WEBVTT

00:00:06.885 --> 00:00:10.812
Η Αρχή της Αβεβαιότητας του Χάιζενμπεργκ
είναι μία από τις λίγες ιδέες

00:00:10.812 --> 00:00:14.686
της κβαντικής φυσικής που μεταφέρθηκε
στη γενική ποπ κουλτούρα.

00:00:14.686 --> 00:00:18.112
Λέει ότι δεν μπορείς ποτέ να γνωρίζεις
ταυτόχρονα την ακριβή θέση

00:00:18.112 --> 00:00:22.893
και την ακριβή ταχύτητα ενός αντικειμένου 
και ανάγεται ως μεταφορά σε οτιδήποτε

00:00:22.893 --> 00:00:26.409
από την κριτική λογοτεχνίας μέχρι
την αναμετάδοση αθλητικών γεγονότων.

00:00:26.409 --> 00:00:29.429
Αρκετές φορές η αβεβαιότητα εκλαμβάνεται
ως αποτέλεσμα μέτρησης


00:00:29.429 --> 00:00:34.561
αφού η μέτρηση της θέσης ενός σώματος
μεταβάλει την ταχύτητά του, ή το ανάποδο.

00:00:34.561 --> 00:00:38.378
Στην πραγματικότητα η αιτία είναι 
βαθύτερη και εκπληκτικότερη.

00:00:38.378 --> 00:00:41.759
Η Αρχή της Αβεβαιότητας υφίσταται
καθώς τα πάντα στο σύμπαν

00:00:41.759 --> 00:00:46.028
συμπεριφέρονται ταυτόχρονα
και ως κύματα και ως σωμάτια.

00:00:46.028 --> 00:00:50.458
Στην κβαντομηχανική, η ακριβής θέση 
και η ακριβής ταχύτητα ενός αντικειμένου

00:00:50.458 --> 00:00:51.896
δεν έχουν νόημα.

00:00:51.896 --> 00:00:53.147
Για να το καταλάβουμε αυτό

00:00:53.147 --> 00:00:57.053
πρέπει να αναλογιστούμε τι σημαίνει 
κυματική ή σωματιδιακή συμπεριφορά.

00:00:57.053 --> 00:01:01.857
Τα σωματίδια, εξ ορισμού, υπάρχουν
σε μία μοναδική θέση κάθε χρονική στιγμή.

00:01:01.857 --> 00:01:05.286
Αυτό μπορούμε να το αναπαραστήσουμε
σε ένα γράφημα πιθανότητας εύρεσης

00:01:05.286 --> 00:01:09.030
του αντικειμένου σε δεδομένη θέση,
που μοιάζει με ακίδα,

00:01:09.030 --> 00:01:13.707
100% στη δεδομένη θέση και 
μηδενική οπουδήποτε αλλού.

00:01:13.707 --> 00:01:17.621
Τα κύματα ωστόσο, είναι διαταραχές
που εξαπλώνονται στο χώρο,

00:01:17.621 --> 00:01:20.338
όπως οι κυματισμοί
στην επιφάνεια μιας λίμνης.

00:01:20.338 --> 00:01:23.767
Μπορούμε ξεκάθαρα να αποδώσουμε
χαρακτηριστικά στο κυματικό μοτίβο

00:01:23.767 --> 00:01:25.933
με σημαντικότερο, το μήκος κύματος,

00:01:25.933 --> 00:01:28.640
που είναι η απόσταση 
μεταξύ δύο διαδοχικών όρων

00:01:28.640 --> 00:01:30.159
ή δύο διαδοχικών κοιλάδων.

00:01:30.159 --> 00:01:33.017
Ωστόσο δεν μπορούμε να του
αντιστοιχίσουμε μία μοναδική θέση.

00:01:33.017 --> 00:01:36.282
Διαθέτει καλή πιθανότητα ύπαρξης 
σε πληθώρα διαφορετικών θέσεων.

00:01:36.282 --> 00:01:39.099
Το μήκος κύματος είναι θεμελιώδες
για την κβαντική φυσική.

