Начело на неопределеност: Разлика помеѓу преработките

Историски, принципотначелото на неопределеност се поистоветува <ref>{{Citation|last=Furuta|first=Aya|title=One Thing Is Certain: Heisenberg's Uncertainty Principle Is Not Dead|journal=Scientific American|year=2012|url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=heisenbergs-uncertainty-principle-is-not-dead}}</ref><ref name="Ozawa2003">{{Citation|last=Ozawa|first=Masanao|title=Universally valid reformulation of the Heisenberg uncertainty principle on noise and disturbance in measurement|journal=Physical Review A|volume=67|year=2003|doi=10.1103/PhysRevA.67.042105|arxiv = quant-ph/0207121 |bibcode = 2003PhRvA..67d2105O|issue=4 |pages=42105}}</ref> погрешно со сличен ефект во [[Физика|физиката]], кој е наречен [[набљудувачи ефект]], кој нотира дека мерките на неизвесниот систем неможат да бидат направени без да влијаат врз системот. Хајзенберг понудил набљудувачки ефект на квантно ниво како физичко објаснување на квантната неизвесност.<ref>Werner Heisenberg, ''The Physical Principles of the Quantum Theory'', p. 20</ref> Оттогаш стана јасно , дека неизвесниот принципначело е својствен во подесувањата на сите [[бранови системи|брановидни системи]]<ref name="Rozema">{{Cite journal | last1 = Rozema | first1 = L. A. | last2 = Darabi | first2 = A. | last3 = Mahler | first3 = D. H. | last4 = Hayat | first4 = A. | last5 = Soudagar | first5 = Y. | last6 = Steinberg | first6 = A. M. | doi = 10.1103/PhysRevLett.109.100404 |arxiv = 1208.0034v2| title = Violation of Heisenberg's Measurement-Disturbance Relationship by Weak Measurements | journal = Physical Review Letters | volume = 109 | issue = 10 | year = 2012 | pmid = | pmc = }}</ref> и дека произлегува во квантната механика едноставно заради [[Бранови појави|брановидната природа]] на сите квантни предмети . Затоа, неизвесниот принципначело всушност подвлекува фундаментално подесување за квантните системи и не се однесува на набљудувачкиот успех на моменталната технологија.<ref name=nptel>{{YouTube|TcmGYe39XG0|Indian Institute of Technology Madras, Professor V. Balakrishnan, Lecture 1 – Introduction to Quantum Physics; Heisenberg's uncertainty principle, National Programme of Technology Enhanced Learning}}</ref> Мора да биде нагласено дека мерките незначат само процес во кој физичарот – набљудувач учествува , туку интеракција помеѓу класичните и квантни предмети без оглед на набљудувачот.<ref name="L&L"/> 

Бидејки неизвесниот принципначело е основен резултат во квантната механика , типичните експерименти во квнтната механика рутински ги набљудуваат аспектите . Одредени експерименти, може намерно да тестираат одредена форма на неизвесниот принципначело како дел од нивната главна истражувачка програма. Ова вклучува, тестови на бројни фази за неизвесни релации во [[суперспроводливост]]<ref>{{Citation|last=Elion|first=W. J.|author2=M. Matters, U. Geigenmüller & J. E. Mooij|title=Direct demonstration of Heisenberg's uncertainty principle in a superconductor|journal=Nature|volume=371|pages=594–595|year=1994|doi=10.1038/371594a0|bibcode = 1994Natur.371..594E|issue=6498 |last3=Geigenmüller|first3=U.|last4=Mooij|first4=J. E.}}</ref> или [[Квантна оптика|квантни оптички]]<ref>{{Citation|last=Smithey|first=D. T.|author2=M. Beck, J. Cooper, M. G. Raymer|title=Measurement of number–phase uncertainty relations of optical fields|journal=Phys. Rev. A|volume=48|pages=3159–3167|year=1993|doi=10.1103/PhysRevA.48.3159|bibcode = 1993PhRvA..48.3159S|issue=4|pmid=9909968 |last3=Cooper|first3=J.|last4=Raymer|first4=M. G.}}</ref> системи . Апликациите кои зависта од неизвесниот принципначело за нивно извршување вклучуваат екстремно ниско звучни технологии како тие што се користат во [[гравитационен бранов интерферометар|гравитациони бранови интерферометри]].<ref>{{Citation|last=Caves|first=Carlton|title=Quantum-mechanical noise in an interferometer|journal=Phys. Rev. D|volume=23|pages=1693–1708|year=1981|doi=10.1103/PhysRevD.23.1693|bibcode = 1981PhRvD..23.1693C|issue=8 }}</ref>

[[File:Uncertainty principle.gif|360px|"360px"|right|thumb| Притиснете за да ја видите анимацијата. Развојот на првично локализирани гаусови бранови ункции на слободни честички во дводимензионален простор, со боја и јачина кој ја покажуваат фазата и амплитудата. Ширењето на брановата функција во сите насоки покажува дека почетниот импулс има најразлични вредности,непроменети во времето, додека пак ширењето се зголемува со текот на времето: како резултат, принципотначелото на неопределеност ''Δx Δp'' се зголемува со изминувањето на времето.]]

