Pengamatan dalam Mekanika Kuantum

Mekanika klasik memberi hasil tidak akurat dalam membahas gerak benda-benda mikroskopik, misalnya atom, tetapi tetap sukses untuk analisis gerak benda-benda makroskopik. Pengertian mikroskopik dalam skala atomik merupakan hal yang mutlak (tidak bersifat relatif). Secara praktis, benda dikategorikan mikroskopik apabila fenomenanya tidak lagi dapat dijelaskan oleh mekanika klasik.

Pengamatan yang dilakukan dalam lingkup mekanika klasik tidak menngganggu keadaan sistem. Hal ini berbeda dengan pengamatan yang dilakukan dalam lingkup mekanika kuantum, sebab pengamatan berarti mengganggu keadaan sistem.

Sebagai contoh dalam aplikasi persamaan Maxwell, digunakan asumsi bahwa arus listrik dan medan dapat diukur secara bersamaan tanpa masalah, tidak terjadi perubahan nilai akibat urutan pengamatan. Secara prinsip, berdasarkan mekanika klasik, ketidak pastian pengukuran dapat dikoreksi, misalnya dengan melakukan pengamatan berkali-kali.

Pengamatan yang paling sederhana adalah melihat sesuatu. Agar suatu benda dapat dilihat, maka harus ada cahaya yang jatuh pada benda tersebut. Dalam skala mikro, menjatuhkan cahaya pada benda berarti membombardirnya dengan foton. Jika pengamatan dimaksudkan untuk menentukan posisi benda secara akurat, misalnya, maka panjang gelombang cahaya yang dijatuhkan haruslah cukup kecil, berarti frekuensinya mesti cukup besar. Dengan demikian energinya juga berarti besar. Pada gilirannya, melakukan pengamatan, apabila sistemnya kecil, berarti mengganggu sistem tersebut. Karena itu, ada keterbatasan ketepatan pengamatan yang ditimbulkan oleh sistem yang diamati. Keterbatasan ini tidak mungkin dieliminasi dengan p memperbaiki teknik pengamatan/pengukuran. Dalam upaya untuk mengerti akibat gangguan terhadap system dan respon sistem terhadap gangguan yang diberikan, kita memerlukan teori baru, yakni mekanika kuantum.

Dengan uraian di atas, tampak bahwa fisika kuantum bermaksud menganalisis problema yang cukup rumit. Masalah kemudian adalah bagaimana menyusun teori fisis tentang informasi yang diperoleh dengan cara yang tampak janggal. Hal yang mencengangkan adalah bahwa ternyata teori kuantum cukup rapi dan mampu menjelaskan banyak gejala yang tak terjelaskan secara klasik, bukan karena secara mendasar berbeda konsep dengan mekanika klasik.

Point pertama dari mekanika kuantum adalah pengaruh yang ditimbulkan oleh pengamatan ter hadap sistem; pengaruh ini tentu muncul secara eksplisit dalam teori. Terdapat 2 sifat utama pengamatan

Untuk setiap pengukuran (pengukuran energi, momentum dan posisi) terdapat himpunan bilangan yang bersesuaian dengan semua hasil yang mungkin dari pengukuran bersangkutan. Bilangan-bilangan itu dapat memiliki harga kontinu atau harga diskret, misalnya spektrum energi atom hidrogen.
Andaikan terdapat dua jenis pengukuran, yakni pengukuran A dan B. (Misalnya A untuk pengukuran posisi, dan B untuk pengukuran momentum). Kita simbolkan pengukuran B diikuti oleh A sebagai AB, dan BA menyatakan urutan pengkuran sebaliknya. Oleh karena masing-masing pengukuran dapat mengganggu hasil pengukuran lainnya, maka dua urutan pengukuran tersebut memberi hasil berbeda. Secara umum disimbolkan sebagai





Nilai dari sajian ini tentu saja berhubungan dengan harga gangguan yang tak terhindarkan yang disebutkan sebelumnya. Point inilah dan dengan interpretasi ini pula mekanika kuantum memperkanalkan suatu tetapan dalam rangka mengkuantisasi batasan mutlak antara mekanika klasik dan mekanika kuantum. Dari teori kuantum lama, tetapan ini tiada lain adalah tetapan Planck .