СООТНОШЕНИЕ_НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ — один из принципов квантовой механики, сформулированный Гей-зенбергом в 1927. Этот принцип устанавливает невозможность вследствие противоречивой, корпускулярно-волно-вой природы микрообъектов (Кор-пускулярно-волновой дуализм) одновременного точного определения их координаты и импульса. С. н. выражается в виде количественных соотношений между т. наз. неопределенностями сопряженных переменных: координаты и импульса, а также времени и энергии. Чем меньше неопределенность координаты частицы, тем больше неопределенность ее импульса, и наоборот. Аналогичное соотношение существует между определениями момента времени и энергии частицы. С. н. есть объективная характеристика статистических закономерностей движения микрочастиц, связанная с их корпускулярно-волновой природой; “неопределенности” присущи реальному состоянию микрообъекта (Дополнительности принцип). Из С. н. нек-рыми физиками и философами были сделаны философские выводы в духе позитивизма — отрицание причинной обусловленности состояний элементарной частицы и отрицание объективности микромира, его независимости от познавательной деятельности (т. наз. “приборный” идеализм (Прибор).
Соотношение Неопределенностей открытый В. Гейзенбергом закон природы, согласно которому произведение неточностей в определении импульса и координаты какой-нибудь частицы (напр., какого-либо электрона в атоме) не может быть меньше постоянной Планка А (см. Константа, Микрофизика). Отсюда следует, что, напр., нельзя одновременно точно определить импульс и местоположение электрона в атоме. Любое увеличение точности измерения одной из величин в результате изменения прибора внесло бы изменение в процессы микромира и нарушило бы определенность др. величины. При метафизическом понимании этого закона он ставит границу определенности и применимости закона причинности. Окончательными уравнениями, к которым приходит физик, являются вероятностные уравнения, в которых речь идет не о статистических средних эмпирических величинах, а о переменных, являющихся вероятностными функциями. Явлениям микромира присуща своего рода спонтанность, но совершенно ошибочной является попытка выводить отсюда человеческую свободу (В. Гейзенберг. Физические принципы квантовой теории. М.-Л., 1932).
Научный юмор
Необычная природа принципа неопределённости Гейзенберга и его запоминающееся название, сделали его источником нескольких шуток. Говорят, что популярной надписью на стенах физического факультета университетских городков является: «Здесь, возможно, был Гейзенберг».
Однажды Вернера Гейзенберга останавливает на шоссе полицейский и спрашивает: «Вы знаете, как быстро Вы ехали, сэр?». На что физик отвечает: «Нет, но я точно знаю, где я!» [26] [27]
***
Принцип неопределённости в популярной культуре
Принцип неопределённости часто неправильно понимается или описывается в популярной прессе. Одна частая неправильная формулировка в том, что наблюдение события изменяет само событие. Вообще говоря, это не имеет отношения к принципу неопределённости. Почти любой линейный оператор изменяет вектор, на котором он действует (то есть почти любое наблюдение изменяет состояние), но для коммутативных операторов никаких ограничений на возможный разброс значений нет. Например, проекции импульса на оси c и y можно измерить вместе сколь угодно точно, хотя каждое измерение изменяет состояние системы. Кроме того, в принципе неопределённости речь идёт о параллельном измерении величин для нескольких систем, находящихся в одном состоянии, а не о последовательных взаимодействиях с одной и той же системой.
Другие (также вводящие в заблуждение) аналогии с макроскопическими эффектами были предложены для объяснения принципа неопределённости: одна из них рассматривает придавливание арбузной семечки пальцем. Эффект известен — нельзя предсказать, как быстро или куда семечка исчезнет. Этот случайный результат базируется полностью на хаотичности, которую можно объяснить в простых классических терминах.
В некоторых научно-фантастических рассказах устройство для преодоления принципа неопределённости называют компенсатором Гейзенберга, наиболее известное используется на звездолёте «Энтерпрайз» из фантастического телесериала Звёздный Путь в телепортаторе. Однако, неизвестно, что означает «преодоление принципа неопределённости». На одной из пресс-конференций продюсера сериала (которого зовут Michael Okuda) спросили: «Как работает компенсатор Гейзенберга?», на что он ответил «Спасибо, хорошо!» [28]