Како фундаментално ограничување , повисоко ниво на описна на универзумот мора да случат подоцна во описите на квантната механика која ги вклучува Хајзенберговите неизвесни врски . Сепак, луѓето не формираат интуитивно разбираање на овој неизвесен принципначело во секојдневниот живот. Ова е заради тоа што ограничувањето не е очигледно во макроскопските скали на секојдневното искуство . Значи може да биде корисно да се демонстрира како е интегрирано во полесно разбирачки физички ситуации .Две алтернативни концептуализации на квантната физика може да бидат проучени со цел демострирање на клучната улога која ја игра неизвесниот принципначело.[[Бранова механика|Бранова механичка]] слика на неизвесниот принципначело обезбедува повизуелно интуитивна демонстрација  и понекогаш по апстракна :  [[матричната механичка]] слика се спроведува за демонстрирање на неизвесниот принципначело кој е лесно генерализиран за да го покрие мноштвото на физички контексти .

Елементите од десно покажуваат како со дополнување на повеќе рамни бранови , брановидниот пакет може да стане полокализиран . Може да одиме чекор понатаму кон континиумскиот лимитконтиниумската граница, каде брановидната функција е [[Интегрално сметање|интеграл]] во сите можни модови со Ф преставувајки ја амплитудата на овие модови и е наречена брановидна функција во [[временски простор]] .Во математички услови , ние велиме дека Ф е [[Фурерова трансформација]] на # и дека х и п се [[коњугативни варијабилности]]. Додавајки ги заедно сите овие рамни бранови има трошок , имено времето стана по непецизно , имајки микс на бранови од многу разни моменти .

Еден начин да се квантифицира прецизноста на позицијата е [[стандардната девијација]]. Бидејки ------ е функција за веројтна густина за позицијата , ние ја калкулираме нивната стандардна девијација. Прецизноста на позицијата е подобрена со користење повеќе рамни бранови , затоа ослабувајки ја прецизноста на времето. Друг начин на утврдување е дека Х и П имаат [[инверзна врска]] или се долна граница . ова е неизвесниот принципначело , конкретниотконкретната лимитграница кон кој се стреми Кенард . Кликнете го копчето ппокажи подоле за да видите полуформална деривација на Кенардовата нееднаквост користејки брановидни машини . 

Највообичаена општа форма на неизвесен принципначело е Роберцоновата неизвесна релација .За арбитражен [[Хермитиан оператор]] може да поврземе стандардна девијација каде заградите посочуваат [[очекувана вредност]]. За пар оператори  А и Б, Робертсоновата неизвесна веднаш следена од малку појака нееднаквост , Шродингеровата неизвесна релација .

Kade Q  е стандардна девијација во енергетскиот  оператор во состојбата ------, Q Б стои за стандардна девијација за Б .Иако вториот фактор од левата страна има димензија на време , тој е различен од временските параметри кои се вклучени во [[Шредингерова равенка|Шредингеровата равенка]] . тоа е доживотно време за состојбата # со внимание кон набљудувањето Б .Со други зборови , овој временски интервал каде очекуваната вредност се менува значајно .Неформално , хеуристичко значење на принципотначелото е следново : состојба која постои само за кратко време неможе да има дефинитивна енергија . За да има дефинитивна енергија, френцијата на состојбата мора да биде попрецизно дефинирана и ова бара состојбата да кружи во многу циклуси , реципрочно на баранара прецизност .На пр возбудените состојби имаат краен животен век , во временско енергетскиот неизвесен принципначело , тие немаат дефинитивна енергија и секој пат тие се распаѓаат , енергијата која ја ослободуваат е различна .Просечната енергија на движечкиот фотон има врв на теоретската енергија на состојбата , но дистрибуцијата има крај . Брзо распаѓачките состојби имаат широк спектар , додека споро распаѓачките состојби имаат тесен спектар . Истиот спектар исто прави да биде тешко да се прецизира останатата [[нестабилна маса]], брзо распаѓачките честички  во честичната физика .Колку побрзо се распаѓаат честичките, помалку неизвесна е нивната маса .

