Bohm yorumlanması ait kuantum mekaniği ( "Debb" kısaltılır) formüle edilmiş 1952 fizikçi tarafından David Bohm . Bu bir gelişmedir , pilot dalga teorisi tarafından tahmin Louis de Broglie içinde 1927 . Ayrıca ontolojik yorumlama ve nedensel yorumlama adlarıyla da bilinir .
Bohm teorisi bazen gizli referans değişkenlerinin kuantum teorisi olarak kabul edilir , ancak bu açıklama John Stewart Bell ve diğer fizikçiler ve filozoflar da dahil olmak üzere tüm Bohm'lu fizikçiler tarafından reddedilir . Kopenhag yorumuna karşıt olarak, kuantum mekaniğinin gerçekçi ve deterministik bir vizyonunu vermeyi amaçlamaktadır .
De Broglie'nin pilot dalga teorisi ve Bohm'un sonraki gelişmeleri, fizikçilerin eğitimi sırasında uzun bir süre göz ardı edildi ve bu, Kopenhag'ın baskın yorumunu doğrudan sorguladığı için "metafizik" olarak adlandırıldı . Kuantum fiziğinde yer olmayışının önemini ortaya koyan John Bell , şunları söyledi:
"Öyleyse Born neden bana bu 'pilot dalgadan' bahsetmedi?" Sadece onun nesi olduğunu belirtmek için mi? Von Neumann bunu neden dikkate almadı? Daha da olağanüstü olanı, insanlar neden 1952'den sonra ve 1978'e kadar imkansızlık kanıtı üretmeye devam ettiler? Öyleyse Pauli, Rosenfeld ve Heisenberg bile Bohm'un teorisini “metafizik” ve “ideolojik” olmakla suçlamaktan daha yıkıcı bir eleştiri üretemedi mi? Derslerde pilot dalga görüntüsü neden göz ardı ediliyor? Bunun tek çözüm olarak değil, hâkim olan kendini tatmin etmenin bir panzehiri olarak öğretilmesi gerekmez mi? Muğlaklığın, öznelliğin ve belirsizliğin bize deneysel gerçekler tarafından dayatılmadığını, bunun yerine kasıtlı bir teorik seçimden geldiğini göstermek için mi? ".Bugün bile, “deBB” teorisi (de Broglie-Bohm) çok az biliniyor. Profesör Cavendish Laboratuvarı ait Cambridge , Mike Towler (in) , gözlemler:
"Daha 1924'te, Louis de Broglie fikrin özüne sahipti ve aslında, 1927'deki ünlü Solvay konferansında az çok eksiksiz matematiksel teoriyi sundu. Heisenberg / Pauli / Bohr tarafından nasıl ezildi, Bohm geri gelene kadar teorisini terk etmesine neden olan, büyüleyici bir hikaye. Bell tarafından yapılan keşif, ikincisini - popüler inancın aksine - pilot dalga teorisinin kanıtı olarak görülebilecek rezil eşitsizliğine götürene kadar, Bohm'un da görmezden gelinmesi ve yanlış yorumlanması gerçeğidir . Bugün bile [2008] teoriyi duymuş nispeten az insan var. ".Bu teoride, parçacıklara yollarına kılavuzluk eden bir dalga eşlik eder, dolayısıyla pilot dalga terimi. Matematiksel olarak pilot dalga, kuantum mekaniğinin dalga fonksiyonu ile aynı şekilde tanımlanır. Pilot dalganın etkisi , parçacık üzerinde bir elektrik alanı gibi etki eden , dalga fonksiyonundan türetilen bir kuantum potansiyeli şeklinde karakterize edilir . Bu nedenle pilot dalga, Schrödinger denklemini takip ederek parçacığın hareketini yönetir .
Bu teori, parçacık davranışının evriminin zaman içinde düzenli olarak gerçekleştiğini, dolayısıyla dalga işlevinin çökmediğini belirtir . Albert Einstein'ın , kuantum mekaniğinin Kopenhag okulu tarafından yorumlandığı şekliyle tam olmadığı yönündeki eleştirisine katılıyor .
