Обсуждение:Принцип неопределённости
Статья «Принцип неопределённости» входит в общий для всех языковых разделов Википедии расширенный список необходимых статей. Её развитие вплоть до статуса избранной является важным направлением работы русского раздела Википедии. Вы можете посетить страницу проекта «Мириада», который занимается улучшением наиболее важных статей Википедии, и, при желании, присоединиться к нему. |
Проект «Физика» (уровень I, важность для проекта высокая) Эта статья тематически связана с вики-проектом «Физика», цель которого — создание и улучшение статей по темам, связанным с физикой. Вы можете её отредактировать, а также присоединиться к проекту, принять участие в его обсуждении и поработать над требуемыми статьями. Уровень статьи по шкале оценок проекта: полная
Важность статьи для проекта «Физика»: высокая |
Вывод соотношения Править
Почему бы в статье не привести вывод соотношения неопределенностей. Это прояснило бы некоторые вопросы. К тому же сейчас из текста связь между неравенством Коши — Буняковского и соотношением неопределенностей не очевидна.
Итак.
1. Среднеквадратичное отклонение величины в состоянии интерпретируется как «неопределенность». Его квадрат равен
- ,
(эту величину следовало бы обозначить , но обозначение традиционно). Тем самым:
- .
Удобно ввести обозначение , причем если — непрерывный самосопряженный (эрмитов) оператор, то — также эрмитов. Здесь вычитаемое понимается в смысле , где — тождественный оператор. Тогда
- .
2. Составим произведение неопределенностей величин и :
по неравенству Коши — Буняковского. Раскроем скалярное произведение справа:
- .
Здесь учтено, что — величина вещественная, и что вектор нормирован.
3. Если некоторая величина , то . Следовательно
- ,
в силу самосопряженности операторов. Тогда окончательно:
— неравенство Робертсона. Коммутатор не является самосопряженным, поскольку .
4. Если коммутатор представляет собой с точностью до постоянного множителя тождественный оператор, то
- .
Так, для проекции импульса и координаты имеем:
- .
Отсюда:
— неравенство Гейзенберга.
влияние измерения Править
«…То, что влияние измерения на импульс несущественно, может быть показано следующим образом: рассмотрим ансамбль (невзаимодействующих) частиц приготовленных в одном и том же самом состоянии; для каждой частицы в ансамбле мы измеряем либо импульс либо координату, но не обе величины. В результате измерения мы получим, что значения распределены с некоторой вероятностью и для дисперсий dp и dq верно отношение неопределенности.…» — Объясните, пожалуйста, почему из приведенного мысленного эксперимента следует, что влияние измерения на импульс несущественно? В этом рассуждении хоть где-нибудь упомянуто измерение импульса частицы после измерения ее координаты? --Begemotv2718 22:22, 19 июня 2006 (UTC)Ответить[ответить]
Арбатский Править
И еще. Насчет Д.А. Арбатского. Нельзя ли привести кроме ссылки на статью на narod.ru также ссылки на какой-нибудь рецензируемый журнал? А то слегка подозрительно выглядит. --Begemotv2718 22:31, 19 июня 2006 (UTC)Ответить[ответить]
Насчет печати в рецензируемом журнале- многие люди с хорошими, но не до конца сформированными теориями и подтеориями опасаются того, что идеи могут быть "безвоздмездно позаимствованны" другими людьми, и есть мало желающих отдавать свои разработки полностью государственным структурам (как извесно авторские права забирает редакция) Dikoobraz
- Предлагаю удалить ссылку на Арбатского, как не относящуюся к теме статьи.
о измерениях Править
Хотелось бы отметить, что термин "неопределенность", фигурирующий в названии принципа, имеет в первую очередь вероятностно-статистический характер, поэтому это понятие следует применять именно в смысле статистической дисперсии распределения. Кроме того, было бы здорово свести к минимуму, а то и вообще отказаться от понятия "ошибки измерения" и родственных ему, поскольку неопределенности, затрагиваемые принципом существуют сами по себе и, вообще говоря, без абстрактного измерителя, который нужен, по-сути, только для того, чтобы убедиться в справедливости принципа. Spielmann 21:40, 2 мая 2008 (UTC)Ответить[ответить]
"Вопреки распространенной ошибке, принцип неопределенности ничего не говорит о предельной точности измерений. ... Отношения неопределенности Гейзенберга — это теоретический предел точности любых измерений."
