Technikatörténeti szemle 9. (1977)
A MÉRÉS ÉS A MÉRTÉK AZ EMBERI MŰVELŐDÉSBEN című konferencián Budapesten 1976. április 27–30-án elhangzott előadások I. rész - Jeszenszky F.: Mérés és kvantummechanika
következtetésre kell jutnunk, hogy" az atomfizikában szereplő fizikai mennyiségek változása sok esetben nem folytonos, és így e mennyiségek csak bizonyos kiválasztott (diszkrét) értékeket vesznek fel. A fizikai mennyiségeknek ez a kvantáltsága a klasszikus fizika számára idegen, újszerű, és a klasszikus fizikán túlmenő törvények fennállására utal. (Nem közvetlenül előadásom tárgyához tartozik, azonban konferenciánk témaköréhez kapcsolódva közbevetőleg megjegyzem, hogy a fizikai mennyiségek diszkrét értékeinek különbsége általában igen kicsi. Az elmúlt évszázadok fizikája ezeket az értékeket nem tudta megkülönböztetni egymástól. A mérés- és műszertechnika fejlődése csak a XX. század kezdete óta tette lehetővé ilyen kis különbségek mérését.) Az elméleti fizika hosszú ideig viaskodott azzal a feladattal, hogy megalkosson egy olyan egységes elméletet, amely alkalmas a kvantumos jelenségek ellentmondásmentes és maradéktalan leírására. Végül az új elmélet — a kvantummechanika — megalkotására a 20-as években került sor, elsősorban a közelmúltban elhunyt Heisenberg erőfeszítéseinek eredményeképpen. Semmiképpen sem vállalkozhatunk arra, hogy a kvantummechanikának akárcsak az alapgondolatait ismertessük. Csak arra szorítkozhatunk, hogy bemutassuk a kvantummechanika néhány olyan eredményét, amelynek a mérés problematikájával kapcsolatban jelentősége van. Az egyik ilyen eredmény, hogy bizonyos fizikai mennyiségek párokba sorolhatók. Ilyen párok például egy fizikai rendszer energiája és az idő, vagy egy fizikai rendszer impulzusa és helye. Egy másik ilyen eredmény az, hogy ilyen fizikai menyiségpárok egyidejűleg nem mérhetők tetszőleges pontossággal. A mérési pontosságok között kvantitatív összefüggés áll fenn. Ha a párba foglalt fizikai mennyiségeket p-vel, illetve q-val jelöljük, akkor a szórásaik között a következő a kapcsolat: D(p)xD(q)3>-£láthatjuk tehát, hogy ha az egyik mennyiség szórását csökkenteni igyekszünk, a másik mennyiség szórása növekszik. Szórásmentes mérési eredményhez csak akkor juthatunk, ha a „pármennyiség" szórása végtelen naggyá válik. Hogy amit mondottunk, példával is megvilágítsuk, egy atom energiaállapotát csak akkor tudjuk pontosan meghatározni — de akkor viszont teljes pontossággal —, ha staticonárius állapotban van. Ekkor ugyanis az időkoordináta —°° és + 00 között bármi lehet. Nem stacionárius állapotban viszont, amikor a mérés időpontja már nem közömbös, az energiaállapot szórásmentesen nem határozható meg. Hasonló megfontolások végezhetők egy elektron helyével és impulzusával kapcsolatban is. Megjegyezzük, hogy ez a probléma a klasszikus vagy makrofizikában nem merült fel, hiszen ott — h rendkívül kis értéke következtében — a szórásértékek elhanyagolhatóak. (Ha pl. egy 5 g tömegű golyó helyét 1 m pontossággal adjuk meg, a sebesség szórása 10 —24 cm sec-1 .)