Daha doğrusu, Bohm teorisini aşağıdaki dört özellikle karakterize eder:
1. Dalga işlevi , salt matematiksel bir varlık olarak değil, gerçek ve nesnel bir alan olarak kabul edilir.
2. Bu alandan bağımsız olarak, uzayda her zaman iyi tanımlanmış ve deterministik bir şekilde gelişen koordinatlara sahip parçacıkların var olduğunu varsayıyoruz.
3. Bu parçacıkların hızı, m parçacığın kütlesidir ve S, dalga işlevini S ve R gerçek olarak yazarak elde edilen bir faz işlevi olarak belirlenir .
4. Parçacığın sadece klasik potansiyele değil, aynı zamanda ek bir “ kuantum potansiyeline ” de tepki verdiği varsayılmaktadır . Bu özellik, özellik 3'e eşdeğerdir.
Bu dört özellik, teorinin 1952'de yayınlanan “deterministik versiyonunu ” tanımlar . Bohm ve Vigier tarafından 1954'te ortaya atılan ve Bohm tarafından “kesin” olarak sunulan “stokastik versiyon”, aşağıdaki gibi tanımlanan beşinci aksiyomla karakterize edilir:
5. Alan aslında rastgele ve kaotik bir dalgalanma durumundadır, öyle ki Schrödinger denklemi tarafından tanımlanan değer bu dalgalanmaların bir ortalamasını oluşturur. Brown hareketindeki dalgalanmaların daha derin bir atomik seviyeden kaynaklanması gibi, bu dalgalanmalar da altta yatan bir seviyeden kaynaklanıyor.
Kuantum mekaniğinin bu yorumuna , savunucuları bu adı reddetse de, gizli değişkenlere sahip bir teori denir . 1990'lara kadar ana Bohmian olan John Stewart Bell , haykırdı:
"Saçma olan şu ki, bu teorilere 'gizli değişken' teoriler deniyor. Saçma çünkü burada, görünür dünyanın ve deneylerin sonuçlarının bir görüntüsünü dalga fonksiyonunda değil, bu tamamlayıcı "gizli" (!) Değişkenlerde buluyoruz. (...) Pilot dalganın bu görüntüsündeki değişkenlerden en gizlisi, kendisini yalnızca tamamlayıcı değişkenler üzerindeki etkisiyle bize gösteren dalga fonksiyonudur. "Jean Bricmont , Bohm'un teorisini şu formülle özetledi:
Bohm'un teorisi çeşitli imkansızlık teoremlerinden nasıl kaçar? Bu kafa karıştırıcı derecede basit: buradaki "gizli değişkenler", sadece parçacıkların konumlarıdır. Hareket halindeki maddenin teorisidir. Bu değişkenlerin tanıtılmasının imkansız olduğunu gösteren hiçbir argüman ileri sürülmemiştir. "Hatta ihlal gösterisinden hemen önce Bell'in eşitsizliklerin yasaklayan yerel teorilerini gizli değişkenlerle, bu yorumlama sadece farz değil olmayan yerellik ( Bell . Ama açık yapılan aslında kuantum mekaniği doğa ile olmayan yerel olduğunu gösterdi): “Öyle de Broglie-Bohm'un yerel olmayışı göz ardı edilemeyecek kadar açık bir şekilde getirdiği versiyonunun bir meziyeti. "
Teori deterministik ise, kuantum mekaniğinin denklemlerinin olasılıksal karakteriyle nasıl başa çıkıyor? Dürr, Goldstein ve Zanghì (1993), her deneysel bağlamda rastgele görünen şeyin Bohm evreninde böyle olmadığını açıklar. Born istatistiksel yasalar evrensel kuantum denge yerel tezahürleridir.
