آيا خلاء تهي است؟ ميدان هيگز و انرژي تاريک

آيا خلاء تهي است؟ ميدان هيگز و انرژي تاريک

 

مسائل موجود در شناخت سرشت واقعي «خلاء» را فيزيکدان نظري آلوارو دو روخواد(Alvaro de Rujula)  از مرکز اروپايي پژوهش هسته‌اي – سرن در ژنو ، سوئيس و استاد فيزيک دانشگاه بوستون در گردهماييEPL «فيزيک در زمان ما» که در ما مه در پاريس برگزار شد، بررسي کرده است.او مي‌گويد: « معلوم شده است که خلاء تهي نيست. خلاء با نيستي فرق دارد،‌ شگفت اين که از تمام « مواد» شناخته شده درک ما از خلاء از همه کم‌تر است.»

 

به نظر مي‌رسد که از ديدگاه کيهان‌شناسي خلاء داراي نوعي چگالي انرژي باشد، که « انرژي تاريک» يا « ثابت کيهان شناختي» ناميده مي‌شود که مسئول انبساط شتابدار مشاهده شده‌ي عالم است. از نظر فيزيک ذرات بنيادي، « ميدان هيگز» که به اسم پيتر هيگز(Peter Higgs)  فيزيکدان نام‌گذاري شده است- در خلاء نفوذ  مي‌کند. در مدل استاندارد فيزيک ذرات (که دنياي زير اتمي را براي بيش از 30 سال به صورت موفقيت‌آميز ترسيم کرده است)، جرم همه‌ي ذرات در نتيجه‌ي بر هم کنش با اين ميدان به وجود مي‌آيد.

 

همين‌طور بايد بتوان برانگيختگي‌هاي ميدان هيگز را به صورت ذره‌اي موسوم به «بوزون هيگز» مشاهده کرد. بنابراين آشکارسازي ذره‌ي هيگز- تنها ذره‌ي موجود در مدل استاندارد که به صورت تجربي مشاهده نشده است- يکي از چالش‌هاي مهم فيزيک ذرات کنوني است. دانشمندان اميد دارند که ذره‌ي هيگز را با استفاده از برخورد دهنده‌ي هادروني بزرگ سرن (LHC) آشکار سازند که انتظار مي‌رود در نوامبر امسال به کار بيفتد. LHC بزرگ‌ترين شتاب‌گر ذرات جهان خواهد بود که پروتون‌ها رابا انرژي کلteV (ev 10¹²* 16) به پروتون‌هاي ديگر مي‌کوبد تا چيزي را توليد کنند که فيزيکدانان اميدوارند يک عالمه ذرات جديد، از جمله ذره‌ي هيگز باشد.

 

LHC در جست‌وجوي ذرات فرضي ديگری به غير از بوزون هيگز است که « فيزيک‌ فراتر از مدل استاندارد » ناميده مي‌شود و « ابر تقارن» ايده‌ي نويدبخش آن است. بسط‌هاي اَبَر متقارن مدل استاندارد پيش‌بيني مي‌کنند که تمام ذرات بنيادي مانند کوارک‌‌ها، فوتون‌ها و الکترون‌ها داراي «بستگان» موسوم به «اَبرَ يار » هستند که هنوز کشف نشده‌اند.

 

بزرگ‌ترين دستاورد دکتر دو روخولا تاکنون شناخت جرم ذرات متشکل از کوارک‌ها با همکاري شلدون گلاشو(Sheldon Glashow) و هوارد گئورگي(Howard Heorgi) بوده است. او گفت که « من با همکاري آرنون (Arnon Dar) و شلومودادو(shtomo Dado) اخيراً مسأله اصلي اختر فيزيک انرژي‌هاي بالا يعني فوران‌هاي پرتوگاما و پرتوهاي کيهاني را نيز حل کرده‌ايم، اما اختر فيزيک‌دانان (هنوز) با آن موافقت نکرده‌اند.

 

دکتر دو روخولا در نگاه به آينده اميدوار است که ال اچ سي« چيزي بنيادي » را به ما بياموزد. او مي‌گويد « به غير از يافتن ذره‌ي هيگز، اين امکان وجود دارد که برخورد دهنده « ماده‌ي تاريک» را توليد کند که ذراتي هستند که به طور غيرمستقيم در عالم مشاهده شده‌اند. با اين همه ،‌حتي اگر هيچ کدام از اين‌‌‌ها يافته نشدند،‌ LHC هنوز جالب توجه خواهد بود، زيرا نشان خواهد داد که درباره‌ي خلاء چيزي نمي‌دانيم . قبل از يک انقلاب علمي اغلب عدم شناخت کامل وجود دارد.» 

   

ترجمه : دکتر منیژه رهبر
منبع:http://physicsdeptm15.150m.com/

 

 

تله پورت چیست؟

تله پورت چيست؟انتقال انسان و اشياء بصورت نور

طرفداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا علاقه فراواني به درك چگونگي تله پورت دارند. در اين سريال هنرپيشگان فيلم پس از قرار گرفتن در نقطه ‌اي از سفينه اينترپرايز كه ترانسپورتر نام دارد خود را در يك آن به اتاقي ديگر، سياره‌ اي ديگر و يا كهكشاني ديگر مي‌فرستند..

نويسندگان داستانهاي علمي ــ تخيلي به اين تكنولوژي تله پورت نام داده ‌اند و در آن تمام ذرات جسم انسان از يك موقعيت جغرافيايي به موقعيت ديگري در كهكشان ارسال شده و در مقصد همان جسم با مشخصات واقعي مجدداً بازسازي مي‌شود. چگونگي عمليات انتقال كوانتمي در داستانها و فيلمهاي سينمايي و تلويزيوني توضيح داده نشده است. ولي عموماً به اين صورت اتفاق مي‌افتد كه در ابتدا اطلاعات مولكولي اجسام را اسكن كرده و پس از ارسال به مقصد، اطلاعات دريافت شده كاملا شبيه اصل بازسازي مي‌شود. در مرحله آخر مونتاژ اطلاعات دريافتي لزوماً نبايد از مواد جسم اصلي استفاده شود و مي‌توان از اتمهايي كه به نسخه اصلي شباهت دارند استفاده كرد. دستگاه تله پورت در داستانهاي خيالي شباهت كامل به دستگاههاي فكس كنوني دارد و تفاوت آن در توانايي اسكن اجسام به صورت سه بعدي و از بين بردن همزمان اطلاعات اصلي اجسام است. تله پورت كوانتومي به انتقال ذرات اطلاعات كامپيوتري كه كيو بيت

Quantum bits

نام دارند اطلاق مي‌شود. علت نامگذاري اين تكنولوژي به تله پورت انتقال اجسام تبديل شده به كيو بيت به يك محل ديگر است.
علم با تئوري داستانها خيالي سريال پيشتازان فضا موافق نيست اما در دهه گذشته دانشمندان قدمهاي بزرگي در بخش تله پورت كوانتوم برداشته ‌اند. در ابتدا با موضوع تله پورت به صورت جدي برخورد نمي‌شد و دليل آن عدم اطمينان دانشمندان از مكانيسم اصول كوانتوم و عدم امكان اندازه گيري در مراحل اسكن و ارسال تمام ذرات اطلاعاتي اسكن شده يك اتم به مقصد بود. به زباني ساده تر آن چه كه با استفاده از تكنولوژي كوانتوم در مبدا اسكن مي‌شد قادر نبود مشابه خود را در مقصد مجدداً بازسازي كند. سرانجام گروهي شامل 6 محقق و دانشمند از كشورهاي مختلف براي مشكل اسكن كوانتومي يك راه حل منطقي يافتند. آنها با استفاده از تكنيكي كه «انشتاين ــ پودالوسكي ــ روسن» نام دارد به مشكلات انتقال اطلاعات با كوانتوم خاتمه دادند.
در سال 1993 اين 6 دانشمند كه چارلز اچ بنت از آي بي ام و ويليام ووتر فيزيكدان دانشگاه ويليامز ماساچوست عضو آن بودند موافقت اصولي خود را با امكان ساخت نوعي تله پورت جهت انتقال اشياء در صورت از بين بردن نسخه اصلي ابراز داشتند. پس از گذشت يك سال پروژه تله پورت به صورت آزمايشي در سيستم‌هاي گوناگون آغاز شد. در ابتداي پروژه يك فوتون، منبع نور منسجم، چرخش هسته‌ اي و يون محصور شده مورد آزمايش قرار گرفت.
ويليام ووتر در سال 1993 در مقاله ‌اي انجام تئوري تله پورت به طريق كوانتوم را عملي دانست. به نظر او تنها اطلاعات كوانتومي مي‌تواند ضمن جابجايي اجسام نسخه اصلي را در مقصد از بين برده و اجازه تكثير و يا كپي برداري از آن را ندهد. اطلاعات كوانتومي اشيا را جسم تلقي مي‌كند و نمي‌تواند بدون نابود كردن اصل شبيه آن را مجدداً خلق كند. تفاوت بين فكس و تله پورت در اين است كه دستگاه فكس نسخه ناقص غير دقيق و مبهمي را چاپ مي‌كند و نسخه اصلي را دست نخورده باقي مي‌گذارد.
ووتر و همكارانش نشان دادند از مشكلات اصولي كوانتوم عدم توانايي در اندازه گيري و اسكن دقيق ذرات بسيار ريز اتم در مبدا است كه سبب مي‌شود مشابه جسم در مقصد دقيقاً مانند اصل آن نباشد. ووتر با ارائه تئوري ديگري كه از فرضيه

Spooky action at a distance

«عمليات شبح و روح در فاصله دور» الهام گرفته اعتقاد دارد اگر 2 ذره را با هم ارتباط داده و درگير كنيم، آنها در موقعيتي قرار خواهند گرفت تا مانند يك شي عمل كنند. هر عمل و تغييري كه در اصل يكي از آنها وارد كنيم دقيقاً منجر به ايجاد همان تغيير در ديگري خواهد شد اگر چه فاصله بين دو ذره بسيار زياد باشد

Entanglement

روش درگيري در ارتباط دو ذره اطلاعاتي دور از هم است. پس از برش فوتون و تقسيم آن به دو قسمت، فوتون‌ تقسيم شده در جهت مخالف ديگري به حركت درآمده و در واقع تله پورت مي‌شود در چنين شرايطي انجام هر تغييراتي در فوتون اوليه فوتون دوم را هم تحريك كرده و اثرات تغيير در آن هم مشاهده خواهد شد.
ساموئل برانشتاين تئوري ووتر را تائيد كرده و آن را به گونه ديگري توضيح مي‌دهد. او مي‌گويد فرضيه درگيري و ارتباط ذره ‌ها با يكديگر مانند رابطه عاشقانه بين دو زوج است كه كاملاً به خصوصيات اخلاقي طرف ديگر خود آشنا هستند و مي‌توانند به جاي ديگري به هرگونه سئوالي پاسخ دهند اگر چه در ميان آنها هزاران مايل فاصله باشد.
از ديگر موفقيت‌هاي تئوري تله پورت در سال 1993، انتقال تعدادي كيو بيت با كمك فوتون از يك آزمايشگاه واقع در زيرزمين دانشكده پزشكي به آزمايشگاهي ديگر در فاصله 2 كيلومتري است. اين آزمايش به نام گيسين از ديگر اعضاي تيم فيزيكدانان و 20 تن از دانشجويان فارغ ‌التحصيل بخش تحقيقات دانشگاه ژنو كشور سوئيس به ثبت رسيده است. گيسين يك سال پس از آن به ركورد ديگري دست يافت و توانست با موفقيت يك فوتون را در مسافت 4 مايلي جابجا كند.
ابتدا در سال 1997 و سپس در سال 1998نيكلاس گيسين در راس تيمي از دانشمندان موفق به انتقال اولين حجم نوري 2 بعدي به نقطه ‌اي ديگر (از يك گوشه ميز به گوشه ديگر ميز) شد.
ساموئل برانشتاين پرفسور مشهور رشته انفورماتيك دانشگاه بنگور ولز انگلستان انجام آزمايشهاي موفقيت آميز گيسين را قدم مهمي در رسيدن به هدف تله پورت دانست.
تله پورت در صورت رسيدن كامل به اهداف آن براي انسان بسيار مفيد خواهد بود. نيكلاس گيسين مي‌گويد با تكنولوژي فعلي تله پورت يك بعد فيزيكي مانند مداد بيشتر به رويا شباهت دارد و واقعيت اين است كه برخلاف داستانهاي خيالي، دانشمندان حتي راجع به انتقال انسان فكر هم نمي‌كنند. در آينده نزديك از كوانتوم در بخشهاي گوناگون علم و در حل مشكلات روزانه اشخاص و كسب و كار، كامپيوتر، تلفن راه دور، ارتباط با اينترنت، سيستم‌هاي امنيتي، نقل و انتقال الكترونيكي وجوه بانكي و راي گيري الكترونيكي استفاده خواهد شد.
آنتون زيلينگر فيزيكدان دانشگاه وين در اتريش از اعضاي تيم تله پورت كوانتومي در سال 1997 بود. او اعتقاد دارد تكنولوژي كوانتوم در آينده نزديك ابتدا كامپيوتر و روشهاي ارتباطي و مخابراتي را متحول خواهد ساخت؛ تغييراتي مانند ارسال پيامهاي سري سوار بر امواج فيبر نوري توسط كامپيوتر جهت گشودن اسامي رمز بدون ترس از دستيابي شخص و يا كامپيوتر ديگري به آن رمز دور از ذهن به نظر نمي‌رسد.

پس از موفقيت تيم فيزيكدانان دانشگاه ملي اتريش در تله پورت نور از يك آزمايشگاه به آزمايشگاه ديگر دكتر ديويد وايت هاوس، سردبير بخش اخبار علمي بي بي سي به تعدادي از سئوالات شنوندگان خود در مورد جابجايي به راه دور پاسخ گفت.

جابجايي نور چه اثري بر زندگي مردم دارد؟

كامپيوترهاي بسيار سريع آينده بر اساس تشعشات نوري با به كارگيري انرژي اتم و يا مكانيسم كوانتوم طراحي خواهند شد و استفاده از نور و كوانتوم سرعت كامپيوترها را بيش از يك تريليون بار افزايش خواهد داد.

تله پورت انسان در سريال

Star Trek

چگونه انجام مي‌شود و آيا شباهتي با موفقيت‌هاي دانشمندان فيزيك دارد؟

در آن فيلم بدن انسان به ميلياردها ذره اطلاعاتي تبديل شده و پس از تله پورت، در مقصد كيوبيت‌ها مجدداً بازسازي شده و شخصيت و هويت هنرپيشه اصلي از بين رفته و كپي آن به زندگي ادامه مي‌دهد. اين تئوري هيچ شباهتي با فرضيه هاي دانشمندان ندارد

آيا زماني خواهد رسيد كه ما بتوانيم اشياء را به حركت در آوريم؟

با تكنولوژي موجود جواب منفي است. به نظر مي‌رسد جابجايي فوتون كه فاقد وزن است بيشترين موفقيت ما تا امروز بوده است. در چند سال آينده ما قادر خواهيم بود يك اتم را تله پورت كنيم، برخي از دانشمندان از آن هم فراتر رفته و مي‌‌گويند در آينده نه چندان دور ما شاهد جابجايي ويروس از يك نقطه به نقطه ‌اي ديگر خواهيم بود.

آيا سرانجام روزي خواهد رسيد تا انسان تله پورت شود؟

براي تله پورت انسان به دانشي بيش از آنچه كه اكنون در اختيار است احتياج داريم. ما بايد موقعيت دقيق هر اتم انسان را بدانيم تا مقدمات تله پورت انسان فراهم شود. اين تعداد اتم شايد بيش از عدد 1 با 19 صفر در مقابل آن باشد. براي جابجايي چنين اطلاعاتي با سريعترين سيستم ارسال موجود ما به زماني بيش از عمر كهكشان خود نياز داريم كه در حدود 15 ميليارد سال است. از مشكلات ديگر تله پورت انسان، مسائل حقوقي آن است به طور مثال اگر قرار باشد پس از تله پورت اصل نابود شود، آيا از بين بردن اصل جنايت تلقي مي‌شود؟ و يا چه كسي و يا سازمان مي‌تواند تطابق كامل ميان نسخه اصلي و بازسازي شده را تضمين كند؟
به هرحال دوستداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا احتمالاً بايد زمان زيادي را در انتظار باشند تا روياي تله پورت به واقعيت بپيوندد.

منبع :cph-theory.persiangig.ir

در مکانیک کوانتمی بر خلاف مکانیک کلاسیکی نیوتنی جهان قابل اندازه گیری نیست!

مطالعه‌ي فيزيك كوانتمي در سال 1900 آغاز شد؛ ماكس پلانك براي اولين بار مفهوم آن را به جهان علم معرفي مي‌كند. آلبرت اينشتين با اينكه خود از اولين كساني بود كه ايده كوانتوم را مطرح كرده‌است، هيچوقت نتوانست فيزيك كوانتوم را به عنوان يك تئوري كامل بپذيرد، بلكه آنرا تنها يك تبيين مي‌دانست.بعد هايزنبرگ اصل عدم قطعيت را مطرح كرد به اين معنا كه ما فقط با مشاهده‌ي جسم كوانتمي رفتار آن ماده را تغيير مي‌دهيم. لذا هرگز نمي‌توانيم به طور كامل طبيعت جسم كوانتمي يا خواص آن را همچون سرعت و موقعيت آن مطمئن شويم.
تئوري آگاهي كوانتومي مدعي است كه فيريك كلاسيك نمي‌تواند آگاهي را بطور كامل تبيين كند. مدافعين آگاهي كوانتومي استدلال مي‌كنند كيفيات ادراكي مثل صدا، مزه و بويايي و تجارب دروني آگاهي يعني حافظه و رويا ديدن را كه قسمت ضروري تجارب انساني مي‌باشند، به دليل عدم تبيين رضايت بخش توسط فيزيك كلاسيك نمي‌توان ناديده گرفت، لذا همواره در تلاشند تا با تكيه بر كوانتوم مدرن پرده از اسرار اين معماي پيچيده بردارند.
در مكانيك كلاسيكي جهان قابل اندازه گيري است. اگر موقعيت و سرعت اوليه مجموعه‌اي از ذرات مشخص باشد، آينده آن ذرات قابل پيش بيني است اما در فيزيك كوانتوم هيج راهي براي تعيين حالات واقعي جهان وجود ندارد.
شايعترين تفسير استاندارد از مكانيك كوانتوم تفسير كپنهاگي است كه توسط بوهر و هايزنبرگ ارائه شده‌است. از نقطه نظر كوانتوم كپنهاگي تابع موج فقط احتمال حضور ذره كوانتومي در فضا – زمان را نشان مي‌دهد. از اين رو اين امواج احتمالاتي در طول زمان با توجه به معادلات ارائه شده پخش مي‌شوند، ليكن وقتي مشاهده‌اي رخ مي‌دهد اين امواج در يك نقطه خاص متمركز مي‌شود و هويت ذره‌اي موج كوانتومي پديدار مي‌گردد، كه معني اين ادعا اين است كه مشاهده، يك ذره را در يك جايگاه واقعي قرار مي‌دهد،چرا كه در آن لحظه، ذره بوسيله موج احتمال منتشر قابل تبيين نيست. از اينرو در مكانيك كوانتومي، مشاهده نقش منحصربه فردي بازي مي‌كند (برخلاف مكانيك نيوتني كه مشاهده يك اتفاق در ديناميك پديده‌ها است و فيزيك به كار خود ادامه خواهد داد چه اندازه گيري شود و چه نشود؟). اما در اين زمينه سؤال مهمي مطرح مي‌شود كه: يك اندازه گيري شامل چه چيزهايي است؟ آيا حتماً اين عمل به صورت آگاهانه صورت مي‌گيرد (يعني بايد يك مشاهده گر هوشمند حضور داشته باشد)؟چرا كه اگر سيستم اندازه گيري، يك سيستم فيزيكي ديگر باشد، باز پديده قابل توصيف بوسيله يك تابع موج خواهد بود. بنابراين دليلي براي تقليل تابع موج وجود ندارد. از ديدگاه كپنهاگي، مكانيك كوانتوم تنها براي پيش بيني احتمال حالات مختلف قبل از مشاهدات خاص، كاربرد دارد. آنچه كه يك مشاهده را تشكيل مي‌دهد، مستقيما توسط تئوري مشخص نمي‌شود، بلكه رفتار سيستم بعد از مشاهده كاملا متفاوت از رفتار معمولي آن مي‌باشد. طي مشاهده، تابع موج كه سيستم را توصيف مي‌كند به يكي از چندين حالت مختلف تقليل مي‌يابد. از اينرو اگر مشاهده‌اي صورت نگيرد اين تقليل رخ نخواهد داد.

خارج از معماری - آگاهی، جهان فیزیکی را دگرگون می‎ ‎‏کند

خارج از معماری
آگاهی، جهان فیزیکی را دگرگون می­کند 
Outside the Architecture Knowledge Transform the Physical World

رویه شکل گیری یک چیز قبل از اینکه ماده، شکل خارجی به خود بگیرد شروع می­شود. فیزیکدانان کوانتوم آن را فاز "پیش ماده" می­نامند؛ تابع موج کوانتومی. اگرچه تابع موج کوانتومی با دقت بالایی قابل محاسبه است اما نمی­توان آن را ماده به حساب آورد. در واقع هیچ چیز نیست. امواج کوانتومی قادر به حرکتند و بسیار بسیار سریع حرکت می­کنند؛ در حقیقت آنها می­توانند سریع­تر از نور حرکت کنند. این بدان مفهوم است که آنها قادرند در زمان رو به عقب یا رو به جلو حرکت کنند. فیزیکدانها ذراتی را که قادر به حرکت سریع­تر از سرعت نور هستند (اگر چنین چیزهایی در واقع وجود داشته باشند)، "تاکیون" می­نامند.
    
 انیشتین و فیزیکدانهای بعد از او نشان دادند هر چیزی که بتواند سریع­تر از نور حرکت کند را می­توان به صورت توالی زمانی معکوس مشاهده کرد. برخی از ناظران، این توالی زمانی را به صورت نمایش یک فیلم مشاهده می­کنند، در حالی که از نظر بقیه، فیلم بطور معکوس پخش می­شود. هرچند بسیار خارق­العاده و خیالی به نظر می­رسد اما نمونه­های ریاضی چنین چیز­هایی بسیار خوب تعریف شده­اند و می­­توان گفت که حداقل از نظر ریاضی به خوبی درک می­شوند.خاصیت دیگر موج کوانتومی این است که در مکان و زمانی که احتمال وقوع چیزی می­رود نمایان می­شود؛ به عبارت دیگر، معیاری برای احتمال وقوع یک واقعه است. یک تعبیر شگفت انگیز این است که بگوییم این احتمال نه تنها در ذهن ما وجود دارد بلکه در فضا و زمان حرکت می­کند. به عبارت دیگر، این موج هم درون ذهن ما و هم خارج از آن در جهان قرار دارد. بطور خلاصه، موج کوانتومی، موجی از احتمال است که با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت می­کند و ذهن ما را به جهان مادی پیوند می­زند.به نظر من، اندیشه موجب تغییر شدت موج کوانتومی می­شود. بدین ترتیب، شدت موج کوانتومی معیاری برای احتمال وقوع رویدادهاست. به عقیده من، هرچه آگاهی و هوشیاری فرد مشاهده کننده بیشتر باشد، احتمال وقوع رویداد هم بالاست. "یوجین ویگنر" یکی از اولین فیزیکدانانی بود که گفت آگاهی، موج کوانتومی و درنتیجه جهان فیزیکی را دگرگون می­کند. او که در سال 1967 جایزه نوبل را برد چنین می­نویسد:در مکانیک کوانتومی، آگاه بودن باید نقش متفاوتی نسبت به ابزارهای اندازه­گیری بی­جان داشته باشد. به عبارت دیگر، آنچه یک فرد حین عمل متقابل به دست می­آورد و نتیجه مشاهده نامیده می­شود، تابع موج سیستم را تغییر می­دهد. به علاوه، تابع موج تغییر یافته قبل از دریافت اثر عکس­العملی که وارد آگاهی­اش شده است، غیر قابل پیش بینی است. ورود یک اثر و به آگاهی درآمدن آن است که تابع موج را دگرگون می­کند، چراکه این امر ارزیابی ما را از احتمال تاثیرات متفاوتی که توقع دریافت آنها را در آینده داریم تغییر می­دهد. در اینجاست که آگاهی به صورتی اجتناب ناپذیر و غیر قابل تغییر وارد نظریه می­گردد.خصوصیات و شرایط فیزیکی شیمیایی نه تنها آگاهی را بوجود می­آورند بلکه بطور عمیقی، احساسات (موجودات) را تحت تاثیر قرار می­دهند. اما آیا آگاهی نیز تاثیری بر شرایط فیزیکی شیمیایی دارد؟ به عبارت دیگر، آیا با مطالعه طبیعت می­توان نتیجه گرفت که بدن انسان از قوانین فیزیک طبعیت نمی­کند؟ پاسخ متداول به این پرسش (نه) است. بدن بر ذهن اثر می­گذارد ولی ذهن بر بدن تاثیری نمی­گذارد.درک اینکه "اجسام فیزیکی" و "ارزش­های معنوی" کیفیتی یکسان از هستی­اند تا حدودی باعث آرامش ذهنی من شده است. هرچه باشد، این تنها نگرش شناخته شده­ای است که با ساختار کوانتومی سازگاری دارد.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.
  آرش پوراسماعیل

---

خارج از معماری
کل جهان از یک الکترون ساخته شده است! 
Outside the ArchitectureThe Whole World Is Made Of An Electron !
بنابر نظریه­ای که جان ویلر و ریچارد فاینمن ارائه داده­اند، تمامی اجزاء جهان می­توانند به یک ذره واحد تقلیل پیدا کنند. مثلا یک الکترون را در نظر بگیرید. این ذره کوچک الکتریکی، نه تنها در ساختمان اتم و مولکول، بلکه در سیستم عصبی انسان هم نقش عمده­ای دارد. بدون وجود الکترون، تمامی فعل و انفعالات شیمیایی متوقف خواهند شد. الکترون­ها محکم به پشت صفحه تلویزیون برخورد کرده، سبب انفجارهای کوچکی می­شوند که اخبار عصرگاهی را به شبکیه چشم شما می­رساند. اما چطور امکان دارد تنها یک الکترون در کل جهان وجود داشته باشد.
        پاسخ این است: باید بگذاریم الکترون در زمان به عقب سفر کند! اگر الکترون بتواند این حیله کوچک را به کار بندد، قادر است در دو یا چند نقطه به طور همزمان ظاهر شود و بطور مشابه، می­تواند در تعداد بسیار زیادی از نقاط بطور همزمان حاضر شده و جهان کاملی از الکترون­ها را تشکیل دهد. تصور کنید که می­توانید فقط برای ده ثانیه در زمان به عقب بازگردید. در اینصورت آیا می­توانید در یک زمان در دو نقطه حضور داشته باشید، حضوری واقعی؟ برای درک چگونگی این کار، تصور کنید از دری وارد اتاقی شده و بر روی صندلی می­نشینید و بعد درست در همین لحظه، از صندلی خود بلند شده و قدم زنان به سوی در دیگر حرکت کرده و با کمی فاصله زمانی، خارج می­شوید. حال اگر ساعت­ها برای ده ثانیه بطور معکوس کار کنند، این صحنه از دید ناظران چگونه خواهد بود؟ در نظر بگیرید که ابتدا ده ثانیه مانده به ساعت یک وارد اتاق شده­اید. در ساعت یک از صندلی­اتان بلند شده و از در دیگر خارج می­شوید و ده ثانیه قبل از اینکه صندلی­اتان را ترک کنید به آنجا رسیده­اید. اگرچه این عمل برای شما کاملا عادی به نظر می­رسد ولی برای هر فرد دیگری که در اتاق است، عجیب خواهد بود چون در ساعت 10 ثانیه به یک شما را ایستاده بر هر دو در می­بیند؛ به تعبیر دیگر شما در یک زمان در دو نقطه بوده­اید.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.
  آرش پوراسماعیل

---

خارج از معماری
گستردگی فضا به چه اندازه است؟ 
Outside the ArchitectureExpanse of Space Is How Much?   i
گستردگی فضا به چه اندازه است؟ آیا تا بی­نهایت ادامه دارد؟ انیشتین نه تنها این موارد را روشن کرد، بلکه چگونگی معنی بخشیدن به این گونه پرسش­ها را نیز به ما آموخت. باید بی­طرف باشیم و مشخص کنیم که چگونه می­خواهیم پاسخ را تجربه کنیم. خیال پردازی صرف کافی نیست. اگر قادر به سفری اکتشافی در فضا باشیم، در می­یابیم که فضا هیچ اندازه تثبیت شده­ای ندارد. اندازه فضا متناسب با خواست ماست. بستگی دارد که با چه سرعتی از میان آن عبور کنیم. هرقدر سریع­تر حرکت کنیم، زمان و مسافت حرکت، کوتاه­تر می­شود. این به آن سبب است که بر مبنای نسبیت، ساعت­های در حال حرکت، آهسته­تر کار می­کنند و طول­های در حرکت، در راستای حرکت کوتاه­تر و فشرده­تر می­شوند.
    
مثلا فاصله میان خورشید و زمین حدود 150 میلیون کیلومتر است و زمانی که ناظری بر روی زمین باشیم، 500 ثانیه طول می­کشد تا نور این فاصله را طی کند. حال اگر خودتان این فاصله را طی کنید چه اتفاقی می­افتد؟ به طور حتم، اینکه در چه محدوده زمانی راه را طی خواهید کرد، بستگی به سرعت حرکتتان دارد. طبق نظریه نسبیت، وقتی به سرعت نور می­رسید با موارد حیرت آوری مواجه خواهید شد. فرض کنید با سرعتی معادل ده درصد سرعت نور از زمین به سمت خورشید پرتاب شوید؛ در این­صورت، سفر شما 5000 ثانیه طول خواهد کشید (حدودا 83 دقیقه) ولی زمانی که سرعتتان را افزایش دهید، مدت زمان سفر، سریع­تر از حد انتظارتان کاهش می­یابد. در سرعتی معادل 71 درصد سرعت نور، سفرتان 500 ثانیه طول می­کشد، مشابه زمانی که در نظر افراد ناظر روی زمین طول می­کشد تا نور از خورشید به زمین برسد. در سرعتی معادل 94 درصد سرعت نور، فقط 180 ثانیه درون فضاپیما هستید (3 دقیقه) و با سرعت 99 درصد سرعت نور، فقط یک دقیقه طول می­کشد تا به خورشید برسید. بالاخره اگر قادر به حرکت با سرعت نور باشید، دقیقا زمانی که زمین را ترک می­کنید در خورشید خواهید بود. به هر حال تا هر اندازه، جهان برای ما پهناور به نظر برسد، در مورد نور، گذر از میان آن اصلا زمانی نمی­برد. در سرعت نور، زمان تمام سفرها به صفر می­رسد.         راه دیگر توجیه این مطلب این است که تصور کنید در فضاپیمای خود هستید و کل جهان را با سرعت طی می­کنید. در این حالت، مشاهده می­کنید که زمین از شما دور و خورشید نزدیک می­شود. فاصله زمین تا خورشید مقیاس طولی بسیار بزرگی را می­سازد و همان طور که می­دانید، مقیاس­های در حال حرکت از نطر طولی کوچک می­شوند. اکنون چون شما این مقیاس بزرگ را با سرعتی معادل 99 درصد سرعت نور طی می­کنید، از نظر طولی به 60 ثانیه نوری یا 18 میلیون کیلومتر کاهش می­یابد، اگر سرعت را افزایش بدهید، می­توانید این فاصله را به کمتر از یک قدم کاهش دهید. بنابراین فضا تا چه اندازه گسترده است؟ همان­قدر که ما آن را گسترده بینگاریم. اگر با سرعت نور فکر کنیم، اندازه­اش تا حد نقطه کاهش می­یابد.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.لینک
 آرش پوراسماعیل

---

فیزیکدانان کوانتمی جهان موازی را ثابت کردند!

 

فیزیکدانان کوانتمی دانشگاه کالیفرنیا کشف عجیبی کرده اند که به گونه ای نشان می دهد جسمی که در مقابل یک فرد قرار گرفته و دیده می شود می تواند به صورت همزمان در جهانی موازی نیز وجود داشته باشد. این کشف به واسطه ذره ای کوچک و فلزی انجام گرفته است؛ براده ای به قطر یک تار مو، جسمی که بسیار ریز است اما در عین حال می توان آن را با چشم غیر مسلح نیز مشاهده کرد.دانشمندان این ذره را در کاسه ای مخروطی و تاریک سرد کرده و تمامی هوای اطراف آن را به منظور حذف ارتعاش خارج کردند. سپس محققان ذره را مانند یک دیاپازون حرکت داده و مشاهده کردند ذره در زمانی واحد حرکت کرده و متوقف می شود.چگونه این پدیده را درک کنیم؟برای درک این پدیده که کاملا غیر ممکن به نظر می رسد، باید بسیار بسیار کوچک اندیشید، حتی کوچکتر از اتمها، الکترونهایی که به دور هسته اتم در گردشند، در آن واحد در حالتهای چند گانه حرکت می کنند که ثابت کردن آنها تقریبا غیر ممکن است. به بیان ساده تر می توان گفت زمانی که فردی در شهر اکلاهاما به دیدن مادر خود می رود در جهان موازی که ذرات اتمی وی در آن حضور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشای تلویزیون است.به گفته دانشمندان شاید این پدیده کاملا غیر واقعی به نظر آید اما بر پایه علم حقیقی رخ می دهد. بر اساس یکی از نظریه های فیزیکی زمانی که پدیده ای در یک حالت مشاهده می شود این پدیده جهان را به دو بخش تقسیم می کند. نظریه چند حالتی بر این پایه استوار است که جهان فعلی طی مشاهده انسان متوقف شده و انسان تنها یکی از واقعیات در حال وقوع را مشاهده می کند. برای مثال می تواند توپ فوتبال را ببیند که در هوا در پرواز است، اما شاید در جهان موازی این توپ در همان لحظه سقوط کرده باشد و یا شاید اصلا فردی در آن لحظه مشغول بازی فوتبال نباشد.بسیاری از فیزیکدانان بزرگ پایه های علمی جهان چند حالتی را حتی اگر نتوان آن را به اثبات رساند قبول دارند. "شان کرول" از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا یکی از این فیزیکدانان بوده و معتقد است تا زمانی که نتوان تمدنهای فوق پیشرفته بیگانه را تصور کرد که پی به واقعیت این نظریه برده اند، انسانها تحت تاثیر امکان وجود جهانهای دیگر قرار نخواهند گرفت. وی در عین حال معتقد است هرگز فردی قادر به ابداع دستگاهی نخواهد بود که با استفاده از آن بتوان میان این جهانها ارتباط برقرار کرد.درک واقعیت جهان موازی بستگی شدیدی به درک انسان از زمان دارد. به گفته "کرول" ما زمان را به صورت واقعی احساس نمی کنیم، تنها شاهد گذشت آن هستیم. برای مثال گذشت زمان در هنگام یک مسابقه هیجان انگیز بسیار سریع و در سر کلاس یک درس کسل کننده کاملا کند است. یا هنگامی که فردی تلاش دارد با تاخیر در دفتر کارش حاضر نشود، دقایق برای وی با سرعتی باور نکردنی می گذرند اما چند دقیقه باقی مانده از ساعت کار به راحتی با چندین ساعت برابری می کنند.بازگشت به آینده"فرد آلن ولف" از دانشمندان فیزیک کوانتم نیز معتقد است زمان به شکل یک خیابان یک طرفه به نظر می آید که از گذشته به سوی حال در حرکت است، اما با در نظر گرفتن نظریه های قابل ملاحظه ای که در سطح کوانتمی ارائه شده اند، ذرات در آن واحد به سمت عقب و جلو در حرکتند. در صورتی که بتوانیم از بخش "جلو و عقب رفتن در آن واحد" صرف نظر کنیم، شانس درک بخشی از فیزیک را از خود گرفته ایم.به گفته "ولف" زمان در ماشینهای کوانتمی به صورت مستقیم حرکت نمی کند بلکه حرکتی زیگزاگ داشته و به همین دلیل وی معتقد است امکان ساختن ماشینی که بتواند زمان را منحرف کند، وجود دارد.

جبریت و اراده آزاد

قوانين علی قوانينی هستند که به کمک آنها وقايع را می توان پيش بينی کرد و توضيح داد. تمامی اين قوانين ساختار علی جهان را توصيف می کنند. اگر جای پايی روی ماسه ببينيم اين طور استنتاج می کنيم که که کسی روی ماسه راه رفته است و نمی توان گفت که اثر پا موجب اين شده که کسی روی ماسه راه رود، حتی اگر راه رفتن را بر اساس قوانين علی از اثر پا استنتاج کرده باشيم. به طور مشابه اگر «الف» و «ب» نتايج نهايی زنجيره های علی باشند که به يک علّت مشترک باز می گردند، باز هم نمی توان گفت که «الف» موجب «ب» شده است. از آنجا که فرا رسيدن روز و شب دارای يک علت مشترک است، می توان مثلاً روز و شب را پيش بينی کرد، اما نمی توان يکی را موجب ديگری دانست. دليلی در دست نيست که از به کار بردن واژه «قانون علّی» به شيوه ای جامع خودداری کنيم، شيوه ای که صرف نظر از عقب يا جلو رفتن استنتاجات در زمان، در مورد همه قوانينی که حوادث خاصی را بر اساس وقايع ديگر پيش بينی می کنند يا توضيح می دهند، به کار می رود.با در نظر گرفتن اين نکته در مورد جبر می توان گفت «جبر» تز خاصی است درباره ساختار علّی جهان که معتقد است اين ساختار آنچنان نيرومند است که با در دست داشتن شرح کاملی از حالت کل جهان در زمانی خاص، به کمک قوانين می توان هر واقعه ای را در گذشته يا آينده محاسبه کرد. اين نظريه مکانيکی نيوتن است که لاپلاس آن را به طور دقيقی تحليل کرد. طبق اين نظريه، شرح حالت آنی جهان، نه تنها موقع مکانی هر ذره ای در اين جهان، بلکه سرعت آن ذرات را نيز در بردارد. اگر ساختار علی جهان آنقدر قوی باشد که اين تز را موجه بداند می توان گفت که اين جهان نه تنها دارای ساختاری است علی ، بلکه مشخصاً ساختاری جبری دارد.

در فيزيک معاصر، مکانيک کوانتوم دارای نهادی است علی که اکثر فيزيکدانان و فلاسفه علوم آن را غير جبری می دانند. به عبارت ديگر، از نهاد فيزيک کلاسيک ضعيف تر است، چون قوانينی را در بر می گيرد که اساساً احتمالاتی هستند. به اين قوانين نمی توان شکل جبری به اين صورت داد: «اگر چند کميت دارای مقادير خاصی باشند، آنگاه کميتهای خاص ديگری دقيقاً دارای مقادير مشخصی هستند.» يک قانون آماری يا احتمالاتی می گويد اگر چند کميت دارای مقادير خاصی باشند، آنگاه مقادير کميتهای ديگر به شکل يک توزيع احتمالاتی خاص معين می شود. اگر بعضی از قوانين اساسی جهان احتمالاتی باشند، تز جبريت صادق نيست. امروزه اين درست است که اکثر فيزيکدانان، جبريت را به مفهوم اکيدی که تاکنون استفهام شده، نمی پذيرند. تنها اقليت کوچکی معتقدند که فيزيک روزی به جبريت باز خواهد گشت. خود اينشتين هرگز اين عقيده را مردود نمی دانست. وی در تمامی طول حياتش معتقد بود که طرد جبريت در فيزيک موقتی است. تا امروز هنوز معلوم نشده آيا اينشتين درست می گفت يا نه.البته در تاريخ فلسفه مسئله جبريت به طور تنگاتنگی با مسئلة اراده آزاد مرتبط است. آيا انسان می تواند از چند عمل مختلف ممکن يکی را برگزيند؟ يا گمان وی به آزادی انتخاب پنداری است بيهوده ؟ رودلف کارناپ نظراتش را در مورد اين مسئله اين گونه بيان می کند: من با اين نظر رايشنباخ موافق نيستم که می گويد اگر فيزيک، موضع کلاسيک جبريت اکيد را حفظ می کرد، نمی شد با معنايی روشن از انتخاب يک شق، ارجحيت امری بر امر ديگرگرفتن تصميمی عقلی يا مسئوليت اعمال خود و غيره صحبت کرد. به نظر من همه اينها حتی در جهانی که به معنای قوی جبريتی است دارای معانی کاملاً روشنی هستند. موضعی را که من رد می کنم- يعنی موضع رايشنباخ و ديگران- اينطور می توان خلاصه کرد. چنانچه نظر لاپلاس درست تلقی می شد يعنی اگر تمامی گذشته و آينده جهان توسط مقطع زمانی خاصی از جهان تعيين می شد، آنگاه اختيار معنايی نداشت و اراده آزاد پنداری بيهوده می بود. اما فکر می کنم که ما دارای اختيار هستيم و می توانيم تصميم بگيريم، در واقع هر واقعه ای توسط آنچه که قبل از آن اتفاق می افتد از قبل تعيين می شود: حتی قبل از اينکه به دنيا بياييم. بنابراين برای اينکه به اختيار مجدداً معنایی بدهيم، لازم است نگاهی به عدم جبريت فيزيک نو بيفکنيم. من به اين استدلال معترضم، چون فکر می کنم دو چيز را با هم اشتباه می گيرد: يکی تعّين به مفهوم نظری است که در آن واقعه مطابق قوانين (که چيزی جز قابليت پيش بينی بر پايه نظمهای مشاهده شده نيستند) توسط واقعه قبلی تعيين می شود و ديگری اجبار است. فعلاً فراموش کنيد که در فيزيک مدرن جبريت به مفهوم قوی موجود نيست، بلکه صرفاً نظريه قرن نوزدهم را مد نظر داشته باشيد. برداشت مورد قبول عام از فيزيک توسط لاپلاس بيان شد. انسان با در دست داشتن شرح کاملی از يک حالت آنی گيتی و همه قوانين (البته چنين کسی وجود ندارد، اما وجودش را می توان مفروض داشت) می تواند هر واقعه ای را در گذشته و آينده محاسبه کند. حتی اگر اين نظريه قوی جبريت صادق باشد، نمی توان استنتاج کرد که قوانين انسان را مجبور به يک عمل می کنند. قابليت پيش بينی و اجبار دو چيز کاملاً متفاوتند.

برای توضيح اين امر يک زندانی را در سلول در نظر می گيريم. او می خواهد فرار کند، اما ديواری ضخيم او را احاطه کرده و در هم قفل است. اين اجباری است واقعی. اين حالت را می توان يک اجبار منفی ناميد چون وی را از انجام کاری که می خواهد باز می دارد. اما اجبار مثبتی هم وجود دارد. مثلاً من از شما قوی ترم، اما شما هفت تيری در دست داريد. شما ممکن است نخواهيد آن را به کار بريد. اما اگر دستتان را بگيرم و هفت تير را به سوی شخص ديگری بر گردانم و به زور انگشتتان را بر ماشه فشار دهم، شما را بدون اينکه بخواهيد وادار به شليک کرده ام. قانون مرا مسئول شليک کردن گلوله می داند نه شما را. اين به معنای محدود فيزيکی، اجباری است مثبت. به معنای وسيعتر کسی می تواند با انواع وسائل غير فيزيکی مانند تهديد به عواقب وحشتناک شخص ديگری را مجبور به انجام کاری کند. حال اين اشکال مختلف اجبار را با تعين، به مفهوم نظمهای واقع شده در طبيعت، مقايسه می کنيم.می دانيم که انسان دارای صفت مشخصه ای است که به رفتارش نظمی می بخشد. فرض کنيد دوستی دارم که شديداً شيفته برخی از آثار قليل الاجرای باخ باشد. روزی خبردار می شوم که يک گروه از موزيسينهای خوب به طور خصوصی در منزل يکی ديگر از دوستانم آثار باخ را اجرا می کنند. بعضی از آثار مورد علاقه دوست اولم نيز جزء برنامه است. از من دعوت به عمل می آيد که به همراه شخص دلخواهم حضور يابم. به دوستم تلفن می کنم تا وی را با خود ببرم، اما قبل از اين کار مطمئن هستم که وی با علاقه خواهد آمد. حال من بر چه پايه ای اين پيش بينی را می کنم؟ از آنجا که به صفات مشخصه دوستم و برخی از قوانين روانشناسی آگاهی دارم. فرض کنيد که او مطابق انتظارم مرا همراهی کند. آيا می توان گفت او مجبور به اين کار است؟ نه وی با اراده آزاد خود تصميم می گيرد. در واقع هنگام روبرو بودن با اين انتخاب هرگز از اين آزادتر نبوده است. کسی از وی می پرسد: آيا مجبور بودی به اين کنسرت بروی؟ آيا کسی به رويت فشاری اخلاقی از قبيل اينکه ميزبان يا موزيسينها از نيامدن تو رنجيده خاطر می شوند وارد آورد؟ دوستم جواب می دهد به هيچ وجه. کسی کوچکترين فشاری به من نياورد. من به باخ خيلی علاقمندم و خيلی دلم می خواست که به اين کنسرت بيايم اين تنها دليل آمدنم بوده است .

اراده آزاد اين مرد مسلماً با نظريه لاپلاس سازگار است. حتی اگر اطلاعات تام در باره گيتی قبل از تصميم وی، اين امر را ممکن می کرد که بتوان رفتن او را به کنسرت پيش بينی کرد، هنوز نمی شد گفت که وی با اجبار به آنجا رفته است. تنها موقعی می توان آن را اجبار ناميد که به کمک عوامل خارجی او را وادار کنيم به زور کاری علی رغم خواستش انجام دهد. اما اگر اين عمل ناشی از طبيعت خودش و مطابق با قوانين روانشناسی باشد، آنگاه می توانيم بگوييم که وی آزادانه عمل کرده است. البته طبيعت وی ساخته تعليم و تربيت او از روز تولدش بوده است. اما اين امر مانع اين نيست که صحبت از انتخاب آزادانه وی بکنيم، اگر اين انتخاب زاده شخصيتش باشد، شايد اين مرد که به باخ علاقه مند است از پياده روی شبانه نيز خوشش بيايد. در اين شب خاص وی پيش از پياده روی مشتاق شنيدن موسيقی باخ بوده است. او مطابق ترتيب ترجيحات خودش عمل می کند. وی آزادانه گزينشی به عمل می آورد. اين جنبه منفی مسئله يعنی رد اين نظر است که جبريت کلاسيک به ما اجازه نمی دهد با منظوری روشن، صحبت از اختيار آزاد انسانی کنيم .جنبه مثبت مسئله نيز همين قدر مهم است. بدون يک نظم علی، که الزاماً به مفهومی قوی جبری نيست، بلکه می تواند از مفهوم ضعيفتر باشد، به هيچ وجه ممکن نيست انتخابی آزاد صورت پذيرد. انتخاب متضمن ارجحيت عمدی يک شيوه عمل بر ديگری است. اگر عواقب اعمال مختلف را نتوان پيش بينی کرد، چطور ممکن است انتخابی به عمل آورد؟ حتی ساده ترين انتخابها بستگی به پيش بينی عواقب ممکن دارد. آب می نوشيم، چون می دانيم که طبق قوانين فيزيولوژی عطشمان را بر طرف می کند. البته عواقب تنها به درجات احتمالی معلوم است. حتی اگر کائنات را به مفهومی کلاسيک جبريتی بدانيم، اين امر هنوز صادق است. اطلاعات کافی برای پيش بينی حتمی هرگز در دسترس نيست. انسان خيالی که در فرمولبندی لاپلاس ظاهر می شود، می تواند پيش بيني های کاملی بکند اما اين انسان در عمل وجود ندارد. موقعيت عملی چنين است که دانش ما بر آينده، صرفنظر از صادق بودن جبريت به مفهومی قوی، احتمالاتی است. اما برای اينکه آزادانه انتخاب کنيم بايد بتوانيم نتايج احتمالی طرق مختلف اقداماتمان را بسنجيم. اين کار ممکن نيست، مگر اينکه نظمی کافی در ساختار علّی جهان موجود باشد. بدون چنين نظمهايی نه مسئوليت اخلاقی معنا دارد و نه مسئوليت قانونی.کسی که قادر نيست عواقب يک عمل را پيش بينی کند نمی تواند مسئول آن عمل باشد. والدين، معلم، قاضی، طفل را موقعی مسئول می دانند که وی بتواند عواقب اعمالش را پيش بينی کند. بدون وجود عليت در جهان، ضرورتی به تربيت انسان و توسل به اخلاق و سياست نيست. اين فعاليتها فقط زمانی معنا دارند که تا اندازه ای نظم علّی در جهان مفروض باشد.

اين نظرات را چنين می توان خلاصه کرد. جهان دارای ساختاری علّی است. معلوم نيست که اين ساختار به مفهوم کلاسيک يا به شکلی ضعيفتر، جبريتی هست يا نه. در هر دو صورت جهان به درجات زيادی از نظم برخوردار است. اين نظم برای وجود اختيار ضروری است. هنگامی که يک شخص انتخابی به عمل می آورد، انتخاب وی بخشی از زنجيرهای علّّّی جهان است. اگر اجباری در کار نباشد، يعنی اگر انتخاب، متکی بر رجحان شخصی ناشی از شخصيت فردی باشد، دليلی موجود نيست که آن را اختياری آزاد نخوانيم. اين درست است که شخصيت آدمی موجب انتخاب وی می شود و اين به نوبه خود توسط موجبات قبلی مشروط می شود، اما هيچ دليلی در دست نيست که بگوييم که شخصيت وی او را مجبور کرده که انتخابی به عمل آورد، چون واژه «اجبار» بر حسب عوامل علّی خارجی تعريف می شود. البته ممکن است يک بيمار روانی دارای حالت بسيارغيرطبيعی روحی باشد، می توان گفت که طبيعت او را مجبور به ارتکاب يک جنايت کرده است. اما واژه «اجبار» در اينجا از اين رو به کار می رود که احساس می شود که غير عادی بودن بيمار، او را از روشن بينی عواقب شيوه های گوناگون عمل باز داشت. اين حالت روانی جلوی سنجش و تصميم عقلانی را گرفت. در اينجا اين مسئله جدی مطرح می شود که خط فاصل بين رفتار ارادی و عمومی و اعمالی که ناشی از حالات روانی غير عادی هستند کجا تعيين می شوند؟ ولی به طور کلی انتخاب آزاد، تصميمی است از جانب شخصی که قادر به پيش بينی عواقب شيوه های مختلف عمل و انتخاب عملی ای است که وی ترجيح می دهد. به عقيده برخی تضادی بين انتخاب آزاد، به مفهوم بالا و جبريت، حتی از نوع قوی کلاسيک، وجود ندارد . در سالهای اخير، تعدادی از فلاسفه علوم گفته اند که جهشهای نامعين کوانتوم، که اکثر فيزيکدانان معتقدند اساساً بی نظمند، ممکن است در تصميم گيری نقشی داشته باشند. اين کاملاً درست است که تحت شرايط خاصی يک که علّت، نظير يک جهش کوانتوم، می تواند منجر به يک مِه معلول قابل مشاهده شود. اما امکان اين زياد نيست که تصميمات انسانی در اين نقاط و سطوح اتخاذ شود. مثلاً در يک بمب اتم، تنها وقتی که تعداد کافی نوترون آزاد می شود يک فعل و انفعال زنجيری صورت می گيرد. اين امکان نيز موجود است که در يک ارگانيسم انسانی بيش از اکثر دستگاه های فيزيکی بيجان، نقاط خاصی موجود باشند که يک جهش کوانتوم واحد به يک مِه معلول مشاهده شدنی منجر شود. اما احتمال اين وجود ندارد که اين نقاط همان نقاط تصميم گيری انسانی باشد.

انسانی را در نظر بگيريد که در حال گرفتن تصميمی است. اگر در آن نقطه، نوعی عدم تعيّن در يک جهش کوانتوم مشاهده شود، آنگاه تصميم اتخاذ شده در آن نقطه به همان ميزان تصادفی خواهد بود. اين بی نظمی کمکی به تقويت معنای واژه «انتخاب آزاد» نمی کند. چنين انتخابی به هيچ وجه انتخاب محسوب نمی شود، بلکه تصميمی است تصادفی و ديمی.گويی با شير يا خط يکی از دو مشی ممکن انتخاب شده است. خوشبختانه محدوده عدم تعيّن در نظرية کوانتوم بسيار کوچک است. اگر اين محدوده بسيار بزرگتر بود، امکان اتفاقاتی از قبيل انفجار ناگهانی يک ميز يا بازگشت خود انگيخته سنگ در حال سقوط به هوا يا در جهت افقی زياد می شد. ممکن است بتوان در چنين جهانی زندگی کرد، اما اين امر مسلماً امکان «انتخاب آزاد» را زياد نمی کند. بر عکس آن را بسيار دشوارتر می کند، چون پيش بينی عواقب اعمالمان مشکلتر می شود. وقتی سنگی را پرتاب می کنيم انتظار داريم به زمين بیفتد. اما سنگ در جهان تخيلی ما در مسير مارپيچ حرکت می کند و به سر کسی می خورد. در اين صورت امکان دارد ما را مسئول اين امر بدانند. در حالی که منظوری در کار نبود. پس روشن است که اگر پيش بينی عواقب اعمالمان مشکلتر از حال حاضر شود، احتمال نيل به تأثيرات مطلوب بسيار ضعيف می شود. اين امر رفتار اخلاقی عمومی را به مراتب مشکلتر می کند و اين در مورد روندهای بی نظمی که ممکن است در ارگانيسم انسانی موجود باشد صادق است. تا آنجا که اين روندها در انتخاب ما مؤثرند، صرفاً نوعی بی قاعدگی به انتخابهای ما اضافه می کنند. يعنی حوزه انتخاب ما محدودتر می شود و حتی استدلال مخرب تری نيز می توان عليه امکان وجود اراده آزاد ارائه داد. به نظر ردلف کارناپ در سطح زندگی روزمره، تفاوتی بين فيزيک کلاسيک با جبريت قويش و فيزيک کوانتوم مدرن با معلولهای بی قاعده اش، موجود نيست. عدم حتميّت در نظرية کوانتوم بسيار بسيار کمتر از عدم حتميّت ناشی از محدوديت دانش در زندگی روزمره است. در اينجا انسان در جهانی زيست می کند که توسط فيزيک کلاسيک توصيف می شود، و در حالت اول انسان در جهانی زندگی می کند که توسط فيزيک مدرن وصف می شود. بين اين دو نوع توصيف تفاوتی موجود نيست که تأثير قابل ملاحظه ای در مسئله انتخاب آزاد و رفتار اخلاقی بگذارد. در هر دو حالت انسان نتايج اعمالش را نه با حتميّت، بلکه با درجه ای از احتمال پيش بينی می کند، عدم تعيّن در مکانيک کوانتوم هيچ تأثير قابل مشاهده ای بر سنگی که انسان پرتاب می کند، ندارد. چون سنگ مجتمع عظيمی است از بيليونها ذره. در مِه جهانی که انسان زندگی می کند عدم تعيّن مکانيک کوانتوم نقشی ايفا نمی کند. به همين دليل اين پندار را که عدم تعيّن در سطح زير اتمی ربطی به مسئله اراده آزاد دارد، می توان باطل دانست. اما دانشمندان و فلاسفه علوم بر جسته ای وجود دارندکه دارای نظر مخالف هستند و مطالب بالا صرفاً نظر شخصی رودلف کارناپ است .

نگارنده: نوید روهنده

منبع: مقدمه ای بر فلسفه علم.

نویسنده ، رودلف کارناپ

---

عدم جبریت در فیزیک کوانتوم

ماهيت اساساً بدون جبريت مکانيک کوانتوم بر اصل عدم حتميت يا رابطه عدم حتميت ،که اولين بار در سال 1927 به وسيله ورنر هايزنبرگ تدوين شد، متکی است. اين اصل به طور خلاصه می گويدکميت های فيزيک کوانتوم به جفت هايی تقسيم می شوندکه کميت های«مزدوج» نام دارند و اصولاً نمی توان در آن واحد با دقت زياد يک يک اعضای هر جفت را اندازه گرفت.فرض كنيد دو كميت مزدوج را اندازه گيري كرده ايم اصل عدم حتميت مي گويد كه اصولاً ممكن نيست كه هر دو را با دقت خيلي زياد اندازه گرفت. البته در عمل خطاي اندازه گيري از اين نوع معمولاً بسيار بزرگتر از حداقلی است كه اصل عدم حتميت از آن صحبت مي كند. نكتة اصلی كه عوابقش نيز بسيار مهمند اين است كه اين خطاي اندازه گيري جزء قوانين اساسي نظريه كوانتوم است. محدوديتهاي قيد شده در اصل عدم حتميت را نبايد به معناي ناقص بودن دستگاه هاي اندازه گيري تلقي كرد و استنتاج نمود كه اين محدوديت با پيشرفت فنون اندازه گيری تقليل مي يابد. اين اصل قانون مهمی است كه تا زمانی كه قوانين نظريه كوانتوم به شكل كنونيشان پابرجا هستند، صادق خواهد بود.اين بدان معناست نيست كه قوانين تغيير نخواهند كرد يا اصل عدم حتميت را هرگز نمی توان رد كرد. ولي در نهاد اساسی فيزيك معاصر يك تغيير انقلابی بايد رخ دهد، تا اين اصل را به كنار گذاريم. بعضي از فيزيكدانها(از جمله اينشتين) معتقد بودند اين مشخصه فيزيك كوانتوم مورد ترديد است و امكان دارد زماني به كنار گذاشته شود. اما اين قدمي است بنيادي و در حال حاضر هيچ كس نمي تواند چگونگي حذف اين اصل را به درستي نشان دهد. تفاوت مهم بين نظرية كوانتوم و فيزيك كلاسيك كه به اين اصل مربوط مي شود، در مفهوم شرايط لحظه اي يك دستگاه فيزيكي نهفته است.

در مكانيك كوانتوم هر يك از حالات دستگاه را مي توان توسط تابع خاصي، كه آن را«تابع موج» مي ناميم، نشان داد. اين تابع مقادير عددی به نقاط يك فضا منسوب مي دارد.(ولی اين به طور كلي فضاي آشنای سه بعدی ما نيست، بلكه فضای مجردی است با ابعاد بالاتر.) اگر مقادير يك مجموعه كامل كميتهای حالتی براي زمان t داده شده باشد، تابع موجی دستگاه براي زمانt به طور منحصر به فردی تعيين مي شود. اين توابع موجی اگر چه هر يك به مجموعه اي از كميت هايی متكی است كه از نظر فيزيك كلاسيك ناكاملند، در مكانيك كوانتوم نقشي شبيه شرح حالت در مكانيك كلاسيك بازی مي كنند. تحت شرايط انزوا امكان دارد براساس تابع موجی داده شده در t تابع موجي در T را تعيين كرد. اين كار به كمك معادلة معروف «ديفرانسيل شرودينگر» انجام می شود.اين معادله شكل رياضی يك قانون جبری را دارد و تابع موجی كامل را براي زمانT مي دهد. بنابراين اگر تابع موجی را به عنوان نمايش كامل حالت آنی بپذيريم، به اين نتيجه خواهيم رسيد كه حداقل در سطح نظری، جبريت در فيزيك كوانتوم حفظ مي شود.وقتي برخی از فلاسفه از قبيل«ارنست ناگل» و فيزيكدانهايی مانند«هنری مارگنو» مي گويند كه هنوز در قوانين مربوط به حالات دستگاه های فيزيكی، جبريت موجود است و صرفاً تعريف«حالت يك دستگاه» عوض شده، نمي توان با آنها مخالفتی كرد، چون در واقع درست مي گويند. اما لغت«صرفاً» مي تواند گمراه كننده باشد چون اين توهم را به وجود مي آورد كه تغيير تعريف صرفاً پاسخ ديگري است به اين سؤال كه: «كميتهای شاخص حالت يك دستگاه كدامند؟» در واقع اين تغيير بسيار اساسي تر است. فيزيكدانهاي كلاسيك مطمئن بودند كه با پيشرفت تحقيق، قوانين، دقيق تر و دقيق تر مي شوند و حدی براي اين تدقيق در پيش بينی رخدادهاي مشاهده شدني وجود ندارد. در مقايسه، نظريه كوانتوم حد غير قابل عبوری را بنيان مي گذارد. به همين دليل اگر بگوييم كه نهاد علّی - نهاد قوانين- در فيزيك مدرن اساساً متفاوت است با نهادش از زمان نيوتن تا پايان قرن نوزدهم، خطر گمراهي را كمتر كرده ايم، به اين ترتيب جبريت به مفهوم كلاسيكي آن طرد مي شود.فهم اين امر آسان است كه چرا پذيرفتن اين تصوير جديد بنيادي از قانون فيزيكي براي فيزيك دانها از نظر روانی مشكل بود. خود پلانك كه طبيعتاً متفكر محافظه كاري بود، وقتي برای اولين بار فهميد كه دفع و جذب تشعشع ، روندی متداوم نيست، بلكه به صورت واحدهای غيرقابل تقسيم صورت نی گيرد، اندوهگين شد. اين گسستگی آنقدر با روح فيزيك سنتی مخالف بود كه برای بسياری از فيزيك دانها از جمله پلانك بسيار مشكل بود خود را به شيوة تفكر جديد عادت دهند.

خصلت انقلابي اصل عدم حتميت هايزنبرگ موجب شد كه برخي از فلاسفه و فيزيك دانها پيشنهاد كنند كه تغييرات اساسيدر زبان فيزيك به عمل آيد. خود فيزيكدانان به ندرت از زبانی كه به كار می برند صحبت مي كنند. اين نوع صحبتها را تنها از زبان آن عده قليلی از فيزيكدانانی كه فيزيك خوانده اند، مي شنويم. اين عده از خود مي پرسند:«آيا لازم است زبان فيزيك را طوری ترميم كنيم كه خود را با روابط عدم حتميت وفق دهد؟ و اين ترميم چگونه انجام مي گيرد؟»افراطي ترين پيشنهادات برای اين ترميم به تغييری در شكل منطقِ به كار رفته در فيزيك مربوط مي شود. «فيليپ فرانك» و «موريس شليك» متفقاً اين نظريه را ارائه دادند كه تحت بعضی از شرايط، تركيب دو گزاره با معنی در فيزيك ممكن است بي معني باشد. پيشنهاد مشابهی توسط«گرت بيركهوف» و «جان فون نويمان» كه هر دو رياضيدان بودند ارائه شد كه پيشنهاد كردند بايد تغييرات لازم در«دستورات تبديل» داده شوند نه دستورات سازنده. و فيزيكدانها بايد يكی از قوانين توزيع پذيری در منطق گزاره ها را به كنار گذارند.پيشنهاد سوم از جانب«هانس رايشنباخ» داده شد كه معتقد بود منطق دو ارزشي سنتی را بايد به نفع منطق سه ارزشی كنار گذاشت. در اين منطق هر دو گزاره می تواند سه مقدار ممكن بپذيرد: T(راست)، F(دروغ)، I(نامتعيّن). بجاي قانون كلاسيك نفي ثالث- كه يك گزاره يا راست يا دروغ و شقّ سومي موجود نيست- قانون نفي رابع را داريم. گزاره ها يا راستند يا دروغ و يا نامتعيّن، شقّ چهارمي موجود نيست.رايشنباخ براي اينكه سه ارزش خود را در فيزيك جاي دهد لازم ديد رابطه هاي منطقی متداول را به كمك جدولهاي ارزش، كه بسيار بغرنج تر از نهايی هستند كه براي تعريف رابطهای دو ارزشي متداول به كار مي روند، دوباره تعريف كند. به علاوه وی مجبور شد رابطهای جديدی را وضع كند. در اينجا نيز اگر لازم باشد منطق را اين طور براي زبان فيزيك بغرنج كنيم، اين كار قابل قبول است، اما در حال حاضر لزومي براي اين جهش بنيادی نيست.البته بايد ديد تكامل آتی فيزيك چگونه است. متأسفانه فيزيكدانها به ندرت نظريه هايشان را به شكلي كه مطلوب منتقدان است عرضه مي كنند. اينها نمی گويند:«اين زبان من است، اينها واژه های اوليه هستند، دستورات سازنده من اين و اصول موضوعي منطقی من نيز آنانند.»مشخص كردن اصول موضوعی تمام حوزه فيزيك به شكلی مدون كه منطق را نيز در بر گيرد بسيار سودمند است. اگر اين كار صورت می گرفت، آسانتر مي شد ديد كه آيا دلايل خوبي برای عوض كردن مباني منطقی فيزيك وجود دارد يا نه.

در اينجا روی مسائل عميق مربوط به زبان فيزی، كه هنوز حل نشده اند، انگشت مي گذاريم. اين زبان به استثنای بخش رياضيش هنوز عمدتاً زباني است طبيعی؛ يعني دستوراتش به طور ضمنی در عمل آموخته می شود و به ندرت به طور صريح فرموله مي شود. البته تاكنون هزاران واژه و عبارت جديد كه مخصوص زبان فيزيك هستند اتخاذ شده اند و در موارد كمي دستورات خاصي براي به كار بردن بعضي از اين واژه ها و علايم فنی شده اند. دقت و كارآيی كلي زبان فيزيك مانند زبانهای علوم ديگر تدريجاً افزون تر شده است. اين گرايش يقيناً ادامه پيدا خواهد كرد، ولی در حال حاضر تكامل مكانيك كوانتوم هنوز به صورت تدقيق زبان فيزيك منعكس نشده است.مشكل بتوان پيش بينی كرد كه زبان فيزيك چگونه تغيير خواهد كرد اما با يقين می توان گفت كه دو گرايش كه در نيم قرن گذشته منجر به اصلاحات بزرگي در زبان رياضيات شده اند، در تدقيق و روشن ساختن زبان فيزيك نيز به همان اندازه سودمند خواهد بود، يكی به كار گرفتن منطق نوين و نظريه مجموعه ها و ديگري اتحاذ روش اصل موضوعی به شكل مدرنش مي باشد كه متضمن يك دستگاه زبان فرمال شده است. در فيزيك امروزه كه در آن نه فقط محتوی نظريه ها بلكه تمامی نهادِ ادراكي فيزيك نيز مورد بحثند اين هر دو ارزش كمك بزرگی است.

اين مسئله جالبی است كه همكاری نزديك فيزيكدانها و منطقدانان را جلب مي كند. به كار گرفتن منطق و روش اصل موضوعی در فيزيك نه تنها بين خود فيزيك دانها و همچنين بين فيزيكدانها و دانشمندان ديگر را بهبود مي بخشد، بلكه وظيفه خطير ديگري نيز دارد و آن تسهيل در كار ساختن مفاهيم جديد و فرمولبندی فرضيات نو است. در سالهاي اخير مقدار زيادي نتايج آزمايشي نو جمع آوری شده كه خيلي از آنها مديون بهبود يافتن دستگاه هاي آزمايش، از قبيل اتم شكنهای بزرگ است. براساس اين نتايج مكانيك كوانتوم پيشرفت عظيمي كرده است. متأسفانه كوشش برای نوسازی اين نظريه به شيوه ای كه همه اين داده ها را در خود جاي دهد موفقيت آميز نبوده است و در جريان امر معماهای اعجاب انگيز و گيج كننده ظاهر شده اند. حل اين معماها بسيار مبرم ولی شاق است. اين فرض معقولی است كه به كار بردن ابزار ادراكی جديد مي تواند كمك بزرگي به كار حل اين معضلات كند.بعضي از فيزيكدانها معتقدند كه احتمال زيادی وجود دارد كه در آينده نزديك در اين زمينه انقلابی صورت گيرد. اگر رهبران سياستمدار جهان از به كار بردن حماقت نهايی جنگ هسته ای دوری جويند و به بشر اجازه بقا دهند، دير يا زود علم يقيناً به پيشرفت چشمگيرش ادامه داده و ما را به بصيرت ژرف تری از ساختار جهان نائل خواهد كرد.

منبع: مقدمه ای بر فلسفه علم

نویسنده: رودلف کارناپ

نگارنده: نوید روهنده

دیدگاه های فلسفی بور

گردآورنده ی مطالب:زهره گودرزی معظمی

بعد ازتکوین نظریه کوانتوم در اواخر دهه سوم قرن بیستم کم کم نظر فیلسوفان فیزیکدان و فیزیکدانان فیلسوف مشرب متوجه جنبه های معرفت شناختی این نظریه شد واز آن زمان تا به حال مخصوصاٌ در دو دهه اخیر بسیار درباره تاًثیر مکانیک کوانتومی روی جریان تفکر فلسفی معاصر نوشته شده است . اما متاًسفانه جز در مواردی معدود کمتر درباره تاًثیری که فلسفه و علی الخصوص آثار فلسفی قرن نوزدهم روی تفکر فیزیکی معاصر گذاشته است صحبت شده است.ما در اینجا درباره برخی نظرات فیلسوفان قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم که احتمالاٌ روی بور تاًثیر گذاشته اند صحبت خواهیم کرد . و همچنین نگاهی گذرا بر افکار بور خواهیم داشت و اتفاقاتی را که احتمالاٌ منجر به ارائه" اصل مکملی بور" شده مورد بررسی قرار خواهیم داد.

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان ،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاًکید داشت حکمت طبیعی حتماٌ باید با تاًیید قاطع تجربه همراه باشد .در تاًیید این سخن هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور در سالهای 1927-1962 عمدتاٌ فلسفی است. بور مخصوصاٌ پس از سال 1927 بیشتر اوقات خود را صرف تبین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد.

 دیدگاههای معرفت شناختی بور

اولین آشنایی بور با بحثهای فلسفی مربوط می شود به سالهای اول قرن بیستم که در آن سالها او و برادرش هرالد در جلساتی که با شرکت پدرشان و فیلسوف دانمارکی هوفدینگ و برخی دیگر از دوستان خانواده ،در شبهای شنبه ،منعقد می شد حضور می یافتند و به بحثهای معرفت شناسی گوش می دادند.این مباحثات تاٌثیر عمیقی روی بور گذاشت و بین او و هوفدینگ یک دوستی پایدار برقرار کرد.

بور در سال 1903 وارد دانشگاه کپنهاگ شد و درسی در منطق و تاریخ فلسفه با هوفدینگ گرفت .در سال 1905 بور و برادرش هرالد و عده ای دیگر از دانشجویان دانشگاه کپنهاگ باشگاهی به اسم اکلپتیکا تاًسیس کردند.اینها کارشان بحث درباره آن دسته از مسائل فلسفی و معرفت شناختی بود که در دروس فلسفه استادشان هوفدینگ مطرح شده بود و البته برای رفع اشکال به او رجوع می کردند. بور در آخرین مصاحبه اش متذکر شد که او در ابتدا خیلی علاقه به مسائل فلسفی داشته و حتی در دوران دانشجویی اش در صدد آن بوده است که مقاله ای درباره معرفت شناسی بنویسد.بور از طریق هوفدینگ با آثار و افکار کیرکگارد فیلسوف اگزیستانسیالیست دانمارکی و ویلیام جیمز(کتاب اصول روانشناسی وی معروفبود  ومورد قبول و مطالعه هوفدینگ وبورقرار گرفت )  آمریکایی آشنا شد. هوفدینگ از شاگردان برجسته کیرگکارد و شارح افکار او بود و خود هوفدینگ به تاًثر از افکار کیرگکارد اقرار کرده است.

چنانچه خواهیم دید به نظر می رسد که بور در بسیاری از اندیشه هایش از آثار کیرگکارد ،هوفدینگ ،ویلیام جیمز و برخی دیگر از فیلسوفان متاًثر شده باشد و ما ،در آثار بور اشاراتی هر چند غیر مستقیم ،به این مطلب می بینیم .مثلاٌبور در مورد کیرکگارد می گوید :

"او (کیرکگارد )وقتی من تزم را در خانه یک کشیش (دزفونن) می نوشتم تاًثیری قوی روی من گذاشت .ومن آثاراو را شب و روز می خواندم."

همچنین بور در یادداشتی که در سال 1909 به همراه کتاب مراحل در مسیر زندگی(نوشته کیرکگارد)برای برادرش هرالد به هدیه تولد او ،فرستاد نوشت:

"فکر نمی کنم که پیدا کردن چیزی بهتر از این (هدیه)کار آسانی باشد.به هر حال من از خواندن آن بسیار لذت بردم و حتی فکر می کنم یکی از لذت بخش ترین آثاری باشد که تا به حال خوانده ام.

البته بور این را هم در آن نامه نوشت که با همه ی عقاید کیر کگارد موافق نیست .در 1927مقالاتی به مناسبت هشتادوپنجمین سالگردتولد هوفدینگ نوشته شد .از جمله نویسندگان این مقالات بور بود.اودر این مقاله به تاًثیر عقاید هودینگ روی کارهای علمی خودش اقرار و از کوششهای هوفدینگ برای پیدا کردن یک تعبیر مناسب برای فرمالیزم مکانیک کوانتومی یاد کرد . خود هوفدینگ نیز در اشاره به این مقاله بور نوشت:

مخصوصاٌ مقاله نیلس بور برای من  شادی آور فراوان آورد .آقای بور اظهار می دارد که در کتابهای من اندیشه هایی یافته است که به دانشمندان علوم در فهم کارهایشان کمک می کند .

در مورد تاًثر بور از ویلیام جیمز دو نظریه وجود دارد یکی نظریه برخی از فیلسوفان علم و مورخین علم است که معتقدند بور از همان اوایل از طریق هوفدینگ با آثار جیمز آشنا شده بود و دیگری نظر روزنفلد(از اصحاب خاص بور) است که معتقد بود آشنایی بور با افکار و آثار ویلیام جیمز از طریق دوست روانشناس او ،روبین صورت گرفته و آن هم در سالهای 1932 به بعد.ولی نظر ما این است که بور با افکار ویلیام جیمز از خیلی قبل و قبل از آنچه روزنفلد می گوید آشنا بوده است و دلیل ما اولاٌ این است که هوفدینگ در سال 1904 به امریکا رفت و با ویلیام جیمز ملاقات داشت و سپس به کپنهاگ برگشت ،اینکه بور در ملاقاتهایی که با هوفدینگ داشت درباره افکار ویلیام جیمز چیزی نشنیده باشد امری بعید است ثانیا ٌبور خودش در مصاحبه ای که کوهن و پیترسن در هفدهم نوامبر 1962(یک روز قبل از فوت بور)با وی داشتند در مورد آشنایی اش با آثار جیمز چنین گفت:

"من در واقع اثر ویلیام جیمز را خواندم...فکر می کنم ،سیر اندیشه را خواندم ...این به خاطر این است که من با مردم درباره مطالب دیگر صحبت می کردم و در آن موقع روبین به من توصیه کرد که چیزی از ویلیام جیمز بخوانم .جیمز به نظر من خیلی جالب آمد ."

کوهن از بور پرسید که آیا این قضیه قبل از 1912بوده است؟جواب بور این بود که "بله"خیلی قبل از آن بوده است.

بنابر این با وجود نظرات مختلف راجع به دیدگاه فلسفی بور و اینکه برخی مدعی اند که برای رفع خستگی ها به مطالعه آثار کیرکگارد و ویلیام جیمز و... می کرده ولی به نظر ما حق این است که بور در عین کوشش طاقت فرسایی که برای حل مسائل فیزیکی زمان خود می کرده لااقل در بعضی موارداز اندیشه های فیلسوفان مذکور بهره گرفته بود.ما در اینجا برخی از مسائل مهم فیزیکی – فلسفی را که به نظر می رسد بور در مورد آنها از فلاسفه و علمای قرن نوزدهم متاثر شده باشد ذکر می کنیم:

1-مدل اتمی بور که احتمال می دهیم این نظریه تحت تاًثیر نظریات کیرکگارد ویا کتاب اصول اندیشه ویلیام جیمز باشد .

2-مکملیت که نشان خواهیم داد که الگوی ذهنی بور درباره این نظریه کلی احتمالاٌچه چیز بوده و تعمیم این نظریه ما را به کجاها خواهد رسانید .

1-مدل اتمی بور:

(جهش از یک حالت ایستاده به یک حالت ایستاده دیگر):

می دانیم که طبق الگویی که بور در سال 1913 ارائه داد یک اتم دارای عده ای حالات ایستاده است و اگر از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده دیگری برود تشعشع صورت می گیرید.در مورد اینکه، الهام بخش بور در مورد این مدل چه بوده است صحبتهای مختلفی شده است که از میان آنها دو امکان زیر محتمل تر به نظر می رسد :

الف-طبق نظر کیرکگارد در افرادبشر سه دیدگاه نسبت به زندگی و یا سه مرحله در زندگی وجود دارد :

مرحله زیباشناختی

مرحله اخلاقی

مرحله مذهبی

هر مرحله یک دوره مستقل است و هیچ فرمولی مراحل مختلف را به هم وصل نمی کند .تحویل از یک مرحله به مرحله دیگر به صورت پیوسته نیست و جهش وار صورت می گیرد .مرحله زیبا شناختی مربوط به افرادی می شود که در زندگی آنها دوام و ثباتی نیست و می خواهند طعم همه تجارب را بچشند و از چیزهایی که آنها را مقید و محدود می کند گریزانند .در مرحله اخلاقی که سقراط نمونه مجسم آن است ،در دوره حکومت قانون هستیم و در این دوران فرد به زندگی خود شکل و حد می بخشد .برای فردی که در این مرحله است یک رشته مفررات جهانی وجود دارد و او مقید است که به این مقررات عمل کند .در کتاب" یا این یا آن" نوشته کیر کگارد بحثی وجود  دارد بین معتقدین به این دو دیدگاه ،یک پیرمرد از دیدگاه اخلاقی دفاع می کند ویک جوان از دیدگاه زیباشناختی و این به عهده خواننده است که بین ای دو دیدگاه تصمیم بگیرد و البته خود نویسنده به وضوح طرفدار دیدگاه اخلاقی است. در مرحله مذهبی فرد خود را در ارتباطی بی واسطه با امری والا می بیند .یکی از قهرمانان گذار از مرحله اخلاقی به مرحله مذهبی ابراهیم است ،در دستوری که به ابراهیم برای قربانی کردن فرزندش داده می شود ،خداوند چیزی را از ابراهیم می خواهد که از دیدگاه اخلاقی ممنوع است. در اینجاست که شخص خودش باید تصمیم بگیرد و قوانین جهانی نمی توانند به او کمک کنند.

به عقیده کیرکگارد : هر مرحله به نظر می رسد که چیزی کامل و بسته باشد .نه اشاره ای به جلو دارد و نه به عقب.

اما هوفدینگ اندیشه کیرگاردی نمی پسندیداو انتقاد داشت که چرا کیرکگارد دنبال یافتن انگیزه ای برای عبور از یک حالت به حالت دیگر نیست و چرا عبور از یک مرحله به مرحله دیگر را امری ممکن تلقی می کند نه ضروری .هوفدینگ عقیده داشت که شاید در زیر سطح آگاهی ما که در آن به نظر می رسد تصمیماتمان ناگهانی و نا پیوسته باشد ،یک رابطه علی وجود داشته باشد ،بدون آنکه ما به آن توجه داشته باشیم.

الگوی اتمی بور شبیه الگوی کیرکگارد است .اتم در حالتهای ایستا شبیه مراحل زندگی در دیدگاه کیرکگارد است و عبور از یک حالت ایستا به حالت ایستاده دیگر شبیه تحولات غیر قابل توضیح و ناگهانی شخصیت (از یک دیدگاه به دیدگاه دیگر )است.به علاوه بور جهش از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده دیگر را امری غیر علمی و اختیاری می دانست (چنانکه کیرکگارد می گفت انسان در جهش از یکی از این مراحل به مرحله دیگر دارای اختیار است).

ب-عده ای معتقدند که درطرح حالات ایستاده جهش بین آنها بور از فصل "سیر اندیشه "کتاب اصول روانشناسی ویلیام جیمز (چاپ1890)الهام گرفته است در آنجا ویلیام جیمز می گوید که سیر اندیشه مانند زندگی یک پرنده از پروازها و توقف های متناوب تشکیل شده است و این مکانهای توقف را "بخش های گوهری" ومواضع پروازرا "بخش های گذران سیر اندیشه "می نامد،ایستگاه های توقف در سیر اندیشه شامل ادراکاتی می شود ،نظیر تصورات حسی که می توان آنها را برای مدت های بسیار طویل در ذهن نگه داشت .در حالی که بخشهای گذران شامل آن ادراکاتی و افکاری هستند که ما را به نتیجه واحدی می رسانند.

۲-اصل  مکملیت:

برای بررسی عقاید و نظریات بور لازم می بینم ابتدا اصل مکملی بور را در غالب تعریف بیان کنیم:

الگوهای موجی و ذره ای مکمل یکدیگرند اگر سرشت موج گونه تابش توسط یک اندازه گیری ثابت شود آنگاه اثبات سرشت ذره گونه بودن آن به کمک همان انداه گیری محال است و بالعکس.

در مورد این اصل چند مطلب مطرح است که از هر کدام جداگانه بحث می کنیم:

تعریف مکملیت:

هدف بوریافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده های کوانتومی را تعبیر کند.او در سال 1927به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره" کومو" مطرح کرد.در آنجا او مسئله را به این صورت مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم تواًماٌ یک توصیف علی و یک توصیف زمانی –مکانی از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعه الجمع هستند.برای دادن هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم.

بور در غالب سخنرانیهای بعدی اش درباره مکملیت سخن گفت،اما هرگز تعریف صریحی از مکملیت ارائه نکرد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.اینشتن در مقاله ای که در ژانویه 1949 منتشر کرد چنین گفت:

"من علی رغم کوشش بسیاری که کرده ام نتوانسته ام به یک فرمولبندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم ".

همچنین وایتسکر در مقاله ای که در سال 1955 به مناسبت هفتادمین سالگرد تولد بور نوشت متذکر شد که برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده وبه این نتیجه رسیده که در ظرف 25سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بود .اما وقتی وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح کرد و پرسید که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا نه ،بور جواب منفی داد.        می بینیم که ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشتهای خودشان را در تعریف این اصل بکار ببرند.مثلاٌپائولی در مقاله ای که در سال 1933 نوشت   "دو مفهومی" را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلاٌمختصات ) مستلزم طرد دیگری (مثلاٌ اندازه حرکت) باشد .یعنی وسیله تجربیی که برای اندازه گیری یکی از این دو به کار برود با وسیله اندازه گیری کمیت دیگر تداخل تخریبی داشته باشد.پس پائولی مکملیت را به دو مفهومی نسبت داد که به یک نحو توصیف کلاسیک (مثلاٌ تصویر ذره ای ) مربوط می شود، نه به دو توصیف مانعه الجمع .

وایتسکر پیشنهاد داد که باید میان مکملیت متوازی و مکملیت دوری تمایز قائل شد .در مکملیت متوازی با دو مفهوم مکمل سروکار داریم که یا تنها در نظریه کوانتوم مانعه الجمع اند(مثل مختصات و اندازه حرکت) ویا هم در نظریه کلاسیک ناسازگارند و هم در نظریه کوانتوم(مثل مختصات و عدد موجی ). در مکملیت دوری هم با دو توصیف مانعه الجمع سروکار داریم .مثلاٌ مکملیت توصیف زمانی –مکانی و توصیف علی از نوع مکملیت دوری است.

این ها نشان می دهد که تا چه حد در منظور بوراز مکملیت ابهام وجود داشته است حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده اند و البته همین ابهام باعث شده که اصل مکملیت علی رغم اعتراضات جدیی که به آن وارد کرده اند باقی بماند.

نوشته زیر از یک سخنرانی بور در سال1929 است :

"(اصل کوانتوم ) ما را مجبور می کند که نحوه ی دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم ،بدین معنی که هر استفاده مشخص از یک دسته مفاهیم کلاسیک کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارندغیر ممکن می سازد ."

بور طی 35 سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریه فلسفی جامع دقیق درآورد.او فیزیک را زمینه ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت مسائل اساسی رشته های دیگر نظیر روانشناسی،فیزیولوژی،جامعه شناسی،فلسفه وغیره را حل کند.او می گفت:"روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بودوبهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد."

جان ویلر نیز این نظریه را "انقلابی ترین اندیشه فلسفی معاصر " دانسته است.

تعمیم مکملیت:

چنانکه قبلاٌ متذکر شدیم بور خودش کوشید که قلمرو کاربرد مکمیت را از حوزه محدود اولیه اش به سایر بخشهای دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده اند ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می کنیم :

--- مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتمهای آن :

بور در سخنرانیی که در 1930 در انگلستان ایراد کرد مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعه الجمع با توصیف کامل حرکات اتمهای آن دانست.

---مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستمهای زنده :

بور طی یک سخنرانی در 1932 در کپنهاگ اصل مکملیت را به زیست شناسی تعمیم داد،:"اگر بخواهیم تحقیقات درباره اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که بتوانیم توصیفی از نقش تک تک اتمها در اعمال حیاتی به دست بدهیم باید حیوان را بکشیم ...از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را به عنوان یک نقطه شروع در زیست شناسی در نظر گرفت".

---مکملیت مطالعه فرهنگ های ساده و فرهنگ های پیشرفته: این مطلب را بور در سخنرانیی که در 1938 در کنگره مردم شناسی و نژاد شناسی (در انگلستان ) ایراد کرد متذکر شد .

---مکملیت ذهن و موضوع مورد شناسایی.

---مکملیت قدرت سازمان ملل متحد و حق حاکمیت ملتها.

---مکملیت دانش زمان حال و پیش بینی آینده:

طبق تعبیر کپنهاگی هر چه وضع فعلی سیستمی را دقیق تر مشخص کنیم ،آن را بیشتر مختل می کنیم و در نتیجه دقت پیش بینی آینده کمتر می شود.

---مکملیت آزادی اراده و جستجو برای یافتن انگیزه ها:

هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه برای یک تصمیم گیری خاص هستیم احساس اختیار نمی کنیم ،اما در مواردی که نمی توانیم انگیزه ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم احساس اختیار می کنیم.

---مکملیت محبت و عدالت:

برونر می گوید که در سال 1943 با بور ملاقات داشت و بور به او گفت که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نابخشودنی شده بود و او نمی دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیردواین مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود.آنگاه بور به برونر می گوید:"شما نمی تواند یک نفر را تواًماٌ از دید محبت و دید عدالت بشناسید."

---مکملیت علم و مذهب:

روس بال استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد علم و دین را دو عنصر مکمل می خواند که گرچه ظاهراٌبا هم ناسازگارند اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند.

پائولی ماده و روح را دو عنصر بنیادی و مکمل واقعیت می دانست.از نظر او امکان ندارد بتوانیم پدیده های روحی را بر اساس یک نظریه مربوط به ماده توضیح دهیم .روح و جسم روی هم یک شیء کامل می سازند که در آن رابطه این دو عنصر مثل رابطه جابجایی و اندازه حرکت در مکانیک کوانتومی است یعنی هر دو به عنوان عناصرمختلف یک کل (واقعیت)مورد نیازند.

حال می خواهیم این نکته را مورد بررسی قرار دهیم که این ایده از کجا واز چه زمانی در ذهن بور ایجاد شد:

الف-یکی از منابع احتمالی اصل مکملیت داستان ماجراهای یک دانشجوی دانمارکی مولر است .هانس بور فرزند نیلس بور می گوید که پدرش مکرراٌ به داستان مولر رجوع می کرد و مشکلات دانشجو در رسیدن به یک تصمیم را نمونه کاملی از کاربرد اندیشه مکملیت در روانشناسی می دید .او غالباٌ وقتی می خواست مکملیت را برای کسی توضیح دهد وی را به این داستان ارجاع می داد.خود بور در مورد داستان می گوید:

"برای اینکه این نکته را روشن کنم به خودم اجازه می دهم که از یک شاعر و فیلسوف دانمارکی به نام پال مارتین مولر ،که تقریباٌ صد سال پیش می زیست ، نقل کنم.او داستانی ناتمام باقی گذاشت که هنوز پیرو جوان در این کشور با شعف آن را می خوانند در این داستان که ماجراهای یک دانشجوی دانمارکی نام دارد موًلف توصیفی زنده و الهام بخش از برخورد بین جهات مختلف وضعیت ما بدست می دهد و این توصیف با بحث، بین حلقه ای از دانشجویان ،که صاحب منشهای مختلف و نگرشهای گوناگون نسبت به زندگی هستند روشن می شود."

در این داستان یک دانشجو می کوشد برای پسر عمویش توضیح بدهد که چرا نمی تواند از موقعیت خود برای شغل استفاده کند و همچنین مشکلاتی را که با جریان افکارش دارد گزارش می دهد.او وقتی دارد درباره اندیشه های خودش فکر می کند گیج می شود و خود را در یک تسلسل بی انتها می بیند:

"تفصحات بی پایان من،این را غیر ممکن ساخته است که به جایی برسم .به علاوه من مشغول فکر کردن درباره اندیشه هایم ،در مورد وضعیتی که در آن هستم ،می شوم .من حتی فکر می کنم که دراین باره مشغول تفکر هستم و بدین ترتیب خود را در یک سیر قهقرایی از من هایی که یکدیگر را تماشا می کنند تجزیه شده می بینم .من نمی دانم که در کدامیک از این من ها متوقف شوم و به محض آنکه در یکی متوقف می شوم باز احساس گیجی می کنم ،چنانکه گویی دارم به یک ورطه عمیق بی انتها نگاه می کنم ،و تفکرم به یک سر درد وحشتناک منتهی می شود."

پسر عموی آن دانشجو جواب می دهد که نمی تواند در این مورد کمکی به او بکند ،زیرا این از حیطه عملش خارج است ، و سپس ادامه می دهد:

"من هم اگر در این خیالات واهی فوق انسانی وارد شوم مثل شما دیوانه می شوم .خط فکری من این است که به اشیای محسوس بچسبم ودر مسیر عرف عامه قدم بردارم."

ارتباطی که بور بین این داستان و مکملیت می دید این بود که اولاٌ یک اندیشه و فکر کردن درباره آن اندیشه دو چیز مکمل و مانعه الجمع هستند و ثانیاٌاز دید او مسائل مهمی که در مقابل ما قرار دارد مسائل مربوط به هستی یا واقعیت یا ساخت عقل انسانی و محدودیت های آن نیست ،بلکه مسائل مربوط به انتقال و مبادله مفاهیم است و این، انتقال بدون ابهام تجارب ،است که استفاده از مکملیت را ایجاب می کند.

ب-یکی دیگر از منابع احتمالی بور در رسیدن به ایده مکملیت کارهای ریمان در مورد نمایش توابع مختلط چند ارزشی است .ریمان پیشنهاد کرده بود که برای هر مقدار متغیر مستقل ،مقادیر مختلف تابع در سطوح مختلفی ،موسوم به سطوح ریمانی نمایش داده شوند.در این حالت در هر یک از این سطوح با یک تابع تک ارزشی سروکارداریم.بور می گفت عبارات توصیفی نیز چنین وضعی دارند.مثلاٌ وقتی می گوییم :یک سیب سرخ داریم ،هدف ما در این توصیف می تواند سیب باشد یا اشعه نورانی که به چشم می خورد یا تاًثیری که در چشم ایجاد می کند و... و معمولاٌ این زمینه  توصیف است که روشن می کند آیا ما جنبه ی فیزیکی قضیه را مورد نظر داریم یا جنبه فیزیولوژیکی آن را ،یا جنبه روانی آن را و.....بور با استفاده از این تشابه می خواست بگوید که مسائل و مشکلات فلسفی مربوط به فرایند های روانشناختی ناشی از کاربرد غیر دقیق مفاهیم است .از این مسائل می توان پرهیز کرد اگر سطوح واقعیت متفاوتی برای کاربردهای مختلف هر مفهوم بکار ببریم ،احتمال دارد که بور از طریق برادرش هرالد به این تشابه پی برده باشد ،زیرا هرالد تز دکترایش را درباره کارهای ریمان نوشته بود .

ج-و اما آخرین و به نظر ما محتمل ترین منبع برای اخذ اندیشه مکملیت برخی از مطالبی است که ویلیام جیمز در کتاب اصول روانشناسی خویش آورده است.روزنفلد معتقد است که بور اندیشه مکملیت را از جیمز نگرفته و مستقلاٌ بدان رسیده بود اما به نظر ما از روی تاًکیدی که بور روی کاربرد مکملیت در روانشناسی دارد و بعضی از این موارد به قبل از 1932 بر می گردد می توان حدس زد که احتملاٌ بور از اندیشه های ویلیام جیمز در رسیدن به این ایده بهره گرفته بود .مثلاٌبور در سال 1929 گفته است:

"ما باید در حالت کلی آماده پذیرش این حقیقت باشیم که توضیح کامل در مورد یک شی ئ ممکن است مستلزم استفاده از دیدگاه های مختلف باشد ،دیدگاه هایی که قابل ترکیب برای ارائه یک توصیف یگانه نیستند ..ما احتمالاٌ از طریق مسائل روانشناسی با ضرورت توسل به شیوه های مکمل یا دو جانبه توصیف کاملاٌ آشنا هستیم."

همچنین یکی از شاگردان وایتسکر که تزش را در مورد بور نوشته است می گوید :

"بور در زمستان1931-1932 دائماٌ در حال خواندن کتابهای جیمز بوده است."

اکنون موقع آن رسیده است که مستقیماٌ سراغ کتاب روانشناسی جیمز برویم و بنگریم که او چگونه به ایده مکملیت در روانشناسی رسیده بود.ویلیام جیمز در کتاب اصول روانشناسی خود فصلی دارد موسوم به رابطه اذهان با سایر اشیاء که در آن بخشی بنام "بیهوشی در اشخاص مبتلا به هیستری "باز کرده است.در آنجا می گوید که در اشخاص مبتلا به هیستری گاهی شنوایی و بویایی و ....نا پدید می شود (به طور کامل یا ناقص ) و گاهی تمامی پوست دستها ،پاها، صورت و... حساسیتشان را از دست می دهند این نوع بی حسی را می توان به طرق عجیب و غریب زایل کرد .یکی از طرق احیای این حساسیت استفاده از بیهوشی به طریق هیپنوتیزم است.ژانه و بینه نشان داده اند که در زمان بیهوشی و توًام با آن حساسیت در اعضای بی حس وجود دارد ، اما به شکل یک شعور ثانوی که کاملاٌ  از شعور اولی یا اصلی جداست .وجود این شعوررا می توان به طرق عجیب و غریب (مثلاٌ هیپنوتیزم) تایید کرد.در بعضی افراد مبتلا به هیستری این زمینه وجود دارد که میدان توجهشان خیلی محدود است و نمی توانند در یک زمان به بیش از یک مطلب فکر کنند .آنها وقتی با یک فرد صحبت می کنند تمامی چیزهای دیگر را فراموش می کنند .ژانه مریضی داشت به نام لوسی که وقتی با کسی صحبت می کرد قادر نبود شخص دیگری را ببیند یا صحبت هایش را بشنود .اگر کسی پشت سر او می ایستاد و وی را صدا می زد و یا با صدای بلند در گوش او حرف می زد، لوسی صورتش را برنمی گرداند.اگر در جلوی او قرار می گرفتند و به او اشیایی را نشان می دادند متوجه نمی شد .وقتی هم که متوجه آن شخص ثالث می شد فکر می کرد تازه وارد شده است و به او خوش آمد می گفت .ژانه دریافت که اگر در مورد این اشخاص ، هنگامی که با شخص دیگری در محاوره هستند ،شخصی از عقب آنها بیاید و به طور آهسته بگوید که دستشان را بلند کنند یا کار دیگری بکنند آن کار را خواهند داد در این حالت شخص با شعور اولیه اش به مکالمه ی قبلی ادامه می دهد و از کارهایی که دست او می کند آگاه نیست.بالعکس شعور ثانوی که این اعمال را کنترل می کند از شعور دیگر آگاهی ندارد .ژانه این مطلب را در مورد لوسی به اثبات رساند .او هنگامی که لوسی در حالت هیپنوتیزم بسر می برد دامن وی را با کارتهایی که شماره گذاری  شده بود پوشاند .ژ انه به لوسی گفت که وقتی بیدار می شود نباید کارتهایی را که شماره شان مضربی از سه است ببیند .وقتی لوسی بیدار شد ودر مورد کارتهایی که روی دامنش بود مورد سوًال قرار گرفت ، وی کارت ها را شمرد و گفت تنها کارتهایی را می بیند که شماره شان مضربی از سه نیست ، او نسبت به کارتهایی نظیر 9،12،18،...نابینا بود .اما وقتی لوسی را به محاوره با شخص دیگری مشغول کردند و شعور اولی او اشتغال پیدا کرد ،در پی در خواستی که از طریق شخص ثالث از وی شد ،دستش نوشت که کارتهایی که روی دامنش قرار دارند دارای شماره های 9،12 ، 18 ، ...هستند .همچنین وقتی به او گفته شد که تمام کارتهایی را که آنجا بودند بردارد تنها این کارتها را برداشت جیمز بر اساس این قبیل آزمایشها نتیجه گرفت که :

"لااقل در بعضی اشخاص ،مجموعه آگاهیهای آنها (شعورشان )را می توان به دو بخش تجزیه کرد که با هم وجود دارند اما یکدیگر را نادیده می گیرند وتمامی آگاهی ها را بین خود تقسیم می کنند .اینها مکمل هستند .شما اگر شیئی را به یکی از این دو شعور خو بدهید ،آن را از شعور دیگر حذف می کنید ....آنچه شعور بالایی می داند شعور پایینی از آن غافل است و بالعکس."

اگر جملات فوق را با اصل مکملی بور معادل قرار دهیم رابطه منطقی زیبایی بین آنها خواهیم دید.

گردآورنده ی مطالب:زهره گودرزی معظمی

اندیشه های اصلی استقراگرایی

پوزیتیویسم: (حاکمییت پوزیوتیسم بر افکار فیزیکدانان)

پیروزی سده ی 18 و 19 به ویژه در زمینه ی ریاضی فیزیک این گمان را برای دانشمندان پیش آورده بود که راه یافتن و پاسخ ها را پیدا کردند و با خرده گرایی و آزمایش روزی خواهند توانست همه چیز را درک کنند . تکیه آنها بر آزمایش بود و اندیشه آنها ساختار زیر را داشت :

آزمایش مطلقأ بر اندیشه چیره است وتنها گزارهای درست است که آزمایش آن را پیشنهاد کرده باشد .آزمون پذیری می بایست همه جا وهمه گیر باشد و همیشه گزاره می بایست در هر جایی تکرار آزمایش را برای سنجش داشته باشد. نتیجه گرفتن از آزمایش تنها به خود گرایی نیاز دارد. ماوراء الطبیعه وجود ندارد و استقراء درست نیست. یعنی اگر بسیاری نمونه ها رفتار همانند داشته باشند نمی توان آن رفتار را گزاره ای بر آنها دانست. دریافت ما مطلق است یعنی هر چیز چنان است که می شناسیم ودر پس واقعیت چیز دیگری نیست که گذشتگان حقیقت می نامیدند . چنان که می بینیم بنیاد این اندیشه با تناقض هایی همراه است. چگونه می توان انتظار داشت که آزمایش خود برای ما گزاره بنویسد و اگر نتیجه گیری در اندیشه دانشمندان نبوده باشد بر چه پایه ای آزمایش را طراحی کرده است زیرا می دانیم که مشاهده ای علمی است که زمینه اش را با هدف ویژه ای آماده کرده باشند و مشکل خام آن گزاره حتی شمار گوناگونی از مشکل های جزئی در ذهن آزمایشگر شکل گرفته است . این که می گویند دریافت ما مطلق است با پیشرفت و دانش سازگاری ندارد و این پیشرفتها شناخت ما را از مقوله ها پیوسته ژرف تر و گوناگون تر می کند.

اندیشه های کارل پوپر :

پوپر استقراء را رد می کرد و ماوراءالطبیعه را کنار می گذاشت و دریافت ها را مطلق می دانست اما می خواست به گونه ای عدم قطعیت را در فلسفه خویش وارد کند وآن را به شکل ابطال پذیری عرضه کند . در ابطال پذیری او، گزاره ای علمی است که بتواند خلاف خود را پیش بینی کند. او برای این نظرش پیشنهاد می کند که اگر در گزاره یp   آن گاه  q، باید نقیض p آن گاه نقیض q یعنی اگر عاملی را که در گزاره وارد کردیم وارون کنیم نتیجه هم وارون شود. او امیدوار است با این پیشنهاد پیشرفت علم که پیوسته با جانشین شدن گزاره با گزاره ای بهتر رخ می دهد مدون کرده باشد . اما چندین خرده بر این پایگاه اندیشه گرفتنی است و هر اندازه هم که او خود را از پوزیتیوسیم ما دور بداند اندیشه او را می توان دگرگونی اندکی نسبت به پوزیتیویسم دانست. یک گزاره تنها به یک عامل وابسته نیست که با وارون شدن آن همه چیز وارون شود . همه پدیده ها گسسته نیستند که باینری عمل کنند یا خود باشند یا وارون آن . اگر بناست گزاره ای جای وارون داشته باشد چرا آن را عملی بدانیم و پیشنهاد کنیم اگر دریافت ما مطلق اند و حقیقتی در پس واقعیت نیست که آشکار نشده باشد بناست که گزاره جای خود را به چه چیزی بدهد و به چه سویی ابطال شود. شایداین برداشت  پوپر از وابستگی گذشته او بوده باشد که گفته بود و نوشته بود چرا کمونیست شدم و با آنکه دیرتر از این گرایش بیزاری جسته بود. شاید بتوان سایه آن اندیشه را در ابطال پذیری اش دید .

اندیشه اصلی استقراگرایی :

 براین مبنا است که علم از مشاهده آغاز می شود ومشاهدات به تعمیم ها وپیش بینی ها می رسد. حال اگریک مورد پیدا شود باگزاره ی مورد قبول سازگار نباشد گزاره ی فوق باطل می شود.تفسیر استقراگرایان از این ابطال این است که استنتاجات علمی هیچ گاه به یقین منتهی نمی شوند. اما آنها براین باورند که این گونه استنتاجات می توانند درجه ی بالایی از احتمال را به بار آورند. رایشنباخ می گوید:"اصل استقرا داورارزش نظریه ها درعلوم است وحذف آن از علم به مثابه ی خلع علوم از مسند قضاوت درباره ی صدق وکذب نظریه های علمی است. بدون این اصل علم به کدام دلیل میان نظریه های علمی وتوصیف های شاعرانه فرق خواهد گذاشت. ولی دقیق تراین است که اصل مجوز استقرا معیار سنجش احتمالات خوانده شود. برای قرن ها روش استقرایی بهترین روش علمی شناخته می شد ودانشمندانی مانند انیشتین مجذوب آن بودند. اما قرن بیستم بیش تر نقد استقراگرایی بوده است تا پذیرش وبسط آن. ناقد اصلی استقراگرایی کارل پوپربود. چند مورد در نگرش جدید به استقراتأثیر داشت که یکی از آنها ظهور نظریه های کوانتوم ونسبیت درفیزیک بود. ظهور جریان های مهم منطقی با عنوان پوزیتیویستهای منطقی یا حلقه ی وین از دلایل آن بود. پوزیتیویستهای منطقی چند هدف مهم را دنبال می کردند. آنها در تلاش بودند که یک زبان مناسب برای فلسفه تهیه کنند وباورشان این بود که بسیاری از سوء تفاهم ها از باب این است که یک زبان مناسب برای فلسفه وجود ندارد وبه این نتیجه رسیدند که اگر یک زبان منطقی ایجاد کنند ، باعث می شود که فلسفه  رشد بیشتری پیدا کند. آنها امیدوار بودند که با ابزار منطق تصویر جامعی از عالم ترسیم کنند. با ور آنها این بود که تنها چیزی که مادر اختیار داریم حس وداده های حسی است وتمام عالم را می توانیم بر اساس حس وداده های حسی به شکل منطقی بازسازی کنیم. آنها متعقد بودند که فلسفه یک فعالیت است نه یک معرفت. اما معتقد بودند که ما باید یک فلسفه ی علمی تهیه کنیم که عقلانی ومتکی به دانشمندان ومدرن باشد. پوپر به مخالفت با اندیشه های پوزیتیونیستی برخاست. پوپر می گوید: راه درس گرفتن از تجربه انجام مشاهدات مکرر نیست. سهم تکرار مشاهدات در قیاس باسهم اندیشه هیج است. بیش تر آنچه می آموزیم به کمک مغزاست. چشم وگوش نیز اهمیت دارند ولی اهمیتشان بیشتر در اندیشه های غلطی است که پیش می نهند. بر همین اساس با استقراگرایان مخالفت ورزیده واستقرا را اسطوره ای بی بنیاد معرفی کرده است. پوپربا بیان این مطلب که نظریات همواره مقدم برمشاهدات هستند طرح نوینی را در عرصه ی روش شناسی علوم تجربی بنیان نهاد. طبق نظر وی روش صحیح علمی عبارت است از آنکه یک نظریه به نحو مستمر در معرض ابطال قرار داده شود. بنابر این یک نظریه برای آنکه مورد قبول باشد باید بتواند از بوته ی آزمونهایی که برای ابطال آن طراحی شده اند سربلند بیرون بیاید. پوپر مصرانه ندا سر می دهد که بگذارید نظریه ها به جای مردم بمیرند.

پوپر با ارائه ی نظریه ی ابطال پذیری تلاش کرد مرز بین نظریه های علمی وغیر علمی را مشخص کند. وی چنین بیان می کند:علمی بودن هر دستگاه در گرو اثبات پذیری به تمام معنای آن نیست، بلکه مربوط بر این است که ساختمان منطقی اش چنان باشد که رد آن به کمک آزمون های تجربی میسر باشد. به عبارت دیگر از دیدگاه پوپر اثبات پذیر نیستند بلکه ابطال پذیرند. پوپر با این دیدگاه به مخالفت با تلقی های رایج از علم پرداخت وبیان کرد که علم ونظریه ها ی علمی هیچگاه از سطح حدس فراتر نمی روند وآنچه که منتهی به پیشرفت علم می شود سلسله ای از حدس ها وابطال ها می باشد. پوپر تاکید می کند برای رسیدن به اندیشه های نو، هیچ دستور منطقی نمی توان تجویز کرد.

منتقدان وی اگر چه در برخی از جنبه ها با او هم عقیده هستند، اما در اینکه وی تنها به ابطال توجه کرده با او مخالفند. از میان مخالفان پوپر، نظریه ی کوهن درباب مفهوم پارادایم از اهمیت بیشتری برخوردار است.

بر خلاف آنچه که پوزیتیویستهای منطقی توجه داشتند، کوهن به یک چرخش تاریخی تکیه می کند ومعتقد می شود که علم یک سیستم پویا است وبه جای معرفت شناسی علم به جامعه شناسی علم توجه می کند. وی نشان داد که علم تکامل تدریجی به سمت حقیقت ندارد بلکه دستخوش انقلاب های دوره ای است که او آن را تغییر پارادایم می داند. پارادایم یکی از مفاهیم کلیدی کهن است. او معتقد است پرادایم یک علم، تا مدتهای مدید تغییر نمی کند ودانشمندان در چارچوب مفهومی آن سر گرم کار خویش هستند. اما دیریا زود بحرانی پیش می آید که پرادایم در هم می شکند وانقلاب علمی را بوجود می آورد که پس از مدتی پرادایم جدیدی بوجود می آید ودوره ای جدید از علم آغاز می شود. مثال کلاسیک تغییر پرادایم عبارتنداز:

1) کار گالیله که باعث برانداختن فیزیک ارسطویی وایجاد نسبیت گالیله ای شد.

2) کار کپلر که باعث کشف بیضوی بودن مدار سیارات شد.

3) ابداع فیزیک جدید توسط نیوتن.

4) نسبیت عام وخاص انیشتین .

5) مکانیک جدید کوانتوم که باعث کنار گذاشتن مکانیک کلاسیک شد.

-----------------------------------------------------------------------------------------

گرد آورندگان:

الهام امیری و نجمه سادات ابطحی

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش دوم)

تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي

تفكر فلسفي فيزيكدانان در زمان پيدايش مكانيك كوانتومي دچار تغيير و يا شايد به بيان بهتر تزلزل عميقي گرديد.براي آندسته ازفيزيكداناني كه صدها سال با جبر نيوتني يا اصل عليت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولي را به يك علت خاص ربط مي‌دانند بسيار دردناك بود كه دست از اين تفكر بردارند چرا كه اين تفكر بخوبي با وقايع دنيايي قابل مشاهده سازگاري مي نمود.گردش زمين تنها معلول نيروي گرانشي است كه خورشيد برآن وارد مي‌كند، انحراف نور ستارگان دور دست از يك مسير مستقيم، تنها معلول انحناي فضا – زمان است  و دامنه اين تفكر جبري به جائي رسيد كه لاپلاس رياضيدان فرانسوي بيان نمود كه حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ينده آن است. اين تفكر به ما مي‌گويد كه با آگاهي از موقعيت كنوني هر چيزي مي توان آينده ي آن چيز را به طور بسيار دقيقي پيش بيني نمود. بنابراين همه چيز از جبر نيوتني يا اصل موجبيت يا عليت پيروي مي كرد ولي با  پيدايش فيزيك كوانتومي و اصل عدم قطعيت همه چيز تغيير نمود و ترديد و احتمال بر دنياي زير سايه انداخت .غير قابل پيش بيني بودن برخي از وقايع – تاثير روش هاي اندازه‌گيري بر روي سيستمهاي مورد آزمايش- ناتواني مطلق دراندازه گيري همزمان متغيرها‌ي مكمل(چون تكانه و مكان ذرات يا خاصيت موجي و ذره‌اي فوتون) از جمله پيامدهاي مكانيك كوانتومي بود. اين فيزيك جديد به ما مي‌‌گويد نمي‌توان با قطعيت مسير يك ذره‌اي را بادانستن تمامي حالات كنونيش پيش‌بيني كرد، ما هرگز نمي‌توانيم بفهميم در پديده تداخل الكترون مورد نظر ما از كدام يك از دو شكاف دستگاه عبور كرده است.مكانيك كوانتومي همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت اين اجازه را به ما نمي‌دهد كه با دانستن حالت كنوني يك سيستم با قطعيت از آينده آن صحبت كنيم.همه جا صحبت ازميانگين‌ها و احتمال در ميان است و همين موضوع بود كه اينشتين را وادار به بيان اين جمله كرد : خدا هرگز تاس نمي‌اندازد.

