ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ ГЕЙЗЕНБЕРГА: ЗАБЛУЖДЕНИЕ ИЛИ НЕВЕЖЕСТВО?
Думаю, я могу ответственно заявить,
что никто не понимает квантовую механику.
Если есть возможность, прекратите спрашивать себя
«Да как же это возможно?» -
так как это занесёт вас в тупик,
из которого ещё никто не выбирался.
Р.Ф. Фейнман (1918 – 1988) [1]
Принцип неопределённости Вернера Гейзенберга (1901 – 1976) относится к одному из немногих краеугольных камней современной квантовой механики, который лежит в основании «стены» отделяющей её от классической механики, и позволяющей фантазёрам от науки творить за ней всякие непотребства. [2]
Согласно данному принципу у частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и скорость (импульс).
Прежде, чем обратиться к критике этого положения, попробуем разобраться, как Гейзенберг до этого додумался.
В 1900 году Макс Планк (1858 – 1947) предложил формулу с постоянной, которая хорошо согласовывалась с экспериментальными данными. При этом Планк полагал, что данная формула является всего лишь удачным математическим трюком, но не имеет физического смысла. Впоследствии, он привёл эту формулу к известному фундаментальному уравнению:
h*u = e*l, где
h – постоянная Планка (Дж*с)
u – скорость движения частицы (м/с)
е – энергия частицы (Дж)
l – длина волны частицы (м).
Гейзенберг приводит это уравнение к виду:
h = (e/u)*l
И дальше (ВНИМАНИЕ!) совершает кульбит на уровне математической шутки: «дважды два равно пяти». Он переводит фиксированные значения правой части уравнения в переменные:
h = (de/du)*dl
При de, du равными нулю, уравнение превращается в неопределённую функцию:
h = (0/0)*dl
А дальше уже как говорится "дело техники":
dl = (0/0)*h
Представив массу частицы постоянной, и воспользовавшись произвольно преобразованным уравнением Альберта Эйнштейна (1870 – 1955), Гейзенберг приводит неопределённость (0/0) к виду (1/m*du) и соответственно к своему классическому уравнению неопределённости:
dl * du > h/m
Итак, для того, чтобы перейти от уравнения Планка, к уравнению неопределённости, Гейзенбергу потребовалось провести ряд математических преобразований, за которые в университете ему поставили бы «неуд». Но вместо этого его установили на пьедестал одного из основателей квантовой механики.
Ум нормального человека это вряд ли сможет понять, для этого необходимо обладать своеобразным релятивистским мышлением, в котором реальный мир становится виртуальным, а виртуальный мир превращается в реальные дивиденды.
Уже Эйнштейн очень сомневался в выводах Гейзенберга, о чём писал Нильсу Бору (1885 – 1962): «Бог не играет в кости». На что Бор ему парировал: «Эйнштейн, не говорите Богу, что делать».
Поговорили!?
На приведённых фотографиях хорошо видно, как исчезает неопределённость Гейзнгберга по мере совершенствования измерительной техники от полной неопределённости, к своей противоположности – полной определённости.
Гейзенберг и все его последователи, увлёкшись математикой, совершенно забыли о физической природе явления.
В уравнении неопределённости под переменной скоростью понимается не движение объекта наблюдения, а скорость фиксации движения этого объекта. Если скорость фиксации меньше скорости наблюдаемого объекта то мы имеем классический случай неопределённости (размытое фото), если скорость фиксации превышает скорость наблюдаемого объекта, то мы видим объект во всех его деталях в любом заданном интервале его движения.
Таким образом, вся неопределённость сводится исключительно к вопросу используемого инструментария, что собственно уже и доказано многочисленными исследованиями различных явлений микромира. Несмотря на это ни кто и не собирается отказываться от такой удобной «песочной» стены как принцип неопределённости Гейзенберга, за которой комфортно играть в свои «песочные» игры фантазёрам от науки.
Если исправить преднамеренную или невежественную ошибку Гейзенберга, то уравнение неопределённости будет преобразовано к виду:
dl = h/(m*u), где
dl – перемещение объекта в пространстве (м)
u – абсолютное значение скорости фиксации этого перемещения (м/с)
Таким образом, повышая скорость фиксации до бесконечности, мы можем определить место положения объекта с любой точностью, вплоть до долей процента от его полного линейного размера. Говорить в этом случае, о какой либо неопределённости, полная бессмыслица.
В то же время следует отметить, что при измерении элементарных частиц со скоростью фиксации равной скорости света, этот процесс можно сравнивать с измерением толщины человеческого волоса школьной линейкой.
Так, масса электрона равна 9,1*10^(-31) кг; скорость света – 3*10^(8) м/с; постоянная Планка – 6,6*10^(-34) Дж*с, соответственно точность измерения его пространственного перемещения составит 2,4*10^(-16) м. Что составляет 1,8 его радиуса. Это конечно для привычной нам точности весьма примерный результат, но говорить в этом случае о полной неопределённости тоже нельзя.
Если мы хотим повысить точность измерения, то необходимо воспользоваться излучением с большей скоростью, например рентгеновским излучением лития со скоростью 1,18с. Тогда точность измерения составит уже 1,5 радиуса электрона. Для дальнейшего повышения точности измерения придётся воспользоваться уже гамма излучением. К сожалению, на сегодня нет каких либо данных о скорости движения этого излучения, но можно ожидать, что оно как минимум на порядок превышает скорость рентгеновского излучения. В этом случае местоположение электрона можно будет определять с точностью до 0,15 его радиуса.
Как видим физическая реальность против какой либо неопределённости, поэтому моделировать физические законы под свой уровень знаний и технических возможностей, значит впадать в детскую наивность, будто богу можно указывать что ему делать.
[1] Источник этой цитаты найти мне не удалось (если не считать эпиграфа к «Энциклопедии физики элементарных частиц» Джона Гриббина), но следуя принципу неопределённости Гейзенберга, её можно считать как принадлежащий Фейнману, так и нет. В этом то и заключается парадокс квантовой физики - любую фантазию можно сделать реальностью, равно как и наоборот, любую реальность можно превратить в фантазию.
[2] К одному из таких непотребств относится понятие «квантовая телепортация», которая используя его чисто фантастическую интерпретацию, т.е. перенос вещества или информации непосредственно в любую точку пространства, применяется к линейной передачи сигнала по оптоволокну или электромагнитным излучением. Если бы экспериментаторам удалось доказать, что такая передача осуществляется мгновенно, то, тогда можно было бы говорить о телепортации. Но таких доказательств нет. И вряд ли они появятся в обозримом будущем. Гейзенберг своим принципом открыл неиссякаемый фонтан «научных» фантазий.