Interpretarea Copenhaga A Mecanicii Cuantice

2023 Autor: Noah Black | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-08-25 04:39

Acesta este un fișier din arhivele Enciclopediei de Filozofie din Stanford.

Interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice

Publicat pentru prima dată vineri 3 mai 2002; revizuire de fond joi, 24 ianuarie 2008

Ca teoria atomului, mecanica cuantică este poate cea mai de succes teorie din istoria științei. Acesta permite fizicienilor, chimiștilor și tehnicienilor să calculeze și să prezică rezultatul unui număr vast de experimente și să creeze o tehnologie nouă și avansată bazată pe o perspectivă asupra comportamentului obiectelor atomice. Dar este și o teorie care ne provoacă imaginația. Pare să încalce unele principii fundamentale ale fizicii clasice, principii care în cele din urmă au devenit o parte a bunului simț occidental de la apariția viziunii mondiale moderne în Renaștere. Deci, scopul oricărei interpretări metafizice a mecanicii cuantice este de a ține cont de aceste încălcări.

Interpretarea de la Copenhaga a fost prima încercare generală de a înțelege lumea atomilor, deoarece aceasta este reprezentată de mecanica cuantică. Tatăl fondator a fost în principal fizicianul danez Niels Bohr, dar și Werner Heisenberg, Max Born și alți fizicieni au adus contribuții importante la înțelegerea generală a lumii atomice care este asociată cu numele capitalei Danemarcei.

De fapt, Bohr și Heisenberg nu au fost niciodată de acord cu privire la modul de a înțelege formalismul matematic al mecanicii cuantice și niciunul dintre ei nu a folosit niciodată termenul „interpretarea de la Copenhaga” ca nume comun pentru ideile lor. De fapt, Bohr s-a distanțat odată de ceea ce el considera a fi interpretarea mai subiectivă a lui Heisenberg (APHK, p. 51). Termenul este mai degrabă o etichetă introdusă de oamenii care se opun ideii lui Bohr de complementaritate, pentru a identifica ceea ce au văzut drept trăsăturile comune din spatele interpretării Bohr-Heisenberg așa cum a apărut la sfârșitul anilor 1920. Astăzi, interpretarea de la Copenhaga este considerată în cea mai mare parte sinonimă cu indeterminism, principiul corespondenței lui Bohr, interpretarea statistică a lui Born a funcției de undă și interpretarea complementarității lui Bohr pentru anumite fenomene atomice.

1. Fundalul
2. Fizica clasică
3. Regula corespondenței
4. Complementaritate
5. Înțelegeri de complementaritate
6. Vizualizările divergente
7. Noi perspective
Bibliografie
Alte resurse de internet
Intrări conexe

1. Fundalul

În 1900, Max Planck a descoperit că spectrul de radiații al corpurilor negre are loc numai cu energii discrete separate de valoarea hv unde v este frecvența și h este o constantă nouă, așa-numita constantă Planck. Conform fizicii clasice, intensitatea acestei radiații continue ar crește nelimitat odată cu frecvențele în creștere, rezultând în ceea ce s-a numit catastrofa ultravioletă. Dar sugestia lui Planck a fost că, dacă corpurile negre schimbă energie doar cu câmpul de radiații în proporție egală cu hv, această problemă ar dispărea. Faptul că absorbția și emisia de energie este discontinuă este în conflict cu principiile fizicii clasice. Câțiva ani mai târziu, Albert Einstein a folosit această descoperire în explicația sa despre efectul fotoelectric. El a sugerat ca undele de lumină să fie cuantificate,și că cantitatea de energie pe care fiecare cantitate de lumină le-ar putea furniza electronilor catodului, a fost exact hv. Următorul pas a venit în 1911, când Ernest Rutherford a efectuat câteva experimente prin care a filmat particule alfa într-o folie de aur. Pe baza acestor rezultate, el a putut stabili un model al atomului în care atomul era format dintr-un nucleu greu, cu o sarcină pozitivă, înconjurat de electroni încărcați negativ, ca un sistem solar mic. De asemenea, acest model a fost în conflict cu legile fizicii clasice. Conform mecanicii clasice și electrodinamicii, se poate aștepta ca electronii care orbitează în jurul unui nucleu încărcat pozitiv să emită continuu radiații, astfel încât nucleul să înghită rapid electronii. Următorul pas a venit în 1911, când Ernest Rutherford a efectuat câteva experimente prin care a filmat particule alfa într-o folie de aur. Pe baza acestor rezultate, el a putut stabili un model al atomului în care atomul era format dintr-un nucleu greu, cu o sarcină pozitivă, înconjurat de electroni încărcați negativ, ca un sistem solar mic. De asemenea, acest model a fost în conflict cu legile fizicii clasice. Conform mecanicii clasice și electrodinamicii, se poate aștepta ca electronii care orbitează în jurul unui nucleu încărcat pozitiv să emită continuu radiații, astfel încât nucleul să înghită rapid electronii. Următorul pas a venit în 1911, când Ernest Rutherford a efectuat câteva experimente prin care a filmat particule alfa într-o folie de aur. Pe baza acestor rezultate, el a putut stabili un model al atomului în care atomul era format dintr-un nucleu greu, cu o sarcină pozitivă, înconjurat de electroni încărcați negativ, ca un sistem solar mic. De asemenea, acest model a fost în conflict cu legile fizicii clasice. Conform mecanicii clasice și electrodinamicii, se poate aștepta ca electronii care orbitează în jurul unui nucleu încărcat pozitiv să emită continuu radiații, astfel încât nucleul să înghită rapid electronii. Pe baza acestor rezultate, el a putut stabili un model al atomului în care atomul era format dintr-un nucleu greu, cu o sarcină pozitivă, înconjurat de electroni încărcați negativ, ca un sistem solar mic. De asemenea, acest model a fost în conflict cu legile fizicii clasice. Conform mecanicii clasice și electrodinamicii, se poate aștepta ca electronii care orbitează în jurul unui nucleu încărcat pozitiv să emită continuu radiații, astfel încât nucleul să înghită rapid electronii. Pe baza acestor rezultate, el a putut stabili un model al atomului în care atomul era format dintr-un nucleu greu, cu o sarcină pozitivă, înconjurat de electroni încărcați negativ, ca un sistem solar mic. De asemenea, acest model a fost în conflict cu legile fizicii clasice. Conform mecanicii clasice și electrodinamicii, se poate aștepta ca electronii care orbitează în jurul unui nucleu încărcat pozitiv să emită continuu radiații, astfel încât nucleul să înghită rapid electronii.

În acest moment, Niels Bohr a intrat în scenă și a devenit în scurt timp fizicianul de frunte al atomilor. În 1913, Bohr, vizitând Rutherford în Manchester, a prezentat un model matematic al atomului care a oferit primul suport teoretic pentru modelul lui Rutherford și ar putea explica spectrul de emisii al atomului de hidrogen (seria Balmer). Teoria sa bazat pe două postulate:

Un sistem atomic este stabil numai într-un anumit set de stări, numite stări staționare, fiecare stare fiind asociată cu o energie discretă și fiecare schimbare de energie corespunde unei tranziții complete de la o stare la alta.
Posibilitatea ca atomul să absoarbă și să emită radiații este determinată de o lege conform căreia energia radiației este dată de diferența de energie dintre două stări staționare fiind egală cu hv.

Unele caracteristici ale modelului semi-clasic al lui Bohr erau într-adevăr foarte ciudate în comparație cu principiile fizicii clasice. A introdus un element de discontinuitate și indeterminism străin mecanicii clasice:

Se pare că nu toate punctele din spațiu erau accesibile unui electron care se deplasa în jurul unui nucleu de hidrogen. Un electron s-a deplasat pe orbitele clasice, dar în timpul tranziției sale de la o orbită la alta nu a fost la niciun loc definit între aceste orbite. Astfel, un electron ar putea fi doar în starea sa de bază (orbita cu cea mai mică energie) sau într-o stare excitată (dacă un impact al unei alte particule l-a obligat să părăsească starea sa de bază).
Era imposibil de prezis când va avea loc tranziția și cum va avea loc. Mai mult, nu au existat cauze externe (sau interne) care au determinat „saltul” din nou înapoi. Orice electron excitat ar putea, în principiu, să se deplaseze spontan la o stare inferioară sau în jos la starea de sol.
Rutherford a subliniat că dacă, așa cum a făcut Bohr, se postulează că frecvența luminii v, pe care un electron o emite într-o tranziție, depinde de diferența dintre nivelul de energie inițial și nivelul final de energie, apare ca și cum electronul trebuie „ știu”spre ce nivel de energie final se îndreaptă pentru a emite lumină cu frecvența potrivită.
Einstein a făcut o altă observație ciudată. Era curios să știe în ce direcție fotonul a decis să se îndepărteze de electroni.