Born yasalarının onayladığı her tahmin, aynı zamanda, kuantum dünyasının ayrıntılı olarak kesinlikle öngörülemez olduğunu doğrulamaz; referans çerçevesinin tersine çevrilmesiyle, bunun deneyin anı olduğunu ve bu anda incelenen belirli parçacıkların rastgele olduğunu doğrular. Bohmian fizikte, orada önsel tek dalga fonksiyonu: evrenin olduğu .
Benzer şekilde, Heisenberg'in belirsizlik (veya belirsizlik) ilkesi doğrulanmıştır, ancak genel olarak anlaşıldığı anlamda değildir (bir parçacığın hızını ve konumunu bilemeyiz çünkü gerçekte parçacık ve yörünge yoktur. ama antinomik kavramlarla, dalga-parçacık ikiliğiyle tanımlanan ikili bir varlık ), ancak herhangi bir "ölçüm" ün, herhangi bir deneyin, deterministik yörüngelerle donatılmış bir parçacıklar evrenine belirsiz bir şekilde kaydedilmesi anlamında.
Böylece, Young yarıklarının paradoksuyla karşı karşıya kalan (aşağıya bakınız), parçacık, tüm aparatla ilgili bilgiyi tutar; parçacık, yarıklardan birinin ne zaman tıkandığını "bilir". Bir parçacığın tek bir yarıktan geçtiğini söylemek yeterli değildir (Bohm modeline göre olan budur). Olay, parçacık- kuantum potansiyel çifti tarafından daha eksiksiz bir şekilde tanımlanır . Bohm'un meslektaşı Basil Hiley, parçacığı bir kalp olarak ve kuantum potansiyelini onu çevreleyen veya parçacığı çevreleyen tüm aygıt hakkındaki bilgilerle tanımlanan bir tür " damla " olarak tanımlıyor. Bohm teorisi tarafından incelenen varlıklar, bizim (benim) bildiğimiz parçacıklar ve kuantum potansiyeli arasındaki bu eşleşmedir . Yerel ve yerel olmayan arasındaki bir tür titreşim, parçacıklar dünyasını canlandırır.
Bu kuantum potansiyelini anlamak için bilgi kavramı çok önemlidir . Nitekim fizikte bilinen alanların aksine, eylemini belirleyen alanın gücü değil şeklidir. Mesafe arttıkça hareketi azalmaz. Aksine, Aristoteles'in tanımladığı biçimsel nedene benzer .
Ruh tarafından var olan insan merkezli bilgi (ya da deneyci tarafından kurulan sistem) onu kavrayacak, ancak formlara yazım sürecine dair bilgi söz konusu değildir . Holomovement .
" Niels Bohr'un konumuna bakıldığında (...), gözlemlenen cihazı gözlem cihazından ayırma problemi nedeniyle (...) mekanizmadan uzaklaşarak bir tür organizmaya veya organikçilik. Bu bağlamda, parçacığı etkileyen dalga ile bir parçacığı tutabilirsiniz. Dalga artık yeni bir niteliğe sahip görünüyor; bilgi alanı gibidir . Ancak göreliliğe gittiğinizde, bu görüşün bile sürdürülmesi zorlaşır. Elektronların kalıcı bir yapısı olup olmadığından ve sürekli yörüngeleri takip edip etmediklerinden emin değiliz. Yani belki daha derin bir şey söz konusudur. Dalga fonksiyonu yaklaşımı, bir tür ontoloji sağlamayı başardığı için sürdürüldü, ancak bireysellik Kartezyen kategorisine sığdırılamadı. Bir çelişki var. David Bohm ve ben QM için alternatif kategoriler sorununu ele alıyorduk . Bu bağlamda Bohm, saklı ve açık bir düzen fikrine sahipti. Parçacık şimdi holomovement dediğimiz daha derin bir yapıdan bir dizi açılımdı. " - Basil HileyO parçacık canlandıran bu "bilinç" belirtmek için gerekliyse, Hiley (in) söz edecek protoconsciousness . Bohmian holizminde bilgi, hem parçacıklar düzeyinde hem de diğer alanlarda (özellikle biyoloji , akıl felsefesi) aynı niteliktedir . Bu açıdan bakıldığında, “önbilinç” terimi, ortamındaki parçacığı tanımlamak için metaforik olarak değil, akıllıca kullanılmasının nedeni budur.
