6.5 Неопределённость Гейзенберга и квантовая случайность

Главная ／ Глава 6: Квантовая область

В быту неопределённость проявляется как компромиссы точности, случайность в одиночном выстреле при устойчивых распределениях и простое правило: чем тоньше измеряем, тем сильнее возмущаем. В EFT всё это объясняется совместным действием структуры, связи и фона.

I. Феномены и вопросы

• Взаимные компромиссы: лучшая локализация расширяет импульсную картину; более узкий импульс расплывает положение. Время–энергия: короче импульс — шире полоса; чище линия — дольше длительность.
• Случайность по одному выстрелу, закономерность в сериях: одиночный исход непредсказуем, но при одной и той же подготовке результаты колеблются в стабильном распределении, не сжимающемся ниже общего порога.
• Чем глубже смотрим, тем сильнее тревожим: более тонкое измерение сильнее «толкает» систему и делает сопряжённую величину менее устойчивой.

II. Трактовка EFT: три причины — единая картина

• Структура — «эргономика» когерентных огибающих. В энергетическом море всё распространяется через когерентную огибающую. Стремясь точнее задать положение, мы сужаем огибающую до крутых градиентов напряжения; для этого приходится смешивать многие шкалы колебаний. Положение сужается, направления импульса расходятся. А упорядочивание импульса удлиняет и выравнивает огибающую, и положение размазывается. Одна и та же огибающая не может быть и короткой, и «чистой»: короче = шире; чище = длиннее. Это предел релейной передачи, а не дефект прибора.
• Связь — измерение = связь + замыкание + память. Чтобы «видеть» тоньше, мы подключаем читаемый прибор. Связь переписывает локальную карту; замыкание фиксирует событие; память его усиливает. Усиление связи к положению сжимает огибающую и неизбежно «растрёпывает» направления; для импульса действует обратное. Значительная доля неопределённости — это неизбежная обратная реакция измерения.
• Фон — шум напряжения и макроусиление. Море не идеально спокойно: существует повсеместный фоновый шум напряжения. Замыкание одиночного события требует макроскопического усиления, крайне чувствительного к микропомехам. Поэтому отдельные исходы непредсказуемы, а распределения при тех же подготовке и геометрии стабильны. Случайность не «без причины» — она структурная.

III. Типичные сцены, приземлённо

• Монохром против коротких импульсов: чище линия — дольше длительность; короче импульс — шире полоса. В EFT: короткая огибающая требует большего микса шкал, частоты рассеиваются.
• Электронный пучок: коллимация vs. пятно: уже угловой конус даёт более крупное пятно; меньшее пятно требует большей дивергенции. В EFT: лучшая выравненность удлиняет огибающую; сжимая пятно, мы смешиваем больше направлений.
• Выпуск холодных атомов: в ловушке положение узкое; после выпуска «истинная» импульсная картина раскрывается, облако быстро растёт. В EFT: сжатая огибающая несла широкий набор направлений, который разворачивается в полёте.
• Разделение в опыте Штерна — Герлаха (бинарность спина): градиент поля проявляет две разрешённые ориентации; одиночный выбор случаен, доли стабильны. В EFT: локальная связь записывает дискретные каналы замыкания; в какой канал попадёт выстрел, решают микропомехи и усиление, а распределение задают подготовка и геометрия.

IV. Короткие ответы на расхожие вопросы

• «Лучший прибор победит предел». Нет. Сжимая одну переменную, мы усиливаем структуру напряжения и расстраиваем сопряжённую. Это предел распространения, а не брак изготовления.
• «Случайность — лишь незнание». Не только. Одиночный исход рождается из микропомех + чувствительного усиления; устойчивость распределений — из подготовленного состояния и геометрии.
• «Скрытые параметры рассчитают всё». Нет. Записываемый канал замыкания зависит от контекста измерения — выбранных связи, базы и геометрии. Отдельные исходы непредсказуемы, распределения предсказуемы и согласуются с экспериментами.
• «Есть сверхсветовые влияния?» Нет. Координация — это общие ограничения, а не сигналы. Замыкание и запись памяти локальны.

V. В заключение

• У неопределённости три источника: «эргономика» огибающей (структура), обратная реакция измерения (связь–замыкание–память), фоновый шум напряжения + макроусиление (фон).
• Стремясь уточнить положение, мы смешиваем больше направлений; уточняя импульс, удлиняем огибающую и размываем положение.
• Измерение — не пассивный просмотр: мы переписываем карту и устанавливаем замыкание; больше информации требует более сильной связи.
• Одиночные исходы случайны, серии закономерны: распределения задают подготовка и геометрия, одиночный выстрел — фон и усиление.
• Объединяющая формула: волна прокладывает путь, порог задаёт кванты, частица учитывает событие. Неопределённость и случайность — неизбежные побочные эффекты этих трёх шагов в предельных режимах.