Între 1913 și 1925 Bohr, Arnold Sommerfeld și alții au reușit să îmbunătățească modelul lui Bohr, iar împreună cu introducerea spinului și a principiului de excludere a lui Wolfgang Pauli a dat o descriere rezonabil de bună a elementelor chimice de bază. Modelul s-a confruntat cu probleme, însă, când s-a încercat aplicarea lui în alte spectre decât cele ale hidrogenului. Așadar, în rândul tuturor fizicienilor de frunte a existat un sentiment general că modelul lui Bohr trebuia înlocuit cu o teorie mai radicală. În 1925, Werner Heisenberg, la acea dată asistentul lui Bohr la Copenhaga, a stabilit principiile de bază ale unei mecanici cuantice complete. În noua sa teorie matricială el a înlocuit variabilele clasice de transfer cu cele care nu sunt naveta. Anul urmator,Erwin Schrödinger a dat o formulare mai simplă a teoriei în care a introdus o ecuație diferențială de ordinul doi pentru o funcție de undă. El însuși a încercat o interpretare în mare măsură clasică a funcției valului. Cu toate acestea, deja în același an, Max Born a propus o interpretare statistică consistentă în care pătratul valorii absolute a acestei funcții de undă exprimă o amplitudine de probabilitate pentru rezultatul unei măsurători.

2. Fizica clasică

Bohr a văzut mecanica cuantică ca o generalizare a fizicii clasice, deși încalcă unele dintre principiile ontologice de bază pe care se sprijină fizica clasică. Aceste principii sunt:

Principiul spațiului și timpului, adică obiectele (sistemele) fizice există separat în spațiu și timp, astfel încât acestea să fie localizabile și contabile, iar procesele fizice (evoluția sistemelor) au loc în spațiu și timp;
Principiul cauzalității, adică fiecare eveniment are o cauză;
Principiul determinării, adică fiecare stare ulterioară a unui sistem este determinat în mod unic de orice stare anterioară;
Principiul continuității, adică toate procesele care prezintă o diferență între starea inițială și cea finală trebuie să treacă prin fiecare stare intervenientă; și, în sfârșit
Principiul conservării energiei, adică energia unui sistem închis poate fi transformată în diverse forme, dar nu este niciodată câștigată, pierdută sau distrusă.

Datorită acestor principii, este posibil, în cadrul mecanicii clasice, să definim o stare a unui sistem în orice moment ulterior cu privire la o stare în orice moment anterior. Deci, de fiecare dată când cunoaștem starea inițială constând din poziția și impulsul sistemului și cunoaștem toate forțele externe care acționează asupra acestuia, știm, de asemenea, care vor fi stările sale ulterioare. Cunoașterea stării inițiale este de obicei dobândită prin respectarea proprietăților stării sistemului la momentul selectat ca moment inițial. Mai mult, observarea unui sistem nu afectează comportamentul ulterior sau, dacă observația ar trebui să influențeze cumva acest comportament, este întotdeauna posibilă încorporarea efectului în predicția stării ulterioare a sistemului. Prin urmare,în fizica clasică putem întotdeauna să facem o distincție accentuată între starea instrumentului de măsurare utilizat pe un sistem și starea sistemului fizic însuși. Înseamnă că descrierea fizică a sistemului este obiectivă, deoarece definiția oricărei stări ulterioare nu depinde de condițiile de măsurare sau de alte condiții de observare.

O mare parte din filozofia lui Kant poate fi văzută ca o încercare de a oferi motive filozofice satisfăcătoare pentru baza obiectivă a mecanicii lui Newton împotriva scepticismului uman. Kant a arătat că mecanica clasică este în conformitate cu condițiile transcendentale pentru cunoașterea obiectivă. Filosofia lui Kant a influențat, fără îndoială, Bohr în diverse moduri, după cum au observat mulți savanți din ultimii ani (Hooker 1972; Folse 1985; Honnor 1987; Faye 1991; Kaiser 1992; și Chevalley 1994). Bohr nu a fost cu siguranță nici un subiectivist și nici un filozof pozitivist, așa cum au susținut Karl Popper (1967) și Mario Bunge (1967). El a respins explicit ideea că rezultatul experimental se datorează observatorului. După cum a spus: „Cu siguranță nu este posibil ca observatorul să influențeze evenimentele care pot apărea în condițiile pe care le-a aranjat” (APHK, p.51). Spre deosebire de Kant, Bohr a crezut că putem avea cunoștințe obiective doar în cazul în care putem distinge între subiectul experiențial și obiectul experimentat. Este o condiție prealabilă pentru cunoașterea unui fenomen ca fiind ceva distinct de subiectul senzorial, pe care îl putem referi la el ca obiect fără a implica experiența subiectului. Pentru a separa obiectul de subiectul însuși, subiectul experiențial trebuie să poată face distincția între forma și conținutul experiențelor sale. Acest lucru este posibil numai dacă subiectul folosește concepte cauzale și spațio-temporale pentru descrierea conținutului senzorial, plasând fenomenele în conexiune cauzală în spațiu și timp, deoarece descrierea cauzală în spațiu-timp a percepțiilor noastre constituie criteriul realității pentru ei.. Prin urmare, Bohr credea că ceea ce ne oferă posibilitatea de a vorbi despre un obiect și o realitate obiectiv existentă este aplicarea acelor concepte necesare și că echivalentele fizice ale „spațiului”, „timpului”, „cauzalității” și „continuității” erau conceptele „poziție”, „timp”, „impuls” și „energie”, pe care le-a numit conceptele clasice. De asemenea, el a crezut că conceptele de bază de mai sus există deja ca precondiții ale unei comunicări lipsite de ambiguitate și de sens, construite ca reguli ale limbajului nostru obișnuit. Așadar, în opinia lui Bohr, condițiile pentru o descriere obiectivă a naturii date de conceptele fizicii clasice erau doar un rafinament al condițiilor prealabile ale cunoașterii umane.

3. Regula corespondenței

Principiul călăuzitor din spatele activității lui Bohr și ulterior lui Heisenberg în elaborarea unei teorii consistente a atomilor a fost regula corespondenței. Regula completă prevede că o tranziție între stările staționare este permisă dacă și numai dacă există o componentă armonică corespunzătoare în mișcarea clasică (CW Vol. 3, p. 479). De asemenea, Bohr și-a dat seama că, conform teoriei sale despre atomul de hidrogen, frecvențele radiațiilor datorate tranziției electronilor între stările staționare cu un număr cuantic ridicat, adică stări departe de starea de la sol, coincid aproximativ cu rezultatele electrodinamicii clasice. Prin urmare, în căutarea unei teorii a mecanicii cuantice, a devenit o cerință metodologică pentru Bohr că orice teorie suplimentară a atomului ar trebui să prezică valori în domenii cu un număr cuantic ridicat, care ar trebui să fie o apropiere strânsă la valorile fizicii clasice. Regula corespondenței era un principiu euristic menit să se asigure că în zonele în care influența constantei lui Planck ar putea fi neglijate, valorile numerice prezise de o astfel de teorie ar trebui să fie aceleași ca și cum ar fi prezise de teoria radiațiilor clasice.