Мне показалось или тут какое-то противоречие?
DEADoomik 23:40, 18 октября 2008 (UTC)Ответить[ответить]
- Да, противоречие есть. Принцип неопределенности действительно ничего не говорит о предельной точности измерений хотя бы потому, что предельной точности одиночного измерения не существует (теоретически, действительно можно сколь угодно точно измерить, например, координату чего-нибудь).
- Пример, приведенный в начале статьи ("Обычно принцип неопределённости иллюстрируется следующим образом..."), вообще говоря, некорректен. Принцип неопределенности дает ограничение на произведение дисперсий координаты и импульса (или любых других некоммутирующих операторов) в каком-либо _одном_ состоянии. Подчеркну - одном и том же. Однако, после измерения состояние частицы изменяется. Упоминаемые в приведенном примере дисперсии координаты и импульса, таким образом, относятся к разным состояниям, и использовать их одновременно не имеет смысла. Некорректность этого примера разрешается в разделе "краткий обзор", на мой взгляд, пример оттуда следует вставить в начало для иллюстрации. Править не решился, ибо не продумал структуру того, что должно получиться. Spielmann 23:35, 21 февраля 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Не совсем так. Если под результатом измерения подразумевать среднее значение оператора (как обычно и делается), то принцип неопределённости всё-таки накладывает ограничения на возможную точность. При этом, разумеется, речь идёт об измерении разных величин для одного и того же состояния. Например, пусть есть набор частиц в одном состоянии, у одних мы измеряем импульс, у других - координату. Тогда дисперсии результатов будут подчиняться соотношению неопределённости. В этом случае мы рассматриваем, конечно, идеальные измерения, полностью описывающиеся своим линейным оператором. --Мышонок 13:22, 22 февраля 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Ок, давайте проясним. Какой смысл, по-вашему, несут буквы "дельта", которые обычно используются в записи ? Мне привычно думать, что это именно дисперсии (в статистическом смысле, другого не знаю) этих величин, вычисленные в каком-то состоянии. Они, насколько я понимаю, никоим образом не зависят от измерения. Далее возникает вопрос, что вы понимаете под точностью измерения и непосредственно под понятием "измерение"? От ответа на этот вопрос зависит возможность обсудить связь их с принципом неопределенности. Заранее спасибо, Spielmann 01:38, 24 февраля 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Я согласен, что Δ - это дисперсии. Что такое измерение - вопрос философский, в который я вдаваться не буду, смысла нет. Но результаты измерения возникают с разной вероятностью, зависящей от проекций данного состояния на собственные состояния оператора измерения. Этим результатам также соответствует дисперсия, в обычном статистическом смысле. Под сколь угодно точными измерениями как раз естественно подразумевать измерения со сколь угодно малой дисперсией, так как именно она определяет ширину интервала, содержащего 99% вех результатов. Однако дисперсии в формуле соответствуют идеальной дисперсии идеального измерения. Ясно, что реальный результат будет хуже (больше дисперсия), в силу неконтролируемых возмущений и погрешности аппаратуры. В этом смысле принцип неопределённости как раз накладывает связь на минимальные погрешности измерения координаты и импульса в некотором состоянии. Говорить о точности отдельного измерения, разумеется, бессмысленно, можно говорить лишь о серии измерений и её статистических параметрах. --Мышонок 18:29, 24 февраля 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Уточнение: Δ - это не дисперсии, а среднеквадратичное отклонение, и соотношение неопределенностей не связано с теорией измерений, а все упоминания в викистатье измерений - от лукавого.
