آزمايش افشار
Afshar experiment
بور در طول شكل گيري فيزيك كوانتومي
بي مهابا از آن جانبداري ميكرد هر جا به بن بست ميرسيد يا توسط
منتقدان فيزيك كوانتمي به چالش كشيده مي شد با بنا نهادن يك اصل
فلسفي از ايده كوانتومي دفاع ميكرد. وقتي سال 1935 اروين شرودينگر
آزمايش گربه را پيش كشيد( اين آزمايش فكري به آزمايش گربه شرودينگر Schrödinger's
cat نيز
معروف است) و در آن مسئله تاثير اندازهگيري بر يك سيستم و اينكه
چگونه صرف مشاهده ميتواند زندگي يا مرگ گربه را رقم بزند،تناقض
موضوع فرآيند اندازهگيري در فيزيك كوانتومي را با درك عمومي بر
ملا ساخت ولي اين ادعا كه اندازهگيري بر روي يك سيستم كوانتومي
تاثيرگذر است جزء لاينفك فيزيك كوانتومي است كه تاكنون هيچ آزمايشي
آنرا نقض ننموده است.
ولي اين موضوع كه اندازهگيري
خاصيتي از يك سيستم اطلاعات ما را در مورد ساير خواص آن سيستم از
بين ميبرد.در ژوئيه 2004 با اعلام نتيجه آزمايشي كه
پروفسور افشار از دانشگاه روان انجام داد به چالش كشيده شد ايده
ناتواني در اندازهگيري همزمان متغيرهاي مكمل كه از اصل مكمليت
بوهر استنتاج ميشود به طرز جالبي توسط آزمايش افشار رد شده
است.افشار طي انجام يك آزمايش به طور عملي موفق شد كه همزمان ماهيت
موجي و ذرهاي نور را مورد اندازهگيري و مشاهده قرار دهد. نتيجه
اين آزمايش به طور آشكارا با اصل مكمليت در تناقض است بنابراين
هواداران تعبير كپنهاگي يا بايد نتيجه اين آزمايش را در قالب اصل
مكمليت توجيه نمايند يا دست از حمايت از اين اصل بردارند ولي
آنگونه كه مشخص است شق دوم محتمل تر به نظر ميآيد بر همين اساس
تاريخ بارديگر درحال تكرارشدن است و نيمه اول قرن بيست ويكم همانند
نيمه اول قرن بيستم شاهد جدلهاي تازهاي بين هواداران تعبير
كپنهاگي و هواداران واقعيت عيني (اينشتين نيز به واقعيت عيني معتقد
بود و عقيده داشت كه واقعيتها مستقل از اندازهگيري هستند) خواهد
بود.
آيا مكانيك كوانتومي
يك نظريه كامل است؟
مكانيك كوانتومي به خوبي ما را در درك هرچه بهتر از ساختار وخواص
اتمها ، مولكولها ، جامدات و رفتار ذرات
زير اتمي ياري داده است و
هداياي گرانقدري نيز به ما اعطا نمود
ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ
الكتروني – انرژي
هستهاي و... همه و همه نتايج فيزيك كوانتومي است فيزيكي كه بر
پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است. نظريه
كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه
انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي
اينشتين شد وراهش را از سايرين جدا كرد چراكه
طرز فكري كه نسبيتها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به
اينشتين نميداد كه جهان عيني و علّي
را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي
شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه
در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.
همان طور كه براي توجيه پديدهاي عالم ماكروسكوپي فيزيك كلاسيك به
تنهايي ناقص و نارسا است شايد براي بررسي تمام جوانب عالم زير اتمي
فيزيك كوانتومي نيز به تنهايي كافي نباشد و آنجا كه فيزيك كوانتومي
دراندازه گيري همزمان تكانه و مكان ذره به بن بست ميرسد شايد براي
رهايي از اين بن بست نميبايست از اصل عدم قطعيت استفاده ميكرديم
بلكه بايد مكانيك كوانتومي را كامل يا اصلاح مينموديم يا با خلق
روشهاي نوين در رفع اين معضل برميآمديم وبدين
گونه با
تدوين نظريهاي جديد از اتهام طبيعت به سردرگمي و دو شخصيتي (يك
شخصيت علّي
در توجيه وقوع رويدادهاي ماكروسكوپي و ديگري شخصيت غير قابل
پيشبيني و غير قطعي در رويدادهاي زير اتمي )
پرهيز ميكرديم.
