量子不確実性とは何ですか？

量子不確実性、より正式にはハイゼンベルク不確実性原理は、単一粒子の正確な位置と正確な運動量の両方を同時に知ることはできないと述べる量子物理学の発見です。 不確実性の原則は、測定値のペアに対して数学的に正確な（定量的な）信頼限界も与えます。 基本的に、1つの値をより正確に知りたいほど、他の値の測定で犠牲にする必要のある精度が高くなります。

量子力学の革命との関連により、量子の不確実性は、大衆文化において永続的な位置を占めており、しばしば誤解されています。 映画や映画の量子不確実性は、実際には粒子にのみ適用される場合、大きなオブジェクトを指すために誤って使用されることがあります。 また、量子不確実性の概念は、多くの場合神秘的な方法で提示されますが、その概念は、それほど神秘的ではない正確な定量的信頼限界と密接に関係しているという言及はありません。

量子不確実性の概念は、物理学者が矛盾した解釈を通して量子理論の詳細を解明しようとしていた20世紀初頭に騒動を引き起こしました。 ニールスボーアおよび他の多くの物理学者は、コペンハーゲンの解釈を主張しました。それは、宇宙が根本的に曖昧であり、決定論的にリンクされた明確な状態ではなく確率分布によって記述されると述べています。 量子理論の数学的構造から不確実性の原理を導き出したウェルナー・ハイゼンベルグも、コペンハーゲンの解釈を提唱しました。 しかし、アルバート・アインシュタインは、「神はサイコロを振らない」と有名に言っていませんでした。

量子不確実性の理論は、数学的に正確な信頼限界でパッケージ化されているにもかかわらず、本当に不思議です。 物理学界では、コペンハーゲンの解釈が量子の確実性から必然的に生じるのかどうかについて、まだ意見の相違があります。 コペンハーゲンの解釈に対する現代的な代替案は、量子力学の多世界解釈であり、現実は実際には決定論的であると考えています。

1世紀以上前のニュートン力学の大成功の文脈において、物理学者は、信じられないほど説得力のある証拠なしに決定論的理論を放棄することに非常に消極的でした。 そこで、彼らは「隠れた変数」理論を考え出そうとしました。それは、量子不確実性を、より根本的な決定論的相互作用から生じる高レベルの性質として説明しようと試みました。 しかし、ベルの不等式と呼ばれる発見は、宇宙のすべての粒子間の光よりも速い相関を仮定せずに、局所的な隠れ変数理論を使用して量子不確実性を記述することができないことを発見しました。 しかし、量子不確実性の背後にある決定論的基盤を説明するために、非局所的な隠れ変数理論がまだ提案されています。