اين تفكر كه نمي‌توان با قطعيت از رفتار آينده يك سيستم صحبت كرد و اين اندازه‌گيري‌ها است كه به پديده‌ها رنگ واقعيت مي‌بخشد به تفكر كپنها گي معروف است كه بوهر سردمدار آن بود.اين تعبير از جهان اطراف ما به ما مي‌گويد كه تصور مكان و تكانه مشخص براي يك ذره همانند الكترون تا موقعيكه اندازه‌گيري نشده‌اند بي معناست در اين اندازه گيري شي و دستگاه اندازه گيري توامان نتايج حاصل از اندازه‌‌گيري را مشخص مي‌كنند. ولي آيا مي‌توان پذيرفت كه فرآيند اندازه‌گيري مي‌تواند روي جهان تاثير بگذارد؟ آيا يك الكترون داراي بارالكتريكي است يا اينكه اين دستگاه اندازه‌گيري است كه براي الكترون باري مشخص در نظر مي‌گيرد. كوانتوم فرآيند اندازه گيري را مختل كننده و تاثيرگذار فرض مي‌كند تا جائيكه بوهر باني تفكر كپنهاگي بيان مي‌دارد كه خواصي مانند ماهيت موجي يا ذره‌اي يك فوتون يا الكترون يا بار الكتريكي ، تكانه ، محل و سرعت يك ذره، تا هنگامي كه اندازه‌گيري نشده‌اند وجود ندارد يا غير واقعي هستند به عبارت كلي تر يك سيستم كوانتومي فاقد خواص است .اينشتين  به واقعيت عيني معتقد بود،  اينكه جهان فيزيكي مستقل از هر نوع فرآيند اندازه‌گيري است، و به اين موضوع ايمان راسخ داشت. مكانيك كوانتومي نه تنها قادر به توصيف رفتار ذرات زير اتمي است بلكه با تعميم آن مي‌‌توان رفتار اجرام ماكروسكوپي همانند يك توپ تنيس يا يك جسم قابل مشاهده ديگر را تعيين نمود و همين عامل موجب شده است تا فيزيكي كوانتومي را يك نظريه بنيادي كه رفتار جهان را توصيف مي كند در نظر بگيريم همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت. 

مكانيك كوانتومي داراي پيامدهايي فلسفي بود كه بوهر يكي از سردمداران بيانات فلسفي در دفاع از اين نگاه جديد به جهان پيرامون بود. بوهر در پاسخ به نواقصي كه اينشتين و حاميان او مطرح مي‌نمودند با قاطعيت شروع به دفاع فلسفي از اين ايده جديد مي نمود. او پديده تكميل يا اصل مكمليت را كه مبتني بر اصل عدم قطعيت‌هايزنبرگ بود را براي تاثير اندازه گيري بر سيستم كوانتومي مطرح كرد. بر اساس اين اصل، اندازه گيري خاصيتي از يك سيستم است و درهنگام اندازه گيري يك خاصيت از يك سيستم اطلاعات ما در مورد ساير خاص آن سيستم از بين مي‌رود مثلا اگر بنا باشد خاصيت موجي نور را اندازه گيري كنيم اطلاعات ما در مورد خاصيت ذره اي آن به كلي از ميان مي رود. همچنين در تعبير كپنهاگي واقعيت تا هنگاميكه اندازه‌گيري نشود وجود ندارد بر همين اساس تصور بار و تكانه و… براي يك الكترون تا هنگاميكه اين كميت‌ها اندازه‌گيري نشوند بي‌معنا خواهد بود در سال گذشته يك جوان ايراني بنام پرفسور شهريار صديق افشار با انجام آزمايشي بربخشي از اصل مكمليت بوهر خط بطلان كشيد و سلطۀ هشتاد سالۀ آ‎ن بر فيزيك كوانتومي را در معرض تزلزل و تباهي قرار داد. 

آزمايش افشار 

 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 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 موضع 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.

قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم، نظريه پردازان براي تشريح گروه متفاوتي از پديده ها كه متضمن نور و الكترومغناطيس بودند، از مدل اساسي ديگري استفاده كردند كه عبارت بود از: (انتشار) امواج درمحيطهاي ميانجي پيوسته . ولي در اوايل قرن حاضر به نظر مي رسيد كه چند آزمايش حيرت انگيز، استفاده از هر دو مدل موج و ذره را براي هر دو نوع از پديده ها ايجاب مي كند. ازيك طرف، معادله انيشتين درباره اثر فتوالكتريك و كار كامپتون بر روي پراكندگي فوتون نشان داد كه نور در بسته هاي مجزا و منفصل، با انرژي و اندازه حركت معين، گسيل مي گردد وبسيار شبيه به جرياني از ذرات عمل مي كند، و از طرف ديگر و در مقابل آن، الكترون ها كه همواره به صورت ذرات تصوير مي شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ويژگي هاي امواج است، از خود نشان دادند. امواج، پيوسته و گسترده اند و به موجب فاز بر يكديگر تاثير متقابل دارند؛ اما ذرات، گسسته و به مكاني خاص محدودند و تاثير متقابل آنها براساس اندازه حركت است. به نظرمي رسد هيچ راهي براي تلفيق اين دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد.

در نظريه كوانتوم، هيچ مدل وحدت يافته اي از اتم پيدا نشده است. مدل اوليه بور درباره اتم به سادگي قابل تصوير و تجسم بود: الكترون هاي ذره وار در حركت خود پيرامون هسته، به مانند يك منظومه شمسي كوچك، از مدارهايي تبعيت مي كنند. ولي اتم در نظريه كوانتوم به هيچ وجه قابل تصوير و تصور نيست. ممكن است كسي بكوشد تا الگوهاي موج هاي احتمال را كه فضاي پيرامون هسته را پر كرده اند، شبيه نوسان هاي يك سمفوني سه بعدي ازاصوات موسيقيايي كه پيچيدگي حيرت انگيزي دارند، تصور كند؛ ولي اين تمثيل كمك زيادي به ما نمي كند، اتم در دسترس مشاهده مستقيم قرار ندارد و بر وفق كيفيات حسي ، قابل تصورنيست؛ حتي نمي توان آن را براساس مفاهيم كلاسيك نظير فضا، زمان و عليت به گونه اي منسجم توضيح داد. رفتارشي بسيار خرد با رفتار اشياي تجربه روزمره، متفاوت است. ما مي توانيم آنجه را در آزمايشها رخ مي دهد با معادلات آماري توضيح دهيم، ولي نمي توانيم صفات كلاسيك اورانوس را به ساكنان جهان اتمي نسبت دهيم.

در بسط و توسعه هايي كه طي سالهاي اخير در نظريه كوانتوم، به سمت قلمروهاي هسته اي ومادون هسته اي حاصل شده است، خصلت احتمالي نظريه اوليه كوانتوم، همچنان محفوظ، مانده است. نظريه ميدان كوانتومي، تعميمي است از نظريه كوانتوم كه با نظريه نسبيت خاص، هماهنگ و منسجم است. از اين نظريه با موفقيت بسيار در برهم كنشهاي الكترومغناطيس وبرهم كنش هاي مادون هسته اي (كروموديناميك كوانتومي يا نظريه كوارك) و نظريه الكتروضعيف، بهره برداري شده است. اجازه دهيد چالشي را كه نظريه كوانتوم در قبال اصالت واقع ابراز كرده است، دنبال كنيم. نيلز بور از به كارگيري مدل هاي موج و ذره و ديگر زوج ها از مجموعه هاي مفاهيم متضاد، حمايت مي كرد. بحث بور درباره آنچه او آن را اصل مكمليت ناميد، چند موضوع را شامل شد. بور تاكيد داشت كه سخن ما درباره يك سيستم اتمي بايد همواره به يك آرايش آزمايشگاهي مربوط باشد؛ ما هرگز نمي توانيم درباره يك سيستم اتمي به تنهايي و في نفسه و عين معلوم را در هر آزمايشي مد نظر قرار دهيم. نمي توان هيچ خط فاصل دقيقي بين روند مشاهده و شيء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه آزمايش، ما بازيگريم نه صرفا تماشاچي و ابزار آزمايشي مورد استفاده را خود برمي گزينيم. بور اظهار داشت كه آنچه بايد به حساب آيد، روند تعاملي (كنشي - واكنشي) مشاهد است، نه ذهن يا شعور مشاهده گر. 

موضوع ديگر در نوشتار بور، محدوديت مفهومي درك بشر است. در اينجا، انسان به عنوان يك عالم (داننده) و نه يك آزمايشگر، كانون توجه قرار مي گيرد. بور، با شكاكيت كانت درباره امكان شناخت جهان في نفسه سهيم است. اگر سعي ما آن باشد كه قالب هاي مفهومي خاص را بر طبيعت تحميل كنيم، در اين صورت استفاده تام از ساير مدل ها را مانع شده ايم. بدين سان، بايد بين توصيفات كامل علي يا فضا- زماني، بين مدل هاي موج يا ذره، بين اطلاع دقيق از مكان يا اندازه حركت، يكي را برگزينيم. هرچه بيشتر از يك مجموعه مفاهيم استفاده شود، كمتر مي توان مجموعه مكمل را به طور همزمان به كار برد. اين محدوديت دوجانبه از آن جهت رخ مي دهد كه جهان اتمي را نمي توان بر وفق مفاهيم فيزيك كلاسيك و پديده هاي مشاهده پذير توضيح داد.

بنابراين، چگونه مفاهيم فيزيك كوانتومي به واقعيت جهان مربوط مي شود؟ ديدگاههاي مختلف درباره جايگاه نظريه ها در علم، تعبير و تفسير متفاوتي از نظريه كوانتوم مي كنند.
1- اصالت واقع كلاسيك. نيوتن و تقريبا تمام فيزيكدانان قرن نوزدهم، نظريه ها را توصيفات طبيعت ، آن گونه كه في نفسه و مستقل از مشاهده گر تحقق دارد، تلقي مي كردند. فضا (مكان)، زمان، جرم، و ساير كيفيات اوليه خواص همه اشياي واقعي اند. مدل هاي مفهومي، نسخه بدل هايي از جهانند كه ما را قادر مي سازند تا ساختار مشاهده ناپذير جهان را با اصطلاحات مانوس كلاسيك مجسم كنيم. اينشتاين اين سنت را با پافشاري بر اين نكته ادامه داد كه يك توصيف كامل از سيستم اتمي، مستلزم مشخص كردن متغيرهاي كلاسيك مكان - زماني است كه حالت آن را به گونه اي عيني و غيرمبهم، تعيين كند. او بر آن بود كه چون نظريه كوانتوم چنين نيست پس نظريه اي ناقص است و عاقبت به وسيله نظريه اي كه انتظارهاي كلاسيك را تحقق بخشد، كنار گذاشته خواهد شد. 

2- ابزارانگاري. مطابق اين راي، نظريه ها ساخته هاي مفيد بشر و تمهيدهايي براي محاسبه اند كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پيش بيني ها به كار مي آيند. آنها همچنين ابزارهايي عملي براي دستيابي به كنترل فني شمرده مي شوند. مبناي داوري درباره آنها، مفيدبودنشان در به ثمر رساندن اين اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعيت (كه براي ما امري دست نيافتني است). مدل ها، مجعول هايي تخيلي اند كه موقتا براي ساختن نظريه ها استفاده مي شوند و پس از آن مي توان آنها را كنار نهاد؛ آنها بازنمودهاي حقيقي جهان نيستند. اگرچه مي توانيم از معادلات كوانتومي براي پيش بيني پديده هاي مشاهده پذير استفاده كنيم، امانمي توانيم در ميان مشاهداتمان از اتم سخن بگوييم.                                                                         
اغلب چنين پنداشته مي شود كه بور قاعدتا بايد ابزارگرا باشد، زيرا او در بحث طولاني با آينشتاين، اصالت واقع كلاسيك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت آن است كه مفاهيم كلاسيك را نمي توان بدون ابهام براي تشريح سيستم هاي اتمي موجود به كار برد. از مفاهيم كلاسيك فقط مي توان براي توضيح پديده هاي مشاهده پذير، در موقعيت هاي ويژه آزمايشگاهي استفاده كرد. ما نمي توانيم جهان را آن گونه كه في نفسه تحقق دارد، جداي از تاثير متقابل ما با آن، مجسم كنيم. بور، به ميزان زيادي با نقد طرفداران ابزارانگاري از اصالت واقع كلاسيك موافق بود ولي او به طور مشخص از ابزارانگاري حمايت نمي كرد و با تحليل دقيق تر به نظر مي رسد كه اوگزينه سومي را اختيار كرده باشد. 

3-اصالت واقع نقادانه. قايلين به اصالت واقع نقادانه، نظريه ها را بازنمود هايي ناتمام ازجنبه هاي محدود جهان، آن گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقي مي كنند. نظريه ها به ما اجازه مي دهند تا جنبه هاي مختلف جهان را كه در موقعيتهاي گوناگون آزمايشگاهي آشكار مي شوند، به يكديگر مرتبط كنيم. از نظر حاميان اصالت واقع نقادانه، مدل ها، اگرچه انتزاعي و گزينشي اند اما براي مجسم كردن ساختارهاي جهان كه موجب اين كنشهاي متقابلند، كوششهايي ضروري به حساب مي آيند. در اين نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تاييد پيش بيني ها آزموني است براي فهم معتبر ولي خود پيش بيني، هدف علم نيست.

به خوبي مي توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته هاي او همواره واضح نبوده است - صورتي ازاصالت واقع نقادانه را پذيرفته بود. او در بحث با آينشتاين، واقعيت الكترون ها يا اتم ها را انكارنكرد، بلكه مدعي بود كه آنها از آن رسته اشيايي نيستند كه توصيفات فضا - زماني كلاسيك را بپذيرند. وي پديدارشناسي ماخ را كه واقعيت اتم ها را مورد ترديد قرار مي داد، نپذيرفت. هنري فولس ، اين بحث را چنين خلاصه مي كند: او (بور) چارچوب كلاسيك را كنار گذاشت و استنباط واقع گرايانه را درباره توصيف علمي طبيعت حفظ نمود. آنچه او طرد مي كند اصالت واقع نيست، بلكه تعبير كلاسيك آن است. بور، واقعيت سيستم اتمي را كه با سيستم مشاهده گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبيرهاي ذهن گرا از نظريه كوانتوم كه مشاهده را يك برهم كنش ذهني - فيزيكي تلقي مي كنند، بور از برهم كنش هاي فيزيكي ميان سيستم هاي ابزاري و اتمي، در وضعيت كامل آزمايشگاهي، سخن مي گويد. به علاوه، موج و ذره يا اندازه حركت و موقعيت مكاني يا ديگر وصف هاي مكمل، حتي اگر هم به روشني قابل اطلاق نباشند، بر يك شيء واحد صدق مي كنند. آنها از نمودهاي متفاوت سيستم اتمي واحد حكايت مي كنند. فولس مي نويسد: بور احتجاج مي كند كه اين گونه باز نمودها، انتزاع هايي هستند كه در امكان توصيف يك پديده به عنوان كنش متقابل ميان سيستم هاي مشاهده گر و سيستم هاي اتمي، نقشي حياتي ايفا مي كنند، اما نمي توانند خواص يك واقعيت مستقل را تصوير كنند ... ما مي توانيم چنين واقعيتي را به حسب توانايي آن براي ايجاد برهم كنش هاي گوناگون توصيف كنيم؛ برهم كنش هايي كه نظريه مذكور، آنها را تامين كننده شواهد مكمل درباره شيء واحد قلمداد مي كند. بور نگرش اصالت واقع كلاسيك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتي با خواص معين كلاسيك است، نپذيرفت. ولي با وجود اين، بر آن بود كه جهاني واقعي وجود دارد كه دركنش متقابل، توانايي ايجاد پديده هاي مشاهده پذير را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااين نتيجه گيري به پايان مي رساند: هستي شناسي اي كه اين نحوه تعبير و تفسير از پيام بور مستلزم آن است، اشياي فيزيكي را نه مطابق با چارچوب كلاسيك و از راه خواص معين كه با خواص پديده ها مطابقند، بلكه از طريق توان آنها براي ظاهر شدن در نمودهاي گوناگون پديده ها، توصيف مي كند. بدين ترتيب در چارچوب مكمليت، حفظ استنباط واقع گرايانه و پذيرفتن كامل بودن نظريه كوانتوم فقط با تجديد نظر در فهم ما از ماهيت يك واقعيت مستقل فيزيكي و اينكه ما چگونه مي توانيم آن را بشناسيم، ممكن است.

كوتاه سخن اينكه ما بايد اكيدا جدايي قاطع بين مشاهده گر و شيء مشاهده شده را كه درفيزيك كلاسيك فرض مي شد، انكار كنيم. براساس نظريه كوانتوم، مشاهده گر همواره يك شريك و سهيم به حساب مي آيد. 

در مكمليت، استفاده از يك مدل، استفاده از مدل هاي ديگر را محدود مي سازد. مدل ها، بازنمودهاي نمادين (سمبوليك) از وجوه واقعيت متعاملند كه نمي توانند منحصرا بر وفق شباهت هايي كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به طور كاملا غيرمستقيم، با جهان اتمي و يا با پديده هاي مشاهده پذير، مربوطند. ولي ما مجبور نيستيم ابزارانگاري اي را بپذيريم كه نظريه ها و مدل ها را ابزارهاي فكري و عملي مفيدي مي انگارد كه درباره جهان چيزي به ما نمي گويند.

خود بور پيشنهاد كرد كه ايده مكمليت قابل بسط به ساير پديده هايي است كه با دو نوع مدل، تحليل پذيرند. مانند: مدل هاي مكانيستي و ارگانيك در زيست شناسي، مدل هاي رفتارگرايانه و درون نگرانه در روان شناسي، مدل هاي جبرواختيار در فلسفه، يا مدل هاي عدل الهي و عشق الهي در الهيات. بعضي نويسندگان پا را فراتر نهاده و از مكمليت علم ودين سخن مي گويند. بدين سان سي.اي. كولسون پس از تشريح دوگانگي موج - ذره وتعميم بور از آن، علم و دين را توضيح هاي مكمل درباره واقعيت مي نامد. من به اين گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با ديده شك مي نگرم و در زير چند شرط رابراي به كار بردن مفهوم مكمليت مطرح مي كنم:

1-مدل ها بايد فقط در صورتي مكمل يكديگر ناميده شوند كه به يك موجود واحد و يك گونه واحد منطقي اشاره كنند. موج و ذره، مدل هايي براي يك موجود منفرد (مثلا يك الكترون) در يك موقعيت منفرد (مثلا در يك آزمايش دو شكاف) به شمار مي آيند. آنها هر دو در يك سطح منطقي قرار دارند و قبلا در يك شعبه از علم استعمال شده اند. اين شرايط در مورد علم و دين صدق نمي كند. آن دو، نوعا در موقعيت هايي متفاوت پديد مي آيند و در زندگي انسان وظايف مختلفي را به انجام مي رسانند. ازاين رو، من علم و دين را زبان هاي بديل مي دانم و اصطلاح مكمليت را به مدل هاي مربوط به يك گونه واحد منطقي و در چارچوب يك زبان خاص، محدودمي كنم؛ نظير مدلهاي انسان وار و غيرانسان وار براي خداوند.   

2-بايد روشن شود كه كاربرد اصطلاح مذكور در خارج از فيزيك، تمثيلي است و نه استدلالي . بايد دلايل مستقلي براي ارزش دو مدل بديل و يا مجموعه هايي از ساخت ها درحوزه ديگر وجود داشته باشد. نمي توان فرض كرد كه مدل هاي مفيد در فيزيك، در ساير رشته هانيز ثمربخش باشند.

3-مكمليت، هيچ توجيهي را براي پذيرش غيرنقادانه حصرهاي دووجهي فراهم نمي آورد. اين اصطلاح را نمي توان براي اجتناب از پرداختن به ناهماهنگي ها يا وتو كردن جست وجوي وحدت، به كار برد. درباره ويژگي متناقض نما در دوگانگي موج - ذره نبايد مبالغه شود. مانمي گوييم كه يك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه مي گوييم رفتاري موج گونه و ذره وار ازخود نشان مي دهد. به علاوه، ما يك صورتبندي رياضي وحدت يافته در اختيار داريم كه لااقل، پيش بيني هايي احتمالي را فراهم مي آورد، حتي اگر تلاش هاي گذشته، هيچ نظريه اي را بهتر ازنظريه كوانتوم در مطابقت با داده ها به دست نداده باشد. ما نمي توانيم تحقيق براي مدلهاي وحدت بخش جديد را طرد كنيم. انسجام، حتي اگر با اعتراف به محدوديت هاي زبان و تفكربشري تعديل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش انديشه مندانه به صورت يك آرمان باقي مي ماند.

اينشتين و مكانيك كوانتومي

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 و راهش 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.

آلبرت انيشتين با مكانيك كوانتومي كاملا موافق نبود او معتقد بود يك نظريه كامل بايد خود رويداد ها را توصيف كند نه فقط احتمال آنها را او مي گويد: من ناچارم اعتراف كنم كه براي تعبير آماري ارزشي گذرا قائلم من هنوز به امكان ارائه طرحي از واقعيت يعني نظريه اي كه بتواند خود اشياء را نمايش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ايمان دارم. انيشتين تا زمان مرگش حاضر به قبول مكانيك كوانتومي نشد. 

..................................................................................................................................

هم اكنون مكانيك كوانتومي در مسير پيشرفت بي هيچ مشكلي داراي سرعتي حيرت آور است.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.

..................................................................................................................................

منابع:درج شده در پست قبل 

گردآوری: افشان مافی

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش اول)

فيزيك

فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.

فلسفه ی فیزیک از دیدگاه فیلسوفان

دكارت مي گفت :محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.

مكانيك كوانتومي

هر نظريه ي جديدي كه پا به عرصه ي وجود مي گذارد،بي شك پيامدها ي خاص خود را به همراه دارد،گويي افقي جديد را در برابر ديدگان مي گشايد و به تبع آن طرفداران يا رهرواني به سمت آن نظريه جلب مي شوند. درست همانگونه كه در زمان ورود نسبيت،افق ديد بشر نسبت به دنياي پيرامون دچار تغييراتي ژرف گرديد. زماني كه مكانيك كوانتومي پا به عرصه ي وجود نهاد،به طور عميقي ديدگاه را نسبت به جهان پيرامون دگرگون نمود.در ديدگاه كوانتومي مقياس نگرش با مقياس نسبيتي متفاوت و بسيار كوچكتر از آن بود،مقياسي در حدود اتم و زير اتم.

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 پيامدهاي بسيار ارزشمندي همچون: ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و… را در پي داشته است،كه همه و همه نتايج مكانيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است.

مكانيك كوانتومي مهم ترين دستاورد علم بشري در توصيف طبيعت است. اين نظريه كه در سالهاي 27-1925 توسط «ورنر هايزنبرگ»، «اروين شرودينگر»، «پل ديراك»، «ماكس پلانك» و چند تن ديگر پايه گذاري شد، اساس تمام ادراك امروزي ما از عالم است. به بيان دقيق تر، مكانيك كوانتومي مجموعه اي از قوانين، روابط رياضي و مفاهيم فلسفي است كه توصيف كننده رفتار ذرات بنيادين تشكيل دهنده عالم است. البته با تعميم همين قوانين و روابط، مي توان رفتار تمام سيستم هاي فيزيكي اي كه پيش از آن بررسي شده بودند را نيز بررسي و تعيين كرد.

نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي گيرند.

موجبيت و عليت  نمونه هايي از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط مكانيك كوانتومي حاصل شده است.

كامپتون مي گويد:

«ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. »

اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت.

از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است.

وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد»

لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.

لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »

مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.

اما آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند.

معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي كند.

 چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد؟ همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد. اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان به عليت معتقد بود.

..................................................................................................................................

منابع: 

www.hosc.blogfa.com

روزنامه ي كيهان                               www.kayhannews.ir

    فصلنامه ي ذهن                                www.zehnmag.org 

   روزنامه ي ايران                                  www.magiran.com

www.hupaa.com

www.daneshnameh.roshd.ir

گردآوری: افشان مافی

علیت (گذری بر فلسفه ی مکانیک کوانتومی )

پيش گفتار  انسان هنگامي توانست به تفکر فلسفي بپردازد که موفق گرديد وسايل معيشتي خود را براحتي تأمين کند و در ساية رفاه و آسايش, فراغت خاطري پيدا کرد تا فراتر از مسائل جزئي و حوادث روزمره بينديشد و دربارة مسائل مهمتر تحقيق نمايد تا نه تنها قادر به پيش‌بيني حوادث گردد, بلکه آنها را بفهمد و تبيين کند.
اما از لحاظ تاريخي, تفکر فلسفي کي, کجا و توسط چه کسي و يا کساني آغاز گرديده, هنوز معلوم نشده و شايد هيچوقت بدرستي روشن نشود, وليکن تمدني که امروزه بدستياري اروپائيان در جهان برتري يافته, بيگمان دنبالة آن است که يونانيهاي قديم, بنياد نموده و آنها خود, مباني و اصول آن را از ملل باستاني مشرق زمين, يعني مصر, سوريه, کلده, ايران و هندوستان دريافت نموده‌اند.
 در واقع يونانيان نخستين مردم متمدني بوده‌اند که واژة فلسفه و مفهوم و مضمون آن را آفريده‌اند. فلسفه شکل معرّب واژه يوناني «فيلوسوفيا» بمعناي دانش دوستي است. بنابرين بايد يونان باستان را زادگاه و گهوارة انديشة فلسفي باختري و ديگر دانشهايي دانست که از بيست و پنج سدة پيش تاکنون راههاي شناخت عقلي جهان را به روي آدمي گشوده است. بدون ترديد شکلهاي ديگري از انديشة فلسفي و شناخت کم و بيش عقلي جهان پيراموني آدمي در دوران تاريخ, پيش از پيدايش يونان تاريخي, نزد ملتها و اقوام ديگر در تمدنهاي شرقي باستان بوده است اما آنچه انديشة فلسفي يوناني را از انديشه‌هاي همانند آن جدا مي‌سازد, ويژگيهاي خاص آن است.
بهر رو ظاهراً مهمترين مسئله براي دانشمندان «ايوني» که اولين متفکران فلسفي يونان باستان, محسوب مي‌شوند, ساختار جهان بوده است. از اينرو, اولين پرسش آنان اين بود که «جهان از چه ساخته شده است؟» شايد آنان چنين فکر مي‌کرده اند که اولاً، تحت تکثرات و تغييرات بظاهر بي نظم, يک ثبات و وحدت پنهاني وجود دارد که اگر هم بوسيلة حس, ادراک نشود با عقل قابل دريافت است. و ثانياً، اين ثبات را مي‌توان در جوهري که جهان از آن, ساخته شده پيدا کرد.
اين دانشمندان به تجربه دريافته بودند که هيچ چيز در جهان, ثبات و قراري ندارد, همه چيز دائماً در تغيير و دگرگوني است. البته ممکن است رشد طبيعي ادامه پيدا کند, اما تضميني وجود ندارد زيرا هر آن, ممکن است بوسيلة عوامل خارجي متوقف شود. بهرحال همه چيز قابل زوال است و هيچ چيز براي هميشه باقي نمي‌ماند اما در عين حال, حيات تجديد مي‌شود و ادامه پيدا مي‌کند. بعبارت ديگر, اين تغييرات بصورت زايشي حاصل مي شود و بين موجودات جهان يک نوع خويشاوندي مشاهده مي‌گردد, گويي همة آنها از يک تبارند از اينرو, معتقد گرديدند اصل و مبدأ جهان مادي, جوهر واحدي است که همه چيز از آن, پديد آمده اند.
اما در اينجا پرسش ديگري نيز قابل طرح است و آن اينکه اگر اصل و مبدأ جهان مادي, يک جوهر واحد بوده, چرا به همان حالت اولية خود يعني بصورت تودة ساکن و بيجان آب و هوا و يا هر چيز ديگر باقي نماند؟ علت محرکه‌‌اي که براي اولين بار موجب تغيير شد چه بود؟ اين پرسش به اين دليل مطرح مي‌شود که ما مي‌دانيم که مادة بيجان و ساکن براي به حرکت درآمدن نيازمند نيروي محرک خارجي است و بهمين دليل, ارسطو آنان را از اين جهت که لزوم وجود محرک بيروني را ناديده گرفته‌اند, مورد انتقاد قرار مي‌دهد و مي‌گويد:
بر پاية اين نظريات مي‌توان گفت که تنها علت, همان علّت باصطلاح مادي است اما همچنانکه انسانها در اين راه پيش مي‌رفتند, خود شيء (يا موضوع) راه را به روي ايشان مي‌گشود و آنان را به جستجوي بيشتر وادار مي‌ساخت. زيرا هرچند که بتواند درست باشد که هر گونه پيدايش و تباهي (کون و فساد) از يک يا بيشتر از يک چيز روي دهد, اما چرا چنين روي مي‌دهد و علت آن چيست؟ زيرا خود موضوع انگيزة دگرگوني خودش نمي‌شود. مقصودم اين است که مثلاً چوب يا مفرغ (برنز) هنگامي که هر يک از آنها دگرگون مي‌شود, هيچيک, علت آن [دگرگوني] نيستند؛ نه چوب يک تختخواب را مي‌سازد, و نه برنز يک تنديس را؛ بلکه چيز ديگري است, که چنانکه ما از آن تعبير مي‌کنيم, چيزي است که سرچشمه (يا مبدأ) حرکت است.
اما بظاهر فلاسفة قديم خود متوجه اين مسئله بوده‌اند و شايد بهمين دليل است که هيچيک از آنان «خاک» را جوهر اولية جهان نمي‌دانستند, بلکه جوهرهايي مانند آب, آتش, هوا و يا مادة نامتعين را عنصر اوليه مي‌شمردند بزعم اينکه اين جوهرها, حرکت خود را تبيين مي‌کنند, مثلاً جوش و خروش بيپايان امواج دريا, شعلة سرکش آتش و يا وزش باد در نظر آنان مي‌توانست دلالت داشته باشد بر اينکه آنها بطور ابدي زنده هستند و از اينرو همواره در تکاپو و جوش و خروشند.
بهررو, انسان از آنجا که يک موجود انديشه ورز است همواره کوشش مي‌کند که از محيط خود معرفت بيشتري بدست آورد, و براي تحصيل چنين معرفتي تنها يک روش مطمئن پيش رو دارد و آن, روش علم است روشي که بطور مستقيم, طبيعت را بوسيلة مشاهده و آزمايش مورد پرسش قرار مي‌دهد. نخستين پاسخ اين پرسشها اين است که گردش جهان بمقتضاي عقل است. وقايع و حوادث آن, منوط به بخت و اتفاق نيست, بلکه تابع قوانين است و در جهان امري بنام شبکة ترتّب حوادث و يا نقشة وقايع وجود دارد که رويدادها بموجب آن, سامان مي‌گيرند.
بنابرين با کشف و توصيف شبکة ترتب حوادث و يا نقشه وقايع _ که بمدد علوم فيزيک و رياضي, حاصل مي‌شود _ مي‌توان تا حدودي حوادث را پيش‌بيني کرد وليکن ما بعنوان انسان نمي‌توانيم تنها به پيش بيني حوادث قانع باشيم؛ بلکه ما در جستجوي فهم و تبيين آنها نيز هستيم. از اينرو, مي‌توانيم بگوييم: اگر در جهان شبکة ترتب حوادثي وجود دارد, پس مدبر کارگاهي هست که نقشه کش و نقشه نگار اين حوادث است حال ما مي‌خواهيم بدانيم اين کارگاه چيست و چرا اينگونه کار مي‌کند و طرز ديگري کار نمي‌کند؟ در اينجا ما از مرز علم عبور مي‌کنيم و به فلسفه متوسل مي‌شويم در «آنجاييکه علم متوقف مي‌شود, فلسفه آغاز مي‌گردد».

لزوم وجود فلسفه در علم
همزمان با پيدايي نظريه هاي علمي، فلسفه ي علم نيز پا به عرصه ي وجود نهاد. هدف فلسفه ي علم سرو سامان دادن به بي نظمي هاي علم است. بر اين اساس فلسفه هاي متفاوت و گاهي متضاد براي علم بويژه فيزيک پديدار گشته و برخورد با اين فلسفه ها، الزاما با نرمش همراه نبوده است. کشفيات فيزيکي قرن بيستم، فلسفه ي علم را شديدا تحت تاثير قرارداد و ديدگاه هاي نوين فلسفي پا به عرصه ي وجود نهادند.
فلسفه توضيحي است براي بي نظمي طبيعي مجموعه اي از تجارب يا دانسته ها. بنابراين براي هر مجموعه اي از تجارب يا دانسته ها نظير ادبيات، هنر، علم  فلسفه اي وجود دارد.

هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ي يک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عميق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذير نيست. در واقع بر عهده ي فلسفه ي علم است که حوزه ي فعاليتهاي يک دانش از جمله فيزيک، اهداف و اعتبار گزاره هاي آن را تعيين کند و روش به دست آوردن نتايج را توضيح دهد. اين فلسفه ي علم است که نشان مي دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست.
علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد.
در فيزيک هيچ فلسفه اي غايت انديشه هاي فلسفي نيست و هرگاه فلسفه ي خاصي به چنين اعتباري برسد، با انديشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطي شد. سياه ترين دوران زندگي انسان زماني بود که فلسفه و فيزيک ارسطويي از حمايت ديني برخوردار و غايت فلسفه ي علوم طبيعي قلمداد شد. در قرون وسطي گزاره هاي علمي، زماني معتبر بودند که با گزاره هاي پذيرفته شده ي قبلي سازگار بودند. پس آزمون گزاره هاي جديد عملي بيهوده شمرده مي شد و تنها سازگاري آنها با گزاره هاي قبلي کفايت مي کرد. علاوه بر آن بانيان گزاره هاي ناسازگار با مجازات رو به رومي شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ي گاليله به همين دليل بود. بنابراين نتيجه ي آزمايشهاي گاليله پيش از آنکه يک تلاش علمي باشد، يک حرکت انقلابي براي سرنگوني يک نظام فکري  حکومتي بر انديشه ي انسان بود.

فيزيک و  بينش فلسفي در قرن بيستم
فيزيک مهمنرين عرصه تحولات علمى قرن بيستم را تشکيل مى داد. طرح فرضيه نسبيت در ابنداى اين قرن توسط آلبرت اينشتين معناى جديدى به علم فيزيک داد.  ديگر زمان و مکان بعنوان دو موجود بيگانه از هم به حيات خود پايان دادند و ديوار چينى  ايکه ماده و انرژى را از هم جدا مى کرد، فرو ريخت. فيزيک از اين طريق نگرش نوينى از دنياى بى نهايت بزرگ هاى نجوم و دنياى بى نهايت کوچک هاى اتم تدارک ديد.
مكانيك كوانتومى جديد مى گويد كه وضعيت هر دستگاهى از ذرات، كاملاً با تابع موج اش مشخص مى شود اما اين تابع موج، به جاى آنكه، همانند مكانيك كلاسيك محل و سرعت دقيق هر ذره را مشخص سازد، تنها احتمال وقوع ذره در محل هاى خاص، با سرعت هاى خاص را تعيين مى كند، به شرط آنكه اندازه گيرى هاى مناسب انجام گيرد. فيزيک بعنوان مثبت ترين رشته از علوم طبيعى نشان داد که حتى عمومي ترين قوانين آن هم، تنها در محدوديت معينى صدق مى کنند.
انتقال اطلاعات در ذرات اتمى سريعتر از نور است. اين پديده لزوم مدلى بهتر از نسبيت را آشکار ساخته است، چرا که نسبيت اساسأ اهميتى براى اطلاعات در مجموعه ى تشکيل دهنده ى جهان قائل نيست.
نسبيت درک جديدي از هندسه مطرح مى کند که مبانى جهان بينى بظاهر تغيير ناپذير ما را دگرگون مى سازد. يعني در حقيقت اين پيش فرض ها،  خود در مجموعه اى از اعتقادات و استدلات فلسفى و علمى پيچيده مى باشند،  که در شرايط بحرانى پوسته شان کنار رفته،  و تحجر خود را نشان داده، و نياز به تکامل عاليتر را ضرورى مي سازند.بعنى درک ما از خصلت جهان، ساختمان جهان،  مبدا و پايان جهان بصورت پيش فرضى ( گاه ناآگاهانه) در فعاليت هاى علمى ما جاى دارد.  بر خلاف تصور تجربه گرايان،  مطالعه اين مبانى بى مصرف نبوده، بلکه ممکن است که اسباب دگرگونى هاى بنيادى علوم را فراهم آورد.
تازه بيش از نسبيت مى بايست پيشرفت هاى بعدى در علم فيزيک يعنى نظريه هاي کوانتوم در فيزيک هسته اى را بررسى نمود. اين پيشرفت ها برخى از پايه اى ترين تصورات عقل سليم ما از جهان،  نظير عليت را، زير سئوال کشيده اند. عليت که علت بر معلول تقدم دارد،  و نه بر عکس.
در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ عليت در رابطه با پديده هاى مادى درک مى شود. در حاليکه در مکانيک کوانتوم رابطه ي علت و معلول را بايد از طريق انتقال اطلاعات مورد بررسي قرار داد. بنابرابن اگر پديده هاى جهان ترکيبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند،  در آنصورت عليت از زاويه يک خاصيت پديده مورد نظر ممکن است با عليت از زاويه خاصيت ديگر آن در نقطه مقابل هم قرار گيرد. در نتيجه ممکن است مجبور شويم که کل مفهوم متافيزيکى تقدم و تأخر را در چارچوب ديگرى مطرح کنيم.
فيزيک کوانتوم به ما آموخت که محدوديت مفاهيم علت و معلول درهر عرصه را نيز درک کنيم و با حدود اين "عمومى ترين" قانون طبيعت نيز آشنا شويم.

 فلسفه در فيزيک کلاسيک
يکي از نتايج فلسفي فيزيک کلاسيک اين بود که يک دنياي عيني خارج از ذهن انسان وجود دارد و بر اين بنيان بود که وجود و رفتار فرايندهاي فيزيکي بستگي به مشاهده ي آنها ندارد و در واقع فرض بود که قوانيني مستقل از وجود بشر در دنياي خارجي وجود دارند که بشر قادر به ياد گرفتن آنان به وسيله ي علم فيزيک است به طوري که فيزيکدانان وظيفه ي فيزيک کلاسيک را توصيف نظم موجود در طبيعت، مستقل از نقش آزمايشگران آن، مي دانستند. اما با ورود مکانيک کوانتومي در ابتداي قرن بيستم مباني فلسفي فيزيک کلاسيک در هم مي ريزد و دانشمنداني چون بور، هايزنبرگ و پائولي و غيره که بنيانگذاران مکتب کپنهانگي هستند اين اصل را حکم مي کند که آنچه قابل مشاهده است واقعيت دارد و وراي آن واقعيتي ندارد. به اعتقاد اينان فيزيک تنها مي تواند ارتباطي بين پديده هاي قابل مشاهده و در دسترس برقرار کند و خارج از آن از عهده ي فيزيک ساقط است همچنين تنها مسائلي وجود دارند که با مکانيک کوانتومي قابل حل باشند يعني کوانتوم آخرين جاده در راه شناخت جهان است و اين مهم قدر مشترک تمام طرفداران اين مکتب مي باشد که فرماليزم رياضي نظريه ي کوانتوم را حرف آخر مي شمارند اما با اين همه باز طرفداران اين مکتب به چندين گروه اعتقادي زير مجموعه اي تقسيم مي شوند. يکي از تغييرات مهمي که در مکتب کپنهانگي توسط مکانيک کوانتومي ارائه شد اصل طرد موجبيت (دترمي نيسم) است. طبق اصل موجبيت هر حادثه علتي دارد در واقع همان اصل عليت عامه.
واژه ي عليت به معناي اطلاع دقيق از وضع فعلي سيستم براي پيش بيني آينده ي آن سيستم توسط قوانين ثابت جهان مي باشد. در ابتدا فيزيکدانان عليت را همسان با قانونمند بودن مي گرفتند که بعد از آن با وارد شدن قوانين رياضي عليت معناي بستگي تابعي نيز به خود گرفت اين اصل در قوانين مکانيک نيوتن کاملاً صادق بود اما با تکوين مکانيک کوانتوم طرفداران مکتب کپنهانگي، دترمينيسم را رد کردند چرا که به اعتقاد آنان براي پيش بيني آينده ي يک سيستم بايد مواضع و سرعتهاي فعلي اجزاي آن سيستم را بدانيم اما طبق اصل عدم قطعيت نمي توان هر دوي اينها را در يک لحظه تعيين کرد لذا آينده ي سيستم قابل پيش بيني نيست البته طرفداران اين مکتب اصل عليت را تنها در مواضع اتمي رد کردند چرا که اعتقاد داشتند اصل عليت از تجربه در قوانين ماکروسکوپي بدست آمده ولي در مورد اشياء خرد و ميکروسکوپي صادق نيست مانند «اکسنر» که تنهاعليت را درسطح ميکروسکوپي مي پذيرد ومعتقد است قوانين ماکروسکوپي،  قوانين مطلق نيستند بلکه قوانين احتمال هستند بنابراين در آنها پيش بيني رويدادهاي فردي مشخص نيست البته در اين ميان "بور" حتي قبل از ظهور مکانيک کوانتومي نيز دترمينيسم را رد کرده بود او پيشنهاد کرد که «هر تغيير حالت يک اتم که در آن اتم از يک حالت ايستاده به حالت ايستاده ي ديگر مي رود بايد يک فرايند واحد به حساب آورده شود که قابل تشريح نيست در اينجا آنقدر از توصيف علّي دوريم که مي توان گفت هر اتم در حالت ايستاده مختار است به هر حالت ايستاده ي ديگر منتقل شود» به اين ترتيب بسياري از فيزيکدانان با پيروي از بور، هايزنبرگ و بورن و ... موجبيت را از دنياي اتمي طرد کردند به طوري که آثار طرد دترمينيسم را در فلسفه "پيرس" نيز مي توان ببينيم چرا که مي گويد طبيعت بر پايه ي شانس است و هر چه مشاهدات ما دقيق تر باشد انحراف از قوانين بيشتر است و همچنين «ويتگشتين» خرافات را چيزي جز اعتقاد به ارتباط علّي نمي داند و "هرمان ويل"در طي مقاله ي رابطه ي علي با روش آماري فيزيک ميگويد" آيا آمار صرفاً يک راه ميان بُر براي رسيدن به بعضي از نتايج علّي است يا حاکي از اين است که هيچ همبستگي علي در جهان حکمفرما نيست".
«پوزيتويسم»حاکم برذهن اکثر فيزيکدانان عصر ما نتيجه ي حاکميت مکتب کپنهانگي است به طوري که طرفداران «پوزيتويسم» نيز ايده ي واقعيت را کنار مي گذارند زيرا آن را قابل توصيف نمي دانند و بر اين اعتقادند که تنها چيزهايي که ما مي توانيم بدانيم مشاهدتمان و اعمالمان است به طوري که پائولي از طرفداران اين مکتب نوشت «تنها بايد کميت هايي را وارد فيزيک کردکه علي الاصول قابل مشاهده باشند». در مقابل دانشمندان بزرگي چون بوهم، انيشتين و دوبروي نيز به چشم مي خورند که به طور کامل مخالف مکتب کپنهانگي هستند چرا که بر اين اعتقادند که نظريه ها براي توصيف واقعيت فيزيکي کاربرد دارند و تنها ابزار محاسبه نيستند به طوري که انيشتين مي گويد« من علاقه اي به شناخت اين پديده يا آن پديده اين عنصر يا آن طيف عنصر ندارم من مي خواهم انديشه هاي خدا را بشناسم، بقيه جزئيات است.» او يکي از مخالفان بزرگ طرد عليت بود چرا که اين را اصلي مي دانست که جزء ضرورت است و از جمله صفاتي بود که او از مکانيک نيوتني نگه داشت و در طي نامه اي به مناسبت بيستمين سالگرد وفات نيوتن مي نويسد «اين تنها در نظريه ي کوانتوم است که روش ديفرانسيل نيوتن کفايت نمي کند و در واقع عليت اکيد معتبر نيست اما هنوز حرف آخر زده نشده است» آنچنان که وقتي متذکر شدند که عبور اتم از يک حالت به حالت ديگر تابع قوانين آماري است و در واقع اصل بقاي انرژي و اندازه حرکت را براي رويدادهاي بنيادي اتمي طرد کردند انيشتين در طي نامه اي به بورن نوشت «عقيده ي بور درباره ي تشعشع خيلي توجه مرا جلب کرد اما من نمي توانم عليت اکيد را ترک کنم بدون آنکه محکمتر از گذشته از آن دفاع کرده باشم براي من قابل تحمّل نيست که يک الکترون که تحت تأثير اشعه قرار گرفته است نه تنها زمان عبور بلکه جهت حرکتش را نيز خود اختيار کند در اين حالت من ترجيح مي دهم يک پنبه دوز يا يک کارمند قمارخانه باشم تا يک فيزيکدان» و در جايي ديگر مي گويد «البته ممکن است من در اشتباه باشم ولي اين حق را دارم که اشتباه کنم.» به اين ترتيب طرد موجبيت در دنياي اتمي باعث سرکوب کردن مخالفان نشد چرا که در اين ميان دانشمندان بزرگي وجود دارند که معتقدند نپذيرفتن اصل عليت در دنياي کوانتومي به دليل ناقص بودن توصيفات کوانتومي است. به قول والس گاردن«مطمئناً معقول است که غرايب کوانتومي را ناشي از توصيف ناقص بدانيم تا ويژگي هاي درک نکردني جهان مسلماً معقول تر است که فرض کنيم نظريه ي ما ناقص است تا آنکه استدلال کنيم که واقعيت عجيب و غريب است ما بايد مکانيک کوانتومي را به عنوان کاملترين نظريه ي موجود تلقي کنيم و در عين حال بکوشيم که نظريه اي بهتر و کامل تر از واقعيت ارائه دهيم» با اين همه اکثريت فيزيکدانان به پيروي از مکتب کپنهانگيِ فيزيک کوانتومي نظريات انيشتين و موافقين او را نپذيرفتند و گروهي به طور کامل عليت را مفهوم کلاسيک دانستند و گروه محتاط تر ديگر عليت را امري غير قابل اثبات پنداشتند. به طور کل روابط عدم قطعيت هايزنبرگ کليد اصلي براي طرد اصل عليت در دنياي کوانتوم بود به طوري که وقتي هايزنبرگ بي اعتباري قانون عليت را مطرح مي کند بورن پا را فراتر مي گذارد و تو خالي بودن اين قانون را حکم قرار مي دهد چرا که به اعتقاد او عليت در فيزيک اين است که اگر حالت يک سيستم بسته در يک لحظه معلوم باشدقوانين طبيعي حالت آن را در هر لحظه بعدي تعيين مي کند و اين جمله ي شرطي است که با اگر شروع مي شود که حاکي از بطلان قانون عليت نيست بلکه توخالي بودن آن را اثبات مي کند به اين منوال که قوانين طبيعت چنين هستند که تعيين دقيق حالت يک سيستم را در يک زمان ناميسر مي سازد پس قانون عليت به مفهوم معمولي، آن را مي توان رد کرد يا پذيرفت .
با اين مختصر مقدمه از اصل عليت و بررسي نظر مخالفان و موافقين اين اصل به بررسي اصل عليت ميرسيم.

اصل عليت
نتايج بنيادى نظريه هاى علمى به سرعت در ديگر حوزه هاى انديشه تأثير مى گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومى قانون عليت را نقض مى كند و بنابراين مى توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اى وانهيم. اين كه نظريه هاى علمى خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمى  موضوعاتى است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسى قرار مى گيرند. موجبيت (Determinism) و عليت (Causation) نمونه هايى از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومى مورد توجه مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيرى كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايى از فيزيك و شيمى گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اى است كه انديشه بشرى را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبرى است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكى پيچيده است بايد رفتارش جبرى باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاى بشرى صرفاً ناشى از قوانين فيزيكى است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مى رسد كه يك راه حل براى ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبرى نباشند و اين چيزى بود كه حداقل به نظر مى رسيد توسط مكانيك كوانتومى حاصل شده است. به عنوان نمونه، كامپتون يكى از فيزيكدانان برجسته بعد از ظهور مكانيك كوانتومى مى نويسد: «ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكى را به عنوان شاهدى عليه آزادى انسان به كار بريم. » و اين شد كه يك فيزيكدان ديگر ابايى از ديندار بودن نداشت. اما تمامى اين بدفهمى ها را مى توان به پاى يكى دانستن مفهوم«عليت» با «موجبيت» نوشت. دو مفهومى كه در فيزيك كلاسيك يكى پنداشته مى شدند و ناچاراً طرد يكى به طرد ديگرى مى انجامد. اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتى اگر افراطى ترين تعبير از مكانيك كوانتومى به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقى خواهد گذاشت. در ادامه  از اين صحبت مى شود كه معناى دقيق موجبيت چيست و چگونه در فيزيك كلاسيك با عليت گره مى خورد.
از جمله كسانى كه در دنياى كلاسيك به موجبيت مى پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوى است. وى اصل عليت عمومى را اين چنين بيان مى كند:«ميان رخدادهاى اكنون و رخدادهاى گذشته اتصال ژرفى وجود دارد، اتصالى كه بر اين اصل استوار است: چيزى نمى تواند بدون علتى كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد» لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مى گفت همانقدر كه ?=?*? حتمى است، وقوع رخداد ها نيز قطعى خواهد بود. لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مى داند :«ما بايد حالت كنونى جهان را معلول حالت قبلى و علت حالت بعدى آن بدانيم. متفكرى كه تمامى نيروهاى مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مى داند، و همچنين مكان لحظه اى تمامى اشياى جهان را مى داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاى اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وى به اندازه كافى قادر باشد تا تمامى داده ها را تحليل كند؛ براى وى هيچ چيزى غير قطعى نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. » مشاهده مى كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط على دقيق در جهان اشاره مى كند، بلكه بر پيش بينى پذيرى حالت هاى بعدى نيز صحه مى گذارد. مشروط بر اين كه آن كسى كه به پيش بينى مى پردازد از تمامى وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامى قوانين حاكم بر عالم آگاهى داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواى محاسبه كنندگى نامحدودى بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگى فراوانى برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتى كه توسط هوش انسانى انجام مى شود تقريبى و ناقص است. بنابراين اگر اين را فرض كنيم كه «علل يكسان همواره معلول هاى يكسان را نتيجه مى دهند» موجبيت را با عليت يكى دانسته ايم. به همين دليل به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت على گفته مى شود، علاوه براين كه حاوى موجبيت پيش بينى گرايانه نيز هست.
اما آنچه فيزيكدانان را وا مى داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطى بود كه براى معادلات فيزيكى مى نوشتند. همانطور كه مى دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطى قطعى و معين هستند. به عنوان مثال در رابطه  F=maاگر شما جرم يك جسم و شتاب وارد بر آن را بدانيد به صورت قطعى مى توانيد مقدار نيرو را محاسبه كنيد و به جرم مورد نظر نسبت دهيد. پس اين رابطه يك رابطه موجبيتى است. اما اين سؤال پيش مى آيد كه آيا نيرو علت شتاب گرفتن جسم است يا شتاب وارد بر جسم علت وارد آمدن نيرو است؟ همانطور كه مشاهده مى كنيم شكل رابطه اين را نشان نمى دهد. به همين دليل بهتر است روابط فيزيكى را بر حسب تغييرات بنويسيم. به عنوان نمونه در رابطه مذكور به جاى شتاب مى توان نسبت تغيير سرعت به تغيير زمان را نوشت. در اين صورت رابطه از حالت تقارن خارج مى شود و بر اين نكته دلالت مى كند كه نيرو علت تغيير سرعت و در نتيجه شتاب شده است. پس معادلات فيزيكى علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اى موجبيتى هستند، علت و معلول را نيز مشخص مى كنند. به همين دليل الگوى عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوى تابعى» عليت معروف شده است، الگويى كه در مكانيك كوانتومى به «الگوى شرطى عليت» تغيير پيدا مى كند. اما ببينيم كه چرا مكانيك كوانتومى به طرد موجبيت مى انجامد. همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مى شود اگر كسى مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مى تواند با توجه به نيروهاى حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامى لحظات بعدى بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومى نمى توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشى از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمى تواند هم مكان قطعى داشته باشد و هم داراى سرعت مشخصى باشد. بنابراين مى توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسى در مورد جهان كوانتومى اعتبار ندارد. اين استدلالى كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسى كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمى تواند در يك لحظه بعضى از كميت ها را به صورت قطعى داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتنى بر يك مغالطه است و نمى تواند معتبر باشد. چرا كه از نفى مقدم يك گزاره شرطى(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفى تالى (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدى) را نتيجه گرفته است. دليل قوى تر براى نفى موجبيت در مكانيك كوانتومى وجود احتمالات در روابط كوانتومى است. در نظريه كوانتوم ديگر نمى توان گفت كه مقدار انرژى در لحظه بعدى فلان مقدار قطعى است. بلكه صرفاً مى توان گفت كه با فلان احتمال انرژى فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشى از جهل ما نيست و على الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلى اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مى توان با عليت باور داشت. دليلى ندارد كه اگر در فيزيك كلاسيك به غلط موجبيت با عليت يكى پنداشته مى شود در فيزيك كوانتومى نيز اين دو مفهوم يكى باشند. بايد بازتعريفى از رابطه على كرد كه رخدادهاى كوانتومى را شامل رابطه على كند و اين چيزى است كه در فلسفه مكانيك كوانتومى به صورت جدى مورد پيگيرى قرار گرفته است.
آيا، مي توانيم به قبول شانس و نه علت به عنوان قانون متعالي جهان فيزيکي راضي باشيم. به اين سئوال جواب اينست که عليت به مفهوم درست آن حذف نمي شود بلکه تنها تعبير سنتي از آن که با دترمي سيسم (جبرگرايي ) تطبيق مي کند حذف ميشود…عليت در تعريف، اين اصل است که يک واقعيت فيزيکي بستگي به ديگري دارد و کاوش حقيقي کشف اين و ابستگي است و اين هنوز در مکانيک کوانتومي صادق است گرچه اشيا مورد مشاهده که براي آنها اين وابستگي ادعا مي شود متفاوتند، اينها احتمالات حوادث بنيادي هستند و نه خود حوادث فردي .
نكته پايانى اين است كه آيا يكى دانستن موجبيت با عليت در مكانيك كلاسيك موجه است؟ مى توان نشان داد كه در مكانيك كلاسيك نيز رابطه اى موجبيتى باشد ولى حكايت گر رابطه على نباشد و بالعكس. به عنوان مثال بسيارى از روابط فيزيك را نمى توان بر اساس تغييرات يكطرفه نوشت. مثلاً مى دانيم كه براساس را بطه گاز ها در دماى ثابت، اگر حجم يك گاز را دوبرابر كنيم فشار آن نصف مى شود. پرسش اين است كه آيا دو برابر شدن حجم علت كاهش فشار شده است يا كاهش فشار باعث بالارفتن حجم؟بنابراين برخى از روابط فيزيك كلاسيك نيز نمى توانند تمايزى ميان علت و معلول برقرار كنند.

واژه نامه
اصل موجبيت «دترمينيسم» (Determinism): اين تز که هر چه رخ مي دهد  بوسيل? يک سلسله ضروري علّي تعيين مي شود. شکل خاصي از اين تز مي گويد که با دانستن حالت جهان در يک لحظه مي توان آينده آن را بطور دقيق پيش بيني کرد.
سنخيت بين علت و معلول  (Same Cause, Same Effect): علل يکسان معلولات يکسان بدنبال دارند.
فيزيک کلاسيک  (Classical Physics): فيزيک نظري رايج تا اوايل قرن بيستم، يعني فيزيک قبل از نسبيت و کوانتوم. فيزيک کلاسيک عمدتا بر مکانيک نيوتني ، نظري? ماکسول  و ترموديناميک، مبتني بود.
فيزيک کوانتومي  (Quantum Physics): منظور فيزيکي است که بر اساس نظري? کوانتوم بنا شده است.
مکانيک کوانتومي  (QM): مکانيکي که جايگزين مکانيک نيوتني شد تا توصيفي دقيق از رفتار سيستم هاي اتمي و زير اتمي بدست دهد. در اين نظريه بعضي سوالات فقط جواب احتمالي دارند.
نسبيت    (Relativity): نظري? بنيادي اينشتين دربار? فضا – زمان – گرانش.
پوزيتيويسم  (Positivism): مکتبي که مي گويد علم صرفا با کميات قابل مشاهده سروکار دارد و هدف آن دادن نظمي به مشاهدات است بدون آنکه صحبتي از يک واقعيت زيربنايي شود.
پوزيتيويسم منطقي  (Logical Positivism): مکتبي که در ده? 1920 بوسيل? اعضاي حلق? وين (شليک، کارناپ و ... ) بوجود آمد. اين گروه روي مسئل? معنا تمرکز کردند و اصل تحقيق پذيري را ارائه دادند که بر مبناي آن معيار معنا دار بودن يک گزاره غير تحليلي (يعني غير رياضي و غير منطقي) تحقيق پذيري تجربي است.
                                                                           
جمع آوري مطالب: شهره کارخانه يوسفي

فلسفه فیزیک کوانتومی(بخش دوم)

معرفت شناسی بور 

چنانکه گفتیم بور و هایزنبرگ در سال 1927 روی مسائل تعبیری مکانیک کوانتومی تا حدی به توافق رسیدند و همچنین کنفرانس سولوی مواضع آنان را مستحکم کرد و تعبیر آنها به عنوان تعبیر سنتی و یا تعبیر کپنهاگی مورد پذیرش اکثریت فیزیکدانان قرار گرفت. نکته ای که در اینجا تذکرش لازم است این است که تعبیر کپنهاگی یک تعبیر یگانه کاملا مشخص نیست و فیزیکدانان طراز اولی که این تعبیر را پذیرفتند همه اجزای آن را به یک درجه قبول نداشتند و بین آنها نیزحداقل از لحاظ الویتی که برای بعضی اصول قائل بودند اختلاف نظر بود. ما در اینجا عمدتا به طرح دیدگاه های معرفت شناختی بور می پردازیم و مقایسه این دیدگاه ها با دیدگاه سایر بنیانگذاران و مدافعان مکتب کپنهاگی را به  نوشتاری دیگر موکول میکنیم. ذیلا به ذکر اندیشه هایی که بور روی آنها تاکید داشت می- پردازیم.

اصل مکملیت

در مورد این اصل چند مطلب مطرح است که هر کدام را جداگانه بحث می کنیم:

 تعریف مکملیت

چنانکه گفتیم هدف بور یافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده های کوانتومی را توجیه کند. او در سال 1927 به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره کومو مطرح کرد . در آنجا او این مساله را مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم تواما یک توصیف علـّی و یک توصیف زمانی-  مکانی از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعة الجمع هستند. برای هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم.

بور در غالب سخنرانی های بعدی اش درباره مکملیت سخن گفت، اما هرگز تعریف صریحی از مکملیت ارائه نداد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.اینشتین در مقاله ای که در ژانویه 1949 نوشت چنین گفت" من علی رغم کوشش بسیاری که کرده ام نتوانسته ام به یک فرمولبندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم." همچنین وایتسکر در مقاله ای که در سال 1955 به مناسبت هفتادمین سالگرد بور نوشت متذکر شد که برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده و به این نتیجه رسیده است که در ظرف 25 سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بوده است.اما وقتی وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح می کند و می پرسد که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا نه ، جواب بور منفی بوده است. ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشتهای در تعریف این اصل به کار ببرند . مثلا پائولی در مقاله ای که در 1933 نوشت دو مفهومی را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلا مختصات) مستلزم طرد دیگری باشد. یعنی هر وسیله تجربی ای که برای اندازه گیری یکی از ایندو به کار رود با وسیله اندازه گیری مفهوم دیگر تداخل تخریبی داشته باشد. پس پائولی مکملیت را به دو مفهومی نسبت داد که به یک نحو توصیف کلاسیک ( مثلا تصویر ذره ای ) مربوط می شود، نه به دو توصیف مانعة الجمع. وایتسکر پیشنهاد کرد که باید میان مکملیت موازی و مکملیت دایره ای تمایز قائل شد. در مکملیت موازی با دو مفهوم مکمل سر و کار داریم که یا تنها در نظریه کوانتوم مانعةالجمع اند (مثل مختصات و اندازه حرکت ) و یا هم در نظریه کلاسیک ناسازگارند وهم در نظریه کوانتوم(مختصات و عدد موجی). در مکملیت دایره ای با دو توصیف مانعة الجمع سر و کار داریم. مثلا مکملیت توصیف زمانی- مکانی و توصیف علـّی  از نوع مکملیت دایره ای است؛چنانکه بور متذکر شده است. وایتسکر در تفسیر نظر بور گفت اگر معادله شرودینگر را به کار ببریم به یک توصیف علـّی می رسیم. اما اگر بخواهیم به یک توصیف زمانی- مکانی برسیم باید به یک اندازه گیری از کمیات کلاسیک مشاهده پذیر متوسل شویم ، ولی چنین عملی باعث تقلیل بسته موج می شود و این کار رفتار علـّی تابع موج را از میان می برد. پس طبق نظر وایتسکر مکملیت میان توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت درست همان مکملیت میان توصیف طبیعت بر حسب تابع موج است. بور این برداشت وایتسکر از مکملیت را رد کرد.

این نشان می دهد که تا چه حد در منظور بور از مکملیت ابهام وجود داشته است(حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده اند)و البته همین باعث شده که اصل مکملیت علی رغم اعتراضات جدی که به آن  وارد کرده اند باقی بماند. با وجود این اگر عبارت زیر از یک سخنرانی بور در 1929 را به عنوان تعریف مکملیت از دیدگاه بور تلقی کنیم( که شاید صریحترین عبارت او در این مورد باشد)  می توانیم تمامی گفته هایی را که از بور در این باره به ما رسیده است توجیه کنیم. در این عبارت بور می گوید :"اصل کوانتوم ما را مجبور می کند که نحوه دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم، بدین معنی که هر استفادۀ مشخص از ( یک دسته ) مفاهیم کلاسیک ، کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارند غیر ممکن می سازد." طبق این بیان اسلوب های توصیف مکمل اند .مثلا توصیف بر حسب مختصات زمانی- مکانی و توصیف بر حسب انتقال انرژی- اندازه حرکت به صورت همزمان امکانپذیر نیست، زیرا این دو نوع  توصیف  مستلزم تدارکات تجربی متفاوتی هستند، بورن موضع بور را اینطور تلخیص کرده است که :"تصویر یگانه ای از از کل جهان تجارب، وجود ندارد."

یکی از ایرادهایی که از همان اوائل به اصل مکملیت وارد می کردند این بود که چرا مکملیت را منحصر به دو خاصیت کرده اند و به سه خاصیت یا بیشتر تعمییم نداده اند. از جمله فون نیومان، به دنبال ادعای بور که مکملیت تصاویر موجی و ذره ای را به فقدان خاصیت جابجایی در متغییرهای مربوطه  نسبت می داد گفته است :" خوب ، چیزهای زیادی هستند که خاصیت جابجایی ندارند، و شما به سهولت می توانید سه اپراتور پیدا کنید که جابجایی پذیر نباشند." وایتسکر این سوال را به طور صریح بررسی کرد و به این نتیجه رسید که دو گانگی موج- ذره حالت یک قضیه منفصله را دارد: واقعیت فیزیکی یا تمرکز نقطه ای دارد و یا در فضا گسترده است . حالت اول را با الگوی ذره ای بیان می کنیم و حالت دوم را با الگوی موجی.

 ارزش اصل مکملیت از نظر بور 

بور طی 35 سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریۀ فلسفی جامع و دقیق درآورد. او فیزیک کوانتومی را زمینه ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت مسائل اساسی رشته های دیگر نظیر روانشناسی ، فیزیولوژی،جامعه شناسی،فلسفه و غیره را حل کند.

او می گفت روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بود و بهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد. روزنفلد،که از بزرگترین اصحاب بور بود ، می گوید که بور کوشش زیادی کرد تا مکملیت را در مورد سایر رشته های علوم بشری به کار ببرد و این کار را کم اهمیت تر از تحقیقات فیزیکی اش تلقی نمی کرد .

گفته شده است که اصل مکملیت بزرگترین اثری است که بور در فلسفه علم باقی گذاشته و جان ویلر آن را " انقلابی ترین عقیدۀ فلسفی معاصر " دانسته است.

نقد اصل مکملیت 

گرچه به طور کلی می توان گفت که اصل مکملیت بور مورد پذیرش غالب فیزیکدانان معاصر قرار گرفته است،اما برخی از فیزیکدانان بزرگ معاصر و از جمله بعضی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی آن را نپذیرفته اند. دیراک در کتاب مکانیک کوانتومی خود از آن یادی نکرد و بعدا هم آن را مورد نقد قرار داد  . بورن نسبت به آن نظر مثبت نداشت و اینشتین این را کار درستی نمی دانست که اجازه بدهیم توصیف نظری مستقیما متکی به احکام تجربی باشد،چنانکه اصل مکملیت بور مدعی است.

تعمیم اصل مکملیت

چنانکه قبلا متذکر شدیم بور خود کوشید که قلمرو کاربرد اصل مکملیت را از حوزه محدود اولیه اش به سایر بخشهای دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده اند. ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می کنیم:

 - مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتم های آن: بور در سخنرانیی که در 1930 در انگلستان ایراد کرد مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعة الجمع با توصیف کامل حرکات اتم های آن دانست.

- مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستم های زنده  : بور طی یک سخنرانی در 1932 در کپنهاگ اصل مکملیت را به زیست شناسی تعمیم داد:"اگر بخواهیم تحقیقات درباره اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که  بتوانیم توصیفی از نقش تک تک اتمها در اعمال حیاتی  به دست دهیم باید حیوان را بکشیم...از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را به عنوان یک نقطۀ شروع در زیست شناسی در نظر گرفت."

- مکملیت مطالعه فرهنگ های ساده : این مطلب را بور در سخنرانیی که در 1938 در کنگرۀ مردم شناسی و نژاد شناسی (در انگلستان) ایراد کرد متذکر شد.

- مکملیت ذهن و موضوع مردم شناسی

- مکملیت قدرت سازمان ملل متحد و حق حاکمیت ملت ها

- مکملیت دانش زمان حال و پیش بینی آینده : طبق تعبیر مکتب کپنهاگ هر چه وضع فعلی سیستمی را دقیق تر مشخص کنیم ،آن را بیشتر مختل می کنیم و در نتیجه دقت پیش بینی آینده کمتر می شود

- مکملیت آزادی اراده و جستجو برای یافتن انگیزه ها : هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه ها برای تصمیم گیری خاص هستیم احساس اختیار نمی کنیم،اما در مواردی که نمی توانیم انگیزه ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم احساس اختیار می کنیم.

- مکملیت محبت و عدالت: برونر می گوید که در سال 1943 (یا اوائل 1944) با بور ملاقات داشته است که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نا بخشودنی شده بود و او نمی دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیرد. این مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود. آنگاه بور به برونر می گوید:"شما نمی توانید یک نفر را توأماً از دید محبت و دید عدالت بشناسید."

- مکملیت علم و مذهب : روس بال استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد علم و دین را دو عنصر مکمل می خواند که گرچه ظاهراً با هم ناسازگارند اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند.

بور معتقد بود که در مورد مسائل اجتماعی و اخلاقی اعتقاد به اصل مکملیت می تواند باعث تحمل آراء دیگران شود. 

تجزیه ناپذیری سیستم های  کوانتومی 

طبق این اصل سیستم های کوانتومی خواص ذاتی (مستقل از مشاهده)ندارند. یعنی سیستم کوانتومی و وسایل  مشاهده ، یک واحد تجزیه ناپذیر می سازند و در نتیجه خواصی که به سیستم نسبت می دهیم در واقع متعلق به مجموعۀ سیستم و وسیله اندازه گیری است. به قول فاینمن:"در مکانیک کوانتومی  یک رویداد مجموعه ای از شرایط اولیه و شرایط نهایی است." مثلاً وقتی یک الکترون در یک طرف وسیلۀ آزمایش از تفنگ الکترونی خارج می شود و پس از گذشتن از یک  روزنه در طرف دیگر در نقطه ای مشاهده می شود، کل این قضیه یک حادثۀ لایتجزی است.

در توجیه این اصل بور متذکر شد که در فیزیک کوانتومی،برخلاف فیزیک کلاسیک،تفاعل بین سیستم مطالعه و وسیلۀ آزمایش (که شامل ناظر هم می شود) قابل اغماض یا جبران کردنی نیست. بنابراین برای توضیح پدیده های کوانتومی باید تمام تدارکات تجربی را مشخص کرد. به عبارت دیگر پدیده تحت مطالعه و آزمایشگر یک واحد تجزیه ناپذیرمی سازند و هر نوع تعبیری در وضعیت مشاهده که سبب تجزیۀ این پدیده به اجزایش شود باعث محو شدن پدیدۀ اصلی و ظهور یک پدیدۀ جدید می شود،نه آنکه چهرۀ دیگری از همان پدیده را بدست دهد. بنابراین برعکس پدیده های کلاسیک، یک پدیدۀ کوانتومی عبارت از یک رشته حوادث فیزیکی نیست،بلکه یک نوع تشخیص فردی است.

نکتۀ دیگر اینکه ما در فیزیک برای تعیین خواص اشیاء به آزمایش متوسل می شویم. در فیزیک کلاسیک می توان با طرح یک آزمایش پیچیده تمام اطلاعات قابل تصور را دربارۀ سیستم بدست آورد، اما در فیزیک کوانتومی چنین نیست. در اینجا بر خلاف اشیاء کلاسیک که خواص سازگار دارند، یک سیستم  کوانتومی از خود بعضی خواص مانعة الجمع نشان می دهد(مثل خواص ذره ای و خواص موجی). مثلا الکترون تحت بعضی شرایط به صورت ذره جلوه می کند و در بعضی شرایط دیگر به صورت موج. بور این مطلب را اینطور توجیه کرد که الکترون خودش خواص ذاتی ندارد، و این الکترون به علاوۀ سیستم اندازه گیری است که دارای آثار خاص است و بنابراین برای توصیف اشیاء اتمی باید تمام جهات ذیربط تدارکات تجربی را ذکر کرد و از شیوۀ توصیف های مکمل بهره گرفت. به قول بور " در حوزه فیزیک کلاسیک تمام خواص مشخصۀ یک شیء معین را می توان با یک طرح تجربی تعیین کرد، گرچه از لحاظ عملی مناسب است که برای مطالعۀ جنبه های مختلف یک پدیده طرح های متفاوتی را به کار ببریم . در واقع اطلاعاتی که از اینها به دست می آیند یکدیگر را تکمیل می کنند و می توان از ترکیب آنها تصویر واحد منسجمی از رفتار شیء مورد نظر بدست آورد. در فیزیک کوانتومی شواهدی که در مورد اشیاء اتمی از طریق طرح های تجربی مختلف بدست می آوریم نوع جدیدی از مکملیت را نشان می دهند." اما هایزنبرگ معتقد بود که یک سیستم کوانتومی دارای خواص گوناگونی است، و اینها را به صورت بالقوه دارد نه بالفعل،و این سرشت محیط سیستم کوانتومی است که معین می کند کدام یک از اینها به فعلیت خواهد رسید.

به هر حال به جای آنکه بگوییم الکترون، به صورت منزوی، چه خواصی دارد باید شرایطی را که الکترون در آن قرار دارد مشخص کنیم، ودر واقع می توان گفت که الکترون اصطلاحی است که از تحلیل پدیده ها انتزاع می شود. با وجود این می توان به طور قراردادی خواص مشاهده در آزمایشها را به خود سیستم های کوانتومی نسبت داد،به شرط آنکه متوجه قراردادی بودن این امر باشیم و نخواهیم نتایجی در بارۀ کنه اشیاء استنتاج کنیم و به شرط آنکه در مورد خواص ناسازگار روابط عدم قطعیت  را مراعات کنیم. 

ارزش مفاهیم کلاسیک

 هم بانیان مکتب کپنهاگی و هم اینشتین قبول داشتند که یک  محدودیت اساسی در کاربرد مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی وجود دارد اما در مورد این محدودیت نگرش آنها متفاوت بود. بنیانگذاران مکتب کپنهاگی معتقد بودند که  باید تمام مفاهیم فیزیک کلاسیک را حفظ کرد ولی محدودیتی برای کاربرد همزمان آنها قائل شد. برای این کار مفاهیم را به دو مقولۀ مکمل تقسیم می کنیم و تنها آنهایی را که متعلق به یک مقوله هستند بطور همزمان به کار می بریم. از دیدگاه اینها علت ضرورت به کار بردن زبان فیزیک کلاسیک در بحث از حقایق تجربی این است که نمی توان از شیوه های معمولی ادراک صرف نظر کرد و یک مبادلۀ فکری غیر مبهم دربارۀ اطلاعات تجربی بدون اینها میسر نیست.به قول بور:"هر چه هم که پدیده های کوانتومی از حوزۀ توصیف کلاسیک  فراتر بروند باید توضیح تمام شواهد (تجربی) بر حسب اطلاعات کلاسیک باشد. دلیلش اینست که ما از کلمۀ "آزمایش" منظورمان وضعیتی است که در آن می توانیم به دیگران بگوییم چه کرده ایم  و چه آموخته ایم و بنابراین باید توضیح تدارکات تجربی و نتایج مشاهدات را به زبانی غیر مبهم، با استفاده از اصطلاحات فیزیک کلاسیک، بیان کنیم."

از طرف دیگر استفاده از مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی تاوانی هم دارد و آن اینست که دیگر نمی توان توصیف واحدی (بر حسب مفاهیم کلاسیک)از پدیده های  اتمی ارائه داد و ضروری است که از توصیف های مکمل  استفاده کنیم. به قول رزنفلد :"تمام موجوداتی که قادر به تحقیقات فیزیکی هستند در ابتدا با جهان فقط در مقیاس ماکروسکوپیک  تفاعل دارند، لذا باید مفاهیمی مناسب پدیده های ماکروسکوپیک بسازند. بنابراین وقتی به کشف دنیای اتمی می پردازند در توصیف آن با مساله روبرو می شوند،و از این جهت ناچارند از شیوۀ توصیف های مکمل استفاده کنند."

هایزنبرگ نیز عقیده داشت که :"ما برای توصیف تدارکات تجربی و نتایج تجربه راهی  جز استفاده از زبان فیزیک کلاسیک نداریم و نمی توانیم چیز های دیگری را جایگزین آنها کنیم ولی البته کاربرد این مفاهیم به علت روابط عدم قطعیت محدودیت پیدا می کند. ما باید این محدودیت را به ذهن بسپاریم ولی نمی توانیم و نباید در اصلاح این مفاهیم بکوشیم."

در مقابل اینها اینشتین معتقد بود که اگر اطلاعات تجربی جدیدی نشان داد که مفهومی اعتبارش را از دست داده است باید آن را کنار گذاشت. او اشکالی نمی دید که مفاهیم کلاسیک کنار گذاشته شود و حتی ضروری می دید که به جای این مفاهیم، مفاهیم کاملا جدید به کار گرفته شود. اما همواره تاکید داشت که مفاهیم نو در عین اینکه اطلاعات جدید را توجیه می کنند نباید به برداشت ما از واقعیت فیزیکی لطمه بزنند.

  علیت

واژۀ علیت در قرون اخیر در میان فیزیکدانان به این معنی به کار رفته است که اطلاعات دقیق از حالت فعلی یک سیستم فیزیکی برای پیش بینی آیندۀ آن کفایت می کند. به عبارت دیگر در جهان قوانین لایتخلفی وجود دارند که به کمک آنها می توان بطور یگانه آیندۀ هر سیستم فیزیکی را از روی وضعیت فعلی آن تعیین کرد.

این تعبیر خاص از علییت را اصل موجبیت (دترمینیسم) می نامند. این اصل در مکانیک نیوتنی اعتبار مطلق داشت ولی پس از تکوین مکانیک کوانتومی بنیانگذاران مکتب کپنهاگی گفتند که دترمینیسم  را باید کنار گذاشت. در میان اینها بور وضعیت خاصی داشت زیرا او حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی جدید اعتبار دترمینیسم را مورد تردید قرار داده بود:"این نویسنده پیشنهاد کرد که تغییر هر حالت یک اتم،که در آن اتم از یک حالت مانا به حالت مانای دیگر می رود،باید یک فرآیند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح بیشتر نیست. در اینجا، آنقدر از توصیف علی دوریم که می توان گفت هر اتم در یک حالت مانا مختار است به هر حالت مانای دیگر  منتقل شود." در سال 1923 نیز بور در مقاله ای که به اتفاق کرامرز و اسلیتر نوشت تخلف از علیت را پیشنهاد کرد که اندک زمانی بعد تجارب بوته – گایگر و کامپتون – سایمون آن را رد کرد. همچنین بور در سخنرانیی که در سال 1925 در کنگرۀ ریاضیدانان اسکاندیناویایی ایراد کرد متذکر شد که پیشرفت فیزیک امکان یک توصیف علی منسجم از پدیده های اتمی را رد کرده است.

بور پس از پی بردن به اصل مکملیت،موضعی میان طرد کامل موجبیت و اعتبار مطلق آن اختیار کرد. در این زمان بور عقیده داشت که قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت(که مصادیق روابط علی هستند) در صورتی دقیقا صدق می کنند که از توصیف زمانی – مکانی حوادث صرفنظر کنیم وبالعکس. به عبارت دیگر،ارائه یک توصیف زمانی – مکانی و یک توصیف علی دقیق برای حوادث فردی به طور همزمان امکان ندارد و یکی از ایندو را باید فدای دیگری کرد. به قول بور:"این وضعیت مخصوصا مانع تلفیق غیر مقید مختصات زمانی – مکانی  و قوانین بقای اندازه حرکت – انرژی که توصیف تصویری علی فیزیک کلاسیک بر مبنای آنهاست می شود. بنابراین یک طرح تجربی که منظور از آن پیدا کردن مکان یک ذرۀ اتمی  در لحظۀ بعدی (بعد از تعیین آن در یک زمان قبلی) است مستلزم انتقال (علی الاصول غیر قابل کنترل) انرژی و اندازه حرکت به ترازهای ثابت و ساعتهای میزان شده (که برای تعریف دستگاه مرجع ضرورت دارند)است. بالعکس استفاده از هر طرحی که برای مطالعۀ ترازمندی انرژی و اندازه حرکت (که برای توجیه خواص ذاتی اشیاء اتمی لازم است) مناسب باشد مستلزم صرف نظر کردن از تفصیلات مختصات زمانی – مکانی ذرات سازندۀ سیستم است."

واقعيت فيزيكي

در فیزیک کلاسیک به عنوان اصل پذیرفته شده بود که یک جهان خارجی مستقل از ذهن وجود دارد که می توان آن  را مشاهده کرد و توصیفی از آن بدست آورد.

در آنجا فرض بر این بود که در جهان خارجی قوانین مستقل از وجود بشر موجودند و بشر قادر است این قوانین را (لا اقل به طور تقریبی) یاد بگیرد. فیزیکدانان کلاسیک وظیفۀ فیزیک را این می دانستند که توصیفی از نظم موجود در طبیعت،مستقل از نقش آزمایشگران ، بدست دهد.

واضح است که برای اندازه گیری یک کمیت فیزیکی باید وسیله ای بکار ببریم و این وسیله تفاعلی با شیء مورد نظر داشته باشد . این تفاعل روی هر دو اثر می گذارد و بنابراین حالت شیء قبل و بعد از اندازه گیری یکی نیست. در فیزیک کلاسیک اعتقاد بر این بود که عمل مشاهده تاثیر قابل ملاحظه ای روی شیء مورد مطالعه نمی گذارد و به علاوه می توان اثر آن را به حساب آورد. بنابراین در فیزیک کلاسیک امکان داشت که وضعیت شیء  را برای زمانهای قبل از مشاهده و زمان های بعد از آن مشخص کرد. در فیزیک کوانتومی مشاهدات روی شیء مورد مطالعه تاثیر می گذارند و این تاثیر را نمی توان به کمتر از یک مقدار معین تقلیل داد، و قابل کنترل هم نیست. بنابراین از دیدگاه بور و همفکران او نمی توان  از رفتار و خواص اشیاء کوانتومی به صورتی مستقل از مشاهده صحبت کرد و نمی توان یک واقعیت  مستقل از مشاهده به پدیده ها نسبت داد. به عبارت دیگر وجود یک شیء و دانش ما دربارۀ آن دو مطلب کاملا جداگانه نیست.به قول بور:"ما در صحنۀ وجود تنها تماشاگر نیستیم، بلکه بازیگر هم هستیم." به عقیدۀ بور وظیفۀ علم این نیست که ماهیت اشیاء را بر ملا کند و توصیفی از جهان خارج بدست دهد،بلکه کار آن این است که رابطه ای بین تجارب مختلف بشر برقرار کند. بنابراین وقتی ما راجع به توصیف طبیعت بحث می کنیم منظورمان توصیف طبیعت مستقل از ذهن انسانها نیست، بلکه منظورمان تجارب بشری است. به قول بور:"این اشتباه است که فکر کنیم وظیفۀ فیزیک پیدا کردن چگونگی طبیعت است. فیزیک مربوط است به آنچه ما می توانیم  در بارۀ  طبیعت بگوییم."

و به قول هایزنبرگ :" فرمول های ریاضی جدید طبیعت را توصیف نمی کنند، بلکه دانش ما را دربارۀ طبیعت بیان می کنند. ما مجبور شده ایم توصیف طبیعت را که قرنها هدف علوم دقیقه به حساب می آمد کنار بگذاریم. تنها چیزی که در زمان حاضر می توان گفت این است که ما در حوزۀ اتمی این وضعیت را قبول کرده ایم، زیرا تجاربمان را به قدر کافی توضیح می دهند." عده ای بور را ایده آلیست به حساب آورده اند. از طرف دیگر افرادی در این مطلب مناقشه کرده اند. واضح است که بور را نمی توان یک رئالیست به مفهوم متداول آن (یعنی اعتقاد به واقعیت فیزیکی مستقل از عمل مشاهده) به حساب آورد. اما بور و پیروان او رئالیسم را به نحو دیگری تعبیر کرده اند. از نظر آنها منظور از رئالیسم این است که تجارب انسانی را می توان بدون ابهام به دیگران منتقل کرد.

به قول بور:

"در واقع از دیدگاه فعلی ما، فیزیک را نباید مطالعۀ چیزی از قبل داده شده دانست، بلکه باید آن را وسیله ای  دانست که می تواند روش هایی برای تنظیم و بررسی تجارب انسانی به وجود آورد.از این لحاظ وظیفۀ ماست که این تجارب را به نحوی مستقل از ذهنیات افراد و بنابراین به صورت عینی توضیح بدهیم،یعنی به نحوی که بتوان آن را بدون ابهام به زبان معمولی بشر به افراد دیگر منتقل کرد." اینکه پدیده های مربوط به ذرات بنیادی قابل تفکیک از وسایل  مشاهده نیستند و اشیاء اتمی واقعیتی در حد اشیاء معمولی ندارند هضمش بسیار مشکل بوده است و هنوز هم بسیاری از بزرگان علم و فلسفه در مقابل آن مقاومت می کنند. برای بور گذشتن از واقعیت پدیده های اتمی قابل قبول بود، زیرا برای او نکتۀ مهم در مورد یک نظریه، سادگی  یا زیبایی آن و یا مراعات برخی اصول نبود، بلکه خالی بودن آن از تناقضات داخلی و انسجام میان روشهای حصول اطلاعات کمی و نحوۀ تعبیر آنها بود. در مقابل اینشتین حاضر بود که با ناسازگاری های کوتاه مدت بسازد ولی اصول مورد قبولش را کنار نگذارد. او اعتقاد به وجود دنیای خارجی مستقل از ذهن را اساس تمام علوم طبیعی می دانست و به  همین جهت حاضر نبود هیچ چیزی را که به واقعیت دنیای فیزیکی خدشه وارد می کند بپذیرد.

____________________________________________________________________________________________________________

منابع: 

1. فرهنگ فلسفی

2. هالینگ، تاریخ فلسفهٔ غرب، صفحه ۱۳

3. سانلي پورفائز

4.  وب سايت اختصاصـي آلبرت اينشتيـن

5.  وب سایت تلسکوپ فضایی هابـل

6. دکترمهدی گلشنی مجله فیزیک1364.3(متن سخنرانی در کنفرانس فیزیک ایران شهریور 1364). 

7 . http://phyphi.blogfa.com/86022.aspx 

8. دانشنامه رشد 

 9.  http://www.falsafeh.com  

10. سانلي پورفائز 

11.http://www.nanoclub.ir  

  12.کتاب نمود واقعيت ازپيتر کوسو 

____________________________________________________________________________________________________________

تهيه و تنظيم:مهناز دهباشي

فلسفه فیزیک کوانتومی(بخش اول)

مقدمه:

در تعریف فلسفه اختلاف نظر فراوانی وجود دارد. یک علت این اختلاف تعاریف، آن است که موضوع فلسفه که زمانی علم علوم و جامع کلیه معارف انسانی بود تغییر کرده و به تدریج علوم طبیعی و انسانی از آن جدا شد و کار بدان جا رسید که پوزیتویست‌ها و نئوپوزیتویست‌ها اصلا وجود فلسفه را به عنوان رشته مستقل معرفت انسانی منکر شدند.وجود مستقل فلسفه به مثابه شکلی از اشکال شعور انسانی است.

1.زندگینامه هایزنبرگ

هایزنبرگ در پنجم دسامبر سال 1901 در شهر دورزبورگ آلمان از پدری به نام آگوست و مادری به نام آنا زاده شد. پدر او استاد دانشگاه و متخصص تاریخ امپراتوری بیزانس بود و بدین ترتیب ورنر جوان در یک محیط خانوادگی دانشگاهی در طبقه ای بالاتر از طبقه متوسط جامعه بزرگ شد. او در دوره دانش آموزی آموختن پیانو را آغاز کرد و در سن 13 سالگی آثار بزرگان موسیقی را با آن نواخت. و تا پایان عمر پیانو زنی عالی باقی ماند. او در دبیرستان حساب دیفرانسیل و انتگرال را بطور خود آموز و پیش از فرارسیدن امتحانات نهایی یاد گرفت. روی توابع بیضوی کار کرد ودر 18 سالگی در انتشار مقاله ای درباره نظریه اعدادتلاش کرد. هایزنبرگ جوان ، پس از جنگ جهانی اول وارد صحنه سیاسی شد در آن زمان پشتیبان جنبش ملی به پرچمداری ارتش بود. در چند نبرد خیابانی علیه گروه های کمونیست شرکت کرد. در دوران دانش آموزی گروهی بنام هایزنبرگ به رهبری وی تشکیل شد که فعالیتهای سیاسی علیه نظام حکومتی کشور پرداختند. علاوه بر فعالیتهای سیاسی به ورزش از جمله اسکی و کوهنوردی نیز می پرداخت. هایزنبرگ شطرنج باز برجسته ای بود شهرت او به دوران کودکی اش برمی گردد معروف است که در کلاس درس در زیر میز و حین تدریس معلم شطرنج بازی می کرده است ؛ و برای فرصت به حریف معمولا ً بدون وزیر بازی می کرد.
هایزنبرگ در سال 1920 وارد دانشگاه مونیخ شد. در آنجا علاوه برتحصیل در رشته فیزیک کتب کلاسیک به خصوص آثار علمی فلاسفه اولیه یونان از افلاطون و ارسطو گرفته تا دیمیقراطیس و تالس را نیز خواند. علاقمندی هایزنبرگ به رابطه بین علوم و فلسفه تا پایان عمر او ادامه داشت. نزدیکترین دوست او در دانشگاه ولفگانگ پاولی بود. هایزنبرگ هنوز دانشجو بود که شواهدی دال بر اعتماد به نفس عظیم از خویش نشان داد. در آن ایام مشکلی به نام پدیده زیمن اسباب زحمت پژوهشگران فیزیک اتمی بود. پدیده مربوط به واکنش توضیح ناپذیر یک اتم واقع در یک میدان مغناطیسی نسبت به میدان بصورت تقسیم شدن خط طیفی آن به بیش از سه خط مورد انتظار بود. وی در مقاله ای که نخستین اثر علمی او بود مدلی ریاضی برای توضیح آن پدیده ابداع و ارائه کرد. در سال 1922 نیاز بوهر در دانشگاه گوتیگن به سخنرانی در باره نظریه کوانتومی و فیزیک اتمی پرداخت هایزنبرگ در نخستین جلسه سخنرانی بوهر از یکی از اظهارات وی انتقاد کرد که پس از بحثی که بین آن دو صورت گرفت در پایان منجر به آشنایی و همکاری دراز مدت آن دو شد. در سال 1925 هایزنبرگ برای حل مسائل ریاضی ساختار اتم ، ریاضیات خاصی را برای حل آن مسائل ابداع و با آن چهار چوب ریاضی لازم را برای تشریح رفتار اتم شناسایی و پی ریزی کرد که این ریاضیات توسط جبر ماتریسی بورن شناسایی شد.
هایزنبرگ در سال 1926 به دعوت نیلز بوهر در انیستیتوی فیزیک نظری کپنهاگ در سمت دستیاری بوهر به فعالیت مشغول شد. هدف همکاری های هایزنبرگ و بوهر در زمینه فیزیک ، ارائه تصویر کاملتری از اتم به منظور راه یافتن به یک نظریه جدید بود که درستی اش به روشهای ریاضی قابل اثبات و پاسخگویی کلیه سئوالات مربوط به خواص و کیفیات مربوط به اتم در آزمایشگاه شد.
هایزنبرگ در بهار سال 1926 یعنی در زمانی که بیست و پنج سال بیشتر از عمرش نمی گذشت برای نشریه علمی «زایتشریفت فور فیزیک» مقاله ای فرستاد که عنوان آن «گفتار درباره محتوای ادراکی سینماتیک و مکانیک کوانتومی» بود. مقاله بیست و هفت صفحه ای مذکور که از دانمارک برای نشریه فرستاده شده بود حاوی فرمول بندی هایزنبرگ از اصل عدم قطعیت معروف خود بود. اصلی که اثبات آن تضمین کننده مکان او در تاریخ علم شد. اهمیت این اصل از آن روست که مصادیق و پیامدهایی چنان دوررس دارد که نه تنها بر فیزیک ذرات درون اتمی بلکه بر همه دانش بشری اثر می گذلرد. انگیزه اصلی منجر به کشف اصل عدم قطعیت کوششهای نظری بود که برای تعیین دقیق شکل مدارهای الکترون های اتم بعمل می آمد ؛ لازمه نشانه کردن یا تعیین مکان الکترون در حال گردش این بود که ابتدا با وسیله ای مانند یک تابش الکترومغناطیسی کوتاه موج روشن و مرئی شود. روشن شدن الکترون با برخورد فوتون های آن تابش به آن تحقق می یافت که اگر یک فوتون تنها هم به آن برخورد نمی کرد آن برخورد در هر حال مکان واقعی الکترون را تغییر می داد. وضعیت مشابه وضعیت برخورد یک توپ بیلیارد با یک توپ دیگر و از جا کنده شدن توپ هدف بود. دیده میشود که در اینجا خودِ وسیله دیدن یعنی نوری که برای رویت و اندازه گیری موقعیت مکانی الکترون بکار میرود با ایجاد یک خطای سنجش در اندازه گیری آن پارامتر حرکت نتیجه کار را کم دقت میکند. دو کمیت موقعیت مکانی وممنتم یک ذره ی بنیادی را بطور همزمان نمی توان اندازه گرفت زیرا به فرض که بتوان الکترون را برای انجام سنجش قدری معطل کرد نفس آن عمل سبب میشود که دیگر اندازه گیری ممنتم الکترون نباشد. نکته در خور توجه اینکه حاصلضرب خطاهای اندازه گیری هر زوج این متغییرها همواره مینیمم ثابتی دارد.
در سال 1927 که هایزنبرگ ، بوهر و دیگران هنوز سرگرم بحث درباره تفسیر کپنهاک از نظریه کوانتومی و ارائه آن بودند ؛ هایزنبرگ سمت استادی فیزیک نظری دانشگاه لایپزیگ آلمان را که به او پیشنهاد شده بود پذیرفت و بدین سان در بیست وشش سالگی جوانترین استادکامل دانشگاه در آلمان شد. هایزنبرگ در لایپزیگ با تبدیل انیستیتوی فیزیک دانشگاه به یک مرکز پژوهشی پیشرو در زمینه های فیزیک اتمی و کوانتومی کمک مهمی به ارتقاء جایگاه علمی آن موسسه کرد. از دانشجویان اولیه او در آنجا میتوان رودلف پیرلز ، ادوارد تلر، کارل فریدریش و فن ویتزساکر را نام برد که همه در سالهای بعد در جهان فیزیک به شهرت رسیدند.
در سال 1933 جایزه فیزیک نوبل را بپاس کمک های متعدد هایزنبرگ به پیشرفت مکانیک کوانتومی به وی اعطا کردند. هایزنبرگ در سال 1958 و در سن پنجاه وشش سالگی به مونیخ بازگشت و عهده دار انیستیتوی فیزیک نظری ماکس پلانک شد. او به سخنرانی های خود در مجامع بین المللی نیز ادامه داد اما محتوی سخنان او بیشتر فلسفی بود تا علمی. او در اواسط سال 1973 به سرطان مبتلا و سخت بیمار شد. سرطان وی ابتدا برای مدتی عقب نشینی کرد و حتی بنظر آمد که وی حتی سلامت خود را بازیافته باشد اما دو سال بعد در ژوئیه سال 1975 وضع جسمانی وی به وخامت گرایید و او شش ماه بعد از آن تاریخ در گذشت.

2.دیدگاه های معرفت شناختی بوهر

1-2.زمینه تاریخی

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاکید داشت حکمت طبیعی حتما باید با تایید قاطع تجربه همراه باشد.در تایید این حرف هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور طی سالهای 1962/1927 عمدتا فلسفی است. بور مخصوصا پس از1927بیشتر اوقات خود را صرف تبیین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله ای قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد. ما در اینجابرای توضیحات بور در مورد مسائل معرفت شناسی ،مناسب می بینیم که مقدمتا مسائلی را که زمینه ساز کار بور در طرح مسائل معرفت شناسی بوده است بررسی کنیم.نظریه قدیم کوانتوم که با کار پلانک در سال 1900 شروع شده و با کارهای بوربه پیشرفتهای شگرفی نایل آمده بود یک نظریه منسجم نبود، بلکه مجموعه ای از فرضیات،اصول وقضایا ، و دستورالعمل های محاسبه ای بود.هر مساله کوانتومی را ابتدا به روش مکانیک کلاسیک حل می- کردند و سپس جواب آن را از غربال شرایط کوانتومی می گذراندند و یا با استفاده از اصل تطابق آن را به زبان کوانتومی در می آوردند، و این کار بیشتر مستلزم حدس های زیرکانه بود تا استدلال های منطقی، و بنابراین غالب فیزیکدانان بزرگ و از جمله بور معتقد شده بودند که باید روشی تازه ایجاد کرد.
در بهار 1925 هایزنبرگ به یک نظریه جدید دست یافت که بورن و یوردان در تابستان همان سال آن را به صورتی متقن در آوردند.این نظریه به نام مکانیک ماتریسی شهرت یافت. در این نظریه مبنای فکری هایزنبرگ این بود که باید روش قدیمی بور در توصیف اتم را کنار گذاشت و توصیفی بر حسب کمیات قابل اندازه گیری را جایگزین آن کرد. بدین ترتیب هایزنبرگ مفاهیم کلاسیک مکان و سرعت الکترون های اتمی را کنار گذاشت. اما دلیل او تنها این نبود که تا کنون کسی این امور را مشاهده نکرده است (زیرا ممکن است پیشرفت تکنیک این اندازه گیری را در آینده میسر سازد) بلکه همچنین این بود که نظریه ای که اینها را قابل مشاهده می دانست(فیزیک کلاسیک) یک نظریه نا موفق بود.او توجه کرد که اطلاعات ما درباره اتمها عمدتا از طریق طیف نوری آنها ، یعنی بسامد نورهای تابیده و شدت آنهاست و در نتیجه تمام جنبه های قابل مشاهده اتم ها با دو حالت مربوط می شود.پس او بجای کمیات سینماتیکی کلاسیک ، کمیات بسامد و شدت نور را اساس کار قرار داد و تحقیق کرد که ببیندآیا می تواند یک نظریه منسجم بسازد که در آن این کمیات قابل مشاهده باشند یا نه؟ نتیجه کار او کشف مکانیک ماتریسی بود که در آن معادلات دینامیکی همان معادلات کلاسیک بودند اما سینماتیک آنها متفاوت بود. در مکانیک ماتریسی به هر کمیت کلاسیک یک ماتریس نسبت داده می- شد . نظریه هایزنبرگ به علت تازگی ساختار ریاضی آن برای فیزیکدانان آن عصر چندان مطبوع نبود.
از طرف دیگر شرودینگر طی شش ماه اول سال 1926 چهار مقاله نوشت که در آنها فرمولبندی دیگری از نظریه کوانتوم را عرضه میکرد.در این مقالات شرودینگر معادله جدیدی را معرفی کرد که جوابهای آن (ψ) می بایست اطلاعات فیزیکی مناسب را در اختیار ما بگذارد . شرودینگر نظریه کوانتوم را یک نظریه موجی می دانست و معتقد بود که اعداد ناپیوسته ای که از حل فیزیکی معادله او نتیجه می شود معرف بسامد های مجاز سیستم فیزیکی اند نه انرژی های آن .اتم می تواند در حالات ارتعاشی معینی بسر ببرد و اگر دو تا از ارتعشات مانای سیستم ، مثلا با بسامد های 1ν و 2ν همزمان تحریک شوند پدیده زنش رخ می دهد و نوری با بسامد

 2ν- 1ν = ν تشعشع می شود.بدین ترتیب برای تعبیر تشعشع نیازی به فرض جهش های کوانتومی نیست.
در مورد اینکه چگونه می توان با تصویر موجی ظهور جلوه های ذره ای را توجیه کرد شرودینگر به بسته موج متوسل شد ، اما در همان اوائل لورنتس به او خاطر نشان کرد که بسته موج به علت گسترشی که در زمان پیدا می کند نمی تواند نشان دهندۀ اشیایی باشد که ما به آنها یک وجود پایدار نسبت می دهیم .
چند روز پس از آنکه شرودینگر چهارمین مقاله اش را درباره مکانیک موجی برای چاپ فرستاد (ژوئن 1926 ) بورن طی مقاله ای تعبیر موجی شرودینگر را غیر قابل دفاع خواند و برای اولین بار تعبیر آماری را برای تابع موج پیشنهاد کرد .او فضای آرایش در نظریه شرودینگر را به کار برد تا فرایند های پراکندگی را توضیح دهد ، ودر این کار مربع قدر مطلق تابع موج در فضای آرایش را به عنوان احتمال پیدا کردن ذره در ناحیه خاصی از فضا در نظر گرفت بدون آنکه بگوید در فضای حقیقی چه رخ می دهد.
ریاضیات مورد استفاده در روش شرودینگر برای فیزیکدانان آن دهه تازگی نداشت ، بعلاوه به کار گرفتن روش شرودینگر برای حل مسائل فیزیکی آسانتر می نمود . بدین جهت استقبالی که از آن شد بیشتر از استقبالی بود که از مکانیک ماتریسی هایزنبرگ به عمل آمد . اما نه هایزنبرگ روش شرودینگر را می پسندید و نه شرودینگر روش هایزنبرگ را ، تا آنکه شرودینگر در ماه مارس و اکارت در ماه ژوئن 1926 به طور مستقل معادل بودن این دو روش را از لحاظ ریاضی، ثابت کردند، با وجود این برای محاسبات اتمی عملا روش شرودینگر به کار گرفته شد.
بدین ترتیب در اواسط سال 1926 فرمولبندی ریاضی نظریه کوانتوم کامل به نظر می رسید ، اما تعبیر فیزیکی آن کاملا مشخص نبود و بنابراین وقت آن رسیده بود که ساختار ریاضی را به زبان فیزیکی تفسیر کنند.
بور نه در تکوین مکانیک موجی سهمی داشت و نه در تدوین مکانیک ماتریسی نقشی ، اما پس از آنکه نشان داده شد که ایندو از نظر ریاضی معادلند ، او نقش مهمی برای تعبیر فیزیکی مکانیک -کوانتوم ایفا کرد.
بور نظریه شرودینگر را می پسندید اما تعبیری را که او از معادله خود ارائه می داد نمی پسندید. اعتراض بور این بود که چگونه موج می تواند سبب رویداد های ناپیوسته ای نظیر تیک در شمارشگر گایگر شود و چگونه می توان با تعبیر شرودینگر تابش جسم سیاه را (که باعث وارد شدن عنصر نا پیوستگی در فیزیک شده بود) توجیه کرد؟ همچنین بور برخالف فرمولبندی هایزنبرگ فرمولبندی ریاضی را برای دادن یک تعبیر فیزیکی کافی نمی دید .
در پی دعوت بور شرودینگر در سپتامبر 1926 به کپنهاگ آمد که درباره مکانیک موجی سخنرانی کند و در بحث های حول آن شرکت کند. در آنجا بحث های داغی میان شرودینگر و بور درگرفت که منجر به خستگی مفرط و کسالت شرودینگر شد و او بدون آنکه بتواند عقایدش درباره مکانیک موجی و طرد جهش های کوانتومی را به بور بقبولاند با حالت یاس کپنهاگ را ترک کرد.
سفر شرودینگر به کپنهاگ باعث پیدایش تحریکی در انستیتوی بور در جهت یافتن یک تعبیر فیزیکی برای نظریه کوانتوم شد و در این میان بور و هایزنبرگ بیش از همه کوشیدند . اما بین این دو نیز در مورد مبانی اولیه مورد قبول اختلاف نظر بود.
هایزنبرگ فکر می کرد که یک ساختار ریاضی خالی از تناقض در اختیار دارد و تنها مسئله این است که چگونه می توان این ریاضیات را برای توضیح مشاهدات تجربی به کار برد .
اما بور به کامل بودن فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی اعتقاد نداشت و دنبال این بود که یک اصل عام برای تعبیر فیزیکی نظریه کوانتوم بیابد که مستقل از ریاضیات مورد استفاده باشد .
پس از بحث های مفصل سر انجام بور برای استراحت به نروژ رفت و هایزنبرگ در کپنهاگ ماند. در این مدت که ایندو از هم جدا بودند بور به دور نمایی از اصل مکملیت رسید و هایزنبرگ به روابط عدم قطعیت.
مشکلی که بور را به خود مشغول داشته بود این بود که در روابط νh E = وp=h/λ  کمیات طرف چپ (یعنی E,p) جزو مشخصات ذرات به حساب می آیند اما کمیات طرف راست (یعنی  λوν)جزو خواص امواج شمرده می شوند. بنایر این هر دو معادله هم درباره ذره صحبت می کنند و هم درباره موج، و البته این سوال مطرح بود که چگونه یک موجود فیزیکی می تواند هم موج باشد هم ذره .
جوابی که بور به آن رسید این بود که انرژی و اندازه حرکت را با یک طرح تجربی می توان تعیین کرد و طول موج و بسامد را با طرحی دیگر. اما این دو آزمایش مختلف اند و بنابراین خواص "ناسازگار" الکترون در آزمایشهای متفاوتی ظاهر می شوند نه در یک آزمایش . پس تناقضی در کار نیست . خواص ذره ای و خواص موجی هر دو برای یک توصیف فیزیکی کامل لازم اند اما در یکجا جمع نمی شوند. بور بعدا اینها را جنبه های مکمل یک وجود فیزیکی (مثلا الکترون) نامید. او از این نوع دوگانگی که شامل دو جز مکمل و مانعة الجمع است، به عنوان مکملیت یاد کرد.
اما سوالی که برای هایزنبرگ مطرح بود این بود که چگونه نتیجه مشاهدات را به کمک فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی بیان کند.مثلا در حالی که در نظریه کوانتومی هایزنبرگ جایی برای مسیر یک الکترون وجود ندارد چگونه می توان مسیر یک الکترون در اتاقک ابری را توسط ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی توجیه کرد؟
چیزی که در این مورد به هایزنبرگ کمک کرد حرفی بود که پیش از آن اینشتین به او زده بود :"این نظریه است که معین میکند چه چیزی را می توان مشاهده کرد."هایزنبرگ با خود گفت شاید تنها حالاتی در طبیعت اتفاق می افتند که قابل نمایش توسط طرح ریاضی مکانیک کوانتومی باشند. (همانطور که اینشتین فرض کرده بود که زمان واقعی t همان است که در تبدیلات لورنتس وارد می- شود ) و محدودیت هایی که در طبیعت وجود دارد همانهایی هستند که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم پیش بینی می کند. از این دیدگاه ، این ساختار ریاضی است که معین می کند چه سوالاتی را می توان به هنگام آزمایش مطرح کرد و در مورد چه چیزهایی باید انتظار جواب داشت . مثلا ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی شامل این واقعیت است که برخی از کمیات فیزیکی خاصیت جابجایی را ندارند (مثل مختصات و اندازه حرکت که برای آنها رابطه x(Px)=(Px)x برقرار نیست ) و در نتیجه در کاربرد همزمان آنها محدویت وجود دارد . هایزنبرگ برای اینکه از این نتیجه گیری مطمئن شود به برخی از آزمایشهای ذهنی متوسل شد و با آنها نشان داد که اگر بخواهیم مکان الکترون را اندازه- گیری کنیم اندازه حرکت آن را تغییر می دهیم و بالعکس، و میان عدم قطعیت در مکان و عدم قطعیت در اندازه حرکت الکترون رابطه زیر برقرار است ~ h Δ p.Δx
هایزنبرگ این روابط را روابط عدم قطیت نامید . از نظر هایزنبرگ وجود این نوع محدودیت ناشی از تفاعلی است که بین شیء مورد آزمایش و وسیله اندازه گیری صورت می گیرد و ربطی به دقت وسایل اندازه گیری ندارد.همچنین این روابط حاکی از آنند که در کاربرد مفاهیم کلاسیک برای اشیاء اتمی محدودیتی وجود دارد.بدین ترتیب با توجه به اینکه مکان واندازه حرکت توامأ قابل اندازه گیری دقیق نیستند باید ازنسبت دادن مسیر به الکترون صرف نظر کرد . بنابراین آنچه که در اتاقک ابری می بینیم مسیر واقعی الکترون نیست ، بلکه مجموعه ای از قطرات آب است که هر یک از آن ها مکان تقریبی الکترون را بدست می دهد و از روی دنباله قطرات می توان سرعت الکترون را تخمین زد. محاسبه نشان داد که برای حاصلضرب خطا های مکان و اندازه حرکت حد پایینی وجود دارد.
وقتی بور به کپنهاگ بازگشت هایزنبرگ متن اولیه مقاله ای را که درباره روابط عدم قطعیت نوشته بود به او نشان داد. بور چند تذکر اصلاحی به او داد، اما اعتراض عمده اش این بود که چرا دوگانگی موج – ذره را مبنا نگرفته است و اولویتی برای جنبه ذره ای قائل است. آزمایش های ذهنی متعددی مورد بحث قرار گرفت و بور توانست همه آنها را با استفاده از دو تصویر ذره ای و موجی توجیه کندو البته همه اینها روابط عدم قطعیت را تایید می کرد.
بور روابط عدم قطعیت را قبول کرد ، اما تعبیر هایزنبرگ در مورد منشاء این روابط را نپذیرفت . هایزنبرگ این روابط را ناشی از ساختار ریاضی نظریه کوانتوم می دانست و معتقد بود که :"ما یک طرح ریاضی منسجم داریم و آن هر چه را که قابل مشاهده است به ما می گوید . چیزی در طبیعت وجود ندارد که قابل توصیف با این طرح ریاضی نباشد ."اما بور معتقد بود که اولا "وضوح ریاضی به تنهایی امتیازی نیست " و "یک توضیح فیزیکی کامل باید مطلقا مقدم بر فرمولبندی ریاضی شود "و ثانیا در هر اثبات روابط عدم قطعیت از طریق تحلیل آزمایش های ذهنی ،از روابط  λ=h/pو E=hν که حاکی از دوگانگی موج- ذره است، استفاده می شود. بنابراین باید دوگانگی موج-ذره را اساس قرار داد و به طور کلی از توصیف های مکمل مانعة الجمع بهره گرفت. در مقابل ، هایزنبرگ نیازی به توسل به مفاهیمی نظیر موج و ذره برای پدیده های اتمی نمی دید و معتقد بود که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم اجازه پیش بینی نتایج هرگونه تجربه ای را به ما می دهد.
سرانجام بور قبول کرد که روابط عدم قطعیت بیانی ریاضی از مفهوم مکملیت است زیرا صدق این روابط تضمین می کند که استفاده از اصل مکملیت به تناقض نینجامد و هیچ وضعیت فیزیکی نتوان یافت که تواما و با دقت کامل هر دو وجه مکمل یک پدیده را نشان دهد بدون آنکه از روابط عدم قطعیت تخلف شود. از نظر هایزنبرگ نیز وجود دو توصیف مکمل برای یک واقعیت فیزیکی قابل هضم شد ، زیرا ثابت شد که اگر با معادلات هایزنبرگ که شبیه معادلات مکانیک نیوتنی است و شامل معادلات حرکت برای "مختصات " و " اندازه حرکت " ذرات است شروع کنیم ، با یک تبدیل ریاضی می توان آنها را به صورتی درآورد که یادآور جنبه موجی است. بنابراین امکان بازی کردن با تصویر مکمل ،نظیرش را در ساختار ریاضی نظریه کوانتوم دارد.
مباحثات بور و هایزنبرگ آنها را به سوی تعبیری از نظریه کوانتوم که به تعبیر کپنهاگی شهرت دارد سوق داد. روابط عدم قطعیت و اصل مکملیت از مبانی اصلی این تعبیرند.
در سپتامبر 1927 کنگره بین اللملی فیزیک در شهر کومو(در ایتالیا ) برگزار شد. در این کنگره بور برای اولین بار به طور رسمی موضوع مکملیت را به فیزیکدانان معرفی کرد. خلاصۀ حرف بور این بود که از یک طرف تعریف حالت یک سیستم فیزیکی مستلزم حذف تمام عوامل خارجی است (زیرا برای یک سیستم باز هیچ حالتی نمی توان تعریف کرد ) و البته دراین صورت هر مشاهده ای غیر ممکن است و زمان و مکان معنای معمولی شان را از دست می دهند. از طرف دیگر برای آنکه مشاهده امکان پذیر باشد باید تفاعلی با عوامل مناسب اندازه گیری (غیر متعلق به سیستم)صورت بگیرد و دراین حالت یک تعریف روشن از سیستم میسر نیست و جایی برای علیت به معنای معمولی آن وجود ندارد. بنابراین باید توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت را جنبه های مکمل و مانعة الجمع به حساب آوریم . بور برای روشن شدن مطلب ، نظریه موجی نور را با آن مقایسه کرد. نظریه موجی یک توصیف کافی از انتشار نور در فضا و زمان می دهد، در حالی که نظریه ذره ای، تفاعل نور و ماده را بر حسب انرژی و اندازه حرکت بیان می کند. بنابراین طبق نظر بور راه را برای یک توصیف علی و زمانی- مکانی پدیده های نوری بسته است.
در فیزیک کلاسیک هم قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت (که مصادیق علیت اند و معرف توصیف علی ) را داریم و هم توصیف زمانی – مکانی را . اما در مکانیک کوانتومی به علت روابط

~ h Δ p.Δx و t ~ h. ΔEΔ این امر میسر نیست.این روابط نشان می دهند که دقیقترین توصیف زمانی- مکانی همراه است با افزایش عدم قطعیت در اندازه حرکت و انرژی ، یعنی از دست دادن دقت در توصیف علی.
سخنرانی بور در این کنفرانس خیلی خوب درک نشد. به قول ماکس یامر " فیزیکدان ها که سرگرم کاربردهای نظریه جدید برای مسائل حل نشدۀ فیزیک اتمی بودند بیش از آن فکرشان مشغول بود که بتوانند به این مسائل تعبیری توجه کنند. فلاسفه هم فاقد اطلاعات فنی بودند که بتوانند در مباحثات شرکت کنند."
چند هفته بعد از کنفرانس کوموپنجمین کنفرانس سولوی دربروکسل تشکیل شد (24-29 اکتبر 1927). اوج این کنفرانس بحث های عمومی بود که در انتهای آن در گرفت.لورنتس رئیس کنفرانس از بور خواست که درباره مسائل معرفت شناختی مکانیک کوانتومی صحبت کند. بور دعوت لورنتس را پذیرفت و سخنرانیی شبیه سخنرانی اش در کومو ایراد کرد.
انيشتین که در این کنفرانس حاضر بود برای اولین بار یک گزارش جامع درباره تعبیر مکملیت شنید. او با نظراتی که بور،بورن،وهایزنبرگ در این کنفرانس ابراز داشتند مخالف بود، و در جلسات رسمی کنفرانس جز اعتراض ساده ای که به تعبیر آماری مکانیک کوانتومی کرد چیز دیگری نگفت، اما در جلسات غیر رسمی بور را به مبارزه طلبید.
اوتو اشترن می گوید که اینشتین به هنگام صبحانه با طرح یک آزمایش ذهنی زیبا، شبهاتی بر نظریه کوانتوم وارد می کرد. پائولی و هایزنبرگ به اعتراضات اینشتین توجهی نمی کردند و نسبت به آنها حساسیت نشان نمی دادند، اما بور روی آنها کار می کرد و شب موقع صرف شام شبهات اینشتین را جواب می داد و مساله را روشن می کرد.اینشتین با طرح آزمایش های ذهنی می خواست نشان دهدکه تفاعل میان اشیاء اتمی و وسائل اندازه گیری آنقدرها که هایزنبرگ و بور می گویند پیچیده نیست و می توان روابط عدم قطعیت را نقض کرد. بور در مقابل می کوشید که نشان دهد در استدلالات اینشتین مغالطه ای وجود دارد و الا دقتی بیش از پیش بینی روابط عدم قطعیت بدست نمی آید.
نتیجه ای که فیزیکدانان در این کنفرانس به آن رسیدند این بود که مکانیک کوانتومی ، با تعبیری که بور- هایزنبرگ از آن داشتند حاوی تناقضات داخلی نیست و تجارب موجود را به خوبی توجیه می- کند. از کنفرانس 1927 به بعد این تعبیر ، که به تعبیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی معروف است و بر محور اصول مکملیت و عدم قطعیت دور می زند ، مقبولیت عام یافته و هنوز هم مورد قبول اکثریت فیزیکدانان است.