00:01:39.099 --> 00:01:42.419
καθώς το μήκος κύματος ενός αντικειμένου 
σχετίζεται με την ορμή του,

00:01:42.419 --> 00:01:44.024
δηλαδή τη μάζα επί την ταχύτητα.

00:01:44.024 --> 00:01:46.909
Ένα γοργά κινούμενο σώμα 
διαθέτει αρκετή ορμή

00:01:46.909 --> 00:01:50.019
που αντιστοιχεί σε μικρό μήκος κύματος.

00:01:50.019 --> 00:01:54.559
Ένα βαρύ αντικείμενο έχει αρκετή ορμή, 
ακόμα κι αν δε κινείται πολύ γρήγορα,

00:01:54.559 --> 00:01:57.156
το οποίο επίσης σημαίνει
μικρό μήκος κύματος.

00:01:57.156 --> 00:02:00.927
Γι' αυτό δεν παρατηρούμε την κυματική
φύση των καθημερινών αντικειμένων.

00:02:00.927 --> 00:02:03.484
Αν ρίξετε μια μπάλα προς τα πάνω,
το μήκος κύματός της

00:02:03.484 --> 00:02:07.029
είναι ένα δισεκατομμυριοστό του 
τρισεκατομμυριοστού του μέτρου,

00:02:07.029 --> 00:02:09.364
πολύ μικροσκοπικό για να ανιχνευτεί.

00:02:09.364 --> 00:02:12.324
Μικρά αντικείμενα ωστόσο,
όπως άτομα ή ηλεκτρόνια,

00:02:12.324 --> 00:02:16.142
έχουν μήκη κύματος αρκετά μεγάλα 
ώστε να είναι μετρήσιμα στα πειράματα.

00:02:16.142 --> 00:02:19.475
Έτσι ένα καθαρό κύμα 
έχει μετρήσιμο μήκος κύματος,

00:02:19.475 --> 00:02:23.101
άρα και ορμή, αλλά δεν έχει θέση.

00:02:23.101 --> 00:02:25.248
Γνωρίζουμε καλά
την ακριβή θέση ενός σώματος,

00:02:25.248 --> 00:02:28.489
αλλά αφού δεν έχει μήκος κύματος,
δεν γνωρίζουμε την ορμή του.

00:02:28.489 --> 00:02:31.600
Για να γνωρίζουμε ταυτόχρονα
θέση και ορμή ενός σωματιδίου,

00:02:31.600 --> 00:02:33.760
πρέπει να αναμείξουμε τις δύο εικόνες

00:02:33.760 --> 00:02:37.163
κάνοντας ένα γράφημα κύματος,
που να καταλαμβάνει λίγο χώρο.

00:02:37.163 --> 00:02:38.800
Πώς μπορεί να γίνει αυτό;

00:02:38.800 --> 00:02:41.554
Συνδυάζοντας κύματα
με διαφορετικά μήκη κύματος,

00:02:41.554 --> 00:02:46.528
δηλαδή δίνουμε στο κβαντικό μας 
αντικείμενο πιθανότητα περισσότερων ορμών.

00:02:46.528 --> 00:02:49.202
Όταν συνθέτουμε δύο κύματα,
βρίσκουμε ότι υπάρχουν θέσεις

00:02:49.202 --> 00:02:52.055
όπου δύο όρη συνυπάρχουν,
διαμορφώνοντας ένα μεγαλύτερο κύμα,

00:02:52.055 --> 00:02:55.821
και άλλες θέσεις όπου οι κοιλάδες 
του ενός, γεμίζουν τις κοιλάδες του άλλου.

00:02:55.821 --> 00:02:58.279
Ως αποτέλεσμα έχουμε περιοχές 
όπου βλέπουμε κύματα

00:02:58.279 --> 00:03:00.946
να διαχωρίζονται από περιοχές 
όπου δεν υπάρχει κύμανση.