Enformasyon kavramına dayanan bu kuantum potansiyelinin ortaya çıkması nedeniyle, Bohm'un teorisi, tam anlamıyla, zihin ve madde hakkında bir teoridir.
Bohm'un işaret ettiği gibi, aktif bilgi kavramı yeni değil, yani parçacık fiziği alanındaki kullanımıdır. Dört Aristotelesçi neden arasında, Bohm'un aktif bilgisine karşılık gelen biçimsel nedendir . Açıklamalar klasik fizikte itme ve çekme olarak verilmişse, fizik alanı dışındaki pek çok fenomen bu terimlerle anlaşılmışsa, Bohmianlara göre bunun en temel biçim olduğu anlamına gelmez. etkileşim: bilgi, moleküler biyolojide olduğu gibi sosyolojide de daha açıklayıcı görünüyor.
David Peat özetliyor:
“Diğer tüm potansiyellerin aksine, [kuantum potansiyelinin etkileri vardır], bu potansiyelin gücüne veya 'büyüklüğüne' değil, sadece şekline bağlıdır. Bu nedenle, uzaktaki nesneler elektronun hareketi üzerinde güçlü bir etki yapabilir ”Aktif bilgiler Bohm teorisi atomaltı dünyasında iş yerinde bir ilkedir, ama aynı zamanda diğer alanlarda mevcuttur:
Hologramın görüntüsü özellikle anlamlıdır. Bir elmayı üç boyutlu olarak gösteren bir holografik tabak, iki yarıya bölünürse, iki yarım elma değil, iki elma gösterir. İşlemi tekrarlamak, hiçbir şeyi değiştirmeyecek, elma, görüntünün kademeli olarak çözünürlüğünde bir kayıp olmasına rağmen, birçok kopya halinde kalacaktır. Plakanın her bir parçası bütüne ait tüm bilgileri içerir ve bütüne göre düzenlenmiştir. Bilgiyi harekete geçiren , ışığın plakalardan geçişidir .
Bu uzaktan etki, aşağıdaki cihazla basit bir şekilde gösterilmektedir.
Bir de ise Young cihaz yüklü parçacıklar kullanılarak, bunu cihaz tarafından yayılan partiküller yaymak kalmaması izole boşlukta bir katı bir şekilde sınırları manyetik alan, koyun, l üzerinde gözlenen girişim deseni ekran değişecektir sanki bu manyetik alan yarıklardan geçen parçacıklara kadar uzanıyordu. Bu nedenle parçacıklar, teknik olarak yollarında "orada" olmasa da, bir manyetik alan olduğunu "biliyor" görünmektedir. Belki de daha şaşırtıcı bir şekilde, manyetik alandaki varyasyonlar, girişim modelinin değişmesine neden olacaktır. Bu deneysel gösteri yaklaşık kuantum potansiyeli , bilgi deney cihazı bütün ilgili parçacık, herhangi bir elektromanyetik etkileşim vardır olmadan.
Young'ın yarık deneyi bir nokta kaynağı kullanılarak gerçekleştirildiğinde, girişim figürü aşamalı olarak, her bir foton yayılan şekli tamamlayarak nokta nokta oluşturulur . Bu rakam teorik olarak ancak her bir foton kendi kendine müdahale ederse oluşturulabilir. Kuantum süperpozisyonu ve uyumsuzluk ilkelerine dayanan en yaygın olarak kabul edilen kuantum teorileri, bu nedenle fotonun her iki yarıktan aynı anda geçtiğini varsayar.