بدین ترتیب کاوش برای یافتن یک نظریه منسجم اتمی در پنجمین کنفرانس سولوی به پایان رسید . اما بحث بور و اینشتین با این کنفرانس خاتمه نیافت، بلکه با حدت بیشتر در ششمین کنفرانس سولوی که در 1930 در بروکسل تشکیل شد ادامه یافت. در آنجا اینشتین یک آزمایش ذهنی طرح کرد، که در آن ظاهرا از روابط عدم قطعیت هایزنبرگ تخلف می شد. او جعبه ای حاوی اشعه الکترومغناطیسی در نظر گرفت که دریچه ای در یکی از درهایش دارد. این دریچه توسط یک مکانیسم مرتبط با یک ساعت باز و بسته می شود. جعبه را وزن می کنیم و سپس آن را برای مدت زمانی کوتاه باز می گذاریم تا یک فوتون خارج شود و باز جعبه را وزن می کنیم .در این صورت از لحاظ اصولی ، هم زمان خروج فوتون را با دقت دلخواه داریم و هم انرژی آن را و بدین ترتیب رابطه t ~ h . . ΔE. Δt نقض می شود.بور از این آزمایش ذهنی خیلی ناراحت شده بود و سراسر آن شب از پیش یک فیزیکدان به نزد فیزیکدان دیگر می رفت تا او را قانع کند که اگر حرف اینشتین درست باشد باید ختم فیزیک را گرفت.سرانجام صبح روز بعد جواب اینشتین را یافت. بور نشان داد که اینشتین در محاسباتش تاثیری را که میدان ثقل ، طبق نسبیت عام، روی میزان کردن ساعتها می گذارد در نظر نگرفته است و با در نظر گرفتن این مطلب تخلفی از روابط عدم قطعیت رخ نمی دهد. البته اینشتین به اشتباهش اقرار کرد ولی درست قانع نشد. بور ظاهرا پیروز شده بود،ولی در بقیه عمرش همواره در ذهنش با اینشتین در مجادله بود و گفته اند که عکسی که از تخته سیاه بور درست یک روز قبل از فوت او گرفته شده شامل طرح آزمایشی است که در 1930 مورد بحث او و اینشتین قرار گرفته بود.(
بعد از پایان ششمین کنفرانس سولوی، مساله تعبیر مکانیک کوانتومی از دیدگاه بور یک مساله خاتمه یافته تلقی می شد،اما اینشتین هنوز قانع نشده بود،ولی از این به بعد دیگر برای او مساله عدم انسجام مکانیک کوانتومی مطرح نبود، بلکه مساله کامل بودن آن مطرح بود.
در حقیقت، هیچ گاه نمی‌توان گفت که فلسفه چیست؛ یعنی هیچ گاه نمی‌توان گفت: فلسفه این است و جز این نیست؛ زیرا فلسفه، آزادترین نوع فعالیت آدمی است و نمی‌توان آن را محدود به امری خاص کرد. اما با آنهم می‌توان فلسفه را چنین تعریف کرد که : فلسفه عبارت از علمی است که کلی‌ترین قوانین حاکم بر طبیعت، انسان و جامعه را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد.
یک ویژگی عمدهٔ موضوعات فلسفی، ابدی و همیشگی بودنشان است. یعنی همیشه وجود داشته و همیشه وجود خواهند داشت و در هر دوره‌ای، بر حسب شرایط آن عصر و پیشرفت علوم مختلف، پاسخ‌های جدیدی به این مسائل ارائه می‌گردد.
فلسفه، مطالعه واقعیت است، اما نه آن جنبه‌ای از واقعیت که علوم گوناگون بدان پرداخته‌اند. به عنوان نمونه، علم فیزیک درباره اجسام مادی از آن جنبه که حرکت و سکون دارند و علم زیست‌شناسی درباره موجودات از آن حیث که حیات دارند، به پژوهش و بررسی می‌پردازد. ولی در فلسفه کلی ترین امری که بتوان با آن سر و کار داشت، یعنی وجود موضوع تفکر قرار می‌گیرد؛ به عبارت دیگر، در فلسفه، اصل وجود به طور مطلق و فارغ از هر گونه قید و شرطی مطرح می‌گردد. به همین دلیل ارسطو در تعریف فلسفه می‌گوید: "فلسفه علم به احوال موجودات است، از آن حیث که وجود دارند.

_____________________________________________________________________________

منابع:

1. فرهنگ فلسفی

2. هالینگ، تاریخ فلسفهٔ غرب، صفحه ۱۳

3. سانلي پورفائز

4.  وب سايت اختصاصـي آلبرت اينشتيـن

5.  وب سایت تلسکوپ فضایی هابـل

6. دکترمهدی گلشنی مجله فیزیک1364.3(متن سخنرانی در کنفرانس فیزیک ایران شهریور 1364).

7 . http://phyphi.blogfa.com/86022.aspx

8. دانشنامه رشد

 9.  http://www.falsafeh.com 

10. سانلي پورفائز

11.http://www.nanoclub.ir 

  12.کتاب نمود واقعيت ازپيتر کوسو

_____________________________________________________________________________

تهيه و تنظيم:مهناز دهباشي

واقعیت کوانتومی: ما فقط چند هزار بار زندگی می‌کنیم

دانش های بنیادی - نظریه کوانتوم پس از گذشت یک قرن از ابداع آن، هنوز یک شاهکار علمی تمام عیار است، ولی مشکل بزرگی در آن نهفته که باورش کمی سخت است: فیزیک‌دانان هنوز نمی دانند که چطور باید از آن استفاده کنند!

 مجید جویا: به نظر می رسد که یک قرن کافی نیست. صد سال پیش از این، اولین کنفرانس جهانی فیزیک در بروکسل بلژیک برگزار شد. موضوع عمده بحث این بود که با نظریه جدید و عجیب کوانتوم چکار می‌توان کرد؛ و این که آیا می‌توان آن را با تجربیات زندگی روزمره ترکیب کرد و به یک تعریف منطقی از جهان ما دست یافت یا خیر.

این سوالی است که به گزارش نیوساینتیست، بعد از گذشت یک قرن، هنوز هم ذهن فیزیکدان‌ها را به خود مشغول کرده است. ذرات کوانتومی مانند اتم‌ها و مولکول‌ها از این امکان غریب برخوردارند که در آن واحد، در دو مکان متفاوت ظاهر شوند؛ همزمان به صورت ساعتگرد و پادساعتگرد بچرخند؛ و غریب‌تر از همه اینکه حتی از فاصله‌ای به اندازه نیمی از دنیا، بدون لحظه‌ای درنگ بر هم تاثیر بگذارند.

ولی اینجا یک مساله وجود دارد، ما هم از اتم‌ها و مولکول‌ها تشکیل شده‌ایم، پس چرا نمی‌توانیم هیچ یک از این کارها را انجام دهیم؟ این سوالی است که هاروی براون از دپارتمان فلسفه علم در دانشگاه هاروارد، درگیر ان است: «مکانیک کوانتوم در کجا متوقف می‌شود؟»

به نظر می‌رسد به رغم اینکه هنوز پاسخی برای این سوال یافت نشده، اما تلاش برای یافتن این پاسخ، بی‌پاداش نبوده است. مثلا سبب پیدایش حوزه جدیدی از دانش کوانتوم شده که توجه صنایع های‌تک و جاسوس‌های دولتی را به خود جلب کرده است. یک زاویه حمله جدید در تلاش برای یافتن نظریه نهایی فیزیک را در منظر دید ما قرار می‌دهد، و شاید حتی منشا پیدایش جهان را نیز برای ما آشکار سازد. با در نظر گرفتن این که روزی منتقدین کوانتوم (مانند اینشتین) این نظریه را «بالش لطیفی» می‌دانستند که تنها به کار خوابیدن فیزیک‌دانها می‌آید؛ این نتایج دست کم برای یک بالش بسیار درخشان بوده‌اند.

از بد حادثه برای اینشتین، نظریه کوانتوم به یک شاهکار بدل شد. هنوز هیچ آزمایشی پیش‌بینی‌های آن را رد نکرده و می‌توانیم بپذیریم که راه خوبی برای توصیف عملکرد جهان در مقیاس بسیار کوچک است. و خوب فقط یک مشکل دارد: این یعنی چه؟

فیزیکدان‌ها تلاش دارند تا پاسخ را «تفسیر» کنند: تفکرات فلسفی کاملا سازگار با آزمایش‌هایی که در پس نظریه کوانتوم نهفته‌اند. به گفته ولاتکو ودرال که وقتش را بین دانشگاه آکسفورد و مرکز فناوری‌های کوانتوم در سنگاپور تقسیم می‌کند؛ «دریایی از تفاسیر وجود دارد».

در طول تاریخ، هیچ نظریه علمی دیگری نبوده که بتوان از چنین زوایای متفاوتی به آن نگریست. چگونه چنین چیزی ممکن است؟
برای مثال چیزی را که امروزه به نام تعبیر کپنهاگ می‌شناسیم، در نظر بگیرید. این تفسیر که توسط دانشمند دانمارکی نیلز بور ارائه شده است، چنین بیان می‌کند که هر تلاشی برای صحبت در مورد مکان یک الکترون در اتم، بدون اندازه‌گیری آن بی‌معنی است. فقط زمانی می‌توان هر ویژگی ذرات را یک صفت فیزیکی نامید و گفت که آنها در عالم واقع وجود دارند که بتوان با یک ابزار غیر کوانتومی یا «کلاسیک»؛ آن ذرات را مشاهده و با آنها ارتباط برقرار کرد. 

بعد از آن تفسیر «دنیاهای متعدد» مطرح می‌شود، که در آن غرابت کوانتوم به این ترتیب توضیح داده می‌شود که هر چیزی که در جهان ما وجود دارد، در هزاران دنیای موازی دیگر نیز موجود است، و وجودی چندگانه دارد. یا شاید شما تفسیر بروگلی-بوهم را ترجیح دهید، که در آن نظریه کوانتوم ناقص فرض می‌شود: ما با برخی خصوصیات پنهان مواجهیم که اگر آنها را می‌دانیتسم، همه چیز آشکار می‌شد.

و بسیاری دیگر از این دست تفاسیر وجود دارند، فهرستی از تفاسیر که تمامی ندارد. در صد سال گذشته، باغ وحش کوانتوم به جایی شلوغ و پر سر و صدا مبدل شده است. ولی در این میان، تنها چند تفسیر هستند که برای فیزیکدان‌ها اهمیت دارند:

کپنهاگ شگفت انگیز
محبوب‌ترین این تفاسیر، تفیسر کپنهاگ بور است. عمده دلیل محبوبیت آن، این است که فیزیکدان‌ها نمی‌خواهند خود را با فلسفه درگیر کنند. می‌توان از ابهامات این تفسیر (مانند اینکه دقیقا چه چیزی انداه گیری را شکل می‌دهد، و یا چرا باید تغییری در بافت واقعیت ایجاد کند) چشم‌پوشی کرد تا به یک پاسخ مفید از نظریه کوانتوم دست یافت.

به همین دلیل است که برخی اوقات، کاربرد بی‌سوال تفسیر کپنهاگ، به نام تفسیر «ساکت شو و حساب کن» نامیده می‌شود. ودرال می‌گوید: «با دانستن این که اکثر فیزیکدان‌ها می‌خواهند فقط محاسبات را انجام دهند و نتایج را اعمال کنند، اکثر آنها در گروه ساکت شو و حساب کن قرار می‌گیرند».

ولی این رویکرد دو مشکل دارد. اول، هیچ گاه نمی‌تواند چیزی در مورد طبیعت بنیادین واقعیت به ما بیاموزد. برای نیل به این مقصود باید به دنبال جاهایی گشت که در آنها نظریه کوانتوم صادق نیست.

دوم، کار در درون یک چارچوب خودساخته، به این معنی است که یافتن کاربردهای جدید برای نظریه کوانتوم چندان محتمل نیست. چشم اندازهایی که مکانیک کوانتوم در دیدرس ما قرار می‌دهد، می‌تواند راهگشای ایده‌های نو باشد. ودرال می‌گوید: «اگر به حل معماهای متفاوت می‌پردازید، برایتان مفید خواهد بود اگر با تفاسیر متفاوتی آشنا باشید».

در قلب این حوزه، پدیده درهم‌تنیدگی قرار دارد که در آن، داده‌ها در مورد ویژگی‌های یک دسته ذرات کوانتومی، بین آنها به اشتراک گذاشته می‌شود. نتیجه چیزی است که اینشتین «حرک شبح وار در دوردست» نامیده بود: اندازه‌گیری یک ویژگی از یک ذره، همزمان بر صفات شرکای درهم‌تنیده آن تاثیر می‌گذارد، حال هرچقدر از هم فاصله داشته باشند.

پدیده درهم‌تنیدگی بنیادی از محاسبات کوانتوم را بنا نهاده که در آن، تنها یک اندازه‌گیری می‌تواند به شما پاسخ هزاران و شاید میلیون‌ها محاسبه را که به طور موازی با ذرات کوانتوم انجام شده‌اند بدهد؛ رمزنگاری کوانتوم نیز از پیامدهای آن است، حوزه‌ای که از داده‌ها با استفاده از طبیعت اندازه‌گیری‌های کوانتوم محافظت می‌کند.

هر دوی این فناوری‌ها، توجه دولت‌ها و صنایع را به خود جلب کرده‌اند، که می‌خواهند بهترین فناوری‌ها را در اختیار داشته باشند، و مانع از دستیابی رقبا و دشمنان خود به آنها شوند. ولی فیزیکدان‌ها عملا بیشتر مجذوب چیزهایی می‌شوند که این پدیده در مورد طبیعت واقعیت به ما می‌گوید. به نظر می‌رسد که یک مفهوم آزمایشات داده‌های کوانتوم این باشد که داده‌هایی که در ذرات کوانتوم نگهداری می‌شوند، در بنیاد واقعیت قرار می‌گیرند.

طرفداران تفسیر کپنهاگ مانند زایلینگر، سیستم‌ها را به مثابه حامل‌های داده می‌نگرند، و اندازه‌گیری با استفاده از ابزارهای کلاسیک اهمیتی برایشان ندارد: این تنها یک راه برای ثبت تغییری در محتوای داده سیستم است. زایلینگر می‌گوید: «اندازه‌گیری، داده‌ها را به روز می‌کند». این تمرکز بر روی داده‌ها به عنوان عنصر بنیادین واقعیت، برخی را نیز برآن داشته تا خود جهان را یک کامپیوتر کوانتومی بزرگ بدانند.

دنیاهای چندگانه
با این وجود، به رغم تمام گامهایی که در نتیجه تفسیر کپنهاگ برداشته شده، خیلی از فیزیکدان‌ها می‌خواهند سوی دیگر آن را نیز ببینند.

فرض طبیعت اشیا به عنوان مقیاس جهان، به منتقدین تفسیر کپنهاگ هم بهانه‌های خوبی داده است. اگر فرایند اندازه‌گیری با استفاده از ناظر کلاسیک برای خلق واقعیتی که مشاهده می‌کنیم بنیادی است، چه چیزی مشاهدات ایجادکننده محتوای جهان را انجام داده است؟ به گفته براون، «شما واقعا نیاز به یک ناظر بیرون از سیستم دارید، ولی طبق تعریف هیچ چیزی بیرون از جهان وجود ندارد».

به همین دلیل است که اخترشناسان بیشتر علاقه‌مند به تفسیری هستند که در اواخر دهه 1950 توسط هیو اورت از دانشگاه پرینستون مطرح شد. طبق تفسیر «دنیاهای چندگانه» او از مکانیک کوانتوم، واقعیت به مفهوم اندازه‌گیری وابسته نیست. در عوض، هزاران احتمال متفاوت ذاتی هر سیستم کوانتوم، هریک در دنیای خود ظاهر می‌شوند. دیوید دوچ از دانشگاه آکسفورد که نقشه‌های اولین کامپیوتر کوانتوم را طراحی کرده، می‌گوید که اکنون تنها می‌تواند به عملیات کامپیوتری به صورت جهان‌های چندگانه بیندیشد. برای او هیچ تفسیر دیگری معنی ندارد.

البته این تفسیر هم منتقدین خود را دارد. تیم مادلین، از دپارتمان فلسفه علم دانشگاه راتگرز نیوجرسی، نمی‌تواند بپذیرد که «دنیاهای چندگانه» توانسته باشد چارچوب خوبی فراهم کند که بتوان بر مبنای آن توضیح داد که چرا احتمال رخداد برخی از خروجی‌های کوانتوم بیش از بقیه است.  

به گفته مادلین، دنیاهای چندگانه بیان می‌دارد که با توجه به چندگانه بودن دنیاها، تمامی خروجی‌های ممکن اتفاق می‌افتند، ولی هیچگاه توضیح نمی‌دهد که چرا ناظران همواره محتمل‌ترین خروجی ممکن را می‌بینند. امری که از دید وی «یک مشکل خیلی عمیق است».

هرچند به گفته دوچ این مشکل با کار نظریه‌پردازان پیرو این تفسیر حل شده، اما مباحثات وی پیچیده‌اند و هنوز نتوانسته‌اند همه را قانع کنند. ولی مسئله پیچیده‌تر، چیزی است که طرفداران دنیاهای چندگانه، «اعتراض ناظر دیرباور» می‌نامند. مفهوم آشکار دنیاهای چندگانه این است که چندین نسخه از ما وجود دارند، و برای مثال الویس پریسلی هنوز در دنیاهای دیگر در حال اجرای برنامه است. هضم این مفهوم کار ساده‌ای نیست!

دوچ و براون هر دو ادعا دارند که دنیاهای موازی، توجه خیلی از اخترشناسان را به خود جلب کرده است. بحث‌ها در مورد نظریه ریسمان، کیهان شناسی و اخترشناسی رصدی، برخی از اخترشناسان را بر آن داشته تا ادعا کنند که ما در یکی از دنیاهای چندگانه زندگی می‌کنیم.

براون اذعان می‌کند: «ما در وضعیتی گرفتار شده‌ایم که احتمالا نمی‌توانیم به طور تجربی بین اورت و بروگلی-بوم یکی از انتخاب کنیم. البته این امر دلیلی برای بدبینی نیست. فکر می‌کنم که پیشرفت قابل ملاحظه‌ای رخ داده است. خیلی‌ها می‌گویند که به دلیل نبود یک آزمایش قاطع متمایز کننده هیچ کار نمی‌توانیم انجام دهیم، ولی این دقیقا همان امری است که سبب می‌شود که برخی از تفاسیر از دیگران بهتر باشند».

هرچند ودرال خود را در گروه دنیاهای چندگانه قرار می‌دهد، ولی به باور او، در انتخاب یک گروه تنها مسئله علایق قرار دارد. «در همه این موارد، نمی‌توانید تمایز تجربی بین آنها قائل شوید، در نتیجه فقط باید از غرایز خود پیروی کنید».

این ایده که فیزیکدان‌ها تنها از روی هوس یکی از این تفاسیر را انتخاب کنند، به نظر غیر علمی می‌آید، ولی تاکنون که ضرری نداشته است!

نظریه کوانتوم دنیا را از طریق محصولات جانبی خود تغییر داده است، (مثل ترانزیستور و لیزر) و شاید چیزهای دیگری هم در راه باشند. فیزیکدان‌ها با داشتن تفاسیر متفاوت برای پیگیری، ایده‌هایی برای انجام آزمایشها به نحوی متفاوت می‌یابند. به گفته ودرال، داشتن ذهنی باز در مورد معنی نظریه کوانتوم شاید بتواند حوزه جدیدی را در فیزیک باز کند.

پرسش های کوانتومی ( آنتونی رابینز)

پرسش.های کوانتومی

چند وقت پیش کتابی خواندم به نام "پرسش.های کوانتومی" از آنتونی رابینز که درباره سؤال.هایی بود که در زندگی از خودمان می.پرسیم.
این کتاب مطالب خیلی جالبی داشت که بخشی از آنها را در اینجا ذکر می.کنم.
ارزیابی ما از رویدادهای زندگی.مان بستگی به پرسش.هایی دارد که درباره آن مطرح می.کنیم و نکته مهم درباره پرسش.ها این است که هر پرسشی که بکنید پاسخی برای آن خواهید یافت.
اگر از خودمان بپرسیم: "اشکال زندگی من در کجاست؟" پاسخ.های بی.شماری برای آن پیدا می.کنیم.
اگر بپرسیم: "چطوره که هیچ.وقت نمی.تونم کاری رو به درستی انجام بدم؟" مغزمان در پاسخ می.گوید: "برای اینکه بی.عرضه.ام".
در نقطه مقابل اگر از خودمان بپرسیم: "چطوره که زندگی.ام چنین زیبا و دلپذیره؟" ذهنمان جواب می.دهد: "برای اینکه باهوشم. برای اینکه فلان مهارت رو یاد گرفته.ام و ..." .
وقتی از خودمان می.پرسیم: "چه چیز زندگی..ام زیبا و دلپذیره؟" یا "چگونه می.تونم این کارو به انجام برسونم؟" پاسخ.های زیادی برای آن پیدا می.کنیم و اگر بپرسیم: "چگونه می.تونم این کارو انجام بدم و از اون لذت ببرم؟" به پاسخ.های بهتر و دلپذیرتری می.رسیم.

***

احساسی که ما درباره هر رویداد داریم معمولاً نه بر پایه واقعیت بلکه بر پایه کانون توجه ما شکل می.گیرد.
وقتی از خودمان می.پرسیم: "اگه در این کار شکست بخورم چی می.شه؟" کانون توجه ما بر روی شکست قرار می.گیرد و انجام آن کار را سخت و غیرممکن تصور می.کنیم؛ ولی وقتی می.پرسیم: "اگه این کارو به انجام برسونم چه احساسی خواهم داشت؟" یا "اگه از پس این کار بربیام انتظار چه موفقیت.های دیگری رو می.تونم از خودم داشته باشم؟" برای آن کار شور و انگیزه پیدا می.کنیم.

***

در هر لحظه از زندگی که بخواهیم احساس خوبی داشته باشیم کافی است از خودمان بپرسیم: "چه کسی رو دوست دارم و چه کسی منو دوست داره؟" یا "در زندگی.ام شکرگزار چه هستم؟ چه چیز در زندگی.ام عالی و درخشانه؟"

پرسش.های امکان آفرین و ضرورت آفرین

پرسش.های امکان.آفرین با "چه می.شه اگر ..." شروع می.شوند و به ما انگیزه و امید می.بخشند.
"چه می.شه اگر این وضع روتغییر بدم؟"
"چه می.شه اگر فلان مهارت رو یاد بگیرم؟"
پرسش.های ضرورت.آفرین ما را به عمل وامی.دارند؛ مثل:
"برای تغییر دادن این وضع چه باید بکنم؟"
"برای شکوفا کردن وجودم چه کاری لازمه بکنم؟"
"برای اینکه حرف.شنوی فرزندانم از من بیشتر از بچه.های ولگرد خیابون باشه چه باید بکنم؟"
توجه داشته باشیم که پرسش.های ضرورت.آفرین و امکان.آفرین باید به طور متعادل مطرح شوند.
برای پیدا کردن انگیزه و شکوفایی در زندگی باید به اندازه کافی پرسش.های امکان.آفرین از خود بپرسیم و برای به واقعیت پیوستن رؤیاهایمان آنها را با پرسش.های ضرورت.آفرین پشتیبانی کنیم.
اگر همیشه از خودمان بپرسیم: "چه می.شه اگر ..." هیچ تلاشی انجام نمی.دهیم و اگر همواره بپرسیم: "چه باید بکنم؟" ممکن است مغزمان را به عصیان واداریم و از او بشنویم: "دیگه از این بایدها و نبایدها خسته شده.ام... !"

پرسش.های هم.سو و ناهم.سو

وقتی کسی ایده یا مفهومی را به ما عرضه می.کند از خود بپرسیم: "چه چیز اون خوبه؟ چطور می.تونم از اون استفاده کنم؟"
اگر به کسی بگوییم: "می.خوام دنیا رو عوض کنم" و او در پاسخ بگوید: "این احمقانه است" بلافاصله درحالتی ناهم.سو قرار خواهیم گرفت و شور و ذوق خودمان را از دست خواهیم داد؛
ولی اگر بگوید: "من هم می.خوام دنیا رو عوض کنم. از چه راه.هایی می.تونیم این کارو بکنیم؟ چی می.شه اگه از خودمون شروع کنیم؟ چی می.شه اگه از همین فردا شروع به کار کنیم؟" با چنین پرسش.هایی که با ایده ما هم.سو هستند شور و نیروی بیشتری کسب خواهیم کرد.
با این وجود گاهی لازم است در کنار پرسش.های هم.سو، پرسش.های ناهم.سو نیز بپرسیم: "اگه کارها اون.طور که می.خوام پیش نره چی؟"

بررسی تئوری های نیوتن، آشوب و کوانتوم در مدیریت

نمود مهارت هاي مديريتي در انقلاب هاي سه گانه ي مديريت

(بررسی تئوری های نیوتن، آشوب و کوانتوم در مدیریت)

علی یاسینی: دانشجوی دکتری مدیریت

 

1-انقلاب نيوتن و مهارت هاي مديريتي:

در عصر صنعتي امروز، راهنمايي‌هايي را كه از علوم نيوتني به مديران مي‌رسد، مبتني بر نگرش به موفقيت سازماني بر حسب و از دريچه حفظ ثبات سيستم است، به نحوي كه اگر طبيعت يا بحران و يا هر عامل ديگري، سيستم را از حالت ثبات خارج كند، نقش مدير ايجاد مجدد تعادل در سيستم است. با تلقي ثبات و پايداري به عنوان نشانه موفقيت سازماني، نظم از بالا به پايين تحميل و ساختارهاي سازماني به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه از تصميم‌گيرندگان رأس سازمان حمايت كنند، كه نتيجه آن بروكراسي، سلسه مراتب و نظم سازماني است. درواقع با بهره گيري از آموزه هاي نيوتن بايد موضوع فرآيند «مساله يابي»، «چاره جويي» و «ارائه راه حل» در حوزه دانش مديريت را مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم و به پاس خدمات و آموزه هاي ارزشمند نيوتن در عرصه جهان علم و دانش از آن به عنوان «مديريت نيوتني» ياد و تلاش مي کنيم. در عصر نيوتن مهارتهاي زير نمود پيدا كرد:

ü     مهارت حل مساله

ü     مهارت به كارگيري گستره ي دانش براي حل مسايل

ü     مهارت تصميم گيري در شرايط مبهم

ü     مهارت سازماندهي و هماهنگي امور

ü     مهارت برنامه ريزي و كنترل امور

 

 

2-انقلاب كوانتوم و مهارت هاي مديريتي:

مهارت هاي سنتي شامل برنامه ريزي، سازماندهي ، هدايت و کنترل مي باشد. دنياي متحول امروز که دائماً در حال تغيير است با فرآيندهاي سنتي قابل مديريت کردن نيست و هزاره ي سوم نياز به مسايل ديگري دارد. بر اساس مفاهيم مکانيک کوانتوم  و تئوري آشوب (استعاره هاي جديد مهارت مديريتي) از مفاهيم سنتي استفاده ي مطلوبي مي کنند و مدلي را ارائه مي دهند که وقتي مديران اين مدل را به کار بگيرند از محدوده ي مکانيکي، مقيد، و جزءگرا خارج شده و باعث مي شودکه اين مديران تغييرات شگرفي در خود و سازمان مربوطه بدهند. هفت مهارت کوانتوم داراي خصوصياتي چون گذشته و يا آينده نگري ، علمي يا معنوي بودن، سادگي يا پيچيدگي، مي باشند که با هم مدلي را تشکيل مي دهند متوازن و تعادلي را بين مهارت هاي سنتي و مهارت هاي جديد ايجاد مي کند. کوانتوم اصطلاح دهه ي1920 بوده و در باب فيزيک جديد و در قلمروي ساب اتميک ارايه شد. اين مفهوم تاکنون در رفتار مورد استفاده قرار نگرفته، ولي اين گرايش در حال تغيير است. تحقيقات اخير در زمينه ي روانشناسي و فيزيولوژيک نشان مي دهد که انسان موجودي کوانتومي است اگر چه در در نگاه اول موجودي مادي تلقي مي شود ولي بعدي غير قابل مشاهده و غير مادي هم دارد که به آن ذهن، خودآگاهي و يا روح مي گويند. در اين بررسي نظريه ي کوانتوم، استعاره اي است براي رفتار مديريت و خصوصاً پارادايمي جديدي است که مي تواند در افزايش اثربخشي رهبري و مديريت مديران موثر باشد. از آنجايي که ابزارهاي مديريتي برنامه ريزي، سازماندهي، راهنمايي و کنترل کردن از مشتقات فيزيک نيوتني کلاسيک مي باشد و در کل مهارت هاي سنتي را ارائه داد، شايد اصول فيزيکي کوانتوم بتواند مجموعه اي از مهارت هاي جديد را ارايه دهد. اصول اساسي کوانتومي بينش معني داري را براي يک جهان سازماني فراهم مي کند که عيني و ذهني، منطقي يا عقلي، خطي يا غير خطي، منظم يا آشفته است. جهاني که در آن مشاهده انسان تا اندازه اي براي آن چه مشاهده شده است تاثير گذار است (شلتون، 1999، ب:72-71). به طور خلاصه اصول کوانتوم مديران را وا مي دارد که ديدگاهشان را از واقعيت تغيير دهند و ديدگاهي برونگرا داشته باشند تا رهبري موثرتري در مقايسه با گذشته داشته باشند.

مفاهيم کوانتومي برگرفته از شلتون بوده و به منظور شالوده اي جديد براي رهبري در مديريت تلقي مي شود. شالوده اي که يک مدل از مهارت هاي تعاملي جديد و پارادايمي از تفکر را براي اثربخشي، فراهم مي کند به اين مهارت ها، مهارت هاي کوانتومي مي گويند؛ زيرا اين مهارت ها بر اين اصل استوارند که انرژي کوانتومي مهمترين اصل است و اين انرژي علت همه چيزها در جهان است و در نتيجه جنبه ي مادي اين جهان را در درجه ي دوم  اهميت قرار مي هد. از منظر اين تئوري هفت مهارت در طبيعت وجود دارد:

1-   ديد کوانتومي: توانايي ديد تعمدي

2-   تفکر کوانتومي: توانايي تفکر کردن به طريقي متناقض گونه

3-   حس کوانتومي: توانايي حس کردن هر موجود زنده

4-   عمل کوانتومي:  توانايي عمل کردن مسئولانه

5-   اعتماد کوانتومي: توانايي اعتماد به فرآيند زندگي

6-   دانستن کوانتومي: توانايي درک مستقيم

7-   وجود کوانتومي: توانايي در ارتباط بودن

 

 

 

 

مدل مفهومي مهارت هاي کوانتومي:

عمل کردن کوانتومی

حس کردن کوانتومی

دید کوانتومی

دانستن کوانتومی

اعتماد کردن

تفکر کوانتومی

وجود کوانتومی

بر اساس مدل کوانتومي سه مهارت؛ ديد کوانتومي، تفکر کوانتومي و احساس موانتومي اساساً و به طور طبيعي روانشناسانه هستند. اين سه مهارت بر اساس سه اصل روانشناسي استوار مي باشند:

1-   درک بشر بسيار ذهني است

2-   تفکر خلاق نيازمند رشد نيمکره ي راست مغز است

3-   احساسات بشر در نتيجه حوادث بيروني نيست بلکه در نتيجه ي گفت و گوي دروني است.

اساساً اين سه مهارت به تنهايي به رهبران و مديران يک حس عميق از معني و تحقق را نمي دهد. براي تحرک بخشيدن بيشتر به نقش هاي رهبري و مديريت، مهارتهاي اضافي ديگري براي مديران مورد نياز است.مهارت هايي که تمرکز را از مصلحت شخصي تنگ نظرانه به سوي خوب بودن کلي تغيير مي دهد. در اين مدل، مهارت هايي به عنوان مهارت هاي معنوي نامگذاري مي شود که بر اساس سه اصل معنوي جهاني مي باشد(ديد، تفکر و دانستن کوانتومي).

 

مهارت هاي کوانتومي:

1-   ديد کوانتومي: اين مهارت بر اين فرض استوار است که مديران در محدوده ي محيط سازماني و ذهني، عمل و تصميم گيري مي کنند. بر مبناي تئوري کوانتوم، تحقيقات اخير در ارتباط به قوه ي ادراک انسان نشان مي دهند که 80 درصد آن چه در جهان خارج ديده مي شود، عملکردي است از فرضيات و اعتقادات ذهن، با اين وجود مديران در بيشتر موارد، دست به مديريت خود و يا سازمان مربوط مي زنند و توجه کمي به ذهنيت واقعيت بيروني دارند.( زوکا، 1979: 310). بنابراين اعتقادات مديران ادراکاتشان را تقويت مي کند و درکشان ، عقايدشان را تقويت مي کند. در نتيجه اشخاص در نقش هاي مديريتي در پارادايمي عمل مي کنند که بر اساس سيکلِ پيوسته  و تکراري استوار است. در اين سيکل مديران مي توانند ياد بگيرند که از نياتشان بيشتر آگاه شوند و وقتي آنها ياد گرفتند مي توانند آنها را تغيير دهند و به اين تغيير ادراکشان تغيير کند و رهبري افزايش مي يابد.

2-   تفکر کوانتومي: متاسفانه بسياري از مديران هنوز متکي بر مهارتهاي منطقي خطي و تفکر سياه و سفيد هستند (مک نيل، فري برگر، 1994: 85). زوهر(1990) معتقد است که فرآيند تراکمي در مغز انسان ممکن است ساختارهاي عصبي به وجودآورد که براي آگاهي، پيش شرط لازم است ( زوهر،1990:226).

     اگر تحقيقات بعدي ارتباط بين تراکم و آگاهي را تائيد کند از اين فرضيه حمايت مي کند که ميدان کوانتومي آگاهانه است. بنابراين محتمل نيست عملکرد مبتني برمهارت تکاملي باشد، بلکه امکان دارد ماده ي اصلي واقعيت فيزيکي باشد.(ولد، 1984: 2-1).

جهان اساساً مجموعه اي از سيگنالها و ميداني اطلاعاتي است. بيشتر شبيه فکر بزرگي است تا استعاره بزرگي از ماشين پارادايم نيوتني. دانستن کوانتومي، توانايي ارتباط برقرار کردن به شيوه هاي غير احساسي همراه با اطلاعات در اين ميدان کوانتومي بالقوه است. ويليام جيمز اصطلاح تجربه گرايي راديکال را براي توصيف فرآيند دانستن مستقيم به کار برد. دانشي که ماوراي داده احساسي است( تيلور، 1994:353) و (هوشن،1982:195). تصور کردن يک سازمان با رهبران مديريتي که مي دانند چگونه با درک مستقيم به پايگاه اطلاعاتي جهاني دسترسي پيدا کنند. در عين مشکل بودن، شگفت انگيز است. تحقيقات نشان مي دهد که بسياري از مديران اجرايي اتکاي قوي خود را بر قوه ي درک مستقيم تاييد مي کنند، ولي تعداد قليلي از مديران اين توانايي هاي شهودي را نشان مي دهند و حتي تعداد قليل تري از مديران سعي در پرورش و تلفيق اين دانش شهودي براي توسعه ي فعاليت ها و اقدامات روزانه سازمان دارند. با اين حال داده هاي دردسترس عظيمي که رهبران در مديريت دارند باعث شد که آنها شيوه هاي جديد دانستن را مورد بررسي قرار دهند. به سادگي اطلاعات بسيار زيادي در شيوه ي تحليلي سنتي وجود دارد که مورد پردازش قرار مي گيرد. لانگر(1994) يک تئوري تصميم گيري مراقبتي رشد را تدوين كرد. تحقيق لانگر نشان مي دهد که اطلاعات جمع آوري شده لزوماً منتج به تصميمات بهتري نمي شود. در واقع سازمانها نوعاً از روي اطلاعات جمع آوري شده بر روي هدفي که داراي کاهش عدم قطعيت است، تائيد مي کنند. اين کار عملي بيهوده است؛ چراكه اطلاعاتي که در مورد ساده ترين تصميمات مي تواند جمع آوري شود (مثل توسعه ي يک محصول جديد يا انتخاب يک حمايت گر جديد) تحقيق بي پاياني را در بردارد. به جاي تمرکز بر روي جمع آوري اطلاعات، تئوري لونگر تاکيد بر آگاه بودن دارد.و خاطر نشان مي کند که اعتقاد به قطعيت، نقض بزرگي در مديريت و رهبري است. قطعيت باعث عدم آگاهي مي شود. وقتي شخص مطمئن است به طور خاص از توجه کردن باز مي ماند. از سوي ديگر عدم قطعيت باعث مي شود که مدير به ميدان کوانتومي اطلاعات، بي نهايت ارتباط پيدا کند. در کل وقتي مديران شروع به پيدا کردن فضايي براي آگاهي (مراقبت) در امور روزمره مي کند،آنها سازمان مغز جمعي (خرد جمعي) را پرورش مي د هند. سازمانهايي که کاملاً از هر دو طرف مغز استفاده مي کنند. مديرانشان دانستنِ درک شهودي و تحليل عقلي را به طور يکسان داراي ارزش مي دانند(مکارتي، 1994: 27-29).

3-عمل کردن کوانتومي: اين مهارت بر اساس مفهوم مکانيکي کوانتومي بين ارتباط و پيامدهاي جانبي آن استوار است. در سطح ساب اتميک وقتي دو سيستم به هم مرتبط مي شوند، با هم مرتبط باقي مي مانند حتي در طول مسافت هاي زماني و مکاني زياد. اين گفته بر اصل غير قابل تفکيک بودن تاکيد کرده و اساسي ترين اصل نسبيت را که هيچ چيز نمي تواند سريع تر از سرعت نور حرکت کند، را نقض مي کند. بر اساس اين مهارت؛ عمل کردن در بعد مسافت درصدد تغيير دادن شکل زندگي است. همانطوري که در حال حاضر از طريق پيشرفت هاي خيره کننده تکنولوژيکي شناخته شده است. اما از همه مهمتر همان اصل، امکان بالقوه ي تغيير دادن ديدگاه مديران در ارتباط با ديگر افراد و جهان را دارد. ( گريفين، 1984: 226). به کار بردن مهارت عمل کردن باعث مي شود که مدير انتخاب هاي پاسخگو را انتخاب کند. انتخاب پاسخگو، تعهدي براي انتخاب هاي مديريتي تفويض مي کند که آگاهانه تر است. هر انتخاب آگاهانه که يک مدير انجام مي دهد نه تنها براحتمال انتخابهاي آينده تاثير مي گذارد، بلکه علت ارتباطي کوانتومِ بين شخصي است که انتخابهاي آتي را هم تحت تاثير قرار مي دهد. بنابراين سازمانها و مکانهاي کار براي يک انتخاب در يک لحظه طراحي شده اند. بر طبق گفته ي زوهر(1990)، وقتي که مديران اعمالي نظير مهرباني، دلسوزي يا صداقت انتخاب مي کنند، اين اعمال کوانتوم "تاس" را مي اندازد و اين احتمال را افزايش مي دهد که ديگر اشخاص داخل يا خارج سازمان متناسب با آن عمل کنند. هر شخص در همبستگي غير منطقه اي با ديگر افراد است و تصميمات هر شخص تمام سيستم را تحت تاثير قرار مي دهد. مديران براي پيروز شدن در برقراري ارتباطات در سازمان بر تک تک افراد حساب باز مي کنند و اصل ما را در نظر مي گيرند.(زوهر،1990: 184).

4-اعتماد کردن کوانتوم: اين مهارت از تئوري آشوب گرفته شده است. بر اساس تئوري آشوب، آشوب جزء لاينفکي در فرآيند تکامل بوده و کاتاليزوري است که عدم تعادل لازم را براي تکامل سيستم به وجود مي آورد. آشوب مبتکر همه ي پيشرفت ها است بدون آشوب و تضاد متناسب ناشي از تغيير، آنتروپي حاصل مي شود (پري گوگين، دارلينگ، فوگلياسو، 1997: 102). اعتماد کوانتومي توانايي اعتماد به فرآيند طبيعي است. اين مهارت مديران را قادر مي سازد ؛ بدون اينکه مسير را به طور کامل کنترل کنند تغييرات سريع را مهار، در ماجراجويي به طور کامل شرکت كرده، و در محيط پرآشوب سعي مي کنند سازمان را بالنده سازند تا به طور خودجوش تکامل يابد. لذا در اين راستا خود مدير به گونه اي غير ضروري وارد مداخله نمي شود.

5-مهارت کانوني بودن کوانتومي: اين مهارت به سرشت ارتباطي سازمان و محيط اشاره دارد. درسطح ساب اتميک ماده تنها از طريق ارتباطات به وجود مي آيد. به گونه اي استعاري، ارتباطات کوانتومي پيش نيازي براي تغيير شکل انساني از طريق ارتباطات است که در توانايي يک شخص بروز مي کند. وقتي يک شخص با آغوش باز و ريسك پذير نزديک مي شود، ماهيت جديدي به وجود مي آيد که بزرگتر از جمع دو شخص منفرد است. لذا هر يک از طرفين فرصت يادگيري و پيش بيني را دارد. بودن کوانتومي( مهارت کانوني)، توانايي در ارتباط بودن است، ارتباطي بر اساس توجه، احترام مثبت و بي قيد و شرط است. اين مهارت مدير را قادر مي سازد احساساتش را تسخير كرده  و آنها را بر ديگران تحميل ننمايد. وقتي اين امر انجام شد مديريت پي مي برد که کل ارتباطات، فرصت هاي براي  يادگيري چشيگير مي باشد. رهبر کارآمد پي مي برد کسانيکه بيشتر از همه مي خواهند به او چيز ياد دهند، مطلوبترين افراد نيستند بلکه ارزشمندترين افراد هستند که در راستاي سلامتي روحي و رواني او به منظور ثمربخشي سازماني به او کمک مي کنند. زماني که مدير يک سازمان اين مهارت را به کار بگيرد بايد اولويت هاي سازماني را معکوس کند و خودشان و سازمانشان را از درون به بيرون تغيير مي دهند.

6-مهارت دانستن كوانتومي: توانايي براي دانستن به شيوه خلاقانه و شهودي، كه از حوزه تئوري كوانتوم مشتق شده است. علي‌رغم وسوسه جوامع غربي در مورد پارادايم مثبت گرايي، تحقيقات مديريتي اخير بيان مي كنند كه عمده مديران ارشد، به يك اعتماد قوي مبتني برشهود اعتراف كرده اند. - اگرچه تعداد کمي از آنها تواناييهاي شهودي خود را عمومي مي سازند و حتي كمتر تلاش مي كنند تا دانستن شهودي را در عمليات روزانه سازمان، انتشار دهند و تركيب كنند. اگرچه همانگونه كه ما به قرن 21 مي نگريم، مقدار اطلاعات در دسترس، شيوه‌هاي جديد دانستن را تحت حمايت قرار مي دهد. زيرا در قرن 21، زمان كافي براي حل مشكل و حل تعارض با استفاده از مدل‌هاي خطي سنتي وجود ندارد. لانگر(199) نظريه تصميم گيري حضوري[1] را ارائه داد. او بيان مي كند كه جمع آوري اطلاعات لزوماً تصميمات بهتر را ايجاد نمي كند. در واقع لانگر معتقد است كه سازمانها بر اهداف غيرممكن - كاهش عدم اطمينان از طريق جمع آوري اطلاعات - تمركز مي كنند. اين بيهوده است، زيرا حتي مقدار اطلاعاتي كه مي تواند جمع آوري شود، در مورد ساده ترين تصميمات همانند ايجاد يك محصول جديد يا انتخاب يك عرضه كننده، مي تواند شامل تحقيقات محدودي گردد. علي رغم تمركز بر جمع آوري اطلاعات، تئوري لانگر بر آگاه ماندن تاكيد دارد(آگاهي). او نشان داد كه مطمئن بودن، به طور واقعي يك عيب بزرگ است. اطمينان انسان را به سوي كم آگاهي و بي خبري هدايت مي كند. زماني كه ما مطمئن هستيم ، از دقت كردن دست برمي داريم. به عبارت ديگر، عدم اطمينان، ما را در جهان بيرون و شهود دروني، هوشيار نگه مي دارد.(شلتون، 2004: 14).البته مواقعي وجود دارد كه فرآيند جمع آوري اطلاعات سنتي نه تنها مفيد، بلكه واجب و لازم است. براي مثال اگر تعارض مدير و يك کارمند، بالا بگيرد ( شدت بيابد) در نقطه نهايي داوري، براي كاركنان منابع انساني يا توسعه سازماني قابل توجيه است كه اطلاعات را جمع آوري كنند. بدون يك فرايند متفكرانه تحقيقي، هر دو خطاي قانوني و اخلاقي ممكن است اتفاق بيفتد. (دي پائولو و هوي،2003: 3) مهارت دانستن و شناخت كوانتومي، ابزاري براي ميانبر زدن در فرايند سختكوشي و تلاش نيست، بلكه كاهش فرايندهاي تكراري است، كه يك سازمان نياز به انجام آن دارد. مديراني كه مهارت دانستن كوانتومي را مطلوب مي دانند نه فقط با افراد به شيوه اي احترام آميز و با بينش شهودي عميق رفتار، بلكه آنها خلاقانه يك جو آگاهي و تفکر را ايجاد مي كنند. مديران متخصص در اين مهارت همچنين ممكن است از استعاره هاي راهنما براي كمك به آنهايي كه در تعارض هستند، در جهت دستيابي به سطوح بالايي از دانستن شهودي استفاده كنند. بنابراين، براي چالشهاي بسيار مشكل خود، راه حلهاي بسيار خلاق ، كشف مي كنند.                                 

7- احساس كوانتومي: توانايي احساس زنده و حياتبخش، كه مبتني بر منطقي است كه انسانها همانند ساير جهانيان با كوانتوم‌هاي يكساني مواجه هستند و بنابراين موضوعي براي قوانين جهاني تحريك انرژي هستند. (دارلينگ، 2001: 21 )تحقيق مؤسسه (هرت مث )IHM آنچه را كه بيشتر مديران به طور شهودي مي دانند، تاييد مي كند. يعني احساسات منفي انرژي بر و احساسات مثبت انرژي زا هستند. علم به دانستن اين شهود، بنظر نمي رسد مقدار استرس و تعارض كه در جهان كسب و كار جاري است، را كاهش دهد. برنامه هاي سريع، انرژي را از بين مي برند. شغلهاي پر استرس، انرژي را تحليل مي دهند. مديران سلامتي و سرزندگي را مطلوب مي دانند، اما آنها معمولاً سختي را به شكل تعارض تجربه مي كنند.                                                           .
توانايي احساس كوانتومي، مديران را قادر مي سازد كه احساس دروني خوبي داشته باشند، بدون توجه به آنچه كه در بيرون اتفاق مي‌افتد. وقتي آنها از اين مهارت استفاده مي كنند، ياد مي گيرند كه چگونه ظاهر بدنشان را به وسيله تغيير در احساس قلبي خود تغيير دهند. آنها به طور مضاعفي از نقطه انتخاب ادراكي بين هر محرك بيروني و پاسخ دروني منتج شده، آگاه مي شوند. آنها شروع به تشخيص اين نکته مي كنند كه انرژي هرگز به وسيله ديگر افراد تهي نمي گردد، مگر به وسيله انتخابهاي ادراكي.(شلتون،2004: 13)                                      
تحقيق IHM بيان مي كند كه مديران مي توانند سطوح بالايي از انرژي را به سادگي به وسيله انتخاب تمركز بر جنبه هاي مثبت هر واقعه‌اي، حفظ كنند. ديدن وقايع منفي از يك رويكرد مثبت، نيازمند مهارتهاي احساس پارادوكس است. (شلتون، 2004: 17).

انقلاب آشوب و مهارت هاي مديريتي:

جيمز گيلك در كتاب خود تحت عنوان «آشوب: ايجاد يك علم جديد» چشم‌اندازهاي جديدي را از واقعيت‌هاي فراروي، روش‌هاي جديد، درك علت و معلول را جهت برقراري نظم و حل و فصل پيچيدگي‌هاي (تئوري پيچيدگي) سازمان ارائه مي‌كند، اين تئوري كه با تئوري آشوب در ارتباط است، بعدها توسط انديشمنداني نظير روگر لوين در كتابي تحت عنوان «پيچيدگي: زندگي در لبه نظم و آشوب» و ميتچل والدروپ در كتابي به نام «پيچيدگي: علم نوظهور در لبه‌ي نظم و آشوب» توسعه يافت. برخي از انديشمندان معتقدند كه اين دو تئوري (تئوري آشوب و تئوري پيچيدگي) بخشي از آشوب‌اند، برخي ديگر هم اعتقاد دارند كه اين هر دو هر كدام يك روي يك سكه‌اند، عده‌اي نيز، اعتقاد دارند كه تفاوت قابل تمايزي بين اين دو تئوري مشهود نيست. به هر روي، تئوري آشوب يا تئوري پيچيدگي سازماني، زاييده‌ي تغييرات ايجاد شده در دانش بشري و تغيير ماهيت محيط كار و روابط آن است.

ويژگي‌هاي تئوري آشوب

تئوري آشوب كه در دنياي علمي و محيط كاري جديد ايجاد شده و اخيراً، در مديريت مطرح گشته است، از اين ويژگي بهره‌مند است:

الف ـ افزايش بهره‌وري؛

ب ـ دست‌يابي دولت به منابع مالي؛

ج ـ تشويق رقابت؛ افزايش رفاه و افزايش كارايي فعاليت‌هاي سازماني؛

د ـ صرفه‌جويي در هزينه‌هاي ؛

ه ـ ايجاد رونق در بازار سرمايه و گسترش فرهنگ مشاركت در سازمان؛

به بيان ديگر، ويژگي‌هاي عمده اين نظريه عبارت است از: اثر پروانه‌اي[2] خودسازمان‌دهي يا سازگاري پويا [3] ، خودمانايي[4] يا خاصيت هولوگرافي و جاذبه‌هاي عجيب[5].

1ـ اثر پروانه‌اي:

ادوارد لورنز استاد هواشناسي دانشگاه McI در سال 1973، نتايج محاسبات دستگاه معادلات ديفرانسيل متشكل از سه معادله ديفرانسيل غيرخطي و معين مربوط به جابه‌جايي حرارتي جو را منتشر و ملاحظه كرد كه در محدوده معيني از عوامل معادلات، بدون مدخليت عناصر تصادفي يا ورود اغتشاش خارجي نوع نوسانات نامنظم در پاسخ به سيستم بروز داده مي‌شود. وي در ادامه تحقيقات خود با شگفتي به اين نتيجه رسيد كه يك تغيير جزئي در شرايط اوليه معادلات پيش‌بيني كننده وضع جوي منجر به نوسانات در پاسخ سيستم و تغييرات شديد در نتايج حاصل از آنها مي‌گردد. لورنز، اين خاصيت را اثر پروانه‌اي نام نهاد، به اين معنا كه يك تغيير جزئي در شرايط اوليه مي‌تواند به نتايج وسيع و پيش‌بيني نشده در سيستم منجر گردد، اين مسأله، سنگ‌بناي تئوري آشوب است. زيرا، در نظريه آشوب يا بي‌نظمي اعتقاد بر آن است كه در تمامي پديده‌ها، نقاطي وجود دارند كه تغيير اندك در آنها باعث تغييرات عظيم خواهد شد، در اين رابطه، سيستم‌هاي اقتصادي سياسي، اجتماعي و سازماني، همچون سيستم‌هاي جوي از اثر پروانه‌اي برخوردارند، تحليل‌گران بايد با آگاهي از اين نكته مهم، به تحليل و تنظيم مسائل مربوط بپردازند.

2ـ خودسازمان‌دهي:

در محيط در حال تغيير امروز، سيستم‌هاي بي‌نظم در ارتباط با محيط‌شان همچون موجودات زنده عمل مي‌كنند، براي رسيدن به موفقيت همواره بايد خلاق و نوآور باشند، اما هنگامي كه سيستم به تعادل سازگار نزديك مي‌شود، براي حفظ پويايي نياز به تغييرات اساسي دروني دارد كه اين تغييرات به جاي سازگاري و تطبيق با محيط، سازگاري پويا را موجب مي‌گردد كه نتيجه آن دگرگوني روابط پايدار بين افرد، الگوهاي رفتاري، الگوهاي كار، نگرش‌ها و طرز تلقي‌ها و فرهنگ‌هاست. برخي از دانشمندان چون مورگان معتقدند: آشفتگي، سازگاري‌ها و انطباق را درهم مي‌شكند كه اين مسأله، در ظهور نظر نوين، گاهي بسيار ضروري است، باعث خلاقيت مستمر در سايه تخريب خلاقيت پيشين مي‌شود، مورگان خاصيت خودنظمي در سيستم‌ها را تابع چهار اصل مي‌داند، نخست، سيستم بايد توان احساس و درك محيط و جذب اطلاعات از محيط را داشته باشد. دوم، سيستم بايد قادر به برقراري ارتباط بين اين اطلاعات و عمليات باشد. سوم و چهارم، آگاهي از انحرافات و توانايي اجراي عمليات اصلاحي را داشته باشد.

3ـ خودنمايي (خودمانايي):

در تئوري آشوب و معادلات عمليات آن نوعي شباهت بين اجزاء و كل قابل تشخيص است، بدين ترتيب كه هر جزئي از سيستم داراي ويژگي كل بوده و مشابه آن است، به اين خاصيت هولوگرافي گفته مي‌شود. اولين بار، هولوگرافي در سال 1948 توسط دنيس گابور مطرح شد. مورگان در كتاب خود تحت عنوان «نگارهاي سازمان» در استعاره سازمان‌ به مثابه مغز، ويژگي‌هاي هولوگرافي را به شرح زير بيان مي‌كند:

“ جزء خاصيت كل را داشته و مانند آن عمل مي‌كند، سيستم توانايي يادگيري را دارد، سيستم داراي توانايي خودسازمان‌دهي است، حتي اگر قسمت‌هايي از سيستم برداشته شود، سيستم به راحتي مي‌تواند به فعاليت خود ادامه دهد”.

4ـ جاذبه‌هاي عجيب:

جاذبه‌هاي نقطه‌اي و دوره‌اي پايه‌هاي فيزيك نيوتني كلاسيك است كه بيان‌گر الگوي منظم و باثبات در حركت پديده‌ها و روابط آنهاست، مانند حركت دادن يك مداد روي كاغذ حول محور خودش با شعاع يكسان، كه نتيجه آن شكل دايره است كه اين بيانگر جاذبه نقطه‌اي است. در اوايل دهه 1960 ادوارد لورنز در تحقيقات خود جاذبه ديگري را كشف كرد كه توسط ديويد روتل و فلوريس تاكنس «جاذبه‌ عجيب» ناميده شد. برخلاف ساير جاذبه‌ها، اين جاذبه نه نقطه‌اي و نه دوره‌اي بود، بلكه رفتاري است كه سيستم ارائه مي‌دهد، هرگز خودش را تكرار نمي‌كرد. اين جاذبه عجيب، محصول غيرخطي بودن روابط پديده‌ها و تعامل‌پذيري آنهاست. غيرقابل پيش‌بيني بودن رفتار در جاذبه‌هاي عجيب تابع دو پديده است: اولي مربوط به حساسيت نسبت به شرايط اوليه است كه لورنز آن را اثر پروانه‌اي ناميد. دوم، همه آنچه را كه ما در نظر اول بي‌نظم و آشوب‌گونه مي‌بينيم، در درازمدت و با گذر زمان الگويي منظم و داراي نظم از خود نشان مي‌دهد. به سخني ديگر، تغييرات شديد، رفتارهاي نامنظم، دگرگوني‌ها غيرقابل پيش‌بيني، حركات بحراني و همه در ذرات خود داراي نظمي نهفته هستند.

مديريت نظريه آشوب

مديران بايد دريابند كه يك سازمان موفق، سازماني برخوردار از نظام بازخورد غيرخطي پويايي است كه در ناحيه آشفتگي عمل مي‌كند، از طريق خودسازمان‌دهي كه ويژگي سيستم‌هاي آشوب‌گونه است، به طور خلاق سازگاري پويايي در عرصه‌هاي كاركردي سازمان‌ و خرده‌سيستم‌هاي داخلي و تعاملات بيروني آن برقرار مي‌كند. با توجه به مراتب فوق، مديران بايد با نهادينه كردن فعاليت بيشتري از فرهنگ سيستم‌هاي آشوب‌گونه در سازمان، آمادگي سازمان را براي خود سازمان‌دهي، خلاقيت و نوآوري، يادگيري مستمر و همه‌جانبه، فعاليت‌هاي تيمي فرايند محور، تعامل خلاق با محيط، شناسايي نقاط حساس و اهرمي و … را فراهم آورند. بدين منظور، اقدامات زير به عنوان درس‌هاي كاربردي نظريه آشوب مي‌تواند مؤثر باشد:

الف‌ـ ايجاد پويايي در نگرش مديران:

مديران بايد با نگرش نو و پويا، مدل‌هاي ذهني خود را متناوب با شرايط و ويژگي‌هاي سيستم‌هاي آشوب‌گونه تغيير شكل دهند كه در آن صورت، خواهند توانست دنياي فراروي سازمان‌ها را كاملاً با گذشته آن، متفاوت سازند و به جاي دنباله‌روي از اصول قديمي، فعاليت‌هاي خود را براساس مفروضاتي كه معرف مدل‌هاي دور از تعادل پويا و پايدار هست طراحي و اجرا كنند. بنابراين، كميت و كيفيت وسايل و روش‌هاي كار، به تنهايي در شرايط امروزين سازمان‌ها كارساز نيستند، بلكه اين مدل‌هاي ذهني خلاق و پوياي مديران است كه با شكستن مدل‌هاي مسلط حاكم بر كسب و كار، آنها را قادر خواهند ساخت كه شرايط موفقيت سازمان را فراهم آورند.

ب ـ بهره‌گيري از هوشنمدي سازمان:

دانش يكي از پيش‌زمينه‌هاي ايجاد تغيير فراگير و پويا در سازمان است. سازمان‌هايي كه تمايل به تبديل شدن به سازمان‌هاي آشوب‌گرانه را دارند بايد به هوشمندي جمعي كاركنانشان جهت ايجاد يك فرهنگ آگاهانه و مطلوب تكيه كنند، فرهنگي كه در آن عدم تجانس و ناهمگوني به رسميت شناخته شده، از اين طريق، با ايجاد فضاي مناسب جهت عرضه نگرش‌ها، ايده‌هاي مختلف، فرايند يادگيري پيچيده و فراگير كه لازمه اداره مؤثر امور راهبردي است را برانگيخته و تسهيل كنند.

ج ـ نقدپذيري فضاي سازمان:

تغيير فراگير و پويا به موازات رشد دانش و اطلاعات در سازمان نيازمند خلاقيت و نوآوري مستمر است، اين امر، مستلزم فرهنگ سازماني مناسب است كه در آن قوانين، سياست‌ها و مفروضات به صورت مستمر زير سوال رفته و مورد بازبيني و اصلاح مستمر قرار گيرد. شام پيتر، اقتصاددان معروف معتقد است كه يك سازمان هر گاه بخواهد برتري رقابتي خود را حفظ كند، بايد تخريب خلاق را در فعاليت‌هاي خود به كار گيرد. سازمان‌ بايد از طريق خلاقيت و نوآوري با ايجاد برتري‌هاي جديد برتري‌هاي قديمي خود را نابود سازد، اگر چنين نكند رقيبي ديگر اين كار را انجام خواهد داد. مطالعات ايكو جيرو نوناكو شواهدي ارائه مي‌دهد كه بر مبناي آن بعضي از مديران سازمان‌هاي نوين و پويا به منظور دگرگوني در الگوهاي رفتاري و ايجاد خلاقيت ناگهاني عمداً و آگاهانه، ناپايداري را در سازمان‌ خود دامن مي‌زنند كه از جمله مي‌توان به هوندا و كانن اشاره كرد كه مديران آنها جهت خودسازمادهي از آشفتگي و ناپايداري خود ساخته استفاده مي‌كنند.

د ـ فرايندگرايي و كار تيمي:

رشد دانش، اطلاعات، خلاقيت و نوآوري در گرو فضاي مناسب و تعامل آزاد انديشه‌ها و تفكرات است كه بهترين خاستگاه آن گروه‌هاي كوچك است. بنابراين، در شرايط ناپايداري و نظام‌هاي آشوب‌گونه بايد فرايندمحوري را در سازمان‌ها مورد توجه جدي قرار داد، در اين سازمان‌ها كه آنها را سازمان‌هاي فرايندمحور مي‌نامند، با تشكيل تيم‌هاي مناسب، فرايندهاي مختلف سازمان انجام مي‌شود. در سازمان‌هاي فرايندمحور، كاركنان خط مقدم، داراي اطلاعات و اختيار تصميم‌گيري گسترده هستند، از همين كاركنان، جهت تشكيل تيم‌هاي مناسب استفاده مي‌شود، به نحوي كه اين تيم‌ها در شكل‌گيري، تغيير و پويايي گروهي به اندازه كافي انعطاف‌پذير مي‌باشند. فرايندگرايي در سازمان‌ها را مي‌توان يكي از پاسخ‌هاي كاربردي علم مديريت در شرايط آشوب‌گونه براي سازمان‌ها ناميد، در اين شرايط، فرايندگرايي بايد در قلب فعاليت‌هاي سازمان جاي گرفته و همه سيستم‌ها ساختار و انديشه و رفتار كاركنان از آن تأثير بپذيرد. براي اين كه سازماني فرايندگرايي شود لازم است گام‌هاي اساسي زير را بردارد.

گام اول: بايد فرايندهاي را شناسايي كرده و براي آنها نام و عنوان برگزيند، مانند فرايند «انسجام سفارش» يا «تكامل فراورده» يا «انتخاب بازار».

گام دوم: شناساندن فرايندها و اهميت آنها به همه‌ي ذي‌نفع‌هاي سازمان و تشكيل تيم‌هاي فرايندي جهت انجام فرايندها است.

گام سوم: جهت فرايندمحوري، تعيين معيارهاي ارزيابي است.

گام آخر: داشتن مديريت فرايندگر است.

ه ـ ايجاد سازمان يادگيرنده: يادگيري مركز ثقل فعاليت‌ها خود سازمان‌دهي است كه ويژگي سيستم‌هاي آشوب‌گونه است. به نظر مي‌رسد، مهم‌ترين نقش مديران در سازمان‌هاي آشوب‌گونه بسترسازي و ايجاد زمينه‌هاي عملي يادگيري مستمر سازماني است. تفكر سيستمي و پويايي‌هاي انديشه‌ورزي سيستماتيك مي‌تواند نقش مؤثري در فرايند يادگيري فردي و سازماني ايجاد كند.

و ـ شناسايي نقاط اهرمي: اثر پروانه‌اي بيانگر حالتي است كه در آ‎ن سيستم به شرايط اوليه حساس بوده و تغيير جزئي در شرايط اوليه به تغييرات وسيعي در نتايج منجر مي‌گردد، مديران بايد با توسعه مهارت‌هاي ادراكي خويش و احاطه كامل بر محيط و عوامل سازنده، شناخت ساختار، فرايندها، قوت و ضعف‌هاي سازمان، اهرم‌ها و تكيه‌گاه‌هاي حساس را شناسايي كنند، كه در آن صورت، با استفاده از اثر پروانه‌اي خواهند توانست با تغيير جزئي و صرف هزينه و نيروي اندك در نقاط اهرمي سازمان، ستاده‌ها را به نحو چشمگيري افزايش دهند.

ز ـ مديريت ثبات و ناپايداري هم‌زمان: اصل خودسازمان‌دهي ممكن است براي برخي اين توهم را به وجود آورد كه با وجود اين مشخصه در سازمان‌هاي آشوب‌گونه از اهميت كار مديران كاسته مي‌شود. مديريت و اداره‌ كارآمد و مؤثر اين اهداف متناقض كه حقيقتاً اوج تناقضات نظم و بي‌نظمي، سادگي و پيچيدگي، قابل پيش‌بيني بودن و غير قابليت پيش‌بيني، ثبات و ناپايداري است، نيازمند كياست و تدبير و هوشمندي فوق‌العاده مديران است

 

 

1-Mindful Decision Making

1- Butterfly, Effect

2- Dynamic Adoptation

3- Self similrity

4- Strange Attractors

کوانتوم و نقش آن در مدیریت!

استعاره های جدید مدیریت :
حتما با استعاره های مدریت مانند استعاره های سازمان به مثابه زندان روح و سازمان به مثابه موجود زنده و سازمان به مثابه ماشین و امثال آن آشنایی دارید در حال حاضر در هزاره جدید استعاره های جدیدی در عرصه مدیریت مطرح گردیده است که لزوم آشنایی با آن ها برای دانشجویان مدیریت محرز به نظر می رسد. در کل معانی استعاره(metaphor ) عبارت از تشبیه کردن و به عاریت گرفتن سخن و سخن پوشیده و غیر صریح است و استعاره سازمانی شامل یافتن تشابه بین پدیده های طبیعی وموضوعات سازمانی است.امروزه بحث استعاره های جدید سازمانی در محافل مدیریتی ایران نیز دنبال می شود و بدین منظور کنفرانس هایی نیز برگزار گردیده است که یکی از این کنفرانس هاکنفرانس استعاره هاي جديد مديريت است گه در سال 1385در دانشگاه آزادشيراز برگزار شد. برخی از استعاره هایی که در مدیریت امروز مطرح گردیده است شامل استعاره: مدیریت معنوی ،سازمان های شبدری،سازمان های ضربانی،سازمان های دو چهره،سازمان های موش خرمایی،سازمان های آفتاب پرست ، مدیریت انتگرالی و مدیریت کوانتومی است .
مدیریت کوانتومی"quantum management"
یکی از استعاره های جدید مدیریتی است که در آن دو بحث صلاحیت و نفوذ بسیار اهمیت دارد.هدف از مدیریت کوانتومی افزایش میزان اثر بخشی و توان مدیران و کارکنان سازمان است.راهبرد های که بدین منظور در مدیریت کوانتومی استفاده می شود شامل تشکیل گروه های خود گردان،ارائه بازخورد وسیع به مدیران و کارکنان که باعث پیشگیری از اشتباهات هزینه زا برای سازمان شود و افزایش میزان یادگیری در سازمان است.
مدیریت انتگرالی (Integration Management)
 انتگرال اجزای بسیار ریز را کنار هم گذاشته و یک کل معنادار را ایجاد می کند. در مدیریت انتگرالی یا یکپارچه سازی  مدیر با یک برنامه ریزی منسجم ایده های خود را با رفتار و گفتاری مناسب به افراد تفهیم می کند، انتظارات را بر می شمرد و برای رسیدن به اهداف مورد نظر با توجه به پتانسیل ها از افراد کمک می خواهد. در مدیریت انتگرالی به همه افراد بهاء داده می شود.
مدیریت انتگرالی در حقیقت یکی از مفاهیم اصلی بحث در حیطه فناوری اطلاعات می باشد که از طریق داده ها، یکپارچه سازی مفروضات، رویدادها و فرآینها به اهداف تعیین شده در این رشته از علم نزدیک است.
معایب مدیریت یکپارچه سازی یا انتگرالی:
1) مهارت و تجربه ی زیادی لازم دارد.
2) دانش روانشناختی و جامعه شناسی بالایی را مطلبد.
3) نیاز به صبر، درایت، اراده و پشتکار بالای دارد .

سازمان آفتاب پرست::
سازمان آفتاب پرست پنج ویژگی برجسته دارد :
1) نرمش پذیری زیاد
2) تعهد نسبت به فرد
3) استفاده بیشتر و بهتر از گروه
4)حفظ و ایجاد قابلیت های بارز نیرومند
5) تنوع طلبی
نکاتی در مورد سازمان آفتاب پرست:
سازمان آفتاب پرست برای آموزش و پیشرفت کارکنان مبادرت به سرمایه گذاری هنگفت خواهد کرد . به خصوص برای کسانی که هسته بنیادین آن را تشکیل می دهند .
     روز به روز نقش گروه ها در انجام امور سازمان برجسته تر می شود
    وجود گروه خود مختار ( Self Directed) و خود گردان ( Self Managed) در درون سازمان نرمش پذیر به مثابه عضله سازمان است.
    اعضاء گروه ممکن است عضو یک گروه ، سپس گروه دیگر و یا بطور همزمان عضو چندین گروه باشند . گروه ها نیز به اقتضای کار تغییر می کنند .
    اعضاء گروه ممکن است عضو یک گروه ، سپس گروه دیگر و یا بطور همزمان عضو چندین گروه باشند . گروه ها نیز به اقتضای کار تغییر می کنند .
    مبرم ترین نیاز سازمان فردا ، مهارت های ارتباطی است .
    دیگر مشتریان دنبال این نیستند که ما قسمتی از مشکل آنها را رفع کنیم ، بلکه از ما انتظار دارند که مسائل و مشکلات آنها را یکپارچه ببینیم و راه حل جامع برای آنها پیدا کنیم .
    بزرگترین سد در برابر تحول و بزرگترین مانع در مسیر موفقیت هر سازمان در درون همان سازمان قرار دارد
     برای دگرگون کردن هر سازمان اول باید از رفتارها شروع کرد و به خصوص ایجاد رفتار سر مشق در مدیران بسیار پر اهمیت است .
    نمونه واقعی سازمان پیشگام قرن بیست و یکم هنوز به وجود نیامده است .

 سازمان و مدیریت شبدری (Shamrock Organization and Management)
شبدر نشان ملی ایرلند و گیاه کوچکی است که به هر یک از ساقه هایش سه برگ چسبیده است. چالز هندی(Handy) آن را به گونه ای نمادین به کار می گیرد تا این نکته را روشن سازد که سازمان امروزی از سه گروه تشکیل شده است. گروه هایی که انتظارات متفاوت داشته و شیوه مدیریت بر آنها نیز متفاوت بوده:
نخستین برگ شبدر: نشان دهنده کارکنان اصلی است که آنها را هسته متخصص می نامند. (افراد صاحب صلاحیت، متخصصان، تکنسین ها و مدیران در این گروه قرار دارند)
برگ دوم شبدر: افراد بیرون سازمان هستند. که مدیریت برای کارهای خسته کننده از نیروی بیرونی استفاده می کند. (پیمانکاران و ... جزو این گرو قرار دارند)
برگ سوم شبدر: نیروی کار انعطاف پذیر یا کلیه کارگران پاره وقت و موقتی را شمال می شود. این گروه تعهد گروه هسته ای را ندارند.
مدیریت مهرورز(Endearment Management)
یکی از استعاره های هزاره سوم می باشد که واژه هایی نظیر عشق، علاقه، محبت، شادی، احساس، تعهد و احترام در آن مورد توجه قرار می گیرد. فلسفه مدیریت مهرورز برگرفته از روابط احساسی و محبت آمیز میان مادر و فرزند گرفته شده است. و مدیر مهرورز در مرحله ای از رشد شرکت، کارمندان و مشتریان را بسیار مورد توجه و محبت قرار می دهد تا آنجا که بدینوسیله در آنها احساس تعهد اخلاقی، محبت و احترام درونی نسبت به مدیر و شرکت ایجاد می نماید. فلسفه مدیریت مهرورز برگرفته از روابط احساسی و محبت آمیز میان مادر و فرزند گرفته شده است. و مدیر مهرورز در مرحله ای از رشد شرکت، کارمندان و مشتریان را بسیار مورد توجه و محبت قرار می دهد تا آنجا که بدینوسیله در آنها احساس تعهد اخلاقی، محبت و احترام درونی نسبت به مدیر و شرکت ایجاد می نماید. استعاره مدیریت مهرورز به عنوان ابزار قدرتمندی جهت دستیابی به اهداف عالی سازمان و مسئولیت های اجتماعی در اختیار مدیران امروزی قرار گرفته است تا در محیط رقابتی با پرورش کارمندان اشتیاق، متعهد و وفادار و برخورداری از مشتریان علاقمند به موفقیت ماندگار نایل شوند. مدیر مهرورز با در نظر گرفتن نیازهای احساسی و رفتاری پرسنل و فرآگیران آنها را به خود باوری و احساس ارزشمند بودن می رساند.
مدیریت معنوی (Spiritual Management)
مدیریت معنوی مدیریت است که به جای مادی گرایی، جهت پیشبرد اهداف و ارتقاء سطح کیفی مدیریت، به یکی از استعاره های جدید مدیریت در هزاره سوم به نام مدیریت معنوی که به حق نوید بخش زندگی بهتر و مدیریت بهتر برای همه انسانهاست، نیازمند است. در اینجا منظور از معنویت نیروی زندگی بخش است. و طبق این استعاره می توان جنبه ی معنوی مدیریت را یاد داد و یاد گرفت. معنویت بعنوان وسیله ای برای تقویت رشته یا دانش علمی است. معنویت از طریق ایجاد یک تصور از انسانی ایده آل در ذهن ایجاد می شود

مهارت های کوانتومی در مدیریت:
جهان بینی رایج در میان محافل روشنفکری در سالهای قبل از ۱۹۲۰ متاثر از دیدگاه فیزیکی نیوتن بوده است. مدیریت نیز به عنوان یکی از زمینه های تفکر و عمل انسانی بر مبنای این فرضیات شکل گرفته است. ما با به چالش کشیده شدن قوانین اول و دوم نیوتن یعنی اصل کنش و واکنش و ظهور وقوع تصادفی از لحاظ پیش بینی ناپذیری وقایع تفکر در زمینه مدیریت هم دچار تحول شده است. مطابقت دنیای متغیر کنونی با فرضیات کوانتومی االی نظریه پرداز مدیریت را بر آن داشته است تا از اصول تفکر کوانتومی در مدیریت سود جویند.
کوانتوم دیدگاه مدیران را در نگاه به پدیده ها از بالا به پایین و از برون به درون تغییر داده و معکوس می سازد، ولی چگونه؟ این کار با مجهز شدن به مهارتهای هفتگانه کوانتومی ممکن است که به شرح مختصر آنها می پردازیم.
 
1- نگاه کوانتومی: توانایی دیدن هدفمند. باور به اینکه جهان ما تابعی از باورها و پیشداشته های درونی خود ماست. اگر مدیران مقصودها و منظورهای خود را تغییر دهند با دنیاهای دیگری سر و کار خواهند داشت؛ و می توانند به شیوه دیگری عمل کنند. گویی بیان این منظور است که "پیش چشمت داشتی شیشه کبود زین سبب عالم کبودت می نمود". فرصت ها در تصویرهایی نهفته اند که مدیران از کارکنان، تحولات و امور دارند. مدیران با این مهارت باید درون خود و نیت هایشان را با تکنیک های خاصی بپالایند تا محیط خود را بهتر درک کرده و روندهای به ظاهر پنهان آنها را کشف کنند، و از پیله های فکری خود خلاص شوند.
2- تفکر کوانتومی: توانایی تفکر به شیوه متناقض. حرکت جهان و اشیاء به شیوه ای متناقض و متعارض، و با جهش های ناگهانی و کاملاً پیش بینی ناپذیر همراه است، بطوری که که امور واقع در سطح کلان غیر منطقی و نا محتمل به نظر می رسد. مغز انسان در طول قرن ها به تفکر سیاه یا سفید و خطی عادت کرده است، حال آنکه یک تغییر کوچک ممکن است تحولات عظیم به دنبال داشته باشد. چیزهای به ظاهر نا مرتبط با یک تصویر شهودی از نیمکره مغز می تواند منشاء ابتکارات بزرگ باشد. خلاقیت ها گاه از متناقض و متعارض دیدن ها ناشی می شوند.
3- احساس کوانتومی: توانایی احساس زنده و توانبخش. انرژی انسان و جهان هر دو از یک جنس است، و قلب انسان کانون این انرژی است که قدرت می آفریند؛ و بسیار به افکار و عواطف ما بستگی دارد. عواطف منفی (از جمله: نا امیدی، ترس، خشم، لجاجت، و استرس) همبستگی امواج الکترو مغناطیس قلب و انرژی آن را کاهش و عواطف مثبت (از جمله: عشق، اشتیاق، غمخواری، و قدرشناسی) همبستگی امواج الکترو مغناطیس قلب و انرژی آن را افزایش می دهند. این مهارت مدیران را قادر می سازد از درون احساس خوب داشته باشند – علی رغم آنکه در بیرون چه بگذرد. به آنها امکان می دهد در ضعف ها، قوت ببینند، و در تهدیدها فرصت؛ و شور و شوق، و شادابی برای سازمانشان به ارمغان آورند.
4- شناخت کوانتومی: توانایی شناخت شهودی. جهان میدان انرژی است و بستر تمام اشیاء؛ این بستر همه جا حاضر و بی پایان است. جهان سراسر آگاه است و میدان اطلاعات. کسب آگاهی فرایندی خطی نیست، حالتی شهودی دارد و ظرفیت آن بی نهایت است. با جمع آوری صرف اطلاعات
نمی توان از قطعیت کاست. قطعیت به غفلت می انجامد. کسی که قطعی است از توجه کردن باز می ماند.
5- عمل کوانتومی: توانایی عمل پاسخگویانه. عمل کوانتومی بر اصل جدا ناپذیری استوار است، که مطابق آن تغییر در هر جزء سریع به تغییر در اجزاء دیگر منجر می شود. در واقع تمام اجزاء هستی زمانی پیش از انفجار بزرگ در کنار هم بوده اند. لذا بر یک دیگر تاثیر گذارند. مدیر با این مهارت، اعمال مسؤلانه ای انجام می دهد که بر همه افراد و آینده نیز تاثیر می نهد. محبت و همدردی بصورت غیر محلی و غیر زمانی احساس ما بودن را پدید می آورد. اعمال انسان به علت همبسته بودن جهان و برگشت نتایج آن به خودش مسؤلانه تر می شود.
6- اعتماد کوانتومی: توانایی اعتماد به جریان زندگی. این مهارت ریشه در بی نظمی دارد و اینکه عدم تعادل لازمه تکامل سیستم است. بدون بی نظمی و برابری در مبارزه برای تغییر، زندگی دچار رکود می شود و میرندگی در پی آن است. بی نظمی ها مطابق اصل نظم دهنده ی نا مشهود نظم
می گیرند. اعتماد کوانتومی در واقع اعتماد به فرایندهای طبیعی زندگی است؛ و از دستکاری منِ غیر لازم مدیر در امور جلوگیری می کند." سازمان های بی شکل" حاصل این فرایند است.
7- زیست کوانتومی: توانایی زندگی کردن در روابط . اجزاء در روابط زندگی می کنند؛ احتمال ذرّات، احتمال روابط آن هاست. ذره ها با هم ادغام می شوند و مرز و هویت مشترک می گیرند؛ و بدین ترتیب یک نظام کوانتومی پدید می آورند، نظامی که بیش از جمع آن دو است. از طریق مناسبات کوانتومی است که ظرفیت ها آزاد می شود، و هر ذره بیش از خودش می شود. افراد با دیگران
می آمیزند و نقص آنها را نقص خود می دانند. زیست کوانتومی به مدیر حکم می کند زمان و فضایی برای گفتگو در نظر بگیرند و اطمینان داشته باشند که بهبود روابط به نتایج بهتر منجر می شود؛ و اینکه پیشرفت نتیجه همراهی است.

   
نتیجه گیری:
نظریه کوانتومی مدیریت یک استعاره کوانتومی است، و خدمتی است به اثربخشی مدیران؛ روحی است جدید دمیده شده در کالبد مدیر که او را از تفکرات و رفتارهای ماشینی، تقلیل گرا و جبری به رفتارهای پویا، خلاق، و اثربخش رهنمون می سازد. پيام کوانتوم اين است که کل اجزاي جهان و از جمله انسانها هستي ها يا موجوداتي پويا، آگاه، و مرتبط با هم هستند. به عبارت ديگر وصف ذرّات جهان اين است که "ما سميعيم و بصيريم و هُشيم با شما نامحرمان ما خاموشيم". کوانتوم به معني ذره در حال حرکت و با گرايشهاي احتمالي است و اينکه نظم از بي نظمي حاصل مي آيد؛ و رابطه هاي ساده يک علتي جاي خود را به روابط چند علتي، پيچيده و در هم تنيده مي دهد. ادراک هاي انسان بشدت ذهني است و تفکر خلاق نيازمند استفاده از توانمنديهاي الهامي و اشراقي است. اين گفتمان دروني ماست که احساسات ما را شکل مي دهد.

http://fanavarii.blogfa.com

ادامه نوشته

تشریحی از کوانتوم مکانیک

احمد سیف ازدانشگاه بروجرود:

"كوانتوم را از اين بابت انتخاب مي‌كنم كه به تئولوژي يا عرفان نزديك است، به خاطر اينكه كساني كه كوانتوم مي‌دانند حرف‌هايي را مي‌زنند كه كلاسيك‌ها هم شايد نفهمند و كساني كه عارفانه حرف مي‌زنند، آنها نيز شايد عوامند و متوجه نشوند.

چند سال پيش در آلمان جلسه‌اي گذاشتند. آقاي هايزنبرگ را انتخاب كردند و به او گفتند: آقاي هايزنبرگ، از دنياي كوانتوم زندگي را تعريف كن! او گفت: در اين مجموعه چه‏كساني هستند؟ آنها گفتند: علوم‌ پايه. او گفت: از خودشان استفاده مي‌كنم. اولين سؤال من اين است كه اگر اين تاس را بالا بيندازيم به چه احتمال عدد 6 پائين مي‌آيد. گفتند: به احتمال يك ششم. هايزنبرگ گفت: شما اشتباه مي‌كنيد، من تاس را صد بار بالا مي‌اندازم ولي عدد 6 در هيچ‎كدام نمي‌آيد. اگر بخواهد تا صبح احتمال يك‎ششم عدد 6 بيايد اين تاس ميلياردها بار بايد بالا انداخته شود كه شايد به احتمال يك‎ششم عدد 6 بيايد.

هايزنبرگ رو كرد به رياضي‌دانان و گفت‌: آيا درست است؟ همه: گفتند بله. گفت: جلوتر مي‌رويم. از جرم خورشيد چقدر بايد كم بشود كه يك ثانيه نور توليد شود؟ من محاسبه كردم يك ميليون و 250 تن بايد كم بشود. از جرم خورشيد تا يك ثانيه نور توليد بشود و اگر نباشد اين وضع، وضع نجومي خورشيد اين نور تأمين نخواهد شد.

جلوتر برويم، گفت: چه مقدار سلول در مغز انسان وجود دارد؟ من حساب كردم تعداد 100 بيليون سلول تحريك‌پذير و چند برابر اين سلول تحريك‌ناپذير است. بر هم كنش اينها رفتار انسان را مشخص مي‌كند. اگر نباشد اين تعداد نجومي سلول فرد، اين رفتار هنجاري را ندارد. گفتند: آقاي هايزنبرگ، اينها چه ربطي به فلسفه زندگي دارد؟ گفت: اتفاقاً ربطش همين جاست. بايد 4 ميليارد نفر متولد بشود تا يك نفر بشود اديسون كه دنيا را تكان ‌دهد.

از هايزنبرگ سؤال پرسيدند كه: آقاي هايزنبرگ، اينها چرا اين‎قدر قوي هستند؟ برگشت گفت: اينها نسبت به مردم يك فرقي دارند. فرقش اين است كه اينها نيروي دروني دارند. گفت: حالا اين نيروي دروني را تفسير كن! گفت: الآن تفسير مي‌كنم. گفت: آقاي نيوتون گفته است نور به صورت پيوسته وجود دارد. من مي‌گويم نور پيوسته نيست، نور به صورت كوانتيته است. يعني چي؟ يعني اينكه نور بسته بسته است و هر بسته يك انرژي خاصي دارد. يك مثال خيلي ساده زد. گفت: اين نردبان را در نظر بگيريد. اگر بخواهيد صعود كنيد يك پا را روي پله اول، پاي دوم را روي پله دوم. اگر پاي دوم بين پله اول و دوم قرار بگيرد، صعود صورت نخواهد گرفت. گفت‌: اينهايي كه اين خصوصيت را دارند اين انرژي را به اندازه خاص خودش رها مي‌كنند. گفت: اگر زندگي تمام مردم دنيا را به تخم‌مرغ تشبيه كنيم، همه مردم دنيا به وسيله نيروي خارجي اين تخم‏مرغ را مي‌شكنند ولي اين جور افراد تخم‌مرغ را از داخل مي‌شكنند، پس ما هم خيلي نگران نباشيم. دانشگاه زياد مي‌زنيم به خاطر اينكه آن نخبه‌ها زياد بشوند و زندگي را براي همه تفسير كنند. بنده چون‏كه مي‌خواهم بروم اين‌گونه صحبت مي‌كنم.

 خبرنامه دانشجویان ایران

اندازه گيري اتم ضد ماده براي نخستين بار

تمام ذرات ماده داراي شركاي ضد ماده با جرم مشابه اما بار مخالف هستند. در زمان تركيب ماده و ضد ماده، هر دو از بين رفته و مقدار زيادي انرژي خالص توليد مي شود

دانشمندان براي نخستين بار موفق به اندازه گيري يك اتم ساخته شده از ضد ماده شدند.

به گزارش ايسنا اين اندازه گيري نخستين گام براي بررسي دقيق اتم هاي ضد ماده محسوب مي شود كه منجر به رمزگشايي از علت ساخته شدن كيهان از ماده و عدم حضور ضد ماده مي شود.

تمام ذرات ماده داراي شركاي ضد ماده با جرم مشابه اما بار مخالف هستند. در زمان تركيب ماده و ضد ماده، هر دو از بين رفته و مقدار زيادي انرژي خالص توليد مي شود.

دانشمندان معتقدند، در زمان انفجار بزرگ (Big Bang) در 13.7 ميليارد سال قبل كه باعث شكل گيري همه چيز شده است، كيهان از مقدار مساوي ماده و ضد ماده برخوردار بود. اما هنگام برخورد ماده وضد ماده تنها مقدار اندكي ماده باقي مانده است كه باعث ايجاد ستاره ها و كهكشان هاي امروزي شد.

به دام انداختن ضد ماده

محققان آزمايشگاه سرن سوئيس در تحقيق قبلي خود موفق شدند اتم هاي ضد ماده را براي چند دقيقه با استفاده از ميدان هاي مغناطيسي در يك نقطه به دام بياندازند.

اتم ضدهيدروژن شبيه اتم هيدروژن، ساده ترين اتم در بين عناصر است. هيدروژن شامل يك پروتون و يك الكترون است و ضدهيدروژن از يك ضدپروتون و يك پوزيترون تشكيل شده است.

در تحقيق جديد فيزيكدانان دريافتند مي توانند امواج مايكرويو با فركانس خاص را بر روي اتم ضدهيروژن بتابانند كه باعث مي شود ميدان مغناطيسي ذره تغيير كند و تله مغناطيسي كه ضد ماده را بدام انداخته بود ديگر كارايي نداشته باشد.

در اين حالت ضد ماده رها شده و به ديوارهاي محل بدام افتادن كه از ماده تشكيل شده است، برخورد مي كند و اتم ماده و ضد ماده از بين مي روند كه محققان قادرند اين لحظه را شناسايي كنند.

«جفري هانگست» از محققان دانشگاه آرهوس دانمارك و سخنگوي آزمايشگاه ALPHA مركز تحقيقاتي سرن تأكيد مي كند: اين نخستين اندازه گيري ضد ماده در جهان محسوب مي شود كه نشان مي دهد امكان تغيير خواص داخلي ضد اتم با تاباندن امواج مايكرويو وجود دارد.

اين روش نخستين گام در شيوه اندازه گيري دقيق موسوم به اسپكتروسكوپي محسوب مي شود. تنظيم امواج در يك فركانس خاص باعث تحريك پوزيترون در سطح انرژي بالاتر مي شود. هنگام جهش پوزيترون تحريك شده به مدار بالاتر و برخورد با اتم ماده، انرژي اضافي بصورت نور آزاد مي شود كه محققان مي توانند فركانس نوري را محاسبه كنند.

نتايج اين تحقيق در مجله Nature منتشر شده است.

نگاهی به کتاب فیزیک کوانتومی

معلم بزرگ فیزیك جی جی ساكورای در فصل اول یكی از بهترین كتاب های آموزشی مكانیك كوانتومی (مكانیك كوانتومی مدرن)، ذیل مبحث اندازه گیری می نویسد: «برای راهنمایی ابتدا به سخن استاد بزرگ، دیراك می پردازیم كه می گوید هر اندازه گیری، همیشه باعث می شود كه سیستم به یكی از ویژه حالت های متغیر دینامیكی كه اندازه گیری می شود، برود.» مكانیك كوانتومی در ابتدای قرن بیستم كشف و تدوین شد. مسائلی كه فیزیكدانان با روش های كلاسیك (مكانیك نیوتنی و الكترومغناطیس كلاسیك) قادر به حل آنها نبودند و به فاجعه ای برای فیزیك تبدیل شده بود، با روش های پدیده شناختی ای كه پلانك، اینشتین، رادرفورد، بور و... بنیان گذاشتند، حل شد. این روش های پدیده شناختی راهنمای نسل بعدی فیزیكدانان برای تدوین دقیق اصول موضوعه این علم شد.هایزنبرگ، دیراك، پائولی و شرودینگر اساسی ترین سهم را در ساخت مكانیك كوانتومی داشتند.
• سرشت آماری
مكانیك كوانتومی در توصیف جهان زیراتمی، موفقیت چشمگیری داشت. اوج توان مكانیك كوانتومی در مسائلی مثل طیف اتم های هیدروژن گونه یا ساختار فوق ریزمكانیك آشكار می شود. اما موفقیت های چشمگیر این علم هرگز مانع آن نشد كه فیزیكدانان عمیقی كه به تاثیر فلسفی حرف هایشان به شدت توجه می كردند، از نگاه های مشكوك به نتایج فلسفی مكانیك كوانتومی باز بمانند.
در مكانیك كوانتومی برای حل مسائل با نتایجی آماری مواجه می شویم. به این صورت كه معادله ای كه دینامیك ذرات را توصیف می كند یعنی معادله موج شرودینگر سرشتی آماری دارد. یعنی حل مسئله را دقیق به ما نمی گوید. بلكه احتمال قرارگرفتن ذره در هر حالت را بیان می كند. مثلاً در حل مسئله اتم هیدروژن به ما نمی گوید كه مدار یا مسیر الكترون چگونه است بلكه تنها احتمال قرار گرفتن الكترون را در هر اربیتال های مختلف بیان می كند. همزمان با موفقیت مكانیك كوانتومی در توجیه پدیده ها، عده زیادی از فیزیكدانان كه پدر معنوی آنها نیلز بور بود، ادعا كردند كه مكانیك كوانتومی پایان راه است و ما توصیفی كامل تر از توصیف احتمالی برای پدیده های زیراتمی نخواهیم داشت. چون نیلز بور در كپنهاگ (دانمارك) زندگی و تدریس می كرد، به این دیدگاه، مكتب كپنهاگی مكانیك كوانتومی می گویند. نمونه این سخنان آن چیزی بود كه استاد ساكورای از دیراك نقل كرده بود.
• تقلیل تابع موج
مكانیك كوانتومی به ما می گوید كه ذره هنگام رسیدن به مانع با چه احتمالی از آن عبور كرده و با چه احتمالی برمی گردد. اما اگر در دو طرف مانع یك آشكار ساز قرار دهیم، آنگاه به ما می گوید كه ذره قطعاً از مانع عبور كرده یا بازتاب پیدا كرده است. یعنی قبل از آزمایش تنها احتمال هر یك از دو حالت را داشتیم. پس تابع موج ها (كه وضعیت ذره را توصیف می كند) از دو جمله یكی برای عبور و دیگری برای بازتاب ذره تشكیل شده است. اما پس از آزمایش تابع موج ما فقط از یكی از این دو جمله تشكیل شده است. مكانیك كوانتومی قطعاً به ما نمی گوید كه كدام یك اتفاق می افتد بلكه این آزمایش است كه مشخص می كند كه سرانجام چه اتفاقی می افتد. به این پدیده، تقلیل تابع موج می گویند. حتی در وضعیت های وابسته به زمان، تابع موج با زمان گسترش می یابد. یعنی احتمال این كه ذره مسیر های دیگری را داشته باشد، بیشتر می شود، برای همین گروهی برخلاف شرودینگر كه در ابتدا فكر می كرد تابع موج سرشت سیستم را مشخص می كند، گفتند كه تابع موج تنها معرف دانش ما از سیستم كوانتومی است و ممكن است سیستم كوانتومی خواصی داشته باشد كه ما نسبت به آنها جهل داریم و این آزمایش است كه جهل ما را برطرف می كند و در نتیجه محدوده دانش ما را خاص تر می كند. (تقلیل می دهد) اما این تعبیر هم ظاهراً اشكالاتی دارد زیرا با وجود این كه ما شواهد تجربی متعددی از تداخل توابع موجود داریم (توابع موج هم می توانند مثل امواج الكترومغناطیسی با هم تداخل كنند) این دیدگاه نمی تواند آثار تداخلی توابع موج را توضیح دهد. در نخستین نگاه، ممكن است خواننده آگاه به این نتیجه برسد كه این دستگاه آزمایش است كه دارد تابع موج را تقلیل می دهد. اما فون نویمان نشان داد كه اگر دستگاه اندازه گیری خود توسط مكانیك كوانتومی توصیف شود، تقلیل تابع موج توسط آن مقدور نیست.

• مرز جهان كوانتومی و كلاسیك
در این صورت این سئوال پیش می آید كه پس فرق مكانیك كوانتومی و كلاسیك در كجا است و این دو در كجا از هم جدا می شوند؟ امكان دیگر این است كه تقلیل تابع موج رخ ندهد تا زمانی كه ما به آن دست یابیم. به عبارت دیگر این ناظر ذی شعور است كه تابع موج را تقلیل می دهد. نتیجه این است كه هرگز چیزی رخ نمی دهد مگر آنكه وارد مغز هشیار شود. یوگن ویگنر از بزرگترین طرفداران این نظر بود. البته لازمه حرف های فون نویمان هم چنین تصویری است. البته ویگنر بعدها نظرش را تعدیل كرد و گفت كه سیستم های پیچیده فاقد شعور هم می توانند سبب تقلیل تابع موج شوند. علت این تعدیل این بود كه به ویگنر یادآور شدند كه «پس در زمان های اولیه كه آزمایشگر ذی شعوری نبوده جهان چگونه شكل گرفته است؟»
• نظریه جهان های موازی
یكی از دانشجویان جان ویلر در سال ۱۹۵۷ هنگام تدوین رساله دكترایش به این نتیجه رسید كه اصلاً تقلیل تابع موج رخ نمی دهد. بلكه در لحظه آزمایش، جهان به مجموعه ای از جهان ها تجزیه می شود و هر جمله تابع موج، در یكی از این جهان ها قرار دارد. به همین دلیل به این نظر، تعبیرچندجهانی می گویند. در تعبیر چندجهانی، هرچه ممكن است رخ بدهد، رخ می دهد. مثلاً برای یك ذره اسپین یك دوم كه دو حالت بالا و پایین دارد، در لحظه آزمایش جهان به دو جهان موازی تبدیل می شود كه در هر كدام از آنها یكی از حالت های بالا یا پایین وقوع پیدا می كنند. همزمان آزمایشگر به دو آزمایشگر تبدیل می شود. یك آزمایشگر در یك جهان اسپین بالا را آشكار می كند و آزمایشگر دیگر در جهان دیگر اسپین پایین را.
• خیال یا واقعیت
«خدا تاس نمی ریزد» این جمله ای بود كه آلبرت اینشتین در مخالفت با تعبیر احتمالاتی مكانیك كوانتومی بیان داشت. او كه تفكرات فلسفی عمیقی داشت به بسیاری از مشكلات مكانیك كوانتومی، از جمله مسئله تقلیل تابع موج واقف بود و به دنبال نظریه ای كامل تر از مكانیك كوانتومی می گشت كه بتواند توصیف كاملی از طبیعت ارائه كند و بر پایه احتمالات نباشد. آلبستر ری در كتاب «فیزیك كوانتومی، خیال یا واقعیت؟» اكثر مشكلات فلسفی پیش روی مكانیك كوانتومی را بیان كرده است. در فصل اول كتاب «فیزیك كوانتومی» چند مورد از اصول اساسی مكانیك كوانتومی كپنهاگی مثل اصل عدم قطعیت بررسی شده است. آزمایش EPR كه اینشتین، پودولسكی و روزن آن را به طور ذهنی ساخته اند در فصل دوم كتاب بررسی می شود. آزمایشی كه به زعم اینشتین نقص مكانیك كوانتومی را نشان می دهد. اما در مقابل جواب بور به نتایج آزمایش EPR هم در این كتاب بررسی شده است. فصول بعدی كتاب به مسئله تقلیل تابع موج و راهكارهایی مثل ناظر ذی شعور و تعبیر چندجهانی برای آن پرداخته اند. بحثی زیبا در مورد قضیه بل هم در این كتاب آمده است.
• نامساوی بل
قضیه بل یا نامساوی بل بیان می كند كه اگر راستای قطبیدگی نور را در سه راستا به ترتیب زیر بسنجیم: الف- عمود بر افق و با زاویه فی نسبت به افق، ب- عمود بر افق و با زاویه تتا نسبت به افق و ج- با زاویه تتا نسبت به چپ و فی نسبت به راست، در این صورت تعداد كل زوج هایی از فوتون ها كه برای آنها قطبش فوتون در راستای دوم مثبت باشد از مجموع تعداد زوج های فوتون در دو راستای دیگر بیشتر نیست. اما نكته جالب اینجاست كه ثابت می شود كه مكانیك كوانتومی با قضیه بل سازگار نیست. بنابراین مجبوریم بپذیریم كه یا مكانیك كوانتومی نتایج را به طور صحیح پیش بینی نمی كند یا یكی از فرضیات قضیه بل نادرست است. اگر بخواهیم بپذیریم كه ایراد از فرضیات قضیه بل است، باید بدانیم كه این فرضیات بسیار اساسی اند. در اثبات نامساوی بل از این فرض استفاده شده است كه اطلاع رسانی با سرعت بیشتر از سرعت نور نداریم (موضعیت). بقیه فرض ها هم، فرض هایی جز چند قاعده اصلی منطق ریاضیات نبوده است. اما می دانیم كه موضعیت از دل نسبیت خاص درآمده كه با دقیق ترین آزمایش ها در شتاب دهنده های ذرات بنیادی تایید شده است. این یكی از مهم ترین مسائل حل نشده مكانیك كوانتوم است كه هنوز هم افراد عمیق در حوزه فیزیك مثل راجر نیروز، فرارد ت هوفت و... را درگیر ساخته است.
كتاب «فیزیك كوانتومی: خیال یا واقعیت؟» كه از بهترین مراجع برای بررسی مشكلات پیش روی مكانیك كوانتومی در جهان است، در سال ،۱۳۷۴ توسط محمدعلی نوبری گومشی ترجمه شده است. ترجمه این كتاب بسیار زیبا، ساده و روان است و خواندن آن برای همه دانشجویان فیزیك و به ویژه علاقه مندان به بحث های مكانیك كوانتومی توصیه می شود. به طوری كه می توان گفت صحبت در باب مسائل فلسفی مكانیك كوانتومی بدون آشنایی دقیق و عمیق با مباحث مطرح شده در این كتاب، بدون نقص نیست.

مهدی صارمی فر

پارادوکس گربه شرودینگر و نسبیت اخلاق

پدید آورنده : سید سعید لواسانی

اروین شرودینگر یکی از پایه گذاران مکانیک کوانتومی است و در عین حال از دیدگاه پوزینویستی و تعبیر یا تفسیر کپنهاکی2 و وضعیت دشواری که در نظریه کوانتومی به وجود آمده است، ناراضی است. فیزیک کوانتوم، پدیده های طبیعی را در سطوح زیر اتمی (همانند الکترون ها، پروتون ها، کوارک ها، نئوترینوها و... و جهان خُرد (دنیای میکروفیزیک و میکروسکوپی) توجیه می کند؛ زیرا در این سطوح، فیزیک کلاسیک اعتبار و کارآیی خود را از دست داده است.

تا قرن نوزدهم، مبنای توضیح طبیعت، فیزیک کلاسیک بود که توسط گالیله پایه گذاری شد و نیوتن آن را به نهایت رساند و با نظریه الکترومغناطیسی ماکسول، به اوج خود رسید. پس از این که مشخص شد که این فیزیک نمی تواند پاسخ مناسبی به جهان خُرد بدهد، با ظهور نظریه نسبیت انیشتین و نظریه کوانتوم، از رواج افتاد. با رواج فیزیک کوانتومی، مکانیک کوانتومی نیز جایگزین مکانیک نیوتنی شد تا توصیف دقیق تری از رفتار نظام های اتمی و درون اتمی ارائه دهد. نقطه مهم در این مکانیک، آن است که به برخی پرسش ها، پاسخی احتمالی می دهد؛ اما این تنها ثمره نظریه جدید نبود؛ بلکه این نظریه، مبانی فلسفی مکانیک کلاسیک را نیز در هم ریخت و اساسی نو برای فیزیک میکروسکوپی بنیان نهاد که به تعبیر یا تفسیر کپنهاکی معروف است.

دیدگاه اصحاب کپنهاک، دیدگاهی فلسفی است که مهم ترین ارکان آن، نفی موجبیت و قطعیت است. این دیدگاه، از همان ابتدا (1920م.) مورد مخالفت انیشتین و شرودینگر قرار گرفت. انیشتین با بیان این جمله معروف که «خدا تاس نمی اندازد» و شرودینگر با آزمایش خیالی - ذهنی گربه ای در جعبه ای در بسته، بیهودگی این دیدگاه فلسفی را نشان دادند. شرودینگر در بیانی تعرض آمیز می گوید:

«مکانیک کوانتومی ادعا می کند که نهایتاً و مستقیماً با چیزی جز مشاهدات عملی سروکار ندارد؛ زیرا آنها اشیای واقعی هستند. تنها منبع اطلاعات، تئوری اندازه گیری بیان شده است که از لحاظ معرفت شناسی، تعریف ناپذیر باشد؛ اما این همه سر و صدای معرفت شناختی بر سر چیست؛ اگر ما با خود یافته های حقیقی سر و کار نداریم، بلکه با یافته های تصور شده سروکار داریم»؟3

در فیزیک کوانتومی در حالت کلی، نتیجه یک آزمایش دقیقاً قابل پیش بینی نیست؛ بلکه می توان احتمالات مشخصی را اختیار کرد. تنها چیزی که می توان پیش بینی کرد، احتمالی است که از یک نتیجه خاص به دست می آید زیرا در آن جا، احتمال حاکم است. این نظریه که موجبیت را طرد می کند، نظریه ای مبتنی بر فیزیک نیست؛ بلکه نظریه ای فلسفی است و بر مبنای نظرگاه پوزیتویستی قرار دارد؛ چنان که بور از طرفداران جدی این نظریه بدان تصریح دارد.4 این جاست که انیشتین و شرودینگر، با دیدگاه های فلسفی فیزیک دانان کوانتومی به معارضه برخاسته اند و آن فلسفه را ناقص یافته، اعلام کرده اند که با این دیدگاه، امکان این که اصول متقن و پرثمر فلسفی نفی شود، وجود ندارد. شرودینگر، نقص فیزیک و مکانیک کوانتومی را با پارادوکس EPR5 توضیح می دهد. توضیح ساده این پارادوکس، در پارادوکس گربه شرودینگر6 آمده است که یکی از غامض ترین مسائل فیزیکی است که شرودینگر در سال 1935م. آن را ابداع و بیان کرد و تا کنون فیزیک دانان با آن مواجه هستند و تلاش بسیاری برای حل آن کرده اند.7

بر اساس نظریه کوانتومی، ذرات زیراتمی و جهان خرد (میکروسکوپی)، تنها در صورتی وجود دارند که بتوان آنها را مشاهده کرد؛ هر چند واقعیات روزمره ما، خلاف این نظریه را بیان می کند و این تقابلی واضح بین واقعیت های ملموس و دنیای کوانتوم است.

شرودینگر در آزمایش خیالی - ذهنی، گربه ای را در درون جعبه ای دربسته قرار می دهد که درآن یک اسلحه کشنده قرار داده شده که ماشه ای حساس دارد و یک اتم رادیواکتیو هم در آن جعبه قرار دارد. احتمال این که اتم رادیواکتیو، طی مدت یک ساعت از خود پرتوی ساطع کند، 50% است. اگر اتم رادیواکتیو تجزیه شود، انرژی آزاد می شود و این انرژی آزاد شده، طی فرآیندی ماشه را می چکاند و گربه کشته می شود و اگر اتم رادیواکتیو تجزیه نشود، طبیعتاً انرژی آزاد نمی شود و ماشه نیز کشیده نمی شود و گربه نیز زنده می ماند. در این صورت، پرسش این است که گربه مرده است یا زنده؟

می توان گفت: پس از یک ساعت در جعبه را باز می کنیم و مشاهده می کنیم که گربه زنده است یا مرده و به تعبیر دیگر، تا زمانی که در جعبه بازنشده است، گربه به احتمال50-50 یا زنده است یا مرده؛ اما پاسخ داده شده، صحیح نیست؛ زیرا بر اساس قواعد مکانیک کوانتوم، از آن جا که ذرات زیراتمی غیر قابل پیش بینی هستند، گربه تا زمانی که در جعبه باز نشده است، حالتی غیرقطعی و نامعین دارد و هم مرده است و هم زنده یا نه زنده است و نه مرده. اصل «برهم نهی کوانتومی» یا «اصل ترکیب» که این آزمایش آن را تبیین می کند، با درک بشر از واقعیات جهان مغایرت دارد و این جاست که بر اساس نظریه کوانتوم، معمایی لاینحل بر سر راه فیزیک دان پیش می آید. بنابراین، اصل مذکور در نظام های ماکروسکوپی کارآیی ندارد. ممکن است گفته شود که راه حل، مشاهده است؛ اما پارادوکس این جاست که در جعبه را نمی توان باز کرد تا با نگاه به درون آن، از زنده یا مرده بودن گربه اطمینان حاصل کرد؛ زیرا طبق قواعد کوانتوم، خود عمل مشاهده، گربه را خواهد کشت و به تعبیر دیگر، طبق مکانیک کوانتوم، خود عمل اندازه گیری بر روی سیستم، برای سیستم، محدودیت به وجود می آورد و در واقع، اندازه گیری یک سیستم، موجب می شود که واقعیت سیستم از بین برود.

