“ไม่มีโลกควอนตัม” หนึ่งในผู้ก่อตั้งกลศาสตร์ควอนตัมกล่าว ทฤษฎีอันทรงพลังนี้แม้ว่าจะมีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่มากมาย แต่ก็เป็นคำอธิบายทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมที่ยากจะจินตนาการให้เห็นภาพ – มากเสียจนตัวบอร์เองรู้สึกว่าลองผิดลองถูก แน่นอนว่ามีกฎที่ให้เราดึงการคาดคะเนบางอย่างจากคณิตศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นเมื่อเราทำการสังเกตหรือการวัด
สำหรับ
ภารกิจที่แท้จริงของฟิสิกส์คือการทำนายเหล่านี้ และความหวังที่จะอธิบายสิ่งที่ “มีอยู่จริง” ในตอนที่ไม่มีใครมองเห็นนั้นเป็นเรื่องไร้สาระ เรารู้วิธีทำนายสิ่งที่คุณจะดูถ้าคุณดู แต่ถ้าคุณไม่ดู ก็ไม่มีความหมายอะไรที่จะถามว่า “จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันมี” นักทฤษฎีชาวเยอรมันไปไกลกว่านั้น “การสังเกต”
เขาเคยเขียนไว้ว่า “ไม่เพียงแต่รบกวนสิ่งที่จะวัดเท่านั้น แต่ยังสร้างมันขึ้นมาด้วย” สิ่งที่จอร์แดนหมายถึงก็คือฟังก์ชันคลื่นไม่ได้อธิบายถึงความเป็นจริง แต่จะทำการคาดการณ์ทางสถิติเกี่ยวกับการวัดที่เป็นไปได้เท่านั้น ในแง่ของฟังก์ชันคลื่น แมวของชเรอดิงเงอร์นั้น “มีชีวิตและตายไปแล้ว”
จริงๆ เมื่อเราเลือกสิ่งที่จะวัดเท่านั้น ฟังก์ชันคลื่นจะต้อง “ยุบ” ลงในสถานะหนึ่งหรืออีกสถานะหนึ่ง เพื่อใช้ภาษาของการตีความทฤษฎีควอนตัมแบบโคเปนเฮเกนอย่างไรก็ตาม ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ชุดความคิดใหม่เกี่ยวกับการวัดควอนตัมได้เริ่มตั้งหลักในใจของนักฟิสิกส์บางคนทีละเล็กละน้อย
กระบวนทัศน์ใหม่นี้เป็นที่รู้จักในชื่อการวัดแบบอ่อน ถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบความลึกลับพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว ในระดับที่ใช้งานได้จริง มันยังถูกใช้เพื่อพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการวัดในโลกแห่งความเป็นจริงด้วยความไวที่น่าทึ่ง บางทีสิ่งที่สำคัญที่สุดคือในระยะยาว นักวิจัยบางคนเชื่อว่า
การวัดที่อ่อนแออาจให้ความหวังที่ริบหรี่เพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของอะไรก็ตามที่อยู่เบื้องหลังสถานะควอนตัมทฤษฎีการวัดควอนตัม ก่อนที่จะมีการสร้างกลศาสตร์ควอนตัม ดูเหมือนจะไม่มีใครรู้สึกว่าจำเป็นต้องมีทฤษฎีการวัดที่แตกต่างกัน เครื่องมือวัดเป็นเพียงระบบทางกายภาพเช่นเดียวกับระบบอื่นๆ
และได้รับ
การอธิบายตามกฎทางกายภาพเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อ ค้นพบว่ากระแสที่ไหลในเส้นลวดทำให้เข็มของเข็มทิศเคลื่อนที่ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ข้อเท็จจริงนี้ในการสร้างกัลวาโนมิเตอร์ ซึ่งการเบี่ยงเบนของเข็มให้ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าแก่เรา การสอบเทียบอุปกรณ์และใช้ความรู้
ด้านแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เราอนุมานขนาดของกระแสจากตำแหน่งของเข็มได้โดยง่าย ไม่มีแนวคิดของการวัด “ในอุดมคติ” การวัดทุกครั้งมีความไม่แน่นอน และอาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยภายนอก แต่ตราบใดที่กระแสยังมีผลต่อเข็ม ถ้าเราระวัง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีควอนตัมทำให้เกิดคำถามที่ยุ่งยากมาก
