Zasada nieoznaczoności Heisenberga

Powstanie tego artykułu zawdzięczamy w pewnym stopniu niemieckiemu matematykowi, filozofowi i logikowi Gottfriedowi Leibnizowi. Ograniczony, ale bardzo zasłużony stopień rozwoju wiedzy naukowej w XVII wieku nie przeszkodził mu w zastanawianiu się nad prawdziwym pochodzeniem wszechświata. O naturze materii. O przyczynie samego istnienia.

Prawdopodobnie inni ludzie zadawali te pytania przed nim, ale Leibniz pozostawił nam niezwykle cenny zbiór dokumentów, które zbierają jego refleksje i bez których być może nie bylibyśmy w stanie w pełni zinterpretować istotnego wkładu, jaki wniósł między innymi w matematykę, fizykę, logikę, metafizykę, geologię czy filozofię.

Leibniz jest, i wcale nie przesadzam, jednym z tych gigantów, na których ramionach stoi dzisiejsza wiedza naukowa. Niestety odszedł nie mogąc nawet dotknąć palcami odpowiedzi na jedno z pytań, które według jego pism najbardziej go nurtowało. Co jest prawdziwą przyczyną istnienia.

Na szczęście jego refleksje i wiedza, którą nam przekazał stały się inspiracją dla wielu badaczy, którzy korzystając z rozwoju nauki jaki osiągnęliśmy w XX wieku i pierwszych dwóch dekadach XXI wieku, zdołali sformułować hipotezy próbujące wyjaśnić naturę materii. Jak to jest możliwe, że znany nam wszechświat wyłonił się z próżni, co zdają się odzwierciedlać nasze obserwacje.

Od klasycznej idei próżni do próżni kwantowej.

Jednym ze sposobów definiowania próżni, z którym łatwo się pogodzić jest opisanie jej jako obszaru przestrzeni, w którym występuje absolutny brak materii i energii. Jest to klasyczna koncepcja próżni i zachęca nas ona do zaakceptowania faktu, że mogą istnieć i rzeczywiście istnieją, różne stopnie próżni, które można zidentyfikować poprzez porównanie ciśnienia w regionie przestrzeni, który chcemy zmierzyć, z ciśnieniem atmosferycznym.

Jednak ten pogląd został wyparty przez współczesną naukę. Rozwój mechaniki relatywistycznej i mechaniki kwantowej pozwolił naukowcom na opracowanie opisu próżni znacznie bardziej dostosowanego do rzeczywistości, w którym jest ona pojmowana jako stan fizyczny układu, który jest związany z minimalną energią, jaką może on posiadać. Implikacje tej idei, która została zweryfikowana eksperymentalnie, są bardzo głębokie. A także bardzo zaskakujące.
Najlepszym narzędziem, jakie mamy do zrozumienia próżni jest zasada nieoznaczoności Heisenberga.

Z punktu widzenia mechaniki kwantowej, próżnia nie jest pusta; zawiera fale, które powstają w sposób przypadkowy. Co więcej, fale te zachowują się jak cząstki, więc jednym ze sposobów zdefiniowania tej kwantowej próżni jest opisanie jej jako zupy cząstek, które powstają i są niszczone bardzo szybko. To właśnie nazywamy fluktuacjami próżni, a najlepszym narzędziem, jakie mamy do ich zrozumienia jest zasada nieoznaczoności Heisenberga.

About the author