WEBVTT

00:00:07.255 --> 00:00:10.812
หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
เป็นหนึ่งในไม่กี่แนวคิด

00:00:10.812 --> 00:00:14.686
ของควอนตัมฟิสิกส์
ที่ได้ขยายไปสู่วัฒนธรรมสมัยนิยม

00:00:14.686 --> 00:00:20.462
มันบอกว่าเราไม่สามารถที่จะทราบตำแหน่ง
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ ในเวลาเดียวกันได้

00:00:20.462 --> 00:00:22.893
มันไปโผล่ในฐานะอุปลักษณ์ในทุกๆ เรื่อง

00:00:22.893 --> 00:00:26.409
ตั้งแต่การวิจารณ์วรรณกรรม
ไปจนถึงเรื่องกีฬา

00:00:26.409 --> 00:00:29.429
ความไม่แน่นอนมักถูกอธิบายว่า
เป็นผลที่เกิดจากขั้นตอนการวัด

00:00:29.429 --> 00:00:34.561
การลงมือวัดตำแหน่งของวัตถุได้เปลี่ยนความเร็วของมัน
หรือ เช่นกันในทางตรงข้าม

00:00:34.561 --> 00:00:38.378
จุดกำเนิดของหลักการนี้
ลึกซึ้งและน่าทึ่งกว่านี้มาก

00:00:38.378 --> 00:00:41.759
หลักความไม่แน่นอนดำรงอยู่
เพราะว่าทุกสิ่งในเอกภพ

00:00:41.759 --> 00:00:46.318
ประพฤติตัวเสมือนเป็นอนุภาคและคลื่น
ในเวลาเดียวกัน

00:00:46.318 --> 00:00:50.458
ในกลศาสตร์ควอนตัม ตำแหน่งที่แน่นอน
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ

00:00:50.458 --> 00:00:51.896
ไม่มีความหมายใดๆ

00:00:51.896 --> 00:00:53.147
เพื่อที่จะเข้าใจเรื่องนี้

00:00:53.147 --> 00:00:57.053
เราจำเป็นต้องคิดว่าการประพฤติตัวเหมือนอนุภาค 
หรือคลื่น นั้นหมายถึงอะไร

00:00:57.053 --> 00:01:01.857
โดยนิยามแล้วอนุภาค
จะอยู่ในสถานที่หนึ่ง ณ เวลาหนึ่ง

00:01:01.857 --> 00:01:06.356
เราสามารถแสดงให้เห็นโดยใช้กราฟ
บอกความน่าจะเป็นในการพบวัตถุ

00:01:06.356 --> 00:01:09.030
ที่ตำแหน่งหนึ่งๆ
ซึ่งกราฟจะมีลักษณะเป็นยอดแหลมอันเดียว

00:01:09.030 --> 00:01:13.707
โดยมีโอกาสพบวัตถุ 100% ที่ตำแหน่งหนึ่ง 
และเป็นศูนย์ในตำแหน่งที่เหลือ

00:01:13.707 --> 00:01:17.621
ในทางกลับกัน คลื่น คือ 
การเคลื่อนที่ของการรบกวนแผ่ไปยังที่ว่าง

00:01:17.621 --> 00:01:20.338
เหมือนคลื่นที่แผ่ปกคลุมผิวน้ำในบ่อ

00:01:20.338 --> 00:01:23.767
เราสามารถบ่งบอกคุณสมบัติต่างๆ 
ของคลื่นได้ในภาพรวม

00:01:23.767 --> 00:01:25.933
อันที่สำคัญสุด ได้แก่ ความยาวคลื่น

00:01:25.933 --> 00:01:28.640
ที่เป็นระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่อยู่ติดกัน

00:01:28.640 --> 00:01:30.459
หรือ ระยะห่างของท้องคลื่นที่อยู่ติดกัน

00:01:30.459 --> 00:01:33.017
แต่เราไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของมันได้

