” Back to Glossary Index
Max Born, een van de vroege kwantumfysici in de jaren ’20 en ’30, stelde voor dat kwantumdeeltjes tussen detecties een “probability wave” vormen. Dit
de opvatting is een variatie op de Kopenhagen Interpretatie van de kwantummechanica. Om de betekenis van Born uit te leggen, moeten we ons richten op een belangrijk aspect van de Kopenhagen-interpretatie, namelijk de golf-deeltje dualiteit.
Golf-deeltje dualiteit
Volgens de Kopenhagen-interpretatie gedragen atomaire en subatomaire deeltjes zich soms als deeltjes en soms als golven. Dit wordt “golf-deeltje dualiteit” genoemd. Een elektron, bijvoorbeeld, is, wanneer gedetecteerd, in zijn gelokaliseerde deeltjesvorm. Maar tussen gedetecteerde posities is een elektron in zijn golfachtige vorm. Deze vorm wordt wiskundig beschreven door een vergelijking die “golffunctie” wordt genoemd.”
Eén van de nadelen van de Kopenhagen-interpretatie is dat ze gemakkelijk verkeerd kan worden gekarakteriseerd. En dat is precies wat ik zojuist heb gedaan. Eigenlijk zegt de Kopenhagen interpretatie dat we niets kunnen weten of zeggen over het elektron tussen detecties in. We moeten in stilzwijgen vervallen en eenvoudigweg zwijgend naar de vergelijkingen wijzen. Dit komt omdat we het elektron niet kunnen waarnemen, zelfs niet in principe, tussen detecties in. Een detectie vereist immers waarnemen.
Kopenhagen houdt vol: “Waarom zou de wetenschap zich bezighouden met gedrag dat we nooit, in principe, kunnen waarnemen? We kunnen het beter negeren, of beter nog, zeggen dat het niet eens bestaat!” Niels Bohr wordt geciteerd als zeggend: “Er is geen kwantumwereld. Het is verkeerd om te denken dat het de taak van de natuurkunde is om uit te vinden hoe de natuur is. De natuurkunde gaat over wat we over de natuur kunnen zeggen.”
Dus, volgens Kopenhagen, kunnen we alleen zeggen dat een vergelijking die de “golffunctie” wordt genoemd van toepassing is wanneer het elektron niet wordt waargenomen. Een andere benadering is te zeggen dat “de golftoestand van het elektron” een metafoor is, en geen beschrijving van de fysische werkelijkheid.
De golffunctie resulteert in het golfinterferentiepatroon dat elektronen vertonen in experimenten zoals het Double Slit Experiment. In de klassieke natuurkunde betekent een golfinterferentiepatroon dat er een golf wordt gedetecteerd. Maar, om het thema te herhalen, in de Kopenhagen Interpretatie betekent het golfinterferentiepatroon niets over de aard van de werkelijkheid. Alles wat we kunnen zeggen is dat een wiskundige uitdrukking, de golffunctie, met succes experimentele resultaten voorspelt.
De waarschijnlijkheidsgolf
Max Born had een opvatting die afweek van die van Niels Bohr. Born zag de golffunctie als een beschrijving van een echte golf. Hij noemde het een “waarschijnlijkheidsgolf”, en deze term is nog steeds in gebruik. Born redeneerde dat als de berekening van de golffunctie de waarschijnlijkheid geeft van de plaats waar het deeltje waarschijnlijk zal worden gedetecteerd, de golffunctie de oorzaak van de positie van het deeltje moet beschrijven. En als het iets veroorzaakt, moet het wel echt zijn.
Het lukte Born echter niet om de precieze aard van een “waarschijnlijkheidsgolf” vast te stellen. Wat golft er? Hoe verdwijnt het uit elk punt in het heelal tegelijk op het moment dat het bijbehorende deeltje wordt gedetecteerd? Hoewel het gebruikelijk is voor natuurkundigen om de term “waarschijnlijkheidsgolf” te gebruiken, is de betekenis ervan tot op de dag van vandaag ongedefinieerd.
Geef een antwoord