlef, Sheldon Goldstein a Nino Zanghì, „Kvantová rovnováha a pôvod absolútnej neistoty“, Journal of Statistical Physics 67: 843–907.
• –––, 1997, „Bohmianova mechanika a význam funkcie vĺn“, v RS Cohen, M. Horne a J. Stachel (ed.), Experimental Metafyzics: Quantum Mechanical Studies for Abner Shimony, Volume One, Boston: Kluwer Akademickí vydavatelia.
• Einstein, Albert, Boris Podolský a Nathan Rosen, 1935, „Je možné považovať kvantovo-mechanický popis reality za úplný?“Physical Review, 47: 777 - 780.
• Einstein, Albert, 1936, „Physik und Realität“, Journal of Franklin Institute, 221: 349–382. Anglický preklad v Einsteine 1954.
• –––, 1948, „Quanten-Mechanik und Wirklichkeit“, Dialectica, 2: 320–324.
• –––, 1949, „Autobiografické poznámky“, v PA Schilpp (ed.), Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Chicago: Open Court.
• –––, 1954, „Fyzika a realita“, v Ideas and Opinions, New York: Crown Publishers, Inc., 290–323. Preklad Einsteina 1936.
• Everett, Hugh, III, 2012, Everettová interpretácia kvantovej mechaniky: Zbierané diela 1955 - 1980 s komentárom, Jeffrey A. Barrett a Peter Byrne (ed.), Princeton: Princeton University Press.
• Fleming, Gordon N., 2016, „Bell Nonlocality, Hardy's Paradox a Hyperplane Dependence“, v Bell and Gao (ed.) 2016: 261–281.
• Fuchs, Christopher A., N. David Mermin a Rüdiger Schack, 2014, „Úvod do QBism s aplikáciou na lokalitu kvantovej mechaniky“, American Journal of Physics, 82: 749–752.
• Harrigan, Nicholas a Robert W. Spekkens, 2010, „Einstein, neúplnosť a epistemický pohľad na kvantové stavy“, Základy fyziky, 40: 125–157.
• Healey, Richard, 2012, „Kvantová teória: pragmatický prístup“, Britský časopis pre filozofiu vedy, 63: 729–771.
• –––, nadchádzajúce „Kvantové stavy ako objektívne informačné mosty“, základy fyziky. doi: 10,1007 / s10701-015-9949-7
• Kochen, Simon a Ernst Specker, 1967, „Problém skrytých premenných v kvantovej mechanike“, Journal of Mathematics and Mechanics, 17: 59–87.
• Leifer, Matthew Saul, 2014, „Je kvantový stav skutočný? Rozšírený prehľad (psi) - ontológov, “Quanta, 3: 67–155.
• Lewis, Peter J., 2004, „Život v konfiguračnom priestore“, Britský časopis pre filozofiu vedy, 55: 713 - 729. doi: 10,1093 / bjps / 55.4.713
• Loewer, B., 1996, „Humean supervenience“, Philosophical Topics, 24: 101–127.
• Londýn, Fritz a Edmond Bauer, 1939, kvantová kvantifikácia La Théorie de l'observation en mécanique, Paríž: Hermann. Anglický preklad, „Teória pozorovania v kvantovej mechanike“, v kvantovej teórii a meraní, JA Wheeler a WH Zurek (ed.), Princeton: Princeton University Press, 1983, 217–259.
• Ludwig, G., 1964, „Versuch einer axiomatischen Grundlegung der Quantenmechanik und allgemeinerer physikalischer Theorien“, Zeitschrift für Physik, 181: 233-260.
• Mackey, George W. 1957, „Quantum Mechanics and Hilbert Space“, American Mathematical Monthly, 64: 45–57.
• –––, 1963, Matematické základy kvantovej mechaniky: Zväzok s prednáškou, New York: WA Benjamin.
• Masanes, Lluís a Markus P. Müller, 2011, „Odvodenie kvantovej teórie z fyzikálnych požiadaviek“, New Journal of Physics, 13: 063001.
• Maudlin, Tim, 2016, „Miestne Beables a základy fyziky“, v Bell a Gao (ed.) 2016: 317–330.