00:01:33.017 --> 00:01:36.282
มันมีโอกาสที่จะเจอคลื่นในหลายๆ ตำแหน่ง

00:01:36.282 --> 00:01:39.099
ความยาวคลื่นมีความสำคัญในควอนตัมฟิสิกส์

00:01:39.099 --> 00:01:42.419
เพราะว่า ความยาวคลื่นของวัตถุ
สัมพันธ์กับโมเมนตัมของมัน

00:01:42.419 --> 00:01:44.024
ซึ่งคือ มวลคูณกับความเร็ววัตถุ

00:01:44.024 --> 00:01:46.909
วัตถุที่เคลื่อนที่เร็วจะมีโมเมนตัมมาก

00:01:46.909 --> 00:01:50.019
ซึ่งส่งผลให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมาก

00:01:50.019 --> 00:01:54.179
วัตถุที่มีมวลมากจะมีโมเมนตัมมาก
ถึงแม้ว่ามันจะเคลื่อนที่ไม่เร็ว

00:01:54.179 --> 00:01:56.966
ซึ่งทำให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมากเช่นเดียวกัน

00:01:56.966 --> 00:02:00.837
นี่เป็นเหตุผลที่ทำให้ไม่สังเกตเห็นความเป็นคลื่น
ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน

00:02:00.837 --> 00:02:02.644
ถ้าคุณขว้างลูกเบสบอลขึ้นไปบนฟ้า

00:02:02.644 --> 00:02:07.029
ความยาวคลื่นของมันจะเท่ากับ 
1/10 ยกกำลัง 33 เมตร

00:02:07.029 --> 00:02:09.364
เล็กมากเกินกว่าจะสังเกตเห็น

00:02:09.364 --> 00:02:12.324
วัตถุเล็กๆ เช่น อะตอม หรือ อิเล็คตรอน

00:02:12.324 --> 00:02:16.142
มีความยาวคลื่นมากพอที่จะวัดได้
จากการทดลองทางฟิสิกส์

00:02:16.142 --> 00:02:20.735
ถ้าเรามีคลื่นหนึ่ง เราจะสามารถวัดความยาวคลื่น
และโมเมนตัมของมันได้

00:02:20.735 --> 00:02:23.101
แต่จะไม่สามารถวัดตำแหน่งของมันได้

00:02:23.101 --> 00:02:25.248
เราสามารถทราบตำแหน่งของอนุภาคได้เป็นอย่างดี

00:02:25.248 --> 00:02:28.489
แต่มันไม่มีความยาวคลื่น 
ดังนั้นเราจึงไม่ทราบโมเมนตัมของมัน

00:02:28.489 --> 00:02:31.600
การจะทราบทั้งตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาค

00:02:31.600 --> 00:02:33.760
เราจำเป็นต้องรวมภาพสองภาพเข้าด้วยกัน

00:02:33.760 --> 00:02:37.163
เพื่อสร้างกราฟที่มีคลื่น
แต่จำกัดให้อยู่เฉพาะในพื้นที่เล็กๆ

00:02:37.163 --> 00:02:38.800
จะทำมันได้อย่างไร

00:02:38.800 --> 00:02:41.554
ก็โดยการรวมคลื่น
ที่มีความยาวคลื่นต่างๆ เข้าด้วยกัน

00:02:41.554 --> 00:02:46.528
ซึ่งทำให้อนุภาคควอนตัม
มีโอกาสมีค่าโมเมนตัมได้หลายค่า

00:02:46.528 --> 00:02:49.282
เมื่อเรารวมคลื่น 2 อันเข้าด้วยกัน
เราพบว่ามันมีบริเวณ

00:02:49.282 --> 00:02:52.055
ที่สันคลื่นเรียงกันทำให้เป็นคลื่นที่ใหญ่ขึ้น

00:02:52.055 --> 00:02:55.821
และบริเวณที่สันคลื่นหนึ่ง
ไปซ้อนทับท้องคลื่นอีกอันหนึ่ง

