1
00:00:07,255 --> 00:00:10,812
หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
เป็นหนึ่งในไม่กี่แนวคิด

2
00:00:10,812 --> 00:00:14,686
ของควอนตัมฟิสิกส์
ที่ได้ขยายไปสู่วัฒนธรรมสมัยนิยม

3
00:00:14,686 --> 00:00:20,462
มันบอกว่าเราไม่สามารถที่จะทราบตำแหน่ง
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ ในเวลาเดียวกันได้

4
00:00:20,462 --> 00:00:22,893
มันไปโผล่ในฐานะอุปลักษณ์ในทุกๆ เรื่อง

5
00:00:22,893 --> 00:00:26,409
ตั้งแต่การวิจารณ์วรรณกรรม
ไปจนถึงเรื่องกีฬา

6
00:00:26,409 --> 00:00:29,429
ความไม่แน่นอนมักถูกอธิบายว่า
เป็นผลที่เกิดจากขั้นตอนการวัด

7
00:00:29,429 --> 00:00:34,561
การลงมือวัดตำแหน่งของวัตถุได้เปลี่ยนความเร็วของมัน
หรือ เช่นกันในทางตรงข้าม

8
00:00:34,561 --> 00:00:38,378
จุดกำเนิดของหลักการนี้
ลึกซึ้งและน่าทึ่งกว่านี้มาก

9
00:00:38,378 --> 00:00:41,759
หลักความไม่แน่นอนดำรงอยู่
เพราะว่าทุกสิ่งในเอกภพ

10
00:00:41,759 --> 00:00:46,318
ประพฤติตัวเสมือนเป็นอนุภาคและคลื่น
ในเวลาเดียวกัน

11
00:00:46,318 --> 00:00:50,458
ในกลศาสตร์ควอนตัม ตำแหน่งที่แน่นอน
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ

12
00:00:50,458 --> 00:00:51,896
ไม่มีความหมายใดๆ

13
00:00:51,896 --> 00:00:53,147
เพื่อที่จะเข้าใจเรื่องนี้

14
00:00:53,147 --> 00:00:57,053
เราจำเป็นต้องคิดว่าการประพฤติตัวเหมือนอนุภาค 
หรือคลื่น นั้นหมายถึงอะไร

15
00:00:57,053 --> 00:01:01,857
โดยนิยามแล้วอนุภาค
จะอยู่ในสถานที่หนึ่ง ณ เวลาหนึ่ง

16
00:01:01,857 --> 00:01:06,356
เราสามารถแสดงให้เห็นโดยใช้กราฟ
บอกความน่าจะเป็นในการพบวัตถุ

17
00:01:06,356 --> 00:01:09,030
ที่ตำแหน่งหนึ่งๆ
ซึ่งกราฟจะมีลักษณะเป็นยอดแหลมอันเดียว

18
00:01:09,030 --> 00:01:13,707
โดยมีโอกาสพบวัตถุ 100% ที่ตำแหน่งหนึ่ง 
และเป็นศูนย์ในตำแหน่งที่เหลือ

19
00:01:13,707 --> 00:01:17,621
ในทางกลับกัน คลื่น คือ 
การเคลื่อนที่ของการรบกวนแผ่ไปยังที่ว่าง

20
00:01:17,621 --> 00:01:20,338
เหมือนคลื่นที่แผ่ปกคลุมผิวน้ำในบ่อ

21
00:01:20,338 --> 00:01:23,767
เราสามารถบ่งบอกคุณสมบัติต่างๆ 
ของคลื่นได้ในภาพรวม

22
00:01:23,767 --> 00:01:25,933
อันที่สำคัญสุด ได้แก่ ความยาวคลื่น

23
00:01:25,933 --> 00:01:28,640
ที่เป็นระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่อยู่ติดกัน

24
00:01:28,640 --> 00:01:30,459
หรือ ระยะห่างของท้องคลื่นที่อยู่ติดกัน

25
00:01:30,459 --> 00:01:33,017
แต่เราไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของมันได้

