ศาสนา ลัทธิ ความเชื่อ นิกาย พิธีกรรม >>
บทที่ 1 ฟิสิกส์สมัยใหม่
บทที่ 2 การรู้และการเห็น
บทที่ 3 พ้นภาษา
บทที่ 4 ฟิสิกส์แนวใหม่
บทที่ 5 ศาสนาฮินดู
บทที่ 6 พุทธศาสนา
บทที่ 7 ปรัชญาจีน
บทที่ 8 ลัทธิเต๋า
บทที่ 9 นิกายเซน
บทที่ 10 เอกภาพแห่งสรรพสิ่ง
บทที่ 11 เหนือโลกแห่งความขัดแย้ง
บทที่ 12 จักรวาลอันเคลื่อนไหว
บทที่ 13 ความว่างและรูปลักษณ์
บทที่ 10 เอกภาพแห่งสรรพสิ่ง
3
10.2 เตรียมการเพื่อตรวจวัด
ในทฤษฎีควอนตัม ระบบที่ถูกสังเกตได้รับการอธิบายในรูปของค่าความอาจเป็นไปได้ ( probabilities ) นั่นหมายความว่า เราไม่อาจทำนายได้ด้วยความเที่ยงตรงแน่นอนว่า อนุภาคที่เล็กว่าอะตอมอันหนึ่ง ๆ จะอยู่ ณ ตำแหน่งใดในเวลาหนึ่ง หรือกระบวนการเกี่ยวกับอะตอมจะเกิดขึ้นได้อย่างไร สิ่งที่เราสามารถกระทำได้คือ ทำนายความน่าจะเป็นไปได้ ยกตัวอย่างเช่น อนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมที่เรารู้จักกันในปัจจุบันส่วนมากจะไม่คงตัว นั่นคือมันจะสลายไปเป็นอนุภาคอื่นเมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง อย่างไรก็ตาม เราไม่อาจทำนายว่า มันใช้เวลาเท่าไรจริง ๆ ในการสลายตัว เราทำได้แต่เพียงทำนายว่าความเป็นไปได้ที่มันจะสลายตัวในระยะเวลาหนึ่ง หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ อายุเฉลี่ยของอนุภาคชนิดนั้น ๆ ลักษณะเช่นนี้ ใช้กับ แบบแผน การสลายตัวด้วย โดยทั่ว ๆ ไป อนุภาคซึ่งไม่คงตัวอาจจะสลายตัวไปเป็นอนุภาคอื่นได้หลายชนิด และเราก็ไม่อาจที่จะทำนายได้ว่ามันจะสลายตัวไปเป็นอนุภาคชนิดใดบ้าง ในแต่ละครั้งที่เราพิจารณา สิ่งที่เราทำนายได้คือว่า 60 เปอร์เซ็นต์ของอนุภาคจะสลายตัวไปในลักษณะหนึ่ง 30 เปอร์เซ็นต์ในอีกลักษณะหนึ่ง และอีก 10 เปอร์เซ็นต์ในลักษณะอื่น การทำนายทางสถิติเหล่านี้จำเป็นต้องทดสอบพิสูจน์ด้วยการตรวจวัดผลการทดลองหลาย ๆ อัน โดยแท้จริงแล้ว มีการตรวจวัดและวิเคราะห์ผลจากการชนกันของอนุภาคที่มีพลังงานสูงเป็นหมื่น ๆ อนุภาค เพื่อที่จะหาความเป็นไปได้ของการเกิดกระบวนการเฉพาะอันใดอันหนึ่ง เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องตระหนักว่า สูตรทางคณิตศาสตร์ของกฎทางฟิสิกส์ของอะตอมและอนุภาคที่เล็กว่าอะตอมนั้นมิใช่สิ่งสะท้อนให้เห็นความละเลยของเราต่อสภาพการณ์ทางฟิสิกส์ เหมือนกับการใช้หลักการความอาจเป็นไปได้ในบริษัทประกันภัยหรือพวกนักพนัน
