Nguyên tắc không chắc chắn

Các nguyên lý bất định là điều thứ hai trong vật lý mà đã chiếm được trí tưởng tượng của công chúng. (Người đầu tiên là E=mc^2.) Nó nói cái gì đó dường như đơn giản — bạn có thể đo hai thuộc tính miễn phí của một hệ thống chỉ với một độ chính xác nhất định. Ví dụ, nếu bạn cố gắng tìm ra nơi mà một electron là (đo vị trí của nó, đó là) hơn và chính xác hơn, tốc độ của nó dần dần trở nên bấp bênh hơn (hoặc, đo đà trở nên không chính xác).

Trường hợp nào nguyên tắc này đến từ? Trước khi chúng ta có thể hỏi câu hỏi đó, chúng ta phải kiểm tra những gì các nguyên tắc thực sự nói. Dưới đây là một vài cách diễn giải:

  1. Vị trí và động lượng của một hạt là bản chất liên kết với nhau. Như chúng ta đo lực chính xác hơn, các loại hạt “lây lan ra,” như nhân vật George Gamow, Ông. Tompkins, đặt nó. Nói cách khác, nó chỉ là một trong những điều; cách thế giới hoạt động.
  2. Khi chúng ta đo vị trí, chúng tôi làm phiền đà. Đầu dò đo của chúng tôi là “quá béo,” vì nó là. Như chúng ta tăng độ chính xác vị trí (bằng cách chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn, ví dụ), chúng tôi làm phiền đà hơn và nhiều hơn nữa (vì ánh sáng bước sóng ngắn có năng lượng / lực cao).
  3. Chặt chẽ liên quan đến việc giải thích này là một quan điểm cho rằng các nguyên lý bất định là một giới hạn về tri giác.
  4. Chúng ta cũng có thể nghĩ đến những nguyên tắc không chắc chắn như một giới hạn về nhận thức, nếu chúng ta xem xét rằng một lý thuyết trong tương lai có thể vượt qua các giới hạn.

Tất cả các quyền, hai cách giải thích cuối cùng là của riêng tôi, vì vậy chúng tôi sẽ không thảo luận chi tiết ở đây.

Quan điểm thứ nhất là phổ biến hiện nay và có liên quan đến cái gọi là trường phái Copenhagen của cơ học lượng tử. Nó là loại giống như các báo cáo kín của Ấn Độ giáo — “Đó là bản chất của Absolute,” ví dụ. Chính xác, có thể. Nhưng ít sử dụng thực tế. Hãy bỏ qua nó để nó không phải là quá mở để thảo luận.

Việc giải thích thứ hai thường được hiểu như là một khó khăn thực nghiệm. Nhưng nếu quan niệm về thiết lập thí nghiệm được mở rộng để bao gồm các quan sát của con người không thể tránh khỏi, chúng tôi đến điểm thứ ba của hạn chế về tri giác. Theo quan điểm này, nó thực sự có thể để “lấy được” nguyên lý bất định.

Giả sử rằng chúng ta đang sử dụng một chùm ánh sáng có bước sóng \lambda để quan sát các hạt. Độ chính xác ở vị trí chúng ta có thể hy vọng đạt được là số thứ tự của \lambda. Nói cách khác, \Delta x \approx \lambda. Trong cơ học lượng tử, đà của mỗi photon trong chùm ánh sáng tỉ lệ nghịch với bước sóng. Ít nhất một photon được phản ánh bởi các hạt để chúng ta có thể nhìn thấy nó. Vì vậy,, bởi các định luật bảo toàn cổ điển, động lực của hạt có thể thay đổi bởi ít nhất \Delta p \approx không thay đổi\lambda từ đó là gì trước khi đo. Do đó, thông qua đối số nhận thức, chúng tôi nhận được một cái gì đó tương tự như nguyên lý bất định Heisenberg \Delta x \Delta p = không thay đổi.

Chúng tôi có thể làm cho lập luận này chặt chẽ hơn, và nhận được một ước tính giá trị của các hằng số. Độ phân giải của kính hiển vi được cho bởi công thức kinh nghiệm 0.61\lambda/NA, ở đâu NA là khẩu độ số, trong đó có một giá trị tối đa của một. Do đó, độ phân giải không gian tốt nhất là 0.61\lambda. Mỗi photon trong chùm ánh sáng có một đà 2\pi\hbar/\lambda, đó là sự không chắc chắn trong lượng của hạt. Vì vậy, chúng tôi nhận được \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, khoảng một đơn đặt hàng của các cường độ lớn hơn giới hạn cơ học lượng tử. Thông qua đối số thống kê chặt chẽ hơn, liên quan đến việc phân giải không gian và động lực dự kiến ​​sẽ chuyển giao, nó có thể lấy được các nguyên lý bất định Heisenberg qua dòng này của lý luận.

Nếu chúng ta xem xét quan điểm triết học thực tế của chúng tôi là một mô hình nhận thức của các kích thích giác quan của chúng tôi (đó là quan điểm chỉ có ý nghĩa với tôi), diễn giải thứ tư của tôi về nguyên lý bất định là một hạn chế về nhận thức cũng giữ một chút nước.

Tài liệu tham khảo

Các phần sau của bài viết này là một đoạn trích từ cuốn sách của tôi, Unreal vũ trụ.

Bình luận

One thought on “Uncertainly Principle”

Những ý kiến ​​đóng.