Εάν ο κόσμος του ατόμου είναι τόσο αβέβαιος και υπόκειται σε νόμους πιθανότητα πώς μπορείτε να μετρήσετε με ακρίβεια τα πράγματα όπως η θερμοκρασία ηλεκτρικού ρεύματος φωτός;
1. Ο νόμος των μεγάλων αριθμών:
* Σε μακροσκοπικά συστήματα, ασχολούμαστε με έναν τεράστιο αριθμό ατόμων. Η πιθανοτική φύση των μεμονωμένων γεγονότων υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε αυτόν τον τεράστιο πληθυσμό. Φανταστείτε να αναστρέψετε ένα νόμισμα:Ένα μοναδικό flip είναι απρόβλεπτο, αλλά όσο περισσότερο αναστρέψετε, όσο πιο κοντά φτάνετε σε ένα αποτέλεσμα 50/50.
* Έτσι μπορούμε να μετρήσουμε τα πράγματα όπως η θερμοκρασία:δεν μετράμε την ατομική κινητική ενέργεια κάθε μορίου, αλλά τη μέση κινητική ενέργεια των δισεκατομμυρίων μορίων. Αυτός ο μέσος όρος είναι αξιοσημείωτα προβλέψιμος.
2. Οι κβαντικές επιδράσεις υπολογίζουν κατά μέσο όρο:
* Παρόλο που μεμονωμένα ηλεκτρόνια έχουν κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας, σε χύδην υλικά, αυτά τα επίπεδα ενέργειας γίνονται τόσο στενά σε απόσταση, ώστε να εμφανίζονται ως συνεχή φάσμα. Αυτό επιτρέπει τις ομαλές μεταβάσεις στην ενέργεια και, κατά συνέπεια, τις προβλέψιμες μετρήσεις των πραγμάτων όπως το ηλεκτρικό ρεύμα (ροή ηλεκτρονίων).
3. Στατιστικές μέθοδοι και βαθμονόμηση:
* Χρησιμοποιούμε στατιστικές μεθόδους για να αναλύσουμε τα δεδομένα και να υπολογίσουμε τις εγγενείς αβεβαιότητες. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις μετρήσεις στη νανοκλίμακα, όπου ο αριθμός των εμπλεκόμενων ατόμων είναι μικρότερος.
* Τα όργανα μας βαθμονομούνται προσεκτικά χρησιμοποιώντας γνωστά πρότυπα και τεχνικές για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια.
4. Η κβαντική μηχανική δεν κάνει τα πράγματα απρόβλεπτα, τα καθιστά πιο περίπλοκα:
* Η κβαντική μηχανική παρέχει μια πληρέστερη κατανόηση του κόσμου από την κλασσική φυσική. Δεν κάνει τον κόσμο "απρόβλεπτο", αλλά μάλλον εισάγει νέα στρώματα πολυπλοκότητας. Έχουμε αναπτύξει εργαλεία και τεχνικές για να χειριστούμε αυτήν την πολυπλοκότητα και να κάνουμε ακριβείς μετρήσεις.
5. Μέτρηση του μέσου όρου:
* Ενώ δεν μπορούμε να προβλέψουμε την ακριβή συμπεριφορά ενός μόνο ατόμου, μπορούμε να μετρήσουμε με ακρίβεια τη μέση συμπεριφορά ενός μεγάλου αριθμού ατόμων. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο μετράμε τις μακροσκοπικές ποσότητες όπως η ένταση φωτός, το ηλεκτρικό ρεύμα και η θερμοκρασία.
Συνοπτικά:
Ο κβαντικός κόσμος είναι πιθανοτικός, αλλά αυτή η αβεβαιότητα δεν καθιστά μακροσκοπικές μετρήσεις ανακριβείς. Μπορούμε ακόμα να μετρήσουμε τις ποσότητες όπως η ένταση φωτός, το ηλεκτρικό ρεύμα και η θερμοκρασία, επειδή ασχολούμαστε με τεράστιους αριθμούς ατόμων και χρησιμοποιούμε στατιστικές μεθόδους και προσεκτικά βαθμονομημένα όργανα. Η εγγενή αβεβαιότητα σε ατομικό επίπεδο μέσος όρος για να παράγει εξαιρετικά προβλέψιμα αποτελέσματα σε μακροσκοπικό επίπεδο.
