ความไม่แน่นอนเชิงควอนตัมคืออะไร

ความไม่แน่นอนเชิงควอนตัมหรือมากกว่านั้นอย่างเป็นทางการคือหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กคือการค้นพบในฟิสิกส์ควอนตัมที่ระบุว่าไม่มีใครรู้ทั้งตำแหน่งที่แน่นอนและโมเมนตัมที่แน่นอนของอนุภาคเดี่ยว หลักการความไม่แน่นอนนี้ยังให้ข้อ จำกัด ความเชื่อมั่นที่แม่นยำทางคณิตศาสตร์ (เชิงปริมาณ) สำหรับการวัดคู่ ยิ่งคุณต้องการทราบค่าหนึ่งอย่างแม่นยำมากเท่าใดความแม่นยำยิ่งขึ้นคุณต้องเสียสละในการวัดค่าอีกค่า

เนื่องจากการเชื่อมโยงกับการปฏิวัติกลไกควอนตัมความไม่แน่นอนของควอนตัมจึงมีความยั่งยืนในวัฒนธรรมสมัยนิยมซึ่งมักถูกตีความผิด ๆ ความไม่แน่นอนของควอนตัมในภาพยนตร์และภาพยนตร์บางครั้งใช้อย่างไม่ถูกต้องเพื่ออ้างถึงวัตถุขนาดใหญ่เมื่อใช้กับอนุภาคเท่านั้น นอกจากนี้แนวความคิดเรื่องความไม่แน่นอนของควอนตัมมักถูกนำเสนอในลักษณะที่ลึกลับโดยไม่ต้องพูดถึงว่าแนวคิดดังกล่าวจับมือกันด้วยขอบเขตความเชื่อมั่นเชิงปริมาณที่แม่นยำซึ่งไม่ลึกลับ

แนวคิดเรื่องความไม่แน่นอนของควอนตัมทำให้เกิดเสียงอึกทึกในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อนักฟิสิกส์พยายามหารายละเอียดของทฤษฎีควอนตัมผ่านการตีความที่ขัดแย้งกัน Neils Bohr และนักฟิสิกส์อีกหลายคนสนับสนุนการตีความที่กรุงโคเปนเฮเกนซึ่งระบุว่าเอกภพนั้นเลือนหายไปในระดับต่ำสุดอธิบายโดยการแจกแจงความน่าจะเป็นมากกว่าการเชื่อมโยงที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน เวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กผู้ซึ่งได้รับหลักการความไม่แน่นอนจากโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัมก็สนับสนุนการตีความโคเปนเฮเกน อย่างไรก็ตามอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ไม่ได้มีชื่อเสียงว่า "พระเจ้าไม่ได้เล่นลูกเต๋า"

ทฤษฎีความไม่แน่นอนของควอนตัมแม้จะถูกบรรจุด้วยขอบเขตความเชื่อมั่นที่แม่นยำทางคณิตศาสตร์ แต่แท้จริงแล้วค่อนข้างลึกลับ ยังมีความขัดแย้งในชุมชนฟิสิกส์เกี่ยวกับการตีความของโคเปนเฮเกนว่าเกิดจากความมั่นใจในควอนตัมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หรือไม่ ทางเลือกร่วมสมัยในการตีความกรุงโคเปนเฮเกนคือการตีความกลศาสตร์ควอนตัมในหลาย ๆ โลกซึ่งถือว่าความจริงนั้นเป็นสิ่งกำหนดแน่นอน

ในบริบทของความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของกลศาสตร์ของนิวตันมานานกว่าศตวรรษก่อนนักฟิสิกส์ลังเลที่จะยอมแพ้ทฤษฎีที่กำหนดขึ้นโดยไม่มีหลักฐานที่น่าสนใจอย่างเหลือเชื่อ ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามหาทฤษฎี "ตัวแปรซ่อนเร้น" ซึ่งพยายามอธิบายความไม่แน่นอนของควอนตัมว่าเป็นทรัพย์สินระดับสูงที่เกิดจากการโต้ตอบที่กำหนดพื้นฐานมากขึ้น อย่างไรก็ตามการค้นพบที่เรียกว่าความไม่เท่าเทียมของเบลล์พบว่าทฤษฎีตัวแปรซ่อนเร้นในท้องถิ่นไม่สามารถนำมาใช้เพื่ออธิบายความไม่แน่นอนของควอนตัมได้โดยไม่ต้องสังเกตุความสัมพันธ์ที่เร็วกว่าแสงระหว่างอนุภาคทั้งหมดในจักรวาล อย่างไรก็ตามทฤษฎีตัวแปรที่ไม่ซ่อนเร้นยังเสนอให้อธิบายถึงรากฐานที่อยู่เบื้องหลังความไม่แน่นอนของควอนตัม