چرا "عدم" قطعیت؟!

[Arash4484]

ولی اگه من تمام عوامل دخیل در سقوط سنگ رو بررسی کنم می‏تونم از این احتمال به یه قطعیت برسم و پیش‏بینی کنم که سنگ دقیقن در چه لحظه‏ای سقوط می‏کنه و از حالت عدم قطعیت بیام بیرون!!

این دقیقن رو شما برای یک حجم بزرگ پیش بینی میکنید اگر قرار باشه بفهمیم در اون لحظه برای تمام ذرات اون سنگ چی پیش میاد اون هم غیر قابل پیش بینی میشه
ما در رویدادی با اندازه های اینچنینی یک تقریب داریم و بعد جواب کلی...
ولی هرگز بطور کامل اون سنگ ، سنگ اول نیست و سنگ های دیگر با همون وضع سقوط هرگز مشابه اون سنگ عمل نمیکنند.. متناسب بودن ظرف با مظروف در مثال اینجاست....وقتی ما از فیزیک ذرات بینهایت ریز صحبت میکنیم نمیشه یک سنگ حتا یک شن رو رو براش مثال زد..
اگر اینطور بود که به قول اون فیزیکدان قرن نوزدهمی فیزیک تمام شده و چیزی برای تحقیق نیست، دیگه نیاز بوجود آمدن فیزیک نوین و شاخه هاش در قرن بیست به بعد نبود.فیزیک کلاسیک اینجاها ایست میکرد و هرگز نمیتونست چیزی بگه
=====================================

فیزیک با بی‏نهایت‏ها مشکلی نداره؟!

بله، مشکل داره و فیزیکدانها سعی میکنند این بینهایتها رو حذف کنند...یکی از ناراحت کننده ترین موضوعات برای فیزیکدان ها بوجود آمدن این بینهایتها در فرمولهایشان هست ... در خارج از عالم ریاضی کاملن بی مفهوم است و باید علمی که میخواهد ساز و کار جهان را در تمام ابعاد مشخص کنه اینرو به زبان عادی توضیح بده که بی نهایت یعنی چه؟
بطور کلی فیزیکدانها متفق القولند که در مسیر رشد فیزیک کوانتومی یا نظریه های دیگه مثل ریسمانها یا سی پی اچ باید بینهایتها کنار برند

[amin666]