Modelul de bază al structurii atomice Bohr-Sommerfeld a intrat în dificultate la începutul anilor 1920, datorită faptului că nu putea suporta un număr tot mai mare de fenomene spectroscopice. În 1924, Wolfgang Pauli a introdus un nou grad de libertate conform căruia doi electroni cu aceleași numere cuantice cunoscute nu puteau fi în aceeași stare. Un an mai târziu, în 1925, Ralph Kronig, Georg Uhlenbeck și Samuel Goudsmit au explicat acest nou grad de libertate prin introducerea conceptului non-clasic de spin electron. Cu toate acestea, s-a sugerat că propunerea lui Pauli a însemnat o lovitură letală nu numai pentru modelul Bohr-Sommerfeld, ci și pentru principiul corespondenței, deoarece „cum să împăcăm mișcările periodice clasice presupuse de principiul corespondenței cu Zweideutigkeit clasic de electroni 'e un moment unghiular? (Massimi 2005, p.73)

Deși regula de excludere și introducerea spinului s-au rupt cu încercarea de a explica structura elementelor de bază de-a lungul liniilor argumentului corespondenței (așa cum a subliniat Pauli într-o scrisoare către Bohr) Bohr a continuat să se gândească la ea ca la un principiu metodologic important în încercarea de a stabili o teorie cuantică coerentă. De fapt, el și-a exprimat în mod repetat opinia că mecanica matricială a lui Heisenberg a ieșit la iveală sub îndrumarea acestui singur principiu. În lecturile sale de la Faraday din 1932, de exemplu, Bohr subliniază: „Un pas fundamental către crearea unei mecanici cuantice adecvate a fost făcut în 1925 de Heisenberg care a arătat cum să înlocuiască conceptele cinematice obișnuite, în spiritul argumentului corespondenței, prin simboluri care se referă la procesele elementare și probabilitatea apariției lor.”(CC, p.48) Bohr a recunoscut, totuși, că argumentul corespondenței a eșuat și în cazurile în care concepte particulare non-clasice trebuie introduse în descrierea atomilor. Dar tot el credea că argumentul corespondenței era indispensabil atât din motive structurale cât și din cele semantice în construirea unei teorii cuantice adecvate ca teorie generalizată din mecanica clasică.

Într-adevăr spinul este o proprietate cuantică a electronilor care nu poate fi înțeles ca un moment unghiular clasic. Inutil să spun, Bohr a înțeles pe deplin asta. Dar el nu credea că această descoperire exclude utilizarea regulii corespondenței ca ghid pentru găsirea unei teorii cuantice satisfăcătoare. Un citat lung din lucrarea lui Bohr „Problema cauzalității în fizica atomică” (1938) oferă dovezi în acest sens:

Într-adevăr, la fel de adecvate ca și postulatele cuantice sunt în descrierea fenomenologică a reacțiilor atomice, la fel de indispensabile sunt conceptele de bază ale mecanicii și electrodinamicii pentru specificarea structurilor atomice și pentru definirea proprietăților fundamentale ale agențiilor cu care reacționează. Departe de a fi un compromis temporar în această dilemă, recursul la considerente esențial statistice este singurul nostru mijloc de a ajunge la o generalizare a modului obișnuit de descriere suficient de larg pentru a da în considerare caracteristicile individualității exprimate de postulatele cuantice și de a reduce la clasic teorie în cazul limitării în care toate acțiunile implicate în analiza fenomenelor sunt mari în comparație cu un singur cuantic. În căutarea formulării unei astfel de generalizări,Singurul nostru ghid a fost doar așa-numitul argument de corespondență, care oferă expresie pentru exigența menținerii folosirii conceptelor clasice în cea mai mare măsură posibilă, compatibilă cu postulatele cuantice. (CC, p.96)

Acest lucru arată că, potrivit lui Bohr, mecanica cuantică, așa cum a fost formulată de Heisenberg, a fost o generalizare rațională a mecanicii clasice atunci când a fost luată în considerare cantitatea de acțiune și proprietatea de spin.

Regula corespondenței a fost un principiu metodologic important. La început a avut o semnificație tehnică clară pentru Bohr. Cu toate acestea, este evident că nu are sens să comparăm valorile numerice ale teoriei atomilor cu cele ale fizicii clasice, cu excepția cazului în care sensul termenilor fizici din ambele teorii este comensurabil. Regula corespondenței s-a bazat pe ideea epistemologică potrivit căreia conceptele clasice erau indispensabile pentru înțelegerea realității noastre fizice și numai atunci când sunt descrise fenomene clasice și fenomene cuantice în termenii acelorași concepte clasice, putem compara experiențe fizice diferite. Acest sens mai larg al regulii de corespondență pe care Bohr îl avea de multe ori în minte mai târziu. El a menționat direct relația dintre utilizarea conceptelor clasice și principiul corespondenței în 1934, când a scris în „Introducere în teoria atomică și Descrierea naturii:

[El] necesitatea de a folosi pe scară largă … conceptele clasice, de care depinde în cele din urmă interpretarea întregii experiențe, a dat naștere formulării așa-numitului principiu de corespondență care exprimă eforturile noastre de a utiliza toate conceptele clasice dând le reprezintă o reinterpretare cuantico-teoretică adecvată (ATDN, p. 8)

Prin urmare, metodologia practică a lui Bohr este în opoziție directă cu concepția istorică a lui Thomas Kuhn și Paul Feyerabend că teoriile succesive, cum ar fi mecanica clasică și mecanica cuantică, sunt incomensurabile. Spre deosebire de afirmațiile lor filozofice despre lipsurile de semnificație și lipsa parțială de raționalitate în alegerea dintre teoriile incomensurabile, Bohr credea nu doar retrospectiv că mecanica cuantică era o generalizare naturală a fizicii clasice, dar el și Heisenberg au urmat în practică cerințele regulii corespondenței. Astfel, în mintea lui Bohr, sensul conceptelor clasice nu s-a schimbat, dar aplicarea lor a fost restricționată. Aceasta a fost lecția complementarității.

4. Complementaritate

După ce Heisenberg reușise să formuleze o mecanică cuantică consistentă în 1925, atât el, cât și Bohr au început lupta pentru a găsi o interpretare coerentă pentru formalismul matematic. Heisenberg și Bohr au urmat abordări oarecum diferite. În cazul în care Heisenberg a privit formalismul și a dezvoltat faimosul său principiu de incertitudine sau relația de nedeterminare, Bohr a ales să analizeze aranjamentele experimentale concrete, în special experimentul cu dublă fanta. Într-un fel, Bohr a considerat doar relația lui Heisenberg ca o expresie a noțiunii sale generale că înțelegerea noastră despre fenomenele atomice se bazează pe descrieri complementare. La Como, în 1927, a prezentat pentru prima dată ideile sale conform cărora se spune că anumite descrieri diferite sunt complementare.

Bohr a indicat două seturi de descrieri pe care le-a considerat ca fiind complementare. Pe de o parte, există cele care atribuie proprietăți cinematice sau dinamice atomului; adică „descrierile spațiu-timp” sunt complementare cu „pretențiile cauzalității”, unde Bohr a interpretat afirmațiile cauzale în fizică în termeni de conservare a energiei și a impulsului. Pe de altă parte, există acele descrieri care atribuie proprietăți de undă sau particule unui singur obiect. Modul în care aceste două tipuri de descrieri complementare sunt legate este un lucru pe care Bohr nu l-a indicat niciodată (Murdoch 1987). Nici măcar printre oameni, precum Rosenfeld și Pais, care au susținut că vorbește în numele lui Bohr, nu există niciun acord. Cert este că descrierea luminii ca particule sau valuri era deja o dilemă clasică, care nici măcar Einstein 'definiția unui foton rezolvat cu adevărat din momentul în care impulsul fotonului ca particulă depinde de frecvența luminii ca undă. Mai mult, în cele din urmă, Bohr și-a dat seama că atribuirea proprietăților cinematice și dinamice unui obiect este complementară, deoarece atribuirea ambelor variabile conjugate se bazează pe experimente care se exclud reciproc. Atribuirea proprietăților de particule și undă unui obiect poate să apară totuși într-un singur experiment; de exemplu, în experimentul cu fanta dublă, unde modelul de interferență este format din puncte individuale. Așa că, în mai puțin de zece ani de la prelegerea lui Como, Bohr a abandonat tacit „complementaritatea undelor-particule” în favoarea exclusivității „complementarității cinematic-dinamice” (ținut 1994).