00:03:00.946 --> 00:03:02.590
Αν προσθέσουμε και ένα τρίτο κύμα,

00:03:02.590 --> 00:03:05.709
οι περιοχές όπου τα κύματα 
αλληλοαναιρούνται μεγαλώνουν,

00:03:05.709 --> 00:03:09.891
με τέταρτο γίνονται ακόμα μεγαλύτερες,
με τις περιοχές ενίσχυσης να στενεύουν.

00:03:09.891 --> 00:03:13.089
Συνεχίζοντας να προσθέτουμε κύματα,
δημιουργούμε ένα κυματοπακέτο

00:03:13.089 --> 00:03:16.168
με ευδιάκριτο μήκος κύματος,
εντός μιας μικρής περιοχής.

00:03:16.168 --> 00:03:20.224
Αυτό είναι ένα κβαντικό αντικείμενο 
με κυματική και σωματιδιακή φύση,

00:03:20.224 --> 00:03:23.311
αλλά για την επίτευξή του χρειάστηκε 
να χάσουμε τη βεβαιότητα

00:03:23.311 --> 00:03:25.805
για ταυτόχρονη γνώση θέσης και ορμής.

00:03:25.805 --> 00:03:28.143
Οι θέσεις δεν περιορίζονται 
σε ένα μόνο σημείο.

00:03:28.143 --> 00:03:30.988
Υπάρχει καλή πιθανότητα εύρεσης του
εντός δεδομένης περιοχής

00:03:30.988 --> 00:03:32.837
γύρω από το κέντρο του κυματοπακέτου,

00:03:32.837 --> 00:03:35.586
ενώ δημιουργώντας το κυματοπακέτο
προσθέσαμε πολλά κύματα,

00:03:35.586 --> 00:03:38.012
που σημαίνει ότι υπάρχει 
πιθανότητα εύρεσής του

00:03:38.012 --> 00:03:41.291
με κάποια από τις ορμές
που αντιστοιχεί σε οποιοδήποτε από αυτά.

00:03:41.291 --> 00:03:44.740
Και η ορμή και η θέση είναι τώρα αβέβαιες,

00:03:44.740 --> 00:03:46.816
με τις αβεβαιότητές τους διασυνδεμένες.

00:03:46.816 --> 00:03:49.209
Αν θέλετε να μειώσετε
την αβεβαιότητα της θέσης

00:03:49.209 --> 00:03:52.628
με ένα μικρότερο κυματοπακέτο,
πρέπει να προσθέτετε περισσότερα κύματα,

00:03:52.628 --> 00:03:54.865
που σημαίνει μεγαλύτερη αβεβαιότητα ορμής.

00:03:54.865 --> 00:03:58.047
Καλύτερος προσδιορισμός της ορμής,
απαιτεί μεγαλύτερο κυματοπακέτο

00:03:58.047 --> 00:04:01.012
που σημαίνει μεγαλύτερη αβεβαιότητα θέσης.

00:04:01.012 --> 00:04:03.221
Αυτή είναι αρχή Αβεβαιότητας 
του Χάιζενμπεργκ,

00:04:03.221 --> 00:04:08.207
πρωτοδιατυπωμένη από τον Γερμανό
φυσικό Βέρνερ Χάιζενμπεργκ το 1927.

00:04:08.207 --> 00:04:12.589
Η Αρχή της Αβεβαιότητας δεν είναι
θέμα καλής ή κακής μέτρησης,

00:04:12.589 --> 00:04:17.107
μα αναπόφευκτο αποτέλεσμα του συνδυασμού 
κυματικής και σωματιδιακής φύσης.

00:04:17.107 --> 00:04:20.663
Η Αρχή της Αβεβαιότητας δεν είναι 
ένα πρακτικό όριο στις μετρήσεις μας.

00:04:20.663 --> 00:04:23.733
Είναι όριο στο είδος των ιδιοτήτων 
που έχει ένα αντικείμενο,

00:04:23.733 --> 00:04:28.157
συνυφασμένη στη θεμελιώδη δομή 
αυτού καθεαυτού του σύμπαντος.