این آزمایش فرضی، انتقادی بر عدم قطعیت و عدم موجبیت تعبیر کپنهاکی - به ویژه در سطح ماده ماکروسکپی - از مکانیک کوانتوم است؛ زیرا این که گفته شود که اصل علیت بر حوادث ماکروسکوپی صادق است، بدون این که بر جهان میکروسکوپی صادق باشد، تنها به این دلیل که انسان هنوز قادر نیست که فرآیند میکروسکوپی را با جزئیات تفصیلی اش به مشاهده در بیاورد. بنابراین، نمی تواند به رابطه علّی و معلولی بین آنها پی ببرد. به تعبیر دیگر، فیزیک دان کوانتومی از حیث مشاهده و تجربه، در مضیقه است و این اشتباه محض است که به مکانیک کوانتومی جهت بیشتری از آن چه دارد، بدهیم و آن را به جای اصول مسلم و بدیهی فلسفی - چون اصل علت و قطعیت - بشناسیم.

چنان که انیشتین تذکر می دهد، نقص ظاهری موجبیت، تنها ناشی از ناقص بودن توصیف کوانتومی است؛ پس نباید نظریه کوانتومی را - در عین حال که موفقیت های شگرفی به دست آورده است - نظر نهایی دانست؛ زیرا چنان که همگی می دانیم، پیشرفت علوم تنها در صورتی میسر است که به نظریات پیشین بسنده نکنیم و اگر قرار بود که به نظریات پیشینیان بسنده کنیم، تا کنون طبیعت شناسی ارسطو بر جهان علم حاکم بود و نوبت به فیزیک کلاسیک و نسبیت انیشتین و نظریه کوانتوم نمی رسید. این مطلبی است که انیشتین و شرودینگر، به جد به آن اعتقاد دارند و بیان می کنند که ما برای توصیف واقعیات، نیاز به راه های جدیدی داریم و این که تا کنون به آن موفق نشده ایم، دلیل بر تمام شدن قضیه نیست؛8 زیرا در ورای نظام های فیزیکی- کلاسیک، کوانتوم و... واقعیتی مستقل از هر گونه مشاهده یا اندازه گیری وجود دارد و منظور از تحقیقات فیزیکی، شناخت این واقعیات طبیعی - آن چنان که هستند - می باشد.

بنابراین، معما و پارادوکس شرودینگر، تلاشی در نقد دیدگاه های حاکم پوزیتویستی و مبتنی بر نفی موجبیت و قطعیت فیزیک دانان در اوایل قرن بیستم بود. در عصر کنونی، فیزیک دانان تلاش زیادی برای حل این معما کرده اند و به نتایجی نیز رسیده اند؛ اما همچنان جوهره آن باقی است و آن این که فیزیک کوانتومی، دارای نواقص جدی است که می بایست برطرف شود. البته، نظریه های مطرح شده نظراتی عملی در سطح فیزیک دانان است و تعمیم آنها در رشته های دیگر، غیرمعقول و ناممکن است. این که کسی از این نظریه، نسبیت اخلاق را نتیجه بگیرد یا بگوید که واقعیات برای افراد مختلف، بسته به تجربه اجتماعی آنها متفاوت است، زیرا در سطوح زیراتمی، ذرات تنها در صورتی وجود دارند که بتوانیم آنها را مشاهده کنیم، همان قدر عجیب است که بخواهیم شتری را از سوراخ سوزنی عبور دهیم؛ زیرا فیزیک دانان تصریح دارند که مکانیک کوانتوم با حقیقت و واقعیت سروکار ندارد و اندازه گیری، ملاک عمل آن است؛ اما مسائل اخلاقی ریشه در درون حقیقت دارد.

مسائل اخلاقی، مسائلی در حوزه عقل عملی هستند و هیچ ارتباطی با داده های تجربی و مشاهدات، آن هم در سطح میکروسکوپ ها و سطوح زیراتمی ندارند. گذشته از این، براساس معمای شرودینگر ،گربه نه مرده است و نه زنده و هیچ راهی جز مشاهده نیز برای فهم آن ممکن نیست و البته مشاهده نیز امکان پذیر نیست. این معما، در صدد نقد استلزامات فلسفی مکانیک کوانتوم است و حتی اگر روزی بتوان آن را حل کرد، باز هیچ ربطی به حوزه مسائل اخلاقی ندارد.

مسائل اخلاقی چون «عدالت نیکو است» و «ستم بد است»، ماورای تجربه، مشاهده و احتمال است؛ بلکه امری کاملاً عقلی در حوزه عقل عملی و بایدها و نبایدهای اخلاقی است. پس، از مسائل فیزیکی، نه می توان نسبیت اخلاق را نتیجه گرفت نه مطلق بودن آن را؛ چنان که از نیکویی عدالت و زشتی ستم، نمی توان صحت یا سقم نظریات فیزیکی را نتیجه گرفت و علوم تنها در حوزه خود، کارکرد و کارآیی دارند.

این که کسی از یک معمای مشکل فیزیکی، نسبیت اخلاق را نتیجه بگیرد، نشان از ساده لوحی او دارد. آری در قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، کمونیست ها سعی زیادی داشتند که نظریات علمی را به نفع مبارزه طبقاتی خود توجیه یا نقد کنند؛ اما واقعیت چیز دیگری بود و خیلی زود، این سخنان از رونق افتاد؛ زیرا اخلاق و مسائل اخلاقی، مبتنی بر اختیار آدمی هستند و از خواص اتم به دست نمی آیند؛ بلکه از تجربه انسانی به مثابه موجودی مختار و تصمیم گیرنده برمی خیزند. اختیار، شرط مسئولیت اخلاقی است که بین کردار مختلف، فعلی را ترجیح می دهد. اگر اختیار بر اساس عقل اعمال شود، اخلاق، مطلق می شود؛ زیرا عقل، انسان را به تصمیمات و گزینش های ثابت، عقلانی و مبتنی بر واقعیات و حقایق می کشاند و اگر اختیار، تابع نفس و شهوات نفسانی باشد، اخلاق، نسبی می شود؛ زیرا شهوات، هر روز در جایی قرار دارد و روشن است که زندگی شهوانی و نفسانی، حیات انسانی نیست؛ بلکه زندگی حیوانی مادون انسانی است؛ «اولئک کالانعام بل هم اضل».9

پی نوشت

1.Erwin Schrodinger.

2. Copenhagen Interpretaion of Quantum Mechanics.

3. مهدی گلشنی، تحلیلی از دیدگاه های فلسفی فیزیک دانان معاصر، انتشارات امیرکبیر، چاپ اول، 1369، ص 42.

4. همان، ص 45-44.

5. این پارادوکس توسط انیشتین و پودولسکی و روزن، تحت عنوان استدلال (EPR Argument) EPR مطرح شده است که طبق آن، توصیف کوانتومی بعضی از سیستم های فیزیکی ناقص است (ر.ک: تحلیلی از دیدگاه های فلسفی فیزیک دانان معاصر، ص 265.

6. Schrodingers Cat Paradox.

7. نمونه هایی از تلاش های حل این معضل و موفقیت ها و ناکامی ها را در مقالات زیر بخوانید:

- جیم ویلسون، درتعلیق میان بودن و نبودن گربه شرودینگر، ترجمه سلیمان فرهادیان، روزنامه همشهری شماره 3047، 22 اردیبهشت 1383.

- گربه شرودینگر، تارنمای HUPAA.COM، انجمن فیزیک دانشگاه هرمزگان.

- حل معمای گربه شرودینگر، همان؛ البته این تلاش ها در اول راه است و هنوز موفقیت خاصی از آنها حاصل نشده است.

8. همان، ص 112-111.

9. اعراف(7)، آیه 179.

(مجلات) پارادوکس گربه شرودینگر و نسبیت اخلاق (پرسمان :: اردیبهشت 1384، شماره 32)

وابستگی کوانتومی(Quantum Entanglement)

یکی دیگه از پدیده های عجیبی که مکانیک کوانتومی پیش بینی میکنه،  وابستگی کوانتومی نام داره.  قبل از اینکه راجع بهش توضیح بدم، باید شما رو با یه اصطلاح آشنا کنم.

درجه آزادی:به هر مشخصه ای که در تعداد حالتهای یک سیستم تأثیر داشته باشه،  یک درجه آزادی میگن..
مثلا فرض کنید یه توپ داره حرکت میکنه. تکانه این توپ در راستای هریک از محورهای مختصات، یه درجه آزادی رو نشون میده. چون با تغییر مثلا مؤلفه x تکانه این توپ، به یه حالت جدید برای توپ میرسیم.
حالا فرض کنید سیستم ما از سه تا توپ تشکیل شده. چون تغییر تکانه فقط یکی از توپها هم حالت سیستم رو تغییر میده، باید گفت این سیستم، 9 درجه آزادی داره. حالا اگه اسپین توپ، انرژی جنبشی و پتانسیل و . . .  رو هم در نظر بگیریم میبینیم سیستم ما ممکنه بیشتر از10 درجه آزادی داشته باشه.
(البته اینکه آیا متغیرهای وابسته مثل انرژی رو هم میشه درجه آزادی به حساب آورد یا نه رو مطمئن نیستم)

بعضی وقتا در معادلاتی که برای توضیح یه سیستم کوانتومی ارائه میشن، این وضعیت پیش میاد، که می بینیم یک درجه آزادی وابسته به یکی دیگه ست. یعنی بدون اندازه گیری یکی، نمی تونید بگید اون یکی چه مقداری داره. حالا ممکنه این دو درجه آزادی مال یه ذره باشن و ممکنه مال دو ذره مختلف باشن.

این پدیده رو آلبرت اینیشتین، بوریس پودولسکی و ناتان روزن کشف کردن و اون رو به عنوان انتقادی بر مکانیک کوانتومی مطرح کردن تا اینکه اروین شرودینگر وارد گود شد و این پدیده رو به عنوان یکی از ویژگیهای مکانیک کوانتومی مطرح کرد و بعد هم که در آزمایشگاه مورد تأیید قرار گرفت.
یه مثالی که میشه زد، واپاشی ذرات زیر اتمیه. در این واپاشی ها، جفت ذره هایی تولید میشن که در حالتهای خاصی قرار دارن. مثلا یکی از ذره ها باید اسپین پایین و اون یکی باید اسپین بالا داشته باشه. این جفتها همیشه اسپین مخالف دارن اما شما بدون اندازه گیری اسپین یکی، نمیتونید اسپین اون یکی رو تعیین کنید. نتیجه اولین اندازه گیری غیر قابل پیش بینیه. 50% بالا، 50% پایین. اما وقتی انجام بشه، نتیجه اندازه گیری دوم معلوم میشه:مخالف اولیه.
در این صورت، همونطور که متوجه شدید، مهم نیست این دو ذره چه فاصله ای با هم دارن.

راستش این مقاله رو داشتم برای این مینوشتم که یکی از پدیده هایی که با سرعتهای بالاتر از سرعت نور سر کار داره رو توضیح بدم. ولی الان که بهش فکر کردم فهمیدم،  کسایی که میگن این پدیده یعنی شکسته شدن سرعت نور، اشتباه میکنن. اونا فکر میکنن، قضیه اینه که وقتی اندازه گیری اول انجام میشه، نتیجه یه جوری، سریعتر از نور، به اطلاع ذره دوم میرسه و اون هم تغییرات مناسب رو روی خودش انجام میده. این برداشت کاملا غلطه.
قضیه اینه که طبق مکانیک کوانتومی، هر اندازه گیری، روی سیستم تأثیر میذاره. تأثیر این نوع اندازه گیری هم این شکلیه. چرا؟خب اینو نپرسید. یادآوری میکنم که داریم راجع به مکانیک کوانتومی حرف میزنیم.
بر اساس حرفایی که زدم، در چنین آزمایشاتی نه ماده و نه اطلاعات با سرعت بالاتر از سرعت نور منتقل نمیشن(گرچه میشه از این روش برای انتقال اطلاعات استفاده کرد! که در حال بررسیه)پس این پدیده هیچ تناقضی با نسبیت نداره. خلاصه اینکه، نخیر سرعت نور شکسته نشد.
پدیده های دیگه ای هم هستن که چنین شبهه ای رو به وجود میارن که من هنوز اونا رو نفهمیدم. اگه فهمیدم به شما هم خبر میدم.

جهان های موازی

 جهان های موازی
هزاران سال است که اخبار و اطلاعاتی درباره جهان های دیگری جز آنچه در اطرافمان می بینیم، در اختیار بشر قرار گرفته است. این اطلاعات که گاه در حد یک خبر کوتاه و گاه به پیشرفتگی توصیفی دقیق از آنها و ساکنانشان یا چگونگی دسترسی به آنها و کاربردها و امکانات این دسترسی بوده اند، تا مدتی پیش تماماً در حیطه دانش باطنی قرار می گرفتند و علوم تجربی ظاهری را یارای اظهار نظر کردن در این باره نبود. اما با نگاهی به اطراف می توان دید که پیشرفت های علوم ظاهری اکنون چنان شتاب برق آسایی گرفته اند که گویی سفینه دانش بشری در آستانه پرواز قرار دارد. تا دیروز مفاهیمی چون کرویت زمین، میدان های مغناطیسی (کهربا)، کند شدن زمان در سرعت های بالا، سیاهچاله ها و... استناد علمی نداشتند، اما امروزه این مفاهیم کاملاً علمی و اثبات شده به شمار می روند. به نظر می رسد در آینده ای نه چندان دور، مفهوم جهان های موازی و چگونگی برقرار کردن ارتباط با آنها نیز موضوعی کاملاً علمی باشد. در این مقاله سعی داریم دستاوردهای جدید علوم ظاهری درباره جهان های دیگر و به ویژه جهان های موازی جهان خودمان را مروری کنیم.

انسان های حقیقت جو در طول تاریخ، مجنون وار به دنبال کشف جلوه های حقیقت بوده اند و در این میان دغدغه اصلی محققان و دانشمندان علم فیزیک، یکپارچه سازی و وحدت بخشیدن به ایده ها و مفاهیم به ظاهر مختلفی از دانش بشری بود که از کوچک ترین اجزای زیراتمی تا بزرگ ترین کهکشان های عالم را دربرمی گرفتند. دانشمندان به دنبال این منظور در تلاش برای پر کردن شکاف های دیوار دانش بوده اند و اکنون نیز به آن ادامه می دهند. اکنون به نظر می رسد پر کردن این شکاف ها بدون قبول وجود جهان های دیگر به صورت علمی ناممکن باشد. برای بررسی این موضوع بد نیست از گذشته ای نه چندان دور آغاز کنیم.

تاریخچه
تنها چند قرن پیش یعنی در عصر دانشمندانی چون کپلر، گالیله، کپرنیک و نیوتن انسان تصور می کرد که جهان مانند چرخ دنده ای بزرگ است که سیارات را به چرخیدن به دور خورشید مجبور می کند. در آن دوران گرچه گذر زمان به وسیله ساعت قابل اندازه گیری بود اما خود زمان مفهومی ابدی و ازلی داشت که تجزیه و تحلیل آن چیزی غیرممکن تلقی می شد. مکان یا فضا نیز در همه جهت ها بی انتها بود و اندیشیدن درباره آن به دیوانگان و شعرا اختصاص داشت. چنین دیدگاهی همچنان ادامه داشت تا این که در قرن بیستم میلادی، نظریه های نسبیت اینشتین انقلاب جدیدی در تفکر علمی به پا کرد و برخی شکاف های علم را پوشاند. دیگر زمان و مکان به رازآلودگی قبل نبودند بلکه آنها به یکدیگر متصل شدند و مفهوم جدیدی به نام «فضا - زمان» را تشکیل دادند. ماده نیز چیزی بود که در داخل همین فضا - زمان به وجود آمده بود. سرعت نور هرچند بسیار زیاد بود اما به صورت مقداری مشخص و کمتر از بی نهایت تعیین شد. بدین ترتیب فرض جاودانی بودن جهان تغییر کرد تا امکان طرح این سوال به وجود آید که به راستی در آغازین لحظات آفرینش جهان که به نام «انفجار بزرگ» یا «مهبانگ» معروف است چه اتفاقی رخ داد؟ یعنی همان زمانی که اندازه کل جهان از نقطه پایین این علامت تعجب هم کوچک تر بود، در پاسخ به این پرسش تئوری ها و مدل هایی برای جهان ارائه شدند که به تئوری های کیهان شناختی معروفند. از سویی دیگر با کشف نظریه فیزیک کوانتومی (علمی که به رفتارهای اتمی و زیراتمی می پردازد) شکاف های بیشتری در علم پوشیده شد. بر اساس این نظریه رفتار ماده با توجه به نحوه مشاهده اش تغییر می کند. به عبارتی دیگر عمل مشاهده کردن یک مشاهده گر نقش موثری در رفتارهای جهان اتمی بازی می کند. بدین ترتیب یکی از مسائل مهم فیزیکدانان امروز به هم رساندن فاصله بین فیزیک کوانتوم و نسبیت است و از نظریه هایی که برای کمک به این مقصود می توان امید زیادی بر آنها داشت، نظریه هایی هستند که وجود یک چندجهانی متشکل از جهان ما و جهان های دیگر را مفروض می دارند.


ساده ترین نوع جهان های دیگر
وجود جهان های دیگر، جهان های موازی و به طور کلی وجود یک چندجهانی (که جهان ما نیز عضوی از اعضای آن است) توسط تعدادی از تئوری های فیزیکی درباره توصیف جهان، به طور غیرمستقیم و ضمنی تایید می شود. به عنوان مثال یکی از ساده ترین این تئوری ها از نتایج اندازه گیری های پرتوی زمینه کیهان(یعنی همان پژواکی که از مهبانگ باقی مانده است) استنتاج شده است. از آنجایی که پس از تئوری نسبیت اینشتین، مدل هایی برای تشریح فرم فضا - زمان ما و نیز نحوه توزیع جرم در آن مطرح شد، این اندازه گیری ها می توانستند درستی آنها را تایید یا رد کنند. مثلاً در کنار مدل فضا - مکان بیکران، مدل های فضا - مکان انحنادار مثل کروی یا هزلولوی و در کنار مدل توزیع یکنواخت ماده در جهان، مدل های توزیع فرکتالی یا تجمع ماده در اطراف ما و تهی بودن بقیه جهان می توانستند امکان پذیر باشند. اما نتایج اندازه گیری های پرتوی زمینه کیهانی بیشترین انطباق را با فرض جهان نامحدود و توزیع یکنواخت ماده در مقیاس بزرگ داشت. یعنی جهان ما (با بیشترین احتمال ریاضیاتی) فضایی بیکران است که سرتاسر آن را ستار گان و کهکشان ها پر کرده است. چنین جهانی بسیار بزرگتر از آن چیزی است که ما می توانیم به وسیله تلسکوپ ها ببینیم چرا که ما تنها قسمتی از جهان را می بینیم که نور آن از زمان وقوع مهبانگ یعنی حدود چهارده میلیارد سال قبل تاکنون فرصت رسیدن به زمین را داشته است یعنی کره ای به شعاع 1026+4 متر، هنگامی که این مدل فضای بیکران با توزیع یکنواخت ماده در آن با نظریه کوانتوم (که بر اساس آن جهان گسسته است و می توان آن را به وسیله مقداری متناهی از اطلاعات مشخص کرد) ترکیب می شود، می توان چنین نتیجه گرفت که وجود دنیایی کاملاً شبیه به دنیای ما در نقطه ای دیگر از جهان بیکران امکان پذیر است. به عنوان مثال اگر می توانستیم تا فاصله 10 به توان 1091 متری ( یعنی یک عدد یک و به تعداد 1091 نقطه (یا صفر) در سمت راست آن) اطرافمان را جست وجو کنیم، انتظار داشتیم دنیایی دقیقاً مشابه آنچه تا فاصله 100 سال نوری از زمین وجود دارد، پیدا کنیم. در هنگام کشف آن دنیا وقتی پیچ تلسکوپ را کمی بیشتر تنظیم می کردیم کسی را با قیافه ای کاملاً آشنا می دیدیم که او هم با تلسکوپ خود در پی یافتن دنیای ماست، چنین فرضیه ای مشابه آن است که بگوییم اگر خروجی های کامپیوتری را (که برای تولید پیوسته حروف الفبا به صورت تصادفی برنامه ریزی کرده ایم) جست وجو کنیم، احتمالاً پس از چند قرن یا چند هزاره می توانیم انتظار داشته باشیم که نسخه ای از دیوان حافظ را نیز تولید کرده باشیم. البته این نوع استنتاج ساده انگارانه که بیشتر به یک شوخی شبیه است را می توان تنها به عنوان مقدمه ای برای ورود به مباحث جدی تر فیزیکی در نظر گرفت.


جهان هایی در دیگر ابعاد مکان – زمان
دسته دیگری از مباحثی که درباره جهان های موازی مطرح است به مدل هایی مربوط می شود که برای توصیف و تشریح مبداء آفرینش ابداع شده اند. مدل هایی که توان پاسخگویی به سوالاتی را که به وسیله تئوری های قبلی بی پاسخ مانده بود، داشته اند. سوالاتی مثل همین سوال که علت این که جهان ما تا به این اندازه بزرگ، یکنواخت و مسطح است، چیست. بر اساس برخی از این مدل های جدید کیهان شناختی مهبانگ نه به عنوان یگانه لحظه آغازین خلقت بلکه به صورت واقعه ای عادی و روزمره (البته نه روز زمینی) در جهان است. یکی از چنین مدل هایی از نظریه «ریسمان ها» نشأت گرفته است. نظریه ریسمان ها نظریه ای درباره توصیف ذرات بنیادین جهان (که اجزای زیراتمی را تشکیل می دهند) است. این نظریه هنگامی مطرح شد که دانشمندان در تلاش برای یکپارچه سازی نیروی جاذبه با دیگر نیروهای طبیعی بودند. گذشته از آنچه این نظریه مستقیماً به آن می پردازد، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که به غیر از ابعاد جهان ما (سه بعد مکان و یک بعد زمان)، باید ابعاد دیگری نیز وجود داشته باشند که از دید ما پنهانند و ممکن است در فاصله ای بسیار کوچک تر از اندازه هسته اتم درهم پیچیده شده باشند. در ادامه نظریه ریسمان ها، دانشمندان در دهه 1990 میلادی تئوری جدیدی را به نام «تئوری m» ارائه کردند که بر اساس آن به جای این که ابعاد دیگر به صورت درهم پیچیده و مخفی شده توصیف شوند، فضا را در جهان ما به صورت پوسته ای سه بعدی در ساختاری بزرگتر و با ابعاد بیشتر معرفی کردند که فضای ما را دربرمی گیرد. از آنجایی که تصور چنان ساختاری برای ما امکان پذیر نیست، می توانیم فضای سه بعدی خود را به صورت صفحه ای دوبعدی در نظر بگیریم و آن ساختار را به صورت فضایی سه بعدی. نکته جالب توجه اینجاست که هیچ دلیلی وجود ندارد که صفحه ما در این فضا تنها صفحه موجود باشد و ممکن است صفحات بی شماری به موازات آن وجود داشته باشند (مثل یک دسته کاغذ) بدون اینکه صفحه ما را قطع کنند. حال این سوال مطرح می شود که چرا ما نمی توانیم از صفحات یا پوسته های دیگر اطلاعی داشته باشیم؟ دلیل آن این است که تقریباً همه نیروهای فیزیکی تنها در پوسته خود عمل می کنند و نمی توانند از مرزهای آن خارج شوند و به بیرون نشت کنند. مثلاً نور که تحت کنترل نیروی الکترومغناطیسی است نمی تواند از جهانی دیگر به جهان ما بیاید و بنابراین ما چیزی از جهانی دیگر را نمی بینیم. البته به نظر می رسد در میان همه نیروهای فیزیکی جهان، نیروی جاذبه یک استثنا باشد و به عنوان یک کلید بتوان از طریق آن اثری از جهان های دیگر را ردیابی کرد.

یکی از مدل های جدید و جالبی که بر مبنای این دیدگاه به وجود آمده است مدل «اکپیروتیک » (این نام از کلمه ای یونانی به معنای آتش کیهان گرفته شده است) نام دارد. بر اساس این مدل کیهان شناختی مهبانگ می تواند حاصل تصادمی بین پوسته ما و پوسته دیگری باشد که همین تصادم علت به وجود آمدن ماده موجود در جهان است. به عبارت دیگر، مهبانگ نقطه آغاز زمان نبوده بلکه تنها انتقالی از یک مبداء کیهانی به مبدأیی دیگر است. گامی فراتر و جالب تر در ادامه این مدل، این است که چنین تصادمی ممکن است در فواصل زمانی منظم و به صورت متناوب تکرار شود. گویی این دو پوسته مانند دو صفحه لاستیکی هستند که با فنری به هم متصل شده اند و در زمان هایی معین به یکدیگر برخورد می کنند.


هر جهان، یک حباب در میدان عظیم انرژی
یک تئوری بسیار جالب دیگر برای توصیف عالم هستی، تئوری «انبساط جاودان آشوبناک» نام دارد. بر مبنای این تئوری عالم هستی یک میدان انرژی کوانتومی بسیار عظیم است که در کلیت خود با سرعتی بسیار بالا در حال انبساطی همیشگی است. در این حال برخی نواحی خاص از این میدان از انبساط بازمی ایستند و در نتیجه حباب هایی را تشکیل می دهند که هر یک از آنها جهانی است مانند جهان ما، یعنی دارای اندازه بیکران و سرشار از ماده برجای مانده از میدان عظیم انرژی. این پدیده مشابه تشکیل قطرات باران داخل ابرها یا حباب های داخل خمیر در حال ورآمدن است. جالب این که حتی اگر بتوانیم با سرعت نور حرکت کنیم نیز هرگز نخواهیم توانست به حباب های دیگر برسیم یا آنها را ببینیم. زیرا سرعت دور شدن آنها از جهان ما از سرعت نور هم بیشتر است، و جالب تر این که هر یک از این جهان ها می توانند دارای ثابت های فیزیکی منحصر به فرد و در نتیجه دارای مشخصاتی کاملاً متفاوت با جهان های دیگر باشند. به عنوان مثال ابعاد مکانی و زمانی یکی از آنها می تواند با جهان ما متفاوت باشد که در این صورت ممکن است تمامی رویدادهای آن جهان از نوع پیش بینی ناپذیر کامل باشد (مثلاً در جهانی که دو بعد مکانی و دو بعد زمانی دارد) یا اتم ها در آن جهان ناپایدار باشند (مثلاً در جهانی با یک بعد مکانی و چهار بعد زمانی)، یا نسبت قدرت نیروهای فیزیکی بنیادین در آن با نسبت های ثابت جهان ما تفاوت داشته باشد و...


جهان های کوانتومی
تئوری هایی که تاکنون به آنها پرداختیم هرچند بسیار جالب بودند و می توانند دید ما را نسبت به آنچه در اطراف مان می گذرد تغییر دهند اما هنوز مفهوم چندان قابل توجهی درباره جهان های موازی ما و رابطه آنها با «من» و سرنوشت من ارائه نمی کنند. اکنون قصد داریم از طریق فیزیک کوانتوم به جهان های موازی سفر کنیم که نه در میلیاردها سال نوری آن طرف تر، بلکه در فاصله ای بسیار اندک از دنیای ما قرار دارند. به ویژه این که در این سفر هم «اکنون» دارای معنایی عمیق تر است و هم «قصد» ما. بر مبنای مکانیک کوانتومی، حالت جهان را تابعی ریاضی به نام «تابع موج» تعیین می کند که شکل کاملاً معینی دارد و در فضایی به نام فضای «هیلبرت» به دور خود می چرخد و با گذشت زمان تکامل می یابد. اما هنگامی که این تابع معین در معرض مشاهده یا اندازه گیری قرار می گیرد، از حالت معین خارج می شود و وضعیتی تصادفی به خود می گیرد، گویی تابع موج به صورت حالتی که مشاهده شده درمی آید. به عبارتی عمل مشاهده کردن موجب تغییر در آن می شود. بر اساس یکی از تعابیر درباره این موضوع، در جایی که چندین احتمال ماندنی وجود داشته باشد، جهان به هنگام هر مشاهده به چندین نسخه (هر نسخه متناظر با یکی از احتمالات) منشعب می شود. در حالی که موجودات هر جهان بدون هیچ اطلاعی از جهان های دیگر به زندگی خود ادامه می دهند. به عنوان مثال هنگامی که تاسی انداخته می شود، جهان به شش جهان موازی منشعب می شود و هر روی تاس در یکی از جهان ها فرود می آید. در اینجا دو نگرش مطرح است؛ اول نگرش فیزیکدانی است که در حال بررسی معادلات است و دوم نگرش مشاهده گری که در جهان زندگی می کند. در نگرش اول که در واقع نگرشی از بالا به جهان است، جهان پدیده ای معمولی است که به وسیله تابع موج تعریف می شود و به آرامی تکامل می یابد و هیچ انشعابی ندارد. اما در نگرش دوم، مشاهده گر تنها بخشی از جهان را می بیند و فرآیندی موسوم به جداسازی اجازه دیدن نسخه موازی اش را به او نمی دهد. به عبارتی دیگر هر زمان که مشاهده گر مورد سوال قرار می گیرد، تصمیمی آنی می گیرد یا پاسخی می دهد، اثرات کوانتومی در مغز او موجب می شوند که این فرآیند جداسازی اتفاق افتد. از دیدگاه اول شخص در این هنگام به چندین نسخه تکثیر می شود. اما خود این نسخه ها از وجود کپی دیگرشان بی اطلاع اند و از دیدگاه آنها تنها یک اتفاق کم اهمیت تصادفی یا احتمالی معین رخ داده است.

بر اساس این نظریه می توان درستی جملات غیرواقعی را نیز بهتر تحلیل کرد. مثلاً این جمله را در نظر بگیرید؛ «اگر پدر و مادرم با هم ازدواج نمی کردند من الان اینجا نبودم.» گویی در جهانی موازی آنها با هم ازدواج نکردند و نسخه ای از من هم در آن جهان وجود ندارد، البته لازم به توضیح است که این نتیجه گیری زمانی درست است که کلمات را به صورت ساده و مرسوم به کار می بریم. اما اگر دقیق تر به این نتیجه گیری نگاه کنیم متوجه می شویم که قطعاً اشتباه است چرا که مسلماً «من» قابل نسخه برداری و تکثیرشدن نیستم (یا نیست). بلکه منظور از من در این نتیجه گیری همان شخصی است که در این جهانی که «من» انتخابش کرده ام با مشخصاتی از جمله نام من شناخته می شود. او متناظر با شخص خاصی در ال بوده اما متناظر با او در سال های آینده دسته ای از اشخاص هستند که به هر حال یکی از آنها را انتخاب خواهم کرد و این انتخاب من هیچ اثری بر تابع موج یا کسی که از بالا به جهان ما می نگرد، نخواهد داشت. چرا که تمام این نسخه ها از قبل در داخل تابع موج وجود دارند و خلق شده اند...


شواهد وجود جهان های دیگر
اگرچه بیشتر مطالب فوق در قالب تئوری های فیزیکی بیان شده که ممکن است مستقیماً قابل ارزیابی نباشند، اما به روش هایی می توان درستی آنها را به طور غیرمستقیم بررسی کرد. به عنوان مثال اکنون دانشمندان اولین ردیاب های امواج گرانشی (امواجی که توسط یک جسم پرجرم شتابدار به وجود می آید و باعث کش آمدن یا جمع شدگی فضا می شوند) را به کار گرفته اند. با بررسی این موج ها ممکن است بتوان وجود پوسته های دیگر غیر از جهان ما را تایید کرد. همچنین بررسی اطلاعات دقیق تر درباره پرتو زمینه کیهانی، ساخت کامپیوترهای کوانتومی، تلاش ها برای یکپارچه سازی نظریه های نسبیت عام و میدان کوانتومی و نیز بررسی مشاهداتی که در شتاب دهنده های ذرات (و ناپدید شدن برخی از آنها) به دست آمده است، از جمله مواردی هستند که اکنون توجه دانشمندان را جلب کرده اند و در آینده ای نه چندان دور می توانند اطلاعات ما درباره جهان های دیگر را مستندتر کنند.

به هر حال این که جهان های دیگر را تا چه اندازه باور داشته باشیم، در اختیار خودمان است. امروزه هم چنان انسان هایی وجود دارند که دنیای اتم ها را نیز افسانه ا ی بیش نمی دانند. اما از سوی دیگر، دانشمندان و محققان «نانوتکنولوژی» سرگرم ساختن موتورهایی هستند که در تصویر چرخ دنده های آنها می توان تعداد اتم ها را شمارش کرد یا اینکه روش های ذخیره سازی سوخت هیدروژنی یا حتی اطلاعات را در ساختارهای اتمی طرح ریزی می کنند.
سید حسام الدین حسینی

بعد پنجم فضازمان و ماهیتابه نچسب!

بعد پنجم فضازمان و ماهیتابه نچسب!
مسعود ناصری

      

شناخت انسان از ساختار و عملکرد جهان فیزیکی اطرافش ناشی از تعبیر و تفسیر مغز وی از سیگنال های رسیده از پنج حس او می باشد. بر پایه این تعبیر و تفسیرهای وی در طول تکامل چند میلیون ساله است که بشر فضازمان (جهان) را  4 بعدی درک کرده است که 3 بعد آن فضا (طول، عرض و ارتفاع) و یک بعدش زمان می باشد.

از کجا معلوم که ابعاد دیگری هم در کار نباشند که به خاطر محدودیت مغز (و یا پنج حس مان) عاجز از درک آنها می باشیم؟  واقعیت این است که حتی اگر چنان باشد، بطور مستقیم قابل درک و لمس ما نیست. اصلا شاید از خود بپرسیم که حتی اگر فرض کنیم که فضازمان دارای ابعاد اضافی هست، وقتی بود و نبودشان برایمان قابل لمس نیست و ظاهرا چیزی را هم در زندگی مان تغییر نمی دهد چرا باید نگران این باشیم که فضازمان 4 بعدی است یا بیشتر؟

در سلسله مقالاتی که در این قسمت از وبسایت ارائه می شوند بر آنیم که حد اقل از نظر تئوریک هم که شده نشان دهیم ابعاد فضازمان بیش از 4 هست و استدلال کنیم که شناخت این ابعاد اضافی می تواند تصویر درست تری از  "واقعیت" جهانی را که در آن به سر می بریم برایمان فراهم سازد و لذا تعریف مناسبی از "بودن" را ارائه کند. در این راستا، بحث هایی متنوع و با دیدگاه های مختلف ارائه خواهیم کرد.

ادامه نوشته

gedankenexperiment گربه ی شرودینگر- پس خود گربه چی؟

آزمایش گربه ی شرودینگر آزمایشی نام آشناست که حتما بارها اسم آن به گوشتان خورده.در این پست سعی دارم این مطلب رو به شکل ساده ای برای خواننده ی عزیز شرح بدم.برای توضیح یک عکس از این آزمایش رو نشون می دم .منظور از حسگر پرتو زا همون شمارشگر گایگر مولر توی عکسه.

فرض کنید گربه ای در جعبه‌ای در بسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سمی، یک چکش، یک حسگر پرتوزا و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. همانطور که می‌دانید ذرات پرتوزا بصورت نامنظم تابش می‌کنند و به همین دلیل برای آنها نیمه عمردر نظر می‌گیرند. حال فرض کنید سنسور و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر شما در ساعت ۱۲:۰۱ در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱ را ۵۰٪ پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن درب جعبه ۵۰٪ مرده است و ۵۰٪ زنده است. اما وقتی درب جعبه را بر می‌دارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زنده است. نمی توان گفت ۵۰٪ سلولهای بدن گربه مرده‌اند و ۵۰٪ آنها زنده اند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این امر کاملاً متضاد با مکانیک کوانتومی می‌باشد. همانطور که گفتیم هیچگاه نمی‌توان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازه گیری نمود. اما در این مثال کاملاً این امر ممکن شده است.و در یک لحظه دقیقا می توان فهمید که گربه زنده است یا مرده!!البته با برداشتن در جعبه

این گونه پارادوکسها در مکانیک کوانتومی بسیار زیاد است. اما با این همه مکانیک کوانتومی در پیش بینی نتایج بسیاری از آزمایشها به طور درخشانی موفق بوده است و زمینه تقریباً تمامی علم و فن نوین است. بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع که جزء اساسی وسائلی نظیر تلویزیون و رایانه اند، فرمان می‌راند و نیز بنیاد شیمی و زیست شناسی نوین می‌باشد.

copenhagen interpretation: شایعترین تفسیر استاندارد از مکانیک کوانتوم تفسیر کپنهاگی است که توسط بوهر و هایزنبرگ ارائه شده‌است. از نقطه نظر کوانتوم کپنهاگی تابع موج فقط احتمال حضور ذره کوانتومی در فضا – زمان را نشان می‌دهد. از این رو این امواج احتمالاتی در طول زمان با توجه به معادلات ارائه شده پخش می‌شوند، لیکن وقتی مشاهده‌ای رخ می‌دهد این امواج در یک نقطه خاص متمرکز می‌شود و هویت ذره‌ای موج کوانتومی پدیدار می‌گردد، که معنی این ادعا این است که مشاهده، یک ذره را در یک جایگاه واقعی قرار می‌دهد،چرا که در آن لحظه، ذره بوسیله موج احتمال منتشر قابل تبیین نیست.

بنابراین تفسیر می گوییم که گربه هم زنده است و هم مرده!!!!و نام این حالت سوپرپوزیشن است.به محض اینکه در جعبه را برمی داریم تابع موج فرو می ریزد و این برای ما مشخص می شود که گربه زنده است یا مرده!در واقع تابع احتمال که پیش از این مخلوطی از دو حالت زنده و مرده بود با مشاهد ی وضعیت واقعی فرو می پاشد و در یک نقطه ی خاص متمرکز می شود که آن نقطه دقیقا به ما می گوید که گربه زنده است یا نه!

یک نکته ی جالب هم که بهش برخورد کردم این بود که در واقع درست منظورشو متوجه نشدم!!!

* نه شرودینگر و نه هیچ فیزیک دان دیگری دقت نکرده است که گربه خودش یک مشاهده کننده است. پس این سیستم رفتاری کلاسیک خواهد داشت.
http://the-endless-science.blogfa.com

خودآگاهی باعث سقوط یا فروریزش تابع موج می شود

در مسئله ذهن-جسم از دیدگاه کوانتمی (به انگلیسی: Quantum Mind-Body Problem)، خودآگاهی باعث فروریزش تابع موج عنوان گردیده. این دیدگاه یکی از تفاسیر مکانیک کوانتمی می‌باشد.

در این نظریه، بر نقش داشتن خودآگاهی (consciousness) بعنوان ناظر (observer) در فروریزش تابع موج (به انگلیسی: collapse of the wave function) تاکید شده است. لذا در این نگرش تفسیری از مکانیک کوانتمی، نظارت نظاره‌گر (به انگلیسی: observer) نه تنها نقش مستقیمی در فروریزش تابع موج دارد، بلکه نظاره‌گر کسی یا چیزی غیر از صاحب خودآگاهی نیست.[۱]

برخی این نظریه را تلاشی برای حل پارادوکس ویگنر دانسته، و اذعان می‌دارند که فروریزش تابع موج در زمان نظارت نخستین ناظر واقع می‌گردد. این را نباید با دوالیسم مادی (به انگلیسی: substance dualism) اشتباه کرد.
زمینه

بنیانگزاران مکانیک کوانتمی بر پیوند بین خودآگاهی و مفاهیم نظریهٔ خود واقف بودند. به نوشتهٔ ورنر هایزنبرگ:
«     برخی فیزیکدانان ترجیح می‌دهند که به دنیایی باز گردند که در آن جهان عینی است و کوچکترین اعضای آن درست مثل سنگ و درخت چه آنها را ببینیم و چه نبینیم بطور مستقل وجود داشته باشند. اما چنین چیزی ممکن نیست.[۲]      »

برنارد دسپانات، فیزیکدان فرانسوی، همین ایده را مجددا بازگو کرد:
«     تفکر اینکه جهان از اشیایی ساخته شده که وجودشان مستقل از بود یا نبود خودآگاهی بشری است، خلاف مفاهیم مکانیک کوانتمی و دستاوردهاییست که بطور تجربی در آزمایشگاه‌ها بدان دست یازیده شده.[۳]      »
نقطه آغازین

اما با انتشار اثر مهم در تاریخ فیزیک بنام Die Mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik (پایه‌های ریاضی مکانیک کوانتمی)، جان فون نویمان نخستین شخصی بود که به این مسئله اشاره نمود که ممکن است مکانیک کوانتمی نقش فعالی به خودآگاهی (به انگلیسی: consciousness) در فرایند خلق جهان حقیقی داده باشد. دیگران همچون والتر هایتلر، فریتز لندن، ادموند باور، و یوجین ویگنر نظریهٔ فون نویمان را از این هم فراتر برده، و مدعی شدند که جهان نه تنها توسط خودآگاهی در هر لحظه خلق می‌گردد، بلکه این نتیجهٔ غیرقابل گریز تفسیر فون نویمان است.[۴] ویگنر در این باب صراحتا اعلان داشت که ذهن است که بر ماده تاثیرگذار است.[۵]

در این بین، جان ویلر حتی معتقد بود که نه تنها خودآگاهی باعث فروریزش تابع موج میشود، بلکه برای وجود جهان هستی شرطی لازم و واجب الوجود است.[۶] به گفته وی، «خودآگاهی از ارکان خلق جهان است. حتی در خلق فعلی زمان گذشته».[۷]

استوارت همروف و راجر پنرز معتقدند که فروریزش تابع موج در میکروتوبول‌های نورون‌ها بوقوع می‌پیوندند. به این نظریه، نظریهٔ Penrose-Hameroff «Orch OR» model of consciousness گویند.
منابع

    ↑ Quantum reality: beyond the new physics. Nick Herbert. Anchor Press/Doubleday, 1987. ISBN 0-385-23569-0 pp.145-149
    ↑ Some physicists would prefer to come back to the idea of an objective real world whose smallest parts exist objectively in the same sense as stones or trees exist independently of whether we observe them. This however is impossible. [۱]
    ↑ Bernard d'Espagnat, Scientific American, Nov. 1979. The Quantum Theory and Reality 158-181
    ↑ Quantum reality: beyond the new physics. Nick Herbert. Anchor Press/Doubleday, 1987. ISBN 0-385-23569-0 pp.24
    ↑ «direct action of mind upon matter». Eugene Wigner 1967. Symmetries and Reflections. Cambridge MA. MIT Press. p.171-184
    ↑ Biocentrism: How Life and Consciousness Are the Keys to Understanding the True Nature of the Universe. Bob Berman, Robert Lanza. BenBella Books, Inc., 2010. ISBN 1-935251-74-0 pp.178-181
    ↑ Does the Universe Exist if We're Not Looking? | Cosmology | DISCOVER Magazine

ادامه نوشته

فیزیک کوانتوم به زبان ساده

در سال ۱۸۰۳، دانشمندی انگلیسی به نام توماس یانگ (Thomas Young)، آزمایش قابل توجهی انجام داد. یانگ که به هیروگلیف‌های مصری بسیار علاقه‌مند بود و در استخراج آنان نیز همکاری داشت، درباره‌ی ماهیت نور تحقیق می‌کرد. آزمایش وی، تحولی در فیزیک ایجاد کرد که در نهایت باعث دگرگونی قوانین حرکت آیزاک نیوتون شد، قوانینی که یک قرن پیش از یانگ ارائه شده بود. این آزمایش همچنین یکی از بزرگترین رازهای جهان را نمایان ساخت: راز کوانتوم.
بدون شک، معمای رمزآلود فیزیک کوانتوم، معمای عمیقی است. اگر کسی یک مار بزرگ دریایی واقعی بگیرد یا به یک دایناسور زنده بربخورد، رسانه‌ها چندین ماه به این موضوع می‌پردازند. کنار آب‌سردکن‌های تمام ادارات جهان، درباره‌ی این کشف جدید صحبت می‌شود. با این حال، هر چند چنین یافته‌ای می‌تواند بسیار تکان‌دهنده باشد، اما تغییر چندانی در جهان‌بینی ما ایجاد نمی‌کند. ما می‌دانیم که خزندگان غول‌پیکر آبزی و دایناسورها در گذشته‌های دور می‌زیسته‌اند. برایمان بسیار تعجب‌برانگیز می‌شد اگر می‌فهمیدیم این موجودات به نحوی توانسته‌اند بی‌آنکه که توسط دنیای علم کشف شوند، این همه سال زنده بمانند. اما در هر حال، این کشف، تغییر چندانی در نظریه‌ی تکامل ایجاد نمی‌کند.
ولی رازی که در بطن فیزیک کوانتوم نهفته، به طور غیر مستقیم، درک ما را از حقیقی بودن جهان و هر آنچه در آن است (از جمله خود ما)، مورد هدف قرار می‌دهد. به علاوه، ایده‌ی مارهای غول‌پیکر دریایی و دایناسورها، بسیار خیالی و غیرمحتمل می‌باشد، حال آن‌که تئوری فیزیک کوانتوم یکی از تئوری‌هایی است که از پیکار آزمایشات فراوانی در عرصه‌ی علم، جان سالم به در برده است. علی‌رغم مشخصه‌های نامأنوس فیزیک کوانتوم، در صحت این نظریه، تردید چندانی باقی نمانده. همان‌طور که دنیل ام. گرینبرگر بیان کرده است: «انیشتین می‌گفت اگر علم مکانیک کوانتوم درست باشد، جهان جای بسیار عجیبی است. انیشتین راست می‌گفت. جهان جای بسیار عجیبی است».
 
آزمایش دو شکاف (The Double Slit Experiment)
برای صحبت درباره‌ی فیزیک کوانتوم، بهترین کار این است که با آزمایش یانگ در سال ۱۸۰۳ شروع کنیم. در آن زمان، دانشمندان می‌خواستند بدانند آیا نور از نوعی ذره تشکیل شده یا این که از طریق ماده‌ی ناشناخته‌ی دیگری، به صورت موجی حرکت می‌کند (مانند امواجی که در آب حرکت می‌کنند). در آزمایش یانگ، از یک منبع ریز نور و یک صفحه استفاده شده بود. یانگ، میان این دو شیء، یک مانع با دو شیار نازک عمودیِ موازی با یکدیگر قرار داد.
یانگ می‌دانست در صورتی که نور، فقط جریانی از ذرات ریز باشد، باید از هر کدام از شکاف‌ها گذشته و روی صفحه‌ی پشت سوراخ‌ها جمع شود.
این دقیقاً همان چیزی بود که با پوشاندن یکی از شکاف‌ها و باز گذاشتن شکاف دیگر، اتفاق افتاد. یک نوار عمودی باریک از نور، روی صفحه‌ی پشت سوراخ ظاهر شد. یانگ مسلماً انتظار داشت وقتی شکاف دیگر را هم باز کرد، دو نوار باریک نوری ببیند، اما این طور نشد.
بیشتر بخش‌های صفحه را مجموعه‌ای از نوارهای عمودی روشن و تاریک پر کرد. یانگ معنای این مشاهده را دریافت. نور، مثل یک موج عمل می‌کند و از هر دو شکاف می‌گذرد. بعد از گذشتن از میان شکاف‌ها، امواج به شکل نیم‌دایره پخش می‌شوند و با یکدیگر تداخل می‌کنند. به این ترتیب، وقتی دو قله‌ی موج با هم تلاقی می‌کنند، باعث تقویت یکدیگر می‌شوند و وقتی یک قله‌ی موج و یک دره‌ی موج با هم تلاقی می‌کنند، هر دو خنثی می‌شوند. در نتیجه، مجموعه‌ای از نوارهای روشن و تاریک روی صفحه دیده می‌شود. دانشمندان، این پدیده را الگوی تداخل (interference pattern) می‌نامند، زیرا از تداخل امواج با یکدیگر حاصل می‌شود.
پس نور بدون شک یک موج بود. در طی سال‌ها، دانشمندان به دنبال ماده‌ای بودند که امواج نور از طریق آن حرکت می‌کنند (و آن را ether یا واسط نور می‌نامیدند)، اما نمی‌توانستند به آن دست یابند. به علاوه، شواهدی نیز موجود بود که نشان می‌داد نور به صورت نوعی ذره حرکت می‌کند (که بعدها به آن فوتون گفته شد). در نهایت چنین نتیجه گیری شد که فوتون‌ها ماهیتی دوگانه دارند و به صورت موج و ذره عمل می‌کنند. با این حال، دانشمندان هنوز هم از خود می‌پرسیدند اگر بتوانند فوتون‌ها را یکی یکی از دو شکاف بگذرانند، چه چیزی رخ خواهد داد.
سرانجام، منبع نوری اختراع شد که قادر بود هر بار تنها یک فوتون آزاد کند. آزمایش دو شکاف یانگ دوباره انجام گرفت. اما این بار به جای صفحه‌ی عادی، از کاغذ عکاسی استفاده شد، زیرا یک فوتون، کم‌نورتر از آن است که روی صفحه دیده شود. حال آن که بعد از عبور میلیون‌ها فوتون از شکاف‌ها (به صورت تک تک)، الگوی مورد نظر بر روی کاغذ عکاسی قابل مشاهده می‌گردید.
با ظاهر کردن عکس، همان الگوی تداخل پیشین مشاهده شد. دانشمندان این‌گونه نتیجه گرفتند که هر یک از فوتون‌ها به صورت موجی حرکت کرده‌، به طور همزمان از میان دو شکاف رد شده و با خودشان تداخل داشته‌اند و تنها هنگامی که سرانجام با کاغذ عکاسی برخورد کرده‌اند، به صورت ذره‌ای در موقعیت خاص ظاهر شده‌اند، و این بسیار عجیب بود.
دانشمندان تصمیم گرفتند کنار شکاف‌ها، ردیابِ فوتون کنار قرار دهند تا مسیر واقعی فوتون را مشاهده کنند. آن‌ها موفق شدند، ولی وقتی این آزمایش را انجام دادند، الگوی تداخل ناپدید شد و تنها دو خط باریک (پشت هر سوراخ یکی)، روی صفحه ظاهر شد. ظاهراً فوتون‌ها «می‌دانستند» که در معرض مشاهده شدن قرار دارند و به همین دلیل، به جای این که به صورت موجی عمل کنند، رفتار ذره‌ای پیش گرفته‌اند!
دانشمندان سپس تصمیم گرفتند که ردیاب فوتون را در جهتی از صفحه قرار دهند که با منبع نور فاصله‌ی بیشتری داشته باشد، تا به این ترتیب فوتون، فقط بعد از عبور از میان شکاف دیده شود. اما تغییری در نتیجه حاصل نشد. باز هم ظاهراً فوتون پیش از رسیدن به صفحه، «می‌دانست» در سمت دیگر آن یک ردیاب وجود دارد و به همین دلیل پیش از عبور از شکاف‌ها، به ذره تبدیل می‌شد.
سرانجام، دانشمندی به نام جان ویلر (John Wheeler) آزمایشی پیشنهاد کرد که طی آن، صفحه می‌توانست درست در آخرین لحظه‌ی پیش از برخورد فوتون، با یک دستگاه ردیاب نوری جایگزین شود، به این ترتیب می‌شد فهمید فوتون از کدام شکاف عبور کرده است. تصمیم درباره‌ی کنار کشیدن یا نکشیدن صفحه، باید بعد از عبور فوتون از میان شکاف گرفته می‌شد. در زمانی که ویلر این آزمایش را مطرح کرد، انجام آن از لحاظ فنی غیرممکن بود. اما چند سال بعد، امکان انجام آزمایش به وجود آمد. نتیجه‌ی آزمایش چنین بود: هنگامی که صفحه در جای خود قرار داشت، فوتون طبق الگوی تداخل رفتار می‌کرد، حال آن که اگر صفحه در لحظه‌ی آخر، برداشته می‌شد تا اطلاعات مربوط به این که از کدام شکاف عبور کرده، به دست آید، فوتون طبق الگوی تداخل رفتار نمی‌کرد. گویا فوتون می‌دانست هنگام رسیدن به شکاف چگونه عمل کند، هر چند که تصمیم درباره‌ی برداشتن یا برنداشتن صفحه در لحظه‌ی آخر گرفته می‌شد. ظاهراً یا فوتون می‌توانست آینده را پیش‌بینی کند یا این‌که تصمیم درباره‌ی قرارگیری صفحه، می‌توانست گذشته را تغییر دهد.
دانشمندان این طور نتیجه گرفتند که در نظریه‌ی کوانتوم، جایی برای علیت وجود ندارد. گویا اتفاقاتی که در زمان حال می‌افتند، می‌توانند گذشته را تغییر دهند، و این اوج غرابت کوانتوم بود.
اگر خواندن این مطالب، شما را آشفته کرده، نگران نباشید. افراد زیادی از این مسئله آشفته شده‌اند، از جمله آلبرت انشتین.
نور ستارگان، درخشش ستارگان
امشب بیرون بروید و ستارگان را تماشا کنید. اگر زمستان باشد (در نیکره‌ی شمالی)، حتماً خواهید توانست صورت فلکی شکارچی (یا جبار) را ببینید. تشخیص این صورت فلکی آسان است، زیرا سه ستاره در یک خط، کمربند شکارچی را تشکیل می‌دهند. به ستاره‌ی وسطی نگاه کنید. او یک ستاره‌ی ابرغولِ سفید-آبی به نام اپسیلون جبار (Alnilam) است که ۱۳۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد. وقتی به این ستاره نگاه می‌کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟ بر اساس بسیاری از کتاب‌ها، هزار و سیصد سال پیش- اوایل قرون وسطی در اروپا- الکترونی برانگیخته در یکی از اتم‌های هیدروژن موجود در لایه‌های بیرونی این ستاره، یک ذره‌ی انرژی آزاد کرده است: یک فوتون.
فوتون آزاد شده از اپسیلون جبار، با سرعت نور، حدوداً ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر در ثانیه، در جهت زمین حرکت کرده است. اگرچه فوتون‌ها چندان تحت تأثیر جاذبه قرار نمی‌گیرند، اما سیارات، ستارگان و سایر اجرام آسمانی که در مسیر فوتون یاد شده قرار دارند، به طور خفیفی بر آن تأثیر گذاشته و در خلاء فضا، مسیری خاص به آن می‌دهند. با نزدیک شدن به زمین، فوتون، بدون برخورد با مولکول‌های اتمسفر، از آن‌ها می‌گذرد. درست وقتی به آسمان نگاه کردید، این فوتون توسط شما دریافت می‌شود. این فوتون (همراه بسیاری فوتون‌های دیگر)، شبکیه را که درست پشت چشمتان قرار دارد، تحریک می‌کند، پیغامی به مغز شما فرستاده می‌شود و شما در مغزتان نور ستاره را می‌بینید. این سیر حوادث، بسیار جالب است، منتها، با توجه به تئوری کوانتوم، در حقیقت این همان چیزی نیست که اتفاق می‌افتد. به هیچ وجه.
هیچ کس دقیقاً نمی‌داند در سطح کوانتوم چه اتفاقی می‌افتد، با این حال، چند تفسیر از نظریه‌ی کوانتوم وجود دارد که می‌توانند به ما در فهم مسئله کمک کنند. معروف‌ترین آن‌ها تفسیر کُپنهاگ(Copenhagen Interpretation) نامیده می‌شود، زیرا قسمت عمده‌ی آن توسط نیلز بور (Niels Bohr)، فیزیکدان اهل کپنهاگ، ارائه شده است.  دانشمندان و مهندسان، سال‌هاست از کپنهاگ به عنوان روشی استاندارد جهت درک دنیای کوانتوم استفاده می‌کنند. تفسیر کپنهاگی نظریه‌ی کوانتوم، مشاهده شدن اپسیلون جبار توسط شما را این گونه توضیح می‌دهد:
آنچه که حدود ۱۳۰۰ سال پیش، اتم هیدروژن را ترک کرد، فوتون نبود، بلکه یک موج احتمال بود. این موج، بیانگر مکان احتمالی فوتون نبود، بلکه بیانگر این احتمال بود که در صورت مشاهده شدن فوتون، این اتفاق در چه مکانی روی خواهد داد. موج با سرعت نور به بیرون حرکت کرد، اما نه به سوی زمین، بلکه به شکل کُره‌ای که با سرعت نور بزرگ و بزرگ‌تر می‌شد. سیارات، ستارگان و سایر اجرامِ نزدیک به آن، بر مکان احتمالی مشاهده‌ی شدن فوتون تأثیر گذاشتند، اما هنوز این امکان وجود داشت که فوتون در هر جایی از کره‌ی در حال انبساط، ظاهر شود. موج/کره، ۱۳۰۰ سال بزرگ شد، تا این که قطری برابر ۲۶۰۰ سال نوری پیدا کرد، یعنی ۱۵۲۵۰۸۰۹ بیلیون مایل. جبهه‌ی موج از اتمسفر زمین گذشت. درست در این لحظه، شما چشمتان را بر روی اپسیلون جبار متمرکز کردید و جبهه‌ی موج با سلول‌های شبکیه‌ی چشم شما درگیر شد. سپس، جایی میان شبکیه‌ی چشم شما که با موج درگیر شده و مغزتان که ستاره را دیده، این واقعه رخ داد.
بلافاصله، موج احتمال به قطر ۲۶۰۰ سال نوری، از میان رفت و فوتون در برخورد با شبکیه‌ی چشم شما، ظهور کرد. اگر شما در لحظه‌ی مناسب به آسمان نگاه نکرده بودید، شاید فوتون، چند ثانیه‌ی دیگر، در سوی دیگر اپسیلون جبار، توسط ناظر بیگانه‌ای در یک سیاره‌ی دیگر با فاصله‌ی هزاران سال نوری، از هم می‌پاشید. اما مشاهده شدن فوتون توسط شما در کره ی زمین، برای همیشه این احتمال را از میان برد.
وقتی شما این فوتون را دیدید، سرنوشتی منحصر به فرد برایش رقم خورد. مسیری ایجاد شد تا او از آن اتم هیدروژن در اپسیلون جبار، به چشم شما برسد.
شاید این طور به نظر بیاید که نابودی چیزی با وسعت ۲۶۰۰ سال نوری غیرممکن است، زیرا لازمه‌ی آن، پیشی گرفتن از سرعت نور می‌باشد. اما این مورد، تنها یکی از موارد متعددی است که در آن، نظریه‌ی کوانتوم، حداکثر سرعت کیهانی را به چالش می‌طلبد. این مسئله نیز، انشتین را عمیقاً آشفته کرد.
دو فرزند انشتین
گفته می‌شود در اوایل قرن بیستم، انشتین صاحب دو فرزند شد- دو نظریه‌ی بزرگ فیزیک. می‌گویند او یکی را فرزندانش را دوست داشت (نسبیت) و از دیگری متنفر بود (فیزیک کوانتوم).
چه چیزی در فیزیک کوانتوم، او را بر می‌آشفت؟ اول از همه، غیر قابل پیش‌بینی بودن آن. اگر قرار باشد یک تفنگ را تنظیم کنید و آن را به هدف بزنید، با معلوم بودن سرعت و جهت گلوله، تعیین مسیر آن بعد از خروج از لوله‌ی تفنگ، بسیار ساده است. اما فوتون این طور نیست. همان‌طور که مثالِ ما درباره‌ی موج نورِ رهسپار شده از یک ستاره‌ی دوردست، نشان داد، فوتون به صورت موج احتمال حرکت می‌کند. فوتون ممکن است هرجایی در مسیر حرکت موج، ظاهر شود. هر چند، احتمال ظهور آن، در بعضی مکان‌ها بیشتر است. این باعث شد انشتین به طعنه بگوید که باورش نمی‌شود «خدا با هستی تخته نرد بازی کند».
انشتین کمک کرد نظریه‌ی کوانتوم به دنیا بیاید، ولی بسیار از آن آشفته گشت.
دومین نکته‌ای که انشتین را آزار می‌داد، این ایده بود که با توجه به کپنهاگ، یک جسم پیش آن‌که مورد مشاهده قرار گیرد، تنها به شکل موج احتمال وجود دارد. شاید وقتی حرف از یک فوتون باشد، این مسئله چندان مهم به نظر نرسد، چون بسیار بسیار کوچک است. اما این تنها فوتون‌ها نیستند که از قوانین فیزیک فیزیک کوانتوم پیروی می‌کنند، بلکه الکترون‌ها، پروتون‌ها، اتم‌ها و مولکول‌ها نیز مشمول این قوانین هستند. همه‌ی آن‌ها پیش از مشاهده شدن، تنها موج‌اند و آزمایش دو شکاف، با موادی به بزرگی مولکول‌های فولرن (Fullerene) که ۶۰ اتم کربن دارند، انجام شده است.
در نهایت اگر فکر کنیم، می‌بینیم تمام جهان ما، از اتم‌ها و مولکول‌ها تشکیل شده و خود ما نیز. آیا این بدان معناست که ما تنها، امواج بزرگ احتمال هستیم؟
این تصور که هر چیزی در جهان ما، در صورت مشاهده نشدن، ماهیتی مستقل ندارد، انشتین را واداشت به شوخی بگوید: «ترجیح می‌دهم فکر کنم ماه، حتی وقتی نگاهش نمی‌کنم، باز وجود دارد».
 
گربه‌ی شرودینگر (Schrödinger’s Cat)
انشتین، تنها بنیانگذار نظریه‌ی کوانتوم نبود که به آن شک داشت. اِروین شرودینگر، یکی از معادلات کلیدی را برای پیش‌بینی چگونگی تغییر سیستم کوانتوم در طول زمان مطرح کرد. این کار برای او جایزه‌ی نوبل سال ۱۹۳۳ را به ارمغان آورد. با این حال، وی با بعضی از مفاهیم فیزیک کوانتوم، مشکل داشت و برای نشان دادن بی‌معنا بودن آن‌ها، مثالی مطرح کرد.
در آزمایش فرضی شرودینگر، یک گربه درون جعبه‌ای مهر و موم شده قرار می‌گیرد (توجه: این فقط یک مثال است، شرودینگر هرگز نمی‌خواست کسی این آزمایش را با یک گربه‌ی واقعی انجام دهد). در درون این جعبه، یک دستگاه «نابودگر» شامل یک ماده‌ی رادیواکتیو، یک شمارشگر گایگر مولر و یک ظرف شیشه‌ای قرار دارد. ماده‌ی رادیواکتیو به اندازه‌ای است که در عرض یک ساعت به احتمال ۵۰ درصد تجزیه شده، ذره‌ای آزاد می‌کند که باعث به کار افتادن شمارشگر می‌شود. شمارشگر نیز به گونه‌ای تعبیه شده که در صورت شناسایی ذره، چکشی را رها می‌سازد و موجب متلاشی شدن ظرف شیشه‌ایِ پر از گاز کشنده‌ی هیدروژن سیانید می‌شود.
بعد از گذشت یک ساعت، احتمال این که جعبه را باز کنید و گربه را زنده یا مرده بیاید، پنجاه/ پنجاه است. اما گربه پیش از باز کردن جعبه، در چه وضعیتی است؟ از آنجایی که نابودی اتم، رویدادی کوانتومی است، با توجه به تفسیر کپنهاگ، می‌توان گفت تا زمانی که اتم (به عنوان تابع موج احتمال)، مشاهده نشده، در حالت برهم نهی قرار دارد- یعنی همزمان در دو وضعیت است. معنایش می‌تواند این باشد که دستگاه نابودگر و گربه نیز در حالت برهم نهی هستند، گربه هم زنده است و هم مرده.
شرودینگر چنین ایده‌ای را مضحک یافت و تلاش کرد از آن، برای نشان دادن کاستی‌های نظریه‌ی کوانتوم، استفاده کند و بگوید این نظریه یا اشتباه است یا ناقص.
مسئله‌ی دیگری که فیزیکدانان اولیه‌ی حوزه‌ی کوانتوم را درگیر کرد، مسئله‌ی ناظری بود که تابع را در هم می‌شکست. ناظر کدام است؟ شکارشگر گایگر مولر؟ گربه؟ انسان آگاه آزمایشگر؟
از نظر عده‌ای، آگاهی به طرز غریبی با فیزیک کوانتوم در ارتباط می‌باشد. حال آن‌که برای بسیاری از فیزیکدانان، چنین دیدگاهی، همچون یک لعن و نفرین است. از زمانی که کوپرنیک، برای اولین بار، زمین را از مرکز منظومه‌ی شمسی برداشت و آن را تنها یکی از چند سیاره‌ای معرفی کرد که به دور خورشید می‌گردند، جایگاه انسان در کیهان، مرتب کوچک و کوچک‌تر شد، تا جایی که اکنون، سیاره‌ی ما، تنها، لکه‌ی کوچکی است در هستی وسیع و بی‌پایان. اگر مفاهیم کوانتوم با آگاهی در ارتباط مستقیم باشند، یعنی دانشِ پانصد سال باید زیر و رو شود. چیزی که فیزیکدانان از آن بیزارند.
آیا تفاسیر دیگری از نظریه‌ی کوانتوم وجود دارد که برای این مشکلات، پاسخی ارائه دهد؟ بله. ما در بخش‌های بعدی به آن‌ها می‌پردازیم. هر کدام از تفاسیر دارای نکته‌ای روشن‌گرانه است، اما نمی‌تواند به طور کامل از غرابت کوانتوم بگریزد.
فوتون‌های درهم‌تنیده، در هر فاصله‌ای از هم که قرار داشته باشند، حتی اگر چندین سال نوری از هم دور باشند، می‌توانند بلافاصله بر یکدیگر تأثیر بگذارند.
در قسمت پیشین، کاوش خود را در دنیای عجیب فیزیک کوانتوم آغاز کردیم. دنیایی که در آن، هر چیزی، فقط در صورتی وجود داشت که نگاهش می‌کردیم، دنیایی که در آن گربه‌ها می‌توانستند همزمان، هم مرده باشند و هم زنده. در این قسمت، به این موضوع خواهیم پرداخت که چگونه بر اساس برخی تفاسیر از فیزیک کوانتوم، هر چیزی در جهان، به صورت آنی، با تمام چیزهای دیگر در هر فاصله‌ای از آن که قرار داشته باشد، مرتبط است. (توجه: توصیه می‌شود پیش از خواندن قسمت دوم، حتماً قسمت اول را مطالعه کنید).
سال ۱۹۲۷، شاهد آغاز مجموعه‌ای از مناظرات، میان دو تن از برجسته‌ترین دانشمندان جهان در آن روزگار بود: انشتین (Einstein)، نویسنده‌ی نظریه‌ی نسبیت عام و نیلز بور (Niels Bohr)، یکی از اولین محققان در نظریه‌ی کوانتوم. نخستین برخورد میان این دو، در پنجمین کنفرانس بین‌المللی سلوی(Solvay Conference)، درباره‌ی الکترون‌ها و فوتون‌ها اتفاق افتاد، که در بروکسل بلژیک برگزار شده بود. تعداد شرکت‌کنندگان این کنفرانس اندک بود، اما همگی آنان، افراد برجسته‌ای بودند. از میان ۲۹ دانشمند حاضر در کنفرانس، ۱۷ نفر یا برنده‌ی جایزه‌ی نوبل بودند، یا این که بعدها صاحب نوبل شدند. ماری کوری، دو بار برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شد.
اگرچه انشتین، از پایه‌گذاران تئوری کوانتوم بود، اما با آن مشکل داشت. یکی از مهم‌ترین توانایی‌های انشتین به عنوان یک دانشمند، توانایی طراحی آزمایشات فرضی (Thought Experiments) بود؛ آزمایشاتی که در دنیای واقعی، غیرممکن هستند، اما انجامشان در ذهن، می‌تواند روشنگر بخشی از ماهیت فیزیک باشد. (یکی از جالب‌ترین آزمایشات فرضی انشتین، این بود که اگر او بتواند دوچرخه‌اش را با سرعت نور براند، دنیا به چه شکلی دیده خواهد شد). با این حال، استفاده از این نوع آزمایشات فرضی، برای دستیابی به ماهیت حقیقی نظریه‌ی کوانتوم، ناامیدکننده بود. نتایج این آزمایش‌ها، غیرمنطقی به نظر می‌آمدند؛ اشیاء وجود نداشتند مگر آن‌که نگاهشان می‌کردید، گربه‌ها همزمان مرده و زنده بودند و اگر از مکان دقیق یک ذره (مثل فوتون) آگاهی داشتید، چگونگی حرکت آن مشخص نمی‌شد.
اما بور، با این مسئله، مشکلی نداشت. ظاهراً معماهای این تئوری، فکر بور را به خود مشغول نمی‌کرد، و او تنها به نتایج معادلات توجه داشت. همان طور که دیوید مرمین فیزیکدان گفت، رویکرد نیلز بور، آن‌گونه که در تفسیر کوپنهاگ معروفش از فیزیک کوانتوم بیان شده، به این صورت است: «خفه شو و محاسبه کن!»
شرکت‌کنندگان پنجمین کنفرانس بین‌المللی سلوی درباره‌ی فوتون‌ها و الکترون‌ها. انشتین، در اواسط ردیف اول نشسته است.
رویارویی بارز انشتین/بور زمانی شروع شد که انشتین، مثالی ارائه داد تا نشان دهد تئوری کوانتوم، یا اشتباه است یا ناقص. بور، عصر روز بعد، به تفکر درباره‌ی این مسئله پرداخت و فردای آن روز، پاسخی برای رد انتقاد انشتین، ارائه داد. این مباحثات زمانی بالا گرفت که در سال ۱۹۳۵، انشتین همراه با بوریس پودولسکی و نیتان روزن، مقاله‌ای ارائه کرده، در آن به توضیح مطلبی پرداخت که به پارادوکس EPR مشهور شد (Einstein- Podolsky- Rosen Paradox).

رفتاری غریب در فاصله
آزمایش فرضی انشتین در مقاله‌ی یاد شده، به این ترتیب است که یک ذره (ما می‌توانیم یک پیون را به عنوان مثال در نظر بگیریم) برداشته شده و باقی می‌ماند تا به دو فوتون (ذره‌های نور) تجزیه شود. این دو فوتون در دو جهت متفاوت به حرکت درمی‌آیند. از آنجایی که این دو فوتون، از یک پیون خارج شده‌اند، درهم‌تنیده‌اند (Entangled Photons)، یعنی تابع موج یکسانی دارند. این دو فوتون، دارای چند ویژگی مکمل نیز هستند. برای مثال چرخش آن‌ها: پیون در ابتدا هیچ چرخشی نداشت، بنابراین، اگر یک فوتون، چرخشی رو به بالا بر محور x خود داشته باشد، فوتون دیگر، برای ایجاد تساوی، باید داری یک چرخش رو به پایین بر محور x خود باشد.
اما با توجه به تئوری کوانتوم، یک ویژگی تا زمانی که اندازه‌گیری نشده، وجود ندارد. بنابراین وقتی فوتون اول را اندازه می‌گیرید و می‌بینید چرخشی رو به بالا دارد، فوتون دیگر، بلافاصله باید چرخشی رو به پایین به خود بگیرد، حتی اگر یک سال نوری از فوتون اول فاصله داشته باشد. به عقیده‌ی انشتین و نویسندگان دیگر این مقاله، چنین چیزی منطقی نبود. یا فوتون‌ها در زمان جدا شدن از یکدیگر، اطلاعات مربوط به چرخش را با خود برده بودند، یا این که فوتون اول، هنگامی که مورد بررسی قرار گرفته، اطلاعات چرخش خود را بلافاصله با سرعتی بیشتر از سرعت نور، به فوتون دوم، که در فاصله‌ی بسیار دوری از آن قرار دارد، منتقل کرده است. انشتین این تأثیر را «رفتار غریب در فاصله» نامید.
از آنجایی که اطلاعات نمی‌توانند با سرعتی بیش از سرعت نور منتقل شوند، انشتین چنین استدلال کرد که فوتون‌ها، احتمالاً دارای «متغیرهای پنهان» هستند که از زمان به وجود آمدن فوتون‌ها، اطلاعات چرخش را شامل می‌شدند. در تئوری کوانتوم، چنین متغیرهایی وجود نداشتند، پس تئوری حتماً ناقص بود.

بل و برهان‌اش
مشکل «رفتار غریب در فاصله‌»‌ی انشتین، بعد از مرگ‌اش در سال ۱۹۵۵ و حتی پس از مرگ بور در سال ۱۹۶۲، حل‌نشده باقی ماند. درسال ۱۹۶۴، یک فیزیکدان ایرلندی به نام «جان بل» (John Bell) مقاله‌ای منتشر ساخت با عنوان «در باب مسئله‌ی متغیرهای پنهان در مکانیک کوانتوم». بل در ابتدا، این ایده‌ی انشتین را که احتمالاً متغیرهای پنهانی وجود دارد، تأیید کرد. وی در مقاله‌اش، آزمایشی ارائه کرد تا معلوم شود آیا متغیرهای پنهان می‌توانند دلیلی برای آنچه مشاهده شده باشند، یا نه.
جدال بور (چپ) و انشتین (راست)، تنها زمانی حل شد که بل این برهان را مطرح کرد و کلازر با انجام آزمایشی نشان داد که بور، درست می‌گفته است.
در آزمایش بل، دو ذره‌ی درهم‌تنیده، ایجاد شده و به سمت دو فرد فرستاده می‌شوند (به عنوان مثال آلیس و باب). سپس، این دو نفر، ذره‌ها را مورد آزمایش قرار می‌دهند تا ویژگی‌های مکمل آن‌ها مشخص شود. درک جزئیات آزمایش، دشوار است، اما بل توانست نشان دهد که طی آزمایشات متعدد، در صورت وجود ویژگی‌ها از ابتدا، تعداد دفعاتی که آلیس و باب نتایج یکسانی گزارش می‌کنند، ، در مقایسه با وضعیتی که ویژگی‌ها در زمان بررسی و اندازه‌گیری فوتون اول، ایجاد شوند، متفاوت خواهد بود. بل تصور می‌کرد پس از آن که برهانش را (که اغلب به دلیل یکی از پیش‌بینی‌هایش «نادرستی بل» خوانده می‌شود) منتشر کند، سال‌ها طول خواهد کشید تا کسی بتواند در آزمایشی واقعی، آن را امتحان کند. اما تنها یک سال بعد، یکی از فارغ‌التحصیلان متهور دانشگاه کلمبیا، «جان کلازر» (John Clauser) توانست صورت ساده‌ای از این آزمایش را انجام دهد. او نشان داد رفتار فوتون‌ها مطابق همان چیزی است که توسط فیزیک کوانتوم پیش‌بینی شده، نه آنچه که از تئوری «متغیر پنهان» انتظار می‌رود. یک دانشمند دیگر به نام «آلن اسپکت» (Alen Aspect) بعدها طی آزمایشاتی با دقت و صحت بیشتر، ثابت کرد برخلاف تردیدهای انشتین، بی‌شک «رفتار غریب در فاصله» در جهان کوانتوم وجود دارد.
کار علمی بل، در حوزه ی تجربی، سرآغازی بود برای آنچه که تصور می‌شد بیشتر موضوعی است فلسفی. وی چنان تأثیر به سزایی داشت که «هنری استپ» (Henry Stapp) از لابراتوار لورنس برکلی کالیفرنیا، عملکرد بل در حوزه‌ی فیزیک کوانتوم را «ژرف‌ترین کشف علمی» نام نهاد.

تفسیر بوهم
بل، علی‌رغم این که خود، صحت تئوری کوانتوم را اثبات کرده بود، اما به دلیل وابستگی تفسیر استاندارد کپنهاگ به مشاهده، برای شکستن تابع موج و حقیقی شدن یک ذره (و به همان ترتیب یک گربه)، از این تفسیر پشتیبانی نمی‌کرد. بل، تفسیر ارائه شده توسط دیوید بوهم (David Bohm) فیزیکدان را منطقی‌تر یافت. برای درک تفسیر بوهم، بازگشت به مثالمان در قسمت اول درباره‌ی نگاه کردن به ستاره‌ی اپسیلون جبار در برج شکارچی، می‌تواند کمک شایانی باشد. در بحث خود درباره‌ی تفسیر کوپنهاگ، دیدیم که یک فوتون- یک ذره‌ی نور- در واقع اپسیلون جبار را ترک نمی‌کند، بلکه، این موج احتمال است که به چشمان ما می‌رسد. در تفسیر بوهم، فوتونی واقعی، که توسط یک نیروی «پتانسیل کوانتوم» هدایت می‌شود، از ستاره بیرون می‌آید. این فوتون، مثل چراغ دریایی، در زمان به عقب برمی‌گردد تا ذره را به ما برساند. طبق تفسیر بوهم، همه چیز در دنیا به چیزهای دیگر مرتبط است. در این تفسیر، برخلاف تفسیر کوپنهاگ، نیازی به تابع موج نیست تا به محض دیده شدن، بشکند. با این حال، این تفسیر نیز، خالی از ایراد نیست. اگرچه تفسیر بوهم جبرگرایانه است، یعنی با اطلاعات کافی می‌توان هرچیزی را که در جهان اتفاق خواهد افتاد را از آغاز پیش‌بینی کرد، اما برای حرکت به عقب در زمان و طی یک فاصله‌ی بسیار زیاد، به اطلاعات نیاز هست. به همین دلیل، تفسیر بوهم، طرفداران چندانی میان دانشمندان نداشته است.
تفسیر «دنیاهای چندگانه»
طبق تفسیر دنیاهای چندگانه، جهان دو شاخه می‌شود و گربه‌ی شرودینگر، در یک جهان می‌میرد و در دیگری زنده می‌ماند.
شاید مهم‌ترین جایگزین برای تفسیر کپنهاگ در میان فیزیکدانانی که نظریه‌ی کوانتوم را مطالعه می‌کنند، تفسیر دنیاهای چندگانه (the “Many Worlds” interpretation) باشد. دانشمندان برجسته‌ای همچون استیون هاوکینگ (Stephen Hawking) و ریچارد فاینمن (Richard Feinman) از طرفداران تفسیر دنیاهای چندگانه هستند و روز به روز به حامیان این تفسیر اضافه می‌شود. تفسیر دنیاهای چندگانه، توسط هیو اِوِرِت سوم (Hugh Everett III)، فارغ‌التحصیل دانشگاه پرینستون، در ابتدا با نام «فرمول‌بندی حالت نسبی» (the “relative state” formulation) ارائه شد.
اورت می‌گوید تابع موج، هرگز از بین نمی‌رود. این ایده، آزمایش فرضی گربه‌ی شرویدینگر را گسترش می‌دهد. این فقط گربه نیست که در دو حالت زنده و مرده قرار دارد، بلکه دانشمندی که آزمایش را انجام می‌دهد نیز به دو دانشمند تبدیل می‌شود که یکی گربه‌ی مرده را می‌بیند و دیگری، گربه‌ی زنده را. این دوشاخه شدن، تنها به آزمایش «گربه» محدود نمی‌شود، بلکه درباره‌ی تمام نتایج ممکن پدیده‌های کوانتومی برای هر ذره‌ای، صدق می‌کند. بر اساس این تفسیر، جهان، همچون درختی عظیم که هر شاخه‌اش، دو شاخه می‌شود، مرتباً در حال تکثیر به نسخه‌های متفاوت بی‌شمار است. جهان‌هایی موازی وجود دارند که تنها اندکی با جهان ما متفاوت‌اند و جهان‌های دیگری هم هستند که با جهان ما، تفاوت عمده‌ای دارند.
در واقع، بر اساس نتیجه‌ی منطقی تفسیر دنیاهای چندگانه، هر چیزی که امکان‌پذیر است، هر قدر هم نامحتمل باشد، در نسخه‌ای از جهان، وجود دارد. در یک جهان، شما رئیس جمهور ایالات متحده هستید و در دیگری، به خاطر کشتار جمعی، در زندان به سر می‌برید. ایده‌ی وجود همه‌چیز، اگرچه عجیب به نظر می‌رسد، اما یکی از تعابیری است که حامیان پر و پا قرصی دارد. مکس تگمارک (Max Tegmark)، کیهان‌شناس، که بر اساس همین تفسیر، سلسله مراتب سطوح دنیاهای چندگانه را طراحی کرده، معتقد است توضیح مجموعه‌ای از جهان‌ها (گاه آن را چندگیتی multiverse نیز می‌نامند) که در آن‌ها هر چیزی ممکن است، آسان‌تر از توضیح یک جهان با قوانین مشخص است.«ویژگی مشترک هر چهار سطح چندگیتی، این است که ساده‌ترین و ظریف‌ترین نظریه، اساساً دنیاهای موازی را شامل می‌شود. برای انکار وجود این دنیاها، باید با اضافه‌کردن فرض‌های فاقد عمومیت و فرایندهایی که اساس تجربی ندارند، تئوری را پیچیده کنیم: فضای متناهی، از بین رفتن تابع موج و عدم تقارن هستی‌شناسانه. به این ترتیب، در نهایت، رأی ما به جایی می‌رسد که به نظرمان بی‌فایده‌تر و ناهنجارتر است: دنیاهای چندگانه، یا کلمات چندگانه.»
مکس تگمارک، کیهان‌شناس، طراح سلسله مراتب دنیاهای چندگانه.
تفسیر دنیاهای چندگانه، به یکی از دشوارترین پرسش‌های فلسفی کسانی که به ساخت ماشین زمان اندیشیده‌اند، پاسخ می‌دهد. اگر تنها یک جهان وجود داشته باشد، بازگشت به گذشته با ماشین زمان، و کشتن پدربزرگتان، باعث ایجاد پارادوکس خواهد شد. اما اگر دنیاهای چندگانه‌ی چندگیتی، وجود داشته باشند، دیگر پارادوکسی در کار نیست. در این صورت، کشتن پدربزرگتان، فقط باعث به وجود آمدن گذشته‌ی متفاوتی خواهد شد که شما در آن حضور ندارید. در شاخه‌ی دیگری از گذشته، پدربزرگتان زنده می‌ماند و شما متولد می‌شوید. اگر به شاخه‌ی اصلی خود برگردید، پدربزرگتان همچنان زنده خواهد بود. اگر در گذشته‌ی دیگر، که در آن پدربزرگتان را کشته‌اید، باقی بمانید، وجودی غریب خواهید شد بی هیچ گذشته‌ای.
به جز تفسیر کپنهاگ، بوهم و دنیاهای چندگانه، تفاسیر دیگری نیز از فیزیک کوانتوم وجود دارد. با این حال، به نظر می‌رسد تمام آن‌ها در نوعی «غرابت»، با هم مشترک‌اند. هنوز هم فیزیکدانان، بر سر این که کدام یک از این تفاسیر درست است، یا این که اصلاً این تفاسیر درست هستند یا نه، با هم اختلاف نظر دارند. راه حل این مسئله، در دست فیزیکدان باهوشی است که برای اثبات یا رد این تفاسیر، آزمایشی طرح کند.
به هر حال، در پایان، از ایده‌هایی که هنوز قابل آزمودن نیستند، فاصله می‌گیریم و به آزمایشی می‌پردازیم که در چندین آزمایشگاه، تکرار شده است. یکی از زیباترین آزمایشاتی که تا کنون انجام شده: پاک‌کننده‌ی کوانتوم انتخاب تأخیردار (The Delayed Choice Quantum Eraser).

آزمایش پاک‌کننده‌ی کوانتوم انتخاب تأخیردار
در آزمایش اولیه‌ی دو شکاف، دیدیم در صورت مشخص بودن اطلاعات مربوط به «کدام مسیر» که معلوم می‌کند فوتون از کدام شکاف عبور کرده، الگوی تداخل ناپدید می‌شود، زیرا فوتون به جای آن‌که موجی عمل کند، به صورت ذره‌ای عمل می‌کند. آزمایش پاک‌کننده‌ی کوانتوم انتخاب تأخیردار، که برای نخستین بار توسط Yoon-Ho Kim، R. Yu، S. P. Kulik، Y. H. Shih و Marlan O. انجام شد، ساختاری مشابه آزمایش دو شکاف دارد. با این تفاوت که درست پشت شکاف‌ها (آن‌ها را شکاف‌های A و B می‌نامیم)، یک کریستال بتا باریوم بورات beta barium borate(BBO) قرار می‌گیرد.  وقتی یک فوتون به این کریستال برخورد می‌کند، کریستال، دو فوتون با انرژی کمتر آزاد می‌کند که درهم‌تنیده هستند (تابع موج یکسانی دارند). یکی از فوتون‌ها (که فوتون سیگنال signal photon نام دارد) به سمت یک ردیاب (این ردیاب را هم D0 می نامیم) می‌رود تا موقعیت‌اش شناسایی شود. هر دو مسیر، از شکاف A و شکاف B به ردیاب D0 می‌رسند، تا با رسیدن فوتون‌های بیشتر، این اطلاعات برای دریافتن این که آیا فوتون طبق الگوی تداخل رفتار می‌کند یا نه، مورد استفاده قرار گیرد. درست مثل آزمایش دو شکاف اصلی.
فوتون درهم‌تنیده با فوتون سیگنال (که فوتون متأخر idle photon نام دارد)، در جهت دیگری حرکت می‌کند. این فوتون نیز می‌تواند مانند فوتون سیگنال، در دو مسیر متفاوت (A و B) حرکت کند، یعنی هرکدام از یکی از شکاف‌ها عبور کنند. آزمایش، به گونه‌ای طراحی شده تا مسیرهای فوتون متأخر، بسیار طولانی‌تر از مسیرهای فوتون سیگنال باشند. یعنی تا زمانی که فوتون متأخر، به یکی از دستگاه‌های اپتیکال برخورد کند، فوتون سیگنال به ردیاب D0 رسیده و ثبت شده است. فوتون متأخر، ابتدا به دو پرتوشکاف (می‌توانیم آن‌ها را BSA و BSB بنامیم، برای هر مسیر یکی). پرتوشکاف، دستگاهی اپتیکال است که ۵۰%  احتمال دارد مثل یک تکه شیشه، فوتون را از خود عبور دهد و ۵۰%  احتمال دارد مثل آینه، آن را منعکس کند. اگر فوتون از پرتوشکاف منعکس شود، بسته به این که مسیر A را طی کند یا مسیر B را، به یکی از دو ردیاب (ما این ردیاب‌ها را D3 و D4 می‌نامیم) برخورد خواهد کرد. اگر فوتون‌ها، از پرتو شکاف بگذرند، به آینه‌هایی برخورد می‌کنند که آنان را به سمت یک پرتوشکاف نهایی انعکاس می‌دهد. در اینجا، فوتون‌های یک مسیر، ممکن است عبور کنند تا به ردیاب D1 برخورد کنند، یا منعکس شوند تا به ردیاب D2 برخورد کنند. فوتون‌هایی که از مسیر دیگر می‌گذرند، درست عکس این عمل می‌کنند، یعنی در صورت عبور به D2 برخورد می‌کنند و در صورت منعکس شدن به D1.
ساختار آزمایش پاک‌کننده‌ی کوانتوم انتخاب تأخیردار. BS  نشانگر پرتوشکاف، M  نشانگر آینه و D  نشانگر ردیاب است. (تحت امتیاز پاتریک ادوین و مشترکین ویکی‌پدیا)
حاصل این قرارگیری، چنین است که اگر یک فوتون، توسط پرتوشکاف اول منعکس شود، در D3 و D4 ردیابی خواهد شد و اطلاعات مربوط به «کدام مسیر» درباره‌ی این که این فوتون و فوتون درهم‌تنیده‌اش، از کدام شکاف عبور کرده‌اند، به دست خواهد آمد. اما اگر فوتون از پرتوشکاف‌های اول عبور کند، پرتوشکاف نهایی نمی‌تواند مسیرها را درست تشخیص دهد. بنابراین، ما می‌فهمیم که فوتون به D1 و D2 رسیده، اما نمی‌دانیم این فوتون و فوتون درهم‌تنیده‌اش، در چه مسیری از دستگاه دوشکاف عبور کرده است.
تمام ردیاب‌ها، به دستگاهی به نام «شمارشگر همرویداد» (coincidence counter) متصل‌اند که برخورد و موقعیت فوتون سیگنال در D0 را با فوتون متأخر در D1، D2،D3  و D4 انطباق می‌دهد. شمارشگر رویداد، برای جلوگیری از تأثیرگذاری فوتون‌های نامناسب بر آزمایش، به کار می‌رود. تمام فوتون‌هایی که به BBO برخورد می‌کنند، زوج درهم‌تنیده به وجود نمی‌آورند. به همین دلیل، فوتون‌های درهم‌نتینده‌ی بسیاری وجود خواهند داشت که باید از داده‌های نهایی کنار گذاشته شوند.
هنگامی که اطلاعات به دست آمده از این آزمایش، مورد مطالعه قرار گرفتند، نتایج بسیار جالبی مشاهده شد. اگر یک فوتون متأخر، به D3 یا D4 برخورد کند، می‌توانیم بفهمیم که این فوتون و فوتون درهم‌تنیده‌اش، از کدام شکاف عبور کرده‌اند و می‌بینیم که این فوتون، از الگوی تداخل، پیروی نکرده است. اگر فوتون‌های سیگنال، از D0 با فوتون‌های درهم‌تنیده‌شان از D1 انطباق داده شوند، الگوی روشن تداخل، مشاهده می‌شود. زیرا نمی‌دانیم فوتون از کدام شکاف عبور کرده است. با بررسی D0 و D2 هم به نتایج یکسانی می‌رسیم، زیرا در اینجا هم نمی‌دانیم فوتون از کدام شکاف عبور کرده است (اگرچه در این مورد دوم، به دلیل ویژگی‌های اپتیکال آخرین پرتو شکاف، الگوی تداخل، اندکی با الگوی D0/D1 تفاوت دارد).

بازگشت در زمان؟
نکته‌ی جالب توجه درباره‌ی آزمایش پاک‌کننده‌ی کوانتوم انتخاب تأخیردار، این است که فوتون‌های سیگنال و متأخر، هیچ کدام، در برخورد فیزیکی با تجهیزات آزمایشگاهی رفتار متفاوتی از خود نشان نمی‌دهند، حال چه الگوی تداخل ظاهر بشود، چه ظاهر نشود. در آزمایش اصلی دو شکاف، می‌توان گفت ردیابی که عبور فوتون از شکاف بررسی می‌کرد، به نحوی با فوتون برخورد فیزیکی داشت و باعث می‌شد فوتون، رفتار موجی خود را به رفتار ذره‌ای تبدیل کند. در اینجا، تصمیم درباره‌ی این که آیا فوتون سیگنال با خود تداخل خواهد کرد یا نه، تنها بر پایه‌ی این مسئله قرار دارد که بعد از برخورد فوتون متأخر، اطلاعات مربوط به این که فوتون از کدام شکاف عبور کرده، همچنان موجود باشد. از آن‌جایی فوتون متأخر، به طور مشخص، بعد از رسیدن فوتون سیگنال به ردیابش، به ردیاب خود می‌رسد، این طور به نظر می‌آید که اطلاعات «پاک می‌شوند». انگار چیزی در زمان به عقب برمی‌گردد و گذشته را تغییر می‌دهد. آیا واقعاً این اتفاق روی می‌دهد؟
اگر از نقطه‌نظر محض تفسیر کپنهاگ نگاه کنیم، احتمالاً نه. فوتون سیگنال، وقتی به ردیاب D0 می‌رسد، در حالت برهم‌نهی است. این فوتون، هم از الگوی تداخل پیروی کرده و هم از آن پیروی نکرده. وقتی فوتون سیگنال، به ردیاب برخورد می‌کند، تابع موج خود را با تابع D0 درهم‌ می‌تند و به این شکل، ردیاب را نیز در حالت برهم‌نهی قرار می‌دهد. تابع موج، تنها در صورتی در یک موقعیت، یا موقعیت‌های دیگر از بین می‌رود که فوتون متأخر، به ردیابش برسد و مشاهدات پایان یابد. البته هنوز بر سر این که چه چیزی یا چه کسی مشاهدات را پایان می‌بخشد (انسان یا دستگاه) اختلاف نظر هست، هرچند به نظر می‌رسد ردیاب D0 به تنهایی ناظر و مشاهده‌کننده محسوب نمی‌شود.
از دیدگاه کسانی که به تفسیر دنیای چندگانه، اعتقاد دارند، برهم‌نهی هرگز از بین نمی‌رود، و جهان، همراه با دانشمندانی که آزمایش را انجام می‌دهند، به چهار نسخه تبدیل می‌شود، هر نسخه برای هرکدام از ردیاب‌ها که فوتون متأخر می‌تواند به آن‌ها برخورد کند. هرکدام از دانشمندان، در دنیای خودشان، گمان خواهند کرد که برخورد فوتون متأخر به ردیابش، گذشته را تغییر داده است، حال آن‌که در حقیقت، این مسئله، معلول چهار شاخه شدن جهان است.
این بود نگاهی گذرا و محدود به غرابت کوانتوم. هم‌اکنون، دانشمندان، تا حد زیادی اطمینان دارند که تئوری کوانتوم درست است، اما هنوز بر سر این که کدام تفسیر را باید پذیرفت، با یکدیگر اختلاف نظر دارند. آیا مشاهدات ما، دنیای اطرافمان را به وجود می‌آورند، یا ما تنها نقاط ریزی هستیم در چندگیتی که تمام گذشته‌های ممکن را شامل می‌شود؟ آیا احتمال دیگری هم وجود دارد؟ هیچ کس به طور یقین نمی‌داند.
سال‌های سال، فیزیکدانان از پاسخ دادن به این پرسش‌ها، خوددداری کرده‌اند و غرابت فیزیک کوانتوم، همان طور که J. M. Jauch، نویسنده و دانشمند، گفته است، همچون «اسکلتی است داخل گنجه». اخیراً افراد زیادی به این حوزه علاقه‌مند شده‌اند و تحقیق درباره‌ی معنای فیزیک کوانتوم، ارج و قرب بیشتری یافته است. امید است که این تلاش‌ها، پاسخ‌های بیشتری برای پرسش‌هایی که به نظر می‌رسد پیچیده‌ترین پرسش‌های جهان باشند، به ارمغان آورد.

مساله اندازه گیری در کوانتم مکانیک

ندازه گیری کوانتومی؟
حالا سری می زنیم به "اندازه گیری کوانتومی" که یکی مسائل زیبا و فریبنده کوانتوم که هنوز بعد از حدود 70 سال از طرح آن هنوز جواب قطعی و قانع کننده ای برایش پیدا نشده است.در بسیاری از کتاب ها و سایت ها در مورد این تئوری مطالبی نوشته شده است،اما بیشترشان با فرمول و شکل و تصاویر گوناگون است که برای یک فرد عادی فهمیدنش قدری سخت و دشوار است. البته در شرح کوانتوم اشاره ای به آن شد ولی اگر متوجه نشده اید کار را به من بسپارید تا به طور خلاصه شده برای شما بیان کنم.

 در فیزیک کلاسیک،(منظور نیوتونی است)،اندازه گیری مشکلی ایجاد نمی کند؛فقط باید آنچه را هست مشاهده کرد.پیش از اندازه گیری شاید تنها کاری که از ما ساخته است این باشد که بگوییم که احتمال آمدن شیر یا خط سکه 2/1 است.اما وقتی ببینیم که شیر یا خط آمده است دلیلش این است که واقعا هم چنین بوده است.

در نظریه کوانتومی متعارف،اندازه گیری متفاوت است،زیرا اصل بر هم نهی سبب می شود که حالات ممکن بدیل،درست تا دم آخر با هم بمانند،تا اینکه بالاخره ناگهان یکی از حالت ها به صورت چیزی که تحقق یافته است ظاهر می شود.پیش از این دیدیم که یکی از فکرهایی که در این باره می توان کرد به صورت رمبش بسته موج بیان می شود.احتمال فوتون در "اینجا" و "آنجا" و "هرجا" گسترده است،اما وقتی فیزیکدان از راه آزمایش از آن بپرسد "کجایی؟" و پاسخ "اینجا" ظاهر می شود،همه احتمال ها به این امر واقع "رمبش پیدا می کنند". اما مسئله مهمی که هنوز در بحث ما پاسخ نیافته است این است:چگونه چنین چیزی رخ می دهد؟

بگذارید مثالی بزنیم تا مسئله روشن تر شود،باز هم فوتونی را در نظر می گیریم، این فوتون در راه خود به یک دوراهی می رسد که یکی از آن ها به آینه ای بازتابنده و راه دیگری به یک شیشه کدر می رسد در فیزیک کلاسیک اگر مشخصات فوتون را مثل،زاویه،نیروهایی که بر فوتون تاثیر می گذارند،و غیره می دانستیم، میتوانستیم احتمال هایی که به سرنوشت فوتون منجر می شود را مشخص کنیم. اما همان طور که می دانیم اجسام ریز مانند(فوتون، الکترون، پروتون،...) از قوانین کلاسیک پیروی نمی کنند،وباید این قوانین جای خود را به فیزیک کوانتوم بدهند.در اینجا مسئله فرق می کند،اصل برهم نهی باعث می شود،تا احتمال های موجود برای برای رسیدن فوتون به شیشه کدر یا آینه بازتابنده با هم برهم کنش داشته باشند (یعنی با هم قاطی می شوند). درنتیجه ما نمی توانیم از سرنوشت فوتون که به آینه یا شیشه کدر می رسد اطمینان حاصل کنیم، پس تا آخرین لحظه ای که فوتون به دو راهی می رسد،ما فقط مشتی از احتمالات را در دست داریم، و برای فوتون هم همین اتفاق می افتد،هیچ سرشت پنهانی در خود ندارد تا یکی از احتمالات را بر دیگری ترجیح دهد.

بازگردیم به آزمایش،تنها کاری که از ما برمی آید صبر است،تا فوتون یکی از راه های پیش رو را انتخاب کرده که یا به آینه می رسد و یا به شیشه کدر. جان مسئله در همینجاست چه کسی در مورد کار تک تک فوتون تصمیم می گیرد؟ همان طور که گفتیم فوتون تا آخرین لحظه احتمالات را بر دوش می کشد و ما هم نمی توانیم در مورد سرنوشت آن اطمینان حاصل کنیم چه چیزی باعث می شود که آخرین لحظه فوتون یکی از راه ها را بر دیگری ترجیح دهد؟ و انسانی که در بیرون آن دستگاه در حال مشاهده است یا درخشش آینه را می بیند یا در آشامیده شدن فوتون را؟

مسئله پیچیده تر می شود وقتی نتایج این پدیده را در جهان واقعی بیان کنیم،زیرا همه ی ما و هر آنچه که در دور بر ماست،از(پروتون،الکترون ،نوترون) ساخته شده است.و هرکدام از این ها احتمالات گوناگونی در پیش روی دارند،ولی به نتایج مشخصی می رسند! آیا آگاهی ما در فروریختن تابع موج(همان احتمالات) تاثیر دارد؟ آیا وقتی ما به ماه نگاه نمی کنیم،ماه در ابرهای  احتمالات است و شکلی درهم و برهم دارد و وقتی به آن نظر می کنیم به شکل ماه در می آید؟ مثل آن است که بگوییم که تا وقتی به توپ بیلیارد نگاه نکردیم نه قرمز است و نه آبی، و زمانی که بدان نظر می افکنیم به رنگ مشخصی در می آید!  بلی، این داستان علمی-تخیلی نیست، این فیزیک کوانتوم است.هیچ کس در جهان بیش از     این نمی داند...و

            

اگر این نتایج را برخلاف عقل سلیم می دانید،در پاسخ باید گفت غیرقابل پیش بینی بودن جوهره فیزیک کوانتوم است،برای همین فیزیکدانان بزرگ از جمله:"اینشتین،اروین شرودینگر،نیلزبور و..." با آن که نقش مهمی در پیشرفت فیزیک کوانتوم داشتند، ولی به مخالفت با آن پرداختند.

در تمامی این سال ها فیزیکدانان بی کار نشسته اند، و برای برون یافت از نتایج آن تئوری های مختلفی ارائه دادند، که در ادامه به بعضی از مهمترین آنها اشاره می کنم.

1 بی موردی

برخی از مفسران کوشش کرده اند که مسئله را از سر باز کنند و گفته اند که اصلا مسئله بی موردی است.یکی از دلایلی که در تایید این نظر می آورند این نظر پوزیتیویستی است که کار علم فقط پرداختن به همبستگی میان پدیده هاست و کوشش برای فهم پدیده ها از جمله وظایف آن نیست.و اگر بتوانیم  محاسبات کوانتومی را انجام بدهیم ، و اگر میان نتایج محاسبات و آزمایشی که عملا انجام می دهیم همبستگی رضایت بخشی وجود داشته باشد،که البته وجود هم دارد،نباید خواستار چیز دیگری باشیم.طالب چیز دیگری بودن افزون طلبی بیهوده فکری است.این استدلال یک خصوصیت دارد آن هم دید حداقلی آن در مورد فیزیک است.به ویژه فرض می کند که فیزیک کاری با فهم جزئیات فرایند های فیزیکی خاص ندارد.این نظر شاید با طبع کسانی که گرایش فلسفی ویژه ای دارند سازگار باشد،اما برای دانشمندان،که می خواهند به بیشترین فهم ممکن از گردش کار جهان دست پیدا کنند، رماننده است.در کار فکری به کم راضی شدن خیانت است.

2 فیزیک جدید

بعضی گفته اند که مسئله اندازه گیری را تنها با استفاده بیش از اصول شناخته شده علم نمی توان حل کرد،بلکه این کار به اندیشه بنیادی تری نیاز دارد.(گیراردی و ریمر و وبر) پیشنهاد بسیار جالب و نوآورانه ای کردند.این سه گفته اند که رمبش کاتوره ای تابع موج در فضا یک خاصیت عام است،اما سرعت و نوع این رویداد بستگی به مقدار ماده موجود دارد.اگر موجودات کوانتومی را به تنهایی در نظر بگیریم،این سرعت به قدری کم است که هیچ اثر محسوسی ندارد.اما در صورتی که ماده به مقادیر کلان حضور داشته باشد (مثلا،در یک دستگاه اندازه گیری کلاسیک) رمبش چنان سریع می شود که عملا به صورت آنی رخ می دهد.

علی الاصول می توان در مورد این پیشنهاد، از راه انجام دادن آزمایش های ظریفی به قصد آشکار کردن جلوه های دیگر این تمایل به رمبش،تحقیق کرد.اما چون فعلا این گونه تایید های تجربی وجود ندارد،بیشتر فیزیکدانان به نظریه به چشم یک تئوری موردی نگاه می کنند و آن را قانع کننده نمی دانند.

3 جهان های موازی

فرض جسورانه دیگر این است که مفهوم رمبش را از بیخ و بن انکار کنیم.هواداران این فرض می گویند که اگر در راه فوتون احتمالات زیادی وجود دارد،چرا باید بر اساس دید کوتاه ما فقط یکی از احتمالات به واقعیت منجر شود،و یا به بیان علمی رمبش بسته ی موج رخ دهد. به واقع این فرض بیان می کند:تمام احتمالات به وقوع می پیوندد ولی در جهان های موازی. مثلا در مورد فوتون اگر صبر کنیم و درخشش آینه را ببینیم،مسئله به همینجا ختم نمی شود،در جهان موازی ما فوتون راه رسیدن به شیشه کدر را طی می کند، و با در آشامیده شدن در شیشه به پایان می رسد.این نتیجه برای کیهان شناسان فرضیه خوبی بود،زیرا توانسته بودند جهان های دیگر را به فیزیک کوانتوم ببرند.اما مشکلی که در راه این نظریه است،آزمودن آن است، چطور باید با جهان های موازی که در هر لحظه جهان را تکه پاره می کند ارتباط برقرار کرد؟ مشکل دیگر آن،این است که هر عملی که ما انجام می دهیم باعث تکه پاره شدن جهان می شود وبه جهان های موازی بیشتری منجر می شود(نمودار فرضیه شبیه درختی است که هرچه به بالا می رویم شاخه و برگ هایش بیشتر می شود) البته باید گفت که این نظریه با حمایت بسیاری از بزرگان در حال حیات، جهان مثل" استیفن هاوکینگ،کیپ ثورن، و..." برخوردار می باشد.

4 آگاهی

 آخرین نظریه و مهمترین، از نظر من، آگاهی است. که قََصد تشریح کامل آن را دارم. معمار اصلی این یده یکی از برجسته ترین متفکر جهان یعنی دیوید بوهم است، او در این باره می گوید:در آزمایش هایی که بشر برای فهم بیشتر، انجام می دهد،در آخرین زنجیره همیشه یک انسان در حال مشاهده امور است.مثلا در آزمایش فوتون باید یک انسان باشد که درخشش آینه یا ندیدن آن را ببیند. تاثیر داروها و یا آسیب دیدگی مغز نشان می دهند که امور مادی می توانند بر امور ذهنی تاثیر بگذارند،پس چرا نباید انتظار داشت که عکس این توانایی هم وجود داشته باشد و امور ذهنی بر امور مادی تاثیر بگذارند؟

جواب این نظریه به سوال بالا مثبت است.و برهان آن، به آگاهی مشاهده گری که در بیرون دستگاه است مربوط می شود. زیرا آن فرد قبل از آزمایش فوتون، انتظار دارد یا درخشش آینه را ببیند،و یا در آشامیده شدن آن را.و هرگز آماده دیدن هردو پدیده در آن واحد را ندارد زیرا فوتون قابل تقسیم شدن نیست،پس آگاهی فرد قبل از آزمایش، تاثیر بر نتیجه آن می گذارد. مثلا وقتی فیزیکدان"اروین شرودینگر" به مسئله اندازه گیری فکر کرد،پارادوکسی به نام"گربه شرودینگر" را مطرح کرد،او داستان را چنین بازگو کرده است:

(گربه ای درون اتاقک پولادین زندانی است.همچنین دستگاه اهریمنی نیز درون اتاق است:در شمارنده ی گایگری، تکه کوچکی ماده پرتوزا است. چنان کوچک که شاید در هر ساعت،یکی از اتم ها واپاشد و با همان احتمال،شاید هیچ اتمی دچار واپاشی نشود.اگر اتمی وابپاشد،لوله ی شمارنده ی تخلیه شده و با رله ای،چکشی رها می شود و باردان شیشه کوچکی را که در آن اسید هیدروساینیک است،می شکند.چنانچه این سامانه را برای یک ساعت رها کنیم،می توان گفت اگر اتمی وانپاشیده است، گربه هنوز زنده است. نخستین واپاشی اتم به کشته شدن گربه با زهر می انجامد.

 به دیگر سخن،پس از سپری شدن یک ساعت تا زمانی که در اتاق را باز نکرده و گربه را ندیده ایم،مکانیک کوانتوم گویا گربه را در حالت بر هم نهش می داند.یعنی بر اساس اصل برهم نهی بعد از یک ساعت گربه در حالتی نیمه مرده-نیمه زنده است، و چون انسانی تا به حال گربه ای نیمه مرده-نیمه زنده ندیده است،پس آگاهی فرد از موجودیت گربه باعث می شود که وقتی در جعبه باز شود یا گربه را زنده و یا مرده ببیند. 

دیوید بوهم وقتی به این سوالات فکر کرد،به جواب قانع کننده ای نرسید، تا اینکه با مجموعه مقالات"کارل پریبرام"  که متخصص فیزیولوژی اعصاب است،را خواند.جالب است هردو در یک زمان،و جدا از هم به نتایج مشابه ای رسیده بودند،که بعد با همکاری همدیگر توانستند"نظریه هولوگرافیک" را تدوین کنند.

هولوگراف یک تصویر سه بعدی است که بر روی یک صفحه دو بعدی  به وجود می آید. که معمولا شرکت ها بر روی محصولات خود از آن استفاده می کنند که با نام برچسب هولوگرام معروف است.

 اگر بخواهیم این آزمایش را انجام بدهیم،ابتدا نور لیزر را به دو بخش تقسیم می کنیم یکی از پرتوها به آینه ای برخورد و بازتاب آن به یک صفحه نمایش می رسد،و پرتو بعدی به جسمی که می خواهیم از آن تصویر هولوگرافیک بدست بیاوریم(مثلا سیب) برخورد می کند و بازتاب این پرتو هم به صفحه نمایش می رسد،آنگاه ما یک تصویر هولوگرافیک از سیب در دست داریم.این تصویر ویژگی خاصی با تصاویر معمولی دارد اول اینکه می تواند، تمام اطلاعات ابعاد بالاتر را( مثل سیب سه بعدی ) را در بعدی کمتر(دو بعد) زخیره کند، ویژگی بعدی آن،  تصویر سیب به صورت مجازی در هوا به وجود می آید،که معمولا در فیلم های علمی –تخیلی از آن استفاده می شود.و ویژگی سوم اینکه اگر سرتان را به جهت های مختلف بگردانید تصویر سیب دگرگون می شود،و جاهای تاریک را با کمی تغییر زاویه می توانید ببینید.   

  از منظری دیگر،شواهدی در کار است که نشان می دهد جهان ما و هر آنچه در آن است- از دانه های برف تا درختان کاج تا شهاب های فرو افتاده والکترون های چرخان- همگی فقط تصاویر شبح وار،یا فرافکنش هایی از سطح واقعیتی است چنان دور از واقعیت خاص ما،که تقریبا ورای مکان و زمان قرار می گیرند. (یعنی ما در حال زندگی در کره ای پنج بعدی هستیم،که سایه های ما روی پوسته چهار بعدی کره می افتد)

با این حال،پس از کسب این عقاید،بوهم و پریبرام بزودی دریافتند که الگوی هولوگرافیک جهان می تواند پاره ای رمز و رازهای دیگر را نیز توضیح دهد،از جمله:ناتونی آشکار هرگونه نظریه، قطع نظر از اینکه تا چه حد ادراک پذیر باشد، در توضیح و بررسی همه پدیده ها یی که در طبیعت موجودند؛توانایی افرادی که فقط با یک گوش می توانند منبعی را که صدا از آن ساطع شده بخوبی مشخص کنند؛و قابلیت ما در تشخیص چهره کسی که سالهاست او را ندیده ایم در حالی که بسیار تغییر کرده است.

