مبدأ عدم اليقين

مبدأ عدم اليقين هو الشيء الثاني في الفيزياء التي أسرت مخيلة الجمهور. (أول واحد هو E=mc^2.) تقول شيئا ما يبدو مباشرة — يمكنك قياس خاصيتين مجانية للنظام فقط إلى دقة معينة. على سبيل المثال, إذا كنت في محاولة لمعرفة أين يكون الإلكترون (قياس موقفها, هذا هو) أكثر وأكثر دقة, تصبح سرعته تدريجيا أكثر غموضا (أو, قياس الزخم يصبح غير دقيق).

أين هذا المبدأ تأتي من? قبل أن نتمكن من طرح هذا السؤال, علينا أن نتفحص ما تقول حقا مبدأ. وفيما يلي بعض التفسيرات الممكنة:

  1. موقف وزخم الجسيمات مترابطة جوهريا. كما نقيس الزخم أكثر دقة, هذا النوع من الجسيمات “ينتشر خارج,” كما شخصية جورج جامو و, السيد. تومبكينز, يضعه. وبعبارة أخرى, انها مجرد واحدة من تلك الأشياء; الطريقة التي يعمل بها العالم.
  2. عندما نقيس الموقف, نحن تعكير صفو الزخم. تحقيقات القياس لدينا هي “الدهون جدا,” إذا جاز التعبير. ونحن زيادة دقة الموقف (بواسطة ضوء ساطع من موجات أقصر, على سبيل المثال), نحن تخل زخم أكثر وأكثر (لأن أقصر طول موجي ضوء ديها أعلى طاقة / قوة الدفع).
  3. ترتبط ارتباطا وثيقا هذا التفسير هو الرأي القائل بأن مبدأ عدم اليقين هو الإدراك الحسي الحد.
  4. يمكننا أيضا أن نفكر في مبدأ عدم اليقين كحد المعرفي إذا اعتبرنا أن نظرية المستقبلية قد تتجاوز هذه الحدود.

حسنا, التفسيرات الماضيين هي بلدي, لذلك نحن لن نناقشها بالتفصيل هنا.

القول الأول: شعبية حاليا ويرتبط ما يسمى تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم. هو نوع من مثل القوائم المغلقة الهندوسية — “هذه هي طبيعة المطلق,” على سبيل المثال. دقيقة, قد يكون. ولكن القليل من الاستخدام العملي. دعونا تجاهلها لأنها ليست مفتوحة للغاية في المناقشات.

ومن المفهوم التفسير الثاني عموما باعتباره صعوبة التجريبية. ولكن إذا تم توسيع مفهوم الإعداد التجريبية لتشمل المراقب البشري لا مفر منه, وصلنا إلى القول الثالث التقادم الإدراك الحسي. في هذا الرأي, من الممكن فعلا ل “استخلاص” مبدأ عدم اليقين.

دعونا نفترض أننا باستخدام شعاع من ضوء الطول الموجي \lambda لمراقبة الجسيمات. الدقة في موقف يمكننا أن نأمل في تحقيق هي من أجل من \lambda. وبعبارة أخرى, \Delta x \approx \lambda. في ميكانيكا الكم, زخم الفوتون في كل شعاع ضوء يتناسب عكسيا مع الطول الموجي. وينعكس فوتون واحد على الأقل من الجسيمات حتى نتمكن من رؤيته. هكذا, من قانون الحفاظ على الكلاسيكية, زخم الجسيمات يجب أن يتغير على الأقل \Delta p \approx ثابت\lambda عما كانت عليه قبل القياس. وهكذا, من خلال الحجج الإدراكية, نحصل على شيء مماثل لمبدأ الارتياب لهايزنبرج \Delta x \Delta p = ثابت.

يمكننا أن نجعل هذه الحجة أكثر صرامة, والحصول على تقدير لقيمة ثابت. ونظرا لقرار المجهر بواسطة الصيغة التجريبية 0.61\lambda/NA, حيث NA هي الفتحة العددية, الذي لديه الحد الأقصى لقيمة واحدة. وهكذا, أفضل قرار المكاني هو 0.61\lambda. كل فوتون في شعاع ضوء لديه زخم 2\pi\hbar/\lambda, وهو عدم اليقين في زخم الجسيمات. حتى نحصل على \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, ما يقرب من أمر من حجم أكبر من الحد الكم الميكانيكية. من خلال الحجج الإحصائية أكثر صرامة, يتعلق القرار المكانية والزخم المتوقع نقل, فقد أمكن استخلاص مبدأ الارتياب لهايزنبرج من خلال هذا الخط من التفكير.

إذا اعتبرنا أن وجهة النظر الفلسفية واقعنا هو نموذج المعرفي للمؤثرات الحسية لدينا (وهو الرأي الوحيد الذي من المنطقي بالنسبة لي), تفسيري الرابع من مبدأ عدم اليقين كونه الحد المعرفي أيضا يحمل قليلا من الماء.

إشارة

الجزء الأخير من هذا المنصب مقتطف من كتابي, غير واقعي الكون.

تعليقات

الفكر واحد على "مبدأ عدم اليقين”

التعليقات مغلقة.