หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กนั้นค่อนข้างง่ายในการอธิบายและมีแนวคิดที่เรียบง่าย ในฟิสิกส์ของนิวตันแบบดั้งเดิมหรือที่เรียกว่าฟิสิกส์คลาสสิก เชื่อกันว่าถ้าเรารู้ตำแหน่งเริ่มต้นและโมเมนตัม (มวลและความเร็ว) ของอนุภาคทั้งหมดในระบบ เราจะสามารถคำนวณการโต้ตอบของอนุภาคเหล่านั้นและคาดการณ์ว่าจะมีพฤติกรรมอย่างไร ดูเหมือนว่าถูกต้อง หากเรารู้วิธีอธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคเหล่านี้อย่างถูกต้อง แต่มันเริ่มต้นจากข้อสันนิษฐานที่หนักแน่นมาก: ที่จริงแล้ว เรารู้ตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคทั้งหมด
ตามหลักความไม่แน่นอน เราไม่อาจทราบตำแหน่งหรือโมเมนตัม (และด้วยความเร็ว) ของอนุภาคได้อย่างแม่นยำแน่นอน สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะการวัดค่าใด ๆ เหล่านี้เราต้องเปลี่ยนค่าเหล่านี้ และนี่ไม่ใช่เรื่องของการวัด แต่เป็นของควอนตัมฟิสิกส์และธรรมชาติของอนุภาค หลักการความไม่แน่นอนจะเท่ากับ สูตร :
โดยที่ Δx คือความไม่แน่นอนของตำแหน่ง e Δp คือความไม่แน่นอนเกี่ยวกับโมเมนตัมของอนุภาค
เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น เมื่อเราต้องการทราบตำแหน่งของอนุภาคตามกลไกแบบคลาสสิก เราจำเป็นต้องมีตัวแปร 2 ตัว ได้แก่ ความเร็วของวัตถุนี้ และเวลาที่ใช้จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เมื่อนั้นเราสามารถกำหนดตำแหน่งของมันได้ เมื่อพูดถึงอนุภาคย่อย เราไม่สามารถแน่ใจข้อมูลใด ๆ ใน 2 ข้อมูลนี้ได้ เพราะในระดับนี้ สสารจะมีพฤติกรรมแบบสุ่มและไม่แน่นอน! กล่าวอีกนัยหนึ่ง เรารู้ว่าเพื่อกำหนดสถานะของอนุภาค เราจำเป็นต้องมีข้อมูลสองส่วนที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดอีกชิ้นหนึ่ง หากเราสามารถกำหนดตำแหน่งของอนุภาคย่อยได้ดี เราไม่ทราบแน่ชัดว่าความเร็วของมันเป็นอย่างไร และรอง ในทางกลับกัน วิดีโอต่อไปนี้จะทำให้คุณมีความคิดที่ชัดเจนขึ้น ลองดูสิ! (เปิดคำบรรยาย!!!)
สั้นๆ! เพื่อให้แนวคิดนี้ชัดเจน ลองนึกภาพว่าคุณกำลังจับปลายสายที่ยาวมากๆ แล้วสร้างคลื่นโดยการโยกมันขึ้นและลงตามจังหวะ ถ้ามีคนถามว่า 'เวฟอยู่ตรงไหน' คุณจะคิดว่าบุคคลนั้นบ้า: คลื่นไม่มีที่ไหนเลย มันถูกแจกจ่ายโดยขนแปรงยาว 45 เมตรขึ้นไปของตัวเชือกนั่นเอง แต่ถ้าบุคคลนั้นถามว่าความยาวคลื่นคืออะไร คุณ สามารถให้คำตอบที่สอดคล้องกันมากขึ้น: บางอย่างประมาณ 7 เมตร แน่นอน คุณสามารถร่างกรณีระดับกลางซึ่งคลื่นอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมพอสมควร และความยาวของคลื่นมีการกำหนดไว้อย่างดีพอสมควร แต่มีภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกที่นี่: ยิ่งตำแหน่งของคลื่นแม่นยำมากเท่าใด ความยาวคลื่นก็จะยิ่งแม่นยำน้อยลงเท่านั้น และในทางกลับกัน. แน่นอนว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับปรากฏการณ์คลื่นใด ๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งฟังก์ชันคลื่นในกลศาสตร์ควอนตัม ตอนนี้ความยาวคลื่นของ Ψ สัมพันธ์กับโมเมนตัมของอนุภาคด้วยสูตรเดอบรอกลีนั้น
โดยที่ Δx คือความไม่แน่นอนของตำแหน่ง และ Δp คือความไม่แน่นอนเกี่ยวกับโมเมนตัมของอนุภาค