اما جذابترین جنبه الگوی هولوگرافیک این بود که این الگو طیف وسیعی از پدیده هایی بسیار گریزان و دور از دسترس را به ناگاه بامعنا و فهمیدنی می ساخت؛پدیده هایی که قاعدتاً خارج از فهم پدیده های علمی قرار می گرفتند.از جمله تله پاتی، پیش آگاهی، احساس عرفانی وحدانیت ویکی شدن با کل کائنات، و حتی"جنبش فراروانی" یعنی توانایی ذهن در به حرکت در آوردن اشیاء بی آنکه تماسی در کار باشد.

این نظریه موفق ترین تئوری موجود برای پاسخ به "اندازه گیری کوانتومی" است، برای همین بسیاری از فیزیکدانان به این مقوله گِرَویده اند. اما مخالفان هم کم نیستند ویکی از سوالاتی که در پی رد این نظریه بیان می کنند، آن است که در بسیاری از تحولات عالم از جمله: به وجود آمدن منظومه شمسی، یا تحولات زمین از جایی خشک وگرم به سرزمینی پر آب و به وجود آمدن اولین تک سلولی ها و ادامه تکامل آن،هیچ انسانی وجود نداشته است که نظر به این حوارث بیندازد.پس چگونه جهان به چنین نظمی رسیده است، آیا جهان قبل از انسان در هاله ای از احتمالات بوده است؟ و جواب کسانی که به نظریه هولوگرافیک گِرَویده اند این است که در دوران پیش از انسان آگاهی کامل تری بوده که به آن "آفریدگار" می گویند.

 باید بگویم که گرچه دانشمندان و مردم عامه راه های مختلفی را برای زندگی پیش می گیرند، اما بیشترشان به، وجود آگاهی عمیق تر و بینشی ژرف تر در زندگی پی برده اند، که نمی توان آن را با درک حقیر انسانی بیان کرد. وشاید نابغه قرن بیستم یعنی "آلبرت اینشتین"  آن را بهتر بیان کند:{ما مثل یک بچه کوچک هستیم که به یک کتابخانه بزرگ وارد شده باشد،که مملو از کتاب هایی به زبان های مختلف است.این بچه می داند که حتما باید کسی باید این کتاب ها را نوشته باشد،اما نمی داند چگونه، این بچه زبانی را که این کتاب ها با آن نوشت شده را نمی فهمد،او به طور مبهمی حس می کند، که باید نظمی مرموز در چیدمان کتاب ها باشد،اما نمی داند این نظم چیست،این حالت به نظر من نحوه برخورد حتی باهوش ترین انسانها نسبت به خداست.ما به طور حیرت انگیزی می بینیم که جهان دارای نظم است، واز قوانین مشخصی پیروی می کند،ولی فقط به طرز مبهمی این قوانین را درک می کنیم.}

البته هنوز هم مسئله"اندازه گیری کوانتومی" حل نشده است.و مقالات زیادی در سایت ها، و مجله ها ، چاپ می شود که برای رد و یا دلیلی برای اثبات فرضیه ای خاص ارائه می شود که مهم ترین آن"جهان های موازی" و "آگاهی" است.

دیدگاه های معرفت شناختی بوهر

دیدگاه های معرفت شناختی بوهر

دکترمهدی گلشنی مجله فیزیک 1364.3دکتر مهدی گلشنی

(متن سخنرانی در کنفرانس فیزیک ایران شهریور 1364)

 

 بور، هایزنبرگ ؛ پاولی(1934یا 1936)

۱.زمینۀ تاریخی

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاکید داشت حکمت طبیعی حتما باید با تایید قاطع تجربه همراه باشد.در تایید این حرف هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور طی سالهای 1962/1927 عمدتا فلسفی است. بور مخصوصا پس از1927بیشتر اوقات خود را صرف تبیین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله ای قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد. ما در اینجابرای توضیحات بور در مورد مسائل معرفت شناسی ،مناسب می بینیم که مقدمتا مسائلی را که زمینه ساز کار بور در طرح مسائل معرفت شناسی بوده است بررسی کنیم.

 

نظریه قدیم کوانتوم که با کار پلانک در سال 1900 شروع شده و با کارهای بوربه پیشرفتهای شگرفی نایل آمده بود یک نظریه منسجم نبود، بلکه مجموعه ای از فرضیات،اصول وقضایا ، و دستورالعمل های محاسبه ای بود.هر مساله کوانتومی را ابتدا به روش مکانیک کلاسیک حل می- کردند و سپس جواب آن را از غربال شرایط کوانتومی می گذراندند و یا با استفاده از اصل تطابق آن را به زبان کوانتومی در می آوردند، و این کار بیشتر مستلزم حدس های زیرکانه بود تا استدلال های منطقی، و بنابراین غالب فیزیکدانان بزرگ و از جمله بور معتقد شده بودند که باید روشی تازه ایجاد کرد.

در بهار 1925 هایزنبرگ به یک نظریه جدید دست یافت که بورن و یوردان در تابستان همان سال آن را به صورتی متقن در آوردند.این نظریه به نام مکانیک ماتریسی شهرت یافت. در این نظریه مبنای فکری هایزنبرگ این بود که باید روش قدیمی بور در توصیف اتم را کنار گذاشت و توصیفی بر حسب کمیات قابل اندازه گیری را جایگزین آن کرد. بدین ترتیب هایزنبرگ مفاهیم کلاسیک  مکان  و سرعت الکترون های اتمی  را کنار گذاشت. اما دلیل او تنها این نبود که تا کنون کسی این امور را مشاهده نکرده است (زیرا ممکن است پیشرفت تکنیک این اندازه گیری را در آینده میسر سازد) بلکه همچنین این بود که نظریه ای که اینها را قابل مشاهده می دانست(فیزیک کلاسیک) یک نظریه نا موفق بود.

 او توجه کرد که اطلاعات ما درباره اتمها عمدتا از طریق طیف نوری آنها ، یعنی بسامد نورهای تابیده و شدت آنهاست و در نتیجه تمام جنبه های قابل مشاهده اتم ها  با دو حالت مربوط می شود.پس او بجای کمیات سینماتیکی کلاسیک ، کمیات بسامد و شدت نور را اساس کار قرار داد و تحقیق کرد که ببیندآیا می تواند یک نظریه منسجم بسازد که در آن این کمیات قابل مشاهده باشند یا نه؟ نتیجه کار او کشف مکانیک ماتریسی بود که در آن معادلات دینامیکی همان معادلات کلاسیک بودند اما سینماتیک آنها متفاوت بود. در مکانیک ماتریسی به هر کمیت کلاسیک یک ماتریس نسبت داده می- شد . نظریه هایزنبرگ به علت تازگی ساختار ریاضی آن برای  فیزیکدانان آن عصر چندان مطبوع نبود.

از طرف دیگر شرودینگر طی شش ماه اول سال 1926 چهار مقاله نوشت که در آنها فرمولبندی دیگری از نظریه کوانتوم را عرضه میکرد.در این مقالات شرودینگر معادله جدیدی را معرفی کرد که جوابهای آن (ψ) می بایست اطلاعات فیزیکی مناسب را در اختیار ما بگذارد . شرودینگر نظریه کوانتوم را یک نظریه موجی می دانست و معتقد بود که اعداد ناپیوسته ای که از حل فیزیکی معادله او نتیجه می شود معرف بسامد های مجاز سیستم فیزیکی اند نه انرژی های آن .اتم می تواند در حالات ارتعاشی معینی بسر ببرد و اگر دو تا از ارتعشات مانای سیستم ، مثلا با  بسامد های 1ν  و 2ν  همزمان تحریک شوند پدیده زنش رخ می دهد و نوری با بسامد

 2ν- 1ν = ν تشعشع می شود.بدین ترتیب برای تعبیر تشعشع نیازی به فرض جهش های کوانتومی نیست.

در مورد اینکه چگونه می توان با تصویر موجی ظهور جلوه های ذره ای را توجیه کرد شرودینگر به بسته موج متوسل شد ، اما در همان اوائل لورنتس به او خاطر نشان کرد که بسته موج به علت گسترشی که در زمان پیدا می کند نمی تواند نشان دهندۀ اشیایی باشد که ما به آنها یک وجود پایدار نسبت می دهیم .

چند روز پس از آنکه شرودینگر چهارمین مقاله اش را درباره مکانیک موجی برای چاپ فرستاد (ژوئن 1926 ) بورن طی مقاله ای تعبیر  موجی شرودینگر را غیر قابل دفاع خواند و برای اولین بار تعبیر آماری را برای تابع موج پیشنهاد کرد .او فضای آرایش  در نظریه شرودینگر را به کار برد تا فرایند های پراکندگی را توضیح دهد ، ودر این کار مربع قدر مطلق تابع موج در فضای آرایش را به عنوان احتمال پیدا کردن ذره در ناحیه خاصی از فضا در نظر گرفت بدون آنکه بگوید در فضای حقیقی چه رخ می دهد.

ریاضیات مورد استفاده در روش شرودینگر برای فیزیکدانان آن دهه تازگی نداشت ، بعلاوه به کار گرفتن روش شرودینگر برای حل مسائل فیزیکی آسانتر می نمود . بدین جهت استقبالی که از آن شد بیشتر از استقبالی بود که از مکانیک ماتریسی هایزنبرگ به عمل آمد . اما نه هایزنبرگ روش شرودینگر را می پسندید و نه شرودینگر روش هایزنبرگ را ، تا آنکه شرودینگر در ماه مارس و اکارت در ماه ژوئن 1926 به طور مستقل معادل بودن این دو روش را از لحاظ ریاضی، ثابت کردند،  با وجود این برای محاسبات اتمی عملا روش شرودینگر به کار گرفته شد.

بدین ترتیب در اواسط سال 1926 فرمولبندی ریاضی نظریه کوانتوم کامل به نظر می رسید ، اما تعبیر فیزیکی آن کاملا مشخص نبود و بنابراین وقت آن رسیده بود که ساختار ریاضی را به زبان فیزیکی تفسیر کنند.

بور نه در تکوین مکانیک موجی سهمی داشت و نه در تدوین مکانیک ماتریسی نقشی ، اما پس از آنکه نشان داده شد که ایندو از نظر ریاضی معادلند ، او نقش مهمی برای  تعبیر فیزیکی مکانیک -کوانتوم ایفا کرد.

بور نظریه شرودینگر را می پسندید اما تعبیری را که او از معادله خود ارائه می داد نمی پسندید. اعتراض بور این بود که چگونه موج می تواند سبب رویداد های ناپیوسته ای نظیر تیک در شمارشگر گایگر شود و چگونه می توان با تعبیر شرودینگر تابش جسم سیاه را (که باعث وارد شدن عنصر نا پیوستگی در فیزیک شده بود) توجیه کرد؟ همچنین بور برخالف فرمولبندی هایزنبرگ فرمولبندی  ریاضی را برای دادن یک تعبیر فیزیکی کافی نمی دید .

در پی دعوت بور شرودینگر در سپتامبر 1926 به کپنهاگ آمد که درباره مکانیک موجی سخنرانی کند و در بحث های حول آن شرکت کند. در آنجا بحث های داغی میان شرودینگر و بور درگرفت که منجر به خستگی مفرط و کسالت شرودینگر شد و او بدون آنکه بتواند  عقایدش درباره مکانیک موجی و طرد جهش های کوانتومی را به بور بقبولاند با حالت یاس کپنهاگ را ترک کرد.

سفر شرودینگر به کپنهاگ باعث پیدایش تحریکی در انستیتوی بور در جهت یافتن یک تعبیر فیزیکی برای نظریه کوانتوم شد و در این میان بور و هایزنبرگ بیش از همه کوشیدند . اما بین این دو نیز در مورد مبانی اولیه مورد قبول اختلاف نظر بود.

هایزنبرگ فکر می کرد که یک ساختار ریاضی خالی از تناقض در اختیار دارد و تنها مسئله این است که چگونه می توان این ریاضیات را برای توضیح مشاهدات تجربی به کار برد .

اما بور به کامل بودن فرمولبندی  ریاضی مکانیک کوانتومی اعتقاد نداشت و دنبال این بود که یک اصل عام برای تعبیر فیزیکی نظریه کوانتوم بیابد که مستقل از ریاضیات مورد استفاده باشد .

پس از بحث های مفصل سر انجام بور برای استراحت به نروژ رفت و هایزنبرگ در کپنهاگ ماند. در این مدت که ایندو از هم جدا بودند بور به دور نمایی از اصل مکملیت رسید و هایزنبرگ به روابط عدم قطعیت.

مشکلی که بور را به خود مشغول داشته بود این بود که در روابط  νh E = وp=h/λ  کمیات طرف چپ (یعنی E,p) جزو مشخصات ذرات به حساب می آیند اما کمیات طرف راست (یعنی  λوν)جزو خواص امواج شمرده می شوند. بنایر این هر دو معادله هم درباره ذره صحبت می کنند و هم درباره موج، و البته این سوال مطرح بود که چگونه یک موجود فیزیکی می تواند هم موج باشد هم ذره .

جوابی که بور به آن رسید این بود که انرژی و اندازه حرکت را با یک طرح تجربی می توان تعیین کرد و طول موج و بسامد را با طرحی دیگر. اما این دو آزمایش مختلف اند و بنابراین خواص "ناسازگار" الکترون در آزمایشهای متفاوتی ظاهر می شوند نه در یک آزمایش . پس تناقضی در کار نیست . خواص ذره ای و خواص موجی هر دو برای یک توصیف فیزیکی کامل لازم اند اما در یکجا جمع نمی شوند. بور بعدا اینها را جنبه های مکمل یک وجود فیزیکی (مثلا الکترون) نامید. او از این نوع دوگانگی که شامل دو جز مکمل و مانعة الجمع است، به عنوان مکملیت یاد کرد.

اما سوالی که برای هایزنبرگ مطرح بود این بود که چگونه نتیجه مشاهدات را به کمک فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی بیان کند.مثلا در حالی که در نظریه کوانتومی هایزنبرگ جایی برای مسیر یک الکترون وجود ندارد چگونه می توان مسیر یک الکترون در اتاقک ابری را توسط ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی توجیه کرد؟

چیزی که در این مورد به هایزنبرگ کمک کرد حرفی بود که پیش از آن اینشتین به او زده بود :"این نظریه است که معین میکند چه چیزی را می توان مشاهده کرد."هایزنبرگ با خود گفت شاید تنها حالاتی در طبیعت اتفاق می افتند که قابل نمایش توسط طرح ریاضی مکانیک کوانتومی باشند. (همانطور که اینشتین فرض کرده بود که زمان واقعی t همان است که در تبدیلات لورنتس وارد می- شود ) و محدودیت هایی که در طبیعت  وجود دارد همانهایی هستند که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم پیش بینی می کند. از این دیدگاه ، این ساختار ریاضی است که معین می کند چه سوالاتی را می توان به هنگام آزمایش مطرح کرد و در مورد  چه چیزهایی  باید انتظار جواب داشت . مثلا ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی شامل این واقعیت است که برخی از کمیات فیزیکی خاصیت جابجایی را ندارند (مثل مختصات و اندازه حرکت که برای آنها رابطه x(Px)=(Px)x برقرار نیست ) و در نتیجه در کاربرد همزمان آنها محدویت وجود دارد . هایزنبرگ برای اینکه از این نتیجه گیری مطمئن شود به برخی از آزمایشهای ذهنی متوسل شد و با آنها نشان داد که اگر بخواهیم مکان الکترون را اندازه- گیری کنیم اندازه حرکت آن را تغییر می دهیم و بالعکس، و میان عدم قطعیت در مکان و عدم قطعیت در اندازه حرکت الکترون رابطه زیر برقرار است ~ h Δ p.Δx

هایزنبرگ این روابط را روابط عدم قطیت نامید . از نظر هایزنبرگ وجود این نوع محدودیت ناشی از تفاعلی است که بین شیء مورد آزمایش و وسیله اندازه گیری صورت می گیرد و ربطی به دقت وسایل اندازه گیری ندارد.همچنین این روابط حاکی از آنند که در کاربرد مفاهیم کلاسیک برای اشیاء اتمی محدودیتی وجود دارد.بدین ترتیب با توجه به اینکه مکان واندازه حرکت توامأ قابل اندازه گیری دقیق نیستند باید ازنسبت دادن مسیر به الکترون صرف نظر کرد . بنابراین آنچه که در اتاقک ابری می بینیم مسیر واقعی الکترون نیست ، بلکه مجموعه ای از قطرات آب است که هر یک از آن ها مکان تقریبی الکترون را بدست می دهد و از روی دنباله قطرات می توان سرعت الکترون را تخمین زد. محاسبه نشان داد که برای حاصلضرب خطا های مکان و اندازه حرکت حد پایینی وجود دارد.

وقتی بور به کپنهاگ بازگشت هایزنبرگ متن اولیه مقاله ای را که درباره روابط عدم قطعیت نوشته بود به او نشان داد. بور چند تذکر اصلاحی به او داد، اما اعتراض عمده اش این بود که چرا دوگانگی موج – ذره را مبنا نگرفته است و اولویتی برای جنبه ذره ای قائل است. آزمایش های ذهنی متعددی مورد بحث قرار گرفت و بور توانست همه آنها را با استفاده از دو تصویر ذره ای و موجی توجیه کندو البته همه اینها روابط عدم قطعیت را تایید می کرد.

بور روابط عدم قطعیت را قبول کرد ، اما تعبیر هایزنبرگ در مورد منشاء این روابط را نپذیرفت . هایزنبرگ این روابط را ناشی از ساختار ریاضی نظریه کوانتوم می دانست و معتقد بود که :"ما یک طرح ریاضی منسجم داریم و آن هر چه را که قابل مشاهده است به ما می گوید . چیزی در طبیعت وجود ندارد که قابل توصیف با این  طرح ریاضی نباشد ."اما بور معتقد بود که اولا "وضوح ریاضی به تنهایی امتیازی نیست " و "یک توضیح فیزیکی کامل باید مطلقا مقدم بر فرمولبندی ریاضی شود "و ثانیا در هر اثبات روابط عدم قطعیت از طریق تحلیل آزمایش های ذهنی ،از روابط   λ=h/pو E=hν که حاکی از دوگانگی موج- ذره است، استفاده می شود. بنابراین باید دوگانگی موج-ذره را اساس قرار داد و به طور کلی از توصیف های مکمل مانعة الجمع بهره گرفت. در مقابل ، هایزنبرگ نیازی به توسل به مفاهیمی نظیر موج و ذره برای پدیده های اتمی نمی دید و معتقد بود که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم اجازه پیش بینی نتایج هرگونه تجربه ای را به ما می دهد.

سرانجام بور قبول کرد که روابط عدم قطعیت بیانی ریاضی از مفهوم مکملیت است زیرا صدق این روابط تضمین می کند که استفاده از اصل مکملیت به تناقض نینجامد و هیچ وضعیت فیزیکی نتوان یافت که تواما  و با دقت کامل هر دو وجه مکمل یک پدیده را نشان دهد بدون آنکه از روابط عدم قطعیت تخلف شود. از نظر هایزنبرگ نیز وجود دو توصیف مکمل برای یک واقعیت فیزیکی قابل هضم شد ، زیرا ثابت شد که اگر با  معادلات هایزنبرگ که شبیه معادلات مکانیک نیوتنی است و شامل معادلات حرکت برای "مختصات " و " اندازه حرکت " ذرات است شروع کنیم ، با یک تبدیل ریاضی می توان آنها را به صورتی درآورد که یادآور جنبه موجی است. بنابراین امکان بازی کردن با تصویر مکمل ،نظیرش را در ساختار ریاضی نظریه کوانتوم دارد.

مباحثات بور و هایزنبرگ آنها را به سوی تعبیری از نظریه کوانتوم که به تعبیر کپنهاگی شهرت دارد سوق داد. روابط عدم قطعیت و اصل مکملیت از مبانی اصلی این تعبیرند.

در سپتامبر 1927 کنگره بین اللملی فیزیک در شهر کومو(در ایتالیا ) برگزار شد. در این کنگره بور برای اولین بار به طور رسمی موضوع مکملیت را به فیزیکدانان معرفی کرد. خلاصۀ حرف بور این بود که از یک طرف تعریف حالت یک سیستم فیزیکی مستلزم حذف تمام عوامل خارجی است (زیرا برای یک سیستم باز هیچ حالتی نمی توان تعریف کرد ) و البته دراین صورت هر مشاهده ای غیر ممکن است و زمان و مکان معنای معمولی شان را از دست می دهند. از طرف دیگر برای آنکه مشاهده امکان پذیر باشد باید تفاعلی با عوامل مناسب اندازه گیری (غیر متعلق به سیستم)صورت بگیرد و دراین حالت یک تعریف روشن از سیستم میسر نیست و جایی برای علیت به معنای معمولی آن وجود ندارد. بنابراین باید توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت را جنبه های مکمل و مانعة الجمع به حساب آوریم . بور برای روشن شدن مطلب ، نظریه موجی نور را با آن مقایسه کرد. نظریه موجی یک توصیف کافی از انتشار نور در فضا و زمان می دهد، در حالی که نظریه ذره ای، تفاعل نور و ماده را بر حسب انرژی و اندازه حرکت بیان می کند. بنابراین طبق نظر بور راه را برای یک توصیف علی و زمانی- مکانی پدیده های نوری بسته است.

در فیزیک کلاسیک هم قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت (که مصادیق علیت اند و معرف توصیف علی ) را داریم و هم توصیف زمانی – مکانی را . اما در مکانیک کوانتومی به علت روابط

~ h Δ p.Δx  و t ~ h. ΔEΔ این امر میسر نیست.این روابط نشان می دهند که دقیقترین توصیف زمانی- مکانی همراه است با افزایش عدم قطعیت در اندازه حرکت و انرژی ، یعنی از دست دادن دقت در توصیف علی.

سخنرانی بور در این کنفرانس خیلی خوب درک نشد. به قول ماکس یامر " فیزیکدان ها که سرگرم کاربردهای نظریه جدید برای مسائل حل نشدۀ فیزیک اتمی بودند بیش از آن فکرشان مشغول بود که بتوانند به این مسائل تعبیری توجه کنند. فلاسفه هم فاقد اطلاعات فنی بودند که بتوانند در مباحثات شرکت کنند."

چند هفته بعد از کنفرانس کوموپنجمین کنفرانس سولوی دربروکسل تشکیل شد (24-29 اکتبر 1927). اوج این کنفرانس بحث های عمومی بود که در انتهای آن در گرفت.لورنتس رئیس کنفرانس از بور خواست که درباره مسائل معرفت شناختی مکانیک کوانتومی صحبت کند. بور دعوت لورنتس را پذیرفت و سخنرانیی شبیه سخنرانی اش در کومو ایراد کرد.

 کنفرانس سولوی 1927

اینشتین که در این کنفرانس حاضر بود برای اولین بار یک گزارش جامع درباره تعبیر مکملیت شنید. او با نظراتی که بور،بورن،وهایزنبرگ در این کنفرانس ابراز داشتند مخالف بود، و در جلسات رسمی کنفرانس جز اعتراض ساده ای که به تعبیر آماری مکانیک کوانتومی کرد چیز دیگری نگفت، اما در جلسات غیر رسمی بور را به مبارزه طلبید.

اوتو اشترن می گوید که اینشتین به هنگام صبحانه با طرح یک آزمایش ذهنی زیبا، شبهاتی بر نظریه کوانتوم وارد می کرد. پائولی و هایزنبرگ به اعتراضات اینشتین توجهی نمی کردند و نسبت به آنها حساسیت نشان نمی دادند، اما بور روی آنها کار می کرد و شب موقع صرف شام شبهات اینشتین را جواب می داد و مساله را روشن  می کرد.اینشتین با طرح آزمایش های ذهنی می خواست نشان دهدکه تفاعل میان اشیاء اتمی و وسائل اندازه گیری آنقدرها که هایزنبرگ و بور می گویند پیچیده نیست و می توان روابط عدم قطعیت را نقض کرد. بور در مقابل می کوشید که نشان دهد در استدلالات اینشتین مغالطه ای وجود دارد و الا دقتی بیش از پیش بینی روابط عدم قطعیت بدست نمی آید.

نتیجه ای که فیزیکدانان در این کنفرانس به آن رسیدند این بود که مکانیک کوانتومی ، با تعبیری که بور- هایزنبرگ از آن داشتند حاوی تناقضات داخلی نیست و تجارب موجود را به خوبی توجیه می- کند. از کنفرانس 1927 به بعد این تعبیر ، که به تعبیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی معروف است و بر محور اصول مکملیت و عدم قطعیت دور می زند ، مقبولیت عام یافته و هنوز هم مورد قبول اکثریت فیزیکدانان است.

بدین ترتیب کاوش برای یافتن یک  نظریه منسجم اتمی در پنجمین کنفرانس سولوی به پایان رسید . اما بحث بور و اینشتین با این کنفرانس خاتمه نیافت، بلکه با حدت بیشتر در ششمین کنفرانس سولوی که در 1930 در بروکسل تشکیل شد ادامه یافت. در آنجا اینشتین یک آزمایش ذهنی طرح کرد(شرح کامل این بحث) که در آن ظاهرا از روابط عدم قطعیت هایزنبرگ تخلف می شد. او جعبه ای حاوی اشعه الکترومغناطیسی در نظر گرفت که دریچه ای در یکی از درهایش دارد. این دریچه توسط یک مکانیسم مرتبط با یک ساعت باز و بسته می شود. جعبه را وزن می کنیم و سپس آن را برای مدت زمانی کوتاه باز می گذاریم تا یک فوتون خارج شود و باز جعبه را وزن می کنیم .در این صورت از لحاظ اصولی ، هم زمان خروج فوتون را با دقت دلخواه داریم و هم انرژی آن را و بدین ترتیب رابطه  t ~ h .  ΔE. Δ  نقض  می شود. ازمایش ذهنی که اینشتین برای رد کردن عدم قطعیت در انرژی - زمان ابداع کرد.

بور از این آزمایش ذهنی خیلی ناراحت شده بود و سراسر آن شب از پیش یک فیزیکدان به نزد فیزیکدان دیگر می رفت تا او را قانع کند که اگر حرف اینشتین درست باشد باید ختم فیزیک را گرفت.سرانجام صبح روز بعد جواب اینشتین را یافت. بور نشان داد که اینشتین در محاسباتش تاثیری را که میدان ثقل ، طبق نسبیت عام، روی میزان کردن ساعتها می گذارد در نظر نگرفته است و با در نظر گرفتن این مطلب تخلفی از روابط عدم قطعیت رخ نمی دهد. البته اینشتین به اشتباهش اقرار کرد ولی درست  قانع  نشد. بور ظاهرا پیروز شده بود،ولی در بقیه عمرش همواره در ذهنش با اینشتین در مجادله بود و گفته اند که عکسی که از تخته سیاه بور درست یک روز قبل از فوت او گرفته شده شامل طرح آزمایشی است که در 1930 مورد بحث او و اینشتین قرار گرفته بود.(

بعد از پایان ششمین کنفرانس سولوی، مساله تعبیر مکانیک کوانتومی از دیدگاه بور یک مساله خاتمه یافته تلقی می شد،اما اینشتین هنوز قانع نشده بود،ولی از این به بعد دیگر برای او مساله عدم انسجام مکانیک کوانتومی مطرح نبود، بلکه مساله کامل بودن آن مطرح بود.

 

2.معرفت شناسی بور

چنانکه گفتیم بور و هایزنبرگ در سال 1927 روی مسائل تعبیری مکانیک کوانتومی تا حدی به توافق رسیدند و همچنین کنفرانس سولوی مواضع آنان را مستحکم کرد و تعبیر آنها به عنوان تعبیر سنتی و یا تعبیر کپنهاگی مورد پذیرش اکثریت فیزیکدانان قرار گرفت. نکته ای که در اینجا تذکرش لازم است این است که تعبیر کپنهاگی یک تعبیر یگانه کاملا مشخص نیست و فیزیکدانان طراز اولی که این تعبیر را پذیرفتند همه اجزای آن را به یک درجه قبول نداشتند و بین آنها نیزحداقل از لحاظ الویتی که برای بعضی اصول قائل بودند اختلاف نظر بود. ما در اینجا عمدتا به طرح دیدگاه های معرفت شناختی بور می پردازیم و مقایسه این دیدگاه ها با دیدگاه سایر بنیانگذاران و مدافعان مکتب کپنهاگی را به  نوشتاری دیگر موکول میکنیم. ذیلا به ذکر اندیشه هایی که بور روی آنها تاکید داشت می- پردازیم.

 

1.2 اصل مکملیت

در مورد این اصل چند مطلب مطرح است که هر کدام را جداگانه بحث می کنیم:

تعریف مکملیت

چنانکه گفتیم هدف بور یافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده های کوانتومی را توجیه کند. او در سال 1927 به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره کومو مطرح کرد . در آنجا او این مساله را مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم تواما یک توصیف علـّی و یک توصیف زمانی-  مکانی از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعة الجمع هستند. برای هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم.

بور در غالب سخنرانی های بعدی اش درباره مکملیت سخن گفت، اما هرگز تعریف صریحی از مکملیت ارائه نداد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.اینشتین در مقاله ای که در ژانویه 1949 نوشت چنین گفت" من علی رغم کوشش بسیاری که کرده ام نتوانسته ام به یک فرمولبندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم." همچنین وایتسکر در مقاله ای که در سال 1955 به مناسبت هفتادمین سالگرد بور نوشت متذکر شد که برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده و به این نتیجه رسیده است که در ظرف 25 سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بوده است.اما وقتی وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح می کند و می پرسد که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا نه ، جواب بور منفی بوده است. ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشتهای در تعریف این اصل به کار ببرند . مثلا پائولی در مقاله ای که در 1933 نوشت دو مفهومی را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلا مختصات) مستلزم طرد دیگری باشد. یعنی هر وسیله تجربی ای که برای اندازه گیری یکی از ایندو به کار رود با وسیله اندازه گیری مفهوم دیگر تداخل تخریبی داشته باشد. پس پائولی مکملیت را به دو مفهومی نسبت داد که به یک نحو توصیف کلاسیک ( مثلا تصویر ذره ای ) مربوط می شود، نه به دو توصیف مانعة الجمع. وایتسکر پیشنهاد کرد که باید میان مکملیت موازی و مکملیت دایره ای تمایز قائل شد. در مکملیت موازی با دو مفهوم مکمل سر و کار داریم که یا تنها در نظریه کوانتوم مانعةالجمع اند (مثل مختصات و اندازه حرکت ) و یا هم در نظریه کلاسیک ناسازگارند وهم در نظریه کوانتوم(مختصات و عدد موجی). در مکملیت دایره ای با دو توصیف مانعة الجمع سر و کار داریم. مثلا مکملیت توصیف زمانی- مکانی و توصیف علـّی  از نوع مکملیت دایره ای است؛چنانکه بور متذکر شده است. وایتسکر در تفسیر نظر بور گفت اگر معادله شرودینگر را به کار ببریم به یک توصیف علـّی می رسیم. اما اگر بخواهیم به یک توصیف زمانی- مکانی برسیم باید به یک اندازه گیری از کمیات کلاسیک مشاهده پذیر متوسل شویم ، ولی چنین عملی باعث تقلیل بسته موج می شود و این کار رفتار علـّی تابع موج را از میان می برد. پس طبق نظر وایتسکر مکملیت میان توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت درست همان مکملیت میان توصیف طبیعت بر حسب تابع موج است. بور این برداشت وایتسکر از مکملیت را رد کرد.

این نشان می دهد که تا چه حد در منظور بور از مکملیت ابهام وجود داشته است(حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده اند)و البته همین باعث شده که اصل مکملیت علی رغم اعتراضات جدی که به آن  وارد کرده اند باقی بماند. با وجود این اگر عبارت زیر از یک سخنرانی بور در 1929 را به عنوان تعریف مکملیت از دیدگاه بور تلقی کنیم( که شاید صریحترین عبارت او در این مورد باشد)  می توانیم تمامی گفته هایی را که از بور در این باره به ما رسیده است توجیه کنیم. در این عبارت بور می گوید :"اصل کوانتوم ما را مجبور می کند که نحوه دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم، بدین معنی که هر استفادۀ مشخص از ( یک دسته ) مفاهیم کلاسیک ، کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارند غیر ممکن می سازد." طبق این بیان اسلوب های توصیف مکمل اند .مثلا توصیف بر حسب مختصات زمانی- مکانی و توصیف بر حسب انتقال انرژی- اندازه حرکت به صورت همزمان امکانپذیر نیست، زیرا این دو نوع  توصیف  مستلزم تدارکات تجربی متفاوتی هستند، بورن موضع بور را اینطور تلخیص کرده است که :"تصویر یگانه ای از از کل جهان تجارب، وجود ندارد."

یکی از ایرادهایی که از همان اوائل به اصل مکملیت وارد می کردند این بود که چرا مکملیت را منحصر به دو خاصیت کرده اند و به سه خاصیت یا بیشتر تعمییم نداده اند. از جمله فون نیومان، به دنبال ادعای بور که مکملیت تصاویر موجی و ذره ای را به فقدان خاصیت جابجایی در متغییرهای مربوطه  نسبت می داد گفته است :" خوب ، چیزهای زیادی هستند که خاصیت جابجایی ندارند، و شما به سهولت می توانید سه اپراتور پیدا کنید که جابجایی پذیر نباشند." وایتسکر این سوال را به طور صریح بررسی کرد و به این نتیجه رسید که دو گانگی موج- ذره حالت یک قضیه منفصله را دارد: واقعیت فیزیکی یا تمرکز نقطه ای دارد و یا در فضا گسترده است . حالت اول را با الگوی ذره ای بیان می کنیم و حالت دوم را با الگوی موجی.

 

ارزش اصل مکملیت از نظر بور

بور طی 35 سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریۀ فلسفی جامع و دقیق درآورد. او فیزیک کوانتومی را زمینه ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت مسائل اساسی رشته های دیگر نظیر روانشناسی ، فیزیولوژی،جامعه شناسی،فلسفه و غیره را حل کند.

او می گفت روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بود و بهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد. روزنفلد،که از بزرگترین اصحاب بور بود ، می گوید که بور کوشش زیادی کرد تا مکملیت را در مورد سایر رشته های علوم بشری به کار ببرد و این کار را کم اهمیت تر از تحقیقات فیزیکی اش تلقی نمی کرد .

گفته شده است که اصل مکملیت بزرگترین اثری است که بور در فلسفه علم باقی گذاشته و جان ویلر آن را " انقلابی ترین عقیدۀ فلسفی معاصر " دانسته است.

نقد اصل مکملیت

گرچه به طور کلی می توان گفت که اصل مکملیت بور مورد پذیرش غالب فیزیکدانان معاصر قرار گرفته است،اما برخی از فیزیکدانان بزرگ معاصر و از جمله بعضی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی آن را نپذیرفته اند. دیراک در کتاب مکانیک کوانتومی خود از آن یادی نکرد و بعدا هم آن را مورد نقد قرار داد  . بورن نسبت به آن نظر مثبت نداشت و اینشتین این را کار درستی نمی دانست که اجازه بدهیم توصیف نظری مستقیما متکی به احکام تجربی باشد،چنانکه اصل مکملیت بور مدعی است.

تعمیم اصل مکملیت

چنانکه قبلا متذکر شدیم بور خود کوشید که قلمرو کاربرد اصل مکملیت را از حوزه محدود اولیه اش به سایر بخشهای دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده اند. ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می کنیم:

-         مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتم های آن: بور در سخنرانیی که در 1930 در انگلستان ایراد کرد مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعة الجمع با توصیف کامل حرکات اتم های آن دانست.

-         مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستم های زنده  : بور طی یک سخنرانی در 1932 در کپنهاگ اصل مکملیت را به زیست شناسی تعمیم داد:"اگر بخواهیم تحقیقات درباره اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که  بتوانیم توصیفی از نقش تک تک اتمها در اعمال حیاتی  به دست دهیم باید حیوان را بکشیم...از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را به عنوان یک نقطۀ شروع در زیست شناسی در نظر گرفت."

-         مکملیت مطالعه فرهنگ های ساده : این مطلب را بور در سخنرانیی که در 1938 در کنگرۀ مردم شناسی و نژاد شناسی (در انگلستان) ایراد کرد متذکر شد.

-         مکملیت ذهن و موضوع مردم شناسی

-         مکملیت قدرت سازمان ملل متحد و حق حاکمیت ملت ها

-         مکملیت دانش زمان حال و پیش بینی آینده : طبق تعبیر مکتب کپنهاگ هر چه وضع فعلی سیستمی را دقیق تر مشخص کنیم ،آن را بیشتر مختل می کنیم و در نتیجه دقت پیش بینی آینده کمتر می شود

-         مکملیت آزادی اراده و جستجو برای یافتن انگیزه ها : هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه ها برای تصمیم گیری خاص هستیم احساس اختیار نمی کنیم،اما در مواردی که نمی توانیم انگیزه ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم احساس اختیار می کنیم.

-         مکملیت محبت و عدالت: برونر می گوید که در سال 1943 (یا اوائل 1944) با بور ملاقات داشته است که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نا بخشودنی شده بود و او نمی دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیرد. این مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود. آنگاه بور به برونر می گوید:"شما نمی توانید یک نفر را توأماً از دید محبت و دید عدالت بشناسید."

-         مکملیت علم و مذهب : روس بال استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد علم و دین را دو عنصر مکمل می خواند که گرچه ظاهراً با هم ناسازگارند اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند.

بور معتقد بود که در مورد مسائل اجتماعی و اخلاقی اعتقاد به اصل مکملیت می تواند باعث تحمل آراء دیگران شود.

 

2.2 تجزیه ناپذیری سیستم های  کوانتومی

طبق این اصل سیستم های کوانتومی خواص ذاتی (مستقل از مشاهده)ندارند. یعنی سیستم کوانتومی و وسایل  مشاهده ، یک واحد تجزیه ناپذیر می سازند و در نتیجه خواصی که به سیستم نسبت می دهیم در واقع متعلق به مجموعۀ سیستم و وسیله اندازه گیری است. به قول فاینمن:"در مکانیک کوانتومی  یک رویداد مجموعه ای از شرایط اولیه و شرایط نهایی است." مثلاً وقتی یک الکترون در یک طرف وسیلۀ آزمایش از تفنگ الکترونی خارج می شود و پس از گذشتن از یک  روزنه در طرف دیگر در نقطه ای مشاهده می شود، کل این قضیه یک حادثۀ لایتجزی است.

در توجیه این اصل بور متذکر شد که در فیزیک کوانتومی،برخلاف فیزیک کلاسیک،تفاعل بین سیستم مطالعه و وسیلۀ آزمایش (که شامل ناظر هم می شود) قابل اغماض یا جبران کردنی نیست. بنابراین برای توضیح پدیده های کوانتومی باید تمام تدارکات تجربی را مشخص کرد. به عبارت دیگر پدیده تحت مطالعه و آزمایشگر یک واحد تجزیه ناپذیرمی سازند و هر نوع تعبیری در وضعیت مشاهده که سبب تجزیۀ این پدیده به اجزایش شود باعث محو شدن پدیدۀ اصلی و ظهور یک پدیدۀ جدید می شود،نه آنکه چهرۀ دیگری از همان پدیده را بدست دهد. بنابراین برعکس پدیده های کلاسیک، یک پدیدۀ کوانتومی عبارت از یک رشته حوادث فیزیکی نیست،بلکه یک نوع تشخیص فردی است.

نکتۀ دیگر اینکه ما در فیزیک برای تعیین خواص اشیاء به آزمایش متوسل می شویم. در فیزیک کلاسیک می توان با طرح یک آزمایش پیچیده تمام اطلاعات قابل تصور را دربارۀ سیستم بدست آورد، اما در فیزیک کوانتومی چنین نیست. در اینجا بر خلاف اشیاء کلاسیک که خواص سازگار دارند، یک سیستم  کوانتومی از خود بعضی خواص مانعة الجمع نشان می دهد(مثل خواص ذره ای و خواص موجی). مثلا الکترون تحت بعضی شرایط به صورت ذره جلوه می کند و در بعضی شرایط دیگر به صورت موج. بور این مطلب را اینطور توجیه کرد که الکترون خودش خواص ذاتی ندارد، و این الکترون به علاوۀ سیستم اندازه گیری است که دارای آثار خاص است و بنابراین برای توصیف اشیاء اتمی باید تمام جهات ذیربط تدارکات تجربی را ذکر کرد و از شیوۀ توصیف های مکمل بهره گرفت. به قول بور " در حوزه فیزیک کلاسیک تمام خواص مشخصۀ یک شیء معین را می توان با یک طرح تجربی تعیین کرد، گرچه از لحاظ عملی مناسب است که برای مطالعۀ جنبه های مختلف یک پدیده طرح های متفاوتی را به کار ببریم . در واقع اطلاعاتی که از اینها به دست می آیند یکدیگر را تکمیل می کنند و می توان از ترکیب آنها تصویر واحد منسجمی از رفتار شیء مورد نظر بدست آورد. در فیزیک کوانتومی شواهدی که در مورد اشیاء اتمی از طریق طرح های تجربی مختلف بدست می آوریم نوع جدیدی از مکملیت را نشان می دهند." اما هایزنبرگ معتقد بود که یک سیستم کوانتومی دارای خواص گوناگونی است، و اینها را به صورت بالقوه دارد نه بالفعل،و این سرشت محیط سیستم کوانتومی است که معین می کند کدام یک از اینها به فعلیت خواهد رسید.

به هر حال به جای آنکه بگوییم الکترون، به صورت منزوی، چه خواصی دارد باید شرایطی را که الکترون در آن قرار دارد مشخص کنیم، ودر واقع می توان گفت که الکترون اصطلاحی است که از تحلیل پدیده ها انتزاع می شود. با وجود این می توان به طور قراردادی خواص مشاهده در آزمایشها را به خود سیستم های کوانتومی نسبت داد،به شرط آنکه متوجه قراردادی بودن این امر باشیم و نخواهیم نتایجی در بارۀ کنه اشیاء استنتاج کنیم و به شرط آنکه در مورد خواص ناسازگار روابط عدم قطعیت  را مراعات کنیم.

 

3.2 ارزش مفاهیم کلاسیک

 هم بانیان مکتب کپنهاگی و هم اینشتین قبول داشتند که یک  محدودیت اساسی در کاربرد مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی وجود دارد اما در مورد این محدودیت نگرش آنها متفاوت بود. بنیانگذاران مکتب کپنهاگی معتقد بودند که  باید تمام مفاهیم فیزیک کلاسیک را حفظ کرد ولی محدودیتی برای کاربرد همزمان آنها قائل شد. برای این کار مفاهیم را به دو مقولۀ مکمل تقسیم می کنیم و تنها آنهایی را که متعلق به یک مقوله هستند بطور همزمان به کار می بریم. از دیدگاه اینها علت ضرورت به کار بردن زبان فیزیک کلاسیک در بحث از حقایق تجربی این است که نمی توان از شیوه های معمولی ادراک صرف نظر کرد و یک مبادلۀ فکری غیر مبهم دربارۀ اطلاعات تجربی بدون اینها میسر نیست.به قول بور:"هر چه هم که پدیده های کوانتومی از حوزۀ توصیف کلاسیک  فراتر بروند باید توضیح تمام شواهد (تجربی) بر حسب اطلاعات کلاسیک باشد. دلیلش اینست که ما از کلمۀ "آزمایش" منظورمان وضعیتی است که در آن می توانیم به دیگران بگوییم چه کرده ایم  و چه آموخته ایم و بنابراین باید توضیح تدارکات تجربی و نتایج مشاهدات را به زبانی غیر مبهم، با استفاده از اصطلاحات فیزیک کلاسیک، بیان کنیم."

از طرف دیگر استفاده از مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی تاوانی هم دارد و آن اینست که دیگر نمی توان توصیف واحدی (بر حسب مفاهیم کلاسیک)از پدیده های  اتمی ارائه داد و ضروری است که از توصیف های مکمل  استفاده کنیم. به قول رزنفلد :"تمام موجوداتی که قادر به تحقیقات فیزیکی هستند در ابتدا با جهان فقط در مقیاس ماکروسکوپیک  تفاعل دارند، لذا باید مفاهیمی مناسب پدیده های ماکروسکوپیک بسازند. بنابراین وقتی به کشف دنیای اتمی می پردازند در توصیف آن با مساله روبرو می شوند،و از این جهت ناچارند از شیوۀ توصیف های مکمل استفاده کنند."

هایزنبرگ نیز عقیده داشت که :"ما برای توصیف تدارکات تجربی و نتایج تجربه راهی  جز استفاده از زبان فیزیک کلاسیک نداریم و نمی توانیم چیز های دیگری را جایگزین آنها کنیم ولی البته کاربرد این مفاهیم به علت روابط عدم قطعیت محدودیت پیدا می کند. ما باید این محدودیت را به ذهن بسپاریم ولی نمی توانیم و نباید در اصلاح این مفاهیم بکوشیم."

در مقابل اینها اینشتین معتقد بود که اگر اطلاعات تجربی جدیدی نشان داد که مفهومی اعتبارش را از دست داده است باید آن را کنار گذاشت. او اشکالی نمی دید که مفاهیم کلاسیک کنار گذاشته شود و حتی ضروری می دید که به جای این مفاهیم، مفاهیم کاملا جدید به کار گرفته شود. اما همواره تاکید داشت که مفاهیم نو در عین اینکه اطلاعات جدید را توجیه می کنند نباید به برداشت ما از واقعیت فیزیکی لطمه بزنند.

 

4.2 علیت

واژۀ علیت در قرون اخیر در میان فیزیکدانان به این معنی به کار رفته است که اطلاعات دقیق از حالت فعلی یک سیستم فیزیکی برای پیش بینی آیندۀ آن کفایت می کند. به عبارت دیگر در جهان قوانین لایتخلفی وجود دارند که به کمک آنها می توان بطور یگانه آیندۀ هر سیستم فیزیکی را از روی وضعیت فعلی آن تعیین کرد.

این تعبیر خاص از علییت را اصل موجبیت (دترمینیسم) می نامند. این اصل در مکانیک نیوتنی اعتبار مطلق داشت ولی پس از تکوین مکانیک کوانتومی بنیانگذاران مکتب کپنهاگی گفتند که دترمینیسم  را باید کنار گذاشت. در میان اینها بور وضعیت خاصی داشت زیرا او حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی جدید اعتبار دترمینیسم را مورد تردید قرار داده بود:"این نویسنده پیشنهاد کرد که تغییر هر حالت یک اتم،که در آن اتم از یک حالت مانا به حالت مانای دیگر می رود،باید یک فرآیند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح بیشتر نیست. در اینجا، آنقدر از توصیف علی دوریم که می توان گفت هر اتم در یک حالت مانا مختار است به هر حالت مانای دیگر  منتقل شود." در سال 1923 نیز بور در مقاله ای که به اتفاق کرامرز و اسلیتر نوشت تخلف از علیت را پیشنهاد کرد که اندک زمانی بعد تجارب بوته – گایگر و کامپتون – سایمون آن را رد کرد. همچنین بور در سخنرانیی که در سال 1925 در کنگرۀ ریاضیدانان اسکاندیناویایی ایراد کرد متذکر شد که پیشرفت فیزیک امکان یک توصیف علی منسجم از پدیده های اتمی را رد کرده است.

 بور پس از پی بردن به اصل مکملیت،موضعی میان طرد کامل موجبیت و اعتبار مطلق آن اختیار کرد. در این زمان بور عقیده داشت که قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت(که مصادیق روابط علی هستند) در صورتی دقیقا صدق می کنند که از توصیف زمانی – مکانی حوادث صرفنظر کنیم وبالعکس. به عبارت دیگر،ارائه یک توصیف زمانی – مکانی و یک توصیف علی دقیق برای حوادث فردی به طور همزمان امکان ندارد و یکی از ایندو را باید فدای دیگری کرد. به قول بور:"این وضعیت مخصوصا مانع تلفیق غیر مقید مختصات زمانی – مکانی  و قوانین بقای اندازه حرکت – انرژی که توصیف تصویری علی فیزیک کلاسیک بر مبنای آنهاست می شود. بنابراین یک طرح تجربی که منظور از آن پیدا کردن مکان یک ذرۀ اتمی  در لحظۀ بعدی (بعد از تعیین آن در یک زمان قبلی) است مستلزم انتقال (علی الاصول غیر قابل کنترل) انرژی و اندازه حرکت به ترازهای ثابت و ساعتهای میزان شده (که برای تعریف دستگاه مرجع ضرورت دارند)است. بالعکس استفاده از هر طرحی که برای مطالعۀ ترازمندی انرژی و اندازه حرکت (که برای توجیه خواص ذاتی اشیاء اتمی لازم است) مناسب باشد مستلزم صرف نظر کردن از تفصیلات مختصات زمانی – مکانی ذرات سازندۀ سیستم است."

5.2 واقعیت فیزیکی

در فیزیک کلاسیک به عنوان اصل پذیرفته شده بود که یک جهان خارجی مستقل از ذهن وجود دارد که می توان آن  را مشاهده کرد و توصیفی از آن بدست آورد.

در آنجا فرض بر این بود که در جهان خارجی قوانین مستقل از وجود بشر موجودند و بشر قادر است این قوانین را (لا اقل به طور تقریبی) یاد بگیرد. فیزیکدانان کلاسیک وظیفۀ فیزیک را این می دانستند که توصیفی از نظم موجود در طبیعت،مستقل از نقش آزمایشگران ، بدست دهد.

واضح است که برای اندازه گیری یک کمیت فیزیکی باید وسیله ای بکار ببریم و این وسیله تفاعلی با شیء مورد نظر داشته باشد . این تفاعل روی هر دو اثر می گذارد و بنابراین حالت شیء قبل و بعد از اندازه گیری یکی نیست. در فیزیک کلاسیک اعتقاد بر این بود که عمل مشاهده تاثیر قابل ملاحظه ای روی شیء مورد مطالعه نمی گذارد و به علاوه می توان اثر آن را به حساب آورد. بنابراین در فیزیک کلاسیک امکان داشت که وضعیت شیء  را برای زمانهای قبل از مشاهده و زمان های بعد از آن مشخص کرد. در فیزیک کوانتومی مشاهدات روی شیء مورد مطالعه تاثیر می گذارند و این تاثیر را نمی توان به کمتر از یک مقدار معین تقلیل داد، و قابل کنترل هم نیست. بنابراین از دیدگاه بور و همفکران او نمی توان  از رفتار و خواص اشیاء کوانتومی به صورتی مستقل از مشاهده صحبت کرد و نمی توان یک واقعیت  مستقل از مشاهده به پدیده ها نسبت داد. به عبارت دیگر وجود یک شیء و دانش ما دربارۀ آن دو مطلب کاملا جداگانه نیست.به قول بور:"ما در صحنۀ وجود تنها تماشاگر نیستیم، بلکه بازیگر هم هستیم." به عقیدۀ بور وظیفۀ علم این نیست که ماهیت اشیاء را بر ملا کند و توصیفی از جهان خارج بدست دهد،بلکه کار آن این است که رابطه ای بین تجارب مختلف بشر برقرار کند. بنابراین وقتی ما راجع به توصیف طبیعت بحث می کنیم منظورمان توصیف طبیعت مستقل از ذهن انسانها نیست، بلکه منظورمان تجارب بشری است. به قول بور:"این اشتباه است که فکر کنیم وظیفۀ فیزیک پیدا کردن چگونگی طبیعت است. فیزیک مربوط است به آنچه ما می توانیم  در بارۀ  طبیعت بگوییم."

و به قول هایزنبرگ :" فرمول های ریاضی جدید طبیعت را توصیف نمی کنند، بلکه دانش ما را دربارۀ طبیعت بیان می کنند. ما مجبور شده ایم توصیف طبیعت را که قرنها هدف علوم دقیقه به حساب می آمد کنار بگذاریم. تنها چیزی که در زمان حاضر می توان گفت این است که ما در حوزۀ اتمی این وضعیت را قبول کرده ایم، زیرا تجاربمان را به قدر کافی توضیح می دهند." عده ای بور را ایده آلیست به حساب آورده اند. از طرف دیگر افرادی در این مطلب مناقشه کرده اند. واضح است که بور را نمی توان یک رئالیست به مفهوم متداول آن (یعنی اعتقاد به واقعیت فیزیکی مستقل از عمل مشاهده) به حساب آورد. اما بور و پیروان او رئالیسم را به نحو دیگری تعبیر کرده اند. از نظر آنها منظور از رئالیسم این است که تجارب انسانی را می توان بدون ابهام به دیگران منتقل کرد.

 به قول بور:

"در واقع از دیدگاه فعلی ما، فیزیک را نباید مطالعۀ چیزی از قبل داده شده دانست، بلکه باید آن را وسیله ای  دانست که می تواند روش هایی برای تنظیم و بررسی تجارب انسانی به وجود آورد.از این لحاظ وظیفۀ ماست که این تجارب را به نحوی مستقل از ذهنیات افراد و بنابراین به صورت عینی توضیح بدهیم،یعنی به نحوی که بتوان آن را بدون ابهام به زبان معمولی بشر به افراد دیگر منتقل کرد." اینکه پدیده های مربوط به ذرات بنیادی قابل تفکیک از وسایل  مشاهده نیستند و اشیاء اتمی واقعیتی در حد اشیاء معمولی ندارند هضمش بسیار مشکل بوده است و هنوز هم بسیاری از بزرگان علم و فلسفه در مقابل آن مقاومت می کنند. برای بور گذشتن از واقعیت پدیده های اتمی قابل قبول بود، زیرا برای او نکتۀ مهم در مورد یک نظریه، سادگی  یا زیبایی آن و یا مراعات برخی اصول نبود، بلکه خالی بودن آن از تناقضات داخلی و انسجام میان روشهای حصول اطلاعات کمی و نحوۀ تعبیر آنها بود. در مقابل اینشتین حاضر بود که با ناسازگاری های کوتاه مدت بسازد ولی اصول مورد قبولش را کنار نگذارد. او اعتقاد به وجود دنیای خارجی مستقل از ذهن را اساس تمام علوم طبیعی می دانست و به  همین جهت حاضر نبود هیچ چیزی را که به واقعیت دنیای فیزیکی خدشه وارد می کند بپذیرد.

آیا فیزیکدانان از فلسفه مستغنی هستند؟

آیا فیزیکدانان از فلسفه مستغنی هستند؟

در قدیم واژه فلسفه همۀ دانشهای حقیقی را فرا می گرفت و تنها دانش های قراردادی ، از قبیل لغت و دستور زبان و غیره ، از آن قلمرو خارج بود. در آن دورانها همۀ دانشها به هم بستگی داشتند و همدیگر را تائید می کردند و یک کل منسجم می ساختند. به همین دلیل بسیاری از فلاسفۀ بزرگ از سرآمدان علم در زمان خود بودند(مثل ارسطو، افلاطون، کانت، ابن سینا، نصیرالدین طوسی و ...) یا اطلاعات علمی وسیعی داشتند. قدما فلسفه را به دو بخش نظری و عملی تقسیم می کردند. فلسفۀ نظری شامل طبیعیات و ریاضیات و متافیزیک بود و فلسفۀ عملی شامل اخلاق و تدبیر منزل و سیاست مدن می شد. بدین ترتیب فیزیک متعلق به بخشی از فلسفۀ نظری موسوم به حکمت طبیعی بود.کلمۀ فلسفه به معنای دیگری هم به کار رفته است که مترادف با فلسفۀ اولی یا متافیزیک است.  

در این معنا فلسفه دیگر شامل علوم طبیعی و ریاضی و عملی نمی شود، بلکه عبارتست از: یک سلسله بحث های برهانی که نتیجۀ آنها اثبات وجود اشیاء و تشخیص علل و اسباب وجود آنها و چگونگی و مرتبۀ وجود آنهاست.

به عبارت دیگر فلسفه دانشی است که از مطلق وجود و احکام و عوارض آن گفتگو می کند. در این نوشتار منظور ما از فلسفه معنای خاص آن است(یعنی متافیزیک).

از دید قدما علوم مختلف علوم مثل شاخه های یک درخت هستند. لذا کوشش آنها بر این بود که علوم را به صورت دستگاه واحدی مبتنی بر زمینه های فلسفی جا افتاده بنا کنند و دیدگاهی منسجم از طبیعت ارائه دهند. به همین جهت تا ربع اول قرن بیستم دانشمندان علوم لااقل با یکی دو مکتب فلسفی آشنا بودند و سعی می کردند که نتایج تحقیقاتشان را به زبان فلسفی بیان کنند. از آن موقع به بعد این نوع نگرش کنار گذاشته شد و جای آن را یک دیدگاه ابزارانگارانه گرفت.

چاندراسخار در اشاره به این اختلاف بینش می گوید : مثال اعلای نیوتن را در نظر بگیرید. او قوانین ثقلش را هنگامی که به خاطر طاعون بزرگ در وولستروپ اقامت گزیده بود کشف کرد. اما وقتی بیست سال بعد، به خاطر هالی، تصمیم گرفت که روش خویش در استنتاج قانون اول کپلر را بنویسد، به این استنتاج قناعت نکرد و نیز از سخنرانی هایی که بعدا ایراد کرد راضی نبود. او می بایست تمامی اصول را بنویسد، و وی با چنان سرعتی آن را نوشت که در تاریخ عقلی بشر بی سابقه بود. یک جنبۀ الهام بخش این کوشش، از دیدگاه فعلی ما، این است که نیوتن قانع به این نبود که کشفیات را بطور ساده و عریان اعلام کند.او خیلی بیشتر به این توجه داشت که اکتشافاتش را در متن کل حوزۀ علمی که می توانست بسازد و درک کند قرار دهد. نگرش نیوتن در این مورد در آن زمان استثنایی نبود. کپلر می توانست به دادن توضیحی از قانون خود دربارۀ حرکت سیارات اکتفا کند. اما او در عوض انتخاب کرد که کتاب نجوم جدید را بنویسد. گالیله می توانست به اعلام کشفیات قناعت کند، اما او ظاهرا احساس اجبار کرد که کتاب گفتگو دربارۀ دو علم جدید را بنویسد. سنت کپلر و گالیله و نیوتن به لاپلاس و لاگرانژ منتقل شد.

...این مثال ها حاکی از این هستند که اهداف علم، آنطور که آنان در دید بزرگشان دنبال می کردند، می توانست به صورت ساده تر ولی مشابه باقی مانده باشد. اما اهداف تغییر کرد و تاکید بیشتر و بیشتر روی مشخص کردن کشفیاتی شد که جهت علم را تغییر می دهند. شاید این تغییر گریزناپذیر بوده باشد. به هر حال، تمایل به تمرکز روی کشفیات ادامه یافته است و بوسیلۀ دیدگاهی که کشفیات را از اجزاء اصلی توفیقات علمی می داند تقویت یافته و تاکیید شده است. ارزش وحدت بخشی به دیدگاه های یک شخص در یک تصویر ساده، حتی در مقیاس محدود، بی رونق شده است. مثلا ما دیگر سوال نمی کنیم که آیا اینشتین بیست سال پس از کشف قوانین ثقلش آرزوی نوشتن ...توجیهی از نظریۀ نسبیت عام بر منوال "اصول" را داشته استیا نه؟

آیا این امکان نیست که اگر اهداف علم، چنانکه دانشمندان بزرگ قرون 17 و 18 دنبال می کردند، رواج خود را حفظ کرده بود این دوگانگی فعلی در طرحهای خلاقیت هنرمند و عالم ایجاد نمی شد."

در قرن هفدهم عده ای از فلاسفه، خصوصا فلاسفۀ انگلیسی، مکتب تجربه گرایی را به راه انداختند. طبق این این مکتب منشاء دانش ما دربارۀ جهان فیزیکی تجارب حسی است، و علم صرفا محصول حواس است و امور غیر محسوس، از جمله مسائل متا فیزیکی که امور عقلی هستند، فاقد اعتبارند. این مکتب با تاکید روی تجربه در مقابل تفکر و از طریق غیر قابل تحقیق شمردن مسائل متافیزیکی مهمترین ضربه را در قرون جدید بر متا فیزیک وارد آورد.

در قرن بیستم تجربه گرایی  به صورت تزی دربارۀ معنا درآمد و مدعی این شد که یک مفهوم یا قضیه وقتی معنا دارد که قواعدی متضمن تجربه حسی برای تحقیق با کاربرد آن ارائه شود. مکاتب پزیتیویسم ، عملیات گرایی، پراگماتیسم و امثال آنها در واقع تجلیات و تعابیر مختلفی از مکتب  تجربه گرایی به شمار می روند. همگی این مکاتب در اصالت دادن به تجربه و بی حاصل شمردن و یا بی معنا شمردن متافیزیک اتفاق نظر دارند. و غالب آنها کار فلسفه را صرفا تحلیل زبان و منطق علم می دانند.

پوزیتیویسم در واقع با آثار آگوست کنت (1798-1857) نضج گرفت، گرچه ریشه های آن را می توان در کارهای ویلیام اوکامی (1349-1285) و فرانسی بیکن (1626-1561) و تجربه گرایان انگلیسی یافت. به عقیدۀ کنت  سیر عمومی فکر بشر در طول تاریخ، و همچنین از دورۀ طفولیت تا دورۀ بلوغ عقلی، شامل سه مرحله است که او آنها را (حالت سه گانه) خواند:

 //1// دورۀ ربانی، که در آن بشر برای توجیه حوادث طبیعی به قوای ماواءالطبیعه متوسل می شد.

//2// دورۀ متافیزیکی، که در آن بشر بدنبال یافتن طبیعت اشیاء و علل آنها بود و برای توضیح امور به ابداع نظریات پرداخت.

//3// دورۀ علمی ( تحصلی در مقابل معانی خیالی ، موهومی و فرضی) که در آن بشر تفکر فلسفی را کنار گذاشت و به بررسی امور قابل مشاهده و رابطۀ بین پدیده ها پرداخت.به عقیدۀ کنت عقل انسانی چنان است که شناسایی او صرفا به امور قابل تجربه تعلق می گیرد و بنابراین اکنون که به دورۀ علمی رسیده ایم طرح مسائل متافیزیکی یک امر ارتجاعی است و باید از آن پرهیز کرد و صرفا به علوم تحصلی که هدف آنها تصرف در طبیعت به منظور اصلاح زندگی است پرداخت. از نظر کنت تا وقتی تئوری ها از عناصر متافیزیکی پیراسته نشوند و محتوای آنها را به روابط بین پدیده ها محدود نکنند به پیشرفته ترین مرحله یعنی مرحلۀ تحصلی نمی رسند. بعد از کنت، ماخ(1916-1836) فیزیکدان فیلسوف مشربی بود که مکتب پوزیتیویسم را در میان فیزیکدانا رونق داد. از دید ماخ هدف علم پیدا کردن باصرفه ترین راه تنظیم حقایق تجربی  است و آنچه که بطریق تجربی قابل حصول نباشد باید از نظریات فیزیکی حذف شود: "ساخته های خالص ذهن جایی در علم ندارند، زیرا احکام صادره درباۀ آنها علی الاصول قابل آزمایش نیستند."

وارثان فلسفی ماخ، فلاسفه و ریاضیدانانی بودند که حلقۀ وین را در دهۀ 1920 تشکیل داده و پوزیتیویسم منطقی را  براه انداختند.(این نهضت تاثیر زیادی روی فیزیکدانان آن زمان گذاشت).

اهم دیدگاه های تجربه گرایان : * احکام متافیزیکی نه علمی است نه فلسفی. اگر بپرسیم موضوع فلسفه چیست، می گویند موضوع فلسفه تحلیل زبان علم است و نه چیز دیگر. به عبارت دیگر کار فلسفه اینست که باغ دانش را از مطالب بی ارزش پیراسته کند.

* بشر به دانشی جز دانش تجربی راه ندارد. * چون دانش ما صرفا از تجربه حاصل می شود و تجربه  چیزی بیش از داده های حسی نیست. پس تمامی احکام ما دربارۀ جهان احکامی  دربارۀ پدیده هاست و چیزی ورای پدیده ها وجود ندارد (پدیده انگاری) . اشیائی که مستقیما در دسترس  تجربه نیستند ( مثل کوارکها )صرفا پل های ریاضی بین پدیده ها هستند، یعنی ابزارهایی برای کار پژوهشگرند، نه اینکه نمایشگر موجودات واقعی باشند، و پرسش از رویداد هایی که در فواصل بین مشاهدات رخ می دهند بی معنی است. ما باید الگوها را کنار بگذاریم و به معادلاتی که مشاهدات را به هم ربط می دهند اکتفا کنیم.

مطلب از کتاب دکتر گلشنی (مبانی فلسفی فیزیک کوانتوم)

مکانیک کوانتومی و نسبیت عام در یک تقاطع

متحد نمودن مکانیک کوانتومی و نسبیت عام یکی از مهیج ترین سوالات باز در فیزیک نوین است. نسبیت عام، نظریه یکپارچه گرانش، پیش بینی هایی در مورد فضا و زمان دارد که در مقیاس های کیهانی ستارگان و کهکشان ها آشکار می گردد. از سویی دیگر، اثرات کوانتومی ضعیف هستند  و نوعا در مقیاس های کوچک مثلا اتم ها و ذرات منفرد مشاهده می‌شوند. به همین دلیل است که آزمایش اثر متقابل مکانیک کوانتومی و نسبیت عام دشوار است. اکنون، فیزیکدانان نظری با هدایت چاسلاو بروکنر(Chaslav Brukner) در دانشگاه وین آزمایش بدیعی را پیشنهاد نموده اند که می‌تواند عرصه مشترک این دو نظریه را بیازماید. تمرکز این کار اندازه گیری ماهیت نسبیت عامی زمان در مقیاس کوانتومی است.

یکی از پیش بینی های نسبیت عام این است که گرانش  درگذر زمان موثر است. نظریه پیش بینی می کند که ساعت هایی که  در نزدیکی یک جسم جرم  کار میکنند از ساعتهایی که از آن دورترند کندتر تیک تاک می‌کنند. این اثر منجر به «باطل نمای دوقلوها» می شود: اگر یکی از قل ها در ارتفاع زندگی کند، سریع تر از دوقلوی دیگر که روی زمین می ماند، پیر می شود. این اثر  در آزمایش های کلاسیکی به خوبی تایید شده است، اما با مکانیک کوانتومی  هنوز نه، و این هدف آزمایش پیشنهادی جدید است.

گروه پژوهشگران وین می خواهند این احتمال غیرعادی را بررسی کنند که یک ذره کوانتومی می تواند ویژگی کلاسیکی داشتن مکان خوش تعریف را از دست بدهد، یا آن طور که با عبارت مکانیک کوانتومی گفته می شود:  در یک «برهم نهی » باشد. این امر منجر به اثرات «موجی» (که «تداخل» نامیده می شوند) با یک ذره می گردد. هرچند، اگر مکان ذره اندازه گیری شود یا حتی اگر اصولا قابل مشخص شدن باشد، این اثر از دست می رود. به عبارت دیگر، امکان ندارد که تداخل را مشاهده کنیم و به طور همزمان مکان ذره را بدانیم. چنین ارتباطی میان اطلاعات و تداخل، مثالی از مکملیت کوانتومی (Quantum Complementarity) است.

گروه دانشگاه وین ساعتی را در نظر میگیرد (هر ذره ای با درجه آزادی داخلی همانند اسپین) که در برهم نهی دو مکان یکی نزدیک تر و دیگری دورتر از سطح زمین قرار دارد .  بر اساس نسبیت عام، ساعت در مکان های متفاوت با آهنگ های مختلفی تیک می زند؛ همان طور که دو قلوها به شکلی متفاوت پیر می شوند.  اما از آن جا که زمان اندازه گیری شده توسط یک ساعت معلوم می کند که ساعت در کجا قرار دارد، تداخل و سرشت موجی ساعت از دست می رود. ماگدالنا زیچ(Magdanela Zych) نویسنده اصلی مقاله و عضو برنامه دکترای وین CoQus می گوید: «این باطل نمای دوقلوها برای یک فرزند کوانتومی است و  حل آن نیاز به نسبیت عام و مکانیک کوانتومی دارد! چنین برهمکنشی میان این دو نظریه هرگز قبلا آزموده نشده است.» از این رو است که این آزمایش به ما امکان می دهد تا سرشت زمان را از دید نسبیت عام با مکانیک کوانتومی بیازماییم!

منبع:

One clock with two times: when quantum mechanics meets general relativity, PhyOrg.com, link

مرجع:

"Quantum interferometric visibility as a witness of general relativistic proper time", M. zych, F. Costa, I. Pikovski and C. Brukner DOI:10.1038/ncomms1498

کد خبر :‌
ا402
خبرنامه انجمن فیزیک ایران

ادامه نوشته

سرن بزرگترین مرکز تحقیقاتی فیزیک جهان

سرن (CERN) بزرگترین مجموعه آزمایشگاهی دنیا در زمینه فیزیك ذرات بنیادی و فیزیك هسته ای است.این مجموعه عظیم و منحصر بفرد در حاشیه شهر ژنو سوئیس در شهر میرین و در مرز مشترك فرانسه و سوئیس واقع شده است.سرن در 29 سپتامبر سال 1954 میلادی توسط سازمان اروپائی تحقیقات هسته ای شكل گرفته و در طی این مدت نزدیك53 سال توانسته نقش بسیار موثری در رشد و توسعه علم فیزیك داشته باشد.تحقیقات و آزمایشها و پژوهشهای انجام شده در این مركز و كسب جوایز متعدد توسط دانشمندان و پژوهشگران فعال این مركز معتبر علمی دنیا (از جمله6 جایزه نوبل) خود نشان از اهمیت سرن در عرصه تبادلات علمی دنیا دارد.

مطمئناً همه شما با عبارت www یا همان دبلیو دبلیو دبلیو معروف! آشنا هستید. www مهمترین مشخصه http یا همان پروتكل جابجائی ابرلینكها(hyper text transfer protocol) در شبكه جهانی ارتباطات و فناوری جابجائی اطلاعات هست.فكر كنم برای شما جالب باشد كه بدانید برای اولین بار این مشخصه مهم در یك مركز تحقیقات فیزیك بكار برده شد. سرن (CERN) همان مركزی هست كه برای اولین بار برای ارتباط بین پژوهشگران و دانشمندان خود در سال1990میلادی،www را ابداع كرد.همچنین بد نیست بدانید كه آخرین نمونه پیشرفت همین مركز تحقیقاتی فیزیك هم در زمینه اینترنت و فناوری اطلاعات بوده كه میتوان به شكسته شدن ركورد انتقال اطلاعات توسط اینترنت اشاره كرد كه آنهم در سرن به انجام رسید!!

و اما سرن چیست؟ كجاست؟

سرن (CERN) بزرگترین مجموعه آزمایشگاهی دنیا در زمینه فیزیك ذرات بنیادی و فیزیك هسته ای است.این مجموعه عظیم و منحصر بفرد در حاشیه شهر ژنو سوئیس در شهر میرین و در مرز مشترك فرانسه و سوئیس واقع شده است.سرن در 29 سپتامبر سال 1954 میلادی توسط سازمان اروپائی تحقیقات هسته ای شكل گرفته و در طی این مدت نزدیك53 سال توانسته نقش بسیار موثری در رشد و توسعه علم فیزیك داشته باشد.تحقیقات و آزمایشها و پژوهشهای انجام شده در این مركز و كسب جوایز متعدد توسط دانشمندان و پژوهشگران فعال این مركز معتبر علمی دنیا(از جمله6 جایزه نوبل) خود نشان از اهمیت سرن در عرصه تبادلات علمی دنیا دارد.

دولت سوئیس بعنوان پایه گذار اصلی سرن (به همراه 11 كشور اروپائی دیگر)در پنجاهمین سال تاسیس سرن و بعنوان هدیه، مركزى به نام «جهان علم و نوآورى» را كه یك مركز شبكه اى جدید و نیز مكانى براى بازدید علاقه مندان است، به این سازمان اهدا كرد.
در این مركز تحقیقات فیزیك هسته ای و ذرات بنیادی كه مهمترین هدف آن "كشف رازهاى مبداء جهان"تعریف شده است هم اینك بیش از 3000 فیزیكدان و مهندس بعنوان كاركنان مقیم در زمینه های مختلف نظری و آزمایشگاهی مشغول بكار هستند.در سرن همچنین بیش از 6500 دانشمند از 500دانشگاه از 80كشور دنیا بصورت بازدیدهای كوتاه مدت به سرن می آیند كه خود نشان از همكاری بزرگ و بی نظیر علمی دانشمندان و پژوهشگران عرصه علمی جهان دارد. به گفته «چارلز كلایبر» وزیر علوم و پژوهش هاى سوئیس، در50 سال گذشته سازمان اروپایى تحقیقات هسته اى كانون همایش و ملاقات دانشمندان مختلف جهان با ریشه هایى از تمامى ملت ها، فرهنگ ها، مذاهب و اقوام بوده است. كلایبر در مراسم جشن پنجاهمین سالگرد تاسیس «سرن» گفت: "در این مركز مناقشات و دشمنى هاى سیاسى به هیچ وجه راه ندارد و حكمفرمایى همین روحیه باعث شده است این سازمان بتواند در چگونگى شكل گیرى تفكر انسان نسبت به طبیعت و آغاز جهان كمك هاى قابل ملاحظه اى داشته باشد".
به جز سوئیس 11كشور اروپائی دیگر كه در تاسیس پروژه سرن همكاری داشتند عبارت بودند از:
بلژیك،دانمارك،آلمان،فرانسه،یونان،بریتانیای كبیر،ایتالیا،یوگسلاوی،هلند،نروژ و سوئد.
و البته بعدها نیزكشورهای اطریش (۱۹۵۹)، اسپانیا (۱۹۶۱-۱۹۶۸ و بعد ۱۹۸۳)، پرتغال (۱۹۸۶)، فنلاند (۱۹۹۱)، لهستان (۱۹۹۱)، مجارستان (۱۹۹۲)، جمهوری چك (۱۹۹۳)، اسلوواكی (۱۹۹۳) و سرانجام بلغارستان (۱۹۹۹) به عضویت آن درآمدند.
این كشورها اعضای اصلی اداره كننده سرن هستند و از لحاظ اداری-مالی تامین كننده عمده هزینه های مالی سرن هستند.این كشورها سالیانه حداقل مبلغی بالغ بر 5میلیون یورو پرداخت میكنند كه صد البته بسیاری از این كشورها علاوه بر مبلغ حداقل فوق جهت هزینه های بسیاری از پروژه های سرن بصورت مستقیم و غیر مستقیم مبالغ دیگری در نظر میگیرند مثل آلمان و ایتالیا تاكنون فقط برای یكی از پروژه های سرن به اسم (LHC) تاكنون بیش از300میلیون یورو هزینه كرده اند.

محض اطلاع:

بزرگترین برنامه كنونی سرن،علاوه بر تحقیقات گوناگون در زمینه فیزیك هسته ای و ذرات بنیادی،اجرای پروزه بزرگ LHC (Large Hadron Collider) یا همان" ابرتصادم گر هادرونى"است كه بعنوان بزرگترین پروژه تحقیقاتی جهان شناخته میشود. ابرتصادم گر هادرون یك شتاب دهنده ذرات با انرژى و پیچیدگى بى نظیر و بى سابقه است كه نتیجه آن همكارى و مشاركت جهانى براى آشكارسازى بخش جدید پنهانى از حقیقت است.

دسته دوم از كشورهای مشاركت كننده در سرن،شش كشور آمریكا،روسیه،ژاپن،تركیه،هند و اسرائیل هستند كه بعنوان ناظر در سازمان تحقیقات هسته ای سرن حضور دارند.این كشورها هم سهم و مشاركت فعالی در انجام پروژه های تحقیقاتی سرن و همچنین در تامین هزینه های مالی و تجهیزات سرن دارند.برای مثال تاكنون ایالات متحده رقمی بالغ بر یك میلیارد دلار برای پروژه LHC هزینه كرده است.
و اما دسته سوم از كشورهای مشاركت كننده در سرن،كشورهای غیر عضو سازمان اروپائی تحقیقات هسته ای هستند كه در برنامه های مختلف تحقیقاتی سرن مشاركت دارند.این دسته كه شامل 26كشور است عبارتند از:
الجزایر،آرژانتین،ارمنستان،آذربایجان،بلاروس،برزیل،چ ین،كانادا،كرواسی،قبرس،استونی، گرجستان، ایسلند، ایرلند،مكزیك،مراكش ،پاكستان، پرو، رومانی، صربستان ،اسلونی،آفریقای جنوبی،كره جنوبی،تایوان،اوكراین و ایران.
این كشورها بسته به توانائی های علمی و تحقیقاتی خود می توانند در پروژه های آزمایشگاهی و نظری سرن شركت می كنند.در حقیقت،عمده ترین بهره این كشورها از همكاری با سرن،تماس نزدیك و خارج از محدودیت های متداول (سیاسی) با تكنولوژی نوین و كسب مستقیم و بی واسطه دانش علمی و فنی است.

بعد از عضویت رسمی ایران در سرن در سال2001 میلادی و همكاری با سرن در زمینه پروژه بزرگ LHC و ساخت و تامین قطعاتی از این پروژه هم اینك هفت پژوهشگر و سه دانشجو دوره دكترا در زمینه فیزیك ذرات بنیادی در سرن مشغول پژوهش و تحقیقات هستند و همچنین قرار است دو دانشجوی دیگردوره دكترا به این جمع اضافه شود.لازم به ذكر است كه مشاركت انفرادی فیزیكدانان ایرانی در سرن به قبل از سال2000 بر می گردد.

پیش از این درباره شتابدهنده خوشه های پروتونی LHC با محیطی بالغ بر 27 كیلومتر به مختصر گفته شد كه بزرگترین پروژه تحقیقاتی جهان به شمار میرود.هدف از پروژه LHC ساخت دو پر انرژی پروتونی با انرژی بیش از Tev 7 است كه با برخورد دادن این دو پرتو و آشكارسازی ذرات حاصل از این برهمكنش آنها ساختار درونی مواد و ذرات بنیادی سازنده آنها شناخته شود.پروژه LHC با بودجه ای بالغ بر شش میلیارد دلار از سال 1995 شروع شده و راه اندازی آن و شروع آزمایشهای مربوطه برای انتهای سال 2007 پیش بینی شده است. بد نیست بدانید كه هزینه ساختمانی كه این شتابدهنده در آن نصب می شود بالغ بر 500 میلیون فرانك سوئیس است و پیش بینی می شود كه هزینه نهائی آن بعد از انجام تمام مقدمات و آزمایشات در نهایت بالغ بر 10میلیارد یورو شود.جزئیات بیشتر از ساختار و نحوه كار LHC موضوعی نیست كه ما بدنبال آن باشیم بلكه میخواهیم نقش و فعالیت ایران را در ساخت این پروژه عظیم تحقیقاتی جهان مورد بررسی قرار دهیم.
(دوستان علاقمند به LHC در صورت تمایل میتوانند با ارسال ایمیل اطلاعات تكمیلی را دریافت كنند)

قبل از هر چیزی لازم است بدانید كه برای پروژه LHC،چهار آزمایش بزرگ با آشكارسازهای بسیار زیاد طراحی شده است كه در چهار محل تلاقی دو پرتو پروتونی قرارگرفته اند.این آزمایشها عبارتند از:
LHCB-ALICE-CMS-ATLAS
هر كدام از این آزمایش های چهارگانه شامل مجموعه عظیمی از آشكارسازهاست كه كار ساخت آنها توسط مراكز تحقیقاتی مختلف و دانشگاهها و شركت های بزرگ صنعتی در سراسر جهان در حال اجراست.
آزمایش (CMS (Compact Muon Solenoid یكی از چهار آزمایش بزرگ پروژه LHC است.همكاری ایران در این آزمایش در اولین قدم با ساخت قسمتی مكانیكی از آزمایش CMS با عنوان"میز نگهدارنده این آشكار ساز HF و محفظه استوانه ای پوشاننده آن"و با نظارت مهندسان سرن و با انتقال دانش فنی مربوطه به شركت هپكو اراك بعنوان مجری این آزمایش به انجام رسید. این میز باید بتواند قطعاتی به وزن حدود 200 تا 300 تن را تحمل كند كه اجزای آن با فاصله میلیمتری از یكدیگر باز و بسته می شوند. این میز در حقیقت یك دستگاه مكانیكی با تولرانس بسیار بالا به شمار می رود كه هزینه ساخت آن نیز برعهده ایران است.(مبلغی بالغ بر 600 میلیون تومان) دكتر محمد محمدی، متخصص فیزیك ذرات بنیادی و سرپرست گروه سازنده شتاب دهنده سرن در ژنو، كه از طرف دانشگاه فلوریدا این مأموریت را عهده دار شده است در این زمینه می گوید:«برای ایران، موضوع اصلی فعالیت های پژوهشی از این قبیل، دستیابی به منافع اقتصادی آنی نیست، بلكه منفعت اصلی، دستاوردهای علمی است كه از طریق مشاركت در یك پروژه علمی بین المللی، آن هم در بالاترین سطح پژوهش در حوزه فیزیك ذرات بنیادی نصیب كشورمان می شود.»
همچنین برای آزمایش CMS چهار لایه مختلف از آشكارسازهای RPC در دو قسمت انتهائی استوانه آن در نظر گرفته شده است كه باید سه لایه آن برای سال2007 میلادی و لایه چهارم برای آزمایش سال2010 آماده باشند.در ساخت PRC هایCMS چهار كشور ایتالیا،كره جنوبی،چین و پاكستان همكاری میكنند.در مورد ساخت لایه چهارم PRC هایCMS هم اكنون كشورهای هند،ایران،كره و پاكستان مشغول بررسی برای قبول مسئولیت هستند و در نهایت با همكاری كشور ایتالیا انجام خواهد شد.در صورت موفقیت ایران در كسب مسئولیت ساخت RPC های لایه چهارم CMS در داخل كشور،این پروژه اولین مشاركت آزمایشگاهی ایران در یك آزمایشگاه بزرگ بین المللی خواهد بود.
در انتها لازم به یادآوری است كه بدنبال مشاركت موفقیت آمیز ابتدائی ایران در CMS پروژه تور (grid) را نیز به موارد همكاری ایران و سرن نیز میتوان اضافه كرد.در باب معرفی مختصری از پروژه تور (grid) باید گفت كه همانطور كه وب برای به اشتراك گذاردن اطلاعات در اینترنت است،تور یك سرویس نرم افزاری برای به اشتراك گذاردن توان محاسباتی و فضای ذخیره داده ها بین كامپیوترهای متصل به اینترنت است و هدف نهائی از آن ایجاد یك شبكه وسیع جهانی محاسباتی و اطلاعاتی است.

در این نوشتار سعی شد تا حد امكان از روی آوردن به مباحث تخصصی فیزیك ذرات بنیادی و همچنین فیزیك هسته ای و مبحث شتابدهنده ها و معرفی آنها پرهیز شود و هدف اصلی نویسنده معرفی خوانندگان و كاربران عزیز با سرن بعنوان بزرگترین مجموعه تحقیقاتی و آزمایشگاهی جهان در زمینه فیزیك ذرات بنیادی و همچنین پروژه های آن و نقش و همكاری ایران در انجام این مهم بود.امیدوارم كه این مقاله مورد مفید واقع شده باشد.
در تهیه این نوشتار از منابع مطالعاتی و پایگاههای اطلاع رسانی ویكی پدیا،روزنامه شرق،سایت رسمی مركز تحقیقاتی سرن،پایگاه اینترنتی و خبرنامه داخلی مركز تحقیقات فیزیك نظری ایران (IPM) استفاده شده است.

تاب برداشتن فضا و زمان

در داستان های علمی تخیلی تاب خوردن فضا – زمان یك موضوع پیش پا افتاده است و از آن برای سفر سریع به كهكشان های دور استفاده می شود . اینكه سفر در زمان اغلب داستان های علمی تخیلی امروز واقعیت هستند و این بخت و اقبال فضا – زمان است .

به عقیده من فضا می تواند خمیده شود یا اینكه تاب بردارد . برای بیش از دو هزار سال اصل های هندسه ی اقلیدسی بدیهی بودند . حتی امروزه شما می تواند قدرت آن را برای آموزش در مدارس مشاهده كنید . از نتایج مهم و اساسی این هندسه این است كه مجموع زوایای داخلی مثلث را ١٨٠ درجه در نظر می گیرد . گرچه امروز مردم به این موضوع پی برده اند كه قدم های دیگر نیز در علم هندسه ممكن است .

 برای مثال در سطح زمین نزدیكترین چیز به یك خط صاف چیزی است كه آن دایره بزرگ می خوانند . بین دو نقطه كوتاهترین مسیر وجود دارد . بنابراین این یك اصل است و آن جریان استفاده از خط است .

حال به مثلث سطح زین كه استوا را می سازد . خط صفر درجه در طول جغرافیایی در لندن و طول جغرافیایی در شرق كه ٩٠ درجه است و از بنگلادش می گذرد . دو خط طول جغرافیایی در استوا در حالی كه زاویه قائم است با هم مواجه می شوند . این دو طول جغرافیایی همچنین در قطب شمال با هم ملاقات دارند در حالی كه زاویه ٩٠ درجه است . بنابراین مثلثی با سه زاویه قائم داریم كه مجموع زوایای داخلی آن ٢٧٠ درجه است و در این حالت مجموع زوایای از ١٨٠ درجه بیشتر است . این مثلث كه در هندسه اقلیدس وجود دارد در صفحه صاف صدق می كند .

یك خواسته برای مثلث ها وجود دارد كه مجموع زوایای آن را كمتر از ١٨٠ درجه جلوه می دهد .

سطح زمین دارای دو بعد فضایی می باشد كه شما می توانید در سطح زمین در دوبعد مذكور به صورت قائم به طرف یكدیگر حركت كنید . شما حتی این امكان را دارید كه در چهار جهت اصلی یعنی شمال ، جنوب ، شرق و غرب حركت كنید البته بعد سومی هم در جهت قائم بر دو بعد وجود دارد كه آن هم همان بالا و پائین است . یعنی در سطح زمین سه بعد فضایی وجود دارد . سومین بعد فضایی تخت است . یعنی از هندسه اقلیدسی تبعیت می كند در مثلث آن مجموع زوایا ١٨٠درجه است . هرچند هر شخص می تواند حركت در زمین دو بعدی را تصور كند . اما نمی تواند حركت در سومین بعد فضایی را تجربه كند یعنی بعد بالا یا پائین . كسانی كه هندسه اقلیدسی پایبند بودند تمایل نداشتند ، برای زندگی در سطح زمین از بعد سوم اطلاعی حاصل كنند . فضا نیز برای اینكه خمیده باشد تمایل دارد تا هندسه غیر اقلیدسی باشد . آنها تمایل داشتند زندگی دشوار باشد و در این صورت فضا باید دو بعدی می بود .

بنابراین سه بعد برای حد اقل زندگی مناسب بود . اما فقط افراد معدودی می توانستند فضای سطح زمین را برای زندگی دو بعدی در نظر بگیرند . برای افراد قابل تصور بود كه در محیط زندگی شان سه بعد فضایی وجود دارند . اما در سطح كرات بعد دیگری نیز بود كه قابل رویت نبود . اگر سطح كره بزرگ باشد فضای نزدیك آن تخت است و قوانین هندسه اقلیدسی در این شرایط بسیار خوب هستند ، البته در فاصله های كم . اما ما اخطار كرده ایم كه هندسه اقلیدسی در مسافت های زیاد ناگهان از عرصه سقوط كرد . 

برای تصویر این موضوع یك تیم از نقاش ها را تصور كنید كه رنگ هایی را به سطح یك توپ بزرگ اضافه می كنند و به ضخامت لایه های رنگ افزوده می شود و مساحت سطح نیز تمایل دارد افزایش یابد و به سمت بالا رود ، اگر سطح توپ مسطح بود فضا سه بعدی می بود و هر كس می توانست در روی رنگهای نامحدود اضافه شده حركت كند و توپ خواسته اش این بود كه بزرگ و بزرگتر شود . هرچند اگر سه بعد فضا واقعی بودند در سطح دیگر كره ها بعدهای دیگری بود . همچنین حجم توپ تمایل داشت افزایش یابد اما متناهی باشد . هچنین شخصی كه لایه های رنگ را افزوده ؛ و عاقبت توپ می خواهد نصف فضایش پر شود .

نقاش ها نیز تمایل دارند منطقه ای را جستجو كنند كه كوچك باشد و هرگز كوچك نشود و در این حالت تقریبا" تمام فضای توپ به وسیله لایه های رنگ اشغال شده است . سپس آنها می دانند فضای زندگی شان خمیده است نه تخت .

این مثال برای كسانی است كه نمی توانند اصل اول هندسه جهانی را استنباط كنند . در عوض هر كس باید اندازه ی محیطی را كه در آن زندگی می كند به وسیله آزمایش های هندسی در می یابد . 

هرچند یك راه برای خمیدگی فضا را جرج فردریك ریمان آلمانی در سال ١٨۵٤ شرح داد و هندسه را توضیح داد و باقیمانده از قسمتی از ریاضیات در ٦٠ سال بود . هندسه او به طور مطلق می توانست خمیدگی فضا را شرح دهد . ولی به نظر می آمد كه نتواند علت فیزیك فضا را در رابطه با خمیدگی آن توضیح دهد كاربرد كار او در سال ١٩١۵ توسط اینشتن مشخص شد زمانی كه او تئوری نسبیت عام را مطرح ساخت .

نسبیت عام یك انقلاب فكری در فیزیك بود كه راه تفكر در رابطه با جهان را به طور كلی متحول ساخت . این تئوری فقط در رابطه با خمیدگی فضا نیست و خمیدگی یا تاب زمان نیز نیز در آن دارای اهمیت ویژه ای است ؛ در سال ١٩٠۵ عقیده اینشتین این بود كه فضا و زمان با هم بسطی دوستانه دارند و مكان رویداد را با چهار عدد می توان شرح داد .

سه عدد وضعیت رویداد را توضیح می دهد و در مقیاس های بزرگ مانند طول ها و عرض های جغرافیایی كیهانی و فاصله از مركز كهكشان ها كاربرد دارند . چهارمین عدد زمان رویداد است ، بدینگونه می توانیم فكر كنیم كه فضا و زمان با هم هستند ، همچنین در این وضعیت چهارمین بعد آفریده می شود كه آن را فضا – زمان می خوانند . هر نقطه در فضا زمان است كه دارای برچسبی شامل چهار عدد می باشد و این اعداد وضعیت زمین را در فضا – زمان مشخص می كنند . به هم پیوستن فضا و زمان در فضا – زمان چیزی است كه اگر بتوان یكی از آنها را رها كرد راهی منحصر به فرد است ؛ یعنی اگر راهی یكتا وجود داشت تا زمان و موقعیت یك چیز در رویداد مشخص شود . هرچند مقالات قابل توجه اینشتن در ادره ی ثبت اختراعات در سال ١٩٠۵ نشان داد كه فضا – زمان در یك رویداد رخ می دهد منوط براینكه حركت جسم چگونه باشد . فضا – زمان مشترك است و این دو جزو لایجتزی یكدیگرند .

بنابراین ما برای سفر در زمان به كشتی فضایی نیاز داریم كه با سرعتی فراتر از سرعت نور مسافت ها را پیمایش كند . متأسفانه در همان مقالات اینشتین آمده است كه برای شتاب دادن به كشتی فضایی نیاز به نیروی پیشرانه و شتاب دهنده ای داریم كه بزرگ و بزرگتر شود تا شتابی نزدیك به سرعت نور بگیرد . در این زمان به مقدار انرژی زیادی و در واقع به انرژی بی نهایتی نیاز داریم تا از زمان گذر كنیم . در سال ١٩٠۵كه مقالات اینشتین منتشر شد به نظر می آمد كه تئوری سفر در زمان پیش فرضی رد شده باشد . همچنین بیان شده بود سفر به ستاره های دیگر و دیگر كهكشان ها در قالب سفرهای فضایی تجارتی آرام و كسل كننده خواهند بود ؛ در كل در آن مقالات آمده بود كه گذر از سرعت نور ناممكن است و با تجهیزات كنونی برای سفر به نزدیكترین ستاره هشت سال و به مركز كهكشان هشتاد هزار سال وقت لازم است . اگر كشتی فضایی بتواند به سرعت نور نزدیك شود مردم می توانند طی سالهای معدودی به مركز كهكشان ها بروند هرچند كه باز هم بسیار زیاد است . 

در مقالات اینشتین كه در سال ١٩١۵ منتشر شد این موضوع شرح داده می شود كه فضا – زمان به وسیله ماده و انرژی پیچ و تاب داده می شود و یا می پیچد. ما  واقعا" می توانیم این پیچ و تاب را مشاهده كنیم . محصول جرم خورشید این است كه نور و امواج رادیویی هنگام عبور از كنارش مسیرشان كمی خمیده می شود . علت این پدیدار شدن موقعیت ستاره یا چشمه های شبه اختری است كه باعث تغییرمكان كم آن می شود .

زمانی كه خورشید بین زمین و منبع رادیویی قرار می گیرد تغییر مكان بسیار كم است و در حدود یك هزارم درجه است ، در حكم حركت یك اینچ در مسافت یك مایل . با وجود این اندازه مذكور می تواند به دقت اندازه گیری شود . این امر با پیشگویی نسبیت عام تطابق دارد . این مدركی بر پایه آزمایش است كه فضا – زمان خمیده می شود .

مقدار این خمیدگی در همسایگی ما بسیار كم است . زیرا میدان گرانشی خورشید كم دوام است . هرچند برای ما روشن است كه این رویداد در تمام میدان های گرانشی قوی نیز رخ می دهد ، برای مثال در بیگ بنگ یا در سیاهچاله ها .

بنابراین فضا – زمان به درخواست داستان های علمی تخیلی می تواند به اندازه كافی خمیده باشد ؛ البته برای سفرهای ماورای فضایی به وسیله كرم چاله یا تونل فضا – زمانی .

در اولین نظر همه ی اینها قابل دسترس به نظر می رسد ، برای مثال در سال ١٩٤٨ كرت گودُل در جستجو راه حل هایی برای معادلات میدانی نسبیت عام بود تا بتواند جهان را به گونه نمایش دهد كه دركل ماده دوار است . درجهان او ممكن بود تا خارج شوی از سفینه فضایی و بازگردی قبل از اینكه عازم شوی .

گودُل در انجمن پیشرفته پرینستون بود جایی كه اینشتین آخرین سال های عمر خود را در آن سپری كرد . او بیشتر به خاطر این موضوع معروف است كه كه ثابت كرد هر چیز درست را نمی توان ثابت كرد . حتی در چیز به ظاهر ساده ای مانند حساب . اما آیا واقعا" او چقدر نظر نسبیت عام را در رابطه با سفر به زمان دچار دگرگونی ساخت ؟ چیزی كه اینشتین تمایل نداشت آن را ممكن بداند .

حال ما می دانیم كه راه حل گودُل نتواست جهانی را كه ما در آن زندگی می كنیم را نمایش دهد . زیرا آن توسعه یافته نبود . ولی مقدار زیاد و نسبتا" خوبی را برای كمیتی داشت كه ما آن را ثابت كیهانی می خوانیم و به طور كلی باور دارد كه روبه صفر است . هرچند به دیگر چیزها ظاهر راهی معقول و خوب را برای سفر در زمان پیشنهاد و جستجو می كرد . مخصوصا" این موضوع جالب به نظر می رسد كه جهان دارای ریسمانهای كیهانی باشد كه سرعت حركتشان به یكدیگر بسیار نزدیك است . هرچند سرعتشان اندكی از سرعت نور كم تر است . ریسمانهای كیهانی تئوری قابل توجهی در فیزیك هست كه داستان های علمی تخیلی آنها را واقعی نمی دانند تا بتوان آنها را گرفت . چنانكه نامشان اشاره می كنند كه مانند ریسمان هستند كه طول دارند ولی مقطع عرضی آن ها بسیار كوچك است و این اجسام بیشتر شبیه نوارهای اسفنجی هستند . آنها در زیر كشش و فشار زیادی هستند . كششی همانند یك صد میلیارد میلیارد میلیارد تن .

ریسمانهای كیهانی ممكن است صدای محض و دوردست داستان های علمی تخیلی باشند . اما یك علت علمی خوب برای آن وجود دارد كه می تواند فرمی از جهان اولیه باشد برای مدتی بعد از بیگ بنگ . چون آنها زیر كشش چنین بزرگ قرار دارند ممكن است هركس از آنها انتظار داشته باشد كه سرعت نور را بهبود بخشند جهان گودُل و حركت سریع ریسمانهای كیهانی هر دو باهم اشتراك دارند . زیرا هردو اقدام به خمیده شدن فضا – زمان می كنند كه در آنها سفر در گذشته برای همه ی اوقات ممكن است . امكان دارد خداوند خمیدگی جهان را آفریده باشد . اما ما دلیلی برای تفكر مانند او نداریم . جهان برای مجاز شدن سفر در گذشته بعد از بیگ بنگ تا حدی اقدام به خمیده شدن كرد .

از زمانی كه ما نتوانستیم راه آغاز شده جهان را تغییر دهیم ، سوال اینجا است كه آیا سفر در زمان ممكن است ؟ و متعاقبا" سوال این است كه آیا می توانیم فضا – زمانی خمیده بسازیم تا هركس بتواند به وسیله آن به گذشته قدم بگذارد ؟ به عقیده من این یك مبدأ مهم برای پژوهش است . اما هركس برای خم كردن آن دقت ندارد . اگر هركس امتیاز كاربردی یك پژوهش را برای سفر در زمان در دست داشته باشد بی شك آن را روانه میدان خواهد كرد . هر كس كه تكنیك عمل را دارد این كار رامی كند ، كارهایی مانند حبس زمان و یا خمیدگی كه رمزهایی برای سفر در زمان هستند . هرچند این مطلب تا حدی در رابطه با سفر در زمان است ، ولی باید نام نهادن قابل احترام علمی را در رابطه با خمیدگی فضا – زمان دریافت كنیم .

اگر از نسبیت عام گذر كنیم می توانیم اجازه سفر در زمان را صادر كنیم ؛ آیا این اجازه در قالب جهان ما می گنجد و اگر نمی گنجد چرا نه ؟ این موضوع دقیقا" وابسته به سفر در زمان است كه از موضعی از جهان به جای دیگر برویم . هم چنین من گفتم اینشتن این موضوع را بیان كرد نیروی پرتابه سفینه فضایی برای گذر از سرعت نور باید بی نهایت باشد . بنابراین تنها راه موجود برای سفر در جهان و یا برای رفتن از یك سوی كهكشان به سوی دیگر آن خمیدگی زیاد فضا – زمان است كه یك تونل كوتاه یا كرمچاله را می آفریند . با این امكان می توانستیم از یك سوی كهكشان یه سوی دیگر آن وصل شویم و این عملی میان بر است كه بروید و برگردید ، در صورتی كه در این شرایط دوستانتان زنده باشند . چنین كرمچاله هایی به سختی به ذهن ما خطور می كنند ، همچنین هستی و مقدورات آینده .

اگر شما می توانستید از یك سوی كهكشان به سوی دیگر آن سفر كنید در یك یا دوهفته بازگشت شما مقدور بود تا اینكه به زمان قبل از عازم شدنتان برسید . شما حتی می توانستید در سفر برگشت خود در زمان به وسیله یك كرمچاله اداره كنید اگر پایان آن دو حركتی نسبی نسیت به یكدیگر بود .

اگر چه برای آفریده شدن كرمچاله به ماده ای كه فضا – زمان در راه مقابل خمیده می كند نیاز است مانند سطح یك زین و این همان راه درست برای خمیدگی فضا – زمان و مجاز كردن سفر در زمان است . اگر جهان آغازی نمی داشت این خمیدگی تصویب سفر در زمان بود و برای ساختن راههای مورد نیاز به ماده با جرم منفی و چگالی انرژی منفی نیاز است .

قوانین فیزیك كلاسیك می خواهند تا توانایی جهان در خمیده شدن ممنوع شود برای سفر زمان مجاز نشود . هر چند قوانین فیزیك كلاسیك قوانین فیزیك كوانتومی را بر هم می زنند . در حالی كه صرفنظر از نسبیت عام این تئوری یعنی كوانتوم تصویر جدیدی از جهان را ایجاد كرده است . این تئوری را می توان آرام بخش دانست و اضافه برداشت را از روی یك یا دو محاسبه را مجاز می كند . در صورتی كه لبه ها موافقت كنند . در دیگر الفاظ تئوری كوانتوم در بعضی جاها منفی بودن چگالی انرژی را مجاز می كند مشروط براینكه در دیگر جاها مثبت باشد . علت اینكه تئوری كوانتوم اجازه می دهد چگالی انرژی منفی باشد وجود اصل عدم قطعیت است . این سخنان كمیت مسلم هست . و گفته هایش در قالب این مثال می گنجد ؛ ما نمی توانیم مقدار سرعت و و موقعیت یك ذره را با هم به طور خوب مشخص كنیم ، معمولا موقعیت آن تعیین می شود زیرا نسبت به سرعت آن از خطای كمتری برخوردار است و بالعكس . همچنین اصل عدم قطعیت در میدان هایی مانند میدان های الكترومغناطیسی و میدان های گرانشی به كاربسته می شود و دركل براین موضوع دلالت می كند كه میدان ها به طور دقیق نمی توانند صفر باشند ، حتی در وقتی كه ما فكر می كنیم فضا خالی است . به این دلیل نمی تواند صفر باشد كه اگر به این گونه باشد مقدار هر دو كمیت یعنی مقدار سرعت و مقعیت آن به خوبی مشخص می شد و این با اصل عدم قطعیت مغایرت دارد و تخلفی در آن است . در عوض میدان بایستی مقدار حداقل و محققی از تغییرات را داشته باشد كه اشخاص می توانند آن را تفسیر كنند و ما آن را نوسانات خلاء می خوانیم .

یك جفت ذره و ضد ذره ناگهان پدیدار می شوند و مجزا از هم به حركت می پردازند و با هم بازمی گردند و یكدیگر را نابود می كنند . این جفت مذكور یعنی ذره و ضد ذره حقیقی اند . زیرا اندازه آنها را مستقیما" با آشكارساز نمی توان مشاهده كرد . هرچند اثر غیرمستقیم آنها قابل رؤیت است . یك راه برای این كار عملی است كه آن را اثر كسمیر می خوانند . هر كس با دو تكه فلز نظیر هم می تواند این كار را بكند ، این دو ورقه ی فلز باید در فاصله نزدیك و مجزایی از هم باشند ؛ این ورق ها برای ذرات و ضد ذرات عملی همانند آینه دارند . این وسیله كه ناحیه ای ازبین دو صفحه است مانند یك ذره شبیه به آلت پیپ است و فقط امواج نوری كه فركانس آنها تشدید شده را می پذیرد . همچنین نتیجه این است كه مقدار كمی نوسان خلاء وجود دارد و ذرات حقیقی در نوسانات خلاء و یا بیرون آن می تواند هر طول موجی داشته باشد . كاهش تعداد ذرات بین صفحات دستگاه كه ضربه ای وارد نكرده اند فشار را كاهش داده ، در صورتی كه فشار زیادی به صفحات اعمال نشده است . بدین سال نیروی نحیفی بین دو صفحه وجود دارد ، این نیرو با آزمایش اندازه گیری شده است . بنابراین واقعا" ذرات حقیقی وجود دارند و محصول و مفهومی واقعی هستند . چون كه ذرات حقیقی و یا نوسانات خلاء كه بین دو صفحه است دارای مقدار كمی چگالی انرژی هستند نسبت به داخل منطقه بیرونی . اما چگالی انرژی فضای خارجی دور از صفخات است و باید صفر باشد و یا به صورت دیگر فضا تمایل دارد خمیده باشد تا اینكه تقریبا" مسطح باشد . بنابراین چگالی انرژی بین دو صفحه باید منفی باشد .

و اصل اینكه فضا زمان خمیده می شود .و این تأییدی بر اثر كسمیر است كه می توان آن را در جهت منفی خمیده كرد و این پیشرفتی در علم تكنولوژی است و نیرو مذكور می تواند كرمچاله و یا خمیدگی فضا – زمان را شكل دهد تا سفر در گذشته ممكن شود اگر در زمانی در آینده سفر در زمان را آموختیم در صورتی كه این سفر بازگشتی ندارد در آن زمان به بحث در رابطه با آن می پردازیم .

بعضی از مردم ادعا دارن د كه ما با آینده ملاقات داریم آنها می گویند یوفوها ( بشقاب پرنده ها ) از آینده می آیند . و كار آنها صلاحدید دولت های خیانتكار كهكشانی برای پوشاندن خود است .

تا از خودشان محافظت كنند و این امر تا حدی ناممكن و ضعیف به نظر می رسد تا اینكه بتوانیم از بیگانه ها اطلاعات كسب كنیم . من به این طوری تا حدی شكاك هستن . گزارش مشاهده بشقاب پرنده ها نمی تواند علتی بر وجود فرازمینی ها باشد ، زیرا آنها متقابلا" متغایر هستند . اگر شما یك بار پذیرفتید كه این ها اشتباهند و یا خیال بوده اند ، این موضوع تماما" احتمالی نیست كه آنها وجود دارند تا بیایند ودرآینده با مرم ما ملاقات كنند .

و یا اینكه اگر آنها واقعی هستند تمایل دارند از سمت دیگر كهكشان ها بیایند و در زمین ساكن شوند و آن را به تسخیر خود در بیاورند و یا اینكه در رابطه ای به ما اخطار دهند ، آنها موجوداتی بیهوده اند . یك راه ممكن برای اینكه با سفر در زمان تطبیق كند امری است كه باید در آینده نظاره گر آن باشیم و خواستار آن است كه در موردش به بحث پرداخته شود .

این دیدگاه تمیل دارد آینده ما را ثابت جلوه دهد و اینگونه سخن می گوید كه طبق مشاهدات فضا به اندزه كافی برای سفر در زمان خمیده نیست ، از سوی دیگر راههای آینده باز است و ممكن است كه ما بتوانیم فضا را به اندازه كافی خمیده كنیم تا بتوانیم در زمان سفر كنیم . همچنین ما نیز تمایل داریم كه در زمان سفر كنیم و بازگردیم .

چه كسی تمایل دارد فضاپیما را در پایگاه پرتاب منجر كند و یا اینكه از عازم شدنش در اولین محل جلوگیری كنی شرح ویژه دیگری برای این پارادوكس وجود دارد . چه فرزندی می خواهد خانواده اش را به قتل برساند در صورتی كه هنوز زاده نشده است . این دو ذاتا" هم ارز هستند .

هركس باید راه حلی پایدار را برای معادلات فیزیك جستجو كند حتی اگر فضا به حدی خمیده شود كه سفر در زمان ممكن شود . در این دیدگاه شما نمی توانید با موشك شروع به كارشوی و به گذشته سفر كنی مگر اینكه شما از قبل بازگشتی داشته اید ؛ افرادی كه این دیدگاه را مطرح كرده اند خواسته اند كه ما كاملا" مصمم باشیم . در این صورت ما نمی توانیم افكاری را متحول سازیم كه به قدری اختیاری هستند كه در دیگر مكان ها آن را نزدیك شدن به تاریخ متناوب می خوانند . این نظریه توسط فیزیكدانی به نام دیوید دویش حمایت شده است و توسط فیلم سازی به نام استیون اسپیلبرگ به تصویر كشیده است . « بازگشت به جهان آینده »

این تاریخ متناوب تمایل ندارد تا هر بازگشتی از آینده را در خود داشته باشد قبل از اینكه سفینه فضایی عازم شود و وارد یك تاریخ متناوب دیگر شود .

فیزیكدانی به نام ریچارد فیمان عقیده داشت كه بر طبق نظریه كوانتوم جهان فقط دارای یك تارخ نیست و در عوض در جهان ممكن است تاریخ های یكتای زیادی وجود داشته باشد كه هر یك دارای احتمالاتی هستند . تاریخ های آرامی كه در شرق میانه وجود دارند بادوام هستند .

در بعضی از تاریخ ها فضا – زمان خمیده بوده است كه بعضی از اجسام مانند راكت ها می توانسته اند در میانشان سفر كنند . در هر حال هر تاریخ تودار ، كامل و جامع است و بعضی از آنها فضا را خمیده شرح نمی دهد بنابراین یك موشك نمی تواند به تاریخ دیگری انتقال یابد و دوبار به حالت نخست بازگردد . این ها در تاریخ های یكسان و آرام است و فرضیه ی تاریخ ها هم چنان به قوت خود باقی است كه در جای تاریخ های متناوب قرار می گیرد . بدینگونه است كه ما در تاریخ پایدار و یا نا متناقض گیر كرده و تردید كرده ایم . هرچند در این زمان نیازی به درگیری با مسائل جبری یا اختیاری نمی باشد . اگر احتمالات برای تاریخ فضا – زمان و خمیدگی آن بسیار كم باشد ، احتمال سفر در زمان بسیار درشت اندامی می كند و من آن را ترتیب زمانی حفظ گمان ها نامگذاری می كنم . در كل قانون های فیزیك با یكدیگر متحد شده اند و درشت اندامی می كنند تا جلوی سفر در زمان گرفته شود .

پایان این مقاله چنین است كه فضا – زمان سریع و یا سفر به زمان گذشته نمی تواند از ارائه ادراك و فهم جلوگیری كند و آن را غیر محتمل جلوه دهد .

نظریه تارعنکبوت های کیهانی

دانشمندان مركز فیزیك نجوم اسمیت سونین دانشگاه هاروارد تئوری جدیدی را با عنوان « تارهای كیهانی » (cosmic web) ارائه كردند كه نشان می دهد ماده تاریك به همان روشی كه تارهای عنكبوت تشكیل می شوند ، در جهان پخش می شود . این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند ؛ « ما با روش های شبیه سازی توانستیم گستردگی ماده تاریك در جهان نزدیك را مورد بررسی قرار دهیم و مشاهده كنیم كه این ماده به طرف گرمایی كه به سبب تاثیرات جاذبه یی ماده تاریك شكل گرفته است ، جذب می شود »  براساس تئوری های موجود ، ۹۵ درصد از كیهان را ماده تاریك تشكیل می دهد . این دانشمندان با استفاده از رصدهای تلسكوپ های اشعه ایكس چاندرا و «XMM-Newton» تئوری جدید « تارهای كیهانی » را مطرح كردند  . به گفته این دانشمندان « این رشته‌ها همچنین می‌توانند كلید شناخت بیشتر ماده زنده باشند . ماده زنده بخشی از ماده مرئی كیهان است كه حدود ۵/۲ درصد از ۵ درصد ماده معمولی جهان را تشكیل می دهد. » به گفته این دانشمندان ، این رشته‌ها می توانند توسط ماده تاریك و ماده معمولی ساخته شوند .