26
00:01:33,017 --> 00:01:36,282
มันมีโอกาสที่จะเจอคลื่นในหลายๆ ตำแหน่ง

27
00:01:36,282 --> 00:01:39,099
ความยาวคลื่นมีความสำคัญในควอนตัมฟิสิกส์

28
00:01:39,099 --> 00:01:42,419
เพราะว่า ความยาวคลื่นของวัตถุ
สัมพันธ์กับโมเมนตัมของมัน

29
00:01:42,419 --> 00:01:44,024
ซึ่งคือ มวลคูณกับความเร็ววัตถุ

30
00:01:44,024 --> 00:01:46,909
วัตถุที่เคลื่อนที่เร็วจะมีโมเมนตัมมาก

31
00:01:46,909 --> 00:01:50,019
ซึ่งส่งผลให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมาก

32
00:01:50,019 --> 00:01:54,179
วัตถุที่มีมวลมากจะมีโมเมนตัมมาก
ถึงแม้ว่ามันจะเคลื่อนที่ไม่เร็ว

33
00:01:54,179 --> 00:01:56,966
ซึ่งทำให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมากเช่นเดียวกัน

34
00:01:56,966 --> 00:02:00,837
นี่เป็นเหตุผลที่ทำให้ไม่สังเกตเห็นความเป็นคลื่น
ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน

35
00:02:00,837 --> 00:02:02,644
ถ้าคุณขว้างลูกเบสบอลขึ้นไปบนฟ้า

36
00:02:02,644 --> 00:02:07,029
ความยาวคลื่นของมันจะเท่ากับ 
1/10 ยกกำลัง 33 เมตร

37
00:02:07,029 --> 00:02:09,364
เล็กมากเกินกว่าจะสังเกตเห็น

38
00:02:09,364 --> 00:02:12,324
วัตถุเล็กๆ เช่น อะตอม หรือ อิเล็คตรอน

39
00:02:12,324 --> 00:02:16,142
มีความยาวคลื่นมากพอที่จะวัดได้
จากการทดลองทางฟิสิกส์

40
00:02:16,142 --> 00:02:20,735
ถ้าเรามีคลื่นหนึ่ง เราจะสามารถวัดความยาวคลื่น
และโมเมนตัมของมันได้

41
00:02:20,735 --> 00:02:23,101
แต่จะไม่สามารถวัดตำแหน่งของมันได้

42
00:02:23,101 --> 00:02:25,248
เราสามารถทราบตำแหน่งของอนุภาคได้เป็นอย่างดี

43
00:02:25,248 --> 00:02:28,489
แต่มันไม่มีความยาวคลื่น 
ดังนั้นเราจึงไม่ทราบโมเมนตัมของมัน

44
00:02:28,489 --> 00:02:31,600
การจะทราบทั้งตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาค

45
00:02:31,600 --> 00:02:33,760
เราจำเป็นต้องรวมภาพสองภาพเข้าด้วยกัน

46
00:02:33,760 --> 00:02:37,163
เพื่อสร้างกราฟที่มีคลื่น
แต่จำกัดให้อยู่เฉพาะในพื้นที่เล็กๆ

47
00:02:37,163 --> 00:02:38,800
จะทำมันได้อย่างไร

48
00:02:38,800 --> 00:02:41,554
ก็โดยการรวมคลื่น
ที่มีความยาวคลื่นต่างๆ เข้าด้วยกัน

49
00:02:41,554 --> 00:02:46,528
ซึ่งทำให้อนุภาคควอนตัม
มีโอกาสมีค่าโมเมนตัมได้หลายค่า

50
00:02:46,528 --> 00:02:49,282
เมื่อเรารวมคลื่น 2 อันเข้าด้วยกัน
เราพบว่ามันมีบริเวณ

51
00:02:49,282 --> 00:02:52,055
ที่สันคลื่นเรียงกันทำให้เป็นคลื่นที่ใหญ่ขึ้น

52
00:02:52,055 --> 00:02:55,821
และบริเวณที่สันคลื่นหนึ่ง
ไปซ้อนทับท้องคลื่นอีกอันหนึ่ง

