” Takaisin sanastohakemistoon
Max Born, yksi varhaisista kvanttifyysikoista 1920- ja 30-luvuilla, ehdotti, että havaintojen välillä kvanttihiukkaset muodostavat ”todennäköisyysaallon”. Tämä
näkemys on muunnelma kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnasta. Bornin merkityksen selittämiseksi on tarpeen keskittyä Kööpenhaminan tulkinnan keskeiseen näkökohtaan, aalto-hiukkasdualiteettiin.
Aalto-hiukkasdualiteetti
Kööpenhaminan tulkinnan mukaan atomi- ja subatomihiukkaset käyttäytyvät joskus hiukkasina ja joskus aaltoina. Tätä kutsutaan ”aalto-hiukkasdualiteetiksi”. Esimerkiksi elektroni, kun se havaitaan, on paikallisessa hiukkasmuodossaan. Mutta havaittujen paikkojen välillä elektroni on aaltomaisessa muodossaan. Tätä muotoa kuvataan matemaattisesti yhtälöllä, jota kutsutaan ”aaltofunktioksi”.
Yksi Kööpenhaminan tulkinnan rasitteista on, että sitä on helppo luonnehtia väärin. Ja juuri sen olen juuri tehnyt. Itse asiassa Kööpenhaminan tulkinta sanoo, että emme voi tietää tai sanoa mitään elektronista havaintojen välissä. Meidän pitäisi vaieta ja vain osoittaa mykkänä yhtälöihin. Tämä johtuu siitä, ettemme voi edes periaatteessa havaita elektronia havaintojen välissä, Havaitseminen edellyttää loppujen lopuksi havainnointia.
Kööpenhamina vaatii: ”Miksi tieteen pitäisi käsitellä käyttäytymistä, jota emme voi koskaan periaatteessa havaita? Parempi jättää se huomiotta, Vielä parempi sanoa, ettei sitä edes ole olemassa!”” Niels Bohrin sanotaan sanoneen: ”Kvanttimaailmaa ei ole olemassa. On väärin ajatella, että fysiikan tehtävänä on selvittää, miten luonto on. Fysiikka koskee sitä, mitä voimme sanoa luonnosta.”
Kööpenhaminan mukaan voimme siis sanoa vain, että ”aaltofunktioksi” kutsuttu yhtälö pätee silloin, kun elektronia ei havaita. Toinen lähestymistapa on sanoa, että ”elektronin aaltotila” on metafora, ei kuvaus fysikaalisesta todellisuudesta.
Aaltofunktion tuloksena syntyy aaltojen interferenssikuvio, jota elektronit ilmentävät kaksoisraotkokeen kaltaisissa kokeissa. Klassisessa fysiikassa aallon interferenssikuvio tarkoittaa, että aalto havaitaan. Mutta toistaakseni teeman, Kööpenhaminan tulkinnassa aaltojen interferenssikuvio ei merkitse mitään todellisuuden luonteesta. Voimme vain sanoa, että matemaattinen ilmaus, aaltofunktio, ennustaa onnistuneesti kokeellisia tuloksia.
Todennäköisyysaalto
Max Bornilla oli Niels Bohrin näkemyksestä poikkeava näkemys. Born näki aaltofunktion kuvaavan todellista aaltoa. Hän kutsui sitä ”todennäköisyysaalloksi”, ja tämä termi on edelleen käytössä. Born päätteli, että jos aaltofunktion laskeminen antaa todennäköisyydet sille, missä hiukkanen todennäköisesti havaitaan, sen on kuvattava hiukkasen sijainnin syytä. Ja jos se aiheuttaa jotain, sen täytyy olla todellista.
Born ei kuitenkaan pystynyt määrittelemään ”todennäköisyysaallon” tarkkaa luonnetta. Mikä on aaltoilu? Miten se katoaa maailmankaikkeuden jokaisesta pisteestä samanaikaisesti sillä hetkellä, kun siihen liittyvä hiukkanen havaitaan? Vaikka fyysikot käyttävät yleisesti termiä ”todennäköisyysaalto”, sen merkitys on tähän päivään asti määrittelemätön.
Vastaa