Kvantittuvuutta

Kvantittuvuutta on termi, jota käytetään kuvaamaan ilmiötä, jossa järjestelmän ominaisuudet voivat ilmetä vain erillisinä arvoina eikä jatkuvina muuttujina. Käytännössä kvantittuvuus viittaa tilanteisiin, joissa mittaustulokset tai tilojen lukumäärä jakautuvat diskreetteihin, määriteltyihin arvoihin. Koska termi ei ole vakiintunut kaikilla tieteenaloilla, sen tarkka merkitys vaihtelee kontekstin mukaan.

Matemaattisesti kvantittuvuus voidaan mieltää siten, että havaittava suure on spektrin ominaisarvoja: mahdolliset arvot x_i muodostavat joukon, jossa erillisten arvojen väli on vähintään Δx > 0. Tällaisissa järjestelmissä suure ei voi ottaa välivälejä; mittaustulokset palaavat todennäköisyyksillä valitun arvon mukaan. Kvantittuvuus voi johtua luonnon peruslaeista (kuten kvanttisista energiatasojen spektristä) tai teknisestä näytteistys- ja diskretisointiprosessista.

Esimerkkejä kvantittuvuudesta ovat atomien energiatasojen diskreetti spektri, elektronin spin-arvojen diskretit arvot, fotonien energia E = hf sekä digitaalisten järjestelmien amplitudien kvantisointi sekä näytteistysprosessi, jossa jatkuva signaali muunnetaan diskreetiksi arvojen joukoksi.

Rinnakkaisesti termiä käytetään populaarissa keskustelussa kuvaamaan määrällisyyden korostamista: kvantittuvuus voidaan nähdä viitteenä siihen, että tuloksia voidaan esittää vain määrällisin arvoin ja todennäköisyyksin. On huomattava, että kvantittuvuus ei ole standardin termin kuvaus kaikissa konteksteissa; tieteessä käytetään usein kvantisointia tai diskretisointia. Tulosten tarkkuus ja mittausmenetelmän luonne vaikuttavat siihen, miten voimakkaasti kvantittuvuus ilmenee.