Pentru Bohr îi era clar că orice interpretare a lumii atomice trebuia să ia în considerare un fapt empiric important. Descoperirea cuantificării acțiunii a însemnat că mecanica cuantică nu a putut îndeplini principiile de mai sus ale fizicii clasice. De fiecare dată când măsurăm, spunem, poziția unui electron, aparatul și electronul interacționează într-un mod incontrolabil, astfel încât nu suntem în măsură să măsurăm impulsul electronului în același timp. Până la mijlocul anilor 1930, când Einstein, Podolsky și Rosen au publicat celebrul lor experiment-gândire cu intenția de a arăta că mecanica cuantică este incompletă, Bohr a vorbit ca și cum aparatul de măsură ar deranja electronul. Această lucrare a avut o influență semnificativă asupra gândirii lui Bohr. Aparent,Bohr și-a dat seama că vorbirea despre tulburări părea să indice - așa cum unii dintre adversarii săi l-au putut înțelege - că obiectele atomice erau particule clasice cu proprietăți cinemice și dinamice inerente definite. După documentul EPR, el a precizat destul de clar: „întreaga situație din fizica atomică privează toate semnificațiile atribute inerente precum idealizarea fizicii clasice s-ar atribui unor astfel de obiecte.”

De asemenea, după documentul EPR, Bohr a vorbit despre „relația de nedeterminare” a lui Heisenberg, indicând consecințele ontologice ale afirmației sale că variabilele cinemice și dinamice sunt definite greșit dacă nu se referă la un rezultat experimental. Mai devreme îl numise adesea „relația de incertitudine” a lui Heisenberg, ca și cum ar fi vorba de o limitare pur epistemologică. Mai mult, Bohr nu mai menționa descrierile ca fiind complementare, ci mai degrabă fenomene sau informații. El a introdus definiția unui „fenomen” ca necesitând o descriere completă a întregului aranjament experimental și a considerat că un fenomen este o măsurare a valorilor proprietăților cinematice sau dinamice.

Opinia mai matură a lui Bohr, adică punctul său de vedere după lucrarea EPR, privind complementaritatea și interpretarea mecanicii cuantice poate fi rezumată în următoarele puncte:

Interpretarea unei teorii fizice trebuie să se bazeze pe o practică experimentală.
Practica experimentală presupune o anumită practică pre-științifică de descriere, care stabilește norma pentru aparatele de măsură experimentale și, prin urmare, ceea ce contează ca experiență științifică.
Practica noastră pre-științifică de înțelegere a mediului nostru este o adaptare la experiența de sens a separării, orientării, identificării și reidentificării în timp a obiectelor fizice.
Această experiență pre-științifică este cuprinsă în termeni de categorii comune, cum ar fi poziția lucrului și schimbarea poziției, durata și schimbarea duratei și relația de cauză și efect, termeni și principii care sunt acum părți ale limbajului nostru comun.
Aceste categorii comune dau condiții prealabile pentru cunoașterea obiectivă și orice descriere a naturii trebuie să utilizeze aceste concepte pentru a fi obiective.
Conceptele fizicii clasice sunt doar specificații exacte ale categoriilor de mai sus.
Conceptele clasice - și nu fizica clasică însăși - sunt, prin urmare, necesare în orice descriere a experienței fizice pentru a înțelege ceea ce facem și pentru a putea comunica rezultatele noastre altora, în special în descrierea fenomenelor cuantice pe măsură ce se prezintă. în experimente;
Descoperirea empirică a lui Planck a cuantificării acțiunii necesită o revizuire a fundamentului pentru utilizarea conceptelor clasice, deoarece acestea nu sunt toate aplicabile în același timp. Utilizarea lor este bine definită numai dacă se aplică interacțiunilor experimentale în care cuantificarea acțiunii poate fi considerată ca neglijabilă.
În cazurile experimentale în care cuantificarea acțiunii joacă un rol semnificativ, aplicarea unui concept clasic nu se referă la proprietățile independente ale obiectului; mai degrabă, atribuirea proprietăților cinematice sau dinamice la obiect, întrucât există independent de o interacțiune experimentală specifică, este definită greșit.
Cuantificarea acțiunii necesită o limitare a utilizării conceptelor clasice, astfel încât aceste concepte să se aplice doar unui fenomen, pe care Bohr l-a înțeles ca manifestarea macroscopică a unei măsurători asupra obiectului, adică interacțiunea incontrolabilă dintre obiect și aparat.
Descrierea mecanică cuantică a obiectului diferă de descrierea clasică a aparatului de măsură și acest lucru necesită ca obiectul și dispozitivul de măsurare să fie separați în descriere, dar linia de separare nu este cea dintre instrumentele macroscopice și obiectele microscopice. S-a argumentat în detaliu (Howard 1994) că Bohr a subliniat că părțile dispozitivului de măsurare pot fi uneori tratate ca părți ale obiectului în descrierea mecanică cuantică.
Formalismul mecanic cuantic nu oferă fizicienilor o reprezentare „picturală”: funcția ψ nu, așa cum sperase Schrödinger, nu reprezintă un nou tip de realitate. În schimb, așa cum a sugerat Born, pătratul valorii absolute a funcției express exprimă o amplitudine de probabilitate pentru rezultatul unei măsurători. Datorită faptului că ecuația de undă implică o cantitate imaginară, această ecuație poate avea doar un caracter simbolic, dar formalismul poate fi utilizat pentru a prezice rezultatul unei măsurători care stabilește condițiile în care se aplică concepte precum poziția, momentul, timpul și energia. la fenomene.
Asocierea acestor concepte clasice la fenomenele măsurătorilor se bazează pe contextul experimental al fenomenelor, astfel încât întreaga configurație ne oferă condițiile definitorii pentru aplicarea conceptelor cinematice și dinamice în domeniul fizicii cuantice.
Astfel de fenomene sunt complementare în sensul că manifestările lor depind de măsurători care se exclud reciproc, dar că informațiile obținute prin aceste diverse experimente epuizează toate cunoștințele posibile ale obiectului.

Bohr considera că atomul este real. Atomii nu sunt nici construcții eurice, nici logice. De câteva ori, a subliniat acest lucru folosind în mod direct argumente din experimente într-un mod foarte similar cu Ian Hacking și Nancy Cartwright mult mai târziu. Ceea ce nu credea el era că formalismul mecanic cuantic era adevărat în sensul că ne oferea un literal („pictorial”) și nu o reprezentare simbolică a lumii cuantice. Este mult sens să-l caracterizăm pe Bohr ca termen real ca o entitate realistă care se opune realismului teoretic (Folse 1987). Din cauza cantităților imaginare din mecanica cuantică (unde regula de comutare a variabilei conjugate canonic, p și q, introduce constanta lui Planck în formalism prin pq - qp = ih / 2π), că mecanica cuantică nu ne oferă o „pictură” reprezentarea lumii. Nici teoria relativității, a argumentat Bohr, nu ne oferă o reprezentare literală, deoarece viteza luminii este introdusă cu un factor de i în definiția celei de-a patra coordonate într-o varietate de patru dimensiuni (CC, p. 86 și p 105). În schimb, aceste teorii pot fi utilizate în mod simbolic doar pentru a prezice observații în condiții bine definite. Astfel, Bohr a fost un antirealist sau un instrumentist atunci când vine vorba de teorii.

În general, Bohr a considerat că cerințele complementarității în mecanica cuantică sunt, în mod logic, la egalitate cu cerințele relativității în teoria relativității. El credea că ambele teorii sunt rezultatul unor aspecte inedite ale problemei de observare, și anume faptul că observația în fizică depinde de context. Acest lucru se datorează din nou existenței unei viteze maxime de propagare a tuturor acțiunilor din domeniul relativității și a unei minime a oricărei acțiuni din domeniul mecanicii cuantice. Și din aceste limite universale este imposibilă în teoria relativității să se facă o separare lipsită de ambiguitate între timp și spațiu, fără referire la observator (contextul) și imposibilă în mecanica cuantică de a face o distincție accentuată între comportamentul obiect și interacțiunea sa cu mijloacele de observare (CC,p. 105).