ببینید.شما یه چیز رو اصل قرار بده و اون اینه که اصل عدم قطعیت فقط در مورد اندازه گیریه!اونم دو چیز همزمان مثل مکان و اندازه حرکت.یعنی ما(فقط ما)نمی تونیم دقت بینهایت در اندازه گیری داشته باشیم.نه اینکه ذره چرا اینجوری عمل می کنه.الکترون کار خودش رو می کنه.اگه از دید ناظر سوار بر الکترون نگاه کنیم مکانش کاملا مشخصه و سرعت و تکانه و ... .ولی مشکل فقط ما (یعنی مشاهده گر)هستیم که عدم قطعیت برامون هست.اینکه سرعت بینهایت می شه و ... فقط تعریف ریاضیه.مثل اینکه بگیم اگه ذره با سرعت نور حرکت کنه جرمش بینهایت می شه.این فقط از دید ریاضیه.وگرنه جسم هیچ وقت به سرعت نور نمی رسه که بخواد جرمش بی نهایت شه.ما هم می گیم اگه انر÷ی(یعنی فرکانس)فوتون به بینهایت میل کنه(که همچین چیزی نمی شه)مکان الکترون به طور صد در صد دقیق تعیین می شه.ولی تکانه (یا هم ارزش سرعت)الکترون به بینهایت میل می کنه.البته بی نهایت نمی شه.ولی یه چیز خیلی بزرگی می شه.چون اون فوتون با اون فرکانس انر÷ی زیادی به الکترون وارد می کنه که تکانه اش رو به طور زیادی تغییر می ده.اگه هم سرعت دقیق رو بخوایم خب فوتون باید انر÷یش کم باشه که در این صورت تکانه الکترون رو تغییر نده.ولی خب خود فوتون با انحراف به ما می رسه و باز یه عدم قطعیت دیگه
یه مثال ساده تر از اندازه گیری الکترون می زنم که تو فیزیک مدرن sells نوشته.فکر کنید شما می خواهید فرکانس یک موج رو پیدا کنید.برای این کار باید تعداد قله های اون موج که در واحد زمان از یک نقطه ثابت می گذره رو بدانید(تعریف فرکانس)شما یک ساعت استاندارد می خواهید.فرض کنید ساعت استاندارد نوسانگری است که موجی تولید می کنه که با موج اولیه تفاوت داره(یا حتی نداره)شما زمانی می تونید بگید فرکانس ساعت و موج شما دقیقا یکی هست و فرق نداره که اگه دو موج رو با هم تداخل بدید هیچ زنش(beat)ای رخ نده.چون اگه رخ بده یعنی اختلاف فرکانس داریم.فرض کنیم اینجوری باشه و هیچ زنشی نداشته باشیم.ولی باز به طور قطعنمی تونیم بگیم زنش نداریم.چون اگه مدت زمان بیشتری صبر کنیم شاید این زنش رو ببینیم(شاید هم نبینیم)ولی به طور قطع نمی تونیم بگیم هیچ زنشی در اینده رخ نخواهد داد.پس این می شه عدم قطعیت.یعنی اینجا ما اگه بخواهیم فرکانس دقیق موج رو با دقت صد در صد بگیم باید زمان بینهایت صبر کنیم!
این بی نهایت ها(منظورم در عدم قطعیت در مورد سرعت و ... است نه مثال بالا) از دید گاه ریاضیه.یعنی اگه فرض کنیم.اتفاقا فیزیک در عمل با این بی نهایتها مشکلی نداره(تو این مورد خاص).چون قرار نیست که پیش بیاد.چون ما نه موج با فرکانس بی نهایت داریم.نه سرعت بی نهایت می شه و نه ... .فقط می گیم اگه اینجوری بشه... .بینهایت اینجا یه جور نماده.مثل مثلا تعریف سرعت لحظه ای که می گیم اگه زمان به صفر میل کنه.اونجا هم هیچ وقت صفر نمی شه.بلکه تعبیر حدیه
بازم این رو بگم که عدم قطعیت فقط مربوط به اندازه گیریه.نه خود ذره.البته ذره باعث می شه که ما عدم قطعیت داشته باشیم.ولی ذره در واقعیت هم مکانش برای خودش مشخصه هم سرعتش و هم همه چیش!فقط برای ما نامعلومه و هیچ وقت هم نمی تونیم بفهمیم.اصلا تعبیر دیگه عدم قطعیت اینه که مشاهده گر(یعنی ما)عمل ذره رو تغییر می ده!یعنی همین که ما نگاه کنیم به یک الکترون کافیه که الکترون کار دیگه ای بکنه!البته نه ینکه با چشم نگاه کنیم!رابطه علت و معلولی هم من می دونیم چیه.ولی من که گفتم.اگه دلیل مثلا تغییر در تکانه یا کلا دلیل عدم قطعیت مشخص نبود حرف شما درست بود.ولی ما دلیل اینکه این عدم قطعیت چرا وجود داره(یعنی علت)رو می دونیم.پس فکر نمی کنم چیزی زیر سوال بره
جواب این سوالتون که اندازه گیری دقیق ممکن هست یا نه؟فکر می کنم ممکن باشه.البته نه با دقت بی نهایت.ولی دقت بینهایت زیاد هم مهم نیست.شاید با تقریب خوبی بتونیم این کار رو انجام بدیم و مشکلی هم پیش نیاد.ولی فایده ای نداره.ما پیش بینی برامون مهم هست.نه یک لحظه خاص و هرچه این تعیین مکان لحظه ای دقیق تر باشه پیشگویی مکان اینده ذره از واقعیت دورتره!
راستی ببخشید من دیر جواب می دم.سرم شلوغه یه کم دیر می تونم بیام نت.البته اقای zahedi جوابهای کاملی می دن

[Arash4484]

.اتفاقا فیزیک در عمل با این بی نهایتها مشکلی نداره(تو این مورد خاص).چون قرار نیست که پیش بیاد.چون ما نه موج با فرکانس بی نهایت داریم.نه سرعت بی نهایت می شه و نه ... .فقط می گیم اگه اینجوری بشه... .بینهایت اینجا یه جور نماده.مثل مثلا تعریف سرعت لحظه ای که می گیم اگه زمان به صفر میل کنه.اونجا هم هیچ وقت صفر نمی شه.بلکه تعبیر حدیه
بازم این رو بگم که عدم قطعیت فقط مربوط به اندازه گیریه.نه خود ذره.

