1
00:00:07,155 --> 00:00:10,722
Zasada nieokreśloności Heisenberga
jest jedną z niewielu koncepcji

2
00:00:10,722 --> 00:00:14,516
fizyki kwantowej, które przeniknęły
do kultury popularnej.

3
00:00:14,516 --> 00:00:18,112
Według niej nie można jednocześnie
określić dokładnego położenia

4
00:00:18,112 --> 00:00:22,893
i dokładnej prędkości obiektu,
co jako metafora pojawia się wszędzie,

5
00:00:22,893 --> 00:00:26,309
od krytyki literackiej
po komentarz sportowy.

6
00:00:26,309 --> 00:00:29,429
Nieokreśloność tłumaczy się
często wynikiem pomiaru.

7
00:00:29,429 --> 00:00:34,561
Pomiar położenia obiektu
zmienia jego prędkość, i odwrotnie.

8
00:00:34,561 --> 00:00:38,278
Przyczyna tkwi głębiej
i jest bardziej niezwykła.

9
00:00:38,278 --> 00:00:41,759
Zasada nieokreśloności istnieje,
bo wszystko we wszechświecie

10
00:00:41,759 --> 00:00:45,988
zachowuje się równocześnie
jak cząstka i fala.

11
00:00:45,988 --> 00:00:50,458
W mechanice kwantowej
dokładne położenie i prędkość obiektu

12
00:00:50,458 --> 00:00:51,896
nie mają znaczenia.

13
00:00:51,896 --> 00:00:53,147
Aby to zrozumieć,

14
00:00:53,147 --> 00:00:57,053
trzeba pomyśleć, co oznacza
zachowywać się jak cząstka albo fala.

15
00:00:57,053 --> 00:01:01,857
Cząstki z definicji istnieją
w jednym miejscu w czasie.

16
00:01:01,857 --> 00:01:05,286
Można to pokazać na wykresie
prawdopodobieństwa znalezienia

17
00:01:05,286 --> 00:01:09,030
obiektu w określonym miejscu, 
który wygląda jak iglica,

18
00:01:09,030 --> 00:01:13,517
w 100% w jednym miejscu,
i nigdzie indziej.

19
00:01:13,517 --> 00:01:17,521
Za to fale są zaburzeniami
rozchodzącymi się w przestrzeni

20
00:01:17,521 --> 00:01:20,338
jak kręgi po powierzchni stawu.

21
00:01:20,338 --> 00:01:23,767
Można wyraźnie określić
wzór fali jako całości,

22
00:01:23,767 --> 00:01:25,823
a przede wszystkim jej długość,

23
00:01:25,823 --> 00:01:28,560
czyli odległość między dwoma
sąsiadującymi grzbietami

24
00:01:28,560 --> 00:01:30,369
albo dwoma sąsiadującymi dolinami,

25
00:01:30,369 --> 00:01:33,017
ale nie można przypisać im
jednego położenia.

26
00:01:33,017 --> 00:01:36,442
Istnieje spore prawdopodobieństwo,
że będą w wielu różnych miejscach.

27
00:01:36,442 --> 00:01:39,099
Długość fali jest bardzo ważna
w fizyce kwantowej,

28
00:01:39,099 --> 00:01:42,419
bo długość fali obiektu
jest związana z jego pędem,

29
00:01:42,419 --> 00:01:44,024
czyli iloczynem masy i prędkości.

30
00:01:44,024 --> 00:01:46,909
Szybko poruszający się obiekt
ma większy pęd,

31
00:01:46,909 --> 00:01:50,019
który odpowiada
bardzo krótkiej długości fali.

32
00:01:50,019 --> 00:01:54,399
Ciężki obiekt ma większy pęd,
nawet nieporuszając się bardzo szybko,

33
00:01:54,399 --> 00:01:56,826
co z kolei także oznacza
bardzo krótką długość fali.

34
00:01:56,826 --> 00:02:00,927
Dlatego nie dostrzegamy na co dzień
natury fali w przedmiotach.

35
00:02:00,927 --> 00:02:02,644
Jeśli podrzucisz piłkę do bejsbola,

36
00:02:02,644 --> 00:02:07,029
długość fali wynosi
maciupeńką część metra,

37
00:02:07,029 --> 00:02:09,364
zbyt małą, aby móc ją wykryć.

38
00:02:09,364 --> 00:02:12,324
Długość fali małych obiektów,
jak atomy czy elektrony,

39
00:02:12,324 --> 00:02:16,142
jest na tyle duża, że można ją zmierzyć
w eksperymentach fizycznych.

40
00:02:16,142 --> 00:02:19,475
Można zmierzyć
długość i pęd czystej fali,

41
00:02:19,475 --> 00:02:23,101
ale nie jej położenie.