در حقیقت ماده تاریك واقعی كه در كتاب قرآن از آن دخان نام برده شده است با امواج الكترومغناطیسی یا نور ( حرارت و گرما )  برهمكنش قوی دارد . میتوانیم چنین تصور كنیم كه چون دخان جاذب نور است هرگز رصد نخواهد شد مگر اینكه سایه آن را رویت كنیم ، ولی چون نور را تبدیل به میدان مغناطیسی می‌كند این میدان قابل شناسایی میباشد .

فیزیكدانان ایتالیایی و چینی موفق شدند ذرات اسرارآمیز ماده تاریكی را كه در اطراف خورشید می چرخند كشف كنند . به گزارش خبرگزاری مهر ، گروهی از فیزیكدانان ایتالیایی دانشگاه رم با همكاری محققان چینی اعلام كردند كه ذرات اسرارآمیز ماده تاریك را كشف كرده‌اند . ماده تاریك بر پایه تمام مدلهای كنونی كیهان شناسی منشاء پویایی و تكامل هستی است . این دانشمندان با استفاده از یك "نمایان كننده ذرات" در لابراتوارهای كوههای "گرن ساسو" توانستند عبور یك باد از ذرات ماده تاریك را كه در اطراف خورشید می چرخد نشان دهند . براساس این تئوری ، ماده تاریك می تواند از ذرات فرضی تشكیل شده باشد كه از "انفجار بزرگ" (بیگ بنگ) تشكیل شده اند . این ذرات فرضی با ماده تاریك واكنش بسیار ضعیفی را برقرار می كنند . این ذرات كه با اصطلاح WIMP ( ذرات حجیم با فعل و انفعالی ضعیف ) معرفی می شوند می توانند از طریق سیاره ای همانند زمین عبور كنند . براساس گزارش نیویورك تایمز ، آزمایش Dama (آزمایش ماده تاریك) از "یك نمایان كننده یودید سدیم" استفاده می كند . این نمایان كننده یك نور مختصر را به یك اتم می تاباند و به این ترتیب با WIMP واكنش می دهد . در آزمایشی كه این دانشمندان پیش از این در دوره سالهای 1996 و 2002 انجام داده بودند از حدود 100 كیلوگرم ماده نمایان كننده استفاده كردند ، درحالی كه در این آزمایش جدید این میزان دو برابر شد . محققان ایتالیایی و چینی در هر دو آزمایش مشاهده كردند كه بیشترین رقم نوسان نور مختصر مربوط به ماه ژوئن و كمترین میزان آن مربوط به ماه دسامبر است . در حقیقت این دانشمندان توانستند با استفاده از آزمایش Dama حضور ماده تاریك را بار دیگر اثبات كنند .

همانطور كه قبلا گفته شد ماده تاریك در سطح خورشید به علت جذب نور خاصیت مغناطیسی پیدا كرده و توفانهای مغناطیسی خورشید میتوانند این ذرات را شتاب دهند تا با سرعت به طرف بیرون ( جهت سیاره زمین ) پرتاب شوند .

تونل زنی کوانتومی

تونل‌زنی کوانتومی (به انگلیسی: Quantum tunneling) به فرایندی کوانتومی گفته می‌شود که در آن یک ذره که انرژی‌اش کمتر از ارتفاع سد پتانسیل است، از سد پتانسیل می‌گذرد. این فرایند کاربرد بسیاری در فناوری دارد. برای نمونه میکروسکوپ‌های الکترونی تونلی از این ویژگی استفاده می‌کنند. این پدیده با استفاده از قوانین کلاسیک توجیه ناپذیر است و خود دلیلی بر ضعف مکانیک نیوتنی است .

یک مثال دیگر نیز در MOSFET هاست که الکترون‌های کانال، به طور عادی نمی‌توانند از اکسید گیت عبور کنند، ولی با کوچک تر شدن طول اکسید، مقداری از جریان کانال توسط گیت به علت این پدیده نشت می‌کند.

فرایند بوییدن ار طریق تونل زنی الکترون . ( الف ) یک الکترون موجود در گیرنده ی بینی راه خود را جزء بخشنده ی گیرنده پیدا می کند ؛ ( ب) و ( ج ) بسامد ارتعاش مولکول معطر به الکترون امکان تونل زنی بین حالت های مختلف انرژی را می دهد ؛ ( د)  الکترون وارد واحد گیرنده می شود و مولکول آن را ترک می کند .
 
     دانشمندان مرکز نانو فناوری لندن ( LCN - London Centre for Nanotechnology) در یونیور سیتی کالج لندن به تازگی نظریه ی 10 ساله و کنجکاوی بر انگیز بوییدن را تحلیل کرده و دریافته اند که این ایده شاید بیش از آنچه زمانی تصور می شد منطقی است .
 
دانشمندان دربار ه ی بوییدن فقط چند قطعه از پازل را در اختیار دارند و هنوز معلوم نیست که آن ها چگونه در تصویر بزرگ قرار می گیرند . اصولاً دانشمندان می دانند که مولکول های بودار موجود در هوا چند نوع گیرنده در بینی های ما را بر می انگیزد ، که سپس باعث به کار افتادن یاخته های عصبی مغز جهت تحلیل بو می شوند . اما ، در حالی که دانشمندان می دانند شکل و اندازه ی مولکول ها می تواند باعث متفاوت شدن بوی آن ها شود ، اما برخی مولکول ها ی با شکل تقریباً همانند بوی یکسانی ندارند .
 
این معمای ظاهراً لاینحل ناشی از عدم شناخت ما از چیز هایی است که در هنگام و پیش از بر هم کنش مولکول های بودار با گیرنده های بینی رخ می دهد . این فرایند های اولیه ی در مقیاس اتمی باید شامل برخی معیار های گزینش باشند که توضیح می دهد چرا گیرنده ها به مولکول ها ی با شکل های یکسان ( یا مختلف ) به صورت متفاوت واکنش می دهند .
 
امکانی که فیزیکدانان LCN جیفر بروکس (Jennifer Brooks ) ، فیلیو هارتوسیو ( Filio Hartosiou) ، آندرو هررسفیلد (Andrew Horsfield ) و استو نهام(Marshall Stoneham ) بررسی کرده اند آن است که الکترون های گیرنده ، در صورتی که بسامد ارتعاش مولکول های بودار نظیر اختلاف انرژی بین حالت های انرژی شود ، الکترون های گیرنده را می توان واداشت تا بین این حالت های انرژی تونل بزنند . گروه  LCN امکان فیزیکی این ساز و کار را که ابتدا دانشمندی به نام لوکاتورین (Luca Turin) در سال 1996 مطرح کرده بود بررسی کردند ، و دریافتند که یک مدل کلی این تونل زنی الکترون با قانون های فیزیک و همین طور جنبه های شناخته شده بوییدن سازگار است .
 
تونل زنی کوانتوم مکانیکی ، فرایندی که اغلب در فناوری مورد استفاده قرار می گیرد ، وقتی رخ می دهد که ذره ای در سد تونل بزند که به لحاظ مکانیک کلاسیک ممنوع است . این برای اجسام در مقیاس کوچک ، مانند الکترون ها ، به واسطه ی  ویژگی های موج گونه شان رخ می دهد . اگر ارتعاش های مولکول های بودار ( یا فونون ها ) باعث شود که الکترون های موجود در یک گیرنده ی بینی بین حالت های مختلف تونل بزنند ، سیگنال های عصبی به مغز فرستاده می شود . بسامد های مختلف ارتعاش را گیرنده های مختلف آشکار می سازند ، بنابراین ، چون مولکول های بودار مختلف دارای بسامد های متفاوتند ، پس مشام ما آن ها را متفاوت حس می کند .
 
 استونهام گفت : " شخص من متعجب شدم که پاسخ های ما تا این اندازه قاطع به نظر می رسد – ما مجبور شدیم چیزی را سر هم بندی کنیم تا مقدار های مفید خاصی را برای پارامتر ها اختیار کنیم . در ابتدا اصلاً مطمئن نبودیم . در واقع وقتی اولین بار این ایده را 10 سال قبل شنیدیم ، اصلاً انتظار نداشتیم که عملی باشد . ایده ی ارکاتورین را دوست داشتم – جالب بود – اما معلوم شد آنچه انجام دادیم اصلاً بدیهی نیست . "
 
در حالی تصویر بنیادی شیمیایی بو در گذشته یک مدل «قفل وکلید » بود که در آن مولکول های به شکل متفاوت به گیرنده ها مختلف پر ارزش می یافتند ، گروه LCNبیان می کند که چگونه ساز و کار تونل زنی الکترون بیشتر یک مدل « کارت خوانی » است . مولکول بودار را ، گیرنده هایی که طیف ارتعاش آن را گرفته اند ،مثل یک کارت اعتباری با همساز شدن با شکل آن «می خوانند .»
 
استونهام اظهار داشت " نظریه های مهم دیگر در مورد چگونگی تولید سیگنال های منحصر به برخی مولکول ها ، نظریه هایی است که به شکل مولکولی بستگی دارد ، یعنی عمدتاً ساز و کار های «قفل وکلید » همان طور که در مقالۀ فیزیکال ریویو لتررز خود بیان کرده ایم ، این مدل متداول برای این مولکول های معطر کوچک با شکست بدی مواجه می شود ( مولکول های همانند دارای بوهای مختلف هستند ، مولکول های با شکل های متفاوت دارای یک بو هستند ، فرایند بر انگیخته شدن به خوبی تعریف نشده است . "
 
همان طور که محاسبه های گروه LCN نشان می دهد ، این روش بر انگیزش غیر مکانیکی به لحاظ فیزیکی قابل قبول است ؛ سیگنال الکترونی ناکشسان را می توان رمز گشایی کرد ؛ و به نظر می رسد ارتباطی بین طیف ارتعاش مولکول و بوی آن وجود داشته باشد . گرچه دانشمندان هنوز باید چیز هایی را درباره ی ویژگی های گیرنده ها بدانند ، اما مدل کارت خوانی بینشی را در مورد چگونگی عمل گزینش گری برای مشاهده ی انسان به دست می دهد . استونهام توضیح داد که " در مورد امکان شناخت کامل بوییدن در آیندۀ نزدیک ، سطح های شناخت متفاوتی وجود دارد . اما تا سطحی که بتوان بو ها را طراحی کرد ، احتمالاً آری ( و در واقع لوکاتورین و شرکت او فلکسیترال ( Flexitral) ، نسبتاً موفق بوده اند.)
 
 
ترجمه :دکتر منیژه رهبر
     مرجع
منبع:  http://avangnews.googlepages.com/news15

ادامه نوشته

آیا مکانیک کوانتومی ، علیت را نقض می کند ؟

مقدمه :
دستاوردهای علمی بشر، علاوه بر اینكه طبیعت را مطیع و مسخر وی می سازد، تفكرات فلسفی و جهان بینی او را نیز دگرگون می كند. پیشرفت دانش به موازات حل مسائل زندگی، محیط فكری و فرهنگی مناسب تری برای كسب دستاوردها و پیشرفت های علمی بشر مهیا می كند و با دقیق تر كردن معیارها و منقح تر كردن روش های علمی بر قدرت نفوذ و قلمرو دانش بشر می افزاید. از جمله قدیمی ترین اصولی كه انسان در تبیین رویدادهای اطراف خود به كار می گرفته، برهان علیت است. علیت به عنوان یك قانون عام و فراگیر، همه حوادث را در برمی گرفت و قرن ها اساس تمام علم ما به جهان را تشكیل می داد.شاید قدمت تفكر علی به اندازه قدمت خود فكر باشد.
پيشرفت های علم فیزیک در عصر ما (نظریه کوانتوم ) برخى از پايه اى ترين تصورات عقل سليم ما از جهان، نظير عليت را، زير سنوال کشيده اند.
در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ عليت در رابطه با پديده هاى مادى درک مى شود. در حالیکه در مکانیک کوانتوم رابطه ی علت و معلول را باید از طریق انتقال اطلاعات مورد بررسی قرار داد. بنابرابن اگر پدبده هاى جهان ترکيبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند، در آنصورت عليت از زوايه يک خاصيت پدبده مورد نظر ممکن است با عليت از زاويه خاصيت ديگر آن در نقطه مقابل هم قرار گيرد. در نتيجه ممکن است که کل مفهوم متافيزبکى تقدم و تأخر را مجبور شويم در چارچوب ديگرى مطرح کنيم.
فيزيک کوانتوم به ما آموخت که محدوديت مفاهيم علت و معلول درهر عرصه را نيز درک کنيم و با حدود اين "عمومى ترين" قانون طبيعت نيز آشنا شويم.
در نیمه نخست قرن بیستم كه ساختارهای كلاسیك علوم تجربی و لب آن یعنی فیزیك نظری در حال پوست اندازی بود، نظریه مكانیك كوانتومی نوین كه از دل نظریه مكانیك كوانتومی قدیم برآمده بود، تاثیر بسیار شگرفی بر اصول تفكرات فلسفی و جهان بینی بشری داشت. كشفیات دانشمندان فیزیك تجربی در ربع اول قرن بیستم، توسط فیزیكدانان بزرگ آن زمان مثل پلانك، اینشتین، بور و زومرفلد توجیهات پدیده شناسانه ای پیدا كرده بود. اما نیاز به یكسان سازی قوانین و تدوین آنها براساس یك نظام مبتنی بر اصول موضوعه به شدت احساس می شد. در آن زمان نسل دوم فیزیكدانان بزرگ معاصر مثل پائولی دیراك، هایزنبرگ، شرودینگر و فون نویمان و... دست به كار شدند و با تحلیل عمیق داده های تجربی، مكانیك كوانتومی جدید را به وجود آوردند. در این بین كارل فردریش فون ویتسكر فیزیكدان جوانی كه به گفته استادش هایزنبرگ، در ۱۸سالگی دیگر چیزی برای یادگرفتن برایش نمانده بود، ایدئولوژیك كردن قوانین و دستاوردهای نظری مكانیك كوانتوم را آغاز كرد. در زمانه ای كه بوی بدبختی و جنگ و آنارشی تمام اروپا را فرا می گرفت، مكانیك كوانتومی نوین به وجود آمد و به همراه روانشناسی ویلیام جیمز از یك سو و تفكرات تحصلی حلقه وین رشد و باروری خود را آغاز كرد. عظمت دستاوردهای مكانیك كوانتومی در توجیه پدیده ها و به خصوص شاهكارش یعنی توجیه كامل طیف اتم هیدروژن جا را برای نشستن و تفكر عمیق روی نتایج فلسفی مكانیك كوانتومی تنگ كرده بود و اگر بزرگانی چون اینشتین، شرودینگر و... نبودند تا بر دستاوردهای فلسفی قضیه ایراد وارد كنند چه بسا تا به امروز مكانیك كوانتومی به عنوان امری محتوم و نقطه پایان نظری فیزیك پذیرفته شده بود.
علیت
واژۀ علیت در قرون اخیر در میان فیزیکدانان به این معنی به کار رفته است که اطلاعات دقیق از حالت فعلی یک سیستم فیزیکی برای پیش بینی آیندۀ آن کفایت می کند. به عبارت دیگر در جهان قوانین لایتخلفی وجود دارند که به کمک آنها می توان بطور یگانه آیندۀ هر سیستم فیزیکی را از روی وضعیت فعلی آن تعیین کرد.
این تعبیر خاص از علییت را اصل موجبیت (دترمینیسم) می نامند. این اصل در مکانیک نیوتنی اعتبار مطلق داشت ولی پس از تکوین مکانیک کوانتومی بنیانگذاران مکتب کپنهاگی گفتند که دترمینیسم را باید کنار گذاشت. در میان اینها بور وضعیت خاصی داشت زیرا او حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی جدید اعتبار دترمینیسم را مورد تردید قرار داده بود:"این نویسنده پیشنهاد کرد که تغییر هر حالت یک اتم،که در آن اتم از یک حالت مانا به حالت مانای دیگر می رود،باید یک فرآیند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح بیشتر نیست. در اینجا، آنقدر از توصیف علی دوریم که می توان گفت هر اتم در یک حالت مانا مختار است به هر حالت مانای دیگر منتقل شود." در سال 1923 نیز بور در مقاله ای که به اتفاق کرامرز و اسلیتر نوشت تخلف از علیت را پیشنهاد کرد که اندک زمانی بعد تجارب بوته – گایگر و کامپتون – سایمون آن را رد کرد. همچنین بور در سخنرانیی که در سال 1925 در کنگرۀ ریاضیدانان اسکاندیناویایی ایراد کرد متذکر شد که پیشرفت فیزیک امکان یک توصیف علی منسجم از پدیده های اتمی را رد کرده است.
بور پس از پی بردن به اصل مکملیت،موضعی میان طرد کامل موجبیت و اعتبار مطلق آن اختیار کرد. در این زمان بور عقیده داشت که قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت(که مصادیق روابط علی هستند) در صورتی دقیقا صدق می کنند که از توصیف زمانی – مکانی حوادث صرفنظر کنیم وبالعکس. به عبارت دیگر،ارائه یک توصیف زمانی – مکانی و یک توصیف علی دقیق برای حوادث فردی به طور همزمان امکان ندارد و یکی از ایندو را باید فدای دیگری کرد. به قول بور:"این وضعیت مخصوصا مانع تلفیق غیر مقید مختصات زمانی – مکانی و قوانین بقای اندازه حرکت – انرژی که توصیف تصویری علی فیزیک کلاسیک بر مبنای آنهاست می شود. بنابراین یک طرح تجربی که منظور از آن پیدا کردن مکان یک ذرۀ اتمی در لحظۀ بعدی (بعد از تعیین آن در یک زمان قبلی) است مستلزم انتقال (علی الاصول غیر قابل کنترل) انرژی و اندازه حرکت به ترازهای ثابت و ساعتهای میزان شده (که برای تعریف دستگاه مرجع ضرورت دارند)است. بالعکس استفاده از هر طرحی که برای مطالعۀ ترازمندی انرژی و اندازه حرکت (که برای توجیه خواص ذاتی اشیاء اتمی لازم است) مناسب باشد مستلزم صرف نظر کردن از تفصیلات مختصات زمانی – مکانی ذرات سازندۀ سیستم است."
اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت.
از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است.
وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد»
لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.
لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »
مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.
دکارت ، اراده و علیت
دكارت مي گفت : محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشد اگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.
جوابي از ورنر هايزنبرگ در کتاب جز و کل :
يک اتم تنهاي راديوم B را در نظر بگيريد . البته آزمايش کردن با تعداد زيادي اتم يعني با يک تکه کوچک راديوم B آسانتر است ولي علي الاصول دليلي وجود ندارد که نتوانيم رفتار يک اتم را بررسي کنيم . مي دانيم که اتم راديوم B بايد دير يا زود الکتروني در جهتي گسيل کند و به صورت يک اتم راديوم C در آيد به طور متوسط اين امر بعد از حدود نيم ساعت رخ مي دهد ولي يک اتم خاص ممکن است بعد از چند ثانيه يا بعد از چند روز تبديل يابد . منظور از متوسط جز اين نيست که وقتي تعداد زيادي اتم راديوم B داشته باشيم بهد از حدود 30 دقيقه نصف آنها تبديل خواهد شد .اما ما نميتوانيم توضيح دهيم که چرا اتم خاصي در لحظه خاصي فرو پاشيده مي شود و در لحظه ديگر نمي شود يا چه عاملي باعث ميشود که آن اتم الکترونش را در اين جهت خاص گسيل مند و در جهت ديگري نکند و همين جاست که قانون عليت در هم ميريزد .
کتاب جز و کل- مرکز نشر دانشگاهي - ترجمه : حسين معصومي همداني
نتیجه کلی اینکه عنی فیزیک کوانتوم علیت را رد می کند.
سیر علت و معلولی در مکانیک کوانتوم موجود نیست.
-----
به عبارتی فیزیک نوین الزام های فیزیک کلاسیک را ازبین برده است...
هیچ الزامی نیست که پس از الف (مختصه ی فضا - زمان) ب بیاید.
هیچ قطعیتی نیست که الف و ب پشت سر هم باشند.
و ...

بیان خواص کوانتومی در مقیاسی قابل رویت

در دنیای فیزیک مدرن اعتقاد بر این است که رفتار ذرات زیر اتمی با توجه به قوانین مکانیک کوانتومی ، کاملا متفاوت با مقیاس انسانی برای اشیاء است. اما در همین گیر و داد “آرون او کانال” با دستیابی به موفقیت در آزمایشی، با ساخت شئی که با چشم غیر مصلح قابل مشاهده است و رفتار کوانتومی از خود بروز می دهد (به عنوان مثال می تواند حضور یک ذره را به طور همزمان در دو مکان را نشان دهد) توانسته دیدگاه جدیدی را به روش خودش مطرح کند.

او معتقد است که تمامی ذرات و حتی اجسام به تنهایی و با حذف تمامی عوامل خارج (یعنی در شرایط خلاء محض) از خود روابطی منطبق بر مکانیک کوانتومی بروز میدهند. اما وقتی آنها کنار یکدیگر در دنیای بزرگتر به صورت مجموعه ای از اشیاء قرار می گیرند به علت تاثیر گذاری بر روی یکدیگر نمی توانند رفتار طبیعی خودشان را داشته باشند.

او قطعه فلزی را در آزمایشگاه در محیطی نزدیک به خلا محض، یعنی محیطی بدون نورو هوا با دمایی نزدیک به صفر مطلق قرار داد. او در این شرایط به برسی رفتار آن شئی پرداخت و دریافت که به جای این که کاملا ساکن باشد در حال ارتعاش است؛ اما نکته خیره کننده  این بود که آزمایشهای بیشتر آن شئی را در یک زمان هم مرتعش و هم نامرتعش اندازگیری می کردند. و از این نتیجه ای نمی توان گرفت جز این که آن قطعه فلز در آن شرایط فراهم شده، میتوانست در یک زمان در دو مکان قرار داشته باشد.

در ویدوی زیر می توانید سخنرانی  آیرون او کانال رو در باره همین موضوع در سالن همایش شبکه TED مشاهده کنید.

برای مشاهده زیرنویس فارسی در این ویدیو میتوانید از منوی Languages  استفاده کنید .

 

منبع: فیزیکدان

مكانيك كوانتوم منشأ حيات را مي يابد؟

    مكانيك كوانتوم منشأ حيات را مي يابد؟

    ايرنا: 60 سال پس از آن كه اروين شرودينگر، يكي از بنيانگذاران مكانيك كوانتومي پيش بيني كرد كه اين دانش راز حيات را مي گشايد، هنوز پيش بيني او تحقق نيافته است، اما توجه دانشمندان روز به روز بيشتر به استفاده از اين نظريه براي رازگشايي از معماي خلقت جلب مي شود.
    يكي از تاثيرگذارترين كتاب هاي فيزيك در قرن بيستم كتابي بود كه در اصل درباره زيست شناسي بحث مي كرد. اين كتاب كه در سال 1944 با عنوان حيات چيست؟ انتشار يافت، مجموعه اي از چند سخنراني بود كه طي آنها شرودينگر پايه گذار مكانيك موجي، توضيح داده بود كه مكانيك كوانتومي يا يكي از صورت هاي جديد آن مي تواند از معماي حيات رازگشايي كند. اين كتاب كوچك، زيست شناسي مولكولي را بنياد نهاد.
    در قرن نوزدهم بسياري از دانشمندان مي پنداشتند كه پاسخ پرسش چالش برانگيز شرودينگر را در آستين دارند. آنان معتقد بودند كه حيات از نوعي ماده جادويي به وجود آمده است! اصطلاح شيمي آلي organic chemistry برجاي مانده از همان دوران است. اين باور كه راز حيات با كمك تركيبات شيمي آلي گشوده مي شود، دانشمندان را به اين نظر رهنمون كرده بود كه اگر تركيب صحيح مواد شيميايي را بيابند آنگاه مي توانند حيات را در آزمايشگاه توليد كنند. در سال هاي بعد، بيشتر تحقيقاتي كه در حوزه زيست شناسي مربوط به حيات صورت گرفت، بر همين ديدگاه استوار بود. در اين رشته تازه، فرض اصلي آن بود كه علم شيمي واسطه و پلي ميان زيست شناسي و حيات است، و با تركيب مناسب مواد شيميايي تحت شرايط مناسب مي توان حيات را از آغاز پديد آورد. يكي از مهم ترين آزمايش هايي كه با تكيه بر همين ديدگاه به انجام رسيد و موجب شد كه نسل هاي بعدي دانشمندان به تقليد از آن برخيزند، آزمايشي بود كه دو محقق به نام هاي ميلر و آوري در سال 1952 به انجام رساندند و در آن با ايجاد جرقه در تركيبي از آب و گازهاي معمولي توانستند اسيدهاي آمينه توليد كنند.
    هنگامي كه شرودينگر پرسش حيات چيست؟ را مطرح كرد با آن كه در آن هنگام هنوز مولكول DNA و رمزهاي ژنتيكي كشف نشده بود، قادر بود اهميت مساله ذخيره سازي و تكثير اطلاعات در درون هر سلول را براي ظهور حيات تشخيص دهد. امروزه دانشمندان به سلول ها، نه به عنوان ماده جادويي كه به عنوان كامپيوترها نظر مي كنند (يعني ماشين هايي كه از توان پردازش و بازتوليد اطلاعات برخوردارند و واجد دقت بسيار حيرت انگيزي هستند.) زماني كه به حيات به منزله پردازش اطلاعات نظر شود تصوير كل مساله و پرسش اساسي حيات چيست؟ كاملا دگرگون مي شود.
    زيست شناسان همواره به توليد مثل كه يكي از سنگ هاي زيربنا و مشخصه هاي اصلي حيات است به چشم بازتوليد ساختارها نظر مي كردند، حال خواه اين بازتوليد ساختار مربوط به بازتوليد مولكول DNA باشد و خواه كل سلول باشد. اما براي آن كه حيات به وجود بيايد، به ساختار نيازي نيست بلكه تنها چيزي كه مورد نياز است تكثير اطلاعات است. اطلاعات را در تراز كوانتومي به مراتب با سرعت بيشتري از تراز مكانيك كلاسيك مي توان پردازش كرد. از اين گذشته در سيستم هاي كوانتومي مي توان از پديدارهاي شگفت انگيزي مانند برهم نهي (superposition) درهم تنيدگي(entanglement) و نقب زدن (tunnelling) استفاده كرد كه همه اين پديدارها مي توانند سرعت محاسبات را افزايش دهند. نيازي نيست كه يك بازتوليدكننده كوانتومي (quantum replicator)، يك سيستم اتمي باشد كه بتواند مشابه خود را توليد كند. در واقع يك قضيه كوانتومي به اثبات رسيده است كه مشابه سازي تابع موج براي سيستم هاي كوانتومي غيرممكن است.
    آن چه كه در جهان كوانتومي براي بازتوليد مورد نياز است صرفا آن است كه محتواي اطلاعات درون يك سيستم كوانتومي يا اتمي، كم و بيش عينا بازتوليد شود، آن هم نه اين كه همه اين اطلاعات در تنها يك گام بازتوليد شود بلكه ممكن است اين مساله در يك سلسله از بر هم كنش ها اتفاق بيفتد. اين اطلاعات موجود در درون يك سيستم كوانتومي ممكن است اطلاعات ديجيتالي باشد كه به صورت صفر و يك در درون سيستم ذخيره شده، مثلا در قالب جهت محور اسپين يك الكترون باشد. به اين ترتيب مكانيك كوانتومي در تراز اتمي اطلاعات ژنتيكي را به صورت ديجيتالي و غيرپيوسته مورد پردازش و استفاده قرار مي دهد. سوالي كه براي دانشمندان مطرح است آن است كه اين بازتوليدكننده كوانتومي چيست؟ در كدام محيط است كه نخستين اطلاعات مربوط به حيات شروع به تكثير مي كنند. در هر حال اين نخستين بازتوليدكننده كوانتومي اطلاعات حياتي در هر جا كه پديدار شد، زماني كه شماري از بازتوليدكننده هاي مشابه خود را تكثير كرد و جمعيت كوچكي را پديد آورد، آن گاه يكي از ويژگي هاي ذاتي مكانيك كوانتومي يعني عدم قطعيت، مكانيزمي دروني براي ايجاد تنوع و تغيير در اين جمعيت رو به ازدياد را به وجود مي آورد. حال اگر در اين جمعيت مكانيزمي نيز براي گزينش به وجود آيد آن گاه راه براي فرآيند تكامل دارويني و پديدار شدن انواع گونه هاي پيچيده تر هموار مي شود.
    به اين ترتيب اين پرسش مطرح مي شود كه حيات آلي چگونه آغاز شد؟ اطلاعات به راحتي از يك محيط و يك ظرف، به محيط و ظرف ديگر قابل انتقال است. در جريان اين تغيير و تحولات در تراز كوانتومي، احتمالا حيات كوانتومي مولكول هاي بزرگي به وجود آورده كه از آن ها به عنوان حافظه هاي اضافي و پشتيبان براي ذخيره اطلاعاتي كه پردازش شده است بهره بگيرد. نهايت اين فرآيند به آن جا ختم مي شود كه ماده آلي خود كار تكثير و انتقال اطلاعات را در تراز بالاتر از تراز كوانتومي به دست مي گيرد و به اين ترتيب حيات از تراز كوانتومي كه عالم صغير است به تراز عالم كبير انتقال مي يابد. ضرر ناشي از كاسته شدن از سرعت محاسبات در اين تراز با عوامل ديگري نظير افزوده شدن بر ميزان پيچيدگي، توانايي مانور و تغيير و بالا رفتن ميزان ثبات مولكول هاي آلي، جبران مي شود.
    نكته اي كه در اين بحث بايد مورد توجه تام قرار گيرد پديده پيچيدگي است. تكثير يك واحد يا بيت (bit) اطلاعات يك مطلب است و توليد و تكثير سلسله پردامنه اي از واحدها يا بيت هاي اطلاعات، امري به كلي متفاوت از اين مطلب است. زماني كه شرودينگر كتاب خود را به چاپ رساند، مكانيك كوانتومي با موفقيت هر چه تمام تر ماهيت ماده را توضيح مي داد. حيات نيز به يك اعتبار به ماده اتكا دارد هر چند كه اين اتكا امري اسرارآميز است. اما 60 سال بعد از پيش بيني شرودينگر از آن جا كه شيمي دانان هنوز در مفاهيم و مدل هاي خود تجديدنظر نكرده اند و هنوز با همان مدل هاي قديمي درصدد توضيح نحوه اتصال اتم ها و مولكول ها هستند، نتوانسته اند گام مهمي در يافتن پاسخ براي پرسش چالش برانگيز شرودينگر بيابند.

کوانتوم در مدیریت!

نظریه ای جدید در مدیریت تعارض

شروع قرن ۲۱ را می توان از نظر فناوری عصر کوانتوم نامید. رایانه ها، اینترنت، بارکد خوانها و جراحی های لیزری تنها چند نمونه از پیامدهای جدید و نوآوریهای نظریه فیزیک قرن بیستم هستند که مکانیک کوانتومی (QUANTUM MECHANICS) نامیده می شوند (شلتون و دارلینگ، ۲۰۰۱).

اگرچه تیلور مدیریت علمی را در آمریکا انتشار داد، نوشته های فایول در اروپا مجموعه ای از مهارتهای مدیریتی که هماهنگ با جهان مکانیکی تیلور بود، ایجاد کرد. فایول این مهارتها را به عنوان برنامه ریزی، سازماندهی، هدایت و کنترل نامید و اگرچه مینتزبرگ، اعتبار این مهارتهای مدیریتی را ۳۰ سال بعد به چالش کشید، کتابهای مدیریتی و کسب و کار قرن ۲۱ به توصیف و شرح آنها و مدیران به اتکا به آنها ادامه دادند. امروزه در جهان پیچیده و پر از تغییرات مستمر، این مهارتها به سرعت غیر قابل استفاده شده اند. آنها برای حیات در زمانهای ابتدایی که سازمانها به عنوان موجوداتی ثابت نگریسته می شدند و در شکل و رفتار قابل پیش بینی، منطقی و خطی عمل می‌کردند، ساخته شده بودند. امروزه تغییرات سریع و مستمر، جهان را به طور پیچیده ای از حالت ثبات و قابلیت پیش بینی خارج کرده است. در چنین جهانی توانایی مدیران برای برنامه ریزی، سازماندهی، هدایت و کنترل به طور فزاینده ای به مخاطره افتاده است.

علوم جدید مبتنی بر فیزیک کوانتوم و نظریه آشوب، پایه ای مفهومی برای مجموعه مهارتهای مدیریتی جدید- مجموعه مهارتهایی که مدیران را قادر می سازد که نه تنها تعارض را از دیدگاه جدید بنگرند، بلکه به شیوه ای جدید به تعارض پاسخ دهند- فراهم آورده است. این مهارتها، مهارتهای کوانتومی نامیده شده اند. نه فقط به این دلیل که منتج از اصول اصلی علوم جدید هستند، بلکه مهم تر به این دلیل که نیازمند یک حلقه کوانتومی در پارادایم مدیریت جدید هستند. آنها قصد جایگزینی مهارتهای مدیریت سنتی را ندارند، بلکه آنها را کامل می کنند. آنها مدیران را با دیدگاهی کاملاً متفکر و عقلی برای اداره افراد و تعارض روبرو می کنند. مهارتهای کوانتومی به شرح زیر تعریف شده اند:

۱) دیدن کوانتومی: توانایی برای دیدن هدفمند؛

۲) تفکر کوانتومی: توانایی فکر کردن به شیوه متناقض؛

۳) احساس کوانتومی: توانایی احساس زنده و حیاتبخش؛

۴) شناخت کوانتومی: توانایی دانستن به شیوه خلاقانه و شهودی؛

۵) عمل کوانتومی: توانایی عمل به شیوه مسئولانه؛

۶) اعتماد کوانتومی: توانایی اعتماد به فرایند زندگی؛

۷) وجود کوانتومی: توانایی برای برقراری ارتباط مستمر (شلتون و دارلینگ، ۲۰۰۱)

● دیدن کوانتومی

توانایی برای دیدن هدفمند، مبتنی براین منطق است که واقعیت ذاتاً ذهنی است،که براساس انتظارات و باورهای(عقاید) مشاهده کننده ظهور می کند. تحقیق در مکانیک های کوانتوم، ادراک انسان و ساختاردهی اجتماعی، همه این منطق را، که عمده آنچه ما در جهان خارج می بینیم، یک عملکرد از پیش فرضها و باورهای درونی ما است، حمایت می کند. (دارلینگ، ۲۰۰۱)

چیکزنتمیها لایی (CISKSZENTMIHALYI) (۰۹۹۱) معتقد است که قصد و نیت فرایند روانشناسی است که در آن واقعیتها ساخته می‌شود. نیات موجب می شوند مدیران به محرکهای خاصی توجه کنند، درحالی که انبوهی از موارد محتمل را به کلی نادیده می گیرند. مهارت دیدن کوانتومی، مدیران را قادر می سازد تا آگاهانه مقاصد و نیات خود را انتخاب کنند. برای مثال، زمانی که تعارض اتفاق می افتد، پاسخ کوانتومی، باید تلاش برای کشف پیش فرضها و عقاید آنهایی که در تعارض درگیرند، باشد، و مقاصد و نیات تحت آن، که موجب ایجاد تعارض هستند، را جستجو کند. هر طرف، نه تنها باید ارتباط بین فرآیند شناخت درونی و ادراکات بیرونی را به طور کامل تشخیص دهد، بلکه هرکدام باید برای موقعیت، دسته ای از مقاصد روشن را به وجود آورد.

مدیری که در مهارت دیدن کوانتومی، تواناست، توانایی خود را برای تعریف و آزمون پیش فرضها و باورها مدل سازی می کند (شلتون، ۲۰۰۴).

● تفکر کوانتومی

توانایی فکر کردن به شیوه متناقض و متضاد، که از تحقیقات فیزیک کوانتوم ناشی شده است، بیان می کند که جهان غالباً به شیوه غیرمنطقی و پارادوکس عمل می کند. آشکارترین پارادوکس کوانتوم آن است که، جهان سه بعدی مرئی منحصراً از انرژیهای نامرئی تشکیل شده است. - نیرویی که دو جنبه متفاوت دارد- موج و ذره. (دارلینگ، ۲۰۰۱)

حل تعارض همچنین یک فرآیند پارادوکس است. اغلب یک طرف یک راه حل را مطلوب می داند، در حالی که طرف دیگر کاملاً برعکس آن می اندیشد. این مطلوبیتهای متضاد راه حلهای برد - برد را مشکل ساخته است. به دلیل موقعیتهای پارادوکس و مطلوبیتها و نیازهای به ظاهر متضاد، راه حلهای برد - برد مکرراً جستجو می گردند اما به ندرت قابل دسترسی هستند. نتایج دیگر بیشتر متداول هستند ( مانند برد - باخت یا باخت - باخت) شاید به دلیل آن است که راه حلهای برد - برد برای تعارض، دربرگیرنده موقعیتهایی هستند که به طور مستقیم متضادند، و به ندرت از طریق فرایند خطی حل مشکل، - رویکرد سنتی به مدیریت تعارض - قابل حل شدن هستند.

● احساس کوانتومی

توانایی احساس زنده و حیاتبخش، که مبتنی بر منطقی است که انسانها همانند سایر جهانیان با کوانتوم‌های یکسانی مواجه هستند و بنابراین موضوعی برای قوانین جهانی تحریک انرژی هستند. (دارلینگ، ۲۰۰۱ )تحقیق مؤسسه (هرت مث )IHM آنچه را که بیشتر مدیران به طور شهودی می دانند، تایید می کند. یعنی احساسات منفی انرژی بر و احساسات مثبت انرژی زا هستند. علم به دانستن این شهود، بنظر نمی رسد مقدار استرس و تعارض که در جهان کسب و کار جاری است، را کاهش دهد. برنامه های سریع، انرژی را از بین می برند. شغلهای پر استرس، انرژی را تحلیل می دهند. مدیران سلامتی و سرزندگی را مطلوب می دانند، اما آنها معمولاً سختی را به شکل تعارض تجربه می کنند.

توانایی احساس کوانتومی، مدیران را قادر می سازد که احساس درونی خوبی داشته باشند، بدون توجه به آنچه که در بیرون اتفاق می‌افتد. وقتی آنها از این مهارت استفاده می کنند، یاد می گیرند که چگونه ظاهر بدنشان را به وسیله تغییر در احساس قلبی خود تغییر دهند. آنها به طور مضاعفی از نقطه انتخاب ادراکی بین هر محرک بیرونی و پاسخ درونی منتج شده، آگاه می شوند. آنها شروع به تشخیص این نکته می کنند که انرژی هرگز به وسیله دیگر افراد تهی نمی گردد، مگر به وسیله انتخابهای ادراکی (شلتون، ۲۰۰۴).

تحقیق IHM بیان می کند که مدیران می توانند سطوح بالایی از انرژی را به سادگی به وسیله انتخاب تمرکز بر جنبه های مثبت هر واقعه‌ای، حفظ کنند. دیدن وقایع منفی از یک رویکرد مثبت، نیازمند مهارتهای احساس پارادوکس است (شلتون، ۲۰۰۴).

● دانستن کوانتومی

توانایی برای دانستن به شیوه خلاقانه و شهودی، که از حوزه تئوری کوانتوم مشتق شده است. علی‌رغم وسوسه جوامع غربی با پارادایم مثبت گرایی، تحقیق مدیریتی اخیر بیان می کند که عمده مدیران ارشد، به یک اعتماد قوی به شهود اعتراف کرده اند. - اگرچه تعداد کمی از آنها تواناییهای شهودی خود را عمومی می سازند و حتی کمتر تلاش می کنند تا دانستن شهودی را در عملیات روزانه سازمان، انتشار دهند و ترکیب کنند. اگرچه همانگونه که ما به قرن ۲۱ می نگریم، مقدار اطلاعات در دسترس، شیوه‌های جدید دانستن را تحت حمایت قرار می دهد. زیرا در قرن ۲۱، زمان کافی برای حل مشکل و حل تعارض با استفاده از مدل‌های خطی سنتی ۱۰۰۲)
لانگر(Langer) نظریه تصمیم گیری حضوری (Mindful Decision Making) را ارائه داد. او بیان می کند که جمع آوری اطلاعات لزوماً تصمیمات بهتر را ایجاد نمی کند. در واقع لانگر معتقد است که سازمانها بر اهداف غیرممکن - کاهش عدم اطمینان از طریق جمع آوری اطلاعات - تمرکز می کنند. این بیهوده است، زیرا حتی مقدار اطلاعاتی که می تواند جمع آوری شود، در مورد ساده ترین تصمیمات همانند ایجاد یک محصول جدید یا انتخاب یک عرضه کننده، می تواند شامل تحقیقات محدودی گردد. علی رغم تمرکز بر جمع آوری اطلاعات، تئوری لانگر بر آگاه ماندن تاکید دارد(آگاهی). او نشان داد که مطمئن بودن، به طور واقعی یک عیب بزرگ است. اطمینان انسان را به سوی کم آگاهی و بی خبری هدایت می کند. زمانی که ما مطمئن هستیم ، از دقت کردن دست برمی داریم. به عبارت دیگر، عدم اطمینان، ما را در جهان بیرون و شهود درونی، هوشیار نگه می دارد.(شلتون، ۲۰۰۴)

البته مواقعی وجود دارد که فرآیند جمع آوری اطلاعات سنتی نه تنها مفید، بلکه واجب و لازم است. برای مثال اگر تعارض مدیر و یک کارمند، بالا بگیرد ( شدت بیابد) در نقطه نهایی داوری، برای کارکنان منابع انسانی یا توسعه سازمانی قابل توجیه است که اطلاعات را جمع آوری کنند. بدون یک فرایند متفکرانه تحقیقی، هر دو خطای قانونی و اخلاقی ممکن است اتفاق بیفتد. (دی پائولو و هوی، ۲۰۰۳)

مهارت دانستن و شناخت کوانتومی، ابزاری برای میانبر زدن در فرایند سختکوشی و تلاش نیست، بلکه کاهش فرایندهای تکراری است، که یک سازمان نیاز به انجام آن دارد. مدیرانی که مهارت دانستن کوانتومی را مطلوب می دانند نه فقط با افراد به شیوه ای احترام آمیز و با بینش شهودی عمیق رفتار، بلکه آنها خلاقانه یک جو آگاهی و تفکر را ایجاد می کنند. مدیران متخصص در این مهارت همچنین ممکن است از استعاره های راهنما برای کمک به آنهایی که در تعارض هستند، در جهت دستیابی به سطوح بالایی از دانستن شهودی استفاده کنند. بنابراین، برای چالشهای بسیار مشکل خود، راه حلهای بسیار خلاق ، کشف می کنند.

● عمل کوانتومی

توانایی برای عمل به شیوه مسئولانه، که مبتنی بر مفهوم کوانتومی پیوند و نتیجه فرعی دلایل غیر محلی(دور از هم) است.(دارلینگ، ۲۰۰۱)هر چیزی در این جهان بخشی از یک همبستگی در کل پیچیده است، که هر بخش بر دیگری اثر می گذارد و از دیگری تاثیر می گیرد. این اصل کوانتومی جداناپذیری، یک تحول جدید در تعارض ایجاد کرد. اثر هر چیزی در جهان به طور پیچیده ای به هم وابسته است. تفکر مدیران بر کل سیستم اثر می گذارد ( برای مثال تیم، بخش، سازمان و جهان). بنابراین، اگر مدیر همکاری کارکنان را برای ایجاد روشی جدید برای دیدن و پاسخ دادن به تعارض می خواهد، مدیر باید با مدل سازی این دیدگاه جدید را آغاز کند. هر انتخاب ادراکی جدید نه تنها عکس العملهای آینده مدیران را تحت تاثیر قرار خواهد داد، بلکه به دلیل ارتباط کوانتومی، هر فرد دیگری را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، مدیران زندگی و محیط کار خود را یکبار و یک زمان طراحی می کنند. هر فرد خودش یک همبستگی غیر محلی با دیگران است و هر تفکر و عمل مدیریت، کل سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد (دیسترا و دیگران، ۲۰۰۵) .

● اعتماد کوانتومی

توانایی اعتماد به فرایند زندگی، که از نظریه آشوب مشتق شده است. نظریه آشوب شیوه جدیدی برای نگریستن به تغییر وآشوبی که همراه آن است را فراهم می کند. این نظریه نشان می دهد که آشوب در فرایند تکامل ذاتی است. و تسریع کننده ای است که بی تعادلی مورد نیاز برای تکامل سیستم را ایجاد می کند. آشوب پیش زمینه ای برای پیشرفت است. بدون آشوب تغییر، زندگی راکد می شود و آنتروپی اتفاق می افتد (دارلینگ، ۲۰۰۱).

توانایی سیستم برای خود سازماندهی درونی مرزهای خود، یک مفهوم اساسی در مطالعه آشوب است. آشوب ساختارمند، یک پارادوکس برجسته است، که بیان می کند جهان منظم و آشوب دار است. جهانی که ساختارمند است بدون اینکه از قانون ساعت واره ها پیروی کند _ پتانسیل عدم پیش بینی.

استفاده از مهارت اعتماد کردن کوانتومی، مخصوصاً در محیطهای کاری سنتی ، جائی که ثبات و قابلیت پیش بینی ارزش محسوب می‌گردد، چالش ایجاد می کند. این مهارت نیاز دارد که مدیران با روح قدرت و کنترل خود مقابله کنند. مدیران اگر بخواهند خود سازماندهی موثق اتفاق افتد، باید مایل باشند تا بطور موقت در ورطه آشوب قدم بگذارند. اگرچه این مهارت بدین معنا نیست که مدیران تعارض را نادیده بگیرند، به سادگی بیان می کند که در مقابل اینکه دیگران را در برابر تعارض محافظت و یا تعارض دیگران را حل کنند از آنها در فرآیند تعارض حمایت و آنها را به استفاده از خرد درونی برای کشف راه حلهای برد - برد ابتکاری تشویق کنند. استفاده کردن از اصطلاحات نظریه آشوب، مدیران به عنوان یک منبع بازخورد، شریک در مشاهده رفتار دیگران و سپس نشست با آنهایی که بازخورد در آگاهی آنها از تعارض کمک می کند، عمل می کند و اگر بازخورد غیر قضاوتی و واقعی فراهم شد بسیار محتمل است که کارکنان درتعارض بطور اتفاقی به یک نقطه انشعاب برسند و این تعارض سبب ایجاد تحول گردد (شلتون، ۲۰۰۴).

● وجود کوانتومی

توانایی برای برقراری ارتباط مستمر، که طبیعت ارتباطی جهان را شناسایی می کند. این مهارت مدیران را قادر می سازد مالک احساسات خویش باشند تا آنها را به دیگران نسبت دهند. در سطح زیر اتمی، ماده، وجود خود را از طریق ارتباطات به دست می آورد. ذرات زیر اتمی مجردات هستند. خواص آنها فقط از طریق تعاملات آنها با دیگر ذرات قابل تعریف و مشاهده است. ذرات وابسته به ارتباطات هستند.

یک ارتباط کوانتومی - یعنی توانایی برای مرتبط شدن از نظر مفهومی به طریقی با دیگران، که هرکس بتواند جهان را از طریق چشمان دیگری ببیند - پیش نیازی برای حل تعارض برد _ برد است. از طریق چنین ارتباطی است که بر ترسهای درونی و دفاعهای آتی غلبه می‌گردد. زمانی که مدیران تمامی ارتباطاتشان را با معیار صحت و آسیب پذیری می نگرند، آنها شیوه جدیدی برای ارتباط با اطراف خودشان مدل سازی می کنند. این رودرویی های کوانتومی، مقوله های حل شده را تحریک می کند و زخمهای روانشناسی قبلی را تازه می کنند، بنابراین، به هر طرف، فرصتی برای یادگیری و بهبود یا انکار و پروژه سازی می دهد. افراد همانگونه که تحولات ادراکی را که در ارتباطات کوانتومی ذاتی هستند، تجربه می کنند، شروع به درک این نکته می کنند که واقعیتهای بیرونی آنها، یک فرافکنی از عقاید درونی آنها هستند. بنابراین، ارتباطات کوانتومی، آئینه های روانشناسی هستند، که افراد می توانند در آنها انعکاس خود را ببینند. زمانی که آنها در دیگری خطایی می بینند، مشاهدات آنها به سادگی توجه آنها را به خودشان انعکاس می دهد و بازخوردی را در مورد نواحی تکمیل نشده روح آنها برایشان فراهم می آورد. (شلتون و دارلینگ، ۲۰۰۴)

● خلاصه و نتیجه گیری

امروزه مدیران بر این نکته واقفند که تنها عنصر ثابت معادلات عصر حاضر تغییر است. بسیاری از رهبران دانسته اند که ثبات در سازمانها، عقیده ای قدیمی و منسوخ است و کنترل و پیش بینی چیزی بیهوده و عبث است. هنوز هم تاحدود زیادی، شیوه های مدیریت، از این فرضیات متغیر در مورد واقعیت، مصون نمانده است. این مقاله هفت مهارت کوانتومی را تعریف کرده است - مهارتهایی که ریشه در دیدگاه علمی جدید دارند، که جهان را به عنوان یک سیستم پیچیده، زنده و با ارتباطات بالا، به جای سیستمی ماشینی و ساعت واره معرفی کرده است -.این مهارتها رهبران قرن بیست ویکم را با مجموعه مهارتهای مغزی برای اداره افراد و تعارض روبرو می کند.
متخصصان حل تعارض در سازمان و مخصوصاً متخصصان امر توسعه سازمان (DO) نیازمند تبدیل شدن به رهبران تفکر کوانتومی هستند، آنها نیازمند کشف مدل های ذهنی خود هستند و سپس آنها را با مهارتهای کوانتومی آزمون کنند. پیشروان تغییر کوانتومی، تا زمانی که خود را تغییر نداده اند، نمی توانند سازمانها را تغییر دهند. تجدید نظر در برنامه های توسعه رهبری، به شیوه ای که مشارکت کنندگان را تشویق می کند که فراتر از پارادایم های سنتی خود بیندیشند و مفاهیم علمی جدید را تحقیق کنند، عمل با ارزش دیگری است. مجریان توسعه سازمان همچنین می توانند رویکردهای علمی جدید و ابتکاری به حل تعارض را معرفی و ایجاد کنند. تیم سازی همیشه فعالیت صحیح نیست. صلح و آرامش همیشه مطلوب نیست. ایجاد اندکی عدم تعادل، مشخصه و لازمه توسعه سازمان قرن ۲۱ است. همانگونه که مجریان توسعه سازمان و مدیران عملیاتی، این مهارتها را فرا می گیرند، محیط کار ایستا و ثابت خود را به سازمانهای کوانتومی، پویا و انعطاف پذیر تبدیل می کنند. سازمانهایی که در عصر آشوب قرار دارند، خلاقانه، برای استفاده قدرت تحولگرای تعارض آماده می شوند.

کوانتوم یعنی چه؟

کوانتوم یعنی گسسته بودن به زبان ساده بعضی مواد رو نمیشه از یه حدی ریزتر کرد مثلا ادم یا یک دونه است یا دو تا ادم یا سه تا ادم نمیشه گفت یک ادم و نصفی یا بار الکتریکی یا به اندازه بار یک الکترونه یا دو تا یا .... اما نمیشه گفت بار الکتریکی یک جسم یک و نصفی بار یک الکترونه ولی بعضی چیزا پیوسته هستن مثل وزن ادم میتونه یک کلیو نصفی یا یکی کیلو و یک سوم کیلو باشه یا سرعت یا قد یا طول یا زمان به چیزهایی که میشه اونا رو به صورت یک مضرب عدد طبیعی از یک واحد نشون داد میگن کوانتومی و چیزهایی رو که به صورت مضرب حقیقی یعنی یکی و نصفی هم میشه گفت میشن غیر کوانتومی در مورد نور انیشتن ثابت کرد که کوانتومیه یعنی از یک واحد تشکیل شده و هر نوریمیتونه شامل مثلا هزار ویک تا بسته انرزیهباشه ولی نمیشه گفت هزار و یک و نیم بسته انرزی داره این بحث اونجا علمی میشه که موارد و چیزهایی که کوانتیده هستن محدودیتهایی دارن و نمیتونم نصف یا یک سوم اون مقدار حداقل رو داشته باشن و این کمک میکنه تو علم برای شناخت بهترشون
نتیجه : هر چیزی که یک حداقل داشته باشه که نتونه ازش کمتر بشه اسمشو میذاری کمیت کوانتومی و هر چیز که بتونیم به هر مقدار که بخوایم کوچیکترشو هم پیدا کنیم و حداقلی نداشته باشه میشه غیر کوانتومی کمیت کوانتومی مثل بار الکتریکی یا صفره یا حداقل به اندازه بار الکترون یا بیشتر نمیتونه هیچ وقت کمتر از حداقل که همون بار الکترون هست باشه یا 2تا الکترون نصفی بارش باشه چون نصفی یا یک سوم یا سک چهارم بار الکترون نداریم.

---

كمیت های فیزیكی به دو نوع پیوسته و گسسته هستند.
كوانتم به كوچكترین واحد از یك كمیت فیزیكی گسسته گفته میشه
مثلا:
مقدار e(بار یك الكترون یا پروتون) كوانتم بار الكتریكی است چون بار كوچك تر از اون در حالت طبیعی مشاهده نشده (البته وجود داره مثل بار كوارك ها)
مقدار hf (ثابت پلانك ضرب در فركانس موج)كوانتم انرژی است كه بهش فوتون هم میگن

فیزیك كوانتم هم به بررسی رفتار دستگاه فیزیكی در ابعاد كوانتمی می پردازه یعنی رفتار كوانتم های كمیت ها بررسی میشه

---

کوانتوم یعنی دونه دونه
هر چیزی که دونه دونه باشه توی مبحث کوانتوم هست
البته نه دونه های شن و ماسه و نقل ....

مثلا ما یه چوب رو انقدر ریز میکنیم تا به اتم های سازندش برسیم ، اینو میگن کوانتیده شدن

این در مورد موج ها هم صدق میکنه ، اگه ما یه موج رو گستته فرض کنیم این هم جز کوانتوم و مکانیک کوانتومی هست .

اما نمیتونیم بگیم هر دونه ی اتمی ای جز کوانتومه چون در فیزیک کلاسیک هم این دانه ها قابل جواب هستن ، و وقتی فیزیک کلاسیک نتونه بهشون پاسخ بده بخش فیزیک کوانتومی با فورمول های خاص خودش بهشون پاسخ میده

---

نيلز بور (1962-1885)، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم، در مورد چيزي كه بنيان گذارده است، جمله اي دارد به اين مضمون كه اگر كسي بگويد فيزيك كوانتوم را فهميده، پس چيزي نفهميده است. من هم در اينجا مي خواهم چيزي را برايتان توضيح دهم كه قرار است نفهميد!

گام اول: تقسيم ماده

بياييد از يك رشته‌ي دراز ماكارونيِ پخته شروع كنيم. اگر اين رشته‌ي ماكاروني را نصف كنيم، بعد نصف آن را هم

نصف كنيم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف كنيم و... شايد آخر سر به چيزي برسيم ــ البته اگر چيزي بماند! ــ كه به آن مولكولِ ماكاروني مي‌توان گفت؛ يعني كوچكترين جزئي كه هنوز ماكاروني است. حال اگر تقسيم كردن را باز هم ادامه بدهيم، حاصل كار خواص ماكاروني را نخواهد داشت، بلكه ممكن است در اثر ادامه‌ي تقسيم، به مولكول‌هاي كربن يا هيدروژن يا... بربخوريم. اين وسط، چيزي كه به درد ما مي خورد ــ يعني به دردِ نفهميدنِ كوانتوم! ــ اين است كه دست آخر، به اجزاي گسسته اي به نام مولكول يا اتم مي رسيم.

اين پرسش از ساختار ماده كه «آجرك ساختماني ماده چيست؟»، پرسشي قديمي و البته بنيادي است. ما به آن، به كمك فيزيك كلاسيك، چنين پاسخ گفته ايم: ساختار ماده، ذره اي و گسسته است؛ اين يعني نظريه‌ي مولكولي.

گام دوم: تقسيم انرژي

بياييد ايده‌ي تقيسم كردن را در مورد چيزهاي عجيب تري به كار ببريم، يا فكر كنيم كه مي توان به كار برد يا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم اين نيست كه داخل يك قوطي جيغ بكشيم و در آن را ببنديم و سعي كنيم جيغ خود را نصف ـ نصف بيرون بدهيم. صوت يك موج مكانيكي است كه مي تواند در جامدات، مايعات و گازها منتشر شود. چشمه هاي صوت معمولاً سيستم هاي مرتعش هستند. ساده ترين اين سيستم ها، تار مرتعش است ــ كه در حنجره‌ي انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتي(!) و بر اساس مكانيك كلاسيك مي توان نشان داد كه بسياري از كمّيت هاي مربوط به يك تار كشيده‌ي مرتعش، از جمله فركانس، انرژي، توان و... گسسته (كوانتيده) هستند. گسسته بودن در مكانيك موجي پديده اي آشنا و طبيعي است (براي مطالعه‌ي بيشتر مي توانيد به فصل‌هاي 19 و 20 «فيزيك هاليدي» مراجعه كنيد). امواج صوتي هم مثال ديگري از كمّيت هاي گسسته (كوانتيده) در فيزيك كلاسيك هستند. مفهوم موج در مكانيك كوانتومي و فيزيك مدرن جايگاه بسيار ويژه و مهمي دارد كه جلوتر به آن مي رسيم و يكي از مفاهيم كليدي در مكانيك كوانتوم است.

پس گسسته بودن يك مفهوم كوانتومي نيست. اين تصور كه فيزيك كوانتومي مساوي است با گسسته شدن كمّيت هاي فيزيكي، همه‌ي مفهوم كوانتوم را در بر ندارد؛ كمّيت هاي گسسته در فيزيك كلاسيك هم وجود دارند. بنابراين، هنوز با ايده‌ي تقسيم كردن و سعي براي تقسيم كردن چيزها مي‌توانيم لذت ببريم!

گام سوم: مولكول نور

خوب! تا اينجا داشتم سعي مي كردم توضيح دهم كه مكانيك كوانتومي چه چيزي نيست. حالا مي رسيم به شروع ماجرا:

فرض كنيد به جاي رشته‌ي ماكاروني، بخواهيم يك باريكه‌ي نور را به طور مداوم تقسيم كنيم. آيا فكر مي كنيد كه دست آخر به چيزي مثل «مولكول نور» (يا آنچه امروز فوتون مي‌ناميم) برسيم؟ چشمه هاي نور معمولاً از جنس ماده هستند. يعني تقريباً همه‌ي نورهايي كه دور و بر ما هستند از ماده تابش مي‌كنند. ماده هم كه ساختار ذره اي ـ اتمي دارد. بنابراين، بايد ببينيم اتم ها چگونه تابش مي كنند يا مي توانند تابش كنند؟

گام چهارم: تابش الكترون

در سال 1911، رادرفورد (947-1871) نشان داد كه اتم ها، مثل ميوه‌ها، داراي هسته‌ي مركزي هستند. هسته بار مثبت دارد و الكترون‌ها به دور هسته مي چرخند. اما الكترون هاي در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبناي اصول الكترومغناطيس، «ذره‌ي بادارِ شتابدار بايد تابش كند» و در نتيجه انرژي از دست بدهد و در يك مدار مارپيچي به سمت هسته سقوط كند. اين سرنوشتي بود كه مكانيك كلاسيك براي تمام الكترون ها /c1/پيش‌بيني و توصيه(!)

طيف تابشي اتم‌ها، بر خلاف فرضيات فيزيك كلاسيك گسسته است. به عبارت ديگر، نوارهايي روشن و تاريك در طيف تابشي ديده مي‌شوند.

در اين تصوير، طيف تابشي كربن را مي‌بينيد.

مي كرد و اگر الكترون ها به اين توصيه عمل مي كردند، همه‌ي‌ مواد ــ از جمله ما انسان‌ها ــ بايد از خود اشعه تابش مي كردند (و همان‌طور كه مي‌دانيد اشعه براي سلامتي بسيار خطرناك است)! ولي مي‌بينيم از تابشي كه بايد با حركت مارپيچي الكترون به دور هسته حاصل شود اثري نيست و طيف نوريِ تابش‌شده از اتم ها به جاي اينكه در اثر حركت مارپيچي و سقوط الكترون پيوسته باشد، يك طيف خطي گسسته است؛ مثل برچسب هاي رمزينه‌اي (barcode) كه روي اجناس فروشگاه ها مي زنند. يعني يك اتم خاص، نه تنها در اثر تابش فرو نمي‌ريزد، بلكه نوري هم كه از خود تابش مي‌كند، رنگ ها ــ يا فركانس هاي ــ گسسته و معيني دارد. گسسته بودن طيف تابشي اتم ها از جمله علامت سؤال هاي ناجور در مقابل فيزيك كلاسيك و فيزيكدانان دهه‌‌ي 1890 بود.

گام پنجم: فاجعه‌ي فرابنفش

برگرديم سر تقسيم كردن نور.

ماكسول (1879-1831) نور را به صورت يك موج الكترومغناطيس در نظر گرفته بود. از اين رو، همه فكر مي كردند نور يك پديده‌ي موجي است و ايده‌ي «مولكولِ نور»، در اواخر قرن نوزدهم، يك لطيفه‌ي اينترنتي يا SMS كاملاً بامزه و خلاقانه محسوب مي شد. به هر حال، دست سرنوشت يك علامت سؤال ناجور هم براي ماهيت موجي نور در آستين داشت كه به «فاجعه‌ي فرابنفش» مشهور شد:

يك محفظه‌ي بسته و تخليه‌شده را كه روزنه‌ي كوچكي در ديواره‌ي آن وجود دارد، در كوره اي با دماي يكنواخت قرار دهيد و آن‌قدر صبر كنيد تا آنكه تمام اجزا به دماي يكسان (تعادل گرمايي) برسند.

در دماي به اندازه‌ي كافي بالا، نور مرئي از روزنه‌ي محفظه خارج مي‌شود ــ مثل سرخ و سفيد شدن آهن گداخته در آتش آهنگري.

نمودار انرژي تابشي در واحد حجم محفظه، برحسب رابطه رايلي- جينز در فيزيك كلاسيك و رابطه پيشنهادي پلانك

در تعادل گرمايي، اين محفظه داراي انرژي تابشي‌اي است كه آن را در تعادل تابشي ـ گرمايي با ديواره ها نگه مي‌دارد. به چنين محفظه‌اي «جسم سياه» مي‌گوييم. يعني اگر روزنه به اندازه‌ي كافي كوچك باشد و پرتو نوري وارد محفظه شود، گير مي‌افتد و نمي‌تواند بيرون بيايد.

فرض كنيد ميزان انرژي تابشي در واحد حجمِ محفظه (يا چگالي انرژي تابشي) در هر لحظه U باشد. سؤال: چه كسري از اين انرژي تابشي كه به شكل امواج نوري است، طول موجي بين 546 (طول موج نور زرد) تا 578 نانومتر (طول موج نور سبز) دارند. جوابِ فيزيك كلاسيك به اين سؤال براي بعضي از طول موج‌ها بسيار بزرگ است! يعني در يك محفظه‌ي روزنه دار كه حتماً انرژي محدودي وجود دارد، مقدار انرژي در برخي طول موج‌ها به سمت بي نهايت مي‌رود. اين حالت براي طول موج‌هاي فرابنفش شديدتر هم مي‌شود.

گام ششم: رفتار موجي ـ ذره‌اي

در سال 1901 ماكس پلانك (Max Planck: 1947-1858) اولين گام را به سوي مولكول نور برداشت و با استفاده از ايده‌ي تقسيم نور، جواب جانانه‌اي به اين سؤال داد. او فرض كرد كه انرژي تابشي در هر بسامدِ ? ــ بخوانيد نُو ــ به صورت مضرب صحيحي از ?h است كه در آن h يك ثابت طبيعي ــ معروف به «ثابت پلانك» ــ است. يعني فرض كرد كه انرژي تابشي در بسامد ? از «بسته هاي كوچكي با انرژي ?h» تشكيل شده است. يعني اينكه انرژي نوراني، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژي به‌تنهايي در فيزيك كلاسيك حرفِ ناجوري نبود‌ (همان‌طور كه قبل‌تر در مورد امواج صوتي ديديم)، بلكه آنچه گيج‌كننده بود و آشفتگي را بيشتر مي‌كرد، ماهيتِ «موجي ـ ذره‌اي» نور بود. اين تصور كه چيزي ــ مثلاً همين نور ــ هم بتواند رفتاري مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاري مثل «ذره»، به طرز تفكر جديدي در علم محتاج بود.

ماكس پلانك، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم

ذره چيست؟ ذره عبارت است از جرم (يا انرژيِ) متمركز با مكان و سرعتِ معلوم. موج چيست؟ موج يعني انرژي گسترده‌شده با بسامد و طول موج. ذرات مختلف مي‌توانند با هم برخورد كنند، اما امواج با هم برخورد نمي‌كنند، بلكه تداخل مي‌كنند (شكل 6). نور قرار است هم موج باشد هم ذره! يعني دو چيز كاملاً متفاوت.

تداخل امواج آب

گام هفتم!

و اين داستان ادامه دارد ...

ادامه نوشته

لیست عناوین مقالات پست شده تا این تاریخ

ساخت حافظه کوانتومی  پارالاکس   چالش جدی در نظریه «بوهر»پس از ۸۰ سال    انقلاب در نظریه کوانتوم -  تفسیر کپنهاکی -   خداحافظ اصل مکملیت بور   تأملاتي دربارة عدم قطعيّت و اختيار انسان  عدم جبریت در فیزیک کوانتوم   فیزیک و فلسفه و رابطه ی آن ها   جهان،چنان که هست!   علیت در فلسفه کارناپ  كوانتوم و نسبيت دوست يا دشمن  من, کوانتوم , زندگی  فلسفه ي مكانيك كوانتومي  علیت (گذری بر فلسفه ی مکانیک کوانتومی )  فلسفه فیزیک کوانتومی  پوزیتیویسم: (حاکمییت پوزیوتیسم بر افکار فیزیکدانان)  زندگی از فیزیک تا متافیزیک ـ گفتگو با دکتر گلشنی دیدگاه های فلسفی بور   پس زمینه فلسفی اصل عدم قطعیت  آیا اصل آنتروپیک تفسیری جدید از برهان نظم است؟  «انقلاب كوانتومي و مباني فلسفي فيزيك جديد»   نظریه خودآگاهی کوانتمی اورک - اور   شیمی کوانتومی  مهارتهاي كوانتومي مدیریت(نظریه ای جدید در مدیریت تعارض)  مدل مهارت های کوانتومی در مدیریت   محاسبات کوانتومي: كيوبيت‌ها   حاشیه ای فلسفی بر مکانیک کوانتومی   در جستجوی رئالیسم علمی در مکانیک کوانتومی   آیا فیزیک کوانتوم ، هومیوپاتی را توجیه می کند ؟  نتیجه گیری یکپارچگی و ارتباط تنگاتنگ کل عالم هستی بر اساس نظریه کوانتوم  گذری بر کتاب «فلسفه فیزیک» اثر ماکس پلانک، علیت چرایی و چگونگی  فلسفه فيزيك: ماجراي يك سوءبرداشت  ما هیچ دلیلی نداریم که نظریه کوانتوم فیزیک کامل باشد  تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي نظریه ریسمان  هفت راز فیزیک مدرن  ضد ماده ها  فلسفه فیزیک   انجراف فضا از دیدگاه هاوکینگز  سفر در زمان ( نظریات موجود)  انفجار بزرگ ( بیگ بنگ)   انرژی تاریک شاید یک فریب باشد!   تاب برداشتن فضا و زمان  نظریه آگاهی  گراویتون یا یک کوانتوم گرانش  قانون دوم ترومودینامیک و آنتروپی و...   کوانتوم به زبان ساده   کارل پوپر و نظریه کوانتوم - تفسیر کوانتومی افتادن درختی در جنگل! ناظر نباشد هیچ معلوم نیست! -  ماده تاریک مثل عدسی نور را منحرف می کند؟ نکند دنیایی که می بینم تحریف شده باشد؟! -  عجایب کوانتومی  نوترینو   چگونه دنیای ده بعدی به چهار بعدی و شش بعدی تقسیم شد؟    کوانتوم و فیزیک نوین    کوانتوم فضا - زمان   آنتروپی دنیا و شتاب زمان -  بعدهای بالاتر کجا هستند؟   حاشيه اي فلسفي بر مكانيك كوانتومي   نظریه های عجیب کیهان شناسی -  اینتشن : فیزیک و متافیزیک  نفهمیدن کوانتوم در هفت قدم   فلسفه ی مکانیک کوانتومی  پلي ميان شكاف موجود بين نسبيت عام و مكانيك كوانتمي  تله پورت انسان ، ایده ای نه چندان دور ایده ای برای سفر به گذشته   تله پورت انسان   در هم تنیدگی کوانتومی و کامپیوترهای کوانتومی  تله پورت یا جابجایی با سرعتی بیشتر از سرعت نور    جهان هولوگرامی   تاب برداشتن فضا و زمان  نظریه تورم هستی  ادعای اثبات جهان موازی  آشنایی با مکانیک کوانتوم   چطور در یک لحظه در دو جا حضور داشته باشیم؟   اولین آزمایش رصدی از نظریه «جهان‌های چندگانه»   نظریاتی تکمیلی در مورد نسبیت اینشتن  شاید جهان سه بعدی ما هولوگرامی از سطح دو بعدی هستی باشد؟   دنیای متفاوت مکانیک کوانتوم   آیا در جهان های دیگر زمان به عقب برمی گردد؟ -   تخمین دقیق تر از حد ذرات ماده تاریک   آیا درون هر سیاه‌چاله، جهانی خانه دارد؟ -   آیا جهان یک هولوگرام خیلی بزرگ است؟ -  خلا خالی نیست. بین "خلا" و "هیچ" تفاوت وجود دارد.    اسرار اجرام   بیگ بنگ چیست؟ -   نظریه ریسمان ها به زبان ساده   نظریه نسبیت اینشتن به زبان ساده   پیوند دو نظریه نسبیت و کوانتوم  نظریه دکتر ارکانی در خصوص ریسمانها  گربه های شرودینگر و دنیاهای موازی   مدل های مختلف پیشنهاد شده برای جهانی که می شناسیم؟   بررسی ساختار عالمی که در آن هستیم و گمان می کنیم آن را می شناسیم؟ (Our Universe)   وسیع ترین تعریف برای دنیا (Universe)   یونیورس یا جهان یا گیتی یا عالم چیست؟   تلاش علم آمار و احتمالات و علم فیزیک برای اثبات نظریه چند جهانی      در معادلات چند جوابی شاید هر جواب مال یک دنیا باشد؟!    خالق بی نهایت جهان ، به هر جهان یک سهم خاص داده است. چهار سطح دنیاهای موازی کدامند؟ -   دنیای کوانتوم و ارتباط آن با دنیاهای موازی     نبود مدرک برای تائید جهان های موازی   آیا واقعا جهان های چندگانه وجود دارد؟    هفت پرسش در مورد جهان های موازی   جهان موازي ( جهان موازي از ديدگاه علم فيزيك و اثبات آن)    تفسیر دنیاهای چندگانه   جابجایی در بعد زمان    دست نوشته های اینترنتی در مورد عالم های موازی    نواحی زندگی چندهستی (چندعالَمی)    جهان های موازی    دنیاهای موازی   انواع جهان های موازی   معرفی کتاب:جهان‌هاي موازي (سفري به آفرينش ابعاد بالاتر و آينده جهان)  نظریه ی زمان های موازی و نظر قرآن - چگونه نوترون‌هایی را که بین جهان ما و دیگر جهان‌های موازی جابجا می‌شوند، شکار کنیم؟    حقیقت جهان موازی چیست؟   جهان های موازی ، دنیاهایی که می توانند بی نهایت باشند!  آيا جهان هاي موازي واقعاً وجود دارند؟   در باره جهان های موازی   نسخه های متعددی از شما همین الان وجود دارند؟ آیا باور می کنید!؟  كشف شواهد وجود دنياهاي موازي با جهان ما  

ساخت حافظه کوانتومی

خستین حافظه کوانتومی که می‌تواند درهم‌تنیدگی کوانتومی را ذخیره کند و باز پس بدهد، در سوئیس ساخته شد. درهم‌تنیدگی از پدیده‌های شگرف و رازآمیز فیزیک کوانتومی است که باعث می‌شود دو ذره (یا دو سیستم) در وضعیت یکدیگر شریک باشند و در واقع یک تابع موج کوانتومی مشترک داشته باشند. در نتیجه، اندازه‌گیری روی هر یک از این ذرات، وضعیت ذره دیگر را نیز – هر چه قدر هم دور باشد – تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. این «اثر از دور»، هسته اصلی بسیاری از فناوری‌های شگرف فیزیک مدرن، نظیر رمزنگاری کوانتومی، ترابری کوانتومی و محاسبات کوانتومی است. دیدگاه بسیاری از فیزیکدانان این است که درهم‌تنیدگی، منبعی است مثل آب یا انرژی که می‌توان از آن بهره گرفت و مایلند که بتوانند درهم‌تنیدگی را تولید کنند، استفاده کنند و حتی آن را ذخیره‌کنند. در 40 سال اخیر، پژوهش‌های بسیاری در زمینه تولید و استفاده از درهم‌تنیدگی صورت‌گرفته ‌است، اما تا به امروز موفقیتی در ذخیره‌سازی آن به دست ‌نیامده‌ بود.

اخیرا "کریستوف کلاسِن" و همکارانش در دانشگاه ژنو توانستند نشان دهند که چگونه می‌توان درهم‌تنیدگی را ذخیره‌کرد و آن را به شکل اولیه‌اش، آزادکرد. دستگاه آنها متشکل از دسته‌ای از اتم‌های نئودیمیوم است که در بدنه یک بلور سیلیکات ایتربیوم جاسازی شده‌اند. این سیستم بعد از سرد شدن می‌تواند فوتون‌ها را جذب و ذخیره‌کند. این گروه سوئیسی یک زوج فوتون درهم‌تنیده تولید کردند. یکی از آنها را به داخل این سیستم فرستادند تا ذخیره شود. وقتی فوتون جدیدی از این سیستم ساطع شد، آنها به روش متعارف موسوم به "آزمایش بِل"، این فوتون و فوتون دیگر (زوج آن)  را آزمودند و مشاهده کردند که این دو نیز درهم‌تنیده هستند.

این مشاهده به چند دلیل مختلف، بسیار قابل توجه است. نخست این که برای بقای درهم‌تنیدگی، لزوماً همه بدنه بلور – که شیئی به ابعاد تقریبی یک سانتی‌متر است – باید در درهم‌تنیدگی دخیل باشد. مبادله درهم‌تنیدگی بین فوتون (یک موجود میکروسکوپی یا ریز‌مقیاس) و بلور (جسم ماکروسکوپی یا بزرگ مقیاس) امری فوق‌العاده است. دوم، توانایی انتقال درهم‌تنیدگی از یک فوتون متحرک به یک جسم ثابت (بلور) است و با توجه به این که این آزمایش با فوتون‌های طول موج مخابراتی (1338 نانومتری) انجام شده‌است، نشان می‌دهد که درهم‌تنیدگی متحرک با سرعت نور می‌تواند ساکن شود و دوباره به حرکت درآید.

اما شاید شگفت‌‌آورترین وجه ماجرا آن باشد که بشر موفق شده‌است درهم‌تنیدگی را ذخیره و بازتولید کند. درهم‌تنیدگی پدیده‌ای بسیار گذرا و ناپایدار است و به آسانی در برهم‌کنش ذره و محیط، از بین می‌رود. توانایی ذخیره این پدیده کوانتومی، در را به روی فناوری‌های جدیدی، همچون تکرارکننده‌های کوانتومی و حتی شاید روزی مخابرات و اینترنت کوانتومی باز می‌کند.

پارالاکس

مکانیزم

یکی از روشهایی که با آن میتوان فاصله های کیهانی را محاسبه کرد، روش پارالاکس می باشد. توصیف ساده این اصطلاح به این صورت است که انگشت خود را در فاصله تقریباً ده سانتیمتری چشمتان بگیرید و ابتدا با چشم چپ و سپس با چشم راست به آن نگاه کنید. خواهید دید که انگشت شما نسبت به یک زمینه ثابت تغییر مکان میدهد، چون نقطه رویت خود را تغییر داده اید.

حال اگر انگشت خود را دورتر ببرید، مثلا در حالی که بازویتان کاملا راست است، به انگشت خود نگاه کنید و روش فوق را تکرار کنید، باز انگشت شما ، نسبت به یک زمینه ثابت ، تغییر مکان می دهد، اما این تغییر مکان به اندازه حالت قبل نیست. تعداد تغییر مکان می تواند برای تضمین فاصله انگشت از چشمتان مورد استفاده قرار گیرد.
حوزه عمل

در مورد جسمی که در فاصله ده متری قرار دارد، تغییر مکان ، از یک چشم به چشم دیگر چنان کوچک است که قابل اندازه گیری نیست. در این صورت به یک خط مبنا نیاز داریم که عریض‌تر از فاصله دو چشم باشد. به عنوان مثال می‌توانیم ابتدا از یک نقطه به جسم نگاه کنیم بعد پنج متر به طرف راست رفته و دوباره به جسم نگاه کنیم. دراین حالت پارالاکس به قدری بزرگ شده است که به آسانی قابل اندازه گیری است و فاصله جسم را می‌توان تعیین کرد.

نقشه برداران ، با استفاده از این روش ، می توانند عرض یک رودخانه یا یک دره را تعیین کنند. همین روش را می توان با دقت برای اندازه گیری فاصله ماه از زمین به کاربرد. در اینصورت ستارگان نقش زمینه را بازی می کنند. روش پارالاکس درسال 1673 که جو وانی دومینکو کاسینی (Gio Vanni Domenico Cassini) اختر شناس ایتالیایی الاصل فرانسوی ، پارالاکس مریخ را تعیین کرد، دامنه نفوذ خود را تا اجرامی دور تر از ماه گسترش داد. از آن زمان ، پارالاکسهای بسیار ، با دقت بیشتر ، اندازه گیری شدند.

چالش جدی در نظریه «بوهر»پس از ۸۰ سال

       

شهریار صدیق افشار، استاد جوان ایرانی دانشگاه «روئن» آمریکا که با ارائه نظریه ای درباره ماهیت دوگانه نور، نظریه «بوهر» از پذیرفته شده ترین نظریه های فیزیک کوانتوم را پس از ۸۰ سال با قاطعیت رد کرده است و با چاپ نتایج آزمایش تازه اش در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک جهان که جمعی از داوران آن از برندگان جایزه نوبل فیزیک هستند، بار دیگر بر اهمیت نظریه بنیادینش صحه گذاشت.

بر اساس نظریه پروفسور صدیق افشار که با آزمایش های مختلف صحت آن را نشان داده، نور می تواند به صورت همزمان، ماهیت موجی و ذره ای داشته باشد. در صورت اثبات این فرضیه جدید، بر بخش مهمی از نظریه «تعبیر کپنهاک» نیلرز بوهر فیزیکدان مشهور دانمارکی خط بطلان کشیده می شود.

بر اساس بخشی از نظریه بوهر که به اصل «مکملیت» موسوم است، ماهیت دوگانه موجی ذره ای نور در هیچ سیستمی به طور همزمان قابل مشاهده نیست و با توجه به نحوه طراحی آزمایش، تنها یکی از دو پدیده موجی یا ذره ای بودن نور نمود می یابد؛ در حالی که به ادعای صدیق افشار، وی در آزمایش ابداعی خود که نتایج آن اینک در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک دنیا به چاپ رسیده، به روشی نشان داده که نور می تواند به طور همزمان ماهیت ذره ای و موجی داشته باشد.

به گفته این استاد فیزیک، تئوری وی می تواند برخی مفاهیم فیزیک مهم و اساسی فیزیک و همچنین مباحث و مسائل مطرح در حوزه اخترفیزیک و کیهان شناسی از جمله ماهیت ماده و انرژی تاریک، انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، ساختار فضا زمان و ... را نیز با دیدگاهی کاملا جدید توضیح دهد. از بعد تاریخی نیز این نظریه می تواند به سلطه ۸۰ ساله نظریه «بوهر» و تئوری های منبعث از آن در حوزه مکانیک کوانتوم که آلبرت انیشتین فیزیک پیشه نام آور قرن نیز با وجود تلاشی که کرد نتوانست آن را رد کند، پایان دهد.

طرح این نظریه جسورانه از سوی صدیق افشار و تایید این تئوری که البته مستلزم انجام آزمایش های مختلف و توجه و بررسی دقیق از آن از سوی جامعه فیزیک در روندی طولانی و چندین ساله است از جنبه ای دیگر نیز حائزاهمیت بسیار است و آن طرح یک مبحث بنیادی و جریان ساز در حوزه فیزیک از سوی یک دانشمند ایرانی پس از قرن ها تقلید و رخوت علمی کشور در حوزه علوم جدید است.

شهریار صدیق افشار، فیزیکدان ایرانی مقیم بوستون با اشاره به چاپ مقاله خود در این زمینه در مجله «Foundations of Physics» اظهار داشت؛ چاپ مقاله آزمایش های اخیر من در این مجله که ویراستار اصلی آن جرالد هدوت و تعدادی دیگر از ویراستاران آن از برندگان جایزه نوبل فیزیک هستند و بر خلاف اغلب مجلات علمی در هر شماره آن تنها تعداد بسیار معدودی از مقالات داوری شده چاپ می شوند، نشان دهنده توجه جامعه فیزیک به اهمیت این آزمایش است که راه را برای ارائه رسمی تئوری جدید درباره ماهیت نور هموار می کند و تاکیدی است بر اینکه جامعه فیزیک نمی تواند به سادگی از کنار این تئوری که بعد از ۸۰ سال با آزمایش های عملی و تئوری بوهر را به چالش کشیده است، بگذرد.

این استاد و فیزیکدان جوان ایرانی که نخستین بار، دو سال و نیم پیش با چاپ مقاله ای در مجله علمی «نیوساینتیست» نظریه جنجالی خود را مطرح کرده است، از آنچه بی توجهی و مقاومت فیزیکدانان در برابر این نظریه چالش برانگیز و خصوصا برخوردهای تبعیض آمیز با خود، خواند، انتقاد و خاطر نشان کرد؛ علت اینکه این نظریه را پیش از طرح در ژورنال های تخصصی فیزیک در نشریه «نیوساینتیست» ارائه کردم شکستن جو سنگین و مقاومتی بود که در برابر طرح این نظریه ساختاری و چالش برانگیز ایجاد شده بود، به طوری که حتی اجازه طرح این مسئله را نمی دانند. در واقع طی دو سال و نیم گذشته این نظریه از سوی افکار عمومی مورد داوری قرار گرفت و کسانی که در برابر طرح اینچنین نظریه ای مقاومت می کردند متوجه شدند که نمی توان به سادگی از کنار آن گذشت و چنین مبارزه و پیگیری ای بود که جامعه فیزیک را در بالاترین سطح ناچار به تایید اهمیت این آزمایش کرد.

پژوهشگر سابق دانشگاه هاروارد که در دوران نوجوانی نیز از برگزیدگان یکی از نخستین دوره های جشنواره بین المللی «خوارزمی» بوده است، تصریح کرد؛ طرح این نظریه جدید که پس از هشت دهه بر بخش مهمی از نظریه «تعبیر کپنهاک» بوهر خط بطلان می کشد، می تواند انجماد و سد فکری ای را که در جامعه فیزیک ایجاد شده و اجازه تفکر را از فیزیکدان ها سلب کرده و آنها را به پذیرفتن بی چون و چرای نظریه های قبلی وا می دارد، بشکند و راه را برای حرکت به سمت ایده جدید در عرصه فیزیک هموار کند. وی درباره آزمایش چالش برانگیز خود اظهار داشت.

اساس تحقیقات من مبتنی بر یک آزمایش مشهور درباره پدیده «تداخل» است که طی آن به صفحه ای که شکاف یا سوراخ ریزی روی آن قرار دارد نور تابانده می شود. در مقابل این صفحه، صفحه دیگری قرار دارد که روی آن دو سوراخ ریز ایجاد شده است. نوری که از شکاف اول عبور می کند به این دو شکاف تابانده می شود و پس از خروج از این دو شکاف به صورت دو پرتو روی یک صفحه عکاسی می افتد که در فاصله معینی در برابر صفحه دوم قرار دارد. از آنجا که نور به صورت موج عمل می کند این دو پرتو نور روی صفحه با یکدیگر برخورد کرده و پدیده «تداخل» رخ می دهد.

به گفته وی، اگر پرتوهای تابانده شده در حالی که هر دو در نقطه حداکثر یا حداقل خود قرار دارند با یکدیگر تلاقی کنند، نقطه ای نورانی تر روی صفحه عکاسی ظاهر می شود و اگر دو پرتو در حالتی متفاوت با یکدیگر تلاقی کنند، اثر یکدیگر را خنثی کرده و به صورت نقطه ای تاریک روی صفحه ظاهر می شوند.

صدیق افشار درباره آزمایش ابداعی خود که به گفته وی نخستین بار در موسسه خصوصی «مطالعات ازدیاد جرم بر اثر تابش» در بوستون انجام شده اظهار داشت؛ در این آزمایش که اساس بسیار ساده ای دارد، یک پرتو لیزری به صفحه ای تیره که دارای دو سوراخ است تابانده می شود. از آنجا که به جای نور معمولی از لیزر استفاده می شود نیازی به صفحه اول که دارای یک سوراخ است، نیست.

در فاصله دور از صفحه، لنزی قرار دارد که نوری را که از داخل هر روزنه می آید جذب می کند و مجددا پرتوهای منتشر شده را روی یک آینه متمرکز می کند که هرکدام را به یک آشکارساز فوتون جداگانه باز می تاباند؛ بدین ترتیب می توان با توجه به شدت و ضعف پرتو لیزری، تعداد فوتون هایی را که از هر سوراخ بیرون می آیند ثبت کرد.

صدیق افشار با اذعان به اینکه ثبت مقدار فوتون هایی که به سمت هر روزنه می روند به مفهوم ماهیت ذره ای نورست، درباره چگونگی اثبات کرد همزمان دو پدیده ذره ای و موجی بودن نور در این آزمایش گفت؛ در آزمایش پیشنهادی الگوی تداخل به صورت مستقیم مشاهده نمی شود بلکه به شکل غیرمستقیم به اثبات می رسد.

بدین منظور تعدادی سیم های نازک درست در جایی که باید فریزهای تاریک از الگوی تداخلی وجود داشته باشند، قرار داده می شوند. سپس یکی از روزنه ها بسته می شوند در این حالت از تشکیل الگوی تداخلی جلوگیری می شود و نور به راحتی همزمان با خروج از یک روزنه تکی، منتشر می شود، به این ترتیب بخشی از نور که به سیم های فلزی برخورد می کند در تمام راستاها متفرق می کند و اینکه نور به آشکارساز فوتون های مربوط به آن روزنه برسد بی مفهوم می شود، اما هنگامی که روزنه بسته، کامل باز شد، شدت نور در هر آشکارساز به مقدار اولیه (زمانی که سیم ها در محل قرار داده نشده بودند) باز می گردد چون سیم ها در فریزهای تاریک از الگوی تداخلی قرار دارند که نور حاصل از دو شکاف یکدیگر را خنثی می کنند و در نتیجه هیچ نوری به آنها برخورد نکرده و بنابراین هیچ یک از فوتون ها منتشر نمی شوند.

به اعتقاد وی، این امر حاکی از وجود الگوی تداخلی یعنی حالتی است که شکل موجی نور نمود می یابد، در حالی که می توان شدت نور خارج شده از هر شکاف را نیز با یک آشکارساز فوتون اندازه گیری کرد و تعداد فوتون عبوری از میان هر شکاف را تعیین کرد؛ بدین ترتیب این آزمایش بطلان اصل مکملیت را اثبات می کند.

صدیق افشار با اشاره به اینکه کریستوفر استابز از دانشگاه هاروارد نیز این آزمایش را در آزمایشگاه دانشگاه و با حضور خود وی بررسی کرده و به نتیجه مشابهی دست یافته است، خاطرنشان کرد؛ در ادامه تحقیقات، اخیرا این آزمایش با تغییر دتکتورها و سیستم آماری، به صورت تک فوتونی نیز انجام شده که نتایج کاملا مشابهی در پی داشته است که در مقاله ارائه شده در مجله «Foundations of Physics» تشریح شده است.

چاپ مقاله مربوط به آزمایش اخیر که تایید آزمایش اولیه نیز هست، در واقع نخستین بازبینی و داوری رسمی درباره نظریه مطرح شده درباره ماهیت نور است که البته پیش از آن نیز طی دو سال گذشته، آزمایش های دیگری انجام شده بود که مسائل مطرح شده پیرامون آزمایش اولیه در آنها به طور جدی مورد توجه قرار گرفته بود.

وی تصریح کرد؛ در حال حاضر ضمن پاسخ گویی به ایرادات و نظرات منتقدان بطور عمومی با نوشتن مقالاتی در مجلاتی نظیر «American Journal of Physics» و طرح مباحث آموزشی این آزمایش، در حال طراحی یکسری آزمایش های جدید هستم که از سال آینده اجرا خواهد شد.

صدیق افشار درباره ماهیت ظاهرا متناقض نور، طبق نظریه وی، گفت؛ اگرچه مشاهده همزمان ماهیت دوگانه موجی ذره ای نور، امری به نظر متناقض است ولی آنطور که در آزمایش نشان داده شده، نور حقیقتا چنین ماهیتی دارد؛ با این نظریه، دنیای فیزیک، وارد عرصه جدیدی می شود و باید منتظر آینده بود تا مفهوم واقعی این مسئله و نتایج آن به تدریج روشن شود. وی با تاکید بر اینکه هیچ موجود ذره یا موجی، نمی تواند همزمان یا دفعتا به دیگری تبدیل شود و به هرحال یکی از آنها یا هردوی آنها است، اظهار داشت؛ به عقیده من نور شامل یک قسمت موجی و یک قسمت ذره ای است که توسط قسمت موجی به پیش رانده می شود که البته در آزمایش های بعدی، قصد داریم قسمت موجی نور را ایزوله کرده و آن را به صورت مجزا بررسی و آثار فیزیکی مترتب بر آن را مطالعه کنیم.

فیزیکدان ایرانی دانشگاه «روئن» تاکید کرد؛ البته براساس تئوری جدید «هم آفرینی» (OMNIGENESIS) که با هدف یافتن منشأ اینرسی در اجسام ارائه کرد ه ام و در واقع این آزمایش ها در راستای طرح آن نظریه بوده، می توان ماهیت جالب نور را کاملا توجیه کرد.

این استاد فیزیک و پژوهشگر سابق دانشکده دانشگاه «هاروارد» خاطرنشان کرد؛ برای آزمایش این تئوری باید نحوه بر هم کنش دو جرم را که منبع تشعشع الکترومغناطیس تلقی می شوند بررسی می کردم که طبق این تئوری امواج حاصل از آنها با هم تداخل دارند. در حل این مسئله که به two body problem موسوم است برای من بسیار مهم بود که ماهیت موجی (پیوسته) یا ذره ای پرتوهای تابش شده از آنها را مشخص کنم که با انجام آزمایش اخیر ثابت شد که میدان تابشی ذرات بنیادی به صورت موجی است.

وی خاطرنشان کرد؛ بر اساس این تئوری ذرات بنیادی به عنوان منبع تابش امواج الکترومغناطیس در نظر گرفته می شوند و بدین ترتیب می توان اینرسی را بدون استفاده از قانون «ماخ» که در نسبیت عمومی انیشتین به کار رفته، توضیح داد.
       
      

            علی شمس    

http://www.aftabir.com

انقلاب در نظریه کوانتوم

ادامه نوشته

تفسیر کپنهاکی

تفسیر کپنهاکی یکی از تفسیرهای مکانیک کوانتومی است. این تفسیر مجموعهٔ دیدگاه‌هایی را دربارهٔ گزاره‌ها و پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی در خود دارد. به زبان دیگر، تفسیر کپنهاکی در پی یافتن پاسخ این پرسش است که «این آزمایش‌های پیچیده و شگفت‌انگیز و نتایج آن‌ها واقعاً چه معنایی دارند؟»

آشنایی

از آن‌جا که تفسیر کپنهاکی مجموعه‌ای از دیدگاه‌های فیزیک‌دانان و فیلسوفان گوناگون است، تعریف ثابتی از آن وجود ندارد.[۱] دیدگاه‌های گوناگونی به تفسیر کپنهاکی نسبت داده شده‌اند. اشر پرز گفته است که نویسندگان مختلف دیدگاه‌های بسیار گوناگون و گاه متناقضی را به عنوان تفسیر کپنهاکی بیان می‌کنند.[۲]
پایه‌های تفسیر کپنهاکی

    یک سیستم به طور کامل با یک تابع موج Ψ توصیف می‌شود. تابع موج نمایانگر دانش مشاهده‌گر دربارهٔ سیستم است. (هایزنبرگ)
    توصیف طبیعت ذاتاً احتمالاتی است. احتمال یک رویداد متناسب است با مربع اندازهٔ تابع موج نشان‌دهندهٔ آن رویداد. (ماکس بورن)
    اصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌گوید که نمی‌توان مقدار همهٔ ویژگی‌های سیستم را همزمان دانست؛ ویژگی‌هایی که به دقت معلوم نیستند، با احتمالات توصیف می‌شوند.
    اصل مکملیت: ماده از خود دوگانگی موج-ذره نشان می‌دهد. هر آزمایشی می‌تواند یکی از این دو ماهیت ماده را نشان دهد، ولی نشان‌دادن همزمان این دو ماهیت شدنی نیست. (نیلس بور)
    دستگاه‌های اندازه‌گیری دستگاه‌هایی کلاسیک‌اند و ویژگی‌های کلاسیک را مانند مکان و تکانه می‌سنجند.
    اصل همخوانی بور و هایزنبرگ: توصیف مکانیک کوانتومی از سیستم‌های بزرگ باید به تقریب با توصیف فیزیک کلاسیک یکی باشد.

معنای تابع موج

تفسیر کپنهاکی می‌گوید که چیزی به نام تابع موج وجود واقعی ندارد و تابع موج تنها یک مفهوم مجرد است (دیدگاه ذهنی). شاید هم بتوان گفت که دست‌کم تفسیر کپنهاکی خود را ملزم به اظهارنظر دربارهٔ واقعی یا ذهنی بودن تابع موج نمی‌داند (دیدگاه ندانم‌گویی). مثالی از دیدگاه ندانم‌گویی را در گفتهٔ فون وایتسکر می‌توان دید که در کنفرانسی در کمبریج گفت که دیدگاه کپنهاکی متفاوت با گزارهٔ «چیزی را که نمی‌توان دید وجود ندارد» است. به گفتهٔ او دیدگاه کپنهاکی می‌گوید: «چیزی را که می‌توان دید حتماً وجود دارد. ولی دربارهٔ چیزی که نمی‌توان دید آزادیم هر فرضی بکنیم و این آزادی را برای فرار از تناقض‌ها به کار ببریم.»[۳]

در دیدگاه ذهنی، تابع موج تنها یک ابزار ریاضی برای محاسبهٔ احتمال رویدادهاست. این دیدگاه شبیه رویکرد تفسیر هنگردی است.
ماهیت فروکاهی تابع موج

همهٔ روایت‌ها از تفسیر کپنهاکی به طور رسمی یا روش‌شناسانه به فروکاهی تابع موج باور دارند که یعنی ویژه‌مقدارهای مشاهده‌نشده در مشاهده‌های بعدی دیده نخواهند شد. به زبان دیگر، طرفداران تفسیر کپنهاکی از همان روزهای آغازین مکانیک کوانتومی هیچ‌گاه فروکاهی را انکار نکردند، برخلاف طرفداران تفسیر دنیاهای چندگانه.

به زبان ساده‌تر، پذیرندگان تفسیر کپنهاکی می‌گویند که تابع موج، احتمال همهٔ پیشامدهای ممکن برای یک رویداد را در خود دارد. ولی وقتی که یکی از این پیشامدهای کم‌وبیش هم‌احتمال رخ داد، پیشامدهای دیگر به کلی از بین می‌روند. مثلاً اگر الکترونی از یک آزمایش دوشکاف بگذرد، احتمال‌های مختلفی هست که هرجایی روی پردهٔ آشکارساز فرود بیاید. ولی وقتی الکترون یک جا فرود آمد، دیگر هیچ احتمالی برای فرودآمدنش در جاهای دیگر باقی نمی‌ماند. در تفسیر دنیاهای چندگانه، الکترون روی همهٔ جاهایی که احتمالی برای فرودآمدنش هست فرود می‌آید، ولی این فرودها در دنیاهای متفاوتی رخ می‌دهند.
پذیرفتگی میان فیزیک‌دانان

در نظرسنجی‌ای که در کارگاه مکانیک کوانتومی در سال ۱۹۹۷ انجام شد، تفسیر کپنهاکی پذیرفته‌ترین تفسیر از مکانیک کوانتومی بود.[۴] و پس از آن تفسیر دنیاهای چندگانه قرار داشت.[۵]
انتقادها

آزمایش فکری اینشتین-پودولسکی-روزن کامل‌بودن مکانیک کوانتومی (نخستین مورد از «پایه‌های تفسیر کپنهاکی») را هدف قرار داد و خواست نشان دهد که فیزیک کوانتومی نمی‌تواند نظریهٔ کاملی باشد. آزمون‌های تجربی نامساوی بل نیز پیش‌بینی مکانیک کوانتومی را دربارهٔ مفهوم درهم‌تنیدگی کوانتومی پشتیبانی کردند.

تفسیر کپنهاکی جایگاه ویژه‌ای به اندازه‌گیری در مکانیک کوانتومی می‌دهد، بی‌آن‌که تعریف روشنی از آن بدهد یا اثرات عجیبش را توضیح دهد. هایزنبرگ در مقاله‌ای به نام «انتقادها و جایگزین‌های تفسیر کپنهاکی از مکانیک کوانتومی»[۶] دربارهٔ گفته‌ای از الکساندروف که (به زبان هایزنبرگ) «تابع موج در فضای پیکربندی وضعیت واقعی الکترون را می‌نمایاند» نوشته است:

        به میان آوردن مشاهده‌گر نباید باعث این بدفهمی شود که ویژگی‌های ذهن او وارد توصیف ما از طبیعت می‌شود. تنها کار مشاهده‌گر ثبت تصمیم‌هاست، یعنی ثبت رویدادهایی در فضا و زمان. مهم نیست که مشاهده‌گر یک ابزار است یا یک انسان. ولی ثبت رویداد، یعنی گذار از «ممکن» به «واقعی» در این‌جا کاملاً لازم است و نمی‌تواند در تفسیر ما از مکانیک کوانتومی نادیده گرفته شود.[۷]

از آنجا که تفسیر کپنهاکی تعین‌گرایانه نیست و نیز مفهوم اندازه‌گیری در آن به درستی تعریف نشده‌است، بسیاری از فیزیک‌دانان و فیلسوفان به آن انتقاده کرده‌اند. گفتهٔ اینشتین به خوبی نشان‌دهنده‌ٔ این انتقاد است: «خداوند تاس نمی‌اندازد»[۸] و «آیا واقعاً فکر می‌کنی وقتی که تو به ماه نگاه نمی‌کنی، ماه آن‌جا نیست؟»[۹] بور در پاسخ گفته است: «اینشتین، لطفاً به خدا نگو که چه کار کند.»
مراجع

    ↑ ‏در واقع بور و هایزنبرگ هیچ‌گاه دربارهٔ معنای ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی با هم کاملاً موافق نبودند و هیچ‌کدامشان عبارت «تفسیر کپنهاکی» را به عنوان دیدگاه مشترکشان به کار نبردند. بور حتی یک بار دیدگاه خود را از دیدگاه هایزنبرگ که آن را بیشتر ذهنی می‌دانست جدا کرد. (دانشنامهٔ فلسفهٔ استنفورد)‏
    ↑ "There seems to be at least as many different Copenhagen interpretations as people who use that term, probably there are more. For example, in two classic articles on the foundations of quantum mechanics, Ballentine (1970) and Stapp(1972) give diametrically opposite definitions of “Copenhagen.”", A. Peres, Popper's experiment and the Copenhagen interpretation, Stud. History Philos. Modern Physics 33 (2002) 23, preprint
    ↑ John Cramer on the Copenhagen Interpretation
    ↑ Tegmark, M. (1997), The Interpretation of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Words?.
    ↑ The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics
    ↑ Criticism and Counterproposals to the Copenhagen Interpretation of Quantum Theory
    ↑ Heisenberg, Physics and Philosophy, p. 137
    ↑ "God does not throw dice" quote
    ↑ A. Pais, Einstein and the quantum theory, Reviews of Modern Physics 51, 863-914 (1979), p. 907.

خداحافظ اصل مکملیت بور

بوهر (Bohr) می گفت: «اگه از فيزيک کوانتوم شـُکه نشيد حتما نفهميديدش!» عقيده ی بور اين بود که فيزيک کوانتوم نفهميدنيه!

هرچند که آزمايشها به ما میگن که دنيای کوانتومی جاييه که از موج يا ذره پر شده اما اينکه بوهر درست فرض کرده تا حالا خارج از دسترسيهای علمی بوده.

اين هفته فيزيک پيشه ای به اسم شهريار صديق افشار (Shahriar Sedigh Afshar) آزمايشی ترتيب داده که مکتب کپنهاگی فيزيک کوانتوم رو به طور جدی لرزونده. هدف اين آزمايش اصل مکمل بوهر بوده. اين اصل چيه؟ اين اصل ميگه که يه ذره می تونه موج باشه يا ذره باشه اما در آن واحد نميتونه هر دوتاش باشه.

انشتين درباره ی اين اصل گفت که اين اصل درواقع هيچی نيست. اما او نتونست اينو ثابت کنه و اين اصل به صورت يه مکتب دست نخورده همين جوری مونده. خيلی از فيزيک پيشه ها با آزمايشهاشون از اين اصل حمايت کردن به جز آزمايش افشار.

چند وقت پيش هم پارسيوال از لحاظ نظری شبهه ای در اصل مکتب کپنهاگی در آورده بود. (منبع)

اصل بوهر برای سالهای متوالی بدون پرسش اينطور پذيرفته شده بود: حالت  انجام دادن ِ يک آزمايش خودش يک رخداد خاصيه که ميتونه تابع موج رو خراب کنه. با يه تعبير خيالی از يه دنيای پرشده از دنيا ميشه گفت: چيزای کوانتومی ميتونن رفتارهای چندگانه داشته باشن چون توی يه دنيای پر شده از بی نهايت دنياهای جدا جدا دارن زندگی می کنن. توی اين دنياها امواج ميتونن اطلاعات رو با سرعت بيشتر از نور انتقال بدن.

ريچارد فاينمن؛ برنده ی نوبل؛ بارها گفت که فيزيک کوانتوم خارج از فهمه. اما علم قدرت ِ اين رو داره که با انتقال از نظريه پردازی به آزمايش قدرت ِ فهم ما رو افزايش بده و هر دوشون رو مورد بررسی موشکافانه قرار بده.

يه قاعده ای هست بنام تيغ اوکسام (Ocaaum's razor) که ميگه اگه برای يه چيزی تعداد زيادی تعبير وجود داشته باشه بهترينش اونيه که بی دردسرتره. توی فيزيک کوانتوم به نظر ميرسه که اين قاعده بهش توجهی نشده. چون برای يه چيز فيزيکی نمی تونيم بگيم که موج بی دردسرتره يا ذره.

حالا اينکه آزمايش افشار با استقبال مواجه بشه يا نه؛ يه چيزی در مورد کار او قطعيه. اينکه اين کار يکی از بهترين رسوم علمی رو دنبال می کنه. اونم اينکه: مغما رو حل کن نه اينکه صورت مساله رو خط بزن. (exploring mysteries, not obscuring them)

شرح آزمايش شهريار افشار

نوع افشاری ِ آزمايش دوشکافی چيزيه که فکر ميشد که محاله. اين آزمايش نشان ميده که نور در يک زمان ميتونه هم موج باشه و هم ذره!

 

 

 

نور ليزر از هر دو تا سوراخ نوک سوزنی عبور ميکنه و با يه درشتنما (lens) متمرکز ميشه روی دو تا آينه و بعد هر کدوم از دو شعبه ی نوری به يه آشکارساز فوتونی مربوط به خودش ميره.

 

افشار يه دونه از اين سوراخها رو می بنده و خيلی با دقت يه توری از سيمهای افقی پشت درشتنما ميذاره. مقداری از نور از دور سيمها پراکنده ميشه که باعث ميشه تصوير تنزل کنه و همچنين باعث ميشه که به مقدار کم تعداد فوتونهايی که به آشکارساز ِ مربوط به سوراخ باز کم بشه.

 

افشار اون سوراخ بسته رو وا می کنه و تصوير بر ميگرده به حالت اولش. اون سيمها هم ديگه هيچ نوری رو تحت تاثير قرار نميده و تعداد فوتونهای رسيده به آشکارسازها برميگرده به حالت اولش. به نظر ميرسه که اين به اين دليله که سيمها در نوار تاريک تداخلی قرار داره (همون چيزی که براش گفتيم که سيمها بايد يه جای خاص قرار داده بشه). پس هيچ نوری بهش نميخوره.

فقط در صورتی که نور موج باشه ميتونه الگوی تداخلی بوجود بياره.

پس اين آزمايش به نظر ميرسه که به نور در يک زمان هم خاصيت ذره ای و موجی ميده.

اصل مقاله (New Scientists)

AUDIO(rm)

ترجمه: محمد حسين انصاری

تأملاتي دربارة عدم قطعيّت و اختيار انسان

جهان-كه موضوع علوم فيزيكي و زيست شناختي است- مجموعة چيزهايي است كه همواره در كنش متقابلند. جداي از دخالت مستقيم خداوند يا تأثير تصميم هاي آزادانة ما ،جهان به شيوه اي عقلاني و كاملاً معين، متابق با سرشت ذاتي خود رفتار مي كند؛ بدون اينكه رويدادهايي بي ضابطه دركار باشند. البته رويدادهاي بسياري وجود دارند كه در نظر ما شگفت انگيز و پيش بيني نشده اند كه آنها را پيش آمدهاي اتفاقي مي ناميم. اين، صرفاً بدين معنا است كه ما علل آنرا نمي شناسيم نه اينكه طبقة معيني از رويدادها وجود داشته باشند كه از مبادي عِلّي برخوردار نيستند. اما سخن فوق برآن دلالت ندارد كه ما علي الاصول مي توانيم همچون «هوش برترِ لاپلاس» ، هميشه آينده را پيش بيني كنيم. اين امر به طور كلي به چند دليل، نا شدني است:

اولاً ؛ ما نمي توانيم موقعيت كنوني را بادقت كافي بشناسيم. تمام اندازه گيري ها در معرض حدي از خطا قرار داندكه اگر چه مي توانيم آنرا كاهش دهيم ولي نمي توانيم كاملاً از بين ببريم. ثانياً ؛ همان گونه كه از تحقيق هاي اخير دربارة «سيستم هاي آشوب ناك» آموخته ايم، زمانِ تكامل يك سيستم، غالباً نسبت به تغييرهاي اندك حالت اوليه ، بسيار حساس است. نهايتاً ؛ در بيشتر موارد، محاسبه هاي رياضي- حتي با سريعترين رايانه ها- فراتر از توان ما هستند . با وجود اين، اگر چه نمي توانيم همواره رفتار آيندة سيستم هاي فيزيكي را پيش بيني كنيم، اما آنها همچنان متعين باقي مي مانند . البته در موارد بسياري - هرچند محدود- محاسبة تقريبي، امكان پذير است.

در اينجا بايد به آنچه عدم تغيير كوانتومي خوانده مي شود، اشاره كرد. بنا بر اصل عدم قطعيت هايزنبرگ، اندازه گيري مقدار متغيرهاي مزدوج مانند مكان و اندازة حركت يك ذره ، با دقتي پيش از آنچه رابطة ،متضمن آن است ممكن نيست. هر قدر مكان يك ذره را با دقت بيشتري اندازه بگيريم، اندازة حركت آنرا با دقت كمتري خواهيم دانست و برعكس. اين رابطه، مانند كلِ مكانيك كوانتومي در مورد ميانگينِ رفتار شمار زيادي از سيستم ها يا مجموعة سيستم هاي مشابه، كاربرد دارد و دربارة هيچ سيستم خاصي، اطلاعات كاملي به دست نمي دهد. در حقيقت مي توان احتجاج كرد كه بر روي يك سيستم خاص، اندازه گيري هايي با دقت بسيار بيش از آنچه اصل عدم قطعيت مجاز مي داند، ممكن است . اما جداي از اين مطلب، ناتواني در اندازه گيري دقيق، برآن دلالت ندارد كه كميت هاي اندازه گيري شده، در واقع، از مقادير دقيق برخوردار نباشند. اين، گذاري نابجا از رويكردي عملياتي به رويكردي هستي شناختي است. تنها، كسي مي تواند اين گونه احتجاج كند كه با ديدي تحصل گرابه علم بنگرد، يعني معتقد باشد: «آنچه نتوان اندازه گرفت بي معنا است.» بدين سان آنچه عدم تعيين كوانتومي خوانده مي شود، ويژگي عيني جهان كوانتومي نيست ، بلكه صرفاً پيامد يك نگرش خاص فلسفي به مكانيك كوانتومي است. آنچه به طور ضمني بيان شد، ديدگاه اصالت واقع دربارة مكانيك كوانتومي است كه از سوي اينشتين ابراز شد و پلانك، فون لوئه، لانده، دوبروي، شرودينگر و ديراك، به طرق گوناگون از آن جانبداري كردند.

