next up previous
Next: Összefoglalás Up: Egy lehetséges megoldás: relatív Previous: Lokalitás és realizmus

A klasszikus viselkedés kvantummechanikai eredete

Még annak magyarázatával vagyunk adósak, hogy a klasszikus fizikai tulajdonságok hogyan következnek a kvantummechanikából. Természetesnek látszana az a manapság népszerű gondolat, hogy a nagy energiák, nagy tömegek határesetében a klasszikus viselkedés automatikusan megjelenik. Különös, de ez nem igaz. Ez sejthető már a kvantummechanikai mérés tárgyalásakor kapott (10) képletből is, hiszen hiába van dolgunk makroszkopikus rendszerrel (amely a mérőeszközből és az objektumból áll), az állapota (bármely referenciarendszerre vonatkozóan) nem azonosítható semmilyen klasszikus állapottal27. Más esetekben különféle makroszkopikus rendszerek önmagukra vonatkozó állapotát a környezettel való kölcsönhatás figyelembevételével kiszámítva ugyanerre az eredményre jutunk. Meglepő módon azt kapjuk tehát, hogy a makroszkopikus rendszerek állapotai tipikusan nem lokalizáltak, nem rendelkeznek kis szórású koordináta- és impulzusértékekkel. De akkor miért tapasztaljuk mégis mind a hétköznapi életben, mind a laboratóriumi mérések és megfigyelések során a klasszikus viselkedést?

A válasz az, hogy magára a megfigyelés folyamatára kell hét szabályunkat alkalmazni. Egy modellszámításban feltételeztük[12], hogy nagy tömegű, pontszerű testen foton szóródik, melyet egy lencse egy érzékelősorra fókuszál. Mindegyik érzékelőhöz külön kijelző csatlakozik. Ez az összeállítás a látásnak egy nagyon leegyszerűsített modellje, amely azonban mégis alkalmas volt arra, hogy a klasszikus viselkedés létrejöttét megmagyarázza.

A kijelzők rendszerének önmagára vonatkozó állapotát a megfigyelés eredményével azonosítjuk, vagyis a modellben a kijelzők rendszere játssza a megfigyelő szerepét. Az egyes érzékelők és kijelzők szoros csatolása a környezettel való kölcsönhatás figyelembevételével is azt eredményezi, hogy a kijelzők rendszerének önmagára vonatkozó állapota egy foton érzékelésekor mindig csak olyan lehet, hogy egyetlen kijelző jelez, és ezeknek az állapotoknak a szuperpozíciója nem léphet fel.28 A megvilágított test (továbbiakben: objektum) nagy tömege és a fény kis hullámhossza miatt az az érdekes eredmény adódik, hogy ha két megfigyelő ugyanakkor figyeli meg az objektumot (egy-egy foton visszaverődése révén), akkor mindkettő ugyanott fogja látni akkor is, ha az objektum hullámfüggvénye makroszkopikusan kiterjedt volt eredetileg.

Ha ez a kezdeti hullámfüggvény kiterjedt volt, akkor az objektum önmagára vonatkozó állapota is és a teljes univerzumra vonatkozó állapota is delokalizált marad a megfigyelések ellenére. A megfigyelt pozíciónak azonban mégis megfelel az objektum egy lokalizált állapota. Ez az objektum állapota a világnak a megfigyelőkön kívüli részére vonatkozóan. De ez az állapot is csak akkor lokalizált, ha már történt legalább egy megfigyelés. Csodálatosképpen tehát amíg egy makroszkopikus testet senki sem figyelt meg (közvetve sem), addig általában nincs meghatározott helye (a környezettel való kölcsönhatás ellenére sem!), és akár makroszkopikusan szétfolyt állapotban is lehet. Amint legalább egy megfigyelés történt, lesz lokalizált állapota is a testnek (alkalmas kvantumos referenciarendszerre vonatkozóan). A többi, ugyanakkor végzett megfigyelés pedig teljes összhangban lesz az első megfigyeléssel.

Későbbi megfigyelések hatására a koordinátákon kívül az impulzus is nagy pontossággal határozott lesz29 abban az értelemben, hogy a különböző megfigyelők ill. a megismételt megfigyelések azonos időpontban ugyanakkora impulzusértékre engednek következtetni. A test állapota a világnak a megfigyelőkön kívüli részére vonatkozóan koordinátában és impulzusban egyaránt ``keskeny'' lesz, a koordináta és az impulzus várható értéke az idő függvényében pedig a klasszikus mozgásegyenleteknek tesz eleget. Ezzel létrejött a klasszikus pálya. A különböző időpontokban végzett további megfigyelések mind a klaszszikus trajektóriának megfelelő koordináta- és impulzusértékeket észlelik30.
Viszont amíg nem történt semmilyen megfigyelés, se pályáról, se meghatározott koordinátákról vagy impulzusokról nem beszélhetünk. Hogy is mondta Heisenberg? ``A pálya csak azáltal jön létre, hogy megfigyeljük.'' A mi szabályaink alapján úgy tűnik, betű szerint igaza volt!

A klasszikus viselkedés létrejöttében egyaránt szerepet játszanak tehát a megfigyelők speciális tulajdonságai, pl. a ``digitális'' idegrendszer, melyek révén a lehetséges észlelések interferenciája eltűnik, másrészt a makroszkopikus testek tulajdonságai, melyek biztosítják a megfigyelt tulajdonságok objektív, megfigyelőtől független jellegét. Ezek a tulajdonságok azonban ennek ellenére a megfelelő kvantumos vonatkoztatási rendszerhez kötöttek.


next up previous
Next: Összefoglalás Up: Egy lehetséges megoldás: relatív Previous: Lokalitás és realizmus
Gyula Bene 2002-02-15