Η αρχή της αβεβαιότητας του Werner Heisenberg

Η αρχή της αβεβαιότητας βρίσκεται στο επίπεδοκβαντική μηχανική, αλλά για να την αποσυναρμολογήσουμε πλήρως, στραφούμε στην ανάπτυξη της φυσικής στο σύνολό της. Ο Isaac Newton και ο Albert Einstein είναι ίσως οι πιο διάσημοι φυσικοί στην ανθρώπινη ιστορία. Ο πρώτος, στα τέλη του 17ου αιώνα, διατύπωσε τους νόμους της κλασικής μηχανικής, οι οποίοι υπακούουν σε όλα τα σώματα που μας περιβάλλουν, τους πλανήτες, που υπόκεινται σε αδράνεια και βαρύτητα. Η ανάπτυξη των νόμων της κλασικής μηχανικής οδήγησε τον επιστημονικό κόσμο στα τέλη του 19ου αιώνα στην άποψη ότι όλοι οι βασικοί νόμοι της φύσης έχουν ήδη ανακαλυφθεί και ένα άτομο μπορεί να εξηγήσει οποιοδήποτε φαινόμενο στο Σύμπαν.

Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν

Όπως αποδείχθηκε, μόνο εκείνη τη στιγμήη κορυφή του παγόβουνου, περαιτέρω έρευνα έδωσε στους επιστήμονες νέα, εντελώς απίστευτα γεγονότα. Έτσι, στις αρχές του 20ου αιώνα, ανακαλύφθηκε ότι η διάδοση του φωτός (που έχει τελική ταχύτητα 300.000 km / s) δεν συμμορφώνεται με τους νόμους της νευτωνικής μηχανικής. Σύμφωνα με τους τύπους του Isaac Newton, εάν ένα σώμα ή ένα κύμα εκπέμπεται από μια κινούμενη πηγή, η ταχύτητά του θα είναι ίση με το άθροισμα της ταχύτητας πηγής και της δικής της. Ωστόσο, οι κυματικές ιδιότητες των σωματιδίων ήταν διαφορετικής φύσης. Πολλά πειράματα μαζί τους έχουν δείξει ότι ένα εντελώς διαφορετικό σύνολο κανόνων λειτουργεί στην ηλεκτροδυναμική, μια νέα επιστήμη εκείνη την εποχή. Ακόμα και τότε, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, μαζί με τον Γερμανό θεωρητικό φυσικό Max Planck, παρουσίασαν τη διάσημη θεωρία της σχετικότητας, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά των φωτονίων. Ωστόσο, για εμάς δεν είναι τόσο σημαντική η ουσία του όσο το γεγονός ότι εκείνη τη στιγμή αποκαλύφθηκε η θεμελιώδης ασυμβατότητα των δύο τομέων της φυσικής,

που, παρεμπιπτόντως, οι επιστήμονες προσπαθούν μέχρι σήμερα.

Η γέννηση της κβαντικής μηχανικής

Τελικά κατέστρεψε τον μύθο του παντός περιεχομένουκλασική μηχανική μελέτη της δομής των ατόμων. Τα πειράματα του Ernest Rutherford το 1911 έδειξαν ότι το άτομο περιέχει ακόμη μικρότερα σωματίδια (που ονομάζονται πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια). Επιπλέον, αρνήθηκαν επίσης να αλληλεπιδράσουν σύμφωνα με τους νόμους του Νεύτωνα. Η μελέτη αυτών των μικρότερων σωματιδίων προκάλεσε τα αξιώματα της κβαντικής μηχανικής, νέα για τον επιστημονικό κόσμο. Έτσι, είναι πιθανό η τελική κατανόηση του σύμπαντος να βρίσκεται όχι μόνο και όχι τόσο στη μελέτη των αστεριών, αλλά στη μελέτη των μικρότερων σωματιδίων, τα οποία δίνουν μια ενδιαφέρουσα εικόνα του κόσμου σε μικρο επίπεδο.

Αρχή της αβεβαιότητας Heisenberg

Τη δεκαετία του 1920, η κβαντική μηχανική έκανε τα πρώτα της βήματα και μόνο οι επιστήμονες

συνειδητοποίησε τι μας ακολουθεί. Το 1927, ο Γερμανός φυσικός Werner Heisenberg διατύπωσε τη διάσημη αρχή της αβεβαιότητας, η οποία καταδεικνύει μια από τις κύριες διαφορές μεταξύ του μικρόκοσμου και του οικείου μας περιβάλλοντος. Συνίσταται στο γεγονός ότι είναι αδύνατο να μετρηθεί ταυτόχρονα η ταχύτητα και η χωρική θέση ενός κβαντικού αντικειμένου, ακριβώς επειδή κατά τη διάρκεια της μέτρησης το επηρεάζουμε, επειδή η ίδια η μέτρηση πραγματοποιείται επίσης με τη βοήθεια της κβάντα. Για να το θέσουμε εντελώς κοινότοπο: κατά την αξιολόγηση ενός αντικειμένου στον μακροσκόπιο, βλέπουμε το φως που αντανακλάται από αυτό και, βάσει αυτού, συνάγουμε συμπεράσματα σχετικά με αυτό. Όμως, στην κβαντική φυσική, η επίδραση των ελαφρών φωτονίων (ή άλλων παραγώγων της μέτρησης) επηρεάζει ήδη το αντικείμενο. Έτσι, η αρχή της αβεβαιότητας έχει προκαλέσει κατανοητές δυσκολίες στη μελέτη και την πρόβλεψη της συμπεριφοράς των κβαντικών σωματιδίων. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό που είναι ενδιαφέρον, μπορείτε να μετρήσετε την ταχύτητα ξεχωριστά ή ξεχωριστά τη θέση του αμαξώματος. Αλλά αν μετρήσουμε ταυτόχρονα, τόσο υψηλότερα είναι τα δεδομένα ταχύτητάς μας, τόσο λιγότερα θα γνωρίζουμε για την πραγματική θέση και το αντίστροφο.