اين ديدگاه در قبال تفسير كپنهاگي است كه با نام هاي بور، هايزنبرگ و بورن همراه است. بنابر ديدگاه كپنهاگي، مكانيك كوانتومي، شرح و وصف كاملي را از رفتار هر سيستم فراهم مي كند. پذيرش اين موضع، ناگزير، انكار عليت و تضعيف شور و شوق علمي را در پي دارد؛ اگر سخن گفتن از ريز ساختارها موجبيتي، بي معنا باشد آنگاه شوق اندگي براي تلاش و كشف آن وجود دارد.

اما اگر جهان يك سيستم كاملاً متعين باشد در آن صورت اختيار ما همراه آن، مسئوليت و اخلاق انسان چگونه توجيه مي شود؟ تاكنون كوشش هايي براي حل اين مشكل از راه مجاز شمردن عمل ذهن بر روي ماده، در چارچوب اصل عدم قطعيت صورت گرفته است. براي فهميدن فعل خداوند در جهان نيز ممكن است به شيوه اي مشابه تلاش كرد. اين توضيحات هم غير قانع كننده و هم غير ضروري است. اختيار، تجربة انكار ناپذير انسان است كه با وجود تلاش هاي بسيار، هنوز ناشناخته مانده است. اما اگر جهان در حقيقت سيستمي كاملاً متعين باشد و مابخشي از آن را تشكيل دهيم، در اين صورت اختيار، خيالي باطل است. اين سخن مستلزم آن است كه آنچه من در حال نوشتن آن هستم؛ صرفاً نتيجة برهم كنش هاي اتمي باشد و معناي ديگري نداشته باشد. اگر اين سخن درست نيست و گفتگو از معنا برخوردار است؛ آنگاه به اين نتيجه مي رسيم كه ما انسانها فقط در بخش هايي از اين جهان نيستيم. اين طور نيست. كه ما اشيايي باشيم كه همواره در حال تأثير متقابليم. در هر يك از ما، چيزي اضافي وجود دارد، يعني يك روح فناناپذير كه خداوند در لحظة انعقاد نطفه به ما بخشيده است. ما شايد چگونگي آن را درك نكنيم اما اين امر ما را قادر مي سازد تا حيات و تجربه هاي خود را معنادار كنيم.

 تهیه و تنظیم:نوید روهنده

منابع:

نوشته شده توسط "پی.ای.هاجسون" فیزیکدان و پژوهشگر ارشد دانشگاه آسکفورد.

نشریه علمی-خبری «نامه علم و دین»

عدم جبریت در فیزیک کوانتوم

ماهيت اساساً بدون جبريت مکانيک کوانتوم بر اصل عدم حتميت يا رابطه عدم حتميت ،که اولين بار در سال 1927 به وسيله ورنر هايزنبرگ تدوين شد، متکی است. اين اصل به طور خلاصه می گويدکميت های فيزيک کوانتوم به جفت هايی تقسيم می شوندکه کميت های«مزدوج» نام دارند و اصولاً نمی توان در آن واحد با دقت زياد يک يک اعضای هر جفت را اندازه گرفت.فرض كنيد دو كميت مزدوج را اندازه گيري كرده ايم اصل عدم حتميت مي گويد كه اصولاً ممكن نيست كه هر دو را با دقت خيلي زياد اندازه گرفت. البته در عمل خطاي اندازه گيري از اين نوع معمولاً بسيار بزرگتر از حداقلی است كه اصل عدم حتميت از آن صحبت مي كند. نكتة اصلی كه عوابقش نيز بسيار مهمند اين است كه اين خطاي اندازه گيري جزء قوانين اساسي نظريه كوانتوم است. محدوديتهاي قيد شده در اصل عدم حتميت را نبايد به معناي ناقص بودن دستگاه هاي اندازه گيري تلقي كرد و استنتاج نمود كه اين محدوديت با پيشرفت فنون اندازه گيری تقليل مي يابد. اين اصل قانون مهمی است كه تا زمانی كه قوانين نظريه كوانتوم به شكل كنونيشان پابرجا هستند، صادق خواهد بود.اين بدان معناست نيست كه قوانين تغيير نخواهند كرد يا اصل عدم حتميت را هرگز نمی توان رد كرد. ولي در نهاد اساسی فيزيك معاصر يك تغيير انقلابی بايد رخ دهد، تا اين اصل را به كنار گذاريم. بعضي از فيزيكدانها(از جمله اينشتين) معتقد بودند اين مشخصه فيزيك كوانتوم مورد ترديد است و امكان دارد زماني به كنار گذاشته شود. اما اين قدمي است بنيادي و در حال حاضر هيچ كس نمي تواند چگونگي حذف اين اصل را به درستي نشان دهد. تفاوت مهم بين نظرية كوانتوم و فيزيك كلاسيك كه به اين اصل مربوط مي شود، در مفهوم شرايط لحظه اي يك دستگاه فيزيكي نهفته است.

در مكانيك كوانتوم هر يك از حالات دستگاه را مي توان توسط تابع خاصي، كه آن را«تابع موج» مي ناميم، نشان داد. اين تابع مقادير عددی به نقاط يك فضا منسوب مي دارد.(ولی اين به طور كلي فضاي آشنای سه بعدی ما نيست، بلكه فضای مجردی است با ابعاد بالاتر.) اگر مقادير يك مجموعه كامل كميتهای حالتی براي زمان t داده شده باشد، تابع موجی دستگاه براي زمانt به طور منحصر به فردی تعيين مي شود. اين توابع موجی اگر چه هر يك به مجموعه اي از كميت هايی متكی است كه از نظر فيزيك كلاسيك ناكاملند، در مكانيك كوانتوم نقشي شبيه شرح حالت در مكانيك كلاسيك بازی مي كنند. تحت شرايط انزوا امكان دارد براساس تابع موجی داده شده در t تابع موجي در T را تعيين كرد. اين كار به كمك معادلة معروف «ديفرانسيل شرودينگر» انجام می شود.اين معادله شكل رياضی يك قانون جبری را دارد و تابع موجی كامل را براي زمانT مي دهد. بنابراين اگر تابع موجی را به عنوان نمايش كامل حالت آنی بپذيريم، به اين نتيجه خواهيم رسيد كه حداقل در سطح نظری، جبريت در فيزيك كوانتوم حفظ مي شود.وقتي برخی از فلاسفه از قبيل«ارنست ناگل» و فيزيكدانهايی مانند«هنری مارگنو» مي گويند كه هنوز در قوانين مربوط به حالات دستگاه های فيزيكی، جبريت موجود است و صرفاً تعريف«حالت يك دستگاه» عوض شده، نمي توان با آنها مخالفتی كرد، چون در واقع درست مي گويند. اما لغت«صرفاً» مي تواند گمراه كننده باشد چون اين توهم را به وجود مي آورد كه تغيير تعريف صرفاً پاسخ ديگري است به اين سؤال كه: «كميتهای شاخص حالت يك دستگاه كدامند؟» در واقع اين تغيير بسيار اساسي تر است. فيزيكدانهاي كلاسيك مطمئن بودند كه با پيشرفت تحقيق، قوانين، دقيق تر و دقيق تر مي شوند و حدی براي اين تدقيق در پيش بينی رخدادهاي مشاهده شدني وجود ندارد. در مقايسه، نظريه كوانتوم حد غير قابل عبوری را بنيان مي گذارد. به همين دليل اگر بگوييم كه نهاد علّی - نهاد قوانين- در فيزيك مدرن اساساً متفاوت است با نهادش از زمان نيوتن تا پايان قرن نوزدهم، خطر گمراهي را كمتر كرده ايم، به اين ترتيب جبريت به مفهوم كلاسيكي آن طرد مي شود.فهم اين امر آسان است كه چرا پذيرفتن اين تصوير جديد بنيادي از قانون فيزيكي براي فيزيك دانها از نظر روانی مشكل بود. خود پلانك كه طبيعتاً متفكر محافظه كاري بود، وقتي برای اولين بار فهميد كه دفع و جذب تشعشع ، روندی متداوم نيست، بلكه به صورت واحدهای غيرقابل تقسيم صورت نی گيرد، اندوهگين شد. اين گسستگی آنقدر با روح فيزيك سنتی مخالف بود كه برای بسياری از فيزيك دانها از جمله پلانك بسيار مشكل بود خود را به شيوة تفكر جديد عادت دهند.

خصلت انقلابي اصل عدم حتميت هايزنبرگ موجب شد كه برخي از فلاسفه و فيزيك دانها پيشنهاد كنند كه تغييرات اساسيدر زبان فيزيك به عمل آيد. خود فيزيكدانان به ندرت از زبانی كه به كار می برند صحبت مي كنند. اين نوع صحبتها را تنها از زبان آن عده قليلی از فيزيكدانانی كه فيزيك خوانده اند، مي شنويم. اين عده از خود مي پرسند:«آيا لازم است زبان فيزيك را طوری ترميم كنيم كه خود را با روابط عدم حتميت وفق دهد؟ و اين ترميم چگونه انجام مي گيرد؟»افراطي ترين پيشنهادات برای اين ترميم به تغييری در شكل منطقِ به كار رفته در فيزيك مربوط مي شود. «فيليپ فرانك» و «موريس شليك» متفقاً اين نظريه را ارائه دادند كه تحت بعضی از شرايط، تركيب دو گزاره با معنی در فيزيك ممكن است بي معني باشد. پيشنهاد مشابهی توسط«گرت بيركهوف» و «جان فون نويمان» كه هر دو رياضيدان بودند ارائه شد كه پيشنهاد كردند بايد تغييرات لازم در«دستورات تبديل» داده شوند نه دستورات سازنده. و فيزيكدانها بايد يكی از قوانين توزيع پذيری در منطق گزاره ها را به كنار گذارند.پيشنهاد سوم از جانب«هانس رايشنباخ» داده شد كه معتقد بود منطق دو ارزشي سنتی را بايد به نفع منطق سه ارزشی كنار گذاشت. در اين منطق هر دو گزاره می تواند سه مقدار ممكن بپذيرد: T(راست)، F(دروغ)، I(نامتعيّن). بجاي قانون كلاسيك نفي ثالث- كه يك گزاره يا راست يا دروغ و شقّ سومي موجود نيست- قانون نفي رابع را داريم. گزاره ها يا راستند يا دروغ و يا نامتعيّن، شقّ چهارمي موجود نيست.رايشنباخ براي اينكه سه ارزش خود را در فيزيك جاي دهد لازم ديد رابطه هاي منطقی متداول را به كمك جدولهاي ارزش، كه بسيار بغرنج تر از نهايی هستند كه براي تعريف رابطهای دو ارزشي متداول به كار مي روند، دوباره تعريف كند. به علاوه وی مجبور شد رابطهای جديدی را وضع كند. در اينجا نيز اگر لازم باشد منطق را اين طور براي زبان فيزيك بغرنج كنيم، اين كار قابل قبول است، اما در حال حاضر لزومي براي اين جهش بنيادی نيست.البته بايد ديد تكامل آتی فيزيك چگونه است. متأسفانه فيزيكدانها به ندرت نظريه هايشان را به شكلي كه مطلوب منتقدان است عرضه مي كنند. اينها نمی گويند:«اين زبان من است، اينها واژه های اوليه هستند، دستورات سازنده من اين و اصول موضوعي منطقی من نيز آنانند.»مشخص كردن اصول موضوعی تمام حوزه فيزيك به شكلی مدون كه منطق را نيز در بر گيرد بسيار سودمند است. اگر اين كار صورت می گرفت، آسانتر مي شد ديد كه آيا دلايل خوبي برای عوض كردن مباني منطقی فيزيك وجود دارد يا نه.

در اينجا روی مسائل عميق مربوط به زبان فيزی، كه هنوز حل نشده اند، انگشت مي گذاريم. اين زبان به استثنای بخش رياضيش هنوز عمدتاً زباني است طبيعی؛ يعني دستوراتش به طور ضمنی در عمل آموخته می شود و به ندرت به طور صريح فرموله مي شود. البته تاكنون هزاران واژه و عبارت جديد كه مخصوص زبان فيزيك هستند اتخاذ شده اند و در موارد كمي دستورات خاصي براي به كار بردن بعضي از اين واژه ها و علايم فنی شده اند. دقت و كارآيی كلي زبان فيزيك مانند زبانهای علوم ديگر تدريجاً افزون تر شده است. اين گرايش يقيناً ادامه پيدا خواهد كرد، ولی در حال حاضر تكامل مكانيك كوانتوم هنوز به صورت تدقيق زبان فيزيك منعكس نشده است.مشكل بتوان پيش بينی كرد كه زبان فيزيك چگونه تغيير خواهد كرد اما با يقين می توان گفت كه دو گرايش كه در نيم قرن گذشته منجر به اصلاحات بزرگي در زبان رياضيات شده اند، در تدقيق و روشن ساختن زبان فيزيك نيز به همان اندازه سودمند خواهد بود، يكی به كار گرفتن منطق نوين و نظريه مجموعه ها و ديگري اتحاذ روش اصل موضوعی به شكل مدرنش مي باشد كه متضمن يك دستگاه زبان فرمال شده است. در فيزيك امروزه كه در آن نه فقط محتوی نظريه ها بلكه تمامی نهادِ ادراكي فيزيك نيز مورد بحثند اين هر دو ارزش كمك بزرگی است.

اين مسئله جالبی است كه همكاری نزديك فيزيكدانها و منطقدانان را جلب مي كند. به كار گرفتن منطق و روش اصل موضوعی در فيزيك نه تنها بين خود فيزيك دانها و همچنين بين فيزيكدانها و دانشمندان ديگر را بهبود مي بخشد، بلكه وظيفه خطير ديگري نيز دارد و آن تسهيل در كار ساختن مفاهيم جديد و فرمولبندی فرضيات نو است. در سالهاي اخير مقدار زيادي نتايج آزمايشي نو جمع آوری شده كه خيلي از آنها مديون بهبود يافتن دستگاه هاي آزمايش، از قبيل اتم شكنهای بزرگ است. براساس اين نتايج مكانيك كوانتوم پيشرفت عظيمي كرده است. متأسفانه كوشش برای نوسازی اين نظريه به شيوه ای كه همه اين داده ها را در خود جاي دهد موفقيت آميز نبوده است و در جريان امر معماهای اعجاب انگيز و گيج كننده ظاهر شده اند. حل اين معماها بسيار مبرم ولی شاق است. اين فرض معقولی است كه به كار بردن ابزار ادراكی جديد مي تواند كمك بزرگي به كار حل اين معضلات كند.بعضي از فيزيكدانها معتقدند كه احتمال زيادی وجود دارد كه در آينده نزديك در اين زمينه انقلابی صورت گيرد. اگر رهبران سياستمدار جهان از به كار بردن حماقت نهايی جنگ هسته ای دوری جويند و به بشر اجازه بقا دهند، دير يا زود علم يقيناً به پيشرفت چشمگيرش ادامه داده و ما را به بصيرت ژرف تری از ساختار جهان نائل خواهد كرد.

منبع: مقدمه ای بر فلسفه علم

نویسنده: رودلف کارناپ

نگارنده: نوید روهنده

فیزیک و فلسفه و رابطه ی آن ها

می توان گفت که فیزیک پس از ریاضیات نزدیک ترین علم به فلسفه است . با پیدایش فیزیک مدرن نظریه های نسبیت مکانیک کوانتوم ، اصل عدم قطعیت و نظریه ی بیگ بنگ ... در تفسیر و توضیح جهان و مساله های هستی و هستی شناسی دگرگونی بنیادی صورت گرفته است . عده ای   از فلاسفه و دانشمندان بر این باورند که دوران فلسفه به پایان رسیده است و فیزیک میتواند به پرسش های فلسفه پاسخ گوید . اما باید گفت که فلسفه نه تنها به پایان خود نرسید ، بلکه هنوز در حوزه های مختلف کاربردهای خاص خود را دارد در هر زمینه ی علمی ما سعی می کنیم که از آن استنتاج فلسفی نیز داشته باشیم ، به عنوان مثال همین فیزیک که به فیزیک نظری و فیزیک عملی تقسیم می شود ، خود فیزیک نظری را باید یک نوع فلسفه دانست . پیشرفت دانش و علم فیزیک   ، فلسفه نیز نسبت به گذشته تغییر جهت داده و به شناخت های دقیق تری رسیده است .حقیقت از نظر فیزیک آن چیزی است که طبیعت به آن می پردازد و خود به خود انجام می دهد ، در مورد این نسبت به هم چه ارتباطی دارند ، اجسام نسبت به یکدیگر چه رابطه ای دارند . نیروها چگونه هستند . فیزیک این رابطه ها را با هم بررسی می کند اما در مورد اینکه نیرو ابتدا بوده است   ، یا بعد اظهار نظر نمی کند  این بیش تر در حوزه ی فلسفه است و فلسفه از داده ها و دستاوردآن ها شناخت فلسفی می دهد .

در فیزیک بر طبق نظریه ی نسبیت به زمان و مکان به یک نوع نگریسته می شود یعنی زمان و مکان مطلق و جداگانه وجود ندارد بلکه آتن ها به یکدیگر وابسته اند تنها تفاوتشان این است که زمان در یک جهت حرکت می کند ، از گذشته به حال و از حال به آینده و مکان از بالا به پایین جریان ندارد ، در مورد نسبی و مطلق بودن حقایق در جهان این گونه که بعضی بر این تصور هستند که حقایق نسبی هستند ( با توجه به نظریه نسبیت ) این طور نیست . بلکه حقایق مطلقی در جهان وجود دارند ، مانند مادر قبل از فرزند تا مادری نباشد فرزندی به وجود نمی آید و این خود از حقایق مطلق است . این طرز فکر که به طور معمول در ارتباط با نظریه ی نسبیت مد شده است . قانون نسبیت نمی گوید که مطلق بودن از بین رفته بلکه در مورد مطلق بودن قوانین باید طوری صحبت کرد که نسبت به مشاهده گر مختلف یکسان باشد .

 امروزه فیزیکدانان در پی اتحاد نیروها و ذره ها هستند . فیزیک مدرن در پی پیدا کردن قوانین حاکم بر ذره های اولیه است و این که این ذره ها از چیزی ساخته  شده است . نظریه ریسمان به عنوان بنیادی ترین نظریه ها در حال حاضر مورد توجه است .این نظریه مبین آن است که ذره ها  ریسمانی تحول می یابد و ذره ای چندان مهم نیست . در صورتی که هنوز موج ـ ذره در مورد ذره ها در فیزیک رایج است . و این خود مبین این است که نظریه ی فیزیکی   به شکل فلسفی بیان می شود تا این که سرانجام به تجربه در آید. در سده ی بیستم بیشتر فیزیکدانان نظریه پرداز به جنبه های ریاضی و فیزیک توجه دارند و این مساله در مورد فیزیک ذرات رایج است ، چون اعتقاد   اینان بر این است که نمی توانیم ذرات را به وسیله ی آزمایش و تجربه نشان دهیم ، پس فیزیک ذرات را به زبان ریاضی بیان می کنند مانند کوراک و این گونه بیان مطالب را فرمالیز ریاضی می گویند .درسده ی بیستم بینش پوزیتویستی بر بیشتر فیزیکدانان زیر تاثیر فلسفه ی پوزیتویستی حاکم شده بود و این بینش به کلی ضد فلسفی و ضد متافیزیکی بود و مسایلی که در فیزیک کوانتوم پیش آمد این مسئله را تشدید کرد و سردمداران   فیزیکدانان پوزیتویستی هایزنبرگ ، بور و یوردان و ... بودند به خصوص با کشف اصل عدم قطعیت به وسیله ی هایزنبرگ این مسئله تشدید شد . البته گروهی دیگر از فیزیکدانان بودند که با فلسفه ی پوزیتویسم موافق نبودند مانند انیشتین ، گلومن و شرودینگر و ... گروهی نیز به مسایل فلسفی بی تفاوت بودند . پوزیتویست ها بر این اعتقاد هستند که هر چیزی یا گزاره ای را که نتوان به زبان علم و تجربه بیان کرد چندان مفهومی ندارد ، بنابراین بیشتر مطالب فلسفه به خصوص متافیزیک بی معنا جلوه می کند . هر دانشمندی در هر رشته هنگام تحلیل نتایج کارش اغلب بی آنکه خود بداند ، پرسشی در مورد رابطه ی بین مفاهیم و نظریه های موجود در دانش خود از یک سو و واقعیت عینی از سوی دیگر ، در برابر خویش قرار می دهد و اگر چه حتی ممکن است صادقانه معتقد باشد که توجهی به فلسفه ندارد . ولی این پرسش دارای ماهیت فلسفی عمیقی است . فیزیکدانان در ارتباط با فلسفه های ایده آلیسم و ماتریالیسم به طور معمول سعی دارند که خود را وابسته به هیچ کدام ندانند ، اما نتیجه ی کار آن ها خواه ناخواه نتیجه ی فلسفی دارد ، هر چند آنها آن را انکار کنند . برخی از آنها در پاسخ به این مسئله ی فلسفه خود را بالاتر از مرز ماتریالیسم وو ایده آلیسم می دانند و خود را بالاتر از این محدودیت و دور از دسته بندی های فلسفی می دانند .

نظریه های نسبیت عام  و نسبیت خاص ، مکانیک کوانتوم ـ نظریه ی ذرات بنیادی و سایر دستاوردها ی فیزیک نوین با نام انیشتین ، بور ، بورن ، هایزنبرگ ، ویراک ، بانولی ، شرودینگر دوبروی به تازگی نظریات هاوکینگ و اینبرگ و ...و بسیاری از دانشمندان برجسته ی دیگر همراه است این نظریه های فیزیکی که واقعیت را تا درجه ی معینی از دقت منعکس می کند . ماهیت ماتریالیستی و مادی دارند ، تنها دانشمندی که نظریات ماتریالیستی خود را به روشنی بیان کرد ، دوبروی بنیانگذار مکانیک موجی است . بیشتر فیزیکدانان که از آنها نام برده شد ، اعلام داشتند که فراتر از قلمرو ماتریالیسم و ایده آلیسم هستند . اما با پیشرفت های فیزیک و فیزیک ستاره در اواخر سده ی بیستم دانشمندان در مورد جهان وپیدایش جهان سه نظریه مطرح می کنند.

یکی نظریه تصادف یا « یا عالم های موازی » ، دیگری نظریه ی انسان مداری و نظریه سوم نظریه ی ضرورت و تصادف است که به طور کلی به تقریب تمام این دانشمندان فیزیک بینش مادی یا ماتریالیستی نسبت به جهان دارند . برای نمونه در مورد نظریه تصادف که این دانشمندان پیدایش جهان را بر طبق فیزیک کوانتوم و مکانیک کوانتوم نتیجه ی تصادف می دانند . هیچ آفریننده ای را برای جهان  قایل نیستند ، در مورد گروه دوم که انسان مداران یا آنهایی که به دنبال نظم هستند با توجه به فیزیک و عناصر بنیادی زمینه ای برای پیدایش هوش بوده که سرانجام منجر به هوش شد .تنها دانشمندی از این نظریه به دنبال آفریننده ای می گردد آن هم نه از دیدگاه علم ، بلکه از روی اعتقاد دینی که دارد و می گوید به عنوان یک اهل ایمان به ناچار به این نظریه نگاه می کند و مانند ماتریالیسم شرمگینانه به دنبال علت اصلی می گردد .سومین گروه که ضرورت و تصادف را با هم به کار می برند و از نظریه ریاضی جبرگرایانه ی آشوب استفاده می کنند و بر این اعتقاد هستند یک سری علت و معلول در جهان وجود دارد ، اما با توجه به مکانیک کوانتوم و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ و دیگر نظریه ها ، تصادف نیز به عنوان یک اصل در فیزیک مطرح است ، پس جهان بر طبق نظریه ی جبرگرایانه آشوب ، نتیجه ضرورت و تصادف است که این گروه نیز بینشی مادی و ماتریالیستی نسبت به جهان دارند ، پس به طور کلی بیشتر دانشمندان فیزیک و حتی علوم دیگر مانند زیست شناسی ، جامعه شناسی ، روان شناسی و ...دارای بینش مادی و غیر مذهبی هستند و به تقریب همه ی آنها بر این نظر هستند که نظریه های آنها ربطی به مذهب ندارد  .

بر گرفته از مجله دانش و مردم

 نگارنده: صبح ناز ریاضی

جهان،چنان که هست!

به نظر مي‌رسد فلسفه مناسب براي عصر علم، «تجربه‌گرايي» باشد.
معرفت ما از جهان حقيقتاً معرفتي پيشيني (apriori) نيست، بلكه بر پايه قرن‌ها تحقيق تجربي بنا شده است. اما مسئله‌اي بنيادي در اين‌جا مطرح است. اگر ارتباط ما با جهان به واسطه تصورات ما باشد، چگونه مي‌توان دريافت كه تجربه راهنمايي قابل اعتماد براي شناخت جهان است، آن گونه كه جهان هست؟
..فلسفه بار کلي يکي از فلسفه‌هاست که داراي نکاتي زيبا و عميق است از بارزترين اموري که به زيبائي اين فلسفه اصالت معناي مي‌افزايد ارتباط آن با فلسفه الهي است و رد فلسفه الحادي و ماترياليستي است که با انکار ماده که اساس و پايه اين فلسفه‌هاست اين نکته را به خوبي روشن مي‌سازد و نکته ديگر ارتباط آن با معرفت‌شناسي است. اساسي‌ترين مسئله در فلسفه چه در بحث‌هاي وجودشناسي و چه شاخه‌هاي ديگر آن معرفت‌شناسي است.

بركلي معتقد بود ميزها، درختان و ديگر اشيا مجموعه‌اي از انطباعات است كه وجودي مستقل از ادراك ندارند.
اما موضع او را فيلسوفاني كه ذهن علمي دارند نمي‌پذيرند. «بركلي» تمايز ميان ويژگي‌هاي اوليه (ويژگي‌هايي كه اشيا واقعاً آنها را دارا هستند) و ثانويه (ويژگي‌هايي كه به نظر مي‌رسد اشيا آنها را دارا هستند و در واقع آنها را ندارند) را به چالش كشيد.
 بركلي با هر نوع رئاليسم متافيزيكي (هستي شناختي) مخالف بود. او حتي رئاليسم‌علي را نيز انكار مي‌كرد. رئاليسم علي بيان مي‌كند: اشياي خارجي مستقل از اذهان ما وجود دارند. اين اشيا از طريق حواس باعث ادراك بي واسطه در ما مي‌شوند.
او وجود ماده را نيز انكار مي‌كرد. به همين دليل اكثراً بركلي را كسي مي‌شناسند كه با دريافت‌هاي متعارف ما از جهان مخالف است. اما نكته مهم اين است كه او ادعا نكرد ميزها، صندلي‌ها و ديگر اشياي مادي وجود ندارند، بلكه مدعي بود اشيا مستقل از ذهن نبوده و از اجزايي كه ويژگي‌هاي اوليه را دارا هستند، ساخته نشده‌اند.

به نظر لاک ما در ادراک حسي مستقيما به اشياء مادي آگاهي پيدا نمي‌کنيم بلکه فقط به تصوراتي که اين اشياء در اذهان ايجاد مي‌کنند آگاهي داريم، اما در عين حال مي‌توانيم نتيجه بگيريم که اين اشياء موجودند زيرا آنها علت تصورات ما محسوب مي‌شوند. همچنين به نظر لاک بعضي از تصورات شبيه به کيفياتي هستند که در خود اجسام وجود دارند ولي بعضي از آنها به اين دليل که نسبي هستند فقط در ذهن وجود دارند. او دسته اول را کيفيات اوليه و دسته دوم را کيفيات ثانويه مي‌نامد. اما به نظر بر کلي چنين عقيده‌اي هم به شکاکيت منجر مي‌شود و هم به الحاد. اگر ما فقط به تصورات حسي آگاهي داريم چگونه مي‌توانيم نتيجه بگيريم که اين تصورات مطابق بااشياء مادي‌اند. برکلي براي رهايي از چنين شکايتي جوهر مادي را انکار نموده و تصورات را شيء واقعي دانسته و آنها را بازنماي چيزي غير از خودشان نمي‌داند. بعلاوه برکلي همان دلايلي را که لاک براي ذهني بودن کيفيات ثانويه اقامه کرده بود براي ذهني بودن کيفيات اوليه بکار گفت و همه کيفيات محسوس را تصورات دانسته و تصورات نيز نمي‌توانند قائم به يک شيء غير مدرک باشند. بدين ترتيب برکلي جهان مادي را به مجموعه‌اي از تصورات تقليل داده و ايده‌اليسم وي شکل مي‌گيرد.

معناي «مستقل از ذهن» اين است كه حتي اگر بر فرض هيچ انساني يا مخلوق ديگري نيز وجود نداشته باشد تا شي‌اي را درك كند، آن شي وجود داشته و خواهد داشت. 
ديدگاه بركلي نوعي از آموزه ايده آليسم است. ايده‌آليسم آموزه‌اي هستي شناختي است مبني بر اينكه همه آنچه در طبيعت است ذهني يا روحي است. بنابراين ايده آليسم با هر نوع رئاليسم (چه متافيزيكي و چه علي) ناسازگار است.
 اما بسياري از فلاسفه معاصر غرب مي‌گويند ما به وجود اشياي مستقل از ذهن (برخلاف نظر بركلي) باوري قابل توجيه داريم چون اشياي مستقل از ذهن بهترين تبيين براي نظم‌هاي موجود در تجربه ما هستند. در حالي كه بركلي جهان خارج را درون انطباعات قرار مي‌دهد تا چگونگي به دست آمدن معرفت نسبت به جهان خارج را از معرفت نسبت به انطباعات حل كند اما فيلسوف نامدار آلماني كانت، طريق ديگري را در پيش مي‌گيرد.
او نه تنها با رئاليست‌هاي معتقد به جهان مستقل از ذهن موافق است بلكه با شك‌گرايان معتقد به عدم دست يافتن به معرفت جهان نيز موافق است. او جهان في‌نفسه را جهان «نومن» و جهاني را كه ما تجربه مي‌كنيم جهان «فنومن» مي‌نامد. او معتقد بود كه بيشتر معرفت ما نسبت به جهان فنومن‌ها از طريق حواس فراگرفته مي‌شود اما با اين حال اعتقاد داشت برخي از معرفت ما پيشيني است.

 برکلي عليرغم انکار ماده از پيروان اصالت حس محسوب مي‌شود، زيرا وي براي توجيه ادراکات حسي خدا را جايگزين ماده مي‌کند. فلاسفه اسلامي بر خلاف برکلي وجود جهان مادي مستقل از ذهن را يک امري بديهي پنداشته‌اند. به نظر آنها متعلق بي‌واسطه آگاهي همان تصورات ذهني است و به واسطه اين تصورات به اشياء خارجي مستقل از ذهن علم پيدا مي‌کنيم و آنها تطابق اين دو نحوه وجود را نيز يک امر بديهي مي‌دانند. بعلاوه فلاسفه اسلامي بر خلاف برکلي اعتقاد به وجود ماده را نه تنها دست‌آويزي براي انکار خدا نمي‌دانند بلکه به اين جهت که خصوصيت ذاتي آن امکان ماهوي است و امکان ماهوي نيز ملاک نيازمندي شيء به علت است ، آن را يکي از دلايل اثبات وجود خداوند قرار داده‌اند.
=================================== 
منابع:

www.hamshahri.net
http://database.irandoc.ac.ir

علیت در فلسفه کارناپ

عليّت
مفهوم عليت که امروزه يکی از مباحث فلسفة علوم است توجه فلاسفة برجسته را از زمان يونان باستان تا به امروز به خود جلب کرده است. در دورانهای گذشته اين مبحث بخشی بود از آنچه فلسفة طبيعت خوانده می شد. دامنة اين مبحث هم  برسي های تجربی طبيعت را در بر می گرفت و هم تنوير فلسفی آن دانش را. امروزه بيش از پيش رو شن شده است که وظيفة برسی طبيعت بر عهدة دانشمند آزمون گر است و نه فيلسوف به معنای واقعی.                                                          
البته فيلسوف هم می تواند فيلسوف باشد و هم دانشمند . در چنين صورتی وی بايد از اختلاف اساسی بين دو نوع مسئله ای که با آن روبرو است آگاه باشد پرسشهايی از قبيل «آيا کهکشانی وجود دارد که از ضد ماده ساخته شده باشد؟» برای منجمين و فيزيکدانها  مطرح است . اما  سؤالاتی که مربوط به خصلت جهان نيست بلکه تحليلی از مفاهيم سياسی يک علم را طلب می کنند تنها برای فلسفة علوم مطرح است.         
در دورانهای گذشته فلاسفه معتقد بودندکه حوزه ای به نام متافيزيک طبيعت موجود است که دانش اساسی تری نسبت به علوم تجربی به ما می دهد. وظيفة فيلسوف توضيح حقايق متافيزيکی بود. امروزه فلاسفة علوم معتقد به چنين متافيزيکی نيستند. جای فلسفة طبيعت قديمی را فلسفة علم پُرکرده است. فلسفة جديد نه کاری به کشف قوانين دارد و نه کاری به تدوين کردن يک متافيزيک دربارة جهان بلکه توجهش به خود علم مطالعة مفاهيم مورد استفادة آن روشهای به کار رفته، نتايج ممکن اشکال گزاره ها و انواع منطقهای قابل استفاده در علم معطوف است.فيلسوف علوم مبانی فلسفي(يعنی منطقی و روش شناختی) روانشناسی را مطالعه می کند نه «خصلت ذهن» را. وی مبانی فلسفی مردم شناسی را بررسی می کند نه «خصلت فرهنگ» را .

ادامه نوشته

كوانتوم و نسبيت دوست يا دشمن

به ندرت می توان درطول تاریخ علم دوره ای را یافت که این پایه از روشنگری توسط چنین جمع معدودی صورت پذیرفته باشد.
ماکس پلانگ را با کلاه و سیگارش در کنار ماری کوری در ردیف جلو بنگرید. پلانگ عاری از نشاط است، او سالها تلاش برای افکار انقلابی اش،دربارۀ مواد وتابش، خسته به نظر می آید.
انیشتن با لباس شق ورق در وسط در ردیف جلو نشسته است.در سمت راست عکس،پرفسور42 ساله ای به نام بور در اوج توانایی اش، آرام و مطمئن که در ردیف وسط نشسته است.
در ردیف آخر، پشت سر اینشتین اروین شرودینگر با ژاکت و پاپیون اش به وضوح فردی بی قید به نظر میرسد. در سمت راست او، و با یک فاصله دو جوان افراطی به نام ولفگانگ پائولی و ورنر هایزنبرگ قرار دارند که هنوز در دهه سوم عمرشان به سر قرار دارند.جلوی آنها پل دیراگ ،لویی دوبروی،ماکس بورن و بور قرار گرفته اند.
پیرترین آنها پلانگ69 ساله بود که همه این ماجراها را در سال1900 شروع کرد تا دیراک25 ساله که جوانترین آنها بود نظریه را در سال1928 کامل کند.

ادامه نوشته

من, کوانتوم , زندگی

           یکی بود یکی نبود.

غیر از .... نمی دونم ,میگن اولش هیچی نبود....

یه دفعه همه جا روشن شد و گرم....

یه عالمه چيز باسرعت خیلی زیاد پرتاب شدند و اونقدر بهم برخورد کردند تا کم کم سرعتشون کم شد و سردتر شدند و

 شدند...

کهکشان ..و منظومه ..و ستاره ..و سیاره ..و من و شما.

.....یعنی ما از همون چیزی ساخته شدیم که آسمون و همه ستاره هاش..

پس چرا ما نشدیم ستاره..و ننشستیم یه جای دور توی آسمون؟!

واسه همینم اومدیم که از کار خلقت سر در بیاریم و بفهمیم چی شد که اینجوری شد..

هر چی ساختیم و گفتیم یه جاش غلط بود ..یه چيزی کم داشت... ما مونده بودیم بیرون و همه چی رو میدیدیم غیر از خودمون.

”جهان مثل ساعت کار میکند“,“جهان احتیاج به ناظر ندارد“.....

این یعنی ما جداییم از اون چيزی که از اول همه رو خلق کرد. 

ولی یه رابطه ای پیدا کرديم..یه سری قانون و فرمول که میگه

”جهان بدون حضور ما متفاوت خواهد بود“...و این یعنی....من هستم.

ادامه نوشته

فلسفه ي مكانيك كوانتومي

فلسفه ي مكانيك كوانتومي
فيزيك

فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.

فلسفه ی فیزیک از دیدگاه فیلسوفان

دكارت مي گفت :محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.

ادامه نوشته

علیت (گذری بر فلسفه ی مکانیک کوانتومی )

پيش گفتار
  انسان هنگامي توانست به تفکر فلسفي بپردازد که موفق گرديد وسايل معيشتي خود را براحتي تأمين کند و در ساية رفاه و آسايش, فراغت خاطري پيدا کرد تا فراتر از مسائل جزئي و حوادث روزمره بينديشد و دربارة مسائل مهمتر تحقيق نمايد تا نه تنها قادر به پيش‌بيني حوادث گردد, بلکه آنها را بفهمد و تبيين کند.
اما از لحاظ تاريخي, تفکر فلسفي کي, کجا و توسط چه کسي و يا کساني آغاز گرديده, هنوز معلوم نشده و شايد هيچوقت بدرستي روشن نشود, وليکن تمدني که امروزه بدستياري اروپائيان در جهان برتري يافته, بيگمان دنبالة آن است که يونانيهاي قديم, بنياد نموده و آنها خود, مباني و اصول آن را از ملل باستاني مشرق زمين, يعني مصر, سوريه, کلده, ايران و هندوستان دريافت نموده‌اند.
 در واقع يونانيان نخستين مردم متمدني بوده‌اند که واژة فلسفه و مفهوم و مضمون آن را آفريده‌اند. فلسفه شکل معرّب واژه يوناني «فيلوسوفيا» بمعناي دانش دوستي است. بنابرين بايد يونان باستان را زادگاه و گهوارة انديشة فلسفي باختري و ديگر دانشهايي دانست که از بيست و پنج سدة پيش تاکنون راههاي شناخت عقلي جهان را به روي آدمي گشوده است. بدون ترديد شکلهاي ديگري از انديشة فلسفي و شناخت کم و بيش عقلي جهان پيراموني آدمي در دوران تاريخ, پيش از پيدايش يونان تاريخي, نزد ملتها و اقوام ديگر در تمدنهاي شرقي باستان بوده است اما آنچه انديشة فلسفي يوناني را از انديشه‌هاي همانند آن جدا مي‌سازد, ويژگيهاي خاص آن است.

ادامه نوشته

فلسفه فیزیک کوانتومی

مقدمه:

در تعریف فلسفه اختلاف نظر فراوانی وجود دارد. یک علت این اختلاف تعاریف، آن است که موضوع فلسفه که زمانی علم علوم و جامع کلیه معارف انسانی بود تغییر کرده و به تدریج علوم طبیعی و انسانی از آن جدا شد و کار بدان جا رسید که پوزیتویست‌ها و نئوپوزیتویست‌ها اصلا وجود فلسفه را به عنوان رشته مستقل معرفت انسانی منکر شدند.وجود مستقل فلسفه به مثابه شکلی از اشکال شعور انسانی است.

1.زندگینامه هایزنبرگ

هایزنبرگ در پنجم دسامبر سال 1901 در شهر دورزبورگ آلمان از پدری به نام آگوست و مادری به نام آنا زاده شد. پدر او استاد دانشگاه و متخصص تاریخ امپراتوری بیزانس بود و بدین ترتیب ورنر جوان در یک محیط خانوادگی دانشگاهی در طبقه ای بالاتر از طبقه متوسط جامعه بزرگ شد. او در دوره دانش آموزی آموختن پیانو را آغاز کرد و در سن 13 سالگی آثار بزرگان موسیقی را با آن نواخت. و تا پایان عمر پیانو زنی عالی باقی ماند. او در دبیرستان حساب دیفرانسیل و انتگرال را بطور خود آموز و پیش از فرارسیدن امتحانات نهایی یاد گرفت. روی توابع بیضوی کار کرد ودر 18 سالگی در انتشار مقاله ای درباره نظریه اعدادتلاش کرد. هایزنبرگ جوان ، پس از جنگ جهانی اول وارد صحنه سیاسی شد در آن زمان پشتیبان جنبش ملی به پرچمداری ارتش بود. در چند نبرد خیابانی علیه گروه های کمونیست شرکت کرد. در دوران دانش آموزی گروهی بنام هایزنبرگ به رهبری وی تشکیل شد که فعالیتهای سیاسی علیه نظام حکومتی کشور پرداختند. علاوه بر فعالیتهای سیاسی به ورزش از جمله اسکی و کوهنوردی نیز می پرداخت. هایزنبرگ شطرنج باز برجسته ای بود شهرت او به دوران کودکی اش برمی گردد معروف است که در کلاس درس در زیر میز و حین تدریس معلم شطرنج بازی می کرده است ؛ و برای فرصت به حریف معمولا ً بدون وزیر بازی می کرد.
هایزنبرگ در سال 1920 وارد دانشگاه مونیخ شد. در آنجا علاوه برتحصیل در رشته فیزیک کتب کلاسیک به خصوص آثار علمی فلاسفه اولیه یونان از افلاطون و ارسطو گرفته تا دیمیقراطیس و تالس را نیز خواند. علاقمندی هایزنبرگ به رابطه بین علوم و فلسفه تا پایان عمر او ادامه داشت. نزدیکترین دوست او در دانشگاه ولفگانگ پاولی بود. هایزنبرگ هنوز دانشجو بود که شواهدی دال بر اعتماد به نفس عظیم از خویش نشان داد. در آن ایام مشکلی به نام پدیده زیمن اسباب زحمت پژوهشگران فیزیک اتمی بود. پدیده مربوط به واکنش توضیح ناپذیر یک اتم واقع در یک میدان مغناطیسی نسبت به میدان بصورت تقسیم شدن خط طیفی آن به بیش از سه خط مورد انتظار بود. وی در مقاله ای که نخستین اثر علمی او بود مدلی ریاضی برای توضیح آن پدیده ابداع و ارائه کرد. در سال 1922 نیاز بوهر در دانشگاه گوتیگن به سخنرانی در باره نظریه کوانتومی و فیزیک اتمی پرداخت هایزنبرگ در نخستین جلسه سخنرانی بوهر از یکی از اظهارات وی انتقاد کرد که پس از بحثی که بین آن دو صورت گرفت در پایان منجر به آشنایی و همکاری دراز مدت آن دو شد. در سال 1925 هایزنبرگ برای حل مسائل ریاضی ساختار اتم ، ریاضیات خاصی را برای حل آن مسائل ابداع و با آن چهار چوب ریاضی لازم را برای تشریح رفتار اتم شناسایی و پی ریزی کرد که این ریاضیات توسط جبر ماتریسی بورن شناسایی شد.
هایزنبرگ در سال 1926 به دعوت نیلز بوهر در انیستیتوی فیزیک نظری کپنهاگ در سمت دستیاری بوهر به فعالیت مشغول شد. هدف همکاری های هایزنبرگ و بوهر در زمینه فیزیک ، ارائه تصویر کاملتری از اتم به منظور راه یافتن به یک نظریه جدید بود که درستی اش به روشهای ریاضی قابل اثبات و پاسخگویی کلیه سئوالات مربوط به خواص و کیفیات مربوط به اتم در آزمایشگاه شد.
هایزنبرگ در بهار سال 1926 یعنی در زمانی که بیست و پنج سال بیشتر از عمرش نمی گذشت برای نشریه علمی «زایتشریفت فور فیزیک» مقاله ای فرستاد که عنوان آن «گفتار درباره محتوای ادراکی سینماتیک و مکانیک کوانتومی» بود. مقاله بیست و هفت صفحه ای مذکور که از دانمارک برای نشریه فرستاده شده بود حاوی فرمول بندی هایزنبرگ از اصل عدم قطعیت معروف خود بود. اصلی که اثبات آن تضمین کننده مکان او در تاریخ علم شد. اهمیت این اصل از آن روست که مصادیق و پیامدهایی چنان دوررس دارد که نه تنها بر فیزیک ذرات درون اتمی بلکه بر همه دانش بشری اثر می گذلرد. انگیزه اصلی منجر به کشف اصل عدم قطعیت کوششهای نظری بود که برای تعیین دقیق شکل مدارهای الکترون های اتم بعمل می آمد ؛ لازمه نشانه کردن یا تعیین مکان الکترون در حال گردش این بود که ابتدا با وسیله ای مانند یک تابش الکترومغناطیسی کوتاه موج روشن و مرئی شود. روشن شدن الکترون با برخورد فوتون های آن تابش به آن تحقق می یافت که اگر یک فوتون تنها هم به آن برخورد نمی کرد آن برخورد در هر حال مکان واقعی الکترون را تغییر می داد. وضعیت مشابه وضعیت برخورد یک توپ بیلیارد با یک توپ دیگر و از جا کنده شدن توپ هدف بود. دیده میشود که در اینجا خودِ وسیله دیدن یعنی نوری که برای رویت و اندازه گیری موقعیت مکانی الکترون بکار میرود با ایجاد یک خطای سنجش در اندازه گیری آن پارامتر حرکت نتیجه کار را کم دقت میکند. دو کمیت موقعیت مکانی وممنتم یک ذره ی بنیادی را بطور همزمان نمی توان اندازه گرفت زیرا به فرض که بتوان الکترون را برای انجام سنجش قدری معطل کرد نفس آن عمل سبب میشود که دیگر اندازه گیری ممنتم الکترون نباشد. نکته در خور توجه اینکه حاصلضرب خطاهای اندازه گیری هر زوج این متغییرها همواره مینیمم ثابتی دارد.
در سال 1927 که هایزنبرگ ، بوهر و دیگران هنوز سرگرم بحث درباره تفسیر کپنهاک از نظریه کوانتومی و ارائه آن بودند ؛ هایزنبرگ سمت استادی فیزیک نظری دانشگاه لایپزیگ آلمان را که به او پیشنهاد شده بود پذیرفت و بدین سان در بیست وشش سالگی جوانترین استادکامل دانشگاه در آلمان شد. هایزنبرگ در لایپزیگ با تبدیل انیستیتوی فیزیک دانشگاه به یک مرکز پژوهشی پیشرو در زمینه های فیزیک اتمی و کوانتومی کمک مهمی به ارتقاء جایگاه علمی آن موسسه کرد. از دانشجویان اولیه او در آنجا میتوان رودلف پیرلز ، ادوارد تلر، کارل فریدریش و فن ویتزساکر را نام برد که همه در سالهای بعد در جهان فیزیک به شهرت رسیدند.
در سال 1933 جایزه فیزیک نوبل را بپاس کمک های متعدد هایزنبرگ به پیشرفت مکانیک کوانتومی به وی اعطا کردند. هایزنبرگ در سال 1958 و در سن پنجاه وشش سالگی به مونیخ بازگشت و عهده دار انیستیتوی فیزیک نظری ماکس پلانک شد. او به سخنرانی های خود در مجامع بین المللی نیز ادامه داد اما محتوی سخنان او بیشتر فلسفی بود تا علمی. او در اواسط سال 1973 به سرطان مبتلا و سخت بیمار شد. سرطان وی ابتدا برای مدتی عقب نشینی کرد و حتی بنظر آمد که وی حتی سلامت خود را بازیافته باشد اما دو سال بعد در ژوئیه سال 1975 وضع جسمانی وی به وخامت گرایید و او شش ماه بعد از آن تاریخ در گذشت.

ادامه نوشته

پوزیتیویسم: (حاکمییت پوزیوتیسم بر افکار فیزیکدانان)

پوزیتیویسم: (حاکمییت پوزیوتیسم بر افکار فیزیکدانان)

پیروزی سده ی 18 و 19 به ویژه در زمینه ی ریاضی فیزیک این گمان را برای دانشمندان پیش آورده بود که راه یافتن و پاسخ ها را پیدا کردند و با خرده گرایی و آزمایش روزی خواهند توانست همه چیز را درک کنند . تکیه آنها بر آزمایش بود و اندیشه آنها ساختار زیر را داشت :

آزمایش مطلقأ بر اندیشه چیره است وتنها گزارهای درست است که آزمایش آن را پیشنهاد کرده باشد .آزمون پذیری می بایست همه جا وهمه گیر باشد و همیشه گزاره می بایست در هر جایی تکرار آزمایش را برای سنجش داشته باشد. نتیجه گرفتن از آزمایش تنها به خود گرایی نیاز دارد. ماوراء الطبیعه وجود ندارد و استقراء درست نیست. یعنی اگر بسیاری نمونه ها رفتار همانند داشته باشند نمی توان آن رفتار را گزاره ای بر آنها دانست. دریافت ما مطلق است یعنی هر چیز چنان است که می شناسیم ودر پس واقعیت چیز دیگری نیست که گذشتگان حقیقت می نامیدند . چنان که می بینیم بنیاد این اندیشه با تناقض هایی همراه است. چگونه می توان انتظار داشت که آزمایش خود برای ما گزاره بنویسد و اگر نتیجه گیری در اندیشه دانشمندان نبوده باشد بر چه پایه ای آزمایش را طراحی کرده است زیرا می دانیم که مشاهده ای علمی است که زمینه اش را با هدف ویژه ای آماده کرده باشند و مشکل خام آن گزاره حتی شمار گوناگونی از مشکل های جزئی در ذهن آزمایشگر شکل گرفته است . این که می گویند دریافت ما مطلق است با پیشرفت و دانش سازگاری ندارد و این پیشرفتها شناخت ما را از مقوله ها پیوسته ژرف تر و گوناگون تر می کند.

اندیشه های کارل پوپر :

پوپر استقراء را رد می کرد و ماوراءالطبیعه را کنار می گذاشت و دریافت ها را مطلق می دانست اما می خواست به گونه ای عدم قطعیت را در فلسفه خویش وارد کند وآن را به شکل ابطال پذیری عرضه کند . در ابطال پذیری او، گزاره ای علمی است که بتواند خلاف خود را پیش بینی کند. او برای این نظرش پیشنهاد می کند که اگر در گزاره یp   آن گاه  q، باید نقیض p آن گاه نقیض q یعنی اگر عاملی را که در گزاره وارد کردیم وارون کنیم نتیجه هم وارون شود. او امیدوار است با این پیشنهاد پیشرفت علم که پیوسته با جانشین شدن گزاره با گزاره ای بهتر رخ می دهد مدون کرده باشد . اما چندین خرده بر این پایگاه اندیشه گرفتنی است و هر اندازه هم که او خود را از پوزیتیوسیم ما دور بداند اندیشه او را می توان دگرگونی اندکی نسبت به پوزیتیویسم دانست. یک گزاره تنها به یک عامل وابسته نیست که با وارون شدن آن همه چیز وارون شود . همه پدیده ها گسسته نیستند که باینری عمل کنند یا خود باشند یا وارون آن . اگر بناست گزاره ای جای وارون داشته باشد چرا آن را عملی بدانیم و پیشنهاد کنیم اگر دریافت ما مطلق اند و حقیقتی در پس واقعیت نیست که آشکار نشده باشد بناست که گزاره جای خود را به چه چیزی بدهد و به چه سویی ابطال شود. شایداین برداشت  پوپر از وابستگی گذشته او بوده باشد که گفته بود و نوشته بود چرا کمونیست شدم و با آنکه دیرتر از این گرایش بیزاری جسته بود. شاید بتوان سایه آن اندیشه را در ابطال پذیری اش دید .

اندیشه اصلی استقراگرایی :

 براین مبنا است که علم از مشاهده آغاز می شود ومشاهدات به تعمیم ها وپیش بینی ها می رسد. حال اگریک مورد پیدا شود باگزاره ی مورد قبول سازگار نباشد گزاره ی فوق باطل می شود.تفسیر استقراگرایان از این ابطال این است که استنتاجات علمی هیچ گاه به یقین منتهی نمی شوند. اما آنها براین باورند که این گونه استنتاجات می توانند درجه ی بالایی از احتمال را به بار آورند. رایشنباخ می گوید:"اصل استقرا داورارزش نظریه ها درعلوم است وحذف آن از علم به مثابه ی خلع علوم از مسند قضاوت درباره ی صدق وکذب نظریه های علمی است. بدون این اصل علم به کدام دلیل میان نظریه های علمی وتوصیف های شاعرانه فرق خواهد گذاشت. ولی دقیق تراین است که اصل مجوز استقرا معیار سنجش احتمالات خوانده شود. برای قرن ها روش استقرایی بهترین روش علمی شناخته می شد ودانشمندانی مانند انیشتین مجذوب آن بودند. اما قرن بیستم بیش تر نقد استقراگرایی بوده است تا پذیرش وبسط آن. ناقد اصلی استقراگرایی کارل پوپربود. چند مورد در نگرش جدید به استقراتأثیر داشت که یکی از آنها ظهور نظریه های کوانتوم ونسبیت درفیزیک بود. ظهور جریان های مهم منطقی با عنوان پوزیتیویستهای منطقی یا حلقه ی وین از دلایل آن بود. پوزیتیویستهای منطقی چند هدف مهم را دنبال می کردند. آنها در تلاش بودند که یک زبان مناسب برای فلسفه تهیه کنند وباورشان این بود که بسیاری از سوء تفاهم ها از باب این است که یک زبان مناسب برای فلسفه وجود ندارد وبه این نتیجه رسیدند که اگر یک زبان منطقی ایجاد کنند ، باعث می شود که فلسفه  رشد بیشتری پیدا کند. آنها امیدوار بودند که با ابزار منطق تصویر جامعی از عالم ترسیم کنند. با ور آنها این بود که تنها چیزی که مادر اختیار داریم حس وداده های حسی است وتمام عالم را می توانیم بر اساس حس وداده های حسی به شکل منطقی بازسازی کنیم. آنها متعقد بودند که فلسفه یک فعالیت است نه یک معرفت. اما معتقد بودند که ما باید یک فلسفه ی علمی تهیه کنیم که عقلانی ومتکی به دانشمندان ومدرن باشد. پوپر به مخالفت با اندیشه های پوزیتیونیستی برخاست. پوپر می گوید: راه درس گرفتن از تجربه انجام مشاهدات مکرر نیست. سهم تکرار مشاهدات در قیاس باسهم اندیشه هیج است. بیش تر آنچه می آموزیم به کمک مغزاست. چشم وگوش نیز اهمیت دارند ولی اهمیتشان بیشتر در اندیشه های غلطی است که پیش می نهند. بر همین اساس با استقراگرایان مخالفت ورزیده واستقرا را اسطوره ای بی بنیاد معرفی کرده است. پوپربا بیان این مطلب که نظریات همواره مقدم برمشاهدات هستند طرح نوینی را در عرصه ی روش شناسی علوم تجربی بنیان نهاد. طبق نظر وی روش صحیح علمی عبارت است از آنکه یک نظریه به نحو مستمر در معرض ابطال قرار داده شود. بنابر این یک نظریه برای آنکه مورد قبول باشد باید بتواند از بوته ی آزمونهایی که برای ابطال آن طراحی شده اند سربلند بیرون بیاید. پوپر مصرانه ندا سر می دهد که بگذارید نظریه ها به جای مردم بمیرند.

پوپر با ارائه ی نظریه ی ابطال پذیری تلاش کرد مرز بین نظریه های علمی وغیر علمی را مشخص کند. وی چنین بیان می کند:علمی بودن هر دستگاه در گرو اثبات پذیری به تمام معنای آن نیست، بلکه مربوط بر این است که ساختمان منطقی اش چنان باشد که رد آن به کمک آزمون های تجربی میسر باشد. به عبارت دیگر از دیدگاه پوپر اثبات پذیر نیستند بلکه ابطال پذیرند. پوپر با این دیدگاه به مخالفت با تلقی های رایج از علم پرداخت وبیان کرد که علم ونظریه ها ی علمی هیچگاه از سطح حدس فراتر نمی روند وآنچه که منتهی به پیشرفت علم می شود سلسله ای از حدس ها وابطال ها می باشد. پوپر تاکید می کند برای رسیدن به اندیشه های نو، هیچ دستور منطقی نمی توان تجویز کرد.

منتقدان وی اگر چه در برخی از جنبه ها با او هم عقیده هستند، اما در اینکه وی تنها به ابطال توجه کرده با او مخالفند. از میان مخالفان پوپر، نظریه ی کوهن درباب مفهوم پارادایم از اهمیت بیشتری برخوردار است.

بر خلاف آنچه که پوزیتیویستهای منطقی توجه داشتند، کوهن به یک چرخش تاریخی تکیه می کند ومعتقد می شود که علم یک سیستم پویا است وبه جای معرفت شناسی علم به جامعه شناسی علم توجه می کند. وی نشان داد که علم تکامل تدریجی به سمت حقیقت ندارد بلکه دستخوش انقلاب های دوره ای است که او آن را تغییر پارادایم می داند. پارادایم یکی از مفاهیم کلیدی کهن است. او معتقد است پرادایم یک علم، تا مدتهای مدید تغییر نمی کند ودانشمندان در چارچوب مفهومی آن سر گرم کار خویش هستند. اما دیریا زود بحرانی پیش می آید که پرادایم در هم می شکند وانقلاب علمی را بوجود می آورد که پس از مدتی پرادایم جدیدی بوجود می آید ودوره ای جدید از علم آغاز می شود. مثال کلاسیک تغییر پرادایم عبارتنداز:

1) کار گالیله که باعث برانداختن فیزیک ارسطویی وایجاد نسبیت گالیله ای شد.

2) کار کپلر که باعث کشف بیضوی بودن مدار سیارات شد.

3) ابداع فیزیک جدید توسط نیوتن.

4) نسبیت عام وخاص انیشتین .

5) مکانیک جدید کوانتوم که باعث کنار گذاشتن مکانیک کلاسیک شد.

-----------------------------------------------------------------------------------------

گرد آورندگان:

الهام امیری و نجمه سادات ابطحی

زندگی از فیزیک تا متافیزیک ـ گفتگو با دکتر گلشنی

زندگي از فيزيك تا متافيزيكدر دوران امر بين فيزيك و متافيزيك،كمتر پديده اي را مي توان يافت كه به صورت كامل فيزيكي و يا به صورت كامل متافيزيكي باشد. چنين مي نمايد كه سرشت و سرنوشت تمام يا بسياري از پديده ها وقوع در طبيعت و عروج به سوي ماوراي طبيعت است، چيزي كه در زبان فلسفي رايج، براساس حفظ و پاسداشت مرزهاي فهم و فكر بيش از آنكه با عبارت طبيعت و ماوراي آن بيان شود، با تعبير فيزيك و متافيزيك ادا مي شود. در اين ميان زندگي را مي نگريم كه به مثابه يك پديده هرگز از اين دو حوزه جدا نمي گردد، از آن رو كه زندگي با خلأ بيگانه است و هم از آن رو كه خلأ گريزي از نخستين اوصاف زندگي به شمار مي آيد.گفتگو با دكتر مهدي گلشني ـ ـ استاد محترم فيزيك دانشگاه صنعتي شريف ـ ـ ـ ابعادي ديگر از زندگي را به بحث نهاده ايم،تا چه قبول افتد و چه در نظر آيد.اولين سوٌال تعريفي است كه شما از زندگي ارائه مي دهيد.
براي اينكه بدانيم تعريف زندگي چيست، اول بايد بدانيم كه هدف از زندگي انسان و پيدايش انسان و به طور كلي هدف حيات انسان چيست؛ آيا كاملاً بي هدف است، آنطوركه بعضي از تئوريهاي رايج روز مي گويد و فضلاي روز تكرار مي كنند يا هدف دارد؟ ما كه مسلمان هستيم، به پيروي از قرآن معتقديم كه هيچ چيز بي هدف نيست و همه چيز هدف دار است از جمله آفرينش انسان كه هدف دار است .هدف از زندگي رسيدن به آن مقام شامخ انساني است كه انسان در عبادت خداوندي مستغرق شود و آثار خداوندي را بفهمد و به عظمت خداوند پي ببرد.

خواهشي اندر جهان، هر خواهشي را در پي است
خواستي بايد كه بعد از آن نباشد خواستي از اين رو از نظر من هدف زندگي رسيدن به مقام عاليه اي است كه براي انسان فرض شده است و انسان را از حيوان متفاوت مي كند. البته اين مستلزم اين است كه از اول، در مراحل تربيت به افراد انسان گفته شود كه هدف چيست تا با آن آشنا شوند و خودشان با بررسي به اين موضوع پي ببرند به نظر من خود زندگي يعني گذراندن اوقات. زندگي عبارتست از: گذراندن اوقات. آن وقت اگر اين گذراندن اوقات با حاصل باشد، اين زندگي را موفق مي دانيم ولي اگر بدون حاصل باشد، ناموفق مي دانيم. منتها بايد ببينيم با چه معياري مي سنجيم كه حاصل خوب است يابد؟به نظر شما در دوران امر بين اينكه زندگي تا چه حد فيزيكي و تا چه حد متافيزيكي است، زندگي فيزيكي است يا متافيزيكي؟
اين دو با هم مخلوط است. من چون با فيزيك انس زيادي داشته ام، راحت به شما مي گويم كه اگر شما با دقت به موضوع فيزيك و متافيزيك نگاه كنيد، به سختي مي توانيد آن دو را از يكديگر جدا كنيد. شما فيزيكي را پيدا كنيد كه در درون آن متافيزيك نباشد. ما وقتي متافيزيك را تعريف مي كنيم، مي گوييم: متافيزيك عبارتست از: احكام عام وجود. شما وقتي به سراغ فيزيك مي آييد، يك سلسله آزمايش هاي خاص انجام مي دهيد. يعني حوزه هاي بسيار خاصي را در نظر مي گيريد و رويش تجربه مي كنيد. اين تجربه بسيار محدود است. آن وقت شما نتايج اين تجربه را تعميم مي دهيد. به عنوان مثال چند سيم را حرارت مي دهيد و مي بينيد كه طول آنها در اثر حرارت زياد مي شود.بعد به اين اكتفا نمي كنيد كه اين سيم خاص يا اين سيم مسي اينگونه است، بلكه مي گوييد: فلزات چنين هستند كه وقتي حرارت داده مي شوند، منبسط مي شوند. چرا شما اين تعميم را انجام مي دهيد؟ آيا شما مجاز به اين تعميم هستيد؟ معمولاً اين كار را انجام مي دهيد. تكيه گاه باطني شما در اعتماد و اطمينان به اين تعميم چيست؟
به عقيده من تكيه گاه همه اين تعميم ها متافيزيك است. افراد فكر مي كنند كه كاري كه مي كنند، صرفاً آزمايش است. اگر فقط چيزي را حرارت دهند و عددهايي را يادداشت كنند، آنچه بر جاي مي ماند و حاصل مي شود، مجموعه اي از كاتالوگهاي اعداد مي شود، ولي شما اين اعداد را ربط مي دهيد و قوانين عام مي سازيد و بعد به آن اكتفا نمي كنيد و مي گوييد: اگر عين قضيه در كره مريخ هم انجام شود، نتيجه همين است. اينها تعميم هايي است كه واقعاً فوق فيزيك است.
فيزيك با حواس و آزمايش ها و نتيجه گيري سروكار دارد ولي شما در مقام نتيجه گيري، هميشه از جزئيات به كليات منتقل مي شويد و نتايجي كه شعور را با فيزيك بيان كنيم. ممكن است هيچ وقت نتوانيم اين كار را بكنيم. ممكن است شعور را حتي نتوانيم به زبان رياضي بيان كنيم. يعني: واقعاً شعور مرموزترين بخش قابل تفسير جهان است. توجه بفرماييد كه قرآن صريحاً مي فرمايد: يسئلونك عن الروح. قل الروح من امر ربي. اين آيه به صورتهايي مختلف تفسير و تعبير شده است. چون آيه در ادامه مي فرمايد: و ما اوتيتم من العلم الا قليلاً. از نظر بنده مفهوم اين آيه اين است كه معلوم نيست كه ما بالاخره بفهميم شعور يا روح چيست. ما به روح خيلي نزديك هستيم و خيلي از ابعاد آن را مي فهميم و ممكن است از بسياري از خواص آن استفاده كنيم ولي اين كه آيا مي توانيم بفهميم خودش چيست؟ اين معلوم نيست.من ذهن را بُعدي از روح مي دانم ولي در واقع زندگي آن چيزي است كه انسان مي فهمد و اين بُعد روحي زندگي ما را نشان مي دهد. شما غذايي را مي خوريد كه در آن لحظه بسيار خوشمزه است ولي آن تمام مي شود. آنچه كه مي ماند، خاطراتي است كه مي ماند و احياناً آن را چند ساعت بعد يا چند سال بعد نقل مي كنيد كه بُعد روحي قضيه است. آن چيزي كه انسان با آن زندگي مي كند، ابعاد روحي زندگي است؛ چيزهايي است كه با روح سرو كار دارد. بقيه حواس هم به عنوان ابزار در خدمت روح و زندگي هستند. بويايي، بويي را حس مي كند و در اختيار ما مي گذارد كه لحظه اي است و مي گذرد. آن چيزي كه مي ماند، با روح سروكار دارد، ولي روح به تفسير نياز دارد.
مهمترين مسئله زندگي براي انسان به طور عام چه چيزي مي تواند باشد؟
اين كه بفهمد كه در اين دنيا چه كاره است. اينكه بدانيد از كجا آمده ايد چه كار مي كنيد و به كجا مي رويد، بزرگترين و مهمترين مسئله زندگي است.آن وقت شما اگر اين موضوعات را واقعاً با تمام وجودتان درك كنيد، تمام اعمال شما با آن تطبيق مي كند و همواره مواظب هستيد كه اشتباه نكنيد و كار خطا انجام ندهيد.

منبع:

www.Ettelaat.com

---

دیدگاه های فلسفی بور

بعد ازتکوین نظریه کوانتوم در اواخر دهه سوم قرن بیستم کم کم نظر فیلسوفان فیزیکدان و فیزیکدانان فیلسوف مشرب متوجه جنبه های معرفت شناختی این نظریه شد واز آن زمان تا به حال مخصوصاٌ در دو دهه اخیر بسیار درباره تاًثیر مکانیک کوانتومی روی جریان تفکر فلسفی معاصر نوشته شده است . اما متاًسفانه جز در مواردی معدود کمتر درباره تاًثیری که فلسفه و علی الخصوص آثار فلسفی قرن نوزدهم روی تفکر فیزیکی معاصر گذاشته است صحبت شده است.ما در اینجا درباره برخی نظرات فیلسوفان قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم که احتمالاٌ روی بور تاًثیر گذاشته اند صحبت خواهیم کرد . و همچنین نگاهی گذرا بر افکار بور خواهیم داشت و اتفاقاتی را که احتمالاٌ منجر به ارائه" اصل مکملی بور" شده مورد بررسی قرار خواهیم داد.

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان ،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاًکید داشت حکمت طبیعی حتماٌ باید با تاًیید قاطع تجربه همراه باشد .در تاًیید این سخن هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور در سالهای 1927-1962 عمدتاٌ فلسفی است. بور مخصوصاٌ پس از سال 1927 بیشتر اوقات خود را صرف تبین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد.

 دیدگاههای معرفت شناختی بور

اولین آشنایی بور با بحثهای فلسفی مربوط می شود به سالهای اول قرن بیستم که در آن سالها او و برادرش هرالد در جلساتی که با شرکت پدرشان و فیلسوف دانمارکی هوفدینگ و برخی دیگر از دوستان خانواده ،در شبهای شنبه ،منعقد می شد حضور می یافتند و به بحثهای معرفت شناسی گوش می دادند.این مباحثات تاٌثیر عمیقی روی بور گذاشت و بین او و هوفدینگ یک دوستی پایدار برقرار کرد.

بور در سال 1903 وارد دانشگاه کپنهاگ شد و درسی در منطق و تاریخ فلسفه با هوفدینگ گرفت .در سال 1905 بور و برادرش هرالد و عده ای دیگر از دانشجویان دانشگاه کپنهاگ باشگاهی به اسم اکلپتیکا تاًسیس کردند.اینها کارشان بحث درباره آن دسته از مسائل فلسفی و معرفت شناختی بود که در دروس فلسفه استادشان هوفدینگ مطرح شده بود و البته برای رفع اشکال به او رجوع می کردند. بور در آخرین مصاحبه اش متذکر شد که او در ابتدا خیلی علاقه به مسائل فلسفی داشته و حتی در دوران دانشجویی اش در صدد آن بوده است که مقاله ای درباره معرفت شناسی بنویسد.بور از طریق هوفدینگ با آثار و افکار کیرکگارد فیلسوف اگزیستانسیالیست دانمارکی و ویلیام جیمز(کتاب اصول روانشناسی وی معروفبود  ومورد قبول و مطالعه هوفدینگ وبورقرار گرفت )  آمریکایی آشنا شد. هوفدینگ از شاگردان برجسته کیرگکارد و شارح افکار او بود و خود هوفدینگ به تاًثر از افکار کیرگکارد اقرار کرده است.

چنانچه خواهیم دید به نظر می رسد که بور در بسیاری از اندیشه هایش از آثار کیرگکارد ،هوفدینگ ،ویلیام جیمز و برخی دیگر از فیلسوفان متاًثر شده باشد و ما ،در آثار بور اشاراتی هر چند غیر مستقیم ،به این مطلب می بینیم .مثلاٌبور در مورد کیرکگارد می گوید :

"او (کیرکگارد )وقتی من تزم را در خانه یک کشیش (دزفونن) می نوشتم تاًثیری قوی روی من گذاشت .ومن آثاراو را شب و روز می خواندم."

همچنین بور در یادداشتی که در سال 1909 به همراه کتاب مراحل در مسیر زندگی(نوشته کیرکگارد)برای برادرش هرالد به هدیه تولد او ،فرستاد نوشت:

"فکر نمی کنم که پیدا کردن چیزی بهتر از این (هدیه)کار آسانی باشد.به هر حال من از خواندن آن بسیار لذت بردم و حتی فکر می کنم یکی از لذت بخش ترین آثاری باشد که تا به حال خوانده ام.

ادامه نوشته

پس زمینه فلسفی اصل عدم قطعیت

پس زمینه فلسفی اصل عدم قطعیت

         

نویسنده: بهناز مهردار قائم مقامی - دانشجوی کارشناسی فیزیک

 

اگر از بنیادهای فلسفی اصل عدم قطعیت (uncertainly principle) , نشناختی حقیقت مطلق استنتاج گردد باید بپذیریم این اصل به هیچ روی دستاورد نوین فلسفی به همراه خود نداشته است.

طرح این مساله که "حقیقت نهایی هیچ چیز قابل ادراک نیست و هیچکسی ذره ای به کمال راه نمی یابد" ]اصول اولیه/هربرت اسپنسر[ به نوعی تکرار تعبیر هکسلی خواهد بود که تنها فلسفهء صحیح, فلسفهء لاادری Agnosticism)) است. اینکه حقیقت مطلقی در پس جهان مشاهدات وجود دارد یا نه را نمی توان مناقشهء فلسفی نوینی دانست که اصل عدم قطعیت موجد آن بوده باشد. نسب و اضافات خود متضمن امری نهایی و مطلق غیر از پدیدارهاست . از همین روست که در می یابیم " ادراک حقیقتی که در پس پدیدارها نهان است تا چه اندازه محال می باشد و چگونه از این امتناع و عدم امکان ایمانی محکم به این حقیقت پیدا می کنیم. در حالیکه به حقیقت مطلق هیچ دسترسی نداریم". خواه این عدم دسترسی به مطلق بواسطهء اخلال و آشفتگی (disturbance) در فرایند مشاهده باشد خواه به واسطهء امکان ناپذیر بودن کل گرایی (Holism) که محدودیت اجتناب ناپذیر روش شناسی methodology)) علم تجربی است.

با این وصف محدودیتی که عدم قطعیت در تعیین دقیق و همزمان موقعیت و اندازه حرکت ایجاد می کند نتیجتا ً تفاوت عمده ای با محدودیتهای ذاتی قوانین علم تجربی ندارد. علم تجربی به مقتضای طبع نمی تواند با اشیاء فی نفسه و حقیقت کامل و دست نخورده خارجی آنها سرو کار داشته باشد. جوهر و علیت و وجوب مقولات نهایی هستند تنها درباره ظواهر و پدیدارها قابل استعمال می باشند. باید گفت این مفاهیم در وصف امور فی نفسه کارایی ندارند. "با هیچ روش علمی نمی توان یکجا و یک دفعه بر کل یک پدیده احاطه پیدا کرد و همه چیز آن را دانست و سراپای آن را بررسی نمود. هر تجربه ای به قصد کاوش در چهرهء گزیده ای است و کاوش در هر چهرهء گزیده میسر نیست مگر با غفلت از چهره های دیگر و حتی دگرگون کردن آنها. برای نمونه فرض کنید دمای مقداری آب را می خواهید اندازه گیری کنید. ساده ترین راه فرو بردن یک دماسنج در آب است.

با این روش مقدار دمای آب را (چهرهء حرارتی آن را) به دست می آورید. اما سایر چهره های آب چه می شوند؟ آیا با فرو بردن دماسنج در آب و حل شدن قدری از دیوارهء شیشه ای آن در آب بر میزان نمک محلول در آب نیفزوده اید؟ آیا با بالا بردن نمک محلول, نقطه انجماد و تبخیر آن را تغییر نداده اید؟ و آیا با انحلال نمک در آن و تغییر تعادل آن مطابق با اصل لوشاتلیه  (LeChatelier) حتی خود دمای آن را هم عوض نکرده اید؟ و آیا با نزدیک کردن جرم دماسنج به آن وزن آب را تغییر نداده اید؟ و آیا .... "  ]علم چیست ؟فلسفه چیست؟/دکتر عبدالکریم سروش[ .

البته باید به این مساله اذعان نمود که عدم قطعیت ماهیتاً با آشفتگی هایی که به سبب نقص ابزار مشاهده ایجاد می شوند متفاوت است. عدم قطعیت ذاتی مکانیک کوانتومی است و کمترین ارتباطی به بهبود ابزار و وسایل مشاهده ندارد. در فلسفهء کانت هم آنچه که ما از شیء و موضوعی درک می کنیم پدیدار و یا ظاهری Phenomenon)) است که محتملاً با ترکیب واقعیت خارجی آن پیش از آنکه در ذهن ظاهر گردد اختلاف دارد. شیء فی نفسه (Noumenon) اگرچه که می تواند موضوع فکر و استدلال ما قرار گیرد ولی هرگز قابل تجربه نیست زیرا در حین تجربه در حال عبور از مجاری حواس و فکر ما تغییر شکل می دهد. فی الواقع "بزرگترین ارزش کانت هم در آن است که شیء فی نفسه را از پدیده و ظواهر آن تمییز داد. ]جهان همچون اراده و تصور/ شوپنهاور[ بر خلاف تصور و پندار عامه معنی ایده آلیسم و اصالت تصور آن نیست که چیزی جز تصور کننده وجود ندارد.

کانت نیز هرگز در وجود ماده و جهان خارج ایجاد تشکیک نمی نماید اما به وضوح به این مساله اشاره می کند که از جهان خارج چیزی به یقین نمی دانیم و آنچه که با قطع و یقین می دانیم وجود آن است. اصل عدم قطعیت ما را مجاز می دارد که بدانیم چرا تابش و ماده خصلت دوگانه دارند؟ اگر بخواهیم که موج یا ذره بودن تابش را به طور تجربی معین کنیم در می یابیم آزمایشی که تابش را به آشکار ساختن خصلت موجیش وادار می کند خصلت ذره ای آن را قویاً پنهان می کند. اگر آزمایشی ترتیب دهیم که خصلت ذره ای را نمایان کند آنگاه خصلت موجی آن پنهان می شود. "تابش و نیز ماده همچون سکه اند. می توان ترتیبی داد تا سکه هر یک از دو روی را ما می خواهیم به نمایش بگذارد.

ولی نمایش همزمان هر دو روی ممکن نیست. و این در حقیقت جوهر اصل مکمل بودن (complementarity principle)   بوهر است. مفاهیم موجی و ذره ای یکدیگر را نفی نکرده بلکه تکمیل می نمایند." ]فیزیک کوانتومی/جلد اول/ آیزبرگ/رزنیک .[این رفتار دوگانه بیانگر تضاد درونی دو خصلت نیست و اصطلاح مکملیت به خوبی از پس تبیین این مفهوم بر می آید. اصل عدم قطعیت همچنین روشن می کند که مکانیک دستگاههای کوانتومی باید الزاماً بر حسب احتمالات بیان شوند. در مکانیک کلاسیک اگر در هر لحظه مکان و اندازه حرکت هر ذره را در یک دستگاه منزوی دقیقاً بدانیم آنگاه رفتار دقیق ذرات دستگاه را در تمام لحظات بعد پیشگویی کنیم. اما در مکانیک کوانتومی اصل عدم قطعیت بیانگر این مطلب است که برای دستگاههای شامل فواصل و اندازه حرکتهای کوچک انجام این عمل از اساس غیر ممکن است. در نتیجه می توان تنها به پیشگویی رفتار احتمالی این ذرات پرداخت.

مکانیک کوانتومی از بن سرشت آماری دارد و از دیدگاه هایزنبرگ و بور نگرش احتمالاتی در فیزیک کوانتومی یک نگرش بنیادی است و در تقابل با جبرگرایی(determinism)  . کاربرد مباحث احتمال در مکانیک کلاسیک امری بیگانه نیست. برای مثال مکانیک آماری کلاسیک (classical statistical mechanics) بر مبنای تئوریهای احتمال وتخصیص احتمالات(Probability distribution)  به ‏مجموعه‏اى از رویدادها که به یکدیگر مرتبطند بنا شده اما قوانین فیزیک کلاسیک مانند قوانین نیوتن اصالتاً جبری(deterministic) هستند و تحلیل آماری صرفاً یک وسیله عملی برای کار با دستگاههای بسیار پیچیده به کار می رود. در مکانیک کلاسیک معادله های حرکت یک دستگاه با نیروهای مفروض را می توان حل نمود تا مکان و اندازه حرکت ذره در زمانهای مختلف به دست آید. کافی است موقعیت و اندازه حرکت دقیق ذره را در لحظه ای مانند t = 0 به عنوان شرایط اولیه مساله (initial conditions) بدانیم تا حرکت آتی آن به طور دقیق تعیین گردد. این مکانیک در دنیای ماکروسکوپیک پاسخگوی امور است و حرکت آتی اجسام را برحسب حرکت اولیه شان پیشگویی می کند.( اگرچه که در جریان فرایند مشاهده مشاهده گر و دستگاه با هم بر هم کنش متقابل دارند.) حرکت اجسام ماکروسکوپیک نیز طی انجام فرایند مشاهده در اثر اندازه گیری دستخوش آشفتگی می شوند که عموماً از آن صرف نظر می گردد.

مطابق با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ , در عمل و آزمایش غیر ممکن است که هر دو کمیت مکان و اندازه حرکت به طور دقیق تعیین گردند. پاسخ نظریه کوانتومی این است که می توان چنین کاری را انجام داد اما نه دقیقتر از مقداری که اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مجاز می شمارد. این اصل مشتمل بر دو قسمت است. قسمت اول به اندازه گیری همزمان مکان و اندازه حرکت مرتبط است و دقت اندازه گیری ما بالذات توسط خود فرایند اندازه گیری محدود می شود. به گونه ای که :

   ∆x ∆p ≥ ½ Һ    

(که در آن Һ برابراست با ثابت پلانک بر π2) برای مولفه های دیگر و نیز در مورد اندازه حرکت زاویه ای روابط مشابهی وجود دارند. بنابراین اصل عدم قطعیت ذاتی مکانیک کوانتومی است و اساساً به ابزار مشاهده و در نتیجهء آن تعیین همزمان بهتر و دقیق تری از x و p ارتباطی ندارد. بعبارتی اصل عدم قطعیت بیان می دارد که حتی با وسایل ایده آل نمی توان اصولاً به دقتی بهتر از  x ∆ p≥ ½Һ∆ دسترسی داشت. همچنین نباید از یاد ببریم که در این اصل حاصلضرب عدم قطعیتها دخالت دارند. به گونه ای که هر اندازه آزمایش را اصلاح کنیم تا دقت بالاتری در اندازه گیری p داشته باشیم به همان نسبت دقت ما در تعیین دقیق x کاهش می یابد. اگر اندازه حرکت به طور دقیق معلوم باشد بدین معناست که ما همه اطلاعات راجع به موقعیت مکانی ذره را از دست داده ایم.

P = 0 ,  ∆x = ∞ )  ∆ )

 

لذا در اندازه گیری همزمان دو کمیت x و p می توان  x و p را به طور مجزا اندازه گیری کرد و هیچ محدودیتی برای دقتی بالا وجود ندارد بلکه این محدودیت به حاصل ضرب x ∆ p∆ مربوط می باشد که این مساله بسیار حائز اهمیت است.  بیان اینکه اصل عدم قطعیت مبتنی بر حقایق تجربی است چندان دور از انصاف نیست. عدم قطعیت هایزنبرگ را می توان از اصل موضوع دوبروی استنتاج نمود که بر آزمایش تجربی استوار است. وجه تمایز فیزیک کوانتومی و فیزیک کلاسیک ثابت پلانک است. کوچکی مقدار h است که عدم قطعیت را از گستره تجربیات روزمره خارج می سازد. درست نظیر کوچکی نسبت υ  به с در موارد ماکروسکوپیک که نسبیت را بیرون از تجربیات معمولی قرار می دهد. اثبات اصل عدم قطعیت همچنین برپایهء یک آزمایش ذهنی (thought experiment) منسوب به بور نیز میسر است.

این آزمایش نیز بیانگر آن است که بین مشاهده گر و مشاهده شونده همیشه بر هم کنش نامعلومی وجود دارد که برای اجتناب از این بر هم کنش هیچ راه حلی متصور نیست. در مکانیک کوانتومی تصور ما از جهان و شیوه ای که جهان به نظرمان می رسد به طور بنیادینی به هم ربط دارند. مرز میان انتزاع (Abstraction) و ما به ازاء خارجی,  مرز میان حقیقت(truth) فعلیت  (actuality)و واقعیت (reality) چندان واضح نیست و ابهامات فلسفی زیادی نسبت به این مساله وجود دارد. هرچیزی که فکر درباره آن می اندیشد چه به طور واضح مستدل باشد و یا نباشد یک واقعیت است. واقعیت ممکن است باطل کذب و یا به وضوح مدلل باشد ولی با این همه همچنان یک واقعیت است.

حقیقت Truth)) در اندیشه و بیان کریشنامورتی (krishnamurti) اندیشمند هندی به معنای حقیقتی ازلی است که فکر و اندیشه و ذهن بشر در آن دخالتی ندارد و درک Perception)) در حقیقت عملی است که ضمن آن احساساتی که به وسیله محرکهای حسی به وجود می آید برای شخص معنا و مفهوم پیدا می کند. به عبارتی ترکیبی است از عناصر ذهنی و عینی در رابطه بین فرد و محیط . بعلاوه درک یک فعالیت انتخابی است و هر کس از میان محرکهای بیشماری که از محیط دریافت می کند برخی را که مطابق علاقه و انتظار و برآورنده نیازهای اوست درک می کند. به بیان دیگر ما دنیا را آنگونه که هست نمی بینیم بل آنگونه که می خواهیم و انتظار داریم نظاره می کنیم. جان لاک دانش را مطابق بودن یا نامطابق بودن دو تصور می داند و آن را بر سه گونه می شمارد: ١_دانش شهودی  ۲_دانش برهانی ,  ۳_ دانش تجربی.

دانش شهودی ادراک بی واسطه دو تصور است. دانش برهانی ادراک با واسطه گزاره ها و دانش تجربی ادراک با واسطه حواس است. وی درباره آگاهی ما نسبت به وجود خود می گوید : "این آگاهی چنان روشن است که که نه نیازی به دلیل دارد و نه دلیلی درخور آن است".  در اینجا طرح این پرسش لازم است که آیا اخلال ناخواسته ای به نام عدم قطعیت, تنها گریبانگیر دانش تجربی است؟ آیا اشراق و شهود کشف و ادراک باطنی از آسیبهایی اینچنین مصون اند؟  آیا مفاهیم ناب (category) آزاد از تجربه وجود دارند که بی واسطه ما را از اشیاء فی نفسه آگاه نمایند؟ .   شوپنهاور در "چهار اصل دلیل کافی" مفهوم علیت را در چهار وجه تبیین می نماید. ١_در منطق به شکل حصول نتیجه از مقدمات قیاس ۲_در فیزیک به شکل تتابع علت و معلول   ٣_ در ریاضیات به شکل قوام بنا از قوانین ریاضی و مکانیک ٤_ در اخلاق به شکل حصول رفتار از نهاد و طبیعت.

"هیوم اندیشه تجربی را نه تنها درباره تصورها بلکه درباره بنیاد قضاوتهای تجربی یعنی اصل علیت نیز به کار می برد." ] درآمدی به فلسفه/دکتر نقیب زاده[ . از دیدگاه هیوم هرگونه استنتاج تجربی بر بنیاد مفهوم علیت است و از سوی دیگر خود این مفهوم بر بنیاد تجربه است. یعنی همه نتیجه گیری های تجربی بر بنیاد این فرض نهاده شده اند که همه بستگی هایی که امروز میان پیشامدها و موضوعات دریافته ایم در آینده نیز در کار خواهند بود. به بیان دیگر همان علت هایی که در گذشته معلول هایی را در پی آورده اند در آینده نیز چنین خواهند کرد. ولی پرسش اینجاست که ما از کجا به این شناخت کلی رسیده ایم؟ پاسخ هیوم این است که از سویی تنها تکیه گاه ما تجربه است و از سوی دیگر تجربه نمی تواند به استوار کردن هیچ اصل کلی بپردازد. ما هیچ تجربه ای از آینده نداریم از این رو سخن گفتن از درست بودن یک اصل در آینده نمی تواند بر بنیاد تجربه باشد.

نتیجه آنکه تعمیم منطقی تجربه ناروا و همیشه شک پذیر است. نکته دیگری که هیوم بدان می پردازد این است که آنچه در تجربه می یابیم علیت (causality) نیست بلکه موضوعات یا پیشامدهای جداگانه ای است که ما با تصور علیت آنها را با یکدیگر مرتبط می کنیم. از این رو توضیح این چگونگی را به جای منطق باید در روان شناسی و تجربه های زندگانی جستجو کنیم. بدین ترتیب هیوم روانشناسی را بدیل منطق قرار می دهد و ربط علیتی را ربطی روانشناختی می شمارد. شاید بتوان عدم موجبیت (indeterminacy principle) را با این اندیشه هیوم مشابهت داد. هیوم نیز با اینکه به انکار مفهوم علیت بر نمی آید ولی آن را نه یک اصل کلی با لزوم منطقی بلکه یک مفهوم تجربی می داند. و چون هر مفهوم تجربی را وابسته به شرایط تجربه می داند نتیجه می گیرد که این مفهوم اگرچه برای زندگی روزمره سودمند است ولی از هیچگونه ارزش نظری برخوردار نیست و اندیشه هایی که بر آن پی افکنده شده اند بی بنیادند.

"در فلسفه کانت قانون علیت یک امر تجربی نیست که بتوان آن را از راه تجربه اثبات یا ابطال کرد. بلکه پایه ای است که هر نوع تجربه ای بر آن قرار دارد و یکی از مقولات فاهمه ای که کانت آنها را پیشینی (a priori)  می نامد. اگر قانونی که به حکم آن برخی از تاثرات حسی ضرورتاً در پی بعضی دیگر بیایند وجود نداشته باشد آنگاه تاثرات حسی ما که از طریق آنها جهان را درک می کنیم چیزی جز احساسات ذهنی نخواهند بود و نظیری در عالم عینی نخواهند داشت. اگر بخواهیم به مشاهداتمان عینیت ببخشیم و شیء یا فرایندی را در عالم واقع تجربه کنیم باید این قانون را مفروض بگیریم و وجود ربط دقیقی بین علت و معلول را بپذیریم. اما علم فقط با تجربه های عینی سر و کار دارد.

تجربه هایی که دیگران نیز بتوانند درستی آن را بیازمایند... با این مقدمات مکانیک کوانتومی چگونه می تواند قید این قانون را سست کند و باز هم شاخه ای از علم باقی بماند؟" هایزنبرگ تاکید می کند که در دنیای میکروسکوپیک قانون علیت در هم می ریزد و در پاسخ به این سوال که شاید متغیرهای نهانی در کار باشند که قابل آشکارسازی نیستند و یا بیان این مطلب که _یافت نشدن علتی برای معلولی خاص دلیلی بر آن نیست که چنین علتی وجود نداشته باشد_ صراحتاً می گوید: "ما فکر نمی کنیم در این زمینه چیزی باقی مانده باشد که هنوز آن را نیافته باشیم ... طبیعت با زبان بی زبانی به ما می گوید عامل تعیین کنندهء دیگری جز آنهایی که مشخص کرده ایم وجود ندارد" .] جزء و کل/ورنر هایزنبرگ[ . آیا ابهامات فلسفی اصل عدم قطعیت به واسطه این است که لفظ و زبان مناسبی برای تحلیل منطقی آن وجود ندارد؟ و آیا می توان چنین استنباط نمود که عدم قطعیتی در خود مفهوم عدم قطعیت مستتر است؟ آیا مفهوم "اصل عدم قطعیت" که دگرگونی و اخلال ناخواسته ای در اشیاء و مفاهیم ایجاد می کند از اخلال وآشفتگی (disturbance) که خود موجد آن است مصون می ماند؟

آیا اصل آنتروپیک تفسیری جدید از برهان نظم است؟

جدیدترین تفسیر برهان نظم، اصل آنتروپیک [ (Anthropic Principle) = اصل انسانمداری [در کیهان شناسی است. اختر فیزیکدانان دریافته اند در صورتی که مقادیر برخی ثابت های فیزیکی (physical constants)و دیگر شرایط در جهان اولیه، حتی کوچک ترین تغییری می یافت، تحقق حیات در جهان، ناممکن می شد. چنین به نظر می رسد که جهان به خوبی و با ظرافت برای امکان تحقق حیات تنظیم شده است. برای نمونه استیون هاکینگ (Stephen Hawking)می نویسد:

«اگر نرخ انبساط (rate of expansion)، یک ثانیه پس از انفجار بزرگ حتی به اندازه یک درصدهزار میلیون میلیون کمتر بود، جهان پیش از آنکه به اندازه کنونی برسد از هم فرو می پاشید.»

فریمن دایسون (Freeman Dyson) از این یافته ها چنین نتیجه گیری می کند:

«من از این گونه رخدادها در فیزیک و اخترشناسی چنین نتیجه می گیرم که جهان به گونه ای باور نکردنی، جایگاهی مساعد برای پذیرایی از موجودات زنده است. من به عنوان دانشمندی که در عادات فکری و زبانی قرن بیستم و نه قرن هیجدهم پرورش یافته ام، ادعا نمی کنم که ساختار جهان، وجود خداوند را اثبات می کند. ادعای من فقط آن است که ساختار جهان با این فرضیه که ذهن، نقشی اساسی در عملکرد جهان دارد هماهنگ است.»

جان بارو (John barrow)و فرانک تیپلر (Frank Tipler)موارد فراوان دیگری را ذکر می کنند که در آن ها مقادیر بسیار حساسی از نیروهای مختلف در جهان اولیه وجود داشته است. فیلسوفی به نام جان لِسلی (John Leslie)از اصل آنتروپیک به عنوان نوعی برهان نظم دفاع می کند، اما خاطر نشان می سازد که توضیح جایگزین دیگر عبارت است از فرض جهان های متعدد (many worlds)(خواه در چرخه های متوالی از یک جهانِ نوسانی (oscillating universe)یا در حوزه های جداگانه ای که به طور همزمان وجود دارند.) این جهان ها ممکن است با یکدیگر متفاوت باشند و ما اتفاقا در یکی از آن ها زندگی می کنیم که از متغیرهای درستی برای ظهور حیات برخوردار است. علاوه بر این، برخی از این شرایطِ به ظاهر خودبه خودی (arbitrary)، شاید با نظریه وحدت یافته اساسی تری ضرورت یابند که فیزیکدان ها هم اکنون درباره چنین نظریه ای تحقیق می کنند.

«انقلاب كوانتومي و مباني فلسفي فيزيك جديد»

«انقلاب كوانتومي و مباني فلسفي فيزيك جديد»

 اهم مفروضات فلسفي فيزيك قرن نوزدهم:

1) واقعيتي مستقل از ما وجود دارد – اين واقعيت قابل شناخت است – وكار فيزيك شناخت اين واقعيت است آنچنان كه هست .

2) اين واقعيت فيزيكي قابل تجزيه به عناصر قابل تشخيص است و هر عنصر فيزيكي را مي توان بر حسب خواص مشخصي از قبيل جرم ، سرعت و.... توصيف كرد .

3) اشياء بزرگ مركب از اشيايي خردند و رفتار اشياء روزمره را مي توان برحسب رفتار آن اشياء خرد توضيح داد.

4) سير زماني حالات هر سيستم طوري است كه هر حالت آن از حالت بلافاصلة قبلي به طور علّي نتيجه مي شود.

5) اطلاعات ما دربارة رفتار سيستم هاي فيزيكي از طريق مشاهدة آنها به دست مي آيد و اين مشاهدات، اختلال قابل ملاحظه اي روي سيستم مورد مطالعه وارد نمي كنند و به هر حال تأثير آنها قابل محاسبه است.

6) يك جدايي واضح بين عين و ذهن وجود دارد ، و انسان صرفاً يك تماشاگر است كه واقعيت خارجي را توصيف مي كند و وجود رفتار فرايندهاي فيزيكي بستگي به مشاهدة آنها ندارد.

بطور خلاصه حرف فيزيك كلاسيك اين بود كه يك دنياي عيني خارج از ذهن ما وجود دارد و انسان قادر است تصويري مطابق با واقع از اين جهان عيني بدست آورد.

 

عناصر مهم تعبير كپنهاگي

1- كنار گذاشتن مسائل هستي شناختي : آنها خود را تنها با مسائل معرفت شناختي مشغول مي داشتند و از ورود به حوضه هاي هستي شناختي پرهيز مي كردند ،آنها معتقد بودندكه ما تنها مي توانيم با پديده هايي كه برحسب مفاهيم كلاسيك تعبير مي شوند سر وكار داشته باشيم.

2- طرد تصويرپذيري حوادث فيزيكي : يكي ديگر از ويژگي هاي انقلاب كوانتومي از دست دادن اعتماد به تصوير پذيري حوادث اتمي است نه تنها ساختارهاي اتمي قابل مشاهده و يا بيان بر حسب كيفيات محسوس نيست بلكه حتي قابل تصوير برحسب زمان و فضا و عليت نيست .

3- طرد تحويل پذيري سيستمهاي كوانتومي : در فيزيك جديد براي فهم يك پديده كافي است آن را به اجزايش تجزيه كنيم قوانين حاكم بر كل نتيجه قوانين حاكم بر اجزاء است وكل واقعيتي مازاد بر اجزايش ندارد اين ديدگاه به تحويل گرايي يا وحدت علم موسوم است.

اين ديدگاه در فيزيك جديد از جهات مختلف مورد تعارض قرار گرفت.

1- 1 در فيزيك جديد به مواردي بر مي خوريم كه نشان مي دهند كل بيش از اجزاء را در بردارد.

2- 1 بعضي از تحولات فيزيك حاكي از اين هستند كه جهان در سطوحي با مراتب مختلف تشكيل شده است هرسطح قوانين بنيادي و هستي شناسي خودش را دارد.

3- 1 كارا نبودن برنامة تحويل گرايي مطرح شده خصوصاً در مورد سيستم هاي پيچيده كه يكي از ويژگي هاي مهم آن اين است كه در مقياسهاي مختلف پديده هاي جديدي را از خود بروز مي دهند.

4- 1 قضية بل به اعتبار تحويل گرايي خدشه وارد كرد يك فرض رايج در علم اين است كه ما مي توانيم آنچه را كه در فضاهاي دور رخ مي دهد مطالعه كنيم نضرية كوانتوم اين فرض را بهم مي زند.

5- 1 مطلب ديگركه به تحويل گرايي خلل وارد مي كند « قضيه نا تماميت گودل » است كه حاكي از اين است كه يك كل رياضي بيش از جمع اجزاء آن است .

 

  حاكميت پوزيتويسم بر افكار فيزيكدانان :

پوزيتويسم حاكم بر ذهن اكثر فيزيكدانان عصرما نتيجه حاكميت مكتب كپنهاگي است كه خود متأثر از پوزيتويسم حاكم در اوايل قرن 20 بود حرف پوزيتويستها اين بود كه :

الف) نظريه ها قابل اعتماد نيستند مگر اينكه روي مباني تجربي بنا شوند.

ب) يك نظريه بايد طوري دقيق فرمول بندي شود كه نتايج تجربي آن بدون ابهام باشد.

 

5) طرد موجبيت ( دترمينيسم ) :

منظور از موجبيت اين است كه هرحادثه علتي دارد ( اصل عليّت ) گاهي نيز به معناي قابليت پيش بيني بكار رفته است، فيزيكدانان ابتدا عليت را معادل قانونمند بودن مي گرفتند بعد ماخ و همفكرانش خواستند تز متافيزيكي علت معلول را با مفهوم رياضي تابع جايگزين كنند و لذا عليت معادل با شرط لازم و كافي براي تعيين دقيق آينده گرفتند ( انديشه لاپلاس ) و براي اين منظور كلمه دترمي نيسم را بكار بردند بعداً عليت حتي به مفاهيمي محدودتر بكار مي رفت يعني معادل با صدق قوانين مكانيك يا بقاء انرژي و مومنتوم يا تصويرپذيري در فضا و زمان يا توصيف معادلات ديفرانسيل و غيره.

 

6) حاكميت ايدآليسم بر تفكر فيزيكدانان :

تا قبل از ظهور مكانيك كوانتومي فيزيك ، وجود جهان خارجي مستقل از ذهن انساني را مفروض مي گرفت وظيفه خود را توضيح ماهيت آن مي دانست اين ديدگاه رئاليسم كلاسيك نام دارد.

اين ديدگاه مبتني بر دو فرض است :

 الف ) نظم مشاهده شده حاكي از واقعيتي است مستقل از ناظر انساني و وجودش مستقل از وجود ماست .

ب ) تحقيقات علمي مي تواند اين جهان عيني را براي ما قابل درك سازد و در واقع هدف علم كشف واقعيت اين جهان خارجي است .

عده اي از دانشمندان ضمن قبول يك جهان عيني مستقل از ذهن انسانها معتقدند كه بايد بين واقعيت عيني كه مستقل از هر نظريه اي است و نظريه اي كه مي كوشد آن را كاملاً به شكل صحيح بحساب آورد فرق بگذاريم كه به اين رئاليسم انتقادي مي گويند.

در مقابل رئاليسم ، ايدآليسم قرار دارد كه معتقدند شعور واقعيت اولي است وجهان خارجي به وسيلة شعور تعيين مي شود .

پراگماتيسم صحبت از جهان في الوقوع جدا از فعاليتهاي جامعه علمي را بي معني مي شمارد و براي ايدة جهان في الوقوع ، حقيقت براي ما را مطرح مي كند.

مكتب كپنهاگي رئاليسم كلاسيك را كنار گذاشت و بيان نمود كه نبايد به دنبال توضيح اشياء باشيم بلكه بايد به تئوري هايي كه نتايجشان با مشاهدات تطبيق مي كند قانع باشيم .

اما دليل ترك رئاليسم كلاسيك براي همه يكي نبود كه آن دلايل عبارتند از :

1) برخي اصلاً منكر يك واقعيت عيني مستقل از ذهن انسان شدند.

2) برخي هم گفتند كه جهان كوانتومي جهاني نيست كه بتوان آن را تصور كرد يا بتوان طرح جامعي از آن ارائه داد اصلاً جهان را نمي توان بر اساس اشياء مادي تصور كرد بلكه فقط به وسيلة يك فكر رياضي مي توان فهميد.

 

7) طرح منطق كوانتومي :

برخي از پيروان مكتب كپنهاگي كوشيده اند از مشكلات تعبيري مكانيك كوانتوم را با توسل به نوع جديدي از منطق حل كنند اينها مي گويند كه جهان ازيك منطق غير انساني تبعيت مي كند و بنابراين ما بايد براي توجيه حقايق كوانتومي نحوة استدلالمان را تغيير دهيم مثلاً در حدود 2000 سال هندسة اقليدسي بكار مي رفت اما بعداً معلوم شد كه هندسه جهان نا اقليدسي است .

نظریه خودآگاهی کوانتمی اورک - اور

اُرک-اُر (به انگلیسی: Orch-OR) نام اختصاری یک نظریه خودآگاهی کوانتمی است. بانیان آن استوارت همروف و راجر پنرز هستند.

نظریه آگاهی کوانتومی مدعی است که فیریک کلاسیک نمی‌تواندآگاهی را بطور کامل تبیین کند ولی پدیده‌های کوانتومی مثل درهمتنیدگی و برهمنهی ممکن است نقش مهمی در توصيف عملکرد مغز و تبیین آگاهی داشته باشند.
گالیله و نیوتن (به همراه متاخرانشان هابز، دکارت و لاک) کیفیات ثانویه را از حوزه جهان فیزیکی استثناء کرده‌اند.این موضوع یکی از دلایلی بود که باعث شد فرض شود فیزیک کلاسیک توانایی تبیین آگاهي را ندارد. فریتجوف کاپرا می‌نویسد:
برای آنکه طبیعت بوسیله ریاضی قابل توصیف باشد، گالیله مسلم فرض کرد که دانشمندان باید به مطالعه شناخت ذاتی اجسام مادی(شکل- تعداد و حرکت) که بتوان آنها را انداره گیری کرد، بپردازند و سایر خصوصیات مثل رنگ صدا، مزه و بویایی که صرفا تاٌثراتی ذهنی و شخصی هستند، از حوزه علم خارج کنند.
اما پیشرفت علم در زمینه علوم شناختی، عصب‌شناسی و فیزیک کوانتوم باعث کمرنگ شدن این ایده و راه اندازی مطالعات جدی و امیدوار کننده در این حوزه بسیار مهم شده‌است. مدافعین خودآگاهی کوانتومی استدلال می‌کنند کیفیات ادراکی مثل صدا، مزه و بویایی و تجارب درونی خودآگاهی یعنی حافظه و رویا دیدن را که قسمت ضروری تجارب انسانی می‌باشند، به دلیل عدم تبیین رضایت بخش توسط فیزیک کلاسیک نمی‌توان نادیده گرفت، لذا همواره در تلاشند تا با تکیه بر کوانتوم مدرن پرده از اسرار این معمای پیچیده بردارند.

ادامه نوشته

شیمی کوانتومی

شیمی کوانتومی ، دانش کاربرد مکانیک کوانتومی در مسایل مربوط به شیمی است. اثر شیمی کوانتومی ، در شاخه‌های وابسته به شیمی قابل لمس است. مثلا :




    علمای شیمی فیزیک ، مکانیک کوانتومی را (به کمک مکانیک آماری) در محاسبات مربوط به خواص ترمودینامیکی (مانند آنتروپی و ظرفیت حرارتی) گازها ، در تفسیر طیفهای مولکولی به منظور تائید تجربه خواص مولکولی (مانند طولها و زوایای پیوندی) ، در محاسبات نظری خواص مولکولی ، برای محاسبه خواص حالات گذار واکنشهای شیمیایی به منظور برآورد ثابتهای سرعت واکنش ، برای فهم نیروهای بین مولکولی و بالاخره برای بررسی ماهیت پیوند در جامدات بکار می‌برند.


    علمای شیمی آلی از مکانیک کوانتومی ،‌ برای برآورد پایداریهای نسبی مولکولها ، محاسبه خواص واسطه‌های واکنش ، بررسی ساز و کار واکنشهای شیمیایی ، پیش بینی میزان ترکیبات و تحلیل طیفهای NMR استفاده می‌کنند.


    علمای شیمی تجزیه از مکانیک کوانتومی برای تفسیر شدت و فرکانسهای خطوط طیفی استفاده می‌کنند.


    علمای شیمی معدنی از نظریه میدان لیگاند که یک روش تقریبی مکانیک کوانتومی است، در توضیح خواص یونهای مرکب فلزات واسطه سود می‌برند.

مهارتهاي كوانتومي مدیریت(نظریه ای جدید در مدیریت تعارض)

مهارتهاي كوانتومي مدیریت

 

نظریه ای جدید در مدیریت تعارض

شروع قرن 21 را مي توان از نظر فناوري عصر کوانتوم ناميد. رايانه ها، اينترنت، بارکد خوانها و جراحي هاي ليزري تنها چند نمونه از پيامدهاي جديد و نوآوريهاي نظريه فيزيک قرن بيستم هستند که مکانيک کوانتومي (QUANTUM MECHANICS) ناميده مي شوند (شلتون و دارلينگ، 2001).

اگرچه تيلور مديريت علمي را در آمريكا انتشار داد، نوشته هاي فايول در اروپا مجموعه اي از مهارتهاي مديريتي كه هماهنگ با جهان مكانيكي تيلور بود، ايجاد كرد. فايول اين مهارتها را به عنوان برنامه ريزي، سازماندهي، هدايت و كنترل ناميد و اگرچه مينتزبرگ، اعتبار اين مهارتهاي مديريتي را 30 سال بعد به چالش كشيد، كتابهاي مديريتي و كسب و كار قرن 21 به توصيف و شرح آنها و مديران به اتكا به آنها ادامه دادند. امروزه در جهان پيچيده و پر از تغييرات مستمر، اين مهارتها به سرعت غير قابل استفاده شده اند. آنها براي حيات در زمانهاي ابتدايي كه سازمانها به عنوان موجوداتي ثابت نگريسته مي شدند و در شكل و رفتار قابل پيش بيني، منطقي و خطي عمل مي‌كردند، ساخته شده بودند. امروزه تغييرات سريع و مستمر، جهان را به طور پيچيده اي از حالت ثبات و قابليت پيش بيني خارج كرده است. در چنين جهاني توانايي مديران براي برنامه ريزي، سازماندهي، هدايت و كنترل به طور فزاينده اي به مخاطره افتاده است.

علوم جديد مبتني بر فيزيک کوانتوم و نظريه آشوب، پايه اي مفهومي براي مجموعه مهارتهاي مديريتي جديد- مجموعه مهارتهايي كه مديران را قادر مي سازد كه نه تنها تعارض را از ديدگاه جديد بنگرند، بلكه به شيوه اي جديد به تعارض پاسخ دهند- فراهم آورده است. اين مهارتها، مهارتهاي كوانتومي ناميده شده اند. نه فقط به اين دليل كه منتج از اصول اصلي علوم جديد هستند، بلكه مهم تر به اين دليل كه نيازمند يك حلقه كوانتومي در پارادايم مديريت جديد هستند. آنها قصد جايگزيني مهارتهاي مديريت سنتي را ندارند، بلكه آنها را كامل مي كنند. آنها مديران را با ديدگاهي كاملاً متفکر و عقلي براي اداره افراد و تعارض روبرو مي كنند. مهارتهاي كوانتومي به شرح زير تعريف شده اند:

 

1) ديدن كوانتومي: توانايي براي ديدن هدفمند؛

2) تفكر كوانتومي: توانايي فكر كردن به شيوه متناقض؛

3) احساس كوانتومي: توانايي احساس زنده و حياتبخش؛

4) شناخت كوانتومي: توانايي دانستن به شيوه خلاقانه و شهودي؛

5) عمل كوانتومي: توانايي عمل به شيوه مسئولانه؛

6) اعتماد كوانتومي: توانايي اعتماد به فرايند زندگي؛

7) وجود كوانتومي: توانايي براي برقراري ارتباط مستمر (شلتون و دارلينگ، 2001)

ديدن كوانتومي

توانايي براي ديدن هدفمند، مبتني براين منطق است كه واقعيت ذاتاً ذهني است،که براساس انتظارات و باورهاي(عقايد) مشاهده كننده ظهور مي كند. تحقيق در مكانيك هاي كوانتوم، ادراك انسان و ساختاردهي اجتماعي، همه اين منطق را، كه عمده آنچه ما در جهان خارج مي بينيم، يك عملكرد از پيش فرضها و باورهاي دروني ما است، حمايت مي كند. (دارلينگ، 2001)

چيكزنتميها لايي (CISKSZENTMIHALYI) (0991) معتقد است که قصد و نيت فرايند روانشناسي است كه در آن واقعيتها ساخته مي‌شود. نيات موجب مي شوند مديران به محركهاي خاصي توجه كنند، درحالي كه انبوهي از موارد محتمل را به کلي ناديده مي گيرند. مهارت ديدن كوانتومي، مديران را قادر مي سازد تا آگاهانه مقاصد و نيات خود را انتخاب كنند. براي مثال، زماني كه تعارض اتفاق مي افتد، پاسخ كوانتومي، بايد تلاش براي كشف پيش فرضها و عقايد آنهايي كه در تعارض درگيرند، باشد، و مقاصد و نيات تحت آن، كه موجب ايجاد تعارض هستند، را جستجو کند. هر طرف، نه تنها بايد ارتباط بين فرآيند شناخت دروني و ادراكات بيروني را به طور كامل تشخيص دهد، بلكه هركدام بايد براي موقعيت، دسته اي از مقاصد روشن را به وجود آورد.

مديري كه در مهارت ديدن كوانتومي، تواناست، توانايي خود را براي تعريف و آزمون پيش فرضها و باورها مدل سازي مي كند (شلتون، 2004).

 

تفكر كوانتومي

توانايي فكر كردن به شيوه متناقض و متضاد، که از تحقيقات فيزيك كوانتوم ناشي شده است، بيان مي كند كه جهان غالباً به شيوه غيرمنطقي و پارادوكس عمل مي كند. آشكارترين پارادوكس كوانتوم آن است كه، جهان سه بعدي مرئي منحصراً از انرژيهاي نامرئي تشكيل شده است. - نيرويي كه دو جنبه متفاوت دارد- موج و ذره. (دارلينگ، 2001)

حل تعارض همچنين يك فرآيند پارادوكس است. اغلب يك طرف يك راه حل را مطلوب مي داند، در حالي كه طرف ديگر كاملاً برعكس آن مي انديشد. اين مطلوبيتهاي متضاد راه حلهاي برد - برد را مشكل ساخته است. به دليل موقعيتهاي پارادوکس و مطلوبيتها و نيازهاي به ظاهر متضاد، راه حلهاي برد - برد مكرراً جستجو مي گردند اما به ندرت قابل دسترسي هستند. نتايج ديگر بيشتر متداول هستند ( مانند برد - باخت يا باخت - باخت) شايد به دليل آن است كه راه حلهاي برد - برد براي تعارض، دربرگيرنده موقعيتهايي هستند كه به طور مستقيم متضادند، و به ندرت از طريق فرايند خطي حل مشكل، - رويكرد سنتي به مديريت تعارض - قابل حل شدن هستند. 

