Princip neurčitosti
V kvantové fyzice, Heisenberg princip neurčitosti říká, že jeden nemůže současně znát jak pozici tak hybnost daného objektu k libovolné preciznosti. To dále přesně počítá nepřesnost. To je jeden z základních kamenů kvantové mechaniky a byl objeven Werner Heisenberg v 1927.
| Tabulka s obsahem |
| 1 přehled 2 definice 3 výklady 4 vnější spojení |
Princip neurčitosti je někdy chybně vysvětlil to tím, že prohlašuje, že měření pozice nutně ruší hybnost částečky. Heisenberg sám dal toto vysvětlení zpočátku. Porucha hraje žádnou roli, nicméně, protože princip dokonce platí jestliže pozice je změřena v jedné kopii systému a hybnost je změřena v jiném, totožný. To je více přesné říkat, že částečka je vlna, ne bod-jako objekt, a nemá přesně stanovená současná pozice a hybnost.
Zvažovat následující analogii: předpokládat, že vy máte čas-měnit signál takový jako zvuková vlna, a vy chcete znát přesné frekvence ve vašem signálu v přesném momentu včas. Toto je nemožné: aby určoval frekvence přesně, vy potřebujete ochutnat signál na nějakou dobu a vy proto ztratíte přesnost času. (jinými slovy, zvuk nemůže mají oba přesný čas, jak v krátkém pulsu a přesné frekvenci, jak v nepřetržitém čistém tónu.) čas a frekvence vlny včas jsou podobní pozici a hybnosti vlny ve vesmíru.
Princip neurčitosti je často zmaten jiným odhadem quantum mechanický jev známý jako wavefunction zhroucení ve kterém akt pozorovat to částečka vypadá, že mění rovnice popisovat částečku. Tyto dva jevy jsou oddělené ale příbuzné. Princip neurčitosti říká, že částečka nemá určenou hodnotu pro hybnost a pozici, ale když vy sledujete částečku to vypadá, že accquire fixovanou a zřetelnou hodnotu pro kvantitu, kterou vy změříte.
Sdělení je takto. Jestliže několik identických kopií systému v daném stavu je připraveno, měření pozice a hybnosti budou se měnit shodovat se k známý rozdělení pravděpodobnosti; toto je základní postulát kvantové mechaniky. My jsme mohli změřit směrodatnou odchylku a deltu;x měření pozice a směrodatná odchylka a Delta;p měření hybnosti. Pak my shledáme to
V každodenním životě, my nepozorujeme tyto nejistoty protože hodnota h je extrémně malý.
Princip neurčitosti jen neplatí o pozici a hybnosti. V jeho obecné formě, to platí o každém páru konjugovat proměnné. Dvě proměnné jsou konjugovat jestliže sdružení operátoři nedojíždějí. An příklad pára konjugovat proměnné je x-součást momentu hybnosti (rotace) vs. y-součást momentu hybnosti. V generálu a unlike případ pozice proti hybnosti diskutoval nahoře, nižší směřující k produktu nejistot dva konjugovat proměnné závisí na státě systém je v. Princip neurčitosti stane se pak teorém v teorii operátorů (viz funkční analýza). Princip neurčitosti také platí o páru času proměnných a energie, ale matematická léčba tohoto případu liší se poněkud od operátora přístup zmínil se nahoře. Plný Heisenberg nejistotový vztah je sledování:
- a B jsou dva observables,
- a jejich korespondenční operátoři,
- naznačuje commutator a,
- označí dávat průměrně pro stát | a psi; a zvonil;, a
- a Delta;X je Směrodatná odchylka \X:.
Albert Einstein byl nešťastný z principu neurčitosti, a on napadal Nielse Bohra s slavný experiment myšlenky: my plníme krabici radioaktivním materiálem, který náhodně vydává záření. Krabice má clonu, který je otevřen a bezprostředně potom se zavřel hodinami u přesného času, proto dovolovat nějakou radiaci k útěku. Tak čas je už známý precizně. My ještě chceme měřit konjugovat energii proměnné přesně. Žádný problém, říká Einstein: jen vážit krabici dříve a po. Rovnocennost mezi hmotou a energie od relativnosti speciality dovolí vám stanovit přesně jak hodně energie opustila krabici. Bohr namítal takto: měla by energie odejít, pak nyní lehčí krabice se zvedne mírně na váze. To změní postoj hodin. Tak hodiny se odchylují od naší pevné vztažné soustavy, a znovu relativností speciality, jeho měření času bude různé od my, vést k nějaké nevyhnutelné toleranci chyb. Ve skutečnosti, podrobný rozbor ukáže, že nepřesnost je správně daná Heisenberg vztahem.
Uvnitř široce ale ne všeobecně přijímal Kodaň výklad kvantové mechaniky, princip neurčitosti je vzat znamenat to na základní úrovni, fyzický vesmír neexistuje v deterministickém ročníku -- ale poněkud jako sbírka pravděpodobností nebo potentials. Například, vzor (rozdělení pravděpodobnosti) produkovalo milióny fotonů procházet difrakcí štěrbina může být vypočtená používající kvantová mechanika, ale přesná cesta každého fotonu nemůže být předpovídána nějakou známou metodou. Kodaň výklad si myslí, že to nemůže být předpovídáno některý metoda.
To je tento výklad ten Einstein byl výslech, když on říkal “já nemohu věřit, že bůh by rozhodl se hrát kostku s vesmírem.” Bohr kdo byl jeden z autorů Kodaň výkladu odpověděl, “Einstein, neřeknou bohu co dělat”.
Einstein byl přesvědčený, že tento výklad byl omylem. Jeho úvaha bylo to celé předtím známá rozdělení pravděpodobnosti se vynořila z deterministických událostí. Rozdělení proletěné mince nebo válcované kostky může být popisováno s rozdělením pravděpodobnosti (50 % hlavy, 50 % ocasy). Ale toto dělá ne znamenat, že jejich fyzické pohyby jsou nepředvídatelné. Obyčejná mechanika může být používána počítat přesně jak každá mince přistane, jestliže síly jednat podle toho být známý. A hlavy/distribuce ocasů ještě seřadí se s rozdělením pravděpodobnosti (dané náhodné počáteční síly).
Einstein předpokládal, že tam být podobný skryté variabless v kvantové mechanice, která underly poznamenaly pravděpodobnosti.
Žádný Einstein nebo někdo protože byl schopný budovat uspokojující skrytou proměnnou teorii a Bell nerovnost objasní některé velmi trnité záležitosti v snažit se dělat tak. Ačkoli chování částečky jednotlivce je náhodné, oni jsou také korelovaní s chováním jiných částeček. Proto, jestliže princip neurčitosti je výsledek nějakého deterministického procesu, to musí být případ že částečky u velkých vzdáleností okamžitě předají informaci ke každému jiný zajistit, že korelace v chování mezi částečkami nastanou.
V některých situacích Heisenberg princip neurčitosti je nazýván Heisenberg principem neurčitosti. Vidět: Kvantová neurčitost.