هيزنبورغ ومبدأ الارتياب

إن قياس الأشياء في العالم الماكروسكوبي (العيني) الذي حول الناس هو أمر مألوف لديهم . فأحدهم يسحب مقياسا شريطيا ليقيس طول منضدة ما. إن ضابط الشرطة يصوب مسدسه الراداري على سيارة ليعرف أي اتجاه تسلكه السيارة، و كذلك ليعرف كم سرعتها. إنهم يحصلون على المعلومات التي يريدونها ولا يقلقون بشأن ما إذا كانت القياسات نفسها قد غيرت ما كانوا يقيسونه. وفي النهاية، ما المعنى في الإقرار بأن طول المنضدة هو 80 سم إذا كانت عملية القياس ذاتها تغيّر ذلك الطول.

على أية حال، في المقياس الذري لميكانيكا الكم فإن عملية القياس تصبح حساسة جدا. دعنا نفترض أنك تريد أن تعرف أين يكون الإلكترون و إلى أين سيذهب (إن لدى ذلك الضابط شعورا بأن أيَّ إلكترونٍ يصطاده سيكون ماضيا بسرعة أسرع من الحد المسموح به). كيف ستفعلها؟ أتحضر مكبرا ذا قدرة عالية جدا ثم تبحث عن الإلكترون؟ و لكن عملية البحث هذه سوف تعتمد على الضوء، و الذي هو مكون من الفوتونات، و هذه الفوتونات تملك قدرا كافيا من كمية الحركة (الزخم) التي ما أن تصطدم بالإلكترون حتى تغير مساره! إن ذلك يشبه دحرجة كرة البدء على طاولة البليارد و محاولة اكتشاف المكان الذي ستذهب إليه عن طريق ارتداد الكرات الثمانية عن الطاولة. بأخذك القياس عن طريق الكرات الثمانية فإنك بالتأكيد قد أبدلت مسار كرة البدء. قد تكون اكتشفت أين كانت كرة البدء، و لكنك الآن لا تملك أي فكرة عن أين ستذهب (لأنك كنت تقيس بالكرات الثمانية بدلا من النظر إلى الطاولة).

كان فيرنر هايزنبرج أول من أدرك أن بعض الأزواج من القياسات تحوي في جوهرها ارتيابية (لا حتمية) تشترك معها . على سبيل المثال، إذا كانت لديك فكرة جيدة عن موقع شيء ما، عندها، و لدرجة معينة، ستكون لديك فكرة ضعيفة عن مدى سرعته أو في أي جهة يتحرك. إننا لا نلاحظ ذلك في حياتنا العادية لأن أي ارتيابية متأصلة انطلاقا من مبدأ هايزنبرج هي غير مؤثرة ضمن الدقة المقبولة التي نأملها. و لتمثيل، قد ترى سيارة مركونة فتظن أنك تأكيدا تعرف موقعها و سرعتها. و لكن هل ستعرف تلك الأشياء تماما؟ إذا كنت ستقيس موقع السيارة بدقة تصل إلى مليون من مليون من السنتيمتر، فإنك بذلك ستحاول أن تقيس مواقع الذرات المنفردة التي تكوِّن السيارة، و تلك الذرات تهتز لأن درجة حرارة السيارة أكبر من الصفر المطلق!

إن مبدأ الارتياب لهايزنبرج هو تماما كالذباب في وجه الفيزياء التقليدية.

في النهاية، فإن الأساس في العلوم هو القدرة على قياس الأشياء بدقة.

و الآن تقول ميكانيكا الكم بأنه من المستحيل الحصول على تلك القياسات تماما! و لكن مبدأ الارتياب لهايزنبرج هو حقيقة طبيعية، إذ في ضوئه سوف يكون من المستحيل بناء أداة قياس قد تصل إلى الدقة التامة .

هكذا هي الطبيعة فمبدأ الشك لا يمكن التخلص منه

وكثيرا يعتقد ان الشك هو بسبب عدم دقة الاجهزة وخلل في تلك القياسات

هذا الموضوع تم مناقشته في احد حلقات الحوار العلمي


شكرا لك كيميائية1 وبارك الله فيك

تحياتي

في حقيقة الأمر ...إن مبدأ الإرتياب ليس بهذه البساطة.
ما ناقشته كيميائية هو تأثير القياسات ( OBSEVER EFFECT) هو يختلف عن مبدأ الإرتياب الذي هو رياضي و فيزيائي.
الأمر يحتاج لاستفاضة ساعود له عند فراغي إن شاء الله

اقرأوا هذا من ويكيبيديا:
[edit] Uncertainty principle and observer effect
The uncertainty principle is often explained as the statement that the measurement of position necessarily disturbs a particle’s momentum, and vice versa—i.e., that the uncertainty principle is a manifestation of the observer effect.

This explanation is sometimes misleading in a modern con****, because it makes it seem that the disturbances are somehow conceptually avoidable, that there are states of the particle with definite position and momentum, but the experimental devices we have today are just not good enough to produce those states. In fact, states with both definite position and momentum just do not exist in quantum mechanics, so it is not the measurement equipment that is at fault.

It is also misleading in another way, because sometimes it is a failure to measure the particle that produces the disturbance. For example, if a perfect photographic film contains a small hole, and an incident photon is not observed, then its momentum becomes uncertain by a large amount. By not observing the photon, we discover that it went through the hole.

It is misleading in yet another way, because sometimes the measurement can be performed far away. If two photons are emitted in opposite directions from the decay of positronium, the momentum of the two photons is opposite. By measuring the momentum of one particle, the momentum of the other is determined. This case is subtler, because it is impossible to introduce more uncertainties by measuring a distant particle, but it is possible to restrict the uncertainties in different ways, with different statistical properties, depending on what property of the distant particle you choose to measure. By restricting the uncertainty in p to be very small by a distant measurment, the remaining uncertainty in x stays large.

But Heisenberg did not focus on the mathematics of quantum mechanics, he was primarily concerned with establishing that the uncertainty is actually a property of the world--- that it is in fact physically impossible to measure the position and momentum of a particle to a precision better than that allowed by quantum mechanics. To do this, he used physical arguments based on the existence of quanta, but not the full quantum mechanical formalism.

The reason is that this was a surprising prediction of quantum mechanics, which was not yet accepted. Many people would have considered it a flaw that there are no states of definite position and momentum. Heisenberg was trying to show that this is not a bug, but a feature--- it is a deep surprising aspect of the universe. In order to do this, he could not just use the mathematical formalism, because it was the mathematical formalism itself that he was trying to justify.

احسنت عبد الرحمن بالفعل ماذكرته صحيح والامر يحتاج الى الشرح والتوضيح

ارجو ان لا تتأخر علينا بما وعدت

ومرحبا بك

السلام عليكم
اخى انا جديد بالمنتدى لذا لا اعرف كل مواضيع الذي نوقشت
اسفة لتكرار الموضوع
وجزاكم الله كل خير

الاخ المجادل او المناقش ننتظر ماتعدنا به
وبارك الله فيك على كل حال