În accentuarea necesității conceptelor clasice pentru descrierea fenomenelor cuantice, Bohr a fost influențat de Kant sau neo-Kantianism. Dar era un kantian naturalizat sau pragmatizat. Conceptele clasice sunt doar explicații ale conceptelor comune care sunt deja rezultatul adaptării noastre la lume. Aceste concepte și condițiile de aplicare a acestora determină condițiile de cunoaștere obiectivă. Descoperirea cuantificării acțiunii ne-a dezvăluit, totuși, că nu putem aplica aceste concepte obiectelor cuantice așa cum am făcut-o în fizica clasică. Acum proprietățile cinematice și dinamice (reprezentate de variabile conjugate) pot fi atribuite în mod semnificativ obiectului doar în raport cu unele rezultate experimentale reale,în timp ce fizica clasică atribuie astfel de proprietăți obiectului indiferent dacă le respectăm sau nu. Cu alte cuvinte, Bohr a negat că conceptele clasice ar putea fi folosite pentru a atribui proprietăți unei lumi fizice în sine în spatele fenomenelor, adică proprietăți diferite de cele observate. În schimb, fizica clasică se bazează pe o idealizare, a spus el, în sensul că presupune că lumea fizică are în sine aceste proprietăți, adică ca proprietăți inerente, independente de observarea lor reală.în sensul că presupune că lumea fizică are aceste proprietăți în sine, adică ca proprietăți inerente, independente de observarea lor reală.în sensul că presupune că lumea fizică are aceste proprietăți în sine, adică ca proprietăți inerente, independente de observarea lor reală.

Complementaritatea este, în primul rând, o lectură semantică și epistemologică a mecanicii cuantice care are anumite implicații ontologice. Opinia lui Bohr a fost, pentru a o afirma într-un jargon filosofic modern, că condițiile de adevăr ale propozițiilor care atribuie o anumită valoare cinematică sau dinamică unui obiect atomic depind de aparatul implicat, în așa fel încât aceste condiții de adevăr trebuie să includă referire la configurația experimentală, precum și rezultatul real al experimentului. Această afirmație se numește teza de nedeterminare a lui Bohr (Murdoch 1987; Faye 1991). Prin urmare, acei fizicieni care acuză această interpretare că operează cu o prăbușire misterioasă a funcției de val în timpul măsurătorilor nu au priceput. Bohr a acceptat interpretarea statistică Born pentru că el credea că funcția ψ are doar un sens simbolic și nu reprezintă nimic real. Nu are sens să vorbim despre o prăbușire a funcției de undă numai dacă, așa cum a spus Bohr, funcției ψ poate fi oferită o reprezentare picturală, lucru pe care l-a negat cu tărie.

Într-adevăr, Bohr, Heisenberg și mulți alți fizicieni au considerat complementaritatea ca fiind singura interpretare rațională a lumii cuantice. Ei au crezut că ne-a dat înțelegerea fenomenelor atomice în conformitate cu condițiile pentru orice descriere fizică și posibilele cunoașteri obiective ale lumii. Bohr credea că atomii sunt reali, dar rămâne un punct mult dezbătut în literatura recentă ce fel de realitate a crezut că ar avea, indiferent dacă sunt sau nu ceva dincolo și diferit de ceea ce sunt observați. Henry Folse susține că Bohr trebuie să opereze cu o distincție între un obiect fenomenal și unul transcendental. Motivul este că acesta este singurul mod în care are sens să vorbim despre perturbarea fizică a obiectului atomic de către instrumentul de măsurare așa cum a făcut Bohr pentru o vreme (Folse 1985, 1994). Însă Jan Faye a răspuns că Bohr a renunțat la metafora tulburărilor în legătură cu discuția sa despre experimentul de gândire al EPR, deoarece și-a dat seama că a fost înșelător. Mai mult, nu există alte dovezi în scrierile lui Bohr care să indice că Bohr ar atribui proprietăți intrinseci și independente de măsură obiectelor atomice (deși destul de neinteligibile și inaccesibile pentru noi), pe lângă cele clasice care se manifestă în măsurare (Faye 1991). Scrierile care indică faptul că Bohr ar atribui proprietăți de stat intrinseci și independente de măsurare obiectelor atomice (deși destul de neinteligibile și inaccesibile pentru noi), pe lângă cele clasice care se manifestă în măsurare (Faye 1991). Scrierile care indică faptul că Bohr ar atribui proprietăți de stat intrinseci și independente de măsurare obiectelor atomice (deși destul de neinteligibile și inaccesibile pentru noi), pe lângă cele clasice care se manifestă în măsurare (Faye 1991).

5. Înțelegeri de complementaritate

Complementaritatea a fost de obicei înțeleasă greșit în mai multe moduri, unele dintre acestea fiind prezentate în această secțiune. În primul rând, generațiile anterioare de filozofi și oameni de știință au acuzat deseori interpretarea lui Bohr ca fiind pozitivistă sau subiectivistă. Astăzi filozofii au ajuns aproape la un consens că nu este niciuna. Există, după cum au observat mulți, atât elemente de tip realist, cât și antirealiste implicate în el și are afinități cu Kant sau cu neo-Kantianismul. Influența gândirii Kant sau a lui Kantian asupra filozofiei lui Bohr pare să aibă mai multe surse. Unii au subliniat tradiția din Hermann von Helmholtz (Chevalley 1991, 1994; Brock 2003); alții au considerat filosoful danez Harald Høffding drept legătura lipsă cu Kantianismul (Faye 1991).

Dar, deoarece opinia lui Bohr despre complementaritate a fost asociată greșit cu pozitivismul și subiectivismul, încă multă confuzie pare să rămână la interpretarea de la Copenhaga. Don Howard (2004) susține, totuși, că ceea ce este cunoscut în mod obișnuit ca interpretarea de la Copenhaga a mecanicii cuantice, considerată ca reprezentând un punct de vedere unitar al Copenhaga, diferă semnificativ de interpretarea complementarității lui Bohr. El susține că „interpretarea de la Copenhaga este o invenție de la jumătatea anilor ’50, pentru care Heisenberg este responsabil în principal [și că] alți fizicieni și filozofi, inclusiv Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, au promovat în continuare invenție în slujba agendelor filozofice proprii. " (p. 669)

Cel mai recent, Mara Beller (1999) a susținut că afirmațiile lui Bohr sunt inteligibile numai dacă presupunem că a fost un operaționalist radical sau un pozitivist simplu. De fapt, complementaritatea a fost stabilită ca interpretarea ortodoxă a mecanicii cuantice în anii 1930 și, prin urmare, adesea privită ca o consecință a unei perspective pozitiviste. În anii 1930, Bohr a fost, de asemenea, în legătură cu unii dintre principalii neopositiviști sau empirici logici, precum Otto Neurath, Philip Frank și filosoful danez Jørgen Jørgensen. Deși abordarea lor anti-metafizică a științei ar fi putut avea o oarecare influență asupra lui Bohr (în special în jurul anului 1935 în timpul discuției sale finale cu Einstein despre completitudinea mecanicii cuantice),trebuie să amintim că Bohr a văzut întotdeauna complementaritatea ca un răspuns necesar la descrierea indeterministă a mecanicii cuantice datorită cantității de acțiune. Cuantumul acțiunii a fost o descoperire empirică, nu o consecință a unei anumite teorii epistemologice și Bohr credea că indeterminismul este prețul de plătit pentru a evita paradoxurile. Niciodată Bohr nu a apelat la o teorie verificistă a sensului; nici nu a pretins ca concepțiile clasice să fie definite operațional. Dar nu se poate nega faptul că unii dintre empiricienii logici au găsit în mod corect sau greșit sprijin pentru propria lor filozofie în interpretarea lui Bohr și că Bohr le-a confirmat uneori în impresiile lor (Faye 2008).și Bohr credea că indeterminismul este prețul de plătit pentru a evita paradoxurile. Niciodată Bohr nu a apelat la o teorie verificistă a sensului; nici nu a pretins ca concepțiile clasice să fie definite operațional. Dar nu se poate nega faptul că unii dintre empiricienii logici au găsit în mod corect sau greșit sprijin pentru propria lor filozofie în interpretarea lui Bohr și că Bohr le-a confirmat uneori în impresiile lor (Faye 2008).și Bohr credea că indeterminismul este prețul de plătit pentru a evita paradoxurile. Niciodată Bohr nu a apelat la o teorie verificistă a sensului; nici nu a pretins ca concepțiile clasice să fie definite operațional. Dar nu se poate nega faptul că unii dintre empiricienii logici au găsit în mod corect sau greșit sprijin pentru propria lor filozofie în interpretarea lui Bohr și că Bohr le-a confirmat uneori în impresiile lor (Faye 2008).