Во контекс на фармоничната анализа гранка на математиката , неизвесен принципначело имплицира дека во исто време неможе да биде локализирана вредноста на функцијата и нејзината Фуриерова трансформација .

Во контекст на [[сигналното процесирање]] и во одредена [[временско-фрекфентната анализа]] , неизвесните принципиначела се однесуваат на габоровиотГаборовата лимитграница, по [[Денис Габор]] или понекогаш ХајзенбергХајзенберг–Габорова – Габор лимитграница .Основниот резултат кој произлегува од Бенедиктовата теорема е дека функцијата неможе да биде временски ограничена .

Алтернативните теореми дават попрецизни квантитативни резултати и во временско фрекфентните анализи , одколку интерпретирајки ги временските и фрекфентните домени оделно наместоо интерпретација на лимитиграници како долендолна лимитграница за подршка во временско фрекфентниот план. Во пракса, габоровитеГаборовите лимитиграници ја ограничуваат симултано временска фрефентна резолуција која може да се постигне без мешање, можно е да се постигне повисока резолуција но со трошокот на разни компоненти за сигналното процесирање . 

Математичарот [[Харолд годфреј|Г . Х . Харди]] го формулирал следниов неизвесеннеизвесно принципначело – не е возможно за Ф и Ф1 да бидат силно опаѓачки . Особено, доколку Ф во л2 е такво каде П е полином од степенот Н-Д/2  а А е реална ДхД позитвивна дефинирачка матрица .

[[Вернер Хајзенберг]] го формулирал неизвесниот принципначело во [[Нилс Бор|Нилс Боровиот]] институт во Копенхаген , додека работел на математичко основање на квантната механика .

Во март во 1926 работејки во боровиот институт , хајзенберг одкрил одредени работи кои влијаат врз неизвесниот принципначело. Овие влијанија обезбедуваат јасна физичка интерпретација за не комтитативноста и ја пооставува основата за тоа што е познато кко [[Копенхагенова итерпретација]] на квантната механика. ХАјзенберг покажал дека комутитативните врски посочуваат неизвесност или во Боровиот јазик [[комлементарност]]. Било кои две варијабли кои не се комтитативни неможе да се мерат симултано , еднта е помалку а другата повеке прецизно позната.

Иако главниот дел од оргиналниот материјал од 1927 напишан во германија, Хајзенберг го употребил зборот недетерминираност за да го опише основниот теоретски принципначело. Само во крајниот дел тој го прпменил зборот , неизвесен . Кога Англиската верзија на хајзенберговата книга, физичките принципиначела на квантната теорија , беше издадена 1930 г , преводот неизвесен беше употребен и стана почесто користен  термин во англискиот јазик . 

Принципот е доста бројчано интуитивен , така што новите студенти за квантна теорија мора да бидат сигурни дека наивните мерења  беа спроведени за да се покаже нефункционирањето Еден начин со кој Хајзенберг оригинално ја илустрирал вродената неспособност за прекршување на неизвесниот принципначело е со употреба на имагинарен микроскоп како мерна направа .

Проблем 2 – доколку се користи голема микроскопска позицијата за електронот да може да биде утврден, но со принципотначелото за [[конзервација на времето]] , трансверзното време на доаѓачкиот фотон влијае на времето на елктронот и затоа новото време на електронот се утврдува оскудно . Доколку се користи помала апаратура , прецизноста за двете резолуции е поинаква.

Комбинација на овие замени посочува дека без оглед на должината на бранот на фотонот и големината на апаратурата која се користи , производот од неизвесноста во мерената позиција и мереното време е поголемо или еднакво на долниотдолната лимитграница , кој е еднаков на [[Планкова константа|планковатаПланковата константа]] . Хајзенберг не се грижел да го формулира неизвесниот принципначело како одреденодредена лимитграница и преферирал да го користи како хеуристички квантитативна состојба , корегирана со мали нумерички фактори , кој го прави радикално нов некумутативен на квантната механика.

Копенхагенската интерпретација на квантаната механика и Хајзенберговиот неизвесен принципначело беа видени како близнаци таргети од страна на клеветниците кои веруваат во нереален [[Детерминанта|детерминизам]] и [[Реализам (сликарство)|реализам]]. Според [[Копенхагенската интерпретација]] на квантната механика , нема фундаметална реалност која ја опишува [[Квантна состојба|квантната состојба]] , само белешка за калкулирање на експерименталните резултати . Нема начин да се каже која фундаментална состојба на системот , само кои може да бидат резултатите од набљудувањето.

