פרשנות קופנהגן
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
פרשנות קופנהגן היא אחד מההסברים למוזרויותיה של מכניקת הקוואנטים, ומשוייכת לפיזיקאי נילס בוהר ותלמידיו (אשר מקום מושבם היה בעיר קופנהגן שבדנמרק). על פי פרשנות זו, גדלים פיזיקליים הם קיימים ומוגדרים היטב רק אחרי שנמדדו בפועל על ידי מערכת מדידה מוגדרת היטב (בוהר השתמש במונח "מערכת מדידה" במקום המונח "צופה" כדי להימנע מבעיות תאולוגיות בנוגע לתודעה ולנפש). כלומר, גודל פיזיקלי כלשהו נקבע רק בעת ביצוע המדידה, וקביעה זו (של ערכו) היא אקראית לחלוטין. הפרשנות גורסת כי לצופה ישנה משמעות מכרעת בקביעת הגדרות תוצאת הניסוי. כלומר, הצופה יכול באורח שרירותי לקבוע אם האלקטרון הוא גל או חלקיק בכפוף לאופי הניסוי שאותו הוא מחליט לבצע (תוצא המכונה דואליות גל-חלקיק). לפני המדידה האלקטרון נמצא במצב קוונטי שהוא סופרפוזיציה של כל המצבים האפשריים, בצירוף ההסתברות למדוד כל מצב. אחריה, האלקטרון נמצא במצב מוגדר (המצב בו הוא נמדד) ונשאר במצב זה.
פרשנות זו, הגם היא הנפוצה ביותר כיום, סובלת מבעיות חריפות ומהותיות. החריפות שבהן היא "קריסת פונקציית הגל", האי-דטרמיניזם האימננטי של התאוריה (לכן פרשנות זו נקראת "הפירוש ההסתברותי למכניקת הקוונטים"), בעיית המדידה וכן פרדוקסים לוגיים בנוגע לקיומם של דברים וגדלים פיזיקליים בממשות, ביניהם: החתול של שרדינגר והפרדוקס של איינשטיין-פודולסקי-רוזן.
[עריכה] עקרונות פרשנות קופנהגן
על פי פרשנות זו - שמקורה באקטואליזם החריף שהחזיק בו נילס בוהר - גדלים פיזיקליים הם קיימים ומוגדרים היטב רק אחרי שנמדדו בפועל על ידי מערכת מדידה מוגדרת היטב. כלומר, גודל פיזיקלי כלשהו נקבע רק בעת ביצוע המדידה.
לדוגמה: בניסוי שני הסדקים, לאלקטרון אין מיקום מוגדר אלא ברגע שהצופה מחליט לבצע מדידה על ידי סגירת אחד הסדקים (או כאשר האלקטרון פוגע במסך). באופן חריף יותר, לפי פרשנות זו בניסוחו החריף של בוהר, אי-אפשר לדבר על מהירות של אלקטרון לפני שהתבצע ניסוי למדוד אותה, כי רק אחרי המדידה לאלקטרון יש מהירות.
הפרשנות גורסת שלפני המדידה לחלקיק אין מצב מוגדר אלא פונקציית גל - מצב קוונטי שמתאר את התוצאות האפשריות במדידה בצירוף ההסתברות לקבל אותן. רק בעת המדידה עצמה - מתרחשת "קריסה" ובה החלקיק קובע לעצמו מצב פיזיקלי מוגדר (אחת מהתוצאות האפשריות). בוהר קבע ש"קריסה" זו וקביעת המצב שאליו קורסת פונקציית הגל מתרחשת באופן אקראי לחלוטין, כאשר ההסתברות לקרוס למצב מסוים עומד ביחס ישיר לריבוע הערך המוחלט של האמפליטודה שלו בפוקצית הגל. כך מפורש הפורמליזם של שרדינגר וסימון דיראק ("ברה-קט").
לדוגמה, אם פונקציית הגל של החלקיק היא
אזי בעת מדידת מיקום החלקיק נקבל שההסתברות למצוא את האלקטרון בצד ימין היא 
ואילו ההסתברות למצוא אותו בצד שמאל היא 
.
מסיבה זו ידועה פרשנות קופנהגן כ"פירוש ההסתברותי למכניקת הקוונטים". קריסת פונקציית הגל שמתרחשת בעת מדידה - חלק חשוב בהתאמת פרשנות קופנהגן למציאות כפי שהיא נצפית בניסיון - לא קיים בפורמליזם של מכניקת הקוונטים מאחר ומשוואת שרדינגר היא דטרמיניסטית לחלוטין. עובדה זו תהווה את אחד המקורות העיקריים לבעייתיות של פרשנות קופנהגן ולהיותה שנויה במחלוקת.