42
00:02:23,101 --> 00:02:25,248
Można dokładnie
określić położenie cząstki,

43
00:02:25,248 --> 00:02:28,489
ale bez długości fali, nie znamy jej pędu.

44
00:02:28,489 --> 00:02:31,600
Żeby uzyskać cząstkę
posiadająca położenie i pęd,

45
00:02:31,600 --> 00:02:33,760
trzeba połączenia dwóch obrazów,

46
00:02:33,760 --> 00:02:37,163
żeby powstał wykres z falami,
ale tylko na małej przestrzeni.

47
00:02:37,163 --> 00:02:38,800
Jak to zrobić?

48
00:02:38,800 --> 00:02:41,554
Łącząc fale o różnych długościach,

49
00:02:41,554 --> 00:02:46,528
czyli dając obiektom kwantowym
szansę na różne pędy.

50
00:02:46,528 --> 00:02:49,282
Dodając dwie fale, odkrywamy miejsca,

51
00:02:49,282 --> 00:02:52,055
gdzie grzbiety pokrywają się,
dając większą falę,

52
00:02:52,055 --> 00:02:55,821
oraz gdzie grzbiety wypełniają doliny.

53
00:02:55,821 --> 00:02:58,351
Efektem są przestrzenie

54
00:02:58,351 --> 00:03:01,106
z falami oddzielonymi miejscami,
w których nie ma nic.

55
00:03:01,106 --> 00:03:02,590
Jeśli dodamy trzecią falę,

56
00:03:02,590 --> 00:03:05,709
miejsca, w których fale
znosiły się, powiększają się.

57
00:03:05,709 --> 00:03:09,891
Przy czwartej nadal rosną,
a przestrzenie fal stają się węższe.

58
00:03:09,891 --> 00:03:13,089
Dodając kolejne, otrzymamy pakiet falowy

59
00:03:13,089 --> 00:03:16,168
o wyraźnej długości fali
na jednej małej przestrzeni.

60
00:03:16,168 --> 00:03:20,224
To obiekt kwantowy
o dwoistej naturze fali i cząstki,

61
00:03:20,224 --> 00:03:23,311
ale żeby to osiągnąć,
trzeba zapomnieć o określoności,

62
00:03:23,311 --> 00:03:25,805
zarówno położenia jak i pędu.

63
00:03:25,805 --> 00:03:27,918
Położenie nie jest
ograniczone do punktu.

64
00:03:27,918 --> 00:03:30,918
Istnieje prawdopodobieństwo
znalezienia go w pewnym przedziale

65
00:03:30,918 --> 00:03:32,837
środka pakietu falowego,

66
00:03:32,837 --> 00:03:35,586
tworzonego przez dodawanie wielu fal,

67
00:03:35,586 --> 00:03:38,012
co oznacza możliwość znalezienie go

68
00:03:38,012 --> 00:03:41,291
z pędem odpowiadającym którejś z fal.

69
00:03:41,291 --> 00:03:44,740
Zarówno położenie jak i pęd
są teraz nieokreślone

70
00:03:44,740 --> 00:03:46,816
a ich nieokreśloności
są od siebie zależne.

71
00:03:46,816 --> 00:03:49,209
Chcąc zredukować nieokreśloność położenia,

72
00:03:49,209 --> 00:03:52,628
tworząc mniejszy pakiet falowy,
trzeba dodać więcej fal,

73
00:03:52,628 --> 00:03:54,865
co zwiększa nieokreśloność pędu.

74
00:03:54,865 --> 00:03:58,047
Chcąc lepiej określić pęd,
potrzeba większego pakietu falowego,

75
00:03:58,047 --> 00:04:01,012
co zwiększa nieokreśloność położenia.

76
00:04:01,012 --> 00:04:03,221
To jest właśnie zasada nieokreśloności,

77
00:04:03,221 --> 00:04:08,207
którą sformułował niemiecki fizyk,
Werner Heisenberg, w 1927 roku.

78
00:04:08,207 --> 00:04:12,589
Nieokreśloność nie jest kwestią
dobrego albo złego pomiaru,

79
00:04:12,589 --> 00:04:17,107
ale nieuniknionym skutkiem
połączenia istoty cząstki i fali.

80
00:04:17,107 --> 00:04:20,663
Zasada nieokreśloności nie jest
jedynie ograniczeniem pomiaru.

81
00:04:20,663 --> 00:04:23,733
To ograniczenie właściwości,
jakie może posiadać obiekt,

82
00:04:23,733 --> 00:04:28,157
wbudowane w fundamentalną
strukturę wszechświata.