Как обмануть Гейзенберга?⁠⁠

Принцип неопределенности Гейзенберга запоминается из школьного курса как простая закономерность: невозможно одновременно и точно определить координату и импульс частицы.

Но за простой формулировкой скрывается куда более интересный принцип, который относится ко всей квантовой физике в целом и описывает этот мир с другой стороны и является фундаментальным. Дело не только в том, что нельзя одновременно измерить именно импульс и координату. Тут всё гораздо более глубоко. Это примерно как с гравитацией, которую назвали не-силой.

Достаточно лишь задуматься над тем, что в простой механике, которую мы привыкли «щупать» руками, невозможно представить себе ситуацию, когда нельзя с высокой точностью идентифицировать сразу два параметра. Представьте себе летящий мячик и нет никакой проблемы определения координаты в текущий момент времени и нахождении его мгновенной скорости. Но вот у квантовых частичек всё иначе.

Между тем, название статьи про обман Гейзенберга выбрано не случайно. В одной из бесед в комментариях к статье некто предложил великолепный способ решения неопределенности.

Если не получается одновременно измерить обе характеристики, то нужно, чтобы один человек измерял один показатель, а другой человек измерял другой показатель. Потом результаты нужно просто объединить и получим точный показатель сразу и для координаты, и для импульса :)

Метод хитрый, но, увы, не сработает. Всё дело в том, что принцип неопределенности Гейзенберга понят совершенно неправильно.

Логика простая. В одной из статей мы уже обсуждали, что каждое измерение состояния квантовой частицы приводит к изменению этого состояния. Вспомните квантовую суперпозицию, когда мы принимаем, что у частички есть сразу все состояния, а измерением мы всего лишь фиксируем одно из них.

Это означает, что при измерении параметров частицы состояние неминуемо изменится. Такая ситуация приводит к тому, что технически невозможно сразу точно определить два параметра. Ведь пока измеряется одно, будет меняться другое. И так каждый раз. Значит сколько бы человек не проводили измерения, результаты будут плавать.

Важно обратить внимание и на особенность как таковой частицы. Уже не раз отмечалось, что частица такого типа – это не мячик для гольфа, как мы привыкли представлять себе атомы. Это более сложная сущность. Началось всё ещё с корпускулярно-волнового дуализма. Некоторые источники утверждают, что это есть некоторый энергетический всплеск. Колебание квантового поля, которое обладает некоторыми характеристиками.

Это «более подвижная» конструкция, нежели типичный материальный объект типа мячика. Ей вполне может быть присуще наличие нелинейности в свойствах, а значит и одновременное их измерение становится проблематичным.

Не забывайте подписываться на мой Telegram. Там я недавно рассказывал например как работал первый трекер от Honda.