[[Алберт Ајнштајн]] верувал дека случајноста е рефлексија на нашето игнорирање на некои фундаментален дел на реалноста , додека [[Нилс Бор]] верувал дека веројатните дистрибуции се фундаметални и нередуцирачки и зависат од мерењата кои ги одбираме за да ги извршиме. Ајнштајн и Бор дебатирале  за неизвеснот принципначело многу години . Некои експерименти во првата декада од Дваесетиот век имале сомнеж за проширеноста и применсливоста на неизвесниот принципначело. 

Првиот од Ајнштајновите мисловни експерименти предизвикувајки го неизвесниот принципначело се движел вака

Во друг мисловен експеримент Лоренс Марк Голдберг теоретизирал дека , може да се детерминира позицијата на честичката и да се врати назад до времето во точка пред првото читање за мерење на движењето , потоа временско патување назад до точка пред второточитање да биде направено за да ги испорача резултатите од ммерењето пред честичката да биде дистрибуирана така што мерењата нема потреба да бидат направени . Ова , се разбира е парадокс . Но ја подржува содржината дека проблемите својствени за неизвесниот принципначело лежат во мерењата не во неизвесноста во физиката . 

Кутијата може да биде мерена пред часовен механизам отварајки идеалена бленда која дозволува само еден фотон да избега . Не сега знаеме , како што рекол Ајнштајн точно во кое време фотонот ја напуштил кутијата. Сега , измерете ја кутијата повторно . Промената на  масата ја кажува енергијата од емитираната светлина. Ова значи дека може да се измери емитираната енергија и времето во кое е ослободена со посакувана прецизност во контрадикциј со неизвесниот принципначело .

Бор бил приморан да го модифицира неговото размислување за неизвесниот принципначело после друг мисловен експеримент од Ајнштај . 1935, Ајнштајн ;Подолски и Розен издадоа анализа за широко поделени [[заплеткани]] честички. Мерејки една честичка Ајнштајн сватил дека би ја сменив веројатната дистрибуција на друга , каде што другта честичка не и било можно да биде дистрибуирана . Овој пример го натерало Бор да го ревидира неговото размислување за принципотначелото , заклучувајки дека неизвесноста не е предизвикана од дирекна интеракција.

Но Ајнштајн дошол до повеќе заклучоци од истиот експеримент тој верувал дека основните претпоставки кој опишуваат реалноста би требало да ги предвидат резултатите на експериментот од локално пороменлите детерминистички квантитети и затоа би требало да вклучи повеке информации  од максимум возможните дозволини од страна на неизвесниот принципначело .

Додека е возможно да се претпостави дека квантните механички предвидувања не се локални , скриени варијабли и всушност [[Давид Бохм]] измисли таква формулација, оваа резулуција нее е задоволувачка за мнозинството физичари . Прашањето дали случаен излез е детерминиран од нелокална теоријаможе да биде филозовско и може да биде потенцијално неконтролирано . Доколку скриените варијабли не се ограничени , тие би можеле да бидат листа на случајни цифри кои се  употребени за да ги произведат резултатите од мерењето . За да биде разумно , претпоставката за не локално скриени варијабли некогаш е аргументирано со втора претпоставка – која големината на набљудувањето до става во лимитграница на на пресметките кои овие варијабли можат да ги направат . не локална теорија  на ова кратко предвидува дека [[Квантен компјутер|квантниот компјутер]] ќе пресмета фундаментали пречки при обидот да се факторизираат бројките на приближно 10000 цифри или повеќе , потенцијално [[достижна задача]] во квантната механика .

Хајзенберговите формули се без сомнеж дериватни статистички формули на квантаната теорија . Но тие биле погрешно интерпретирани од тие квантни теоретичари кои велеле дека овие формули можат да бидат интерпретирани при детерминирање поголемпоголема лимитграница на прецизност за нашите мерења .

Некои од научниците вклучувајки ги и [[Артур Комптон]] и [[Мартин Хајзенберг]] , предложиле принципотначелото на неопределеност или барем општата веројатна природата на квантната механика, може да биде доказ за моделот на две фази на слободна волја .Стандардниот приказ , сепак, е дека за разлика од основната улога на квантната механика како основа за хемија, нетривијални билиошки механизми кои бараат квантната механика