Sdílet

“ Zpět na rejstřík

Max Born, jeden z prvních kvantových fyziků 20. a 30. let 20. století, navrhl, že mezi detekcemi tvoří kvantové částice „pravděpodobnostní vlnu“. Tento

Max Born, Bornovo pravidlo
Max Born (1882-1970), jeden ze zakladatelů kvantové mechaniky, navrhl, že vlnová funkce popisuje „pravděpodobnostní vlnu“.

názor je variací na kodaňskou interpretaci kvantové mechaniky. Abychom vysvětlili Bornův význam, je třeba se zaměřit na klíčový aspekt Kodaňské interpretace, dualitu vlny a částice.

Dualita vlny a částice

Podle Kodaňské interpretace se atomové a subatomární částice někdy chovají jako částice a někdy jako vlny. Tomu se říká „vlnově-částicová dualita“. Například elektron je při detekci ve své lokalizované částicové podobě. Mezi detekovanými polohami je však elektron ve své vlnové podobě. Tato forma je matematicky popsána rovnicí zvanou „vlnová funkce“.

Niels Bohr, kvantová mechanika
Niels Bohr kolem roku 1922 (1885-1962), zakladatel kvantové mechaniky, tvůrce kodaňské interpretace.

Jednou ze zátěží kodaňské interpretace je, že ji lze snadno chybně charakterizovat. A to je přesně to, co jsem právě udělal. Kodaňská interpretace vlastně říká, že o elektronu mezi detekcemi nemůžeme nic vědět ani říci. Měli bychom se odmlčet a prostě jen němě poukázat na rovnice. Je to proto, že elektron mezi detekcemi nemůžeme pozorovat ani z principu, Detekce přece vyžaduje pozorování.

Kodaňská interpretace trvá na tom, že: „Proč by se věda měla zabývat chováním, které z principu nikdy nemůžeme pozorovat? Lepší je ho ignorovat, Ještě lepší je říci, že vůbec neexistuje!“. Niels Bohr se nechal slyšet: „Kvantový svět neexistuje. Je chybné si myslet, že úkolem fyziky je zjistit, jaká je příroda. Fyzika se zabývá tím, co můžeme o přírodě říci.“

Takže podle Kodaně můžeme říci pouze to, že rovnice zvaná „vlnová funkce“ platí, když elektron není detekován. Jiný přístup je říci, že „vlnový stav elektronu“ je metafora, nikoli popis fyzikální reality.

Dvojštěrbinový experiment, elektron
Tato animace dvojštěrbinového experimentu znázorňuje kodaňskou metaforu – že kvantová částice se pohybuje jako vlna.

Vlnová funkce vede k vlnovému interferenčnímu vzoru, který se projevuje u elektronů v experimentech, jako je experiment s dvojitou štěrbinou. V klasické fyzice vlnový interferenční obrazec znamená, že je detekována vlna. Ale abychom zopakovali téma, v kodaňské interpretaci vlnový interferenční obrazec neznamená nic o povaze reality. Můžeme pouze říci, že matematické vyjádření, vlnová funkce, úspěšně předpovídá výsledky experimentů.

Vlna pravděpodobnosti

Max Born zastával názor odlišný od názoru Nielse Bohra. Born považoval vlnovou funkci za popis skutečné vlny. Nazval ji „pravděpodobnostní vlnou“ a tento termín se používá dodnes. Born uvažoval tak, že pokud výpočet vlnové funkce udává pravděpodobnost, kde bude částice pravděpodobně detekována, musí popisovat příčinu polohy částice. A pokud něco způsobuje, musí to být skutečné.

Born však nebyl schopen přesně určit povahu „pravděpodobnostní vlny“. Co je to vlnění? Jak mizí z každého bodu ve vesmíru současně v okamžiku, kdy je detekována související částice? Fyzikové sice běžně používají termín „pravděpodobnostní vlna“, ale jeho význam není dodnes definován.

.