În al doilea rând, mulți fizicieni și filozofi consideră reducerea funcției valurilor ca o parte importantă a interpretării de la Copenhaga. Dar Bohr nu a vorbit niciodată despre prăbușirea pachetului de valuri. Nici nu avea sens pentru el să facă acest lucru, deoarece asta ar însemna că cineva trebuie să înțeleagă funcția de undă ca referindu-se la ceva real fizic. Bohr a vorbit despre formalismul matematic al mecanicii cuantice, incluzând vectorul de stare sau funcția de undă, ca reprezentare simbolică. Bohr a asociat utilizarea unei reprezentări picturale cu ceea ce poate fi vizualizat în spațiu și timp. Sistemele cuantice nu pot fi vizualizate, deoarece stările lor nu pot fi identificate în spațiu și timp ca sisteme clasice”. Motivul este, potrivit lui Bohr, că un sistem cuantic nu are o stare cinematică sau dinamică definită înainte de orice măsurare. De asemenea, faptul că formularea matematică a stărilor cuantice constă din numere imaginare ne spune că vectorul de stare nu este susceptibil la o interpretare picturală (CC, p. 144). Astfel, vectorul de stat este simbolic. Aici „simbolic” înseamnă că funcția reprezentativă a vectorului de stat nu ar trebui să fie luată literal, ci să fie considerată un instrument de calcul al probabilităților observabile.

În al treilea rând, Bohr a negat cu tărie teza ontologică potrivit căreia subiectul are vreun impact direct asupra rezultatului unei măsurători. Prin urmare, când a menționat ocazional caracterul subiectiv al fenomenelor cuantice și dificultățile de a distinge obiectul de subiect în mecanica cuantică, nu s-a gândit la el ca la o problemă limitată doar la observarea atomilor. De exemplu, el a afirmat că deja „teoria relativității ne amintește de caracterul subiectiv al tuturor fenomenelor fizice” (ATDN, p. 116). Mai degrabă, referindu-se la caracterul subiectiv al fenomenelor cuantice, el a exprimat teza epistemologică potrivit căreia toate observațiile din fizică sunt de fapt dependente de context. Potrivit lui Bohr, nu există nicio vedere din nicăieri în virtutea căreia obiectele cuantice pot fi descrise.

În al patrulea rând, deși Bohr vorbise despre „perturbarea fenomenelor prin observație”, în unele dintre primele sale lucrări despre complementaritate, el nu a avut niciodată în minte prăbușirea indusă de observator a pachetului de valuri. Ulterior, el a vorbit întotdeauna despre interacțiunea dintre obiect și aparatul de măsurare, care a fost considerat ca fiind complet obiectiv. Astfel, Pisica lui Schrödinger nu a prezentat nici o ghicitoare pentru Bohr. Pisica ar fi moartă sau vie cu mult înainte de a deschide cutia pentru a afla. Ceea ce a susținut Bohr a fost, totuși, că starea obiectului și starea instrumentului sunt inseparabil dinamic în timpul interacțiunii. În plus,obiectul atomic nu posedă nicio stare separată de cea pe care o manifestă la sfârșitul interacțiunii, deoarece instrumentul de măsurare stabilește condițiile necesare în care are sens să folosească conceptul de stare.

A fost aceeași analiză pe care Bohr a aplicat-o pentru a răspunde provocării documentului EPR. Răspunsul lui Bohr a fost că nu putem separa proprietățile dinamice și cinematice ale unui sistem comun de două particule până când nu am făcut efectiv o măsurare și, prin urmare, stabilim condițiile experimentale pentru atribuirea unei anumite valori a stării (CC, p. 80). Modul lui Bohr de a aborda puzzle-ul a fost de a sublinia că stările individuale ale unei perechi de particule cuplate nu pot fi luate în considerare în mod izolat, la fel cum starea obiectului și starea instrumentului sunt inseparabile dinamic în timpul măsurărilor. Astfel, pe baza cunoașterii noastre despre o anumită valoare de stare a corpului auxiliar A, fiind un obiect atomic sau un instrument, putem deduce apoi valoarea de stare a obiectului B cu care a interacționat odată A (Faye 1991, p. 182-183). Prin urmare, are sens atunci când Howard (2004, p.671) consideră că Bohr considera că starea îmbinării post-măsurare a obiectului și a aparatului de măsurare a fost încurcată ca în orice altă interacțiune cuantică care implică o pereche încurcată.

În cele din urmă, când Bohr a insistat pe utilizarea conceptelor clasice pentru înțelegerea fenomenelor cuantice, nu a crezut, așa cum se sugerează uneori, că obiectele macroscopice sau aparatul de măsurare trebuie întotdeauna descrise în termenii legilor dinamice ale fizicii clasice. Utilizarea conceptelor clasice este necesară, potrivit lui Bohr, deoarece prin acestea am învățat să comunicăm altora despre experiența noastră fizică. Conceptele clasice sunt doar un rafinament al conceptelor cotidiene de poziție și acțiune în spațiu și timp. Cu toate acestea, utilizarea conceptelor clasice nu este aceeași în mecahnica cuantică ca în fizica clasică. Bohr știa bine că, pe dureri de inconsistență, conceptelor clasice trebuie să li se ofere „o reinterpretare cuantică-teoretică adecvată,”Înainte de a putea fi angajați pentru a descrie fenomene cuantice (ATDN, p. 8).

6. Vizualizările divergente

Interpretarea de la Copenhaga nu este o perspectivă omogenă. Acest lucru nu este încă recunoscut în general. Atât James Cushing (1994), cât și Mara Beller (1999) sunt de acord cu existența unei interpretări unitare de la Copenhaga în explicația lor socială și instituțională a dominării odată totale a ortodoxiei de la Copenhaga; o părere pe care o găsesc personal neconvingătoare și depășită parțial pentru că au citit părerea lui Bohr asupra mecanicii cuantice prin expunerea lui Heisenberg. Dar istoricii și filosofii științei au realizat treptat că imaginile complementare ale lui Bohr și Heisenberg de pe suprafață pot părea similare, dar sub suprafață diverge semnificativ. Don Howard (2004, p. 680) ajunge până la concluzia că „până când Heisenberg a inventat termenul în 1955, nu a existat o interpretare unitară a Copenhaga a mecanicii cuantice."Termenul apare aparent pentru prima dată în Heisenberg (1955). În plus, Howard susține, de asemenea, că a fost expunerea de Heisenberg a complementarității, și nu a lui Bohr, cu accentul său pe un rol privilegiat pentru colapsul de valuri indus de observator și observator. care a devenit identică cu acea interpretare. Spune el: „Oricare ar fi motivația lui Heisenberg, invenția sa a unei concepții unitare de la Copenhaga asupra interpretării, în centrul căreia era propria sa viziune distinctivă subiectivistă a rolului observatorului, a găsit rapid un public”. (p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementară a lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor asupra viziunii ortodoxe. Howard susține, de asemenea, că a fost expunerea complementară a lui Heisenberg și nu a lui Bohr, cu accentul său pe un rol privilegiat pentru colapsul de pachete de undă indus de observator și observator, care a devenit identic cu acea interpretare. El spune: "Oricare ar fi motivația lui Heisenberg, invenția sa a unei concepții unitare de la Copenhaga asupra interpretării, în centrul căreia a fost propria sa viziune distinctivă subiectivistă despre rolul observatorului, a găsit rapid un public." (p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementară a lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor asupra viziunii ortodoxe. Howard susține, de asemenea, că a fost expunerea complementară a lui Heisenberg și nu a lui Bohr, cu accentul său pe un rol privilegiat pentru colapsul de pachete de undă indus de observator și observator, care a devenit identic cu acea interpretare. El spune: "Oricare ar fi motivația lui Heisenberg, invenția sa a unei concepții unitare de la Copenhaga asupra interpretării, în centrul căreia a fost propria sa viziune distinctivă subiectivistă despre rolul observatorului, a găsit rapid un public." (p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementară a lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor asupra viziunii ortodoxe.cu accentul său pe un rol privilegiat pentru colapsul de valuri indus de observator și observator, care a devenit identic cu acea interpretare. El spune: "Oricare ar fi motivația lui Heisenberg, invenția sa a unei concepții unitare de la Copenhaga asupra interpretării, în centrul căreia a fost propria sa viziune distinctivă subiectivistă despre rolul observatorului, a găsit rapid un public." (p. 677) Această audiență a inclus persoane precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementară a lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor asupra viziunii ortodoxe.cu accentul său pe un rol privilegiat pentru colapsul de valuri indus de observator și observator, care a devenit identic cu acea interpretare. El spune: "Oricare ar fi motivația lui Heisenberg, invenția sa a unei concepții unitare de la Copenhaga asupra interpretării, în centrul căreia a fost propria sa viziune distinctivă subiectivistă despre rolul observatorului, a găsit rapid un public." (p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementară a lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor asupra viziunii ortodoxe.o viziune distinctivă subiectivistă asupra rolului observatorului, a găsit rapid o audiență. "(p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementarității lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor pentru viziunea ortodoxă.o viziune distinctivă subiectivistă asupra rolului observatorului, a găsit rapid o audiență. "(p. 677) Această audiență a inclus oameni precum Bohm, Feyerabend, Hanson și Popper, care au folosit prezentarea complementarității lui Heisenberg ca țintă pentru critica lor pentru viziunea ortodoxă.

