تأثير المراقب (فيزياء)
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| ميكانيكا الكم |
|---|
في الفيزياء ، تأثير المراقب هو اضطراب النظام المرصود بفعل المراقبة. [1] [2] غالبًا ما يكون هذا نتيجة لاستخدام أدوات تغير بالضرورة حالة ما تقيسه بطريقة ما. ومن الأمثلة الشائعة التحقق من الضغط في إطار سيارة، مما يتسبب في خروج بعض الهواء، وبالتالي تغيير مقدار الضغط الذي يلاحظه المرء. وبالمثل، تتطلب رؤية الأجسام غير المضيئة ضوءًا يصطدم بالجسم ليجعله يعكس ذلك الضوء. في حين أن تأثيرات المراقبة غالبًا ما تكون مهملة، إلا أن الجسم لا يزال يشهد تغييرًا (مما يؤدي إلى تجربة فكرية لقطة شرودنجر ). يمكن العثور على هذا التأثير في العديد من مجالات الفيزياء، ولكن يمكن عادةً تقليل أهميته إلى حد التفاهة باستخدام أدوات أو تقنيات مراقبة مختلفة.
من الأمثلة البارزة لتأثير المراقب ما يحدث في ميكانيكا الكم ، كما هو موضح في تجربة الشق المزدوج . وجد الفيزيائيون أن مراقبة الظواهر الكمومية بواسطة كاشف أو أداة يمكن أن تغير النتائج المقاسة لهذه التجربة. وعلى الرغم من أن "تأثير المراقب" في تجربة الشق المزدوج ناتج عن وجود كاشف إلكتروني، فقد فسر البعض نتائج التجربة على أنها تشير إلى أن العقل الواعي يمكن أن يؤثر بشكل مباشر على الواقع. [3] ومع ذلك، فإن الحاجة إلى أن يكون "المراقب" واعيًا لا يدعمها البحث العلمي، وقد تم الإشارة إليها على أنها مفهوم خاطئ متجذر في سوء فهم دالة الموجة الكمومية ψ وعملية القياس الكمومي. [4] [5] [6]
فيزياء الجسيمات
يتم اكتشاف الإلكترون عند التفاعل مع الفوتون ؛ سيؤدي هذا التفاعل حتماً إلى تغيير سرعة وزخم ذلك الإلكترون. من الممكن أن تؤثر وسائل قياس أخرى أقل مباشرة على الإلكترون. من الضروري أيضًا التمييز بوضوح بين القيمة المقاسة لكمية والقيمة الناتجة عن عملية القياس. على وجه الخصوص، لا يمكن تكرار قياس الزخم في فترات زمنية قصيرة. يتم إعطاء صيغة (أحادية البعد من أجل التبسيط) تربط الكميات المعنية، بسبب نيلز بور (1928) على النحو التالي:
- Δ p x هو عدم اليقين في القيمة المقاسة للزخم،
- Δ t هي مدة القياس،
- v x هي سرعة الجسيم قبل القياس،
- v ′ x هي سرعة الجسيم بعد القياس،
- ħ هو ثابت بلانك المختزل.
ثم يرتبط زخم الإلكترون المقاس بـ v x ، في حين يرتبط زخمه بعد القياس بـ v ′ x . وهذا هو السيناريو الأفضل. [7]
الالكترونيات
في الإلكترونيات ، عادةً ما يتم توصيل الأمبيرمتر والفولتميتر على التوالي أو بالتوازي مع الدائرة، وبالتالي فإن وجودهما يؤثر على التيار أو الجهد الذي يقيسانه عن طريق تقديم حمل حقيقي أو معقد إضافي إلى الدائرة، وبالتالي تغيير دالة النقل وسلوك الدائرة نفسها. حتى جهاز أكثر سلبية مثل مشبك التيار ، الذي يقيس تيار السلك دون ملامسة السلك فعليًا، يؤثر على التيار عبر الدائرة التي يتم قياسها لأن المحاثة متبادلة .
الديناميكا الحرارية
في الديناميكا الحرارية ، يجب على مقياس الحرارة القياسي المصنوع من الزئبق في الزجاج أن يمتص أو يتخلى عن بعض الطاقة الحرارية لتسجيل درجة الحرارة ، وبالتالي يغير درجة حرارة الجسم الذي يقيسه.