00:02:55.821 --> 00:02:58.279
ผลก็คือ เราจะได้บริเวณที่เราพบคลื่น

00:02:58.279 --> 00:03:01.106
คั่นด้วยบริเวณที่ราบเรียบไม่มีคลื่น

00:03:01.106 --> 00:03:02.590
ถ้าเราเพิ่มคลื่นอันที่ 3 เข้าไป

00:03:02.590 --> 00:03:05.709
บริเวณที่ไม่มีคลื่นก็จะกว้างขึ้นไปอีก

00:03:05.709 --> 00:03:09.891
เพิ่มคลื่นอันที่ 4 มันก็จะกว้างขึ้นไปอีก
พร้อมกับส่วนที่มีคลื่นจะแคบลงเรื่อยๆ

00:03:09.891 --> 00:03:13.089
ถ้าเราเพิ่มคลื่นเข้าไปเรื่อยๆ
เราก็จะได้กลุ่มคลื่นเล็กๆ อันหนึ่ง

00:03:13.089 --> 00:03:16.168
ที่มีควาวยาวคลื่นชัดเจน อยู่ในบริเวณแคบๆ

00:03:16.168 --> 00:03:20.224
มันคือ วัตถุควอนตัม 
ที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค

00:03:20.224 --> 00:03:23.311
การจะได้คุณสมบัตินี้มา 
เราต้องแลกกับความแน่นอน

00:03:23.311 --> 00:03:25.805
เกี่ยวกับตำแหน่งและโมเมตัม

00:03:25.805 --> 00:03:28.223
ตำแหน่งจะไม่ได้จำกัดอยู่ที่จุดเดียวอีกต่อไป

00:03:28.223 --> 00:03:30.918
มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาคที่ตำแหน่งต่างๆ

00:03:30.918 --> 00:03:32.837
รอบๆ ศูนย์กลางของกลุ่มคลื่นนั้น

00:03:32.837 --> 00:03:35.586
ซึ่งกลุ่มคลื่นนั้นเกิดจากการรวมกันของคลื่นมากมาย

00:03:35.586 --> 00:03:38.012
ซึ่งความว่า มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาค

00:03:38.012 --> 00:03:41.291
โดยมันจะมีโมเมนตัมเป็นของคลื่นย่อยอันไหนก็ได้

00:03:41.291 --> 00:03:44.740
ตอนนี้ทั้งโมเมนตัมและตำแหน่ง มีความไม่แน่นอน

00:03:44.740 --> 00:03:46.816
และความไม่แน่นอนนั้นเกี่ยวโยงกัน

00:03:46.816 --> 00:03:49.209
ถ้าคุณต้องการลดความไม่แน่นอนของตำแหน่ง

00:03:49.209 --> 00:03:52.628
โดยการทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดเล็กลง
ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มคลื่นเข้าไปอีก

00:03:52.628 --> 00:03:54.865
ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของโมเมนตัม
มากขึ้นไปด้วย

00:03:54.865 --> 00:03:58.047
แต่ถ้าคุณต้องการค่าโมเมนตัมที่ชัดเจนขึ้น
ก็จำเป็นต้องทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดใหญ่ขึ้นไปด้วย

00:03:58.047 --> 00:04:01.012
ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของตำแหน่งมีมากขึ้น

00:04:01.012 --> 00:04:03.221
นี่ก็คือ หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก

00:04:03.221 --> 00:04:08.207
ถูกกล่าวถึงครั้งแรก โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน
แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก (Werner Heisenberg)
ในค.ศ. 1927

00:04:08.207 --> 00:04:12.589
ความไม่แน่นอนที่มี ไม่ได้เป็นผลมากจากวิธีการวัด

00:04:12.589 --> 00:04:17.107
แต่เป็นผลที่เลี่ยงไม่ได้จากธรรมชาติ
ที่มีร่วมกันของอนุภาคและคลื่น

00:04:17.107 --> 00:04:20.663
หลักความไม่แน่นอนไม่เพียงแต่
เป็นข้อจำกัดของการวัดในทางปฏิบัติ

00:04:20.663 --> 00:04:23.733
แต่มันยังไปจำกัด
ถึงคุณสมบัติใดก็ตามที่วัตถุสามารถมีได้

00:04:23.737 --> 00:04:27.777
ซึ่งเป็นไปตามโครงสร้างที่เป็นรากฐานของเอกภพ