เช่น “การวัดคืออะไรกันแน่” และ “การล่มสลายจะเกิดขึ้นเมื่อใด” แท้จริงแล้ว กลศาสตร์ควอนตัมมีสัจพจน์เฉพาะสำหรับวิธีจัดการกับการวัด ซึ่งทำให้เกิดสนามทั้งหมดที่เรียกว่าทฤษฎีการวัดควอนตัม อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ได้สร้างสถานการณ์ที่ค่อนข้างน่าเสียใจ ซึ่งคนส่วนใหญ่ที่ได้รับการฝึกฝน
ในวันนี้เกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมคิดว่าการวัดนั้นถูกกำหนดโดยกฎทางคณิตศาสตร์บางอย่างเกี่ยวกับ “ตัวดำเนินการฉายภาพ” และ “ค่าลักษณะเฉพาะ” โดยที่สิ่งที่นักทดลองเรียกว่า “การวัด” นั้นไม่มีอะไรมากไปกว่านี้ มากกว่าลูกพี่ลูกน้องที่น่าสงสารของทฤษฎีอันสูงส่งนี้ แต่ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์
เชิงทดลอง
ไม่ใช่บทบาทของการทดลองที่จะพยายามเข้าใกล้ทฤษฎีในอุดมคติบางอย่างให้ได้มากที่สุดทฤษฎีดังกล่าวเกิดขึ้นจริงในปี พ.ศ. 2475 โดยนักทฤษฎีชาวฮังการี จอห์น ฟอน นอยมันน์ ผู้ซึ่งคิดว่าการวัดเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์บางอย่างระหว่างวัตถุทางกายภาพสองชิ้น นั่นคือ “ระบบ” และ “มาตรวัด”
เมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน คุณสมบัติบางอย่างของมิเตอร์ เช่น การโก่งตัวของเข็มแกลวาโนมิเตอร์ จะเปลี่ยนไปตามจำนวนที่สังเกตได้ของระบบ ซึ่งในกรณีนี้ จะเป็นกระแสที่ไหลผ่านสายไฟ นวัตกรรมของฟอน นอยมันน์คือการปฏิบัติต่อทั้งระบบและมาตรแบบควอนตัมเชิงกล แทนที่จะคิดว่าอันหนึ่ง
เป็นแบบคลาสสิกและอีกอันเป็นควอนตัม (อาจดูแปลก เป็นไปได้อย่างสมบูรณ์แบบที่จะอธิบายวัตถุขนาดมหึมา เช่น เข็มแกลวาโนมิเตอร์ในแง่ของกลศาสตร์ควอนตัม ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเขียน ที่อธิบายถึงจุดศูนย์กลางมวลของมันได้) เมื่อทำขั้นตอนนี้แล้ว ถ่าย,
สิ่งนี้นำไปสู่รอยย่นอย่างไรก็ตาม ถ้าตัวมิเตอร์เป็นแบบควอนตัมเมคานิค ก็จะเป็นไปตามหลักความไม่แน่นอน และไม่สามารถบอกได้ว่าเข็มชี้ไปทางไหน และถ้าเข็มไม่ชี้ไปที่เครื่องหมายใดเครื่องหมายหนึ่งบนหน้าปัด ถ้ามันค่อนข้างกระจายออกไปในเวฟแพ็คเก็ตแบบกว้างๆ แล้วเราจะหวังว่าจะอ่านค่า
กระแสได้อย่างไร จินตนาการว่าในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานได้จริง อุปกรณ์ตรวจวัดใด ๆ ก็ตามจะมองเห็นได้ในระดับมหภาคมากพอที่จะทำให้ความไม่แน่นอนทางควอนตัมนี้กลายเป็นเพียงเล็กน้อยได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เขาเสนอว่าการสังเกตการณ์ที่ออกแบบมาอย่างดีจะใช้เข็มที่แม้ว่าจะอธิบายโดยแพ็กเก็ต
คลื่นที่มีความไม่แน่นอนเชิงควอนตัม แต่มีความไม่แน่นอนในตำแหน่งน้อยมากแต่ความไม่แน่นอนเล็กน้อยในตำแหน่งของเข็มโดยอัตโนมัติหมายความว่าจะต้องมีความไม่แน่นอนของโมเมนตัมมาก และการทำงานผ่านสมการ เราพบว่าความไม่แน่นอนของโมเมนตัมนี้นำไปสู่สิ่งที่มักเรียกกันว่า
“การรบกวนที่ควบคุมไม่ได้และไม่สามารถย้อนกลับได้” ซึ่งตีความโดยโคเปนเฮเกนว่าเป็นผลพลอยได้จากการวัด กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถเรียนรู้ได้มากมายเกี่ยวกับสิ่งที่สังเกตได้ของระบบหนึ่ง แต่ก็ต้องแลกกับการรบกวนอีกระบบหนึ่งเท่านั้น การรบกวนการวัดนี้เป็นสิ่งที่ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างประวัติทั้งหมดของอนุภาคควอนตัมขึ้นมาใหม่ – เหตุใดเราจึงไม่สามารถวางแผนเส้นทางการเคลื่อนที่
แนะนำ 666slotclub / hob66