Bohm ve De Broglie bunun yerine parçacığın yalnızca iki delikten birinden geçmesini önermektedir . Öte yandan pilot dalga iki delikten geçerek kendisine müdahale eder. Foton, pilot dalga tarafından yönlendirilir ve ikincisi bir girişim modeli oluşturur; foton, pilot dalganın yarattığı girişim modelini "kendisine rağmen" oluştururken bulur.
2011'de, Steinberg ve arkadaşlarının 2011'de fizikte bir atılım olarak nitelendirilen deneyi ( Yılın Fizik Buluşması ), De Broglie-Bohm teorisinin öngördüğü yörüngeleri yeniden üretiyor gibi görünüyor.
Çeşitli makaleler, bu deneyin, parçacıkların gerçekten de yörüngeleri var gibi göründüğünü ve bir pilot dalga (veya kuantum potansiyeli) tarafından yönlendirildiğini gösterdiğine inanıyor.
Young'ın paradigmatik yarık deneyi o kadar tuhaf ki Feynman bunu kuantum dünyasını anlamak ya da en azından kavrayış için merkezi olarak gördü. De Broglie-Bohm'un yorumuna dayanarak, araştırmacılar bu cihazın önündeki parçacıklara benzer davranışlar göstermeyi başardılar, ancak şimdiye kadar çalışılan en büyük molekülden milyon kat daha büyük sıvı damlalarıyla. '' Şimdi bu bağlamda, fullerene ( 60 karbon atomu).
Bir sıvı belirli bir hızda dikey olarak yukarı aşağı karıştırıldığında yüzeyde düzenli desenler oluşturan Faraday dalgaları oluşur . Yves Couder ekibi , bir dizi deneyde, Faraday dalgasını oluşturan eşiğin hemen altında karıştırılan bir sıvı üzerinde biriken damlaların davranışını gözlemledi ve böylece bu damlalar , sıvı yüzeyinin üzerinde sonsuza kadar asılı kalabilir . İki veya daha fazla askıya alınmış damla oluşursa, uzaktaki "dalga alanları" aracılığıyla "iletişim kurarlar" ve çiftler ve modeller oluştururlar ve koordineli yörüngeler benimser (bu çalışmalar serisinin fotoğrafları ve analizi için bkz. Bush (2010)) . Couder ve Fort daha sonra bu milimetre büyüklüğündeki cisimleri uyarlanmış bir Young yarık deneyine tabi tuttu. Damlaların, sadece tek bir yarıktan geçseler bile, parçacıkların sözde kuantum ölçeğinde yaptığı gibi, yavaş yavaş girişim figürleri ("kendileriyle") ürettiklerini gözlemlediler. Araştırmacılara ve MIT'de matematikçi olan John WM Bush'a göre, fulleren'den çok daha büyük olan bu damlaların hareketini sağlayan dalgalar, kesinlikle pilot dalgalarıdır:
“Broglie-Bohm teorisinin ana cazibesi, kuantum mekaniğinde gerçekçiliği ve determinizmi geri getirmesidir, zayıflığı, bu pilot dalga alanının fiziksel doğasının belirsiz kalmasıdır. Pilot dalga teorisinin geliştirildiği ve standart yorum haline gelecek olan Kopenhag yorumuyla değiştirildiği sırada, ilham alınacak pilot dalganın makroskopik bir analoğu yoktu. Şimdi durum böyledir. "Bu damlalar, tünel etkisiyle Newton fiziğindeki aşılamaz engelleri de aşabilir , ancak bu en dikkat çekici olanı değildir. Couder ve meslektaşları, havzayı kendi üzerinde döndürerek, damlaların, Bush'un işaret ettiği gibi, kuantum fiziğine adını veren, yani atom altı bir parçacığın yalnızca belirlenen, ölçülen orbitaller. Broglie-Bohm teorisinin açıklayıcı potansiyeli, Harris ve Bush tarafından yayınlanan videoda gösterilmiştir.
