WEBVTT

00:00:07.255 --> 00:00:11.782
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، یکی از
معدود ایده هایی از فیزیک کوانتم است

00:00:11.782 --> 00:00:14.369

که به فرهنگ عامه راه پیدا کرده.

00:00:14.399 --> 00:00:17.686
این فرض بیان می کند که شما نمی توانید 
به طور همزمان، محل دقیق

00:00:17.686 --> 00:00:20.322
و سرعت دقیق یک جسم را بدانید.

00:00:20.322 --> 00:00:25.293
و به عنوان یک استعاره از هر چیز، 
ازنقد ادبی تا گزارشات ورزشی یافت می شود.

00:00:26.253 --> 00:00:28.749
عدم قطعیت معمولا به عنوان 
نتیجه اندازه گیری،

00:00:28.749 --> 00:00:34.079
که عمل اندازه گیری محل یک جسم،
سرعت آن را تغییر می دهد، یا بلعکس.

00:00:34.079 --> 00:00:38.242
آغاز حقیقی خیلی عمیق تر و 
شگفت انگیز تر است.

00:00:38.242 --> 00:00:41.225
اصل عدم قطعیت وجود دارد 
زیرا هر چیز در جهان

00:00:41.225 --> 00:00:45.638
همزمان رفتار موجی و ذره ای دارد.

00:00:45.638 --> 00:00:51.469
در مکانیک کوانتم، 
مکان و سرعت دقیق یک شی هیچ تعبیری ندارد.

00:00:51.478 --> 00:00:56.958
برای فهم این مسئله،لازم است در مورد 
معنی رفتار ذره ای موجی بحث کنیم.

00:00:56.966 --> 00:01:01.627
ذرات، طبق تعریف،
هر لحظه در یک مکان حضور دارند.

00:01:01.627 --> 00:01:07.363
ما می توانیم این مسئله را توسط یک گراف از 
احتمال یافتن شی در یک مکان خاص نمایش دهیم


00:01:07.363 --> 00:01:09.117
که شبیه
یک تابع ضربه است،

00:01:09.117 --> 00:01:13.186
احتمال ۱۰۰% حضور در یک مکان خاص و صفر در 
سایر جاها،

00:01:13.186 --> 00:01:17.460
از طرفی، موج ها با گسترش در فضا 
دچار اختلال می شوند،

00:01:17.460 --> 00:01:19.897
مانند موج هایی که
سطح یک دریاچه را پوشش می دهند.

00:01:19.897 --> 00:01:23.661
ما به وضوح می توانیم مشخصات الگوی موج را
به طور کامل مشخص کنیم،

00:01:23.661 --> 00:01:25.598
مهم تر از این، طول موج آن،

00:01:25.598 --> 00:01:28.257
که فاصله بین دو قله مجاور،

00:01:28.257 --> 00:01:29.793
یا دو دره مجاور هست.

00:01:29.793 --> 00:01:32.890
اما ما نمی توانیم یک مکان را برای 
آن معین کنیم.

00:01:32.890 --> 00:01:36.309
احتمال خوبی برای حضور 
در مکان های متفاوت وجود دارد

00:01:36.609 --> 00:01:39.027
طول موج یک ضرورت فیزیک کوانتم است

00:01:39.027 --> 00:01:42.052
زیرا طول موج یک شی مرتبط با تکانه آن است،

00:01:42.052 --> 00:01:43.949
به عبارت دیگر جرم ضرب در سرعت

00:01:43.949 --> 00:01:46.889
اجسامی که حرکت سریع دارند 
تکانه بزرگی دارند،

00:01:46.889 --> 00:01:49.344
که متناسب با طول موج خیلی کوچک است

00:01:49.344 --> 00:01:53.969
جسم سنگین تکانه بزرگی دارد
حتی اگر حرکت سریعی نداشته باشد.

00:01:53.969 --> 00:01:56.439
که دوباره به معنی طول موج خیلی کوچک است.

00:01:56.829 --> 00:02:00.679
به همین دلیل است که ماهیت موجی اشیا 
روزمره را نمی فهمیم.

00:02:00.699 --> 00:02:02.856
اگر شما یک توپ بیس بال را 
در هوا تکان دهید،

00:02:02.856 --> 00:02:06.797
طول موج آن یک میلیاردم از یک تریلیونم 
از یک ترلیونم متراست

00:02:06.797 --> 00:02:09.114
خیلی کوچک تر از آن که شناسایی شود.

00:02:09.114 --> 00:02:12.089
اشیا کوچک، مثل اتم ها یا الکترون ها


00:02:12.089 --> 00:02:16.244
میتوانند طول موجهای به اندازه کافی بزرگ، 
قابل اندازه گیری در تجهیزات فیزیکی داشته باشند

00:02:16.244 --> 00:02:19.754
بنابراین، اگر موج خالص داشته باشیم،
می توانیم طول موج آن را اندازه بگیریم،

00:02:19.754 --> 00:02:22.462
و همین طور تکانه آن،
اما مکان مشخصی ندارد.

