ความไม่แน่นอนของควอนตัมคืออะไร?

ความไม่แน่นอนของควอนตัมหรืออย่างเป็นทางการหลักการความไม่แน่นอนของ Heisenberg คือการค้นพบในฟิสิกส์ควอนตัมที่ระบุว่าเราไม่สามารถรู้ได้ทั้งตำแหน่งที่แน่นอนและโมเมนตัมที่แน่นอนของอนุภาคเดี่ยวหลักการความไม่แน่นอนยังให้ขีด จำกัด ความเชื่อมั่นที่แม่นยำทางคณิตศาสตร์ (เชิงปริมาณ) สำหรับการวัดคู่โดยพื้นฐานแล้วยิ่งคุณต้องการทราบค่าหนึ่งอย่างแม่นยำยิ่งคุณต้องเสียสละในการวัดอีกอย่างหนึ่ง

เนื่องจากการเชื่อมโยงกับการปฏิวัติกลศาสตร์ควอนตัมความไม่แน่นอนของควอนตัมมีสถานที่ที่ยั่งยืนในวัฒนธรรมสมัยนิยมมักตีความผิดความไม่แน่นอนของควอนตัมในภาพยนตร์และภาพยนตร์บางครั้งใช้อย่างไม่ถูกต้องเพื่ออ้างถึงวัตถุขนาดใหญ่เมื่อใช้กับอนุภาคเท่านั้นนอกจากนี้ความคิดของความไม่แน่นอนของควอนตัมมักจะถูกนำเสนอในวิธีลึกลับโดยไม่ต้องพูดถึงว่าแนวคิดนั้นจับมือกันด้วยขอบเขตความเชื่อมั่นเชิงปริมาณที่แม่นยำซึ่งไม่ได้ลึกลับนักศตวรรษที่ 20 เมื่อนักฟิสิกส์พยายามหารายละเอียดของทฤษฎีควอนตัมผ่านการตีความที่ขัดแย้งกันNeils Bohr และนักฟิสิกส์อื่น ๆ อีกมากมายสนับสนุนการตีความโคเปนเฮเกนซึ่งระบุว่าจักรวาลเป็นพื้นฐานที่คลุมเครือในระดับต่ำสุดที่อธิบายโดยการแจกแจงความน่าจะเป็นมากกว่าการเชื่อมโยงที่กำหนดไว้อย่างดีเวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กซึ่งได้รับหลักการความไม่แน่นอนจากโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัมก็สนับสนุนการตีความโคเปนเฮเกนอย่างไรก็ตามอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ไม่ได้มีชื่อเสียงว่าพระเจ้าไม่ได้เล่นลูกเต๋า

ทฤษฎีความไม่แน่นอนของควอนตัมแม้จะถูกบรรจุด้วยขอบเขตความมั่นใจที่แม่นยำทางคณิตศาสตร์ยังคงมีความขัดแย้งในชุมชนฟิสิกส์เกี่ยวกับว่าการตีความของโคเปนเฮเกนนั้นเป็นไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้จากความแน่นอนของควอนตัมหรือไม่ทางเลือกร่วมสมัยสำหรับการตีความโคเปนเฮเกนคือการตีความกลศาสตร์ควอนตัมหลายโลกซึ่งถือได้ว่าความเป็นจริงนั้นเป็นสิ่งที่กำหนดไว้ได้

ในบริบทของความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของกลศาสตร์นิวตันมานานกว่าศตวรรษก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์ลังเลที่จะยอมแพ้อย่างมากทฤษฎีที่กำหนดโดยไม่มีหลักฐานที่น่าสนใจอย่างไม่น่าเชื่อดังนั้นพวกเขาจึงพยายามที่จะเกิดขึ้นกับทฤษฎีตัวแปรที่ซ่อนอยู่ซึ่งพยายามอธิบายความไม่แน่นอนของควอนตัมว่าเป็นทรัพย์สินระดับสูงที่เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ขั้นพื้นฐานที่กำหนดขึ้นอย่างไรก็ตามการค้นพบที่เรียกว่าความไม่เท่าเทียมกันของระฆังพบว่าทฤษฎีตัวแปรที่ซ่อนอยู่ในท้องถิ่นไม่สามารถใช้เพื่ออธิบายความไม่แน่นอนของควอนตัมโดยไม่ต้องอ้างถึงความสัมพันธ์ที่เร็วกว่าแสงระหว่างอนุภาคทั้งหมดในจักรวาลอย่างไรก็ตามทฤษฎีตัวแปรที่ซ่อนอยู่ในท้องถิ่นยังคงเสนอเพื่ออธิบายรากฐานที่กำหนดไว้เบื้องหลังความไม่แน่นอนของควอนตัม