Gribbin John W poszukiwaniu kota Schrodingera

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Pomysły Bohra i Borna świetnie się uzupełniły z odkryciem Heisenberga, pod koniec 1926 roku,że nieoznaczoność rzeczywiście jest nieuniknioną właściwością równań mechaniki kwantowej.Matematyka, z której wynika pq `" qp, mówi nam także, że nigdy nie możemy być pewni, ile p lub qwynosi.Jeżeli dla pędu elektronu użyjemy symbolu p, a dla jego położenia symbolu q, to możemywyobrazić sobie pomiar p albo q z bardzo dużą dokładnością.Miarę niedokładności" naszegopomiaru oznaczymy "p i "q, gdyż matematycy używają greckiej litery " do oznaczania małychwartości albo odchyleń.Heisenberg pokazał, że jeśli się próbuje wyznaczyć równocześniepołożenie i pęd elektronu, to nigdy się nie uzyska absolutnie dokładnego wyniku, gdyż "px"q musizawsze być większe niż ', stała Plancka podzielona przez 2�.Im dokładniej znamy położeniejakiegoś obiektu, tym mniej pewni jesteśmy co do jego pędu - dokąd i jak szybko się porusza.Zkolei gdy znamy bardzo dokładnie jego pęd, nie możemy określić, gdzie dany obiekt się znajduje.Ta zasada nieoznaczoności ma daleko idące konsekwencje, które szczegółowo omówimy wtrzeciej części tej książki.Ważne jest jednak, aby zdawać sobie sprawę, że zasada nie dotyczyniedoskonałości samych eksperymentów, w których dokonuje się pomiaru (np.pędu i położenia49Jeszcze ściślej - wartość |�|2, gdyż wartościami funkcji � są liczby zespolone (jedną z takich liczb jestwspomniana na s.23 liczba i), a miara prawdopodobieństwa musi być liczbą rzeczywistą (przyp.tłum.).82elektronu).Kardynalna zasada mechaniki kwantowej mówi, że niemożliwy jest równoczesny idokładny pomiar pewnych par wielkości fizycznych, m.in.położenia i pędu50.Relacja nieoznaczoności Heisenberga mierzy, w jakim stopniu nakładają się na siebie dwakomplementarne opisy elektronu (i innych kwantowych bytów).Położenie jest w istocie atrybutemcząstki (cząstki można dokładnie zlokalizować).Z drugiej strony fale nie mają dobrze określonegopołożenia, ale mają pęd.Im więcej wiemy o falowym aspekcie rzeczywistości, tym mniej wiemy ocząstce, i vice versa.Eksperymenty zaprojektowane do wykrycia cząstek zawsze wykrywającząstki; eksperymenty zaprojektowane do wykrycia fal zawsze wykrywają fale.%7ładen eksperymentnie pokaże elektronu zachowującego się jak fala i jak cząstka równocześnie.Bohr kładł szczególny nacisk na znaczenie eksperymentów w naszym pojmowaniu światakwantów.Jedyny sposób na badanie tego świata polega na wykonywaniu eksperymentów, akażdy eksperyment jest w istocie pytaniem dotyczącym kwantowych praw przyrody.Pytania, którezadajemy, są w znacznym stopniu inspirowane naszym codziennym doświadczeniem, więcszukamy własności w rodzaju pędu, albo długości fali, a otrzymane odpowiedzi interpretujemy wkategoriach tych samych własności.Eksperymenty są głęboko zakorzenione w klasycznej fizyce,mimo że zdajemy sobie sprawę, iż klasyczna fizyka nie nadaje się do opisu procesów atomowych.Na dodatek, jak mówi Bohr, aby obserwować zjawiska atomowe, musimy je zaburzać, gdyż nie masensu pytanie, co atomy robią, gdy na nie nie patrzymy.Wszystko, co zdaniem Bohra możemyuczynić, to obliczyć prawdopodobieństwo, że wynik danego eksperymentu będzie taki a nie inny.Ten zestaw pojęć (nieoznaczoność, komplementarność, prawdopodobieństwo i zaburzenieobserwowanego układu przez obserwatora) noszą wspólne miano kopenhaskiej interpretacjimechaniki kwantowej, aczkolwiek nikt w Kopenhadze (ani gdziekolwiek indziej) nigdy nie spisałdeklaracji programowej nazwanej interpretacją kopenhaską, a jeden z jej głównych składników -statystyczna interpretacja funkcji falowej - pochodzi z Getyngi, od Maxa Borna.Interpretacjakopenhaska jest przez różnych ludzi różnie rozumiana (niekiedy tak bardzo różnie, że przestajecokolwiek znaczyć) i jest równie nieuchwytna jak kwantowe jaszmije smukwijne.Bohr po razpierwszy publicznie przedstawił tę koncepcję na konferencji w Como, we Włoszech, we wrześniu1927 roku, co oznaczało zamknięcie etapu konstruowania mechaniki kwantowej w formiekompletnej i spójnej teorii, która może być użyta przez każdego kompetentnego fizyka dorozwiązywania problemów fizycznych obejmujących atomy i molekuły przez proste zastosowanieprzepisów z książki kucharskiej, bez konieczności rozważania podstaw teorii.W kolejnych dziesięcioleciach pojawiło się wiele fundamentalnych prac Diraca, Pauliego iinnych, a pionierzy nowej teorii kwantowej zostali odpowiednio uhonorowani przez KomitetNoblowski, który zresztą przy podziale nagród kierował się swoją własną, osobliwą logiką.50Ta sama zasada stosuje się w życiu codziennym, ale nieoznaczoność pomiaru stanowi mikroskopijnyułamek mierzonej wielkości makroskopowej ze względu na to, że p i q są o wiele większe niż '.StałaPlancka h wynosi około 6,6 x 10-27, � jest trochę większe niż trzy, więc ' równe jest mniej więcej 10-27 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

Linki