من در کنار آگاهی به معنای میل به بینهایت یا میل به صفریک سوال دارم...
اینکه چون قاعدتن قرار نیست اینجوری بشه عیب نداره برام عجیبه..من بارها و بارها در نوشته های مختلف از فیزیکدانهای معتبر گله گی از وجود بینهایتها رو در فیزیک خوندم..و به نظر خودم هم استدلال خوبی نیست که بگیم چون در طبیعت رخ نمیده در فرمولهای فیزیک عیب نداره رخ بده..و برای ثبات نظریه لازمه.
البته میدونم شما در این مورد خاص اشاره دارید ولی از مقالاتی که خوندم برمیاد که در کل فیزیک به این مورد ایراد گرفته میشه..
اینجور که شما می گید در مواردی وجود بینهایتها نه تنها ضروری بلکه بدون ایراده؟
مثال:

اما اگر نيروي گرانش را مانند پيام بين ذرات در نظر بگيريم، با مشكلاتي مواجه مي‌شويم. قبلاْ ديديم كه شما مي‌توانيد نيرويي را كه شما را روي زمين نگه مي‌دارد، مثل تبادل گراويتون‌ها(همان پيام‌رسان‌هاي گرانش) بين ذرات بدن خود و ذراتي كه كره زمين را تشكيل مي‌دهند، در نظر بگيريد. در اينصورت نيروي گرانشي با روش مكانيك كوانتومي بيان مي‌شود.
اما چون همه گراويتونها بين خود نيز رد و بدل مي‌شوند، حل اين مساله از نظر رياضي بسيار بغرنج مي‌شود. بي‌نهايت‌هايي حاصل مي‌شوند كه خارج از مفهوم رياضي معنايي ندارند. نظريه‌هاي علم فيزيك واقعاْ نمي‌توانند با اين بي‌نهايت‌ها سر و كار داشته باشند. آن‌ها اگر در نظريه‌هاي ديگر يافت شوند، تئوريسين‌ها به روشي كه آن را ريترماليزيشن يا بازبهنجارش مي‌نامند، متوسل مي‌شوند. ريچارد فاينمن در اين باره مي‌گويد: اين كلمه هر چقدر زيركانه باشد، باز من آن را يك روش ديوانه‌وار مي‌نامم. خود او هنگامي كه روي نظريه‌اش در مورد نيروي الكترومغناطيسي كار مي‌كرد، از اين روش سود جست. اما او به اين كار زياد راغب نبود. در اين روش از بي‌نهايت‌هاي ديگري براي خنثي كردن بي‌نهايت‌هاي نخستين، استفاده مي‌شود. نفس اين عمل اگر چه مشكوك است ولي نتيجه در بسياري از موارد كاربرد خوبي دارد. نظريه‌هايي كه با به‌كارگيري اين روش به‌دست مي‌آيند، خيلي خوب با مشاهدات همخواني دارند.

منبع : شبکه هوپا

[amin666]

کاملا درسته.جمله من رو کامل بخونید!من گفتم (در عمل) فیزیک با این بینهایتها مشکل نداره.تازه تو همین مورد گفتم.تو یک جای دیگه ممکنه در عمل هم مشکل داشته باشه.مثلا در انر÷یهای بالا یا ... .کلا وجود بینهایت یا تکینگی یا ... همیشه مشکل فیزیک بوده و هست و شکی درش نیست.ولی در مورد اون مثال که گفتم هیچ وقت سرعت بینهایت نمی شه.چون برای این کار باید فرکانس بینهایت شه و طول موج صفر!خب هیچ وقت این اتفاق نمی افته.ولی از نظر ریاضی برای درک بهتر یا پیش بینی و ... می شه این فرض رو کرد که اگه این اتفاق بیفته بعد چی می شه.مثلا تو سرعت لحظه ای می گیم اگه بازه زمانی به صفر میل کنه.خودمون هم می دونیم صفر نمی شه.منظور اینه که هر چه بیشتر به صفر نزدیک بشه دقیقتره و از سرعت متوسط دورتر یا تو نسبیت می گیم اگه سرعت متحرک به c برسه.یعنی منظور از لحاظ حدیه و به c نزدیک بشه.وگرنه هیچ وقت خود c نمی شه