Что такое принцип неопределенности Гейзенберга?
- Принцип неопределенности Гейзенберга был постулирован Вернером Гейзенбергом в 1927 году.
- Чем меньше частица, тем менее точно мы можем измерить ее скорость и положение одновременно.
- Гейзенберг был псевдонимом другого популярного химика Уолтера Уайта, персонажа из телесериала
Ни в чем нельзя быть уверенным. Конечно, вы слышали это раньше, размышляя о непредсказуемой природе человеческого существования. Однако принцип неопределенности Гейзенберга имеет дело с чем-то столь же полезным, как тренировка нашего воображения, но на самом деле может быть доказан. Или не может, каким бы вы ни считали успех в этом деле.
Субатомный - это круто!
В 1927 году Вернер Гейзенберг, известный физик из Германии, предположил, что невозможно знать одновременно скорость и положение конкретного объекта. Для Гейзенберга это также было невозможно на теоретическом уровне, не говоря уже о реальной ситуации принятия мер. Этот принцип, также известный как принцип неопределенности, вероятно, является наиболее важным постулатом квантовой механики.
Принцип Гейзенберга используется, когда мы говорим о действительно маленьких объектах, имея в виду атомы и субатомные частицы. Когда мы измеряем скорость и положение самолета, мы имеем дело с достаточно большим объектом, и проблемы, возникающие при измерении, возникают только тогда, когда мы наблюдаем объекты, которые слишком малы и, следовательно, их трудно точно наблюдать. Только в этих сценариях результат, который мы получаем, может быть, строго говоря, неправильным или, когда мы возвращаемся к нему в перспективе, неопределенным.
Все это не имеет ничего общего с тем, как измеряются скорость и положение, а является результатом субатомного поведения. Связь между частицами и волнами очень тесная, и любая попытка, скажем, измерить движение чего-то маленького, такого как электрон, уводит процесс в непредсказуемом направлении.
Волнообразное поведение частиц
Частицы, в некотором смысле, ведут себя как волны. Волны - это, и это ваше предположение, не основанное на квантовой механике, нечто движущееся. Технически, именно акт замораживания частицы, которая движется подобно волне, создает ситуацию неопределенности. Если вы "остановите" волну, вы больше не сможете определить общую длину волны, что означает, что вы знаете положение частицы, но не можете быть уверены, какую скорость она имеет.
Итак, проще говоря, принцип неопределенности Гейзенберга всегда настаивает на том, что точное измерение одной характеристики частицы (положения) делает сомнительным утверждение, что мы правильно определили другую характеристику (скорость).
Квантовая механика
Как следствие, мы можем рассматривать принцип неопределенности Гейзенберга как нечто фундаментальное - теорию, которая может быть применена ко всем формам материи или энергии. Вот тут-то и вступает в игру квантовая механика.
Квантовая механика - очень специфическая область, поскольку она стремится предложить универсальные объяснения окружающего нас физического мира, так что обоснование теории применимо ко всему. Принцип неопределенности Гейзенберга - это то, что отличает квантовую механику от других подходов. В самой основе квантовой механики лежит представление о том, как более точное измерение скорости или импульса частицы приводит к меньшей точности, когда дело доходит до определения положения той же самой частицы.
Такого рода эпистемологический подход делает объяснения, предлагаемые квантовой механикой, такими революционными. Важность квантовой механики с принципом неопределенности Гейзенберга в качестве фундаментальной идеи, определяющей ответы о мире вокруг нас и за его пределами, огромна.
