Принцип неопределённости Гейзенберга

Многие считают принцип неопределённости Гейзенберга какой-то высокоуровневой магией, которую очень сложно понять. Впервые с его подробным толкованием, которое я всё-таки прочитал, я столкнулся около года назад и теперь понимаю насколько всё там всё просто. Я сейчас читаю «Краткую историю времени» Стивена Хокинга и не могу не процитировать небольшой кусок из его книги, посвящённый этому принципу:

Чтобы предсказать, каким будет положение и скорость частицы, нужно уметь производить точные измерения ее положения и скорости в настоящий момент. Очевидно, что для этого надо направить на частицу свет. Часть световых волн на ней рассеется, и таким образом мы определим положение частицы в пространстве. Однако точность этого измерения будет не выше, чем расстояние между гребнями двух соседних волн, и поэтому для точного измерения положения частицы необходим коротковолновый свет.

Согласно же гипотезе Планка, свет невозможно использовать произвольно малыми порциями, и не бывает меньшей порции, чем один квант. Этот квант света внесет возмущение в движение частицы и непредсказуемо изменит ее скорость. Кроме того, чем точнее измеряется положение, тем короче должны быть длины световых волн, а следовательно, тем больше будет энергия одного кванта. Это значит, что возмущение скорости частицы станет больше. Иными словами, чем точнее вы пытаетесь измерить положение частицы, тем менее точными будут измерения ее скорости, и наоборот.

Одной строкой: чтобы измерить какую-то величину объекта, нужно приложить энергию, чем точнее надо измерить, тем больше энергии прикладывается, прикладываемая энергия влияет на объект, что мешает произвести точное измерение второй величины.

Поделиться
Отправить
 58   2010  
← Ctrl →
14 комментариев
Vladimir Moskva (fulc.ru) 2010

Отсюда, казалось бы, следует, что элементарные частицы ведут себя как в классической механике, а неопределенность возникает только в воздействии квантов света. Но это не так :)

Евгений Степанищев (bolknote.ru) 2010

Комментарий для fulc.ru:

Ты про неопределённость исхода сейчас говоришь?

Vladimir Moskva (fulc.ru) 2010

Я говорю, например, о туннельном эффекте, который нельзя так объяснить.

dibr.livejournal.com 2010

Так вроде это уже отменили, в смысле, научились «измерять без взаимодействия» (точнее, со сколь угодно малой вероятностью взаимодействия)?
Луркать «Эксперимент Элицура-Вайдмана», если что.

А приведенное объяснение в общем случае ещё и не работает. Какие слова, к примеру, будут произноситься для соотношения \delta E \cdot \delta t?

Евгений Степанищев (bolknote.ru) 2010

Комментарий для dibr.livejournal.com:

Луркать «Эксперимент Элицура-Вайдмана», если что.

Спасибо, гляну. Странно, и постоянную Планка отменили?

Какие слова, к примеру, будут произноситься для соотношения \delta E \cdot \delta t?

Ой, это вот что ты за страшные вещи пишешь? Я догадываюсь, что это TeX, но что там написано? :)

Евгений Степанищев (bolknote.ru) 2010

Комментарий для dibr.livejournal.com:

Оказывается у Хокинга есть (в соавторстве) более свежая книга и там упоминается эта тема, буду читать, спасибо!

dibr.livejournal.com 2010

Спасибо, гляну.

Я, кстати, оказывается сам же про него когда-то писал (о чём благополучно забыл), только тогда я не знал что он «Элицура-Вайдмана» :-)
http://dibr.livejournal.com/264365.html

Странно, и постоянную Планка отменили?

Нет, зачем? Просто вот это вот «объяснение из учебника», про то, что «чтобы измерить, надо осветить» — оно было толчком к _созданию_ соотношений неопределенности, но физики быстро поняли, что в общем случае оно не работает, а в некоторых частных — так и вообще неверно.

\delta E \cdot \delta t?

dE*dT — соотношение неопределенности для энергии и времени. Благодаря ему существуют, например, виртуальные частицы (и есть гипотеза, что вся наша вселенная тоже). Но при этом мне пока неочевидно, какие слова произносить, чтобы объяснить «почему мы не можем точно измерить энергию за малое время» :-)

dibr.livejournal.com 2010

Оказывается у Хокинга есть (в соавторстве) более свежая книга

А что за книга, если не секрет? Хокинга я сам с удовольствием почитал бы :-)

dibr.livejournal.com 2010

но физики быстро поняли, что в общем случае оно не работает

«Оно» — объяснение, конечно. Соотношения-то работают...

Евгений Степанищев (bolknote.ru) 2010

Комментарий для dibr.livejournal.com:

Пенроуз Р., Шимони А., Картрайт Н., Хокинг С.

Большое, малое и человеческий разум. 1997

smanioso (smanioso.ya.ru) 2010

Есть довольно интересная книга, в которой утверждается, что в определенном случае «принцип неопределенности будет не нужен!» (цитата). Основная идея в том, чтобы рассматривать распространение фотонов не просто как прямолинейное движение, а учитывать абсолютно все возможные варианты их распространения (включая поглощение и последующие излучение фотонов электронами). Один минус книжки — она написана очень простым языком! :)

Книга:
Р. Фейнман, «КЭД. Странная теория света и вещества.»
Пер. с англ. О. О. Тиходеевой и С. Г. Тиходеева.
Москва «Наука», главная редакция физико-математической литературы, 1988 г.

Евгений Степанищев (bolknote.ru) 2010

Комментарий для smanioso.ya.ru:

О! Спасибо! Буду читать!

dibr.livejournal.com 2010

Пенроуз Р., Шимони А., Картрайт Н., Хокинг С.
Большое, малое и человеческий разум. 1997

Спасибо, попробую почитать :-)

Гусейн Гурбанов, Баку, Азербайджан 2016

Логически завершённая космологическая концепция.

Для того, чтобы представить беспредельное пространство изначально элементно:

  1. разновидно (однородно) завершённым — достаточно постулировать присутствие в нём двух элементов с ПРОСТО и СЛОЖНО /замкнуто системно проявляемыми сущностями

 2. разнородно завершённым — достаточно постулировать присутствие в нём ещё одного элемента — Всевышнего и Всемогущего Бога — с незамкнуто системно проявляемой сущностью.

Нетрудно предположить, что уже при  минимально возможном развёртывании нематериального компонента сущности Бога — Духа Божьего — за уровень изначального нисходяще направленного постоянного развёртывания от материального компонента сущности Бога, происходит свёртывание ПРОСТО и СЛОЖНО /т. е. происходит их распад ввиду блокирования исхождения восходяще направленно постоянно развёртываемых нематериальных компонентов их сущностей /, как максимально возможно разнородной к Божьей сущности минимально возможно численно элементной однородности (1H), и Бог на основе материальных компонентов от 1H развёртывает минимально возможно разнородную к Его сущности максимально возможно численно элементную однородность (2H). Процесс свёртывания 2H начнётся в известный Богу момент времени начавшуюся с момента завершения её развёртывания. Свёртыванием Духа Божьего к уровню изначального развёртывания вновь развёртывается 1H  — потенциал Бога для осуществления превращений 1H в 2H и 2H в 1H беспределен!

Популярное