ميكانيكا الكم
انظر أيضا
مراجع
- ^ ديراك، بام (1967). مبادئ ميكانيكا الكم (الطبعة الرابعة). مطبعة جامعة أكسفورد. ص 3.
- ^ دنت، إريك ب. "تحديات الملاحظة والاستقصاء والقياس التي تبرزها نظرية التعقيد" (PDF) . في ريتشاردسون، كورت (المحرر). إدارة المجمع: الفلسفة والنظرية والممارسة . مؤرشف من الأصل (PDF) في 19 أغسطس 2019. تم الاسترجاع في 23 أبريل 2019 .
- ^ سكويرز، إيوان جيه. (1994). "هل يتطلب تقليل الدالة الموجية مراقبين واعين؟". لغز العالم الكمومي . مجموعة تايلور وفرانسيس. ص. 62. رقم ISBN 9781420050509.
- ^ "بالطبع لا ينبغي أن يُساء فهم تقديم المراقب على أنه يعني ضمناً أن بعض السمات الذاتية يجب أن تُدرج في وصف الطبيعة. إن المراقب لديه وظيفة تسجيل القرارات فقط، أي العمليات في المكان والزمان، ولا يهم ما إذا كان المراقب جهازًا أو إنسانًا ؛ لكن التسجيل، أي الانتقال من "الممكن" إلى "الفعلي"، ضروري تمامًا هنا ولا يمكن حذفه من تفسير نظرية الكم." - فيرنر هايزنبرغ ، الفيزياء والفلسفة ، ص 137
- ^ "هل كانت الدالة الموجية تنتظر القفز لآلاف الملايين من السنين حتى يظهر كائن حي وحيد الخلية؟ أم كان عليها أن تنتظر لفترة أطول قليلاً حتى يأتي شخص ذو مؤهلات عالية - حاصل على درجة الدكتوراه؟" - جون ستيوارت بيل ، 1981، ميكانيكا الكم لعلماء الكون . في سي جيه إيشام، آر بينروز و دي دبليو سكياما (المحررون)، الجاذبية الكمومية 2: ندوة أكسفورد الثانية . أكسفورد: مطبعة كلارندون، ص 611.
- ^ وفقًا لميكانيكا الكم القياسية، فإن الأمر لا يهم تمامًا سواء بقي المجربون لمشاهدة تجربتهم، أو تركوا الغرفة بدلاً من ذلك وفوضوا المراقبة لجهاز غير حي يعمل على تضخيم الأحداث المجهرية إلى قياسات عيانية وتسجيلها من خلال عملية لا رجعة فيها مع الزمن ( بيل، جون (2004). Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics: Collected Papers on Quantum Philosophy . Cambridge University Press. p. 170. ISBN 9780521523387.). لا تتداخل الحالة المقاسة مع الحالات المستبعدة بواسطة القياس. وكما قال ريتشارد فاينمان : "الطبيعة لا تعرف ما الذي تنظر إليه، وهي تتصرف بالطريقة التي ستتصرف بها سواء كنت تهتم بتدوين البيانات أم لا". ( فينمان، ريتشارد (2015). محاضرات فاينمان في الفيزياء . المجلد الثالث. الكتب الأساسية. الفصل 3.2. ISBN 9780465040834.).
- ^ لاندو، إل دي ؛ ليفشيتز، إي إم (1977). ميكانيكا الكم: النظرية غير النسبية. المجلد 3. ترجمة سايكس، جيه بي؛ بيل، جيه إس (الطبعة الثالثة). مطبعة بيرغامون . الفقرتان 7 و44. رقم ISBN 978-0-08-020940-1.
- ^ شلوسهاور، ماكسيميليان؛ كوفلر، يوهانس؛ زيلينجر، أنطون (1 أغسطس 2013). "نظرة عامة على المواقف الأساسية تجاه ميكانيكا الكم". دراسات في تاريخ وفلسفة العلوم الجزء ب . 44 (3): 222-230. arXiv : 1301.1069 . Bibcode :2013SHPMP..44..222S. doi :10.1016/j.shpsb.2013.04.004. S2CID 55537196.
- ^ Rieffel, Eleanor G. ; Polak, Wolfgang H. (4 مارس 2011). الحوسبة الكمومية: مقدمة لطيفة . MIT Press. ISBN 978-0-262-01506-6.