În urma cercetărilor lui Don Howard, Kristian Camilleri (2006, 2007) subliniază faptul că complementaritatea a fost creată inițial de Bohr (în lucrarea sa Como) pentru a exista între descrierea spațiu-timp și descrierea cauzală a stărilor staționare ale atomilor. - și nu între rezultatele experimentale diferite ale electronului liber. Deci formularea complementarității a fost limitată la conceptul de stări staționare, deoarece numai acolo sistemul are o stare energetică bine definită independent de orice măsurătoare. Această observație merită recunoaștere generală. Însă, când Bohr a început să analizeze experimentul cu fanta dublă în discuția sa cu Einstein (1930), el a trebuit să-și extindă interpretarea pentru a acoperi electronii în interacțiune cu aparatul de măsurare.

Camilleri arată apoi cum părerea lui Heisenberg despre complementaritate, în ciuda mărturiei proprii a lui Heisenberg, diferă radical de cea a lui Bohr. Așa cum Heisenberg a înțeles complementaritatea între descrierea spațiu-timp și descrierea cauzală, aceasta ține între descrierea clasică a fenomenelor experimentale și descrierea stării sistemului în ceea ce privește funcția de undă. Un citat din Heisenberg (1958, p. 50) arată cât de mult l-a înțeles greșit pe Bohr în ciuda relației lor de muncă anterioare.

Bohr folosește conceptul de „complementaritate” în mai multe locuri în interpretarea teoriei cuantice … Descrierea spațiu-timp a evenimentelor atomice este complementară descrierii lor deterministe. Funcția de probabilitate se supune unei ecuații de mișcare, așa cum au făcut coordonatele în mecanica newtoniană; schimbarea sa în cursul timpului este complet determinată de ecuația mecanică cuantică; nu permite o descriere în spațiu și timp, ci rupe continuitatea determinată a funcției de probabilitate schimbând cunoștințele noastre despre sistem.

Deci, unde Bohr a identificat descrierea cauzală cu conservarea energiei, Heisenberg a văzut-o ca fiind evoluția deterministă a funcției ψ a lui Schrödinger. Cu alte cuvinte, Heisenberg, spre deosebire de Bohr, credea că ecuația de undă dă o descriere cauzală, deși probabilistică a electronului liber în spațiul de configurare. De asemenea, explică de ce atât de mulți filosofi și fizicieni au identificat interpretarea de la Copenhaga cu prăbușirea misterioasă a pachetului de valuri. Trecerea de la o descriere cauzală în termeni de evoluție a funcției to la o descriere clasică a spațiului-timp este caracterizată de schimbarea discontinuă care are loc prin actul de măsurare. Potrivit lui Heisenberg, aceste două moduri de descriere sunt complementare.

Într-un studiu foarte recent, Ravi Gomatam (2007) este de acord cu expunerea lui Howard în faptul că susține că interpretarea lui Bohr a complementarității și a manualului de la Copenhaga (adică dualitatea undă-particule și colapsul de pachete de undă) sunt incompatibile.

7. Noi perspective

După anii '50 au fost articulate o serie de interpretări alternative la complementaritatea lui Bohr și toate și-au găsit susținătorii printre fizicieni și filosofi ai științei. Interpretarea de la Copenhaga a început să piardă teren altor interpretări, cum ar fi interpretarea lui Bohm, interpretarea multor lumi, interpretarea modală și interpretarea decoenței, care au fost mai multe în vogă în ultimele două decenii. În paralel cu conștientizarea tot mai mare a diferențelor esențiale dintre înțelegerea lui Bohr și Heisenberg a mecanicii cuantice, câțiva filosofi ai științei au revitalizat opinia lui Bohr asupra complementarității. În jurul mileniului a apărut o nouă recunoaștere a interpretării de la Copenhaga.

Rob Clifton și Hans Halvorson (1999, 2002) susțin că interpretarea lui Bohm a mecanicii cuantice poate fi văzută ca un caz special al interpretării complementarității lui Bohr dacă se presupune că toate măsurările se reduc în final la măsurarea pozițiilor. Inițial Jeffrey Bub și Clifton au putut demonstra (având în vedere anumite condiții idealizate) că complementaritatea lui Bohr și mecanica lui Bohm se încadrează în teorema lor de unicitate pentru interpretările fără colaps. Clifton și Halvorson îmbunătățesc acest rezultat arătând că ideea lui Bohr de poziție și complementaritate de moment poate fi exprimată în termeni de reprezentări inechivalente în formalismul algebric C * al mecanicii cuantice. Se dovedește că fie poziția, fie impulsul sunt semnificative din punct de vedere dinamic,dar nu este permis să presupunem că poziția și momentul sunt semnificative din punct de vedere dinamic în orice context unic. Din aceste presupuneri, au dedus mecanica lui Bohm adăugând postulatul metafizic că măsurarea poziției este întotdeauna semnificativă din punct de vedere dinamic, însă această restricție metafizică impune, după cum subliniază, că pozițiile au un statut ontologic privilegiat. Mai degrabă, Clifton și Halvorson (1999) și Halvorson (2004) consideră că complementaritatea ne poate oferi o interpretare realistă a teoriei cuantice a câmpurilor.că pozițiile au un statut ontologic îndoielnic privatizat. Mai degrabă, Clifton și Halvorson (1999) și Halvorson (2004) consideră că complementaritatea ne poate oferi o interpretare realistă a teoriei cuantice a câmpurilor.că pozițiile au un statut ontologic îndoielnic privatizat. Mai degrabă, Clifton și Halvorson (1999) și Halvorson (2004) consideră că complementaritatea ne poate oferi o interpretare realistă a teoriei cuantice a câmpurilor.

O altă perspectivă asupra concepției complementare a lui Bohr se datorează lui Michael Dickson (2001, 2002). Folosind teoria contemporană a cadrelor de referință în teoria cuantică, el dovedește că răspunsul lui Bohr la experimentul gândirii EPR a fost de fapt cea corectă. Mai mult, el susține, de asemenea, că discuțiile lui Bohr despre spin, o proprietate mult mai puțin dependentă de poziție și moment, au fost foarte diferite de discuțiile sale despre acesta din urmă, iar pe baza acestor diferențe oferă un raport bohrian al teoremei lui Bell și a semnificației sale.