53
00:02:55,821 --> 00:02:58,279
ผลก็คือ เราจะได้บริเวณที่เราพบคลื่น

54
00:02:58,279 --> 00:03:01,106
คั่นด้วยบริเวณที่ราบเรียบไม่มีคลื่น

55
00:03:01,106 --> 00:03:02,590
ถ้าเราเพิ่มคลื่นอันที่ 3 เข้าไป

56
00:03:02,590 --> 00:03:05,709
บริเวณที่ไม่มีคลื่นก็จะกว้างขึ้นไปอีก

57
00:03:05,709 --> 00:03:09,891
เพิ่มคลื่นอันที่ 4 มันก็จะกว้างขึ้นไปอีก
พร้อมกับส่วนที่มีคลื่นจะแคบลงเรื่อยๆ

58
00:03:09,891 --> 00:03:13,089
ถ้าเราเพิ่มคลื่นเข้าไปเรื่อยๆ
เราก็จะได้กลุ่มคลื่นเล็กๆ อันหนึ่ง

59
00:03:13,089 --> 00:03:16,168
ที่มีควาวยาวคลื่นชัดเจน อยู่ในบริเวณแคบๆ

60
00:03:16,168 --> 00:03:20,224
มันคือ วัตถุควอนตัม 
ที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค

61
00:03:20,224 --> 00:03:23,311
การจะได้คุณสมบัตินี้มา 
เราต้องแลกกับความแน่นอน

62
00:03:23,311 --> 00:03:25,805
เกี่ยวกับตำแหน่งและโมเมตัม

63
00:03:25,805 --> 00:03:28,223
ตำแหน่งจะไม่ได้จำกัดอยู่ที่จุดเดียวอีกต่อไป

64
00:03:28,223 --> 00:03:30,918
มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาคที่ตำแหน่งต่างๆ

65
00:03:30,918 --> 00:03:32,837
รอบๆ ศูนย์กลางของกลุ่มคลื่นนั้น

66
00:03:32,837 --> 00:03:35,586
ซึ่งกลุ่มคลื่นนั้นเกิดจากการรวมกันของคลื่นมากมาย

67
00:03:35,586 --> 00:03:38,012
ซึ่งความว่า มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาค

68
00:03:38,012 --> 00:03:41,291
โดยมันจะมีโมเมนตัมเป็นของคลื่นย่อยอันไหนก็ได้

69
00:03:41,291 --> 00:03:44,740
ตอนนี้ทั้งโมเมนตัมและตำแหน่ง มีความไม่แน่นอน

70
00:03:44,740 --> 00:03:46,816
และความไม่แน่นอนนั้นเกี่ยวโยงกัน

71
00:03:46,816 --> 00:03:49,209
ถ้าคุณต้องการลดความไม่แน่นอนของตำแหน่ง

72
00:03:49,209 --> 00:03:52,628
โดยการทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดเล็กลง
ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มคลื่นเข้าไปอีก

73
00:03:52,628 --> 00:03:54,865
ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของโมเมนตัม
มากขึ้นไปด้วย

74
00:03:54,865 --> 00:03:58,047
แต่ถ้าคุณต้องการค่าโมเมนตัมที่ชัดเจนขึ้น
ก็จำเป็นต้องทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดใหญ่ขึ้นไปด้วย

75
00:03:58,047 --> 00:04:01,012
ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของตำแหน่งมีมากขึ้น

76
00:04:01,012 --> 00:04:03,221
นี่ก็คือ หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก

77
00:04:03,221 --> 00:04:08,207
ถูกกล่าวถึงครั้งแรก โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน
แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก (Werner Heisenberg)
ในค.ศ. 1927

78
00:04:08,207 --> 00:04:12,589
ความไม่แน่นอนที่มี ไม่ได้เป็นผลมากจากวิธีการวัด

79
00:04:12,589 --> 00:04:17,107
แต่เป็นผลที่เลี่ยงไม่ได้จากธรรมชาติ
ที่มีร่วมกันของอนุภาคและคลื่น

80
00:04:17,107 --> 00:04:20,663
หลักความไม่แน่นอนไม่เพียงแต่
เป็นข้อจำกัดของการวัดในทางปฏิบัติ

81
00:04:20,663 --> 00:04:23,733
แต่มันยังไปจำกัด
ถึงคุณสมบัติใดก็ตามที่วัตถุสามารถมีได้

82
00:04:23,737 --> 00:04:27,777
ซึ่งเป็นไปตามโครงสร้างที่เป็นรากฐานของเอกภพ