Интерпретации Править
Поправьте, пожалуйста, цитату Эйнштейна: "...überzeugt, dass der Alte..." 77.181.170.93 00:11, 19 марта 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Спасибо, поправил. Но Вы можете это делать сами. --Мышонок 09:24, 19 марта 2009 (UTC)Ответить[ответить]
Что именно измеряется? Править
В принципе, об этом говорилось выше, но с учётом конфликта мнений стоит прояснить ситуацию. В принципе неопределённости идёт речь об одновременном определении импульса и координаты для одной и той же квантовой системы. Это не то же самое, что и «для одной и той же частицы». Квантовая система характеризуется своим вектором состояния . Одновременное определение координаты и импульса в нём — это вычисление величин и . Об этом идёт речь в физ. энциклопедии. Но если проводить измерения с реальной частицей — ситуация будет другой. После измерения координаты система окажется в состоянии и измерение импульса даст величину . Поэтому в реальности надо брать ансамбль одинаковых частиц и измерять для них только координату или импульс. --Мышонок 15:49, 6 апреля 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Я должен извиниться за такую правку. Но написанная Вами трактовка непривычна (по крайней мере так не учат в технических вузах). Если Вилкинс в своей лаборатории измеряет импульс, а Ложкинс у себя измеряет координату, то как дисперсии результатов могут быть взаимосвязаны? - Mathaddict 14:48, 11 июня 2009 (UTC)Ответить[ответить]
- Если они сумели-таки приготовить свои системы в идентичных состояниях, то это ничем не отличается от измерений, при которых сегодня Вилкинс измерял координаты частиц, а завтра — импульсы. Все результаты измерений полностью определяются состоянием частицы и данным оператором измеряемой величины. Операторы измерения координаты и импульса в данном опыте полностью определят нижнюю границу дисперсии измеряемых величин.
- P.S.: Состояния после измерения в посте выше я указал не совсем верно, но на смысле утверждения это не отражается. Главное, что после измерения величины состояние частицы уже будет другим. --Мышонок 22:47, 11 июня 2009 (UTC)Ответить[ответить]
ЭПР Править
То: Astrohist. Вижу Вы взялись за эту статью. Это хорошо, а то она очень корявая. Если будет желание, гляньте на Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена#Объяснение парадокса. Этот раздел я написал, но не полностью уверен в общепризнанности такой трактовки. Интересна Ваша точка зрения. --Source 18:11, 17 мая 2010 (UTC)Ответить[ответить]
Волноведение (to Artem Korzhimanov) Править
Артем, в чём (главная) причина того, что вы удалили фрагмент про волноведение, имеющий прямое отношение к квантовой механике? Сергей Сашов 19:21, 25 января 2012 (UTC)Ответить[ответить]
О популярной литературе Править
Что-то у меня большие сомнения, что неопределённость Гейзенберга никак не связана со взаимодействием, потому что эта аналогия используется в книге Вселенная Стивена Хокинга. Там прямо объясняется это взаимодействием при измерении, но с указанием, что взаимодействие вносит непредсказуемый вклад в скорость частицы. Так же там говорится, о зависимости неопределённости от энергии кванта, которым производим измерение частицы.
