Смысл принципа неопределенности Гейзенберга

(написано давно)

Принцип неопределенности

Есть в квантовой механике принцип, который называют принципом неопределенности. Этот принцип гласит, что бывают физические величины, которые невозможно одновременно измерить (точно): чем точнее мы будем измерять одну величину, тем неопределеннее будет становиться другая, и наоборот.

К таким парам величин относится, например, координата и импульс (количество движения, произведение массы на скорость).

В приложении к этим величинам принцип гласит, что чем точнее мы измерим координату частицы, тем неопределеннее станет ее скорость и наоборот. Таким образом, частица не может двигаться по траектории, так как траектория подразумевает одновременное существование и скорости и координаты.

Некоторые не понимают такого принципа. Как это может так быть? Что за безобразие? Значит — квантовая механика неверна!

Другие говорят, что дело все в том, что когда мы измеряем какую-то величину, то неизбежно вносим помеху в систему, которая сказывается на другой величине. Это вроде как получше.

Но на самом деле, и те и те — неправы!

На самом деле, все просто. Точнее даже — очень просто. Все дело в том, что неизмеримые одновременно величины существуют и в обыкновенном бытовом мире.

Рассмотрим диалог между А и Б.

А: Посмотри на эту картинку.

А: Что на ней изображено?
Б: Волна!
А: Правильно, а какова ЧАСТОТА этой волны?
Б: Два колебания на единицу!
А: Правильно, а каково МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ этой волны?
Б: УПС!!!! Волна-то длинная, бесконечная, она простирается от 0 до 10, то есть, она везде!
А: Чтож, верно!

А: А теперь посмотри на эту картинку.

А: На ней что изображено?
Б: Ну, вроде тоже волна!
А: Да, верно, но ты уже не уверен! А какова ее частота?
Б: Ну, вроде, полтора колебания на единицу, или меньше!
А: Да, почти так! А каково местоположение этой волны?
Б: Ну, примерно между 4 и 6, в районе 5, короче!
А: Ага! Уже можешь сказать, да?
Б: Ну, вроде.
А: Хорошо.

А: А теперь последняя картинка!

А: На ней-то что?
Б: Волна?
А: Ага, она самая! Можешь сказать, где она расположена!
Б: Ой, могу! На цифре 3!
А: Молодец! А теперь тебе вопрос, на который ты раньше хорошо отвечал: какова частота-то этой волны?
Б: Ух ты! Не знаю! Волна-то стала короткая и частота уже не поймешь какая, материала не хватает!

Конец диалога

Теперь давайте ПОПРОБУЕМ представить себе НАРИСОВАННУЮ волну, которая ОДНОВРЕМЕННО была бы и где-то четко локализована и частоту четкую имела бы! Ну как? Не выходит?

А почему? Что, запрет какой-то или что? Гейзенберг, гад, в мозги залез и гипнотизирует?

Нет!

Просто мир такой! Бывает и такое! Просто бывает, и все, и нет в этом ничего удивительного!

Просто некоторые величины в физике, с которыми мы давно знакомы, оказались проявлениями вот таких вот штуковин, как я описал выше.

Например, если вещество — это просто складки на пространстве-времени, а координаты — это местоположение складок, а импульс — частота складок, то ясный пень, невозможно одновременно определить точно и координату и импульс!

Обсудить >>