Tag Archives: copenhagen tafsiran

Ragu-ragu yang Utama

Prinsip ketidakpastian adalah perkara yang kedua dalam fizik yang telah menangkap imaginasi awam. (Yang pertama adalah E=mc^2.) Ia mengatakan sesuatu yang seolah-olah mudah — Anda dapat mengukur dua sifat percuma sistem hanya untuk ketelitian tertentu. Sebagai contoh, jika anda cuba untuk mencari tahu di mana elektron adalah (mengukur kedudukannya, yang) lebih dan lebih tepat, kelajuannya menjadi semakin tidak menentu (atau, pengukuran momentum menjadi tidak tepat).

Di manakah prinsip ini berasal dari? Sebelum kita boleh bertanya soalan itu, kita perlu mengkaji apa prinsip yang benar-benar mengatakan. Berikut adalah beberapa kemungkinan terjemahan:

  1. Kedudukan dan momentum zarah adalah intrinsik saling. Seperti yang kita mengukur momentum yang lebih tepat, jenis zarah daripada “tersebar,” sebagai watak George Gamow, Encik. Tompkins, meletakkannya. Dalam erti kata lain, ia merupakan salah satu daripada perkara-perkara; cara dunia bekerja.
  2. Apabila kita mengukur kedudukan, kita mengganggu momentum. Kuar pengukuran kami adalah “terlalu gemuk,” kerana ia adalah. Seperti yang kita meningkatkan ketepatan kedudukan (oleh cahaya bersinar panjang gelombang yang lebih pendek, misalnya), kita mengganggu momentum yang lebih dan lebih (kerana panjang gelombang cahaya yang lebih pendek mempunyai tenaga / momentum yang lebih tinggi).
  3. Rapat berkaitan dengan tafsiran ini adalah pandangan bahawa prinsip ketidakpastian had persepsi.
  4. Kami juga boleh memikirkan prinsip ketidakpastian sebagai had kognitif jika kita menganggap bahawa teori masa depan mungkin melebihi apa-apa had.

Baiklah, kedua-dua tafsiran lepas adalah saya sendiri, supaya kita tidak akan membincangkannya dengan terperinci di sini.

Pandangan pertama adalah pada masa ini popular dan berkaitan dengan apa yang dipanggil Copenhagen tafsiran mekanik kuantum. Ia adalah jenis seperti penyata tertutup agama Hindu — “Itu adalah sifat Yang Mutlak,” misalnya. tepat, mungkin. Tetapi penggunaan praktikal sedikit. Mari kita mengabaikannya kerana ia tidak terlalu terbuka untuk perbincangan.

Tafsiran kedua biasanya difahami sebagai kesukaran eksperimen. Tetapi jika tanggapan persediaan eksperimen diperluas untuk merangkumi pemerhati manusia yang tidak dapat dielakkan, kami tiba di pandangan ketiga batasan persepsi. Dalam pandangan ini, ia sebenarnya mungkin untuk “mendapat” prinsip ketidakpastian.

Mari kita anggap bahawa kita menggunakan pancaran cahaya daripada panjang gelombang \lambda untuk memerhatikan zarah. Ketepatan dalam kedudukan yang kita boleh berharap untuk mencapai adalah perintah \lambda. Dalam erti kata lain, \Delta x \approx \lambda. Dalam mekanik kuantum, momentum setiap foton dalam pancaran cahaya adalah berkadar songsang dengan panjang gelombang. Sekurang-kurangnya satu foton ditunjukkan oleh zarah itu sehingga kita dapat melihatnya. Jadi, oleh undang-undang pemuliharaan klasik, momentum zarah harus berubah oleh sekurang-kurangnya \Delta p \approx terus-menerus\lambda daripada apa yang ia adalah sebelum pengukuran. Oleh itu, melalui hujah-hujah persepsi, kita akan mendapat sesuatu yang serupa dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg \Delta x \Delta p = terus-menerus.

Kita boleh membuat hujah ini lebih ketat, dan mendapatkan suatu anggaran nilai tetap. Resolusi mikroskop diberikan oleh rumus empiris 0.61\lambda/NA, tempat NA adalah bukaan berangka, yang mempunyai nilai maksimum satu. Oleh itu, resolusi spatial yang terbaik adalah 0.61\lambda. Setiap foton dalam pancaran cahaya mempunyai momentum yang 2\pi\hbar/\lambda, iaitu ketidakpastian dalam momentum zarah. Oleh itu, kita mendapatkan \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, kira-kira suatu perintah magnitud lebih besar daripada had mekanikal kuantum. Dengan kata-statistik yang lebih ketat, yang berkaitan dengan resolusi spatial dan momentum dijangka dipindahkan, ia boleh mungkin untuk memperolehi prinsip ketidakpastian Heisenberg melalui cara pemikiran ini.

Jika kita menganggap pandangan falsafah bahawa realiti kita adalah model kognitif rangsangan persepsi kami (yang merupakan satu-satunya pandangan yang masuk akal kepada saya), tafsiran keempat saya prinsip ketidakpastian sebagai had kognitif juga memiliki sedikit air.

rujukan

Bahagian akhir post ini adalah petikan dari buku saya, The Unreal Universe.