Pewność niepewności
Zasada nieoznaczoności była „gwoździem do trumny” fizyki klasycznej w jej
wydaniu mechanicystycznym: „znając stan świata dziś, można przewidzieć z
doskonałą dokładnością, co z nim będzie jutro”. Okazuje się to niemożliwe,
bo i stan na dziś jest nie do poznania z dostateczną dokładnością.
Ten bardziej filozoficzny, niż matematyczny wniosek Werner Heisenberg sformułował
bynajmniej nie na podstawie rozważań teoretycznych, ale obserwując kropelki
rosy tworzące ślad przelotu elektronu w komorze Wilsona – jak jest kropelka,
to wiadomo, że tam był elektron (miał określone położenie), jeśli jest przerwa
między kropelkami, to wiadomo, że na tym odcinku przelatywał (miał określoną
prędkość).
Ściśle: iloczyn nieokreśloności położenia
i prędkości jest niemniejszy niż stała Plancka (dzielona przez 2π)
ΔxΔp ≥ ћ
Podobną „nieokreśloną” parę1)
tworzą energia i czas ΔEΔt≥ћ
Zasada nieoznaczoności to:
1) niemożność dokładnego pomiaru, 2) rozmywająca się z czasem paczka falowa opisująca położenie elektronu, 3) podobnie
„puchnący” kondensat Bosego-Einsteina, 4) to także najniższy stan energetyczny
atomu wodoru – w którym nieokreśloność prędkości elektronu jest równa tej
prędkości2).
1) Takie
pary nazywamy wielkościami nie komutującymi: pomiar x i p a następnie p i
x daje wynik różniący się o ћ. Zastępując wielkości mierzone x i p przez
czynności pomiaru (operatory) można zapisać:
2)
Oczywiście pomiar z błędem przewyższającym mierzoną wartość nie ma sensu