00:02:22.462 --> 00:02:24.465
می توانیم مکان ذره را خیلی دقیق بدانیم،

00:02:24.465 --> 00:02:27.971
اما این ذره طول موج ندارد.
بنابراین تکانه آن را نداریم.

00:02:27.971 --> 00:02:31.378
برای این که هر دوی مکان و طول موج 
یک ذره را داشته باشیم

00:02:31.378 --> 00:02:33.439
نیاز داریم دو تصویر را ترکیب کنیم

00:02:33.439 --> 00:02:37.210
تا یک گراف ایجاد کنیم که موج هایی دارد،
اما تنها در ناحیه کوچک.

00:02:37.210 --> 00:02:38.660
چگونه می توانیم این کار را انجام دهیم؟

00:02:38.660 --> 00:02:41.113
با ترکیب موج ها با طول موج های مختلف،

00:02:41.113 --> 00:02:46.360
که به این معنی است به شی کوانتمی خود 
امکانی برای داشتن تکانه های مختلف را بدهیم

00:02:46.360 --> 00:02:49.134
وقتی دو موج را جمع می کنیم،
درمیابیم که مکان هایی هستند که

00:02:49.134 --> 00:02:51.578
قله ها جمع می شوند، 
موج بزرگی را ایجاد می کنند

00:02:51.578 --> 00:02:55.392
و مکان هایی که قله یک موج 
با دره دیگری مواجه می شود

00:02:55.392 --> 00:02:57.825
سیگنال حاصل شده ناحیه هایی دارد
که می بینیم موج ها

00:02:57.825 --> 00:03:00.651
با ناحیه های پوچ جدا می شوند.

00:03:00.651 --> 00:03:02.719
اگر موج سومی را اضافه کنیم،

00:03:02.759 --> 00:03:05.376
ناحیه هایی که موج ها نا پدید می شوند 
بزرگتر شده،

00:03:05.376 --> 00:03:09.740
و با افزودن موج چهارم همچنان بزرگتر می شود
در حالی که ناحیه های موجی باریک تر می شود.

00:03:09.740 --> 00:03:12.849
اگر افزودن موج ها را ادامه دهیم،
یک بسته موج ایجاد می کنیم

00:03:12.939 --> 00:03:15.891
که طول موج واضح در یک ناحیه کوچک دارد.

00:03:15.891 --> 00:03:19.779
این همان شی کوانتمی با 
هر دو ماهیت موج و ذره است،

00:03:19.779 --> 00:03:25.268
اما برای کامل کردن این،ما باید قطعیت را
در مورد هر دوی مکان و تکانه از دست بدهیم.

00:03:25.268 --> 00:03:27.991
مکان ها محدود به یک نقطه نیست.

00:03:27.991 --> 00:03:32.666
احتمال خوبی وجود دارد که شی را 
در محدوده ای از مرکز بسته موج پیدا کنیم،

00:03:32.666 --> 00:03:35.468
و بسته موج را با افزودن تعداد زیادی 
موج ایجاد میکنیم

00:03:35.468 --> 00:03:38.027
به این معنی که به احتمال خوبی حضور جسم

00:03:38.027 --> 00:03:41.096
با تکانه متناسب با طول موج ها 
را پیدا کنیم.

00:03:41.096 --> 00:03:44.452
اکنون هر دوی مکان و تکانه نا معین هستند،

00:03:44.452 --> 00:03:46.671
و این عدم قطعیت ها مرتبط هستند.

00:03:46.671 --> 00:03:49.202
اگر می خواهید عدم قطعیت مکان را با ایجاد

00:03:49.202 --> 00:03:52.463
بسته موج کوچک تر کاهش دهید،
نیاز دارید مو جهای بیشتری را اضافه کنید،

00:03:52.463 --> 00:03:54.586
که به معنی عدم قطعیت بزرگتر تکانه است.

00:03:54.586 --> 00:03:57.943
اگر بخواهید تکانه را بهتر بشناسید، 
بسته موج بزرگتری لازم دارید،

00:03:57.943 --> 00:04:00.830
که به معنی عدم قطعیت بیشتر مکان است.

00:04:00.830 --> 00:04:03.378
این اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است،

00:04:03.378 --> 00:04:08.084
که ابتدا توسط هایزنبرگ فیزیکدان آلمانی 
در سال ۱۹۲۷ ارائه شد

00:04:08.424 --> 00:04:12.690
این عدم قطعیت ربطی به اندازه گیری
صحیح یا غلط ندارد،

00:04:12.690 --> 00:04:16.637
بلکه یک نتیجه اجتناب ناپذیر
از ترکیب ماهیت ذره و موج است.

00:04:16.977 --> 00:04:20.442
اصل عدم قطعیت تنها 
محدودیت عملی در اندازه گیری نیست.

00:04:20.442 --> 00:04:24.291
بلکه محدودیتی است که یک شی
در انتخاب ویژگی هایش دارد

00:04:24.291 --> 00:04:28.747
ناشی از ذات اصلی خود عالم هستی است