ٹیگ آرکائیو: جارج Gamow

Uncertainly Principle

The uncertainty principle is the second thing in physics that has captured the public imagination. (The first one is E=mc^2.) It says something seemingly straightforward — you can measure two complimentary properties of a system only to a certain precision. مثال کے طور پر, if you try to figure out where an electron is (measure its position, ہے) more and more precisely, its speed becomes progressively more uncertain (یا, the momentum measurement becomes imprecise).

Where does this principle come from? Before we can ask that question, we have to examine what the principle really says. Here are a few possible interpretations:

  1. Position and momentum of a particle are intrinsically interconnected. As we measure the momentum more accurately, the particle kind of “spreads out,” as George Gamow’s character, مسٹر. Tompkins, puts it. دوسرے الفاظ میں, یہ صرف ان چیزوں میں سے ایک ہے; جس طرح دنیا کے کام کرتا ہے.
  2. ہم پوزیشن کی پیمائش کرتے ہیں تو, ہم رفتار پریشان. ہمارے پیمائش تحقیقات ہیں “بہت موٹا,” یہ تھے. ہم پوزیشن درستگی میں اضافہ کے طور پر (کم طول موج کی چمک روشنی کی طرف, مثال کے طور پر), ہم رفتار کو زیادہ سے زیادہ پریشان (چھوٹے طول موج کی روشنی اعلی توانائی / رفتار ہے کیونکہ).
  3. اس تشریح سے بہت قریب ایک نقطہ نظر ہے کہ اصول غیر یقینی ایک ادراکی حد ہے.
  4. ہم نے بھی ہم ایک مستقبل نظریہ ایسی حدود کو پیچھے چھوڑ سکتا ہے کہ غور کریں تو ایک سنجشتھاناتمک حد کے طور پر uncertainly اصول کے بارے میں سوچ کر سکتے ہیں.

ٹھیک ہے, گزشتہ دو تشریحات میرے اپنے ہیں, تو ہم یہاں تفصیل سے ان کی بات چیت نہیں کریں گے.

پہلے قول فی الحال مقبول ہے اور کوانٹم میکینکس کے نام نہاد کوپن ہیگن تشریح سے متعلق ہے. یہ قسم کی ہندو مت کے بند بیانات کی طرح ہے — “اس طرح کی مطلق کی نوعیت ہے,” مثال کے طور پر. درست, ہو سکتا ہے. لیکن تھوڑا عملی استعمال کے. یہ بات چیت کرنے کے لئے بھی کھلا نہیں ہے کے لئے کی اس کو نظر انداز کرتے ہیں.

دوسرے احتمال عام طور پر ایک تجرباتی مشکل کے طور پر سمجھا جاتا ہے. لیکن تجرباتی سیٹ اپ کے تصور ناگزیر انسانی مبصر شامل کرنے کے لئے توسیع کر رہا ہے تو, ہم ادراکی حد کے کے تیسرے قول پر پہنچ. اس نقطہ نظر میں, یہ اصل میں ممکن ہے “اخذ کردہ” اصول غیر یقینی.

چلو ہم طول موج کی روشنی کی کرن استعمال کر رہے ہیں کہ فرض کرتے ہیں \lambda ذرہ مشاہدہ کرنے. پوزیشن میں صحت سے متعلق ہم کو حاصل کرنے کی امید کر سکتے ہیں کے حکم کی ہے \lambda. دوسرے الفاظ میں, \Delta x \approx \lambda. کوانٹم میکینکس میں, روشنی بیم میں ہر فوٹون کی رفتار طول موج کے لئے inversely متناسب ہے. تاکہ ہم یہ دیکھ سکتے ہیں کہ کم از کم ایک photon ذرہ طرف جھلکتی ہے. تو, کلاسیکی تحفظ قانون کی طرف سے, ذرہ کی رفتار کم از کم کی طرف سے تبدیل کرنے کی ہے \Delta p \approx مسلسل\lambda یہ پیمائش پہلے تھا سے. اس طرح, ادراکی دلائل کے ذریعے, ہم Heisenberg کی اصول غیر یقینی کی طرح کچھ حاصل \Delta x \Delta p = مسلسل.

ہم اس دلیل کو زیادہ سخت بنا سکتے ہیں, اور مسلسل کی قدر کا تخمینہ حاصل. ایک خوردبین کے حل آخباخت فارمولے کی طرف سے دیا جاتا ہے 0.61\lambda/NA, جہاں NA عددی یپرچر ہے, جس میں سے ایک کی زیادہ سے زیادہ قیمت ہے. اس طرح, بہترین مقامی قرارداد ہے 0.61\lambda. روشنی بیم میں ہر فوٹون ایک رفتار ہے 2\pi\hbar/\lambda, جس ذرہ رفتار میں غیر یقینی صورتحال ہے. تو ہم نے حاصل \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, تقریبا شدت کوانٹم میکانی حد سے بھی بڑا میں سے ایک حکم جاری. زیادہ سخت شماریاتی دلائل کے ذریعے, مقامی قرارداد سے متعلق اور توقع کی رفتار منتقل, یہ استدلال کی اس لائن کے ذریعے Heisenberg کی اصول غیر یقینی اخذ کرنا ممکن ہو سکتی ہے.

ہم فلسفیانہ نقطہ نظر پر غور کریں تو ہماری حقیقت ہمارے ادراکی stimuli کی ایک سنجشتھاناتمک ماڈل ہے کہ (جو مجھے سمجھ میں آتا ہے کہ صرف قول ہے), اصول غیر یقینی ایک سنجشتھاناتمک کسی حد کے بھی ہونے کا میری چوتھی تشریح پانی کا تھوڑا سا کی ڈگری حاصل کی.

حوالہ

اس پوسٹ کے آخری حصہ میری کتاب سے ایک اقتباس ہے, حقیقی کائنات.