• Myrvold, Wayne C., 2002, „Modálne interpretácie a relativita“, základy fyziky, 32: 1773–1784.
• ––– 2015, „Čo je to vlna?“Synthese, 192: 3247 - 3274.
• ––– 2016, veta „Lesson of Bell“: Nellokalita, Áno; Akcia na diaľku, nie nevyhnutne “, v Bell a Gao (ed.) 2016: 237–260.
• Ney, Alyssa, 2012, „Stav našich bežných troch dimenzií v kvantovom vesmíre“, Noûs, 46: 525–560.
• ––– 2013a „Úvod“v publikácii Ney a Albert (ed.) 2013: 1-51.
• ––– 2013 b, „ontologická redukcia a ontológia vlnových funkcií“, v Ney a Albert (ed.) 2013: 168–183.
• ––– 2015, „Základné fyzikálne ontológie a obmedzenia empirickej koherencie: obrana realizmu funkčnosti vĺn“, Synthese, 192: 3105–3124.
• Ney, Alyssa a David Z. Albert (vyd.), 2013, The Wave Function: Eseje o metafyzike kvantovej mechaniky, Oxford: Oxford University Press.
• North, Jill, 2013, „Štruktúra kvantového sveta“, v Ney a Albert (ed.) 2013: 184–202.
• Piron, Constantin, 1964, „Axiomatique quantique“, Helvetica Physica Acta, 37: 439–468.
• Pusey, Matthew F., Jonathan Barrett a Terry Rudolph, 2012, „O realite kvantového stavu“, Nature Physics, 8: 475–478.
• Saunders, Simon, 2007. „Mnoho svetov? Úvod “, v S. Saunders, J. Barrett, A. Kent a D. Wallace (eds.), Many Worlds? Everett, kvantová teória a realita, Oxford: Oxford University Press, 1-50.
• Spekkens, Robert W., 2007, „Dôkaz epistemického pohľadu na kvantové stavy: teória hračiek“, Fyzický prehľad A, 75: 032110.
• ––– 2015, „Kvázi kvantifikácia: klasické štatistické teórie s epistemickým obmedzením“, Chiribella a Spekkens 2015: 83–135.
• Tipler, Frank J., 2014, „Kvantová nlokalita neexistuje“, zborník Národnej akadémie vied, 111: 11281–6.
• Vaidman, Lev, 1994, „O paradoxných aspektoch nových kvantových experimentov“, v D. Hull, M. Forbes a RM Burian (ed.), PSA 1994, zv. 1 (Asociácia filozofie vedy), 211–17.
• ––– 2016, „Bellová nerovnosť a interpretácia mnohých svetov“, v Bell a Gao (ed.) 2016: 195–203.
• von Neumann, John, 1932, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, Berlín, Springer Verlag.
• –––, 1955, matematické základy kvantovej mechaniky, Robert T. Beyer (trans.), Princeton: Princeton University Press.
• Wallace, David, 2012, Emergent Multiverse: Kvantová teória podľa interpretácie Everett, Oxford: Oxford University Press.

Akademické nástroje

	Ako citovať tento záznam.
	Ukážku verzie tohto príspevku vo formáte PDF si môžete pozrieť na stránke Friends of the SEP Society.
	Vyhľadajte túto vstupnú tému v projekte Internet Philosophy Ontology Project (InPhO).
	Vylepšená bibliografia tohto záznamu vo PhilPapers s odkazmi na jeho databázu.

Ďalšie internetové zdroje

• Feynman, R., Lectures on Physics. Sú to úvodné prednášky zamerané na študentov fyziky.
• Hardy, Lucien, 2001 [2008], „Kvantová teória z piatich primeraných axiómov“, rukopis na arxiv.org pôvodne predložený v roku 2001, teraz je však označený verziou 4 (2008).
• Lewis, Peter J., „Interpretácie kvantovej mechaniky“, internetová encyklopédia filozofie.
• Norton, John, „Počiatky kvantovej teórie“, dobrý úvod do histórie kvantovej teórie, o ktorej sa v tomto príspevku hovorí len málo.
• Projekt PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder; tieto stránky obsahujú užitočné simulácie klasických kvantových experimentov.