Whitaker (2004) face o reevaluare a filozofiei lui Bohr a mecanicii cuantice pe baza lucrărilor lui Clifton și Halvorson și Dickson și în lumina teoriei informației cuantice. Pe lângă aceste încercări de a aplica noțiunea de complementaritate a lui Bohr la discuțiile contemporane privind interpretarea mehanicii cuantice și a teoriei câmpului cuantic, există o încercare continuă de a înțelege ideea lui Bohr de reprezentare simbolică (Tanona, 2004a, 2004b) și noțiunea lui de complementaritate cu privire la tendințe în filozofie și epistemologie generală (Plotnitsky, 1994, și Katsumori, 2005).

Bibliografie

Referințe la Work by Bohr

CW	Bohr, N. (1972-2006), Opere colectate, Vol. 1-12, Amsterdam: Elsevier.
ATDN	Bohr, N. (1934/1987), Teoria atomică și descrierea naturii, reimprimată ca The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. I, Woodbridge: Ox Bow Press.
APHK	Bohr, N. (1958/1987), Eseuri 1932-1957 despre fizica atomică și cunoștințe umane, reeditate ca The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. II, Woodbridge: Ox Bow Press.
Eseuri	Bohr, N. (1963/1987), Eseuri 1958-1962 privind fizica atomică și cunoștințele umane, reeditate ca The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. III, Woodbridge: Ox Bow Press.
CC	Bohr, N. (1998), Cauzalitate și complementaritate, lucrări suplimentare editate de Jan Faye și Henry Folse ca The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. IV, Woodbridge: Ox Bow Press.

Alte referințe

Beller, M. (1992), „Nașterea complementarității lui Bohr: contextul și dialogurile”, în Studii în istorie și filosofie a științei, 23, p. 147-180.
Beller, M. (1999), Dialogul cuantic: The Making of a Revolution, Chicago: University of Chicago Press.
Brock, S. (2003), Filosofia fizică cuantică a lui Niels Bohr în lumina tradiției helmholtziene a fizicii teoretice, Berlin: Logos Verlag.
Bunge, M. (1967), „Întoarcerea valului”, în Mario Bunge (ed.) Quantum Theory and Reality, New York: Springer, pp. 1-12.
Camilleri, K. (2006), „Heisenberg and the Wave-particle Duality”, în Studii în istorie și filosofia fizicii moderne, 37, p. 298-315.
Camilleri, K. (2007), „Bohr, Heisenberg and the Divergent Views of Complementarity”, în Studii în istorie și filosofia fizicii moderne, 38, p. 514-528.
Chevalley, C. (1991), „Introducere: Le dessin et la couleur”, în Niels Bohr, Physique atomique et connaissance humaine. Edmond Bauer și Roland Omnès (trans.), Catherine Chevalley (ed.). Paris: Gallimard, p. 17-140.
Chevalley, C. (1994), „Cuvintele lui Niels Bohr și Atlantida Kantianismului”, în J. Faye și H. Folse (eds), Niels Bohr și Philosophy contemporană, pp. 33-55.
Clifton, R. și H. Halvorson (1999), „Maximal Beable Subalgebras of Quantum Mechanical Observables”, în International Journal of Theoretical Physics, 38, p. 2441-2484
Clifton, R. și H. Halvorson (2002), „Reconsiderarea răspunsului lui Bohr la EPR”, în Placek, T. și J. Butterfield (eds) Non-localitate și Modalitate Dordrecht: Kluwer Academic Publisher,
Cushing, J. (1994), Mecanica cuantică, contingența istorică și Hegemonia din Copenhaga, Chicago: University of Chicago Press.
Dickson, M. (2001), „The EPR Experiment: A Prelude to Bohr's Reply to EPR”, în Heidelberger, M. & F. Stadler (eds.) History of Philosophy of Science - New Trends and Perspectives Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, p. 263-275.
Dickson, M. (2002), „Bohr pe Bell: o lectură propusă a lui Bohr și implicațiile sale pentru teorema lui Bell”, în Placek, T. și J. Butterfield (eds.) Non-locality and Modality Dordrecht: Kluwer Academic Publisher,
Einstein, A., B. Podolsky și N. Rosen (1935), „Poate fi considerată completă descrierea cuantum-mecanică a realității fizice?”, Physical Review, 47, p. 777-780.
Faye, J. (1991), Niels Bohr: Moștenirea și moștenirea sa. O viziune antirealistă a mecanicii cuantice, Dordrecht: Kluwer Academic Publisher.
Faye, J. (2008), „Niels Bohr și Cercul de la Viena”, în Manninen, J. și F. Stadler (eds.) Cercul de la Viena din țările nordice. (Seria: Anuarul Institutului Cercului din Viena, 14). Dordrecht: Springer Verlag.
Faye, J. și H. Folse (eds.) (1994), Niels Bohr și Contemporary Philosophy. (Seria: Boston Studies in the Philosophy of Science, vol. 158.) Dordrecht: Kluwer Academic Publisher.
Folse, H. (1985), Filosofia lui Niels Bohr. Cadrul complementarității. Amsterdam: Olanda de Nord.
Folse, H. (1986), „Niels Bohr, Complementarity and Realism”, în A. Fine și P. Machamer (eds), PSA 1986: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association, vol. I, East Lansing: PSA, p. 96-104.
Folse, H. (1994), „Cadrul complementarității și dezbaterea realismului”, în J. Faye și H. Folse (1994), p. 119-139.
Gomatam, R. (2007), „Interpretarea lui Niels Bohr și interpretarea de la Copenhaga - Sunt cele două incompatibile?”, În Filosofia științei, numărul 74, decembrie.
Halvorson, H. (2004), „Complementaritatea reprezentărilor în mecanica cuantică”, în Studii în istorie și filosofia fizicii moderne, 35, p. 45-56.
Heisenberg, W. (1955), „Dezvoltarea interpretării teoriei cuantice”, în W. Pauli (ed), Niels Bohr și Dezvoltarea fizicii, 35, Londra: Pergamon p. 12-29.
Heisenberg, W. (1958), Fizică și filozofie: Revoluția în științele moderne, Londra: Goerge Allen și Unwin.
Held, C. (1994), „Înțelesul complementarității”, Studii în istorie și filosofia științei, 25, 871-893.
Honner, J. (1987), Descrierea naturii: Niels Bohr și The Philosophy of Quantum Physics, Oxford: Clarendon Press.
Hooker, CA (1972), „Natura realității mecanice cuantice”, în RG Colodny (ed.), Paradigme și paradoxuri, Pittsburgh: University of Pittsburgh Press, p. 67-305.
Howard, D. (1994), „Ce face un concept clasic clasic? Spre o reconstituire a filosofiei fizicii lui Niels Bohr”, în Faye și Folse (1994), p. 201-229.
Howard, D. (2004), „Cine a inventat„ Interpretarea din Copenhaga?” Un studiu în mitologie”, Philosophy of Science, 71, p. 669-682.
Kaiser, D. (1992), „Mai multe rădăcini ale complementarității: aspecte și influențe kantiene”, Studii în istorie și filosofia științei, 23, 213-239.
Katsumori, M. (2005), Complementaritatea lui Niels Bohr. Structura, istoria și intersecțiile sale cu hermeneutică și deconstrucție, Universitatea Vrije din Amsterdam (doctorat)
Massimi, M. (2005), Principiul excluderii lui Pauli. Originea și validarea unui principiu științific. Cambridge: Cambridge University Press.
Murdoch, D. (1987), Filosofia fizicii lui Niels Bohr, Cambridge: Cambridge University Press.
Petruccioli, S. (1993), Atomi, metafore și paradoxuri, Cambridge: Cambridge University Press.
Plotnitsky, A. (1994), Complementaritate: anti-epistemologie după Bohr și Derrida, Durham: Duke University Press.
Popper, KR (1967), „Mecanica cuantică fără„ observatorul”, în Mario Bunge (ed.) Quantum Theory and Reality, New York: Springer, pp. 1-12.
Tanona, S. (2004a), „Incertitudinea în răspunsul lui Bohr la microscopul Heisenberg”, în Studii în istorie și filosofia fizicii moderne, 35, p. 483-507.
Tanona, S. (2004b), „Idealizarea și formalismul în abordarea lui Bohr la teoria cuantică”, în Filosofia științei, 71, p. 683-695.
Whitaker, MAB (2004), „The EPR Paper and Bohr’s Response: A Reassessment”, în Foundation of Physics, 34, pp. 1305-1340.