На утверждение поставил запрос источника. Русские идут! 15:52, 16 июля 2012 (UTC)Ответить[ответить]
- «Ента вапрос скарея хвиласовский.» В разных интерпретациях квантовой механики источник неопределённости относят к различным частям измерительной системы из квантового объекта и классического прибора. Вроде как доминирующий на сегодня взгляд — что это фундаментальное свойство именно самой квантовой системы, но не процедуры измерения как таковой. Такой взгляд, как Вы изложили — это ранний вариант копенгагенской интерпретации. --Melirius 06:02, 17 июля 2012 (UTC)Ответить[ответить]
- Спасибо. Теперь понятно. Русские идут! 12:21, 17 июля 2012 (UTC)Ответить[ответить]
- Дочитал до объяснения излучения Хокинга. Получается, что это действительно фундаментальное свойство. Рождение виртуальных частиц в физическом вакууме обязано принципу неопределённости. Русские идут! 17:26, 18 июля 2012 (UTC)Ответить[ответить]
Нарушение принципа неопределённости Править
Получены экспериментальные данные о нарушении принципа неопределённости. [1]. Phys. Rev. Lett. 109, 100404 (2012) published 6 September 2012Lars78 12:43, 13 сентября 2012 (UTC)Ответить[ответить]
- У меня сейчас нет доступа к этой статье, но в любом случае с такими вещами торопиться не стоит. Пусть сначала всё перепроверят, а то может получиться как с нейтрино. Тем более что вопрос здесь тонкий, речь идёт не о нарушении ПН в фундаментальном смысле, а о некоторой прикладной трактовке. --Мышонок 15:23, 13 сентября 2012 (UTC)Ответить[ответить]
- Хорошо, можно написать наподобие «… получены экспериментальные данные позволяющее говорить о том, что принцип неопределённости, возможно, в некоторых случаях требует корректировки». В такой формулировке и вероятность, и граничные условия. Уж больно серьёзный журнал Physical Review Letters, если не самый серьёзный по физике. У нас тут молва (или анекдот?) ходит, кто в физ.летерс опубликовался то докторскою автоматом.Lars78 23:31, 13 сентября 2012 (UTC)Ответить[ответить]
мысленный эксперимент Гейзенберга Править
Из статьи фотон надо бы сюда скопировать. Он многое поясняет! --Nashev 09:39, 25 апреля 2013 (UTC)Ответить[ответить]
Вопросы (требуется уточнение) Править
- "следуют.. нулевые колебания"
"Из соотношения неопределенностей следует... что в состоянии вакуума поля совершают нулевые колебания" © из ст. Нулевые колебания — и каким же это образом? (в статье и полслова нету, а ведь фундаментальное заявление) --Tpyvvikky 19:28, 6 января 2014 (UTC)Ответить[ответить]
- Ну, это скорее этакий не до конца точный словесный образ явления, выражаемого точно только формулами. --Melirius 00:00, 8 января 2014 (UTC)Ответить[ответить]
- "запрещает точное определение"
В ст. Фотон видим утверждение что "Ключевым элементом квантовой механики является принцип неопределённости Гейзенберга, который запрещает одновременное точное определение пространственной координаты частицы и её импульса по этой координате." (ист.: Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике (3 — излучение, волны, кванты; 4 — кинетика, теплота, звук), 1976, том 1, стр. 218-220) — тут же столь категоричного (однозначного) утверждения уже не видим.. о.О --Tpyvvikky 19:40, 6 января 2014 (UTC)Ответить[ответить]
- Ну, а здесь что, по-другому, что ли, написано? «Согласно принципу неопределённостей у частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и скорость (импульс).» В физике раз уж не могут, то совсем не могут. --Melirius 00:00, 8 января 2014 (UTC)Ответить[ответить]
- "(то есть почти любое наблюдение изменяет состояние)"
Какие наблюдения не меняют состояние?--Thinker 11:48, 28 июля 2014 (UTC)Ответить[ответить]
- скорее всего - такие измерения, наверняка. --Tpyvvikky (обс.)
Принцип неопределенностей на планковском масштабе Править
В статье нужно упомянуть о соотношении неопределенностей , где — гравитационный радиус, — радиальная координата, — планковская длина, которое является другой формой соотношения неопределенностей Гейзенберга между импульсом и координатой применительно к планковскому масштабу.[1] Действительно, это соотношение можно написать в следующем виде: , где — гравитационная постоянная, — масса тела, — скорость света, — постоянная Дирака. Сокращая слева и справа одинаковые константы, приходим к соотношению неопределенностей Гейзенберга . Указанное соотношение неопределенностей предсказывает появление виртуальных черных дыр и червоточин (квантовой пены) на планковском масштабе. Также существует соотношение неопределенностей Бора - Розенфельда между гравитационным потенциалом и длиной , а именно: [2]. Напоминает выражение для инвариантного интервала . Все эти формы связаны между собой. 37.45.35.232 08:59, 27 февраля 2017 (UTC)Ответить[ответить]
- ↑ Philosophy Documentation Center, Western University-Canada, 2017, pp.25-28
- ↑ Г.Ю. Тредер, Взгляды Гелмгольца, Планка, Эйнштейна на единую физическую теорию, в сб. Проблемы физики: классика и современность, М., Мир,1982, cc.305, 321