ในทฤษฎีควอนตัม เราจะต้องระลึกรู้อยู่ว่า ความอาจเป็นไปได้นี้ เป็นคุณลักษณะพื้นฐานของความจริงในเรื่องอะตอม ซึ่งควบคุมกระบวนการทั้งหมด แม้กระทั่งการดำรงอยู่ของสสารวัตถุ อนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมมิได้ดำรงอยู่อย่างแน่นอน ณ ที่ใดที่หนึ่งอย่างจำเพาะเจาะจง แต่แสดง ความโน้มเอียงที่จะดำรงอยู่ และเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมนั้นมิได้เกิดขึ้นด้วยความแน่นอน ในเวลาใดเวลาหนึ่งโดยลักษณะใดลักษณะหนึ่ง ข้อแตกต่างระหว่างการอธิบายสองแบบคือ ในแบบดั้งเดิมสำหรับการจัดเตรียมการทดลอง ( เครื่องมือ ผู้สังเกต ) กับในรูปฟังก์ชันของความอาจเป็นไปได้ ( probability functions ) สำหรับวัตถุที่ถูกสังเกตนั้น ได้นำไปสู่ปัญหาที่ลึกซึ้งทางอภิปรัชญาซึ่งยังไม่มีคำเฉลย อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัตินั้นปัญหานี้ได้ถูกขีดวงจำกัดโดยการอธิบายระบบที่ทำหน้าที่สังเกตในแง่ของกระบวนการการทดลอง นั่นคือ ในแง่ของวิธีการในการจัดสภาพและดำเนินการทดลอง โดยวิธีนี้อุปกรณ์ในการตรวจวัดผลและนักวิทยาศาสตร์ได้เชื่อมโยงกันเป็นระบบที่สัมพันธ์กันอย่างมีประสิทธิภาพ และอุปกรณ์การทดลองก็ไม่ถูกถือว่าเป็นวัตถุที่แยกอยู่ต่างหากอีกต่อไป ในกระบวนการของการสังเกต เราจะต้องเกี่ยวข้องกับกระบวนการการย่อยสองกระบวนการ คือ ประการแรก เราจะต้องเตรียมวัตถุที่เราจะสังเกตขึ้น เช่น อิเล็กตรอนในบริเวณหนึ่ง อิเล็กตรอนจะถูกเร่งให้มีความเร็วสูงขึ้น ๆ โดยเครื่องเร่งอนุภาค ( particle accelerator ) จนถึงระดับพลังงานที่ต้องการอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยไปสู่บริเวณที่เป็นเป้าหมาย ( ข. ) ซึ่งอิเล็กตรอนจะชนกับอนุภาคชนิดอื่นและก่อให้เกิดรอยของอนุภาคในบับเบิลแชมเบอร์ ซึ่งสามารถบันทึกภาพไว้ได้ จากนั้นคุณสมบัติของอนุภาคจะถูกวิเคราะห์โดยกระบวนการทางคณิตศาสตร์สัมพันธ์กับรอยที่มันทิ้งไว้ โดยส่วนมากจะอาศัยคอมพิวเตอร์ช่วย กระบวนการหลังนี้คือกระบวนการการตรวจวัดผล ประเด็นสำคัญในการวิเคราะห์กระบวนการในการสังเกตก็คือว่า อนุภาคได้เชื่อมโยงกระบวนการ ก. และ ข. เข้าด้วยกัน การดำรงอยู่ของมันมีความหมาย แต่ในขอบเขตนี้เท่านั้น มันจะไม่มีความหมาย เมื่อมันอยู่โดดเดี่ยว แต่จะมีความหมายเมื่อมันเป็นสิ่งเชื่อมโยงระหว่างกระบวนการในการเตรียมการ และกระบวนการตรวจวัดผล คุณสมบัติของอนุภาคไม่อาจจะอธิบายได้โดยไม่เชื่อมโยงกับกระบวนการเหล่านี้ หากกระบวนการในการเตรียมการหรือกระบวนการตรวจวัดผลเปลี่ยนแปลงไป คุณสมบัติของอนุภาคก็จะเปลี่ยนไปด้วย
