Цитаты из книг автора «Леонард Млодинов»

Якість наукової теорії, як ми вже говорили, визначається її здатністю передбачати результати експерименту.

відкинути всі елементи теорії, які не мають спостережуваних проявів. Цей підхід у 1920-х роках привів Гайзенберґа, Ервіна Шредінґера й Поля Дірака до заміни ньютонівської механіки на нову теорію – квантову механіку, засновану на принципі невизначеності.

Квантова теорія твердить, що навіть квант світла порушить рух частинки, непередбачуваним чином змінивши її швидкість. І що вища енергія кванта світла, то більші ймовірні порушення.

Отже, що точніше ви прагнете виміряти положення частинки, то вищою має бути енергія кванта світла, який ви в неї спрямовуєте. Квантова теорія твердить, що навіть квант світла порушить рух частинки, непередбачуваним чином змінивши її швидкість. І що вища енергія кванта світла, то більші ймовірні порушення. Намагаючись підвищити точність вимірювання положення, ви скористаєтеся квантом вищої енергії, і швидкість частинки зазнáє значних змін. Що точніше ви намагаєтеся виміряти положення частинки, то менш точно ви можете виміряти її швидкість, і навпаки. Гайзенберґ показав, що невизначеність положення частинки, помножена на невизначеність її швидкості й масу частинки, не може бути меншою за певну сталу величину. Отже, зменшивши, наприклад, удвічі невизначеність положення частинки, ви маєте подвоїти невизначеність її швидкості, і навпаки. Природа назавжди обмежила нас умовами цієї угоди.

Принцип невизначеності говорить, що всупереч переконанням Лапласа природа обмежує нашу здатність передбачати майбутнє на підставі фізичних законів. Річ у тому, що для передбачення майбутнього положення й швидкості частинки ми повинні мати можливість виміряти її початковий стан, тобто поточні положення й швидкість, причому виміряти точно. Зробити це можно, піддавши частинку впливу світла

Лаплас вважав, що має існувати низка законів природи, які дозволяють – принаймні загалом – передбачити все, що трапиться у Всесвіті. Для цього потрібно «лише» підставити в такі закони повну інформацію про стан Усесвіту в деякий довільно обраний момент часу. Називається це заданням «початкового стану», або «граничних умов».

Принцип невизначеності ознаменував кінець лапласівської мрії про наукову теорію, модель Усесвіту, яка була б цілком детерміністською: годі точно передбачити майбутні події, якщо неможливо точно визначити навіть сучасний стан Усесвіту! Ми поки ще можемо припустити, що існує якийсь набір законів, які цілком визначають наперед події для якоїсь надприродної істоти, котра, на відміну від нас, може спостерігати наявний стан Усесвіту, не порушуючи його. Однак такі моделі Всесвіту не надто цікаві нам, звичайним смертним. Схоже, доцільніше використовувати так званий принцип бритви Оккама й відкинути всі елементи теорії, які не мають спостережуваних проявів. Цей підхід у 1920-х роках привів Гайзенберґа, Ервіна Шредінґера й Поля Дірака до заміни ньютонівської механіки на нову теорію – квантову механіку, засновану на принципі невизначеності. У цій теорії частинки не мають окремих, чітких положень і швидкостей. Натомість у них є квантовий стан – комбінація положень і швидкостей, відомих лише в межах, які допускає принцип невизначеності.

Що вища частота світла, то більша енергія його фотонів

Сьогодні ми називаємо квант світла фотоном.

Макс Планк 1900 року припустив, що видиме світло, рентгенівські промені та інші електромагнітні хвилі можуть випускатися тільки деякими дискретними порціями, які він назвав «квантами»