ولي در حال حاضر
فيزيك كوانتومي با سرعتي متحير كننده مسير ترقي و شكوفايي خود را
ميپيمايد بيآنكه درجاده هموار خود با مشكل مواجه شود. و
تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك
كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريههاي نسبيت و كوانتوم فراهم
نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريهائي جديد يا ايجاد تغييري درآن
نميبينند.
نگاهي به آينده
نسبيت و كوانتوم به خوبي نشان ميدهند كه اگر
بخواهيم از اسرار دروني عالم آگاه شويم چه در ريزترين اجزاء آن و
چه در بزرگترين اجسام آن(كهكشانها) بايد دالان هاي پيچ در پيچ
زيادي را طي كنيم، نسبيت
عام ، اصول
و معادلات فيزيك كوانتومي بردشواري اين مسير دلالت دارند ولي چيزي
كه مسلم است اين است كه هرچه به عمق اين اسرار نفوذ ميكنيم عدم
قرابت و همخواني آنها با عقل
سليم بيشتر ميشود
و شايد
از تركيب همين تضادهاست كه واقعيتهاي قابل مشاهده شكل ميگيرند و
طبيعت در ظاهر (فيزيك كلاسيك) چنين ساده وبي آلايش به نظر ميرسد.
شايد اين گونه
نيز نباشد
و ما لقمه را دور سر خود پيچاندهايم اگر روزي انسان موفق به خلق
يك نظريهاي شود كه همه چيز را از اتم تا انحناي فضا- زمان تا خلقت
عالم و حركت با سرعتهاي فوق العاده و...را توضيح دهد آن هنگام
خواهد بود( كه ما ميتوانيم در مورد رفتار طبيعت قضاوت كنيم و او
را به سادگي يا پيچيدگي متهم سازيم.ناتواني نسبيت در تراكم
هاي فوق العاده زياد ماده و انرژي (لحظه آغاز خلقت كائنات
و سياهچالهها) عدم توانايي فيزيك كوانتوم در پيش بيني رفتار يك
ذره در مقياس زير اتمي به تنهايي و عدم
آگاهي از ماهيت برخي از ذرات زير اتمي (مانند
نوترينو) ناتواني نظريههاي فعلي در آشكار ساختن وقايع ورويدادهاي
نخستين خلقت و بي اطلاعي از
ماهيت برخي از پديدههاي موجود در عالم همانند ماده تاريك و انرژي
تاريك و برخي ديگر از معماهاي كنوني همه وهمه به طور آشكار ناقص
بودن نظريههاي امروزي را
نشان ميدهند.گرچه نسبيت خاص و عام و فيزيك كوانتومي و كلاسيك
مشكلات عديدهاي از پيشپاي بشر برداشتهاند و هركدام مانند يك
چراغ مسير تاريك حركت بشر را روشن نمودنند و رسيدن او را به جايگاه
امروزي موجب شدند ولي براي گذر از مسير پر رمز و راز و صعب العبور
امروزين ما نياز به يك نورافكن داريم نور افكني كه تمام زواياي
پنهان طبيعت را روشن سازد و از ريزترين جزء طبيعت تا بزرگترين آنها
را پوشش دهد ، دور
نيست كه اين خواسته بشر با اتكا به اراده وهوشي كه در او نسبت به
ساير جانوارن وجود دارد عملي گردد.
اهواز-
قاسم رضايي
تيرماه
84
منابع
داخلي – سيرتكاملي ساختمان اتم- فيزيك پايه جلد 4 – فيزيك كوانتومي
– فراسوي اينشتين-
- فيزيك كوانتومي خيال يا
واقعيت- فيزيك هسته اي - ...
منابع خارجي - The
mathematical foundations of quantum mechanics-A
history of quantum mechanics-
نقل از پارس اسکای
نویسنده : قاسم
رضايي راد