불확실성의 원리

불확정성 원리는 대중의 상상력을 캡​​처 한 물리학에서 두 번째 일이다. (첫 번째는 E=mc^2.) 그것은 뭔가 겉으로는 간단 말한다 — 당신은 단지 특정 정밀도로 시스템의 두 무료 특성을 측정 할 수 있습니다. 예를 들면, 당신은 전자가 어디 있는지 알아 내려고 시도하는 경우 (그 위치를 측정, 즉) 더 정확하게, 그 속도는 점점 더 불확실하게 (또는, 운동량 측정이 부정확하게).

어디에서이 원칙은 오는가? 우리는 그 질문을하기 전에, 우리는 원칙 정말 말씀을 검토해야. 여기에 몇 가지 가능한 해석은:

  1. 입자의 위치와 운동량은 본질적으로 서로 연결되어. 우리 운동량을보다 정확하게 측정 바와, 입자의 종류 “밖으로 확산,” 조지 가모 프의 문자로, 씨. 톰킨스, 그것을두고. 환언, 그냥 그 것들 중 하나입니다; 세계가 작동하는 방식.
  2. 우리는 위치를 측정 할 때, 우리는 기세를 방해. 우리의 측정 프로브는 “너무 뚱뚱한,” 말하자면. 우리는 위치 정밀도를 높이면 (짧은 파장의 빛나는 빛으로, 예를 들어), 우리는 모멘텀이 더욱 더 방해 (짧은 파장의 빛은 높은 에너지 / 모멘텀을 가지고 있기 때문에).
  3. 이 해석에 밀접하게 관련 불확실성의 원리는 지각 한계가 있음을 볼 수있다.
  4. 우리는 미래의 이론은 이러한 한계를 넘어 설 수 있음을 고려한다면 우리는 또한인지 적 한계로 불확실성 원리를 생각할 수 있습니다.

괜찮아요, 마지막 두 해석은 내 자신이다, 그래서 우리는 여기에 자세하게 설명하지 않습니다.

첫 번째 뷰는 현재 인기가 양자 역학의 소위 코펜하겐 해석에 관한 것이다. 그것은 종류의 힌두교의 닫힌 문처럼 — “이러한는 절대의 본질이다,” 예를 들어. 정확한, 할 수있다. 그러나 약간의 실용화. 이 토론에 너무 열려 있지 위해 현실을 무시하자.

두 번째 해석은 일반적으로 실험적인 어려움으로 이해된다. 그러나 실험 장치의 개념은 피할 수없는 인간의 관찰자를 포함하도록 확장되어있는 경우, 우리는 지각 제한의 세 번째보기에 도착. 이보기에서, 그것은 실제로 가능 “유도” 불확정성 원리.

의 우리가 파장의 빛의 빔을 사용한다고 가정하자 \lambda 입자를 관찰. 우리가 달성 할 수 있도록 노력하겠습니다 수있는 위치의 정밀도는의 순서이다 \lambda. 환언, \Delta x \approx \lambda. 양자 역학에서, 광속 각 광자의 운동량은 파장에 반비례. 우리가 알 수 있도록 적어도 하나의 광자가 입자에 의해 반사. 그래서, 고전 보존 법칙에 의해, 입자의 운동량은 최소한으로 변경해야 \Delta p \approx 일정한\lambda 이 측정 전에 무슨에서. 따라서, 지각 인수를 통해, 우리는 하이젠 베르크의 불확정성 원리와 유사한 무언가를 얻을 \Delta x \Delta p = 일정한.

우리는이 인수가 더 엄격 할 수 있습니다, 상수의 값의 추정치를 얻을. 현미경의 분해능은 실험식으로 주어진다 0.61\lambda/NA, 여기서 NA 개구는, 하나의 최대 값을 갖는. 따라서, 최적의 공간 해상도는 0.61\lambda. 광 빔의 각 광자는 모멘텀이 2\pi\hbar/\lambda, 입자의 운동량의 불확실성은있다. 그래서 우리는 얻을 \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, 양자 역학적 한계보다 더 큰 크기의 약 주문. 보다 엄격한 통계 인수를 통해, 공간 분해능과 관련하여 예상되는 모멘텀 전송, 그것은 가능한 추론이 라인을 통해 하이젠 베르크의 불확정성 원리를 도출 할 수있다.

우리는 철학적 관점을 고려하면 우리의 현실은 우리의 지각 자극의인지 모델입니다 (이는 나에게 의미가 있습니다 만이다), 인지 적 제한도되는 불확정성 원리의 나의 네 번째 해석은 약간의 물을 보유하고.

참고

이 게시물의 후반 부분은 내 책에서 발췌 한 것입니다, 언리얼 우주.

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