 

احساس كوانتومي

توانايي احساس زنده و حياتبخش، كه مبتني بر منطقي است كه انسانها همانند ساير جهانيان با كوانتوم‌هاي يكساني مواجه هستند و بنابراين موضوعي براي قوانين جهاني تحريك انرژي هستند. (دارلينگ، 2001 )تحقيق مؤسسه (هرت مث )IHM آنچه را كه بيشتر مديران به طور شهودي مي دانند، تاييد مي كند. يعني احساسات منفي انرژي بر و احساسات مثبت انرژي زا هستند. علم به دانستن اين شهود، بنظر نمي رسد مقدار استرس و تعارض كه در جهان كسب و كار جاري است، را كاهش دهد. برنامه هاي سريع، انرژي را از بين مي برند. شغلهاي پر استرس، انرژي را تحليل مي دهند. مديران سلامتي و سرزندگي را مطلوب مي دانند، اما آنها معمولاً سختي را به شكل تعارض تجربه مي كنند.

توانايي احساس كوانتومي، مديران را قادر مي سازد كه احساس دروني خوبي داشته باشند، بدون توجه به آنچه كه در بيرون اتفاق مي‌افتد. وقتي آنها از اين مهارت استفاده مي كنند، ياد مي گيرند كه چگونه ظاهر بدنشان را به وسيله تغيير در احساس قلبي خود تغيير دهند. آنها به طور مضاعفي از نقطه انتخاب ادراكي بين هر محرك بيروني و پاسخ دروني منتج شده، آگاه مي شوند. آنها شروع به تشخيص اين نکته مي كنند كه انرژي هرگز به وسيله ديگر افراد تهي نمي گردد، مگر به وسيله انتخابهاي ادراكي (شلتون، 2004).

تحقيق IHM بيان مي كند كه مديران مي توانند سطوح بالايي از انرژي را به سادگي به وسيله انتخاب تمركز بر جنبه هاي مثبت هر واقعه‌اي، حفظ كنند. ديدن وقايع منفي از يك رويكرد مثبت، نيازمند مهارتهاي احساس پارادوكس است (شلتون، 2004).

 

دانستن كوانتومي

توانايي براي دانستن به شيوه خلاقانه و شهودي، كه از حوزه تئوري كوانتوم مشتق شده است. علي‌رغم وسوسه جوامع غربي با پارادايم مثبت گرايي، تحقيق مديريتي اخير بيان مي كند كه عمده مديران ارشد، به يك اعتماد قوي به شهود اعتراف كرده اند. - اگرچه تعداد کمي از آنها تواناييهاي شهودي خود را عمومي مي سازند و حتي كمتر تلاش مي كنند تا دانستن شهودي را در عمليات روزانه سازمان، انتشار دهند و تركيب كنند. اگرچه همانگونه كه ما به قرن 21 مي نگريم، مقدار اطلاعات در دسترس، شيوه‌هاي جديد دانستن را تحت حمايت قرار مي دهد. زيرا در قرن 21، زمان كافي براي حل مشكل و حل تعارض با استفاده از مدل‌هاي خطي سنتي 1002)

لانگر(Langer) نظريه تصميم گيري حضوري (Mindful Decision Making) را ارائه داد. او بيان مي كند كه جمع آوري اطلاعات لزوماً تصميمات بهتر را ايجاد نمي كند. در واقع لانگر معتقد است كه سازمانها بر اهداف غيرممكن - كاهش عدم اطمينان از طريق جمع آوري اطلاعات - تمركز مي كنند. اين بيهوده است، زيرا حتي مقدار اطلاعاتي كه مي تواند جمع آوري شود، در مورد ساده ترين تصميمات همانند ايجاد يك محصول جديد يا انتخاب يك عرضه كننده، مي تواند شامل تحقيقات محدودي گردد. علي رغم تمركز بر جمع آوري اطلاعات، تئوري لانگر بر آگاه ماندن تاكيد دارد(آگاهي). او نشان داد كه مطمئن بودن، به طور واقعي يك عيب بزرگ است. اطمينان انسان را به سوي كم آگاهي و بي خبري هدايت مي كند. زماني كه ما مطمئن هستيم ، از دقت كردن دست برمي داريم. به عبارت ديگر، عدم اطمينان، ما را در جهان بيرون و شهود دروني، هوشيار نگه مي دارد.(شلتون، 2004)

البته مواقعي وجود دارد كه فرآيند جمع آوري اطلاعات سنتي نه تنها مفيد، بلكه واجب و لازم است. براي مثال اگر تعارض مدير و يك کارمند، بالا بگيرد ( شدت بيابد) در نقطه نهايي داوري، براي كاركنان منابع انساني يا توسعه سازماني قابل توجيه است كه اطلاعات را جمع آوري كنند. بدون يك فرايند متفكرانه تحقيقي، هر دو خطاي قانوني و اخلاقي ممكن است اتفاق بيفتد. (دي پائولو و هوي، 2003)

مهارت دانستن و شناخت كوانتومي، ابزاري براي ميانبر زدن در فرايند سختكوشي و تلاش نيست، بلكه كاهش فرايندهاي تكراري است، كه يك سازمان نياز به انجام آن دارد. مديراني كه مهارت دانستن كوانتومي را مطلوب مي دانند نه فقط با افراد به شيوه اي احترام آميز و با بينش شهودي عميق رفتار، بلكه آنها خلاقانه يك جو آگاهي و تفکر را ايجاد مي كنند. مديران متخصص در اين مهارت همچنين ممكن است از استعاره هاي راهنما براي كمك به آنهايي كه در تعارض هستند، در جهت دستيابي به سطوح بالايي از دانستن شهودي استفاده كنند. بنابراين، براي چالشهاي بسيار مشكل خود، راه حلهاي بسيار خلاق ، كشف مي كنند.

 

عمل كوانتومي

توانايي براي عمل به شيوه مسئولانه، كه مبتني بر مفهوم كوانتومي پيوند و نتيجه فرعي دلايل غير محلي(دور از هم) است.(دارلينگ، 2001)هر چيزي در اين جهان بخشي از يك همبستگي در كل پيچيده است، كه هر بخش بر ديگري اثر مي گذارد و از ديگري تاثير مي گيرد. اين اصل كوانتومي جداناپذيري، يك تحول جديد در تعارض ايجاد کرد. اثر هر چيزي در جهان به طور پيچيده اي به هم وابسته است. تفكر مديران بر كل سيستم اثر مي گذارد ( براي مثال تيم، بخش، سازمان و جهان). بنابراين، اگر مدير همكاري کارکنان را براي ايجاد روشي جديد براي ديدن و پاسخ دادن به تعارض مي خواهد، مدير بايد با مدل سازي اين ديدگاه جديد را آغاز كند. هر انتخاب ادراكي جديد نه تنها عكس العملهاي آينده مديران را تحت تاثير قرار خواهد داد، بلكه به دليل ارتباط كوانتومي، هر فرد ديگري را نيز تحت تاثير قرار مي دهد. بنابراين، مديران زندگي و محيط كار خود را يكبار و يك زمان طراحي مي كنند. هر فرد خودش يك همبستگي غير محلي با ديگران است و هر تفكر و عمل مديريت، كل سيستم را تحت تاثير قرار مي دهد (ديسترا و ديگران، 2005) .

اعتماد كوانتومي

 توانايي اعتماد به فرايند زندگي، كه از نظريه آشوب مشتق شده است. نظريه آشوب شيوه جديدي براي نگريستن به تغيير وآشوبي كه همراه آن است را فراهم مي كند. اين نظريه نشان مي دهد كه آشوب در فرايند تكامل ذاتي است. و تسريع كننده اي است كه بي تعادلي مورد نياز براي تكامل سيستم را ايجاد مي كند. آشوب پيش زمينه اي براي پيشرفت است. بدون آشوب تغيير، زندگي راكد مي شود و آنتروپي اتفاق مي افتد (دارلينگ، 2001).

توانايي سيستم براي خود سازماندهي دروني مرزهاي خود، يك مفهوم اساسي در مطالعه آشوب است. آشوب ساختارمند، يك پارادوكس برجسته است، که بيان مي كند جهان منظم و آشوب دار است. جهاني كه ساختارمند است بدون اينکه از قانون ساعت واره ها پيروي کند _ پتانسيل عدم پيش بيني.

استفاده از مهارت اعتماد كردن كوانتومي، مخصوصاً در محيطهاي كاري سنتي ، جائي كه ثبات و قابليت پيش بيني ارزش محسوب مي‌گردد، چالش ايجاد مي كند. اين مهارت نياز دارد كه مديران با روح قدرت و كنترل خود مقابله كنند. مديران اگر بخواهند خود سازماندهي موثق اتفاق افتد، بايد مايل باشند تا بطور موقت در ورطه آشوب قدم بگذارند. اگرچه اين مهارت بدين معنا نيست كه مديران تعارض را ناديده بگيرند، به سادگي بيان مي كند كه در مقابل اينکه ديگران را در برابر تعارض محافظت و يا تعارض ديگران را حل کنند از آنها در فرآيند تعارض حمايت و آنها را به استفاده از خرد دروني براي كشف راه حلهاي برد - برد ابتكاري تشويق كنند. استفاده كردن از اصطلاحات نظريه آشوب، مديران به عنوان يك منبع بازخورد، شريک در مشاهده رفتار ديگران و سپس نشست با آنهايي كه بازخورد در آگاهي آنها از تعارض كمك مي كند، عمل مي كند و اگر بازخورد غير قضاوتي و واقعي فراهم شد بسيار محتمل است كه کارکنان درتعارض بطور اتفاقي به يك نقطه انشعاب برسند و اين تعارض سبب ايجاد تحول گردد (شلتون، 2004).

 

وجود كوانتومي

 توانايي براي برقراري ارتباط مستمر، که طبيعت ارتباطي جهان را شناسايي مي كند. اين مهارت مديران را قادر مي سازد مالک احساسات خويش باشند تا آنها را به ديگران نسبت دهند. در سطح زير اتمي، ماده، وجود خود را از طريق ارتباطات به دست مي آورد. ذرات زير اتمي مجردات هستند. خواص آنها فقط از طريق تعاملات آنها با ديگر ذرات قابل تعريف و مشاهده است. ذرات وابسته به ارتباطات هستند.

يك ارتباط كوانتومي - يعني توانايي براي مرتبط شدن از نظر مفهومي به طريقي با ديگران، كه هرکس بتواند جهان را از طريق چشمان ديگري ببيند - پيش نيازي براي حل تعارض برد _ برد است. از طريق چنين ارتباطي است كه بر ترسهاي دروني و دفاعهاي آتي غلبه مي‌گردد. زماني كه مديران تمامي ارتباطاتشان را با معيار صحت و آسيب پذيري مي نگرند، آنها شيوه جديدي براي ارتباط با اطراف خودشان مدل سازي مي كنند. اين رودرويي هاي كوانتومي، مقوله هاي حل شده را تحريك مي كند و زخمهاي روانشناسي قبلي را تازه مي كنند، بنابراين، به هر طرف، فرصتي براي يادگيري و بهبود يا انكار و پروژه سازي مي دهد. افراد همانگونه كه تحولات ادراكي را كه در ارتباطات كوانتومي ذاتي هستند، تجربه مي كنند، شروع به درك اين نكته مي كنند که واقعيتهاي بيروني آنها، يك فرافكني از عقايد دروني آنها هستند. بنابراين، ارتباطات كوانتومي، آئينه هاي روانشناسي هستند، که افراد مي توانند در آنها انعكاس خود را ببينند. زماني كه آنها در ديگري خطايي مي بينند، مشاهدات آنها به سادگي توجه آنها را به خودشان انعكاس مي دهد و بازخوردي را در مورد نواحي تکميل نشده روح آنها برايشان فراهم مي آورد. (شلتون و دارلينگ، 2004)

 

خلاصه و نتيجه گيري

امروزه مديران بر اين نكته واقفند كه تنها عنصر ثابت معادلات عصر حاضر تغيير است. بسياري از رهبران دانسته اند كه ثبات در سازمانها، عقيده اي قديمي و منسوخ است و كنترل و پيش بيني چيزي بيهوده و عبث است. هنوز هم تاحدود زيادي، شيوه هاي مديريت، از اين فرضيات متغير در مورد واقعيت، مصون نمانده است. اين مقاله هفت مهارت كوانتومي را تعريف کرده است - مهارتهايي كه ريشه در ديدگاه علمي جديد دارند، كه جهان را به عنوان يك سيستم پيچيده، زنده و با ارتباطات بالا، به جاي سيستمي ماشيني و ساعت واره معرفي كرده است -.اين مهارتها رهبران قرن بيست ويكم را با مجموعه مهارتهاي مغزي براي اداره افراد و تعارض روبرو مي كند.

متخصصان حل تعارض در سازمان و مخصوصاً متخصصان امر توسعه سازمان (DO) نيازمند تبديل شدن به رهبران تفكر كوانتومي هستند، آنها نيازمند كشف مدل هاي ذهني خود هستند و سپس آنها را با مهارتهاي كوانتومي آزمون كنند. پيشروان تغيير كوانتومي، تا زماني كه خود را تغيير نداده اند، نمي توانند سازمانها را تغيير دهند. تجديد نظر در برنامه هاي توسعه رهبري، به شيوه اي كه مشاركت كنندگان را تشويق مي كند که فراتر از پارادايم هاي سنتي خود بينديشند و مفاهيم علمي جديد را تحقيق كنند، عمل با ارزش ديگري است. مجريان توسعه سازمان همچنين مي توانند رويكردهاي علمي جديد و ابتكاري به حل تعارض را معرفي و ايجاد كنند. تيم سازي هميشه فعاليت صحيح نيست. صلح و آرامش هميشه مطلوب نيست. ايجاد اندكي عدم تعادل، مشخصه و لازمه توسعه سازمانقرن 21 است. همانگونه که مجريان توسعه سازمان و مديران عملياتي، اين مهارتها را فرا مي گيرند، محيط كار ايستا و ثابت خود را به سازمانهاي كوانتومي، پويا و انعطاف پذير تبديل مي كنند. سازمانهايي كه در عصر آشوب قرار دارند، خلاقانه، براي استفاده قدرت تحولگراي تعارض آماده مي شوند.

 

منابع و ماخذ
1-Shelton. Charlotte K (2001) the quantum skills modelin Darling. John R, Management a new paradigm to enhance effective leadership, Leadership & Organization Development Journal, Vol22, No6. PP 264-2732-Dijkstra Maria T.M, Dierendonck Dirk Van, Evers Arne and De DreuCarsten K.W (2005) conflict and well- being at work: the moderating role ofpersonality, Journal of Managerial psychology, Vol20, No2, pp87-104
3-DipaolaMichael F, Hoy. Wayane K(2003) Formalization, Conflict and Change: Constructiveand Destructive Consequences in Schools, the International Journal ofEducational Management, Vol 15, No5, pp 238-244
4-Robbins, Stephen p(2003) Organizational Behavior, 10 Edition, Prentice – Hall India, p396
5-Shelton. Charlotte D & Darling John R (2004) "From Chaos to order: Exploring newfrontiers conflict management, Organization Development Journal. Vol 22, No 3, pp 22-41
6-Darling.John R (2001) Effective Conflict Management: Use of & Walker w.Earl the Behavioral style model, leadership and OrganizationalDevelopment Journal, Vol 22 , NO5, PP 230- 242

- ماندني تونكه نژاد: دانشجوي كارشناسي ارشد مديريت بازرگاني دانشگاه علامه طبا

 

مدل مهارت های کوانتومی در مدیریت

مدل مهارت های کوانتومی در مدیریت

تلخیص: دکتر ابراهیم گلشن

قرن بیستم با طرح نظریه نسبیت "انیشتین" و پس از او بوسیله شاگردش "هایزنبرگ" که به نظریه کوانتوم معروف شد، با نحوه تفکر نیوتونی وداع گفت؛ اگرچه حتی هنوز هم بسیاری از افراد در همه رده ها سخت به نوع تفکر مطلق و قطعی چسبیده اند.

تاثیر رویکرد کوانتوم علاوه بر حوزه هایی همچون رایانه ها، اینترنت، انرژی های هسته ای و غیره، بر علوم انسانی و بویژه مدیریت نیز شگرف بوده است. از جمله رویکرد ماشینی به انسان که بر تفکر قطعی از او استوار بود با ابزارهای کلاسیک مانند برنامه ریزی، سازماندهی، هدایت و کنترل انجام می گرفت به تدریج جای خود را به مدل رهبری می سپارد که بر نفوذ، راهنمایی، جهت دادن، به جریان انداختن، عمل و باور اتکاء دارد. مطابق رویکرد کوانتومی به مدیریت، مدیران برای افزایش اثربخشی عملکرد خویش نیازمند رویکرد جدیدی به انسان، فرایندها، و اشیا هستند؛ که به جنبه های ذهنی، غیرمنطقی، و بی نظمی رفتار خود و زیر دستانشان مربوط می شود.
 

کوانتوم چیست؟ درک آن چه اثری بر برداشت ما از جهان درون و پیرامون ما می گذارد؟ کوانتوم چه مهارت هایی را برای مدیران به ارمغان می آورد؟ آیا می توان بین این رویکرد و رویکردهای دیگر بشر به هستی از جمله رویکردهای عرفانی، مشابهت ها یا حتی ملازمت هایی یافت؟ در مقاله ای که این نوشته از آن بر گرفته شده است به برخی از این پرسش ها پاسخ داده شده است؛ مقاله ای که بوسیله دو اندیشمند از دو حوزه فیزیک و مدیریت نگاشته شده است.

پیام کوانتوم این است که کل اجزای جهان و از جمله انسانها هستی ها یا موجوداتی پویا، آگاه، و مرتبط با هم هستند. به عبارت دیگر وصف ذرّات جهان این است که

 

      "ما سمیعیم و بصیریم و هُشیم

                                                            با شما نامحرمان ما خامُشیم".

 

کوانتوم به معنی ذره در حال حرکت و با گرایشهای احتمالی است و اینکه نظم از بی نظمی حاصل می آید؛ و رابطه های ساده یک علتی جای خود را به روابط چند علتی، پیچیده و در هم تنیده می دهد. ادراک های انسان بشدت ذهنی است و تفکر خلاق نیازمند استفاده از توانمندیهای الهامی و اشراقی است. این گفتمان درونی ماست که احساسات ما را شکل می دهد.
 

کوانتوم دیدگاه مدیران را در نگاه به پدیده ها از بالا به پایین و از برون به درون تغییر داده و معکوس می سازد، ولی چگونه؟ این کار با مجهز شدن به مهارتهای هفتگانه کوانتومی ممکن است که در ينجا به شرح مختصر آنها می پردازیم

1- نگاه کوانتومی: توانایی دیدن هدفمند. باور به اینکه جهان ما تابعی از باورها و پیشداشته های درونی خود ماست. اگر مدیران مقصودها و منظورهای خود را تغییر دهند با دنیاهای دیگری سر و کار خواهند داشت؛ و می توانند به شیوه دیگری عمل کنند. گویی بیان این منظور است که "پیش چشمت داشتی شیشه کبود زین سبب عالم کبودت می نمود". فرصت ها در تصویرهایی نهفته اند که مدیران از کارکنان، تحولات و امور دارند. مدیران با این مهارت باید درون خود و نیت هایشان را با تکنیک های خاصی بپالایند تا محیط خود را بهتر درک کرده و روندهای به ظاهر پنهان آنها را کشف کنند، و از پیله های فکری خود خلاص شوند.
 

2- تفکر کوانتومی: توانایی تفکر به شیوه متناقض. حرکت جهان و اشیاء به شیوه ای متناقض و متعارض، و با جهش های ناگهانی و کاملاً پیش بینی ناپذیر همراه است، بطوری که که امور واقع در سطح کلان غیر منطقی و نا محتمل به نظر می رسد. مغز انسان در طول قرن ها به تفکر سیاه یا سفید و خطی عادت کرده است، حال آنکه یک تغییر کوچک ممکن است تحولات عظیم به دنبال داشته باشد. چیزهای به ظاهر نا مرتبط با یک تصویر شهودی از نیمکره مغز می تواند منشاء ابتکارات بزرگ باشد. خلاقیت ها گاه از متناقض و متعارض دیدن ها ناشی می شوند.
 

3- احساس کوانتومی: توانایی احساس زنده و توانبخش. انرژی انسان و جهان هر دو از یک جنس است، و قلب انسان کانون این انرژی است که قدرت می آفریند؛ و بسیار به افکار و عواطف ما بستگی دارد. عواطف منفی (از جمله: نا امیدی، ترس، خشم، لجاجت، و استرس) همبستگی امواج الکترو مغناطیس قلب و انرژی آن را کاهش و عواطف مثبت (از جمله: عشق، اشتیاق، غمخواری، و قدرشناسی) همبستگی امواج الکترو مغناطیس قلب و انرژی آن را افزایش می دهند. این مهارت مدیران را قادر می سازد از درون احساس خوب داشته باشند – علی رغم آنکه در بیرون چه بگذرد. به آنها امکان می دهد در ضعف ها، قوت ببینند، و در تهدیدها فرصت؛ و شور و شوق، و شادابی برای سازمانشان به ارمغان آورند.
 

4- شناخت کوانتومی: توانایی شناخت شهودی. جهان میدان انرژی است و بستر تمام اشیاء؛ این بستر همه جا حاضر و بی پایان است. جهان سراسر آگاه است و میدان اطلاعات. کسب آگاهی فرایندی خطی نیست، حالتی شهودی دارد و ظرفیت آن بی نهایت است. با جمع آوری صرف اطلاعات
نمی توان از قطعیت کاست. قطعیت به غفلت می انجامد. کسی که قطعی است از توجه کردن باز می ماند.
 

5- عمل کوانتومی: توانایی عمل پاسخگویانه. عمل کوانتومی بر اصل جدا ناپذیری استوار است، که مطابق آن تغییر در هر جزء سریع به تغییر در اجزاء دیگر منجر می شود. در واقع تمام اجزاء هستی زمانی پیش از انفجار بزرگ در کنار هم بوده اند. لذا بر یک دیگر تاثیر گذارند. مدیر با این مهارت، اعمال مسؤلانه ای انجام می دهد که بر همه افراد و آینده نیز تاثیر می نهد. محبت و همدردی بصورت غیر محلی و غیر زمانی احساس ما بودن را پدید می آورد. اعمال انسان به علت همبسته بودن جهان و برگشت نتایج آن به خودش مسؤلانه تر می شود.
 

6- اعتماد کوانتومی: توانایی اعتماد به جریان زندگی. این مهارت ریشه در بی نظمی دارد و اینکه عدم تعادل لازمه تکامل سیستم است. بدون بی نظمی و برابری در مبارزه برای تغییر، زندگی دچار رکود می شود و میرندگی در پی آن است. بی نظمی ها مطابق اصل نظم دهنده ی نا مشهود نظم
می گیرند. اعتماد کوانتومی در واقع اعتماد به فرایندهای طبیعی زندگی است؛ و از دستکاری منِ غیر لازم مدیر در امور جلوگیری می کند." سازمان های بی شکل" حاصل این فرایند است.

7- زیست کوانتومی: توانایی زندگی کردن در روابط . اجزاء در روابط زندگی می کنند؛ احتمال ذرّات، احتمال روابط آن هاست. ذره ها با هم ادغام می شوند و مرز و هویت مشترک می گیرند؛ و بدین ترتیب یک نظام کوانتومی پدید می آورند، نظامی که بیش از جمع آن دو است. از طریق مناسبات کوانتومی است که ظرفیت ها آزاد می شود، و هر ذره بیش از خودش می شود. افراد با دیگران
می آمیزند و نقص آنها را نقص خود می دانند. زیست کوانتومی به مدیر حکم می کند زمان و فضایی برای گفتگو در نظر بگیرند و اطمینان داشته باشند که بهبود روابط به نتایج بهتر منجر می شود؛ و اینکه پیشرفت نتیجه همراهی است. 

نتیجه گیری: نظریه کوانتومی مدیریت یک استعاره کوانتومی است، و خدمتی است به اثربخشی مدیران؛ روحی است جدید دمیده شده در کالبد مدیر که او را از تفکرات و رفتارهای ماشینی، تقلیل گرا و جبری به رفتارهای پویا، خلاق، و اثربخش رهنمون می سازد

 *********************

حمید رضا ترکمندی

محاسبات کوانتومي: كيوبيت‌ها

محاسبات کوانتومي: كيوبيت‌ها
خلاصه :
بيت‌هاي كوانتومي يا كيوبيت‌ها معادل كوانتومي ترانزيستورهايي‌اند كه كامپيوترهاي امروزي را تشكيل داده‌اند. وجه مشترك تمام كيوبيت‌ها آن است كه مي‌توانند از وضعيتي به وضعيت ديگر سوئيچ شوند. به طوري كه از اين وضعيت‌ها بتوان براي نشان دادن دوتايي اطلاعات استفاده نمود. كيوبيت‌ها داراي يكي از چهار نوع ذرة كوانتومي فوتون، الكترون، اتم و يون مي‌باشند. فوتون‌ها با يكديگر برهم‌كنش خوبي ندارند اما مي‌توانند به آساني از نقطه‌اي به نقطه ديگر جابه‌جا شوند و اين خاصيت آنها را به گزينه‌اي مناسب جهت انتقال اطلاعات كوانتومي تبديل مي‌كند و به عكس الكترون‌ها، اتم‌ها و يون‌ها به آساني با هم برهم‌كنش دارند، اما جابه‌جايي خوبي ندارند و به همين دليل براي پردازش و ذخيرة اطلاعات كوانتومي بسيار مناسب مي‌باشند.
بيت‌هاي كوانتومي يا كيوبيت‌هاي معادل كوانتومي ترانزيستورهايي‌اند كه رايانه‌هاي امروزي را تشكيل داده‌اند. وجه مشترك تمام كيوبيت‌ها آن است كه مي‌توانند از وضعيتي به وضعيت ديگر سوئيچ شوند تغيير وضعيتي که مي‌توان از آن براي نشان دادن دوتايي (صفر و يك) اطلاعات استفاده نمود.
كيوبيت‌ها داراي يكي از چهار نوع ذره كوانتومي فوتون، الكترون، اتم و يون مي‌باشند. فوتون‌ها با يكديگر برهم‌كنش خوبي ندارند، اما مي‌توانند به آساني از نقطه‌اي به نقطه ديگر جابه‌جا شوند و اين خاصيت آنها را به گزينه‌اي مناسب جهت انتقال اطلاعات كوانتومي تبديل مي‌كند؛ الكترون‌ها، اتم‌ها و يون‌ها بر خلاف فوتون‌ها، به آساني با هم برهم‌كنش دارند، اما جابه‌جايي خوبي ندارند و به همين دليل براي پردازش و ذخيره اطلاعات كوانتومي بسيار مناسب مي‌باشند. فوتون‌ها
ميدان الكتريكيِ فوتون‌هاي غير قطبي، در صفحه‌اي عمود بر جهت حركت فوتون به ارتعاش درمي‌آيد. اما ميدان‌هاي الكتريكي فوتون‌هاي قطبي، تنها در يكي از چهار جهت داخل صفحه (عمودي، افقي و در جهت دياگونال) مرتعش مي‌شود و اين دو جفت قطبش به ترتيب نشان‌دهنده وضعيت‌هاي صفر و يك هستند.
فوتون‌ها را مي‌توان با آينه و فيلترهاي قطبي‌كننده كنترل نمود. اين فيلترها تمام فوتون‌ها به غير از فوتون‌هاي با يك جهت قطبش معين را در خود نگه مي‌دارند. همچنين مي‌توان از چرخه موج يا فاز فوتون‌ها و نيز زمان رسيدن آنها، به جاي كيوبيت استفاده نمود. الكترون‌ها
الكترون‌ها داراي دو جهت اسپين بالا و پايين، همانند دوقطب يك آهنربا، مي‌باشند و مي‌توان با استفاده از ميدان‌هاي الكتريكي مغناطيسي يا نوري، آنها را در يكي از اين دو وضعيت قرار داد. همچنين مي‌توان از موقعيت الكترون در يك نقطه كوانتومي براي نمايش يك عدد دوتايي (صفر يا يك) استفاده نمود. اتم‌ها و يون‌ها
اتم‌ها و يون‌ها از الكترون‌ها پيچيده‌تر مي‌باشد و به روش‌هاي متعددي مي‌توان از آنها براي نمايش اطلاعات استفاده كرد. يون‌ها؛ در واقع؛ اتم‌هاي باردار هستند كه بار آنها ناشي از دريافت کردن و يا از دست دادن الكترون مي‌باشد.
اتم‌ها نيز همانند الكترون‌ها داراي جهت اسپيني هستند كه مي‌توان از آن براي نمايش يك رقم دوتايي در يك كيوبيت استفاده نمود. همچنين از موقعيت الكترون لايه خارجي اتم- در سطح انرژي پايين‌تر يا بالاتر- هم مي‌توان براي نمايش صفر و يك‌ها استفاده نمود. همچنين اتم‌هايي كه به دام انداخته شده و ثابت مي‌شوند داراي ارتعاشات كوانتومي گسسته‌اي خواهند بود كه از آن نيز مي‌توان در كيوبيت‌ها استفاده نمود.
نوع چهارم كيوبيت‌هاي‌ اتمي، مبتني بر سطوح فوق ظريف يا ارتعاشات بسيار ريز سطوح اربيتال‌هاي الكتروني است كه حاصل برهم‌كنش‌هاي مغناطيسي بين هسته و الكترون است. كيوبيت‌ها
كيوبيت‌ها از ذرات كنترل شده‌اي تشكيل شده‌اند و در واقع ابزارهاي به دام اندازي دارند. اين كيوبيت‌ها چهار نوع مي‌باشند:
دام‌هاي يوني، نقاط كوانتومي، ناخالص‌هاي نيمه‌رسانا و مدارهاي ابررسانا. دام‌هاي يوني
دام‌هاي يوني براي نگهداشتن هر كدام از يون‌ها از ميدان‌هاي مغناطيسي و يا نوري استفاده مي‌كنند. محققان تاكنون توانسته‌اند شش يون را دريك تك دام يوني نگه دارند. فناوري دام يوني به خوبي جا افتاده و احتمال دارد كه بتوان با استفاده از آن در سطح انبوه به توليد كيوبيت‌ها پرداخت. به دليل باردار بودن يون‌ها، آنها در برابر نويز زيست محيطي آسيب‌پذيري بيشتري نسبت به اتم‌هاي خنثا دارند. نقاط كوانتومي
نقاط كوانتومي در واقع بيت‌هايي از مواد نيمه‌رسانا شامل يك يا چند الكترون است. اين نقاط كوانتومي را مي‌توان با الكترون‌هاي منفرد بارگذاري نمود و به آساني آنها را در ابزارها و تجهيزات الكترونيكي جاي داد در عين حال نمونه‌هاي اوليه نقاط كوانتومي تنها در دماهاي فوق‌العاده پايين كار مي‌كنند. ناخالص‌هاي نيمه‌رسانا
اتم‌هاي قرار داده شده در مواد نيمه‌رسانا معمولاً ناخالصي يا نقص تراشه‌هاي رايانه‌اي به حساب مي‌آيند. ساخت تراشه خالص بسيار دشوار است و علي‌رغم تمام تلاش‌هاي انجام شده، در هر چند ميليارد اتم نيمه‌رسانا يك اتم ناخواسته وجود خواهد داشت.
كيوبيت‌هاي از جنس ناخالصي نيمه‌رسانا، از الكترون موجود در اتم‌هاي فسفر يا ديگر اتم‌هايي كه به طور مصنوعي در ماده نيمه‌رسانا قرار داده شده‌اند استفاده مي‌كنند و حالت اين الكترون‌ها را مي‌توان با استفاده از ليزر يا ميدان الكتريكي كنترل نمود. مدارهاي ابررسانا
مدارهاي ابررسانا، مدارهايي الكتريكي هستند كه از مواد ابررسانا تشكيل شده‌اند در اين مواد امكان حركت الكترون‌ها تقريباً بدون هيچ‌گونه مقاومتي در دماي پايين فراهم مي‌شود. اين مدارها به چندين روش مي‌توانند كيوبيت‌ها را تشكل دهند. از جمله اين روش‌ها حرکت جريان الكتريكي است كه مي‌توان آن را در يك لحظه در دوجهت و در يك وضعيت كوانتومي ابرمكاني حرکت داد.
الكترون‌ها از طريق ابررسانا با جريان جفت مي‌شوند و ميلياردها از اين جفت‌ها،‌ ماده‌اي را تشكيل مي‌دهند كه وقتي ابررسانا يك شكاف بسيار ريز داشته باشد، به صورت يك ذره زيراتمي بزرگ عمل مي‌كند.
وقتي يكي از مدارها، از طريق اتصال Josephson،‌ به منبعي از جفت الكترون‌ها متصل شود، تعداد اين جفت الكترون‌ها تغيير مي‌كند و اين تغيير قابل اندازه‌گيري است. مدارهاي ابررسانا را مي‌توان با استفاده از همان روش‌هاي توليد نيمه‌رسانا ساخت.
مزيت اساسي اين روش آن است كه از ميليون‌ها و يا ميلياردها الكترون استفاده مي‌شود و ديگر نيازي به كنترل تك‌تك ذرات نيست. البته عيب اين كار آن است كه انجام آن فقط در دماهاي بسيار پايين امكان‌پذير است. دام‌هاي نوري
اتم‌هاي خنثاي به دام افتاده در دام‌هاي نوري، نوع ديگري از كيوبيت‌ها مي‌باشند که به علت قدرت كافي امواج نور در سطح اتمي براي به دام انداختن و كنترل ذرات، از آنها استفاده مي‌شود. كار اين دام‌ها بسيار شبيه آسياب بادي است. اتم‌ها آسيب‌پذيري كمتري در برابر نويز دارند، اما واداشتن آنها به هم‌‌كنش سخت‌تر است.

حاشیه ای فلسفی بر مکانیک کوانتومی

نویسنده: عرفان کسرایی
[e-mail]
 
در باب تعابیر فلسفی مکانیک کوانتومی سخن بسیار می توان گفت و هیچ متنی را نمی توان یافت که دربرگیرنده همه تفکرات پیرامون آن باشد. در این نوشتار نیز بنا به اصل گزینشی(selective) بودن  مباحثی اینچنین, تنها به جنبه های محدودی از استنتاجات فلسفی مکانیک کوانتومی خواهیم پرداخت. با وجود آنکه غالب فیزیکدانان بر سر این مساله اتفاق نظر دارند که تئوری کوانتومی پاسخگوی امور است و نتایجی را پیشگویی می کند که مطابقت خوبی با تجربه دارند, اما همواره مباحثات فزاینده ای پیرامون بنیادهای فلسفی آن در جریان بوده است. یکی از رایج ترین تعابیر فلسفی مکانیک کوانتومی به تعبیر کپنهاگی (Copenhagen interpretation) شهرت دارد که از سوی مبدعان اصلی و پیشگامان مکانیک کوانتومی , بوهر(Bohr) و هایزنبرگ Heisenberg)) ارائه شده است. هایزنبرگ و بوهر با شور و حرارت از این تعبیر دفاع می کردند و سعی میکردند آن را به قلمروهایی جز فیزیک نیز تعمیم بدهند و از آن یک فلسفه تمام عیار برای حل و یا دست کم برای بیان درست همه مسائل و مشکلات فکری بسازند. مباحثات بوهر و اینشتین که از منتقدان اصلی این تعبیر بود بخش گیرایی از تاریخ فیزیک را تشکیل می دهد. اگرچه اینشتین سرانجام سازگاری منطقی نظریه و توافق آن با حقایق تجربی را پذیرفت اما هرگز قانع نشد که نظریه کوانتومی حقیقت غایی را نشان می دهد. جمله مشهور اینشتین که "خداوند در خلقت جهان طاس نمی ریزد" به وضوح به ناخشنودی وی از کنار گذاردن علیت(causality) و رویدادهای منفرد به سود یک تعبیر صرفاً آماری اشاره دارد. در این نوشتار, برخی ازاستدلالات مخالفان در رد تعبیر کپنهاگی را تحلیل خواهیم کرد. مهمترین دستاورد فلسفی تعبیر کپنهاگی را می توان طرد موجبیت دانست. به بیان دیگر غالب جستجوها برای یافتن نظریه ای بدیل, به علت ایراد به عدم موجبیت فلسفی آن صورت گرفته است تا ملاحظات دیگر. بنا بر نظر اینشتین "اعتقاد به دنیای خارجی مستقل از موضوع مورد درک, پایه تمامی علوم طبیعی است". ولی مکانیک کوانتومی بر هم کنشهای شیء و ناظر را بعنوان واقعیت غایی در نظر می گیرد و زبان روابط فرایندهای فیزیکی را به جای زبان کیفیت ها و خواص فیزیکی به کار می برد. مکانیک کوانتومی این برداشت را نیز مردود می کند که در پس جهان ادراک ما دنیای عینی نهفته ای وجود دارد که علیت(causality) بر آن حاکم است, و در عوض خود را به تشریح بین روابط بین ادراکات محدود میکند. گروهی از فیزیکدانان از اینکه خواص عینی(objective) به ذرات بنیادی نسبت داده نشود و تنها به جنبه های ذهنیت گرایانه (subjectivity)ناظر پدیده اکتفا شود اکراه دارند. هایزنبرگ در این باره می گوید: ما فرض نکرده ایم که نظریه کوانتومی بر خلاف نظریه کلاسیک اساساً یک نظریه آماری است, بدین معنا که که از داده های دقیق فقط می توان نتایج آماری بدست آورد... در فرمول بندی قانون علّى (causal law) , اگر حال را دقیقاً بدانیم آینده را نیزدقیقاً می توانیم پیشگویی کنیم, این استنتاج اشتباه نیست. بلکه صغری و کبری مسئله غلط است. بعنوان یک اصل ما نمیتوانیم از حال با تمام جزئیات آن مطلع باشیم. به واقع اصل عدم قطعیت (uncertainly principle) بوضوح اشاره به این مسئله دارد که در فراین مشاهده پدیده ها اخلال ناخواسته ای دخیل خواهد شد که به هیچ روی قابل حذف نیست. دوبروی که بهمراه دیوید بوهم از منتقدین تعبیر طرد موجبیت هایزنبرگ و بوهر می باشد در مقدمه کتاب "از علیت وشانس در فیزیک مدرن"  (from causality and chance in modern physics)چنین می گوید:
"با توجه به سطح پژوهشهای میکروفیزیکی کنونی روشهای اندازه گیری یقیناً تعین همزمان کلیه مقادیر لازم برای بدست آوردن تصویر ذرات نوع کلاسیک را مجاز نمی شمارند. و نیز اختلالهای ناشی از اندازه گیری که حذفشان غیر ممکن است, عموماً پیشگویی دقیق نتیجه حاصل از این اندازه گیری را مانع می شوند و تنها پیشگوییهای آماری را مجاز می دارند. بدین ترتیب بنا نهادن فرمولهای صرفاً احتمالاتی کاملاً موجه بود. ولی اکثریت آنان اغلب تحت تاثیر مفاهیم از پیش شکل گرفته ای که از آیین اثبات گرایانه (positivistic doctrine) ناشی می شد, تصور کرده اند که می توان از این نیز فراتر رفته و بیان داشت که خصلت غیر قطعی و نارسای دانشی که تجربه در مرحله امروزی اش درباره آنچه که در دنیای فیزیک میکروسکوپی واقعا روی می دهد در اختیار ما میگذارد نتیجه عدم موجبیت واقعی در حاتهای فیزیک و تحول آنهاست. چنین تعمیمی به هیچ وجه قابل توجیه به نظر نمی رسد. در آینده با درک عمیق تری از واقعیتهای فیزیکی شاید بتوان قوانین احتمال و فیزیک کوانتومی را به صورت نتایج آماری تکوین مقادیر کاملاً تعیین شده ای تعبیر کرد که در حال حاضراز نظر ما پنهانند. ممکن است وسایل پرقدرتی که اینک در شکستن ساختار هسته و آشکار ساختن ذرات جدید مورد استفاده قرار می دهیم روزی دانش بلاواسطه ای در اختیارمان قرار دهد که درحال حاضر در آن سطح عمیق تر فاقد آنیم." اما باید بگوییم این خطای اندازه گیری که دوبروی به نقص ابزار مشاهده منتسب می کند جزء قوانین اساسی نظریه کوانتومی است. محدودیتهای قید شده در اصل عدم قطعیت را نباید به معنای نقص دستگاه های اندازه گیری تلقی کرد و اینگونه استنتاج نمود که این محدودیت روزی با پیشرفت ابزار اندازه گیری تقلیل می یابد. این اصل قانون مهمی است که تا زمانی که قوانین نظریة کوانتوم به شکل کنونیشان پابرجا هستند، صادق خواهد بود.مشاهده نمودیم که دلیل اصلی مخالفت با تعبیر کپنهاگی به مسئله علیت و موجبیت (determinism) بازمیگردد. همیشه این سوال مطرح بوده که به راستی اعتبار درستی مسائل چیست؟ مطابق کدام منطق, تعبیری معقول و منطقی به نظر می رسد و دیگری دور از ذهن و مغایر با عقل سلیم؟ پاسخ به این سوال تا حدودی واضح است. منطق درستی مسائل بی تردید به معرفت ما نسبت به برهان علیت عمومی باز می گردد. علیت در ذهن انسان یک قانون عام و فراگیر است و حاصل تجربیات او از همه حوادث و وقایع زندگی. هر مساله منطق درستی برای ادراک دارد از این رو که با عقیده ما راجع به علیت همخوانی و انطباق دارد. به عبارتی هر چیزی که با علیت سازگاری داشته باشد منطقی به نظر می رسد و بالعکس. در واقع عقیده و استدلال ما در باب برهان علیت, اعتبار خود را از تجربه ما در دنیای ماکروسکوپی وام میگیرد. این مبحث اصالتا یک جدل معرفت شناختی (epistemology)است. زمانی که ناظر به مشاهده پدیده میپردازد و قوای معرفتی او فعال می شوند جهان خود را می نمایاند و در اینجاست که معرفت ناظراز جهان شکل می گیرد. کانت به طرح این پرسش پرداخت که اساس رابطه ای که آن را تصور (representation) مینامیم چیست و چگونه میان صورتی که من در ذهن دارم و واقعیتی که بیرون ازمن است امکان پذیر می شود؟ ایمانوئل کانت در آنتینومی های کتاب نقد خرد محض(critic of pure reason) اشاره به این مطلب میکند که چگونه اطلاق مفاهیم و صور عقلی زمانی که محتوای تجربی برای آنها متصور نیست مانند حیطه امور متناهی به تناقض می انجامد و از این روست که چارچوب مشروع اطلاق مفاهیم تعیین می گردند. به اعتقاد کانت نمی توانیم برای اموری همچون علیت خصلتی در خود قائل شویم و آن را صفتی عینی از صفات ابژه ها بدانیم. علم به رابطه علیت نمی تواند علمی فطری باشد که عقل انسانی با آن سرشته شده و بر اساس آن در صدد تشخیص علت و معلولهای خاص برمی‏آید. باید گفت فطری بودن هیچ علم حصولی قابل اثبات نیست و بفرض ثبوت هم هیچ ضمانتی برای مطابقت با جهان واقع نخواهد داشت. برخی ازعلوم, قریب به بداهت هستند و می‏توان آنها را فطری نامید (مانند علم به وجود واقعیات مادی) که در واقع از یک استدلال خفی و نیمه آگاهانه سرچشمه می‏گیرد. پایه اعتقاد به وجود رابطه علیت, علم حضوری  (intuitive reasoning)است و ادراک شهودی مصادیق علت و معلول, مبنای اصلی برای انتزاع مفاهیم کلی علت و معلول محسوب میگردد و درادامه به یک بدیهی اولیه بی نیاز از تحلیل می انجامد. اما مصادیق مادی علت و معلول قابل شناخت‏ حضوری و شهودی نیستند ونوعی استدلال واضح و منطقی در این زمینه لازم است. "گاهی تصور می‏شود که برای شناختن علتهای مادی می‏توان چنین استدلال کرد این پدیده‏ها همواره متعاقب یکدیگر بوجود می آیند و هر دو پدیده‏ای که به این صورت تحقق یابند اولی علت دومی می‏باشد ولی این استدلال تمام نیست زیرا تعاقب و تقارن اعم از علیت است و به اصطلاح کبرای قیاس بصورت قضیه کلیه یقینی نیست" . دیدگاههای منطق وجوه علی رودلف کارناپ Rudolf Carnap)) در این زمینه اشاره به این دارد که این امکان وجود دارد تلازم دائمی دو پدیده کاملاً تصادفی و هیچ زنجیره علی نیز بر آن مترتب نباشد.] برای مطالعه بیشتر به کتاب "مقدمه ای بر فلسفه علم"(مبانی فلسفی فیزیک) رجوع کنید[. کارناپ می گوید : من نیز مانند هیوم معتقدم  در یک رابطة علّی هیچ ضرورت باطنی وجود ندارد. اما نمی خواهم امکان به کار گرفتن نوعی مقولة ضرورت را رد بکنم، به شرطی که این مقوله متافیزیکی نبوده و متعلق به منطق وجوه باشد. منطق وجهی منطق ارزش راستی را با به کار گرفتن مقولاتی همچون ضرورت امکان و عدم امکان تکمیل می نماید. باید به دقت بین وجوه منطقی(منطقاً ضروری و منطقاً ممکن) و وجوه علّی(از نظر علّی ضروری، از نظر علّی ممکن) تفاوتی قائل بود. از دیدگاه کارناپ " در زندگی روزمره، هیچ تفاوتی میان فیزیک کلاسیک با جبریت و فیزیک کوانتومی با معلولهای بی قاعده و محتمل، موجود نیست. عدم حتمیّت در نظریة کوانتوم بسیار بسیار کمتر از عدم حتمیّت ناشی از محدودیت دانش در زندگی روزمره است. در اینجا انسان در جهانی زیست می کند که توسط فیزیک کلاسیک توصیف می شود، و در حالت اول انسان در جهانی زندگی می کند که توسط فیزیک مدرن وصف می شود. بین این دو نوع توصیف تفاوتی موجود نیست که تأثیر قابل ملاحظه ای در مسئله انتخاب آزاد و رفتار اخلاقی بگذارد. در هر دو حالت انسان نتایج اعمالش را نه با حتمیّت، بلکه با درجه ای از احتمال پیش بینی می کند، عدم تعیّن در مکانیک کوانتومی, هیچ تأثیر قابل مشاهده ای بر سنگی که انسان پرتاب می کند، ندارد. چون سنگ مجتمع عظیمی است از میلیاردها ذره. در جهانی که انسان زندگی می کند عدم تعیّن مکانیک کوانتومی نقشی ایفا نمی کند. به همین دلیل این پندار را که عدم تعیّن در سطح زیر اتمی ربطی به مسئله اراده آزاد دارد، می توان باطل دانست." دیوید هیوم در نقد خود به مسئله علیت استدلال می کند که هیچ دلیلی وجود ندارد که فرض کنیم ضرورتی درونی, در وقایع متواتر علت و معلول وجود دارد. واقعه ای را مشاهده می کنید و سپس واقعه دیگری را. آنچه که مشاهده کرده اید چیزی نیست جز تواتر زمانی وقایع یکی پس از دیگری و هیچ ضرورتی در اینجا مشاهده نشده است. بهتر است بگوییم علیت در مکانیک کوانتومی به مفهوم اصیل آن حذف نمی شود بلکه این تعبیر سنتی جبرگرایانه آن است که حذف میشود. علیت در تعریف، براین اصل استواراست که یک واقعیتفیزیکی, بستگی به دیگری دارد و پژوهش فیزیکدانان کشف این وابستگی می باشد و مشاهده می کنیم که این مسئله هنوز هم درمکانیک کوانتومی صادق است. اگرچه اشیا مورد مشاهده که برای آنها این وابستگی ادعا میشود متفاوتند، اینها احتمالات رخدادهای بنیادی مطرح هستند و نه خود رخدادها.هایزنبرگ نیز به این مسئله اذعان داشت که در اصل عدم قطعیت آنچه که سبب ناسازگاری با علیت می گردد در حقیقت نقص تعیین(under determinate) در مقدمه استنتاج است. به طوری که ما نمی توانیم از وضع کنونی سیستم به طور کامل مطلع بشویم. بنابراین طبیعی است که نتیجه به صورت محتمل درآید. اگر علیت را به تمام و کمال به معنای قابلیت پیش بینی پذیری بدانیم آنگاه مکانیک کوانتومی ناقض علیت خواهد بود. اما پیش بینی پذیری علاوه بر اعتبار علیت عامه به دانش ما در باره طبیعت و شرایط اولیه هم نیاز دارد. هیوم و بیکن و برنارد و میل هیچکدام بر اساس علیت خدشه ای وارد نکردند. بحث آنها بیشتر تمایز میان ضرورت منطقی و ضرورت تجربی است. در ثانی حتی در فیزیک کلاسیک نیز که باور عمومی بر این است که موجبیتی است و رفتار آینده هر سیستم منزوی را می توان از حالت فعلی آن تعیین نمود, در موار بسیاری برخورد آماری با سیستم صورت می گیرد. مانند دینامیک گازها یا سیستمهای هنگردی(ensemble) در مکانیک آماری. اگرچه که در آنجا فرض را بر این می گذارند که با محاسبه تک تک ذرات سیستم می توان اطلاعات کاملی از وضع کلی سیستم بدست آورد اما بدلیل دشواری محاسبه, برایند خواص اجزای سیستم را بصورت آماری تحلیل می کنیم. ارسطو تحقق چهار علت فاعلی ,مادی, صوری و غایی را برای وقوع رویدادها ذکر کرده است. از منظر ارسطویی هرگاه این چهار علت فراهم آیند وجود معلول بالضروره تحقق می یابد. از این رو قواعد مکانیک و ریاضیات را می توان به نوعی علت غایی پدیده ها پنداشت. تحلیل ابعادی در مکانیک کلاسیک به گونه ای است که در ابتدا پارامترهای موثر در یک پدیده تعیین و مطابق با نظریه پی بوکینگهام ارتباط میان پارامترهای مستقل و وابسته مشخص می گردد. در این روش ابتدا تمام پارامترهایی که گمان می کنیم بر پدیده موثرند را فهرست می کنیم. در صورتی که نسبت به تاثیر یک پارامتر در وقوع پدیده تردید وجود داشته باشد باز هم آن پارامتر را وارد می کنیم. اگر پارامتر به پدبده مربوط نباشد پارامتر اضافی Π ظاهر می گردد. این پارامتر که در نهایت مشخص می گردد هیچ تاثیری روی پدیده فیزیکی ندارد در رابطه نهایی که می خواهیم بدست آوریم وارد نمیشوند. یا اینکه در نهایت یک گروه بی بعد بیشتر به دست می آید که آزمایش نشان می دهد آنها اضافی هستند. در هر صورت آنچه مسلم است امکان دارد متغیرهای نهان در پدیده ها موثر باشند و از نظر ما مغفول مانده باشند. دیوید بوهم که از منتقدین تعبیر کپنهاگی است همواره به دنبال نظریه کوانتومی بدیلی بود که فاقد عدم قطعیت باشد. او برای رد عدم قطعیت, یک جمله به معادله شرودینگرErwin Schrödinger که تعبیری بالنسبه جبرگراترازمکانیک کوانتومی بود اضافه نمود.
−h² [∂² ψ (x,t)] / 2m∂x² + V(x,t) ψ (x,t) = ih ∂ψ (x,t)/∂t   
اگر مقادیر مجموعه کامل کمیتهای یک حالت برای زمان t داده شده باشد،آنگاه تابع موج کوانتومی دستگاه برای زمان t به طور منحصر به فرد تعیین می گردد. این تابع موج، در مکانیک کوانتومی نقشی شبیه به توصیف حالت در مکانیک کلاسیک بازی می کنند. فرم ریاضی معادله شرودینگر شبیه به یک قانون جبری است. از این رو اگر تابع موج کوانتومی را نمایش کامل حالت آنی بدانیم،باید بگوییم  جبریت درمکانیک کوانتومی نیز حفظ میشود. اضافه کردن یک جمله به معادله شرودینگر توسط بوهم اگرچه عدم قطعیت در مکان و اندازه حرکت را از میان می برد اما این کار مستلزم در نظر گرفتن متغیرهایی است که قابل آشکارسازی نیستند. بوهم این جمله اضافه شده به معادله شرودینگر را " پتانسیل کوانتومی" می نامد. البته نه اینشتین و نه خود بوهم این اصلاحیه بوهم بر مکانیک کوانتومی را که فقط به جهت خلاصی از عدم قطعیت صورت می گرفت جدی تلقی نکردند. فی الواقع نظریه بوهم هیچ برتری خاصی نسبت به فرم پیشین مکانیک کوانتومی ندارد وتنها از این جهت مورد توجه برخی قرار گرفته که چالشی برای تابوی علیت وناخرسندی برای اذهان علیت باور,ایجاد نمی نماید. تعابیر جدیدتر از مکانیک کوانتومی نسبت به مسائل مطروحه در چند سال اول ارائه آن به مراتب پیچیده تر است. تعابیر یوجین ویگنر(eygene wigner) و نیز مبحث جهان های موازی اورت(Everett) بنیادهای فلسفی ذهن بشر را دگرگون کرده اند. آیا میتوان تصور کرد که روزی انسان به دانشی بلاواسطه ازحقیقت مطلق دست یابد و به دغدغه فلسفی کهنی چون پرسش از چندی و چونی مثل افلاطونی, گوهر اسپینوزایی و ذات و نومن کانتی خاتمه دهد؟ هنوز هیچکس پاسخ این پرسش را نمی داند.

در جستجوی رئالیسم علمی در مکانیک کوانتومی

چکیده: چکیده

مواردی برجسته از مناقشه بر سر توصیف کامل مکانیک کوانتومی از واقعیت فیزیکی مورد تحلیل قرار می‏گیرد. تعابیری که از نقض موضعیت - به عنوان نتیجه‏ای از قضیه بِل - به عمل آمده مورد ارزیابی و بازنگری قرار خواهد گرفت. فلسفه کپنهاگی به عنوان تعبیری ضدّ رئالیستی مورد نقد قرار می‏گیرد و دیدگاه رئالیستی به عنوان دیدگاه مناسبی برای پیشرفت علم و نیز تبیین پیشرفت آن مورد تأکید قرار خواهد گرفت و در نهایت بر لزوم جستجوی تعابیر رئالیستی و ارزیابی نقّادانه نظریه‏های رقیب تأکید می‏شود و سعی در یافتن حدود اعتبار نظریه کوانتومی و نسبیت خاص می‏کنیم.

ادامه نوشته

آیا فیزیک کوانتوم ، هومیوپاتی را توجیه می کند ؟

هومیوپات‌ها خبر از مؤثر بودن دارو‌های هومیوپاتی می‌دهند، اما تأثیر این داروها در پزشکی بسیار بحث‌برانگیز است، چون آنها تا حدی رقیق می‌شوند که نهایتا ماده مورد نظر برای مقابله با بیماری در آنها وجود ندارد.

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از دویچه وله ،  بیش از ۲۰۰ سال پیش ساموئل هانمان (Samuel Hahnemann)، نویسنده و پزشک آلمانی همیوپاتی را کشف کرد. فلسفه هومیوپاتی که همسان‌درمانی نیز نامیده می‌شود بر این پایه است که علایم یک بیماری نشانه‌ای از تلاش بدن برای غلبه بر بیماری است. بنابراین در هومیوپاتی هر ماده‌ای که در بدن سالم یکسری نشانه‌های بیماری ایجاد کند، در مقادیر کم در صورت تجویز به فرد بیمار با همان علایم بیماری، وی را درمان خواهد کرد.

اما این روش درمانی از همان زمان در علم پزشکی بسیار بحث‌برانگیز بوده است. یکی از نکته‌هایی که در مورد این طب تکمیلی از لحاظ علمی قابل توجیه نیست، نحوه آماده‌سازی و محتوای نهایی داروهای هومیوپاتی است. این داروها با رقیق‌شدن‌های توأم با تکان‌دادن منظم ظرف حاوی دارو تهیه می‌شود. این عمل یعنی رقیق کردن متوالی همراه با تکان‌های شدید را توان‌دار کردن می‌نامند.

در این شیوه آماده‌سازی دارو در نهایت مقدار ماده بنیادی در دارو بسیار ناچیر است و حتی در بیشتر موارد به دلیل رقیق‌کردن پی‌در‌پی ماده دیگر چیزی از ماده بنیادی در دارو باقی نمی‌ماند. به همین دلیل بسیاری از منتقدین هومیوپاتی معتقدند که این روش درمانی پایه‌ی علمی ندارد.

تلاش برای اثبات تأثیرگذاری داروهای هومیپاتی با فیزیک کوانتوم

برخی از پزشکان و روانشناسانی که دیدی مثبت به هومیوپاتی دارند، سعی کرده‌اند که با استفاده از فیزیک کوانتومی تأثیرگذاری داروهای هومیوپاتی را ثابت کنند. آنها اعتقاد دارند که تواتر یا فرکانس الکترومغناطیسی خاص ماده بنیادی به‌‌رغم فرآیند رقیق کردن ‌در داروی هومیوپاتی باقی می‌ماند.

فیزیکدانان در چندین پژوهش‌ منحصربه‌فرد واقعا موفق شده‌اند که خصوصیات یک ذره بنیادی را به دیگری منتقل کنند، به طوری که اتم‌های این ذرات در واقع درهم ادغام شوند.

هارالد والاخ (Harald Walach)، روانشناس آلمانی از دانشگاه ویادرینا (Viadrina) در فرانکفورت این نظریه را به هومیوپاتی تعمیم داده است. بنا بر عقیده او این امکان وجود دارد که خصوصیات یک ماده به حلال منتقل شود و در آن بماند، حتی زمانی که دیگر ملکولی از این ماده در حلال موجود نیست.

بکاربردن نام دانشمندان برای حمایت از همسان‌درمانی

بسیاری از طرفداران هومیوپاتی برای جدی‌تر جلوه دادن این روش درمانی از گفته‌های آنتون تسایلینگر (Anton Zeilinger)، فیزیکدان اتریشی در دانشگاه وین سود می‌جویند. او یکی از فیزیکدانانی است که موفق شده خصوصیات یک ذره بنیادی را به دیگری منتقل کند.

اما نکته‌ای که تمام این افراد از آن غافل مانده‌اند این است که هیچگاه نظر شخصی تسایلینگر را در این زمینه نپرسیده‌اند. او در گفتگو با سایت خبری “زوددویچه” گفته: «اینکه میان کار من و هومیوپاتی ارتباطی دیده می‌شود از لحاظ علمی بی‌اساس است. متأسفم که در توجیه این روش درمانی از نام من استفاده می‌شود.»

کارشناسی دیگر که نامش برای بخشیدن وجهه‌ی علمی به هومیوپاتی استفاده می‌شود کلاز لینده (Klaus Linde) پزشک آلمانی، از دانشگاه مونیخ است. او در سال ۱۹۹۷ پژوهش‌های مختلفی که در زمینه تأثیرگذاری هومیوپاتی صورت گرفته بودند را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که تأثیر هومیوپاتی در مقابله با بیماری تنها محدود به تأثیری که به شبه‌داروها (Placebo) نسبت داده می‌شود نیست.

از آن پس نتایج این بررسی در موقعیت‌های مختلف از سوی طرفداران هومیوپاتی به عنوان مدرکی برای اثبات تأثیرگذاری این روش ارائه می‌شود. اما کلاز لینده در سال ۲۰۰۵ به مجله لانست (Lancet) گفت: «متأسفانه بررسی ما در این زمینه از جانب هومیوپات‌ها مورد سوءاستفاده قرار می‌گیرد. ما غیرموجه بودن هومیوپاتی از لحاظ علمی را تأیید می‌کنیم» اما او در عین حال معتقد است که با توجه به نتایج مثبتی که در درمان بیماری‌های مختلف توسط هومیوپاتی گزارش شده است نمی‌تواند تأثیرگذاری این روش را به طور کامل غیرممکن بداند.

تأثیر بی‌نظیر وقت گذاشتن و گو‌ش دادن به بیمار

بسیاری از پزشکان احتمال می‌دهند که هومیوپاتی تأثیری فرای تأثیر شبه‌داروها داشته باشد. به نظر کلاز لینده مجموعه عوامل بکار برده شده در یک دوره درمانی هومیوپاتی برای بهبود بیمار تأثیرگذار است. پرداختن همه‌جانبه به وضعیت جسمی و روحی بیمار یکی از دلائل موفقیت دوره درمانی هومیوپاتی است.

پزشکان هومیوپات معمولا زمان بیشتری را نسبت به پزشکان دیگر برای بیمار در نظر می‌گیرند. همین وقت گذاشتن و گوش‌دادن به حرف‌های بیمار در بهبودی او می‌تواند تأثیر بسزائی بگذارد.

در اینجا این سؤال مطرح می‌شود که آیا بهتر نیست که داروهای هومیوپاتی که تقریبا هیچ ماده بنیادی در آنها وجود ندارد را کنار گذاشت و در عوض همه پزشکان تلاش کنند توجه بیشتری به بیمارانشان کنند و زمان بیشتری برای گفتگو با آنها در نظر بگیرند؟

اما بایستی به این نکته نیز توجه داشت که بسیاری از افراد که برای درمان ناراحتی‌های خود به پزشک هومیوپات مراجعه کرده‌اند، معتقدند که داروهای هومیوپاتی برای آنها مؤثر بوده است. کلاز لینده قصد دارد ارتباط بهبودی بیماران را با سبک برخورد شکیبانه پزشکان هومیوپات و داروهای هومیوپاتی مورد بررسی قرار دهد. اما او برای انجام چنین پژوهشی به پول و همکاری بیماران احتیاج دارد.

http://www.hefanews.ir

نتیجه گیری یکپارچگی و ارتباط تنگاتنگ کل عالم هستی بر اساس نظریه کوانتوم

سراسر بدن ما از اجزاء زنده تشکیل شده است و اغلب حیات ما بدون آنها امکان پذیر نیست، پلک های چشم ما با وجود ساختار کوچک خود با تمام جسم هماهنگ عمل می کند، تمامی اجزاء بدن ضمن این که خود سرشار از نیروی حیات هستند همگی هماهنگ با کل و تمامیت آدمی که «من» نامیده می­شود عمل می­کنند. یافته­ های علمی دانشمندان با میکروسکوپ الکترونی بر وجود حیات در تمامی اجزاءموجودات ـ نه فقط انسان ـ حکایت دارد ضمن این حیات مستقل اجزاء، هماهنگی و همسویی با کل نیز هویداست. تک تک انسان­ها با همدیگر «پیکره کامل انسانیت » را تشکیل می­دهند. انسان­ها «من» هایی هستند که در قالب متحدا الشکل به نام «ما» به حیات خود ادامه می­دهد. انگاری باید حقیقتی انکار  ناپذیر در جهان لایتناهی که بر سراسر هستی حکومت می­کند به نام «اصل وحدت وجود» را پذیرفت.

شواهدی بر وحدت وجود

الف) ایده عدد بحرانی

اگر شمار قابل توجهی (عدد کافی) از انسان­ها ـ حتی دیگر موجودات ـ از رفتار خاص و الگوی خاصی تبعیت کنند همان رفتار در تمام آن «گونه» تظاهر خواهد یافت. اقل نصاب عدد در «گونه» که موجب تسری رفتار به تمام آن صنف خواهد شد «عدد بحرانی» یا «توده بحرانی گونه» نام دارد. این ایده از آن جا قوت گرفت که میمونی در کشور ژاپن به طور ابتکاری سیب زمینی را در آب شور دریا شست پس از آن، آن را خورد. متعاقباً بعضی از همنوعانش از او تقلید کردند. تعداد زیادی از میمون­های حاضر این عمل را انجام دادند. با تعجب مشاهد شد میمون­هایی که در چند فرسخی زندگی می­کردند و هیچ تماسی با میمون­های ساحل نداشتند این رفتار را از خود بروز دادند. کن کیس در کتابش معتقد است که اگر تعدادی از افراد نوع بشر از بحران جنگ هسته­ ای آگاهی یابند و این حس را به اکثریت انتقال دهند و اکثریت این رفتار را در خود تظاهر دهند جنگ هسته­ ای اجتناب ناپذیر است.

ب) تجربه انتقال مرحله­ ای

فیزیک­دانان از این نصاب ـ «انتقال  مرحله­ای» تعبیر می­کند و آن هنگامی است که اتم­های تشکیل دهنده یک ملکول به ترتیب خاصی قرار گیرند و تعداد آنها به نصاب نزدیک شود و این هنگام است که بقیه اتم­ها خود به خود در همان مسیر قرار می­گیرند. حرکتی عجیب از یک میکروب در یک نقطه از زمین باعث بروز حرکت دیگر میکروب ­ها ـ بدون هیچ تماسی ـ در کره زمین می­شود. این مطلب در مورد رفتار توده­­ها در جوامع بشری قابل توجه است به طوری که رفتار کلی انسان­ها و مواضع جمعی آنها متاثر از حس مشترک آنها است که تبیینی دیگر از همان « وحدت وجود» است.

ج) کشفیات نوین فیزیک کوانتوم:

ذرات کوچکتر از اتم به طور مداوم اتخاذ تصمیم می­کنند و عجیب­تر این که تصمیمات اتخاذ شده بر اساس تصمیماتی است که در جای دیگر اتخاذ می­شود. ریز ذرات اتم به فوریت می­دانند که در جای دیگر چه تصمیمی اتخاذ شده است. مبنای استدلال فلسفه کوانتوم این است که همه چیزهایی که در جهان به ظاهر منفرد و مستقل به نظر می­رسند در واقع اجزایی از یک کلیت مستقل به شمار می­روند.  در علم مکانیک کوانتوم در این مسئله ـ ذی حیات بودن ذرات عالم و دستورگیری از حقیقت دیگر ـ تمایزی بین جاندار و بی­جان وجود ندارد. تمامی اجزاء عالم ضمن اینکه در کار انفرادی خود عاری از نقص و خطا می­باشند در همان زمان با ذرات دیگر و با کل کائنات هماهنگ و هم نوایند و به فواصل زمانی احتیاجی ندارند. پرواز دسته جمعی پرندگان در هوا و پیچ و تاب خوردن آنها به گونه­ ای که انگار به هم متصلند و از یک جا فرمان می­گیرند همه شواهدی روشن بر «وحدت وجود» است.

با اعتقاد به اصل وحدت وجود، به خود یادآور می­شویم که هر تصور زشتی درباره دیگران، تصوری است به خویشتن. هر قدمی که برای انتقام جویی و آزار دیگران برداشته می­شود کوششی است که ضربه و لطمه آن به خود ما بر می­گیرد. ثمره اعتقاد به این اصل، احساس یگانگی و دوستی با دیگران و پرهیز از کینه ­جویی و نفرت است.

گذری بر کتاب «فلسفه فیزیک» اثر ماکس پلانک، علیت چرایی و چگونگی

فارسی یِ «دکتر عترتی خسروشاهی»
جهان آن گونه که من آن را می یابم سازنده ی وجود من است نه جایگاهی صرف که وجود من در آن جای گرفته است.
«مارتین هایدگر»
شاید این بار این قانون علیّت است که با روح بیدار یک بچه گلاویز می شود و او را وادار به پرسیدن می کند. پرسشی از پس پرسشی، برای یقین آنجا که از نقطه ی مبهم شکاکیت آغاز می شود آنجا که از تمام ندانستن هایمان پلی به آغاز می زنیم آنجا که تمام سؤال هایمان طغیان رودخانه ای می شود برای شکافتن تخته سنگی از اعماق تاریک اندیشه امان آنجا که در نبرد با نادانی وسوسه ی هدفهایت ضمیر شاعرانه ات را به جنگ با کاستی های عقلت می برد! در این هنگام این قانون علیت است که خود را در پناه مادر علم جای داده. قانونی که «؟» را تا به اینجا بر دوش کشیده و تا کجا معلوم نیست شاید آنگاه به حقیقت نزدیک شویم که دریابیم علم استراحت بیهوده بر پیکره ی مشتی دانش و معرفت نیست، سعی و تلاش بی وقفه است به سمت هدف.
فیزیک کلاسیک با کارهای گالیله و نیوتن به اوج قدرت خود می رسد و آن را تا آخر قرن نوزدهم همچنان حفظ می کند. در حوزه ی فیزیک کلاسیک هر سیستم با متغیرهایی مشخص می شود که تعدادشان در هر لحظه مشخص است و با دانستن مقدار هر کدام از آنها در یک لحظه می توان مقدارشان را در لحظات بعدی نیز مشخص کرد.
یکی از نتایج فلسفی فیزیک کلاسیک این بود که یک دنیای عینی خارج از ذهن انسان وجود دارد و بر این بنیان بود که وجود و رفتار فرایندهای فیزیکی بستگی به مشاهده ی آنها ندارد و در واقع فرض بود که قوانینی مستقل از وجود بشر در دنیای خارجی وجود دارند که بشر قادر به یاد گرفتن آنان به وسیله ی علم فیزیک است به طوری که فیزیکدانان وظیفه ی فیزیک کلاسیک را توصیف نظم موجود در طبیعت، مستقل از نقش آزمایشگران آن، می دانستند. اما با ورود مکانیک کوانتومی در ابتدای قرن بیستم مبانی فلسفی فیزیک کلاسیک در هم می ریزد و دانشمندانی چون بور، هایزنبرگ و پائولی و غیره که بنیانگذاران مکتب کپنهانگی هستند این اصل را حکم می کند که آنچه قابل مشاهده است واقعیت دارد و ورای آن واقعیتی ندارد. به اعتقاد اینان فیزیک تنها می تواند ارتباطی بین پدیده های قابل مشاهده و در دسترس برقرار کند و خارج از آن از عهده ی فیزیک ساقط است همچنین تنها مسائلی وجود دارند که با مکانیک کوانتومی قابل حل باشند یعنی کوانتوم آخرین جاده در راه شناخت جهان است و این مهم قدر مشترک تمام طرفداران این مکتب می باشد که فرمالیزم ریاضی نظریه ی کوانتوم را حرف آخر می شمارند اما با این همه باز طرفداران این مکتب به چندین گروه اعتقادی زیر مجموعه ای تقسیم می شوند. یکی از تغییرات مهمی که در مکتب کپنهانگی توسط مکانیک کوانتومی ارائه شد اصل طرد موجبیت (دترمی نیسم) است. طبق اصل موجبیت هر حادثه علتی دارد در واقع همان اصل علیت عامه. واژه ی علیت به معنای اطلاع دقیق از وضع فعلی سیستم برای پیش بینی آینده ی آن سیستم توسط قوانین ثابت جهان
می باشد. در ابتدا فیزیکدانان علیت را همسان با قانونمند بودن می گرفتند که بعد از آن با وارد شدن قوانین ریاضی علیت معنای بستگی تابعی نیز به خود گرفت این اصل در قوانین مکانیک نیوتن کاملاً صادق بود اما با تکوین مکانیک کوانتوم طرفداران مکتب کپنهانگی، دترمینیسم را رد کردند چرا که به اعتقاد آنان برای پیش بینی آینده ی یک سیستم باید مواضع و سرعتهای فعلی اجزای آن سیستم را بدانیم اما طبق اصل عدم قطعیت نمی توان هر دوی اینها را در یک لحظه تعیین کرد لذا آینده ی سیستم قابل پیش بینی نیست البته طرفداران این مکتب اصل علیت را تنها در مواضع اتمی رد کردند چرا که اعتقاد داشتند اصل علیت از تجربه در قوانین ماکروسکپی بدست آمده ولی در مورد اشیاء خرد و میکروسکپی صادق نیست مانند «اکسنر» که تنها علیت را در سطح میکروسکپی می پذیرد و معتقد است قوانین ماکروسکپی، قوانین مطلق نیستند بلکه قوانین احتمال هستند بنابراین در آنها پیش بینی رویدادهای فردی مشخص نیست البته در این میان "بور" حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی نیز دترفیسم را رد کرده بود او پیشنهاد کرد که «هر تغییر حالت یک اتم که در آن اتم از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده ی دیگر می رود باید یک فرایند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح نیست در اینجا آنقدر از توصیف علّی دوریم که می توان گفت هر اتم در حالت ایستاده مختار است به هر حالت ایستاده ی دیگر منتقل شود» به این ترتیب بسیاری از فیزیکدانان با پیروی از بور، هایزنبرگ و بورن و ... موجبیت را از دنیای اتمی طرد کردند به طوری که آثار طرد دترفیسم را در فلسفه "پیرس" نیز می توان ببینیم چرا که
می گوید طبیعت بر پایه ی شانس است و هر چه مشاهدات ما دقیق تر باشد انحراف از قوانین بیشتر است و همچنین «ویتگشتین» خرافات را چیزی جز اعتقاد به ارتباط علّی نمی داند و
"هرمان ویل"در طی مقاله ی رابطه ی علی با روش آماری فیزیک میگوید آیا آمار صرفاً یک راه میان بُر برای رسیدن به بعضی از نتایج علّی است یا حاکی از این است که هیچ همبستگی علی در جهان حکمفرما نیست همچنین
«پوزیتویسم»حاکم برذهن اکثر فیزیکدانان عصر ما نتیجه ی حاکمیت مکتب کپنهانگی است به طوری که طرفداران «پوزیتویسم» نیز ایده ی واقعیت را کنار می گذارند زیرا آن را قابل توصیف نمی دانند و بر این اعتقادند که تنها چیزهایی که ما می توانیم بدانیم مشاهدتمان و اعمالمان است به طوری که پائولی از طرفداران این مکتب نوشت «تنها باید کمیت هایی را وارد فیزیک کردکه علی الاصول قابل مشاهده باشند». در مقابل دانشمندان بزرگی چون بوهم، انیشتین و دوبردی نیز به چشم می خورند که به طور کامل مخالف مکتب کپنهانگی هستند چرا که بر این اعتقادند که نظریه ها برای توصیف واقعیت فیزیکی کاربرد دارند و تنها ابزار محاسبه نیستند به طوری که انیشتین می گوید من علاقه ای به شناخت این پدیده یا آن پدیده این عنصر یا آن طیف عنصر ندارم من می خواهم اندیشه های خدا را بشناسم، بقیه جزئیات است. او یکی از مخالفان بزرگ طرد علیت بود چرا که این را اصلی می دانست که جزء ضرورت است و از جمله کفاتی بود که او از مکانیک نیوتنی نگه داشت و در طی نامه ای به مناسبت بیستمین سالگرد وفات نیوتن می نویسد «این تنها در نظریه ی کوانتوم است که روش دیفرانسیل نیوتن کفایت نمی کند و در واقع علیت اکید معتبر نیست اما هنوز حرف آخر زده نشده است» آنچنان که وقتی متذکر شدند که عبور اتم از یک حالت به حالت دیگر تابع قوانین آماری است و در واقع اصل بقای انرژی و اندازه حرکت را برای رویدادهای بنیادی اتمی طرد کردند انیشتین در طی نامه ای به بورن نوشت «عقیده ی بور درباره ی تشعشع خیلی توجه مرا جلب کرد اما من نمی توانم علیت اکید را ترک کنم بدون آنکه محکمتر از گذشته از آن دفاع کرده باشم برای من قابل تحمّل نیست که یک الکترون که تحت تأثیر اشعه قرار گرفته است نه تنها زمان عبور بلکه جهت حرکتش را نیز خود اختیار کند در این حالت من ترجیح می دهم یک پنبه دوز یا یک کارمند قمارخانه باشم تا یک فیزیکدان» و در جایی دیگر می گوید البته ممکن است من در اشتباه باشم ولی این حق را دارم که اشتباه کنم. به این ترتیب طرد موجبیت در دنیای اتمی باعث سرکوب کردن مخالفان نشد چرا که در این میان دانشمندان بزرگی وجود دارند که معتقدند نپذیرفتن اصل علیت در دنیای کوانتومی به دلیل ناقص بودن توصیفات کوانتومی است. به قول والس گاردن«مطمئناً معقول است که غرایب کوانتومی را ناشی از توصیف ناقص بدانیم تا ویژگی های درک نکردنی جهان مسلماً معقول تر است که فرض کنیم نظریه ی ما ناقص است تا آنکه استدلال کنیم که واقعیت عجیب و غریب است ما باید مکانیک کوانتومی را به عنوان کاملترین نظریه ی موجود تلقی کنیم و در عین حال بکوشیم که نظریه ای بهتر و کامل تر از واقعیت ارائه دهیم» با این همه اکثریت فیزیکدانان به پیروی از مکتب کپنهانگیِ فیزیک کوانتومی نظریات انیشتین و موافقین او را نپذیرفتند و گروهی به طور کامل علیت را مفهوم کلاسیک دانستند و گروه محتاط تر دیگر علیت را امری غیر قابل اثبات پنداشتند. به طور کل روابط عدم قطعیت هایزنبرگ کلید اصلی برای طرد اصل علیت در دنیای کوانتوم بود به طوری که وقتی هایزنبرگ بی اعتباری قانون علیت را مطرح می کند بورن پا را فراتر می گذارد و تو خالی بودن این قانون را حکم قرار می دهد چرا که به اعتقاد او علیت در فیزیک این است که اگر حالت یک سیستم بسته در یک لحظه معلوم باشدقوانین طبیعی حالت آن را در هر لحظه بعدی تعیین می کند و این جمله ی شرطی است که با اگر شروع می شود که حاکی از بطلان قانون علیت نیست بلکه توخالی بودن آن را اثبات
می کند به این منوال که قوانین طبیعت چنین هستند که تعیین دقیق حالت یک سیستم را در یک زمان نامیسر می سازد پس قانون علیت به مفهوم معمولی، آن را می توان رد کرد یا پذیرفت اما "برگمن" بر این عقیده است که بطلان مقدم به هیچ وجه بطلان تالی را در برندارد پس نمی توان به طور قطع صحبت از بی اعتباری قانون علیت کرد بلکه می توان صحبت از کاربرد ناپذیری آن کرد.
با این مختصر مقدمه از اصل علیت و بررسی نظر مخالفان و موافقین این اصل به بررسی اصل علیت از دیدگاه پلانک می رسیم که خاص کتاب مورد بحث است پلانک در این کتاب از فلسفه فیزیک و جهان تا علیت و رابطه ی بین علم و دین قلم می زند و به بررسی نظریات خود در قیاس با دیگر نظرات می پردازد این کتاب، کتابی کم حجم، ساده و روان است که بحث علیت از دیدگاه پلانک عمده ی بخش کتاب را تشکیل داده به طوری که سایر بخش های دیگر را نیز تحت تأثیر قرار می دهد لذا در این معرفی بیشتر بحث به اصل علیت مربوط می شود. به این ترتیب پلانک بر این عقیده است که بحث علیت را بدون تعصب دنبال کند یعنی از نقطه ای قابل اعتماد که مسائل و موارد خطرناک را در بر نمی گیرد و از آنان پرهیز دارد.
او می پرسد ماهیت اصلی رابطه ی علت و معلول چیست؟ و معیار تعیین علت کدام و معلول کدام آیا وجود دارد؟ پلانک بر این اعتقاد است که همانگونه که ما بدون هیچگونه آمادگی قبلی و پیش زمینه ای به این جهان می آییم تا خود راه را پیدا کنیم پس برای تحقیق اعتبار قانون علیت نیز ساده لوحانه است که در ابتدا تعریف دقیقی از علیت داد سپس این تعریف را پایه و اساس قرار داد تعریف پلانک از علیت این است که وقوع یک رویداد به ما اجازه ی پیش بینی قاعده مند رویداد دیگری را می دهد البته اگر پیشگویی رویداد با قطعیت صورت گیرد آن رویداد را به طور سببی شرطی کرده ایم یعنی در واقع یک راه پیش بینی آینده نشان دادن وجود رابطه ی سببی آن است مثل اینکه مطمئن باشیم خورشید در روز طلوع می کند اما نباید دلیل طلوع خورشید را روز بدانیم البته رابطه های سببی ای نیز وجود دارند که قادر به پیشگویی مطمئن از آینده نیستند مثل بارش باران در یک روز زمستانی. پلانک اعتقاد دارد طبق این نظر که رویدادهای سببی هنگامی قابل تعیین هستند که بتوانیم آنها را دقیقاً پیش بینی کنیم
می گوید پس طبیعت حتی یک مورد هم از صدق قانون علیت نشان نمی دهد بنابراین حقایق ما را مجبور می کنند اعتراف کنیم هیچ گاه رویدادهای فیزیکی به طور دقیق قابل پیش بینی نیستند البته به عقیده ی او بسیاری از فیزیکدانان بر این اعتقادند که برای علیت مطلق هم می توانیم اصرار داشته باشیم که احتمالی هر چند اندک وجود دارد. در اینجا پلانک از تصویر دنیای فیزیکی صحبت می کند دنیایی که عقلانی، هوشمندانه و تا حدودی هم تصادفی است دنیایی که در آن تفاوت معنای علیت در تفاوت واژه ی رویدادهاست به طوری که رویدادها را صرفاً فرایندهای عقلانی معرفی
می کند به طور مثال هر گونه اندازه گیری در دنیای تصویر فیزیکی و دنیای واقعی با یکدیگر تفاوت خواهد داشت درست مثل اندازه گیری ارتفاع یک برج که در آن هیچ گاه نمی توان ارتفاع ایده آل ذهن را محاسبه کرد یعنی همیشه بین مقادیر دنیای ذهنی و مقادیر دنیای حواس، تمایز روشنی وجود دارد البته فیزیک کلاسیک تلاش می کرد تا بی دقتی های انتقال بین این دو دنیا را با دقت وسایل اندازه گیری ناچیز بشمارد و به این ترتیب با تمرکز روی اعمال علیت در دنیای تصویر فیزیکی به موفقیت برسد که با ورود کوانتوم پلانک این امر غیر قابل تحقق بود به طوری که هر باری که نور از بسته های جداگانه ی انرژی به نام فوتون تشکیل شده اند که در تمام جهات با سرعت نور حرکت
می کنند. درست طبق قانون نیوتن حال اگر پرتو رنگی به صفحه ی شیشه ای برخورد کند تعدادی از فوتون های این پرتو باید عبور کنند و تعدادی نیز منعکس شوند اگر تعداد فوتون ها زیاد باشد به راحتی می توان آنها را شمارش کرد یعنی فوتون های برگشتی و عبوری را اما مشکل اساسی زمانی پیش می آید که فرض شود تنها یک بسته فوتون داریم لذا نمی توان گفت که آیا این یک بسته عبور می کند یا منعکس می شود تنها راه این است که فوتون را به چهار قسمت تقسیم کنیم اما این امر ناممکن است لذا در این مورد هیچ گاه نمی توان آینده را به طور دقیق پیش بینی کرد و می توان دید چگونه اصل علیت برای توجیه این وقایع ناتوان است. لذا پلانک برای اینکه قانون علیت را همچنان بر صحنه باقی گذارد عقیده دارد که در دنیای فیزیک هر گونه پرسش در مورد مقادیر آنیِ مختصات و سرعتهای نقطه ی مادی یا مسیر حرکتی فوتون بی معنی است از این رو نباید قانون علیت را به دلیل آنکه نمی تواند به سؤالات بی معنی پاسخ دهد سرزنش کرد به این ترتیب پلانک باز بر این عقیده است که تفاوت دنیای کوانتوم با کلاسیک در نوع عملکرد دو قواعدی است که بکار می برند چرا که سرانجام با معرفی توابع موج شرودینگر مشکل مثال بالا حل می شود لذا الکترونی که به صفحه برخورد می کند نمی تواند به چند قسمت تقسیم شود اما امواج کوانتومی قادر به این هستند و در این میان پلانک عقیده دارد علیت اکید در هر مورد زمانی به اوج خود می رسد که مبنا را بر این فرض قرار دهیم که یک روح آرمانی وجود دارد که از عملکرد و نیروهای طبیعی، رویدادهای عقلانی زندگی انسان، دانش و اطلاع مطلق دارد دانشی که شامل آینده گذشته و حال باشد با این پرسش ادامه می دهیم که آیا علیت را می توان مستقل از دنیای فیزیکی دانست؟ در پاسخ پلانک می گوید برای انتقال علیت به دنیای حواس باید بپذیریم که همه چیز بدون تغییر باقی می ماند در غیر این صورت یعنی در دنیای تصویر فیزیکی می توانیم نیروی خرد پیش بینی کردن رویدادها را تغییر دهیم به طوری که هر پیش بینی بستگی به فرد پیش بینی کننده داشته باشد یعنی باید هوش ایده آلی موجود باشد که زائیده ی افکار ماست چرا که افکار ما می تواند ما را به دنیای ورای قوانین طبیعت هدایت کند و از آنجا که این حدس و گمان خارج از مقادیر شناخته شده است لذا فرایندهای منطقی قادر به اثبات یا رد آن نیستند و تنها می توان در ارزش آن قضاوت کرد نه در حقیقت آن. پس برای تأثیر علیت در تمام رویدادها باید یک روح آرمانی و واقف به همه چیز را نیز فرض کنیم البته تنها تناقض این موضوع بحث آزادی اراده ی انسان می شود به طوری که کامپتون در کتاب آزادی انسان می نویسد: «سؤال اساسی اخلاق که مسأله ای حیاتی است و موضوعی است که فعالانه در علم درباره ی آن تحقیق می شود این است که آیا انسان یک عامل آزاد است؟ اگر اتم های بدن مثل حرکات سیارات از قوانین تخلّف ناپذیر تبعیت می کنند پس چرا ما کوشش کنیم؟ اگر اعمال ما به وسیله ی قوانین مکانیکی مشخص می شوند پس چه تفاوتی می کند که چقدر کوشش کنیم؟» که در این مورد پلانک پاسخ گوست که اصل علیت و موضوع آزادی اراده ی انسان دو مورد کاملاً متفاوتند بدین صورت که آزادی توسط هوشیاری فرد مطرح می شود به طوری که چگونگی پاسخ به رویدادها توسط ضمیر فردی مشخص می شوند پس اگر تأثیرگذارترین راه برای اثبات آزادی اراده مستقل از قانون علیت این شود که از قبل انگیزه ها و اعمال شخص مشخص گردند به این معنا «که بشر هیچ نیست مگر آنچه از خود
می سازد» ناچاراً به شکست منتهی می شود چرا که کاربرد این قانون در درون انگیزه های شخص نیز خود دوباره براساس اراده ی شخص عمل می کنند و لذا انسان خردمند برخلاف قانون علیت حرکت نمی کند تا آزادی اش را اثبات کند به این ترتیب پلانک با عقیده به اینکه اندیشه و تفکر در هر مورد نیازمند فاصله ای بین موضوع و علت مورد مطالعه است که این فاصله با روح آرمانی تضمین می شود بحث آزادی اراده را به هیچ عنوان متضاد با قانون علیت
نمی داند. «اگر کره زمین با تمامی ساکنانش نابود گردد، پدیده های جهان همچنان به تبعیت خود از قانون علیت ادامه می دهند حتی اگر انسانی زنده نباشد که صحت و حقانیت این ادعا را آزمایش کند».
پی نوشت:
منابع مورد استفاده: فلسفه فیزیک ـ ماکس پلانک ـ ترجمه دکتر سید محمد عترتی خسروشاهی ـ نشر بقعه
دیدگاههای فلسفی فیزیکدانان معاصر ـ دکتر مهدی گلشنی ـ نشر امیرکبیر

فلسفه فيزيك: ماجراي يك سوءبرداشت

نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي گيرند. موجبيت (Determinism) و عليت (Causation) نمونه هايي از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط مكانيك كوانتومي حاصل شده است. به عنوان نمونه، كامپتون يكي از فيزيكدانان برجسته بعد از ظهور مكانيك كوانتومي مي نويسد: «ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. » و اين شد كه يك فيزيكدان ديگر ابايي از ديندار بودن نداشت. اما تمامي اين بدفهمي ها را مي توان به پاي يكي دانستن مفهوم«عليت» با «موجبيت» نوشت. دو مفهومي كه در فيزيك كلاسيك يكي پنداشته مي شدند و ناچاراً طرد يكي به طرد ديگري مي انجامد. اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت. در ادامه اين مقاله از اين صحبت مي شود كه معناي دقيق موجبيت چيست و چگونه در فيزيك كلاسيك با عليت گره مي خورد.
    از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است. وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد» لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود. لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. بنابراين اگر اين را فرض كنيم كه «علل يكسان همواره معلول هاي يكسان را نتيجه مي دهند» موجبيت را با عليت يكي دانسته ايم. به همين دليل به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.
    اما آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند. به عنوان مثال در رابطه ma=F اگر شما جرم يك جسم و شتاب وارد بر آن را بدانيد به صورت قطعي مي توانيد مقدار نيرو را محاسبه كنيد و به جرم مورد نظر نسبت دهيد. پس اين رابطه يك رابطه موجبيتي است. اما اين سؤال پيش مي آيد كه آيا نيرو علت شتاب گرفتن جسم است يا شتاب وارد بر جسم علت وارد آمدن نيرو است؟ همانطور كه مشاهده مي كنيم شكل رابطه اين را نشان نمي دهد. به همين دليل بهتر است روابط فيزيكي را بر حسب تغييرات بنويسيم. به عنوان نمونه در رابطه مذكور به جاي شتاب مي توان نسبت تغيير سرعت به تغيير زمان را نوشت. در اين صورت رابطه از حالت تقارن خارج مي شود و بر اين نكته دلالت مي كند كه نيرو علت تغيير سرعت و در نتيجه شتاب شده است. پس معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي كند. اما ببينيم كه چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد. همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد. اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان با عليت باور داشت. دليلي ندارد كه اگر در فيزيك كلاسيك به غلط موجبيت با عليت يكي پنداشته مي شود در فيزيك كوانتومي نيز اين دو مفهوم يكي باشند. بايد بازتعريفي از رابطه علي كرد كه رخدادهاي كوانتومي را شامل رابطه علي كند و اين چيزي است كه در فلسفه مكانيك كوانتومي به صورت جدي مورد پيگيري قرار گرفته است.
    نكته پاياني اين است كه آيا يكي دانستن موجبيت با عليت در مكانيك كلاسيك موجه است؟ مي توان نشان داد كه در مكانيك كلاسيك نيز رابطه اي موجبيتي باشد ولي حكايت گر رابطه علي نباشد و بالعكس. به عنوان مثال بسياري از روابط فيزيك را نمي توان بر اساس تغييرات يكطرفه نوشت. مثلاً مي دانيم كه براساس را بطه گاز ها در دماي ثابت، اگر حجم يك گاز را دوبرابر كنيم فشار آن نصف مي شود. پرسش اين است كه آيا دو برابر شدن حجم علت كاهش فشار شده است يا كاهش فشار باعث بالارفتن حجم؟بنابراين برخي از روابط فيزيك كلاسيك نيز نمي توانند تمايزي ميان علت و معلول برقرار كنند.
    
    
    
    * درباره ديويد بوهم (David Bohm)
    
    
    ديويد بوهم در سال ۱۹۱۷ در آمريكا متولد شد و در سال ۱۹۴۳ مدرك دكتراي فيزيك خود را زير نظر اوپنهايمر از دانشگاه بركلي اخذ كرد. وي مدتي را در دانشگاه پرينستون مشغول بود ولي در جريان مكارتي گري ناچار شد آمريكا را ترك كند و اكثر باقي عمر خود را در انگليس سپري كرد و در نهايت در سال ۱۹۹۲ در گذشت. وي در اثر ملاقات با انيشتين تحت تأثير انتقادات وي به تعبير غير موجبيتي از كوانتوم قرار مي گيرد و باعث مي شود كه به اين مسأله فكر كند كه آيا كوانتوم نيز مي تواند مثل مكانيك كلاسيك موجبيتي باشد. در اثر تلاش هاي وي تعبير موجبيتي جديدي از كوانتوم به نام تعبير بوهمي به وجود آمد، تعبيري كه در ميان فيزيكدانان از مقبوليت برخوردارنيست. انديشه هاي وي به عنوان يك فيلسوف بيشتر در حوزه هاي آگاهي، اطلاعات و نگاه كل گرايانه به جهان مطرح بوده است. از جمله كتابهاي وي مي توان به «كليت و نظم در برگيرنده» (Wholeness and the Implicate Order) اشاره كرد. اخيراً كتابي با نام «ذهن، ماده و نظم دربرگيرنده» ( Mind، Matter and the Implicate Order) توسط پاوو پيلكانن (P.Pylkkanen) از سوي انتشارات اشپرينگر منتشر شده است كه انديشه هاي فلسفي بوهم را مورد تحليل قرار داده است.
    
    
    
    * براي مطالعه بيشتر
    
    از جمله كتاب هاي ترجمه شده به زبان فارسي كه مفصلاً به مسأله موجبيت مي پردازد كتاب «جهان باز، برهاني در تأييد نامعينيگري» نوشته كارل پوپر است كه توسط انتشارات سروش و با ترجمه احمد آرام منتشر شده است. كتاب «الفباي موجبيت»(A Primer on Determinism) نوشته جان ارمن (J. Earman) موجبيت را از آغاز تاكنون مورد تحليل قرار داده است.
    
    
    
    
    ابوتراب يغمايي
    
 روزنامه ايران، شماره 3775 به تاريخ 9/8/86، صفحه 10 (فرهنگ و انديشه)

ما هیچ دلیلی نداریم که نظریه کوانتوم فیزیک کامل باشد

به گزارش خبرنگار علمي «خبرگزاري دانشجو»، در فضاي علمي امروز كشورمان كه نگاه به علم با عطف به نگاه تقابلي علم مدرن و علم ديني دنبال مي شود، دكتر مهدي گلشني، مدير گروه فلسفه علم دانشگاه صنعتي شريف و استاد فيزيك اين دانشگاه كسي است كه برخلاف بسياري از كساني كه طرفدار علم ديني اند، علم ديني را به حوزه علوم انساني منحصر نمي كند و ادبيات بحثش بيشتر در فضاي علوم طبيعي مطرح مي شود؛ وي كسي است كه بحث هاي خود را غالباً با رويكردي انتقادي نسبت به وضعيت علوم جديد آغاز مي كند.
 
گلشني مي كوشد با نگاهي تاريخي به علوم غربي - خصوصاً علم فيزيك - نشان دهد كه اولاً پيش فرض هاي متافيزيكي و ثانياً قضاوت هاي ارزشي چگونه در انتخاب مسئله ها، طرح فرضيه ها و نظريه ها، گزينش مشاهدات و حتي در ملاك هاي ارزيابي نظريه ها تأثير مي گذارند و چگونه جهان بيني انسان ها حتي در تعبير آنها از نظريات علمي و جهت دهي به كاربرد علوم موثر است و بر اين اساس تلاش مي كند تا ضرورت پرداخت به علم ديني را اثبات كند.
 
مدير گروه فلسفه علم دانشگاه صنعتي شريف چندي پيش در همين راستا در اولین همایش فیزیک و فلسفه  كه توسط گروه فلسفه علم دانشکده ادبیات دانشگاه اصفهان برگزار شد، به بحث در خصوص مسئله علیت و کوانتوم پرداخت و در آن مسئله عليت در فيزيك و نگاهي كه در حال حاضر نسبت به آن وجود دارد را تشريح كرد.
 
متن كامل صحبت هاي گلشني در اين نشست به شرح زير است:

ابتدا باید بررسی کرد که مسئله علیت و کوانتوم در چه فضایی رشد یافته است؛ در واقع در گذشته علوم بخشی از فلسفه بود، حتی در عصر جدید نیز، نیوتن در کتاب اصول خود عنوان «فلسفه طبیعی» را به کاربرد برد. مباحثات فلسفی بین لایب نیتس و نیوتن از نشانه های اهمیت و جایگاه  فلسفه رواج یافته در آن زمان بود، اما در ادامه از یک طرف «علم» قوت گرفت و بسیاری مباحث را توضیح داد و از طرف دیگر «دین» رو به ضعف نهاد و در کنار اینها فلسفه های تجربه گرا رشد کرد؛ به همین ترتیب فلسفه در محیط های علمی  تضعیف شد (در اینجا منظور از فلسفه، بخشی از متافیزیک است.)

 
فلسفه های تجربه گرا به شکل عمده در زمان لاک شکل گرفتند. در قرن نوزدهم این تفکر با اگوست کنت و پوزیتیویسم رواج یافت و در اواخر قرن نوزدهم توسط ماخ رشد کرد؛ آنها معتقد بودند هر چیزی که مستقیما توسط حس درک شود محل اعتناست، به همین دلیل از نظر ماخ چون اتم ها به طور تجربی تایید نشده بودند، منکر اتم ها شد.

 
فرضیه ی وجود اتم ها در سال 1810توسط دالتون مطرح شد و در دهه 70 به شکل گیری جدول مندلیف منتهی شد. این فرضیه در مجامع علمی با پذیرش خوبی رو به رو شد و بولتزمن از جمله کسانی بود که در مقابل نظر ضد اتمی ماخ ایستاد.
 

پيدايش مكانيك كوانتومي و قبول اين فرض كه اگر چیزی قابل مشاهده نباشد، جایی در فیزیک ندارد
 
در ابتدای قرن بیستم نظریه اتمی رواج یافته (اتم از یک هسته و مدارهای الکترونی تشکیل شده است) اتم هیدروژن را به خوبی توضیح می داد، اما در اتم های پیچیده تر فیزیک به نسخه پیچی پرداخت؛ این باعث شد برخی از فیزیکدانان از جمله پائولی که بزرگترین فیزیکدان قرن نوزدهم بود، از فیزیک ناامید شود و اعلام کند كه مایل است حرفه اش را تغییر دهد. تا اینکه هایزنبرگ در 1925 مکانیک کوانتومی را در شکل ماتریسی ارائه داد. مدل های مختلف مکانیک کوانتوم برای اولین بار در 1925 تا 1927 ارائه شد که همگی با هم معادل بودند و در همه آنها یک اصل مهم که همان «مشاهده پذیری» بود، به کار رفت؛ یعنی اگر چیزی قابل مشاهده نباشد، جایی در فیزیک ندارد. در همین زمان پوزیتیویسم منطقی در وین شروع به رشد کرد  و این دو جریان یکدیگر را تقویت کردند.
 
البته مسئله ی مهم دیگری که یک دانشمند آمریکایی در طی چند مقاله خویش که بعدها به صورت کتاب چاپ شد، مطرح کرد این است که مسائل اجتماعی آن زمان در طرد علیت موثر بوده است؛ وی در مقاله خود این گونه توضیح می دهد که بعد از شکست آلمان در جنگ جهانی اول، همه چیز بر ضد علم بود از جمله بحث علیت، و مثال می آورد که در آن زمان اصلا تشخّص دانشمندان به این شده بود که در هر جا سخنرانی می کنند گریزی به طرد علیت بزنند؛ چون جو عمومی به صورتی شده بود که قائل بودند پیشرفت علم باعث نابودی آلمان شده است. تا اینجا دریافتیم که مسئله کنار گذاشتن اصل علیت در چه محیطي رشد کرد.

ورود موضوع فلسفي در كنار استدلالات فيزيكي با قبول تعبير احتمالاتي در مكانيك كوانتوم
 
وقتی مکانیک کوانتوم ارائه شد، آن را در مورد اتم هیدروژن و پراکندگی به کار بردند. پراکندگی یعنی یک الکترون را از کنار یک اتم عبور دهیم. البته مکانیک کوانتوم جهت الکترون خروجی را مشخص نمی کند بلکه تنها می تواند احتمال حضور الکترون در مکانهای مختلف را مشخص کند.
 
 این امر باعث شد که برای اولین بار ماکس بورن در 1926 اظهار کند کمیتی که در مکانیک کوانتوم درباره سیستم اطلاعات می دهد باید تعبیر احتمالاتی  شود. حرف مهم بورن این است که: «گرایش من به این است که دترمینیسم (اصل موجبیت مطلق) در دنیای اتمی متروک است، اما این یک موضوع فلسفی است که برای آن استدلالات فیزیکی به تنهایی کافی نیستند»  در نتیجه بانی این تفکر احتمالاتی اعتراف کرد که این تصمیم من تصمیم فلسفی است.

هایزنبرگ در سال بعد استدلال کرد اگر بر اساس مکانیک کوانتوم موجود کار کنیم و بخواهیم مکان الکترون را مشخص کنیم، دقتمان در اندازه گیری سرعت پایین می آید. هر چقدر دقتمان در اندازه گیری مکان بیشترشود، عدم تعیّنی که در سرعت وارد می کنیم بیشتر است؛ به طوری که حاصل ضرب عدم تعین سرعت در عدم تعیین مکان از یک عددی کمتر نمی شود. این بدین معناست که وقتی آزمایش می کنیم سیستم را مختل می کنیم، بنابراین «پیش بینی پذیری» را به هم می زنیم.
 
خلط «پیش بینی پذیری» و «علیت» در فيزيك جديد و  طرد اصل عليت توسط هايزنبرگ

اما متاسفانه هایزنبرگ این نتیجه را نگرفت که این امر تنها باعث پیش بینی ناپذیری می شود و گفت: «سیستم ها تابع کوانتوم اند و چون کوانتوم با سیستم علی نمی تواند قضایا را توضیح دهد، بلکه با سیستم احتمالاتی قضایا را تبیین می کند، پس علیت طرد می شود»
 
وی می گوید: «ممکن است بگوییم در سطح زیربنایی قضایا علی اند و چون ما سطح رویی را می بینیم، علل را نمی بینیم. اما من اکیداً با این نظر مخالفم و وجود علیت را در سطح زیربنایی نمی پذیرم.» در واقع فیزیک به هایزنبرگ اجازه چنین حرفی را نمی دهد. هایزنبرگ می گوید: «با توجه به ارتباط نزدیک بین سرشت آماری نظریه کوانتوم و عدم دقت تمامی ادراکات ممکن است  پیشنهاد شود که در پس جهان آماری ادراک یک جهان واقعی وجود دارد که محکوم علیت است. این خیال پردازی بی فایده و بی معناست؛ زیرا فیزیک باید خود را به توصیف همبستگی مشاهدات محدود کند؛ در واقع وضعیت واقعی را می توان به صورت زیر بیان کرد: چون تمامی آزمایش ها  محکوم قوانین کوانتومی هستند، نتیجه می گیریم مکانیک کوانتومی انهدام علیت را تصویب می کند.»
 
در محیط های فیزیکی و توسط فیزیکدان ها بین «پیش بینی پذیری» و «علیت»، خلط شده است. در توضیح این مطلب داریم که اگر علیت در کار باشد یعنی هر چیزی معلول چیز خاصی باشد، با دانستن قوانین جهان و شرایط اولیه سیستم می توانیم آینده سیستم را پیش بینی کنیم.
 
در حالت دیگر ممکن است علیت حاکم باشد، اما قوانین را ندانیم یا ممکن است علیت حاکم باشد و شرایط اولیه را ندانیم و بنابراین نمی توانیم پیش بینی کنیم. پس پیش بینی پذیر نبودن حاکی از عدم حاکمیت علیت نیست، که همین خلط توسط هایزنبرگ رخ داد. متاسفانه در همان زمان برخی فلاسفه‌ی وقت متذکر این خلط شدند، اما کسی توجه نکرد. بعدها دوباره برخی به این قضیه دقت کردند. پس وقتی فیزیکدانان از طرد علیت بحث می کنند باید دقت کنیم، منظورشان طرد علیت است یا پیش بینی ناپذیری است.

 مطلب دیگری که در میان فیزیکدانان کلاسیک مطرح بود اين بود که اگر قوانین را بدانیم می توانیم پیش بینی کنیم. البته به طور ضمنی علیت و یکنواختی طبیعت که بخشی از علیت و همان "سنخیت علت و معلول" بود، پذیرفته شده بود و عملا علیت در فیزیک کلاسیک حاکم بود. تا اینکه در قرن نوزدهم برخی فلاسفه اروپا طرد علیت را رواج دادند و گفتند وقتی با سیستم تعداد زیاد سر و کار داریم، آینده سیستم را می توانیم پیش بینی کنیم. وقتی با سیستم های تعداد زیاد سرو کار داریم مثلا با یک ملکول گرم گاز که مستلزم 10 به توان 23 مولکول است و قصد داشته باشیم آینده این ملکول را پیش بینی کنیم باید شرایط فعلی تک تک 10 به توان 23 مولکول را بدانیم. در ترمودینامیک کلاسیک به آمار متوسل شدند و ادعا کردند ما در مورد تعداد زیادی ملکول قادریم پیش بینی کنیم، حتی اگر اطلاعات راجع به تک تک ملکول ها نداشته باشیم. مثلا درجه حرارت و همچنین فشار وارده به دیواره ها و یکسری اطلاعات ماکروسکوپیک را به صورت آماری می توانیم بدهیم. اگر شرایط تک تک را ندانیم با مطالعاتی می توانیم احتمال را ارائه دهیم. در واقع  درجه حرارت، معیاری است برای  انرژی جنبشی متوسط  یک ملکول، در حالی که ممکن است تمام ملکول ها یک انرژی نداشته باشند.
 
 در هر حال احتمالات وارد فیزیک کلاسیک شده بود، اما آن را حمل بر جهل می دانستند. در حالی که در فیزیک جدید، شانس به طور ذاتی بخشی از طبیعت است. از جمله رنوویه فرانسوی و اکسنر در وینو پسر داروین این مسئله را مطرح کرده بودند.
 
 در فیزیک کلاسیک عمده فیزیکدان ها علیت را به طور کامل پذیرفته بودند یعنی با یک فیزیک ابتدایی هم می شد مسیر بعدی جسم را مشخص کرد. تا اینکه مسئله کوانتوم توسط هایزنبرگ مطرح شد که در آن علیت حاکم نبود، یعنی a می تواند به b برود یا به c برود یا به d برود و این مسیر را چیزی جز شانس تعیین نمی کند.
 
برخی مثل  ادینگتون و کامپتون، از این تفکر پیروی کردند و تصور می کردند اگر شانس را به کار ببرند مسئله اختیار انسان حل می شود و چنین استدلال می کردند که چون ذهن انسان ها از اتم تشکیل شده است (آنها قضایا را کاملا فیزیکی می دیدند) پس ما محکوم حاکمیت شانس هستیم و اختیار انسانی به این گونه حل می شود.
 
البته انیشتین همان زمان پاسخ آنها را داد. مثلا استدلال کرد تصمیم گیری توسط یک اتم رخ نمی دهد، بلکه با مجموعه ای از اتم ها اين اتفاق مي افتد. گفتند که خود فیزیکدان ها به علیت به طور متوسط در سطح کلان قائلند و تنها در سطح میکروسکوپی و منفرد منکر علیت هستند.
 
بحث دیگر در سطح فلاسفه است که برخی فلاسفه مثل راسل در ابتدا طرد علیت را پذیرفته بودند. وي در کتاب منطق و عرفان می گوید: «قانون علیت یادگاری از اعصار گذشته است که مثل سلطنت باقی مانده است؛ زیرا فرض می شد که ضرری نمی رساند.» اما وی در دهه 20 و 30 در کتاب علم و دین نظرش را تغییر داد و گفت: «ممکن است به نظر برسد که من در فصل حاضر مرتکب این ناسازگاری شده ام که در ابتدا بر ضد دترمینیسم استدلال کرده ام و سپس بر ضد اختیار. اما در واقع هر دوی اینها تز متافیزیکی هستند که از حد تایید تجربی فراترند، کاوش برای قوانین علی جوهره علم است و بنابراین از لحاظ عملی یک طالب علم باید همواره دترمینیسم را به عنوان یک فرض کارآمد بپذیرد، اما او مجبور نیست بگوید که قوانین علی اند، مگر اینکه عملا آنها را یافته باشد و عاقلانه نیست که چنین کند، اما نابخردانه  تر این است که اظهار کند محققا در یک حوزه قوانین علی کارگر نیستند. این حکم هم از لحاظ نظری نابخردانه است و هم از لحاظ عملی. از لحاظ نظری، چون دانش ما هیچ وقت به اندازه کافی نیست که مجوز اظهارنظری را داشته باشد و از لحاظ عملی دلیلش این است که اعتقاد به این که قوانین علی در یک حوزه کارگر نیستند، رغبت به کاوش را از بین می برد و ممکن است از کشف قوانین جلوگیری کند.»
 
قضیه دیگری که به هایزنبرگ کمک کرد، قضیه ای است که فون نویمان در مکانیک کوانتومی، ثابت کرد. همزمان با هایزنبرگ، دوبروی فرانسوی  پیشنهاد کرد که می تواند علل یا متغیرهای نهانی در کار باشد، که ما اکنون به آنها دسترسی نداریم که اگر کشف شود می توانیم دست به پیش بینی بزنیم.
 
فون نویمان در سال 1932قضیه ای با عنوان «اثبات امتناع» را اثبات کرد و گفت: «امکان ندارد که بتوانيم نظریه ای بسازیم که جواب هایی که مکانیک کوانتوم برای آزمایش های فیزیکی می دهد را عیناً ارائه دهد، ولی در عین حال علی باشد.»
 
بور و بقیه در سخنرانی های خود به این قضیه تکیه کردند، اما درسال 1952دیوید بوهم، که از فیزیکدانان متفکر اصیل بود، درباره مکانیک کوانتومی کتابی نوشت که بعد از نوشتن آن، انیشتین او را دعوت کرد و ناسازگار بودن حرف های بوهم را در کتابش به او متذکر شد.
 
انیشتین از گذشته به دنبال این بود که بگوید کوانتوم ناسازگاری دارد، اما چون نتوانست آن را ثابت کند، تلاش کرد تا ناقص بودنش را نشان دهد، بنابراين مقاله ای در سال 1935 نوشت و باعث شد این مباحث ادامه پیدا کند.
 
بوهم نیز دو مقاله سرنوشت ساز نوشت و مدلی از مکانیک کوانتوم ارائه داد که در عین حال که علی بود تمام جواب های مکانیک کوانتوم  غیر علی را ارائه می داد. پس سوالی پیش آمد که قضیه فون نویمان چه شد؟
 
راز این قضیه در سال 