havainnoitavien

Havainnoitavien suureiden käsite viittaa fysikaalisia suureita, joita voidaan havaita tai mitata järjestelmässä. Termiä käytetään sekä klassisessa että kvanttisessa fysiikassa sekä yleisemmin tieteellisessä kontekstissa kuvaamaan niiden ominaisuuksien luokkaa, joiden arvoja voidaan kokeellisesti todentaa tai päätellä mittausten perusteella. Käytännössä havainnoitavien suureiden määritelmä liittyy siihen, mitä voidaan määrätä tutkimuksen kohteesta ja miten mittaustulokset tulkitaan teoreettisesti.

Klassisessa fysiikassa havainnoitavat suureet ovat reaalilukuarvoja funktioita siitä, miten järjestelmä on koostettu (esimerkiksi paikka, nopeus, energia). Niiden arvoja voidaan pitkiä aikoja seurata ja ne voidaan määritellä tarkasti ilman, että toisiin suureisiin kohdistuvat mittaukset häiritsevät tulosta merkittävästi.

Kvanttifysiikassa havainnoitavat suureet vastaavat Hermitian-operatorien spektriä. Mittaus antaa operaattorin spektrin arvon, ja tuloksen todennäköisyys määräytyy Bornin sääntöjen mukaan. Useat suureet eivät voi olla samanaikaisesti tarkasti määriteltyjä, mikä johtuu mittojen mittausperiaatteista ja kommutoinnista. Tämä ero klassisen ja kvanttisen käsityksen välillä on keskeinen osa kvanttimekaniikan havaittavien suureiden luonnetta.

Käytännössä havainnoitavien suureiden määritelmä riippuu teoreettisesta kehyksestä ja operatiivisesta määritelmästä: ne ovat suureita, joiden mittaamisesta ja tulkinnasta muodostuu kokeellisesti todennettavissa olevia faktoja. Havainnoitavien suureiden käsite on keskeinen sekä kokeellisessa tutkimuksessa että teoreettisessa mallinnuksessa.