불확정성의 원리 : 위치와 운동량을 정확히 확정할 수 없다.

무엇을 확정할 수 없는가? 위치와 운동량

고전역학

- 아인슈타인 : 관찰이란 현상과 그것에 관련된 자연법칙을 알고 있을 때만 의미가 있으며

관찰할 수 있는 것이 무엇인지 결정하는 것이 이론이다.

즉, 이론을 적용하면 대상을 관찰해 낼 수 있어야 한다.

예) 속도 공식을 적용하면 대상이 어디 있는지 알아낼 수 있다.

미래와 과거를 예측할 수 있다.

과학은 많은 것들에 대해서 맞다라는 확신의 학문

ex) v=s/t, 실제 측정, 다 맞네?

고전역학은 다 실제 현상을 통해 식을 만듬, 그리고 식을 다른데 적용하면 들어 맞음

ex) 중력, 힘의 방정식, 케플러 타원 궤도 법칙 등

- 하이젠베르그 : 관찰 했더니 불확실하다는게 확실하다. 

  -> 아인슈타인의 말에서 영감을 얻은것이었는데 정작 아인슈타인은 '신은 주사위 놀이를 하지 않는다.' 라고 함

- 세상에서 쉬운 비유를 위해 아래 두가지로 설명하지만 본질은 2번에 가깝다.

1. 빛의 파장과 관측 대상과의 관계를 통해 설명 (비유일뿐), 관측 도구(빛)로 인한 오차

전자의 위치나 운동량을 파악하기 위해 빛이나 다른 입자를 충돌시키므로 정확하게 측정할 수 없어 ‘측정 오차가 있다’라는 의미로 이해한다. 즉 무언가는 있는데 정확히 측정할 수 없다.

모든 과학은 실험으로 가설을 증명하지만 양자역학의 경우 불확정성 원리에 의해 실험이라는 관찰자가 등장하는 순간 결과가 변한다.

거시세계에서는 상관없지만 미시세계로 들어가면 아주 큰 영향이기 때문이다.

Ex) 온도를 측정하기 위해 온도계를 물에 넣으면 그 온도계로 인해 원래 측정하려는 온도가 변하게 된다.

즉 기존은 오차범위 안쪽이기에 문제가 없었다.

     2. 관측 도구가 없어도 그렇게 존재한다. 본질은 존재를 규정할 수 없다.

하이젠베르그는 수학을 좋아하는 아이였다. (이론 물리학)

이론을 만들어 놓고 현실을 끼워다 맞춘다.

ex) 피타고라스 방정식 , 무리수의 발견

물리적인 것을 다 수학으로 바꾸었는데 불확정성 원리의 수식이 나옴, 왜 그런지 모름

그것에 대한 해석, 그리고 다른 곳에서 물리학자들이 하던 실험 관찰과 연대적으로 맞아 떨어짐

σx​σp​≥ℏ/2​

여기서

σx​: 관측하고자 하는 대상의 위치 x의 표준편차

σp​: 관측하고자 하는 대상의 운동량 p의 표준편차

ℏ: 디랙 상수. 플랑크 상수 h에 대해 h/πh​와 등가

 σp​≥ℏ/2σx​​ 혹은 σx​≥ℏ​2/σp​이므로 둘 중 어느 하나의 표준편차가 0으로 수렴한다는 것은 곧 다른 표준편차가 무한대로 발산한다는 것을 의미

운동량 : p = mv

위치 : x = v/t