Kopenhag Okulu | Bohm teorisi |
---|---|
Dalga fonksiyonu bir kuantum sistemi üzerinde sahip olabileceği tüm bilgiyi özetler ve matematiksel soyut varlıktır. | Dalga fonksiyonu nesnel ve gerçektir ve parçacıkların konumunu ve hızını belirler. David Bohm, 1952'den sonra bu konuma geri dönecek ve dalga fonksiyonunun ve yörüngenin nesnel yönünü reddedecek. |
Herhangi bir gözlemlenebilirin değeri, ölçüm anında, temelde rastgele bir şekilde sabitlenir ve ölçümden önce belirlenmiş bir değere veya hatta varlığa sahip değildir. Yörünge kavramı yok . | Bir parçacığın konumu ve hızı, ölçü olmaksızın da belirlenmiş bir değere ve bir varlığa sahiptir. Yörünge kavramı geçerlidir. |
Belirsizlik ilkesi Heisenberg hiperstatiklik gözlemlenebilir temel bir değeri gerektirir. | Belirsizlik ilkesi , bir dizi sistemdeki tamamlayıcı değişkenlerin ölçümünde kaçınılmaz bir istatistiksel dağılımı yansıtır . Gözlemlenebilirler aslında kesin değerlere sahiptir. |
Spin , açısal momentum veya enerji diğerleri gibi gözlenebilir. | Spin, açısal momentum veya enerji, parçacıkların konumu / hızından farklı olarak, ölçümden önce belirli bir değere sahip olmayan parçacıklarla ilişkili olmayan değişkenlerdir. Dönme, parçacıkla değil , dalga fonksiyonu ile ilişkili bir etkidir ve bu nedenle ölçüm, tamamen genel dalga fonksiyonunu etkileyen deneysel kuruluma bağlıdır. Ölçüm cihazı, dalga paketinin indirgenmesi sırasında ölçüm cihazının sisteme etki ettiğini düşünen Niels Bohr'un sezgisini geliştiren ve doğrulayan aktif bir role sahiptir . Aslında, belirli fiziksel özelliklerin içsel bir varoluşa sahip olmadığı ve ölçüm öncesi ölçümün olmadığı gerçeği Bohm teorisine özgü değildir, matematiksel olarak kuantum mekaniğinin standart biçimliliğinden, spin projeksiyonu durumunda, örneğin Greenberger tarafından gösterilmiştir. , Horne ve Zeilinger. Bohm'un 1952 teorisine özgü olan şey, parçacığın konumunun ve yörüngesinin ölçüm cihazına bağlı olmayan içsel özellikler olduğunu iddia etmesidir. |
Ölçüm cihazıyla etkileşimden ve hatta evrenin başlangıç koşullarına bağlı olarak temel belirsizlik . | Belirleyici kaos. Belirsizlik, yalnızca ölçüm cihazıyla etkileşimden değil, aynı zamanda evrenin başlangıç koşullarından da kaynaklanır. Evrenin başlangıç koşullarının önceden bilinmesi, teori determinist olduğu için her şeyi bilmeyi mümkün kılar, ancak bu pratikte imkansızdır. |
Dalga paketi azaltılması ölçüm kavramı modellemek için gereklidir. | Dalga paketinde indirgeme yok: teori deterministiktir, kuantum süperpozisyon ilkesi geçerli değildir ve herhangi bir zamanda gözlemlenebilirin yalnızca bir değeri geçerlidir. Ölçümün öngörülemezliği, yalnızca ilk dalga fonksiyonunun temel belirsizliğinden kaynaklanmaktadır. |
Temelde ayırt edilemeyen parçacıklar, Bose-Einstein istatistiğini haklı çıkarır . | Parçacıklar her zaman ontolojik olarak farklıdır, Bose-Einstein istatistiğini belli bir mesafeden etkilenerek gerekçelendiren teorinin yerel olmamasıdır. David Bohm, 1952'den sonra bu ontolojik ayrımı reddedecektir. |