[עריכה] משמעויות פילוסופיות של הפרשנות
פרשנות קופנהגן הולידה פרשנויות פילוסופיות רבות שהולידו בתורן מאמרים רבים, ספרים ואפילו סרטים. חשוב להבין כי כל הפרשנויות הללו אינן תורות מדעיות משום שהן אינן ניתנות להפרכה, בהיותן מבוססות - בהגדרה - על הנחות בלתי מדידות. אין גם כל הכרח להגיע למסקנות פילוסופית מעין אלה עקב התמיהות שמעלה פרשנות קופנהגן. נילס בוהר עצמו לא דגל באף אחת מהן וטען כי עלינו פשוט להשלים עם אי יכולתינו לדעת הכל.
יש שגזרו מפרשנות קופנהגן משמעות פילוסופית, כי עלינו לזנוח את ראיית העולם התומכת בהיות ההכרה כלי המספק שיקוף של המציאות ועלינו להתחיל לחשוב על ההכרה ככלי מכונן מציאות (בדומה לאקטואליזם הקיצוני של ג'ורג' ברקלי ודייוויד יום). כך שהשאלה מהו האלקטרון כשלעצמו, ללא צופה, אין לה פשר של ממש. כך, ניתן להסיק כי תודעת האדם קובעת את המציאות - את הנחלים, העצים, בעלי החיים ואף בני אדם אחרים. העולם בעיני המתבונן היא פרשנות אידאליסטית קיצונית, או כפי שאלברט איינשטיין התבטא פעם בלעג (משום ששלל את פשר קופנהגן), "האם כשאני עוצם את עיני, הירח נעלם?". ראייה זו מעמידה את פרשנות קופנהגן כהמשכה הפיזיקאילי של תורת קאנט, שטען כי משמעותם היחידה של החלל והזמן הוא האספקט התודעתי שלהם (ב"עולם התופעות"), כאשר לא ניתן לדבר על עולם ה"דברים כשהם לעצמם", ובעצם תודעת האדם היא הקובעת את המציאות הרלוונטית.
דרך שונה במקצת להסתכל על פרשנות קופנהגן היא לומר שבמקום לחשוב על היקום כעשוי מעצמים המקיימים ביניהם אינטראקציות, אפשר לחשוב עליו כאינטראקציה מאוד מורכבת שלפעמים מתנהגת בצורה מדידה (כלומר בצורה שמתאימה לחוקי הפיזיקה היחסותית). הסתכלות כזו אינה מקדמת אותנו יותר מהאחרות מבחינת ההבנה המדעית, אולם יתרונה הוא שהיא אינה מכפיפה את החוקיות הפיזיקלית לתודעת הצופה. ההתערבות של הצופה בהתאם להסתכלות זו מתבטאת בבחירת המתווה של הניסוי ולא בהשפעה מסתורית כלשהיא של תודעתו על התוצאות.
משמעות פילוסופית אחרת מעבירה את הפרשנות לשדה התאולוגיה. "האם כשאני עוצם את עיני, הירח נעלם?", שאל איינשטיין. ברור לנו שלא, וברור לנו שלא יהיה זה המצב גם אם כולנו נעצום את עינינו. אם כן, מדוע אנו חושבים שהוא קיים, למרות שאין צופה? התשובה התאולוגית היא שיש, והרי הוא אלוהים, שבזכות צפייתו בכול, העולם קיים. הפילוסוף ג'ורג' ברקלי (שהיה כומר בהכשרתו) השתמש בפתרון זה כדי לברוח מן האבסורד של האקטואליזם הקיצוני שפותח. פילוסופים שהם אתאיסטים בהשקפתם חולקים על פתרון זה.
[עריכה] מדוע מרבית הפיזיקאים אינם מוטרדים מבעיות אלה?
לשאלה זו שתי תשובות עיקריות.
ראשית, הניבויים של מכניקת הקוונטים - כלומר כל מה שאפשר לבדוק בניסיון - ברורים, ולכן למחלוקת הפילוסופית באשר למשמעויותיה אין השלכות מעשיות מבחינת הפיזיקאי. לפי הגישה האמפיריציסטית, אין למחלוקת זו משמעות כלל.
שנית, התאוריה של איבוד קוהרנטיות נותנת תשובה לשאלה באילו מקרים תתרחש קריסה של פונקציית הגל ובאילו לא תתרחש קריסה כזו. אם מתייחסים לפונקציית הגל כאל תיאור מתמטי של מצב החלקיק רק זמן מה לפני ביצוע מדידה או זמן מה אחריה, אין צורך לעסוק בשאלה מתי בדיוק קורסת פונקציית הגל, ומקבלים תורה שלמה מבחינה מתמטית שמנבאת במדוייק כל תוצאה של ניסוי שניתן לבצע.
