اَبا اِباد

مکاتب فکری فیزیک کوانتوم

مکاتب فکری فیزیک کوانتوم

در جولای ۱۹۲۶، فیزیکدان بزرگ آلمانی مکس برن، قانونی را ارائه داد که به یکی از مهم‌‌ ترین فرضیات فیزیک کوانتوم تبدیل شد. این قانون که به قانون برن شناخته می‌شود، به ما گفت که تابع موج یک ذره، چه اطلاعاتی راجع به یک ذره به ما می‌دهد. این قانون به عنوان تفسیر آماری برن نیز شناخته می‌شود. طبق این قانون، مجذور تابع موج یک ذره، احتمال یافتن یک ذره در یک مکان و یک زمان را به ما می‌گوید.

به این موضوع دقت کنید، مجذور تابع موج فقط به ما می‌گوید که با احتمال فلان درصد، ذره اینجا حضور دارد. این با شناخت ما از جهان متفاوت است. ما وقتی از پنجره به کوچه نگاه می‌کنیم، مکان دقیق یک خودرو را می‌بینیم و اگر حرکت کند، مکان بعدی آن را نیز می‌توانیم با دقت بگوییم. اما با استفاده از مکانیک کوانتومی، ما فقط می‌توانیم‌ بگوییم این ذره با این احتمال، در این زمان، در این مکان یافت می‌شود.

همانطور که می‌بینید این تفسیر آماری موجب یک عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی‌ می‌شود. چرا که حتی اگر شما دقیقا تابع موج یک ذره را بدانید، در حالیکه این تابع موج، همه‌ی چیزی‌ست که شما نیاز دارید راجع به ذره بدانید، باز هم نمی‌توانید به طور دقیق بگویید که خروجی یک آزمایش ساده که مکان ذره را اندازه گیری می‌کند، دقیقا چه خواهد شد. تمام چیزی که مکانیک کوانتومی به شما می‌دهد، یک سری اطلاعات آماری و احتمالاتی‌ست. این عدم قطعیت، برای فیزیکدانان و فیلسوفان، بسیار آزاردهنده بوده و ذهن اندیشمندان زیادی را به خود مشغول کرده است.

سوال این است که آیا این عدم قطعیت، یک واقعیت موجود در طبیعت است یا اینکه یک نقص در مکانیک کوانتومی؟

اجازه دهید سوال را تغییر دهیم. فرض کنید ما مکان یک ذره را اندازه گیری کردیم و ذره را در فلان نقطه‌ی الف پیدا کردیم؛ آیا ذره درست پیش از اندازه گیری ما آنجا بود یا نه؟ در پاسخ به این‌ سوال، سه مکتب فکری اصلی شکل گرفت:

اول – واقع گرایی. این مکتب فکری که اینشتین از طرفداران آن است، می‌گوید درست قبل از آزمایش، ذره در همان نقطه‌ی الف بوده است. اینکه ما با مکانیک کوانتومی نتوانستیم درست پیش بینی کنیم که ذره در نقطه‌ی الف بوده است، به خاطر ناقص بودن مکانیک کوانتومی‌ است نه احتمالاتی بودن طبیعت.

دوم – ارتدکس. این مکتب که به عنوان تفسیر کپنهاگ نیز شناخته می‌شود، بیشترین طرفدار را دارد و از جمله مهم‌ترین طرفدارانش، نیلز بور است. این تفسیر می‌گوید، تا پیش از اندازه گیری، ذره در واقع هیچ کجا‌ نبود. عمل اندازه گیری بود که ذره را مجبور کرد در نقطه‌ی الف خود را نشان دهد، اما نپرسید که ذره چرا نقطه‌ی الف را انتخاب کرد. اندازه گیری بود که به ذره خاصیت مکانی اختصاص داد.

سوم. ندانم گرایی یا آگنوستیک. از پاسخ دادن خودداری کنیم. این سوال، که ذره قبل از اندازه گیری کجا بود، اساسا یک سوال متافیزیکی‌ست. اگر کسی بگوید ذره تا قبل از اندازه گیری در فلان نقطه‌ بوده، تنها راهی که برای بررسی صحت ادعای او وجود دارد، باز هم اندازه گیری است. در حالیکه شما می‌خواهید بدانید ذره قبل از اندازه گیری کجا بوده است. پس شما راجع به چیزی سوال‌ می‌پرسید که قابل آزمایش نیست. اما اینکه خروجی هر تفسیر چه خواهد بود، در این نوشتار نمی‌گنجد و در نوشتارهای دیگری بدان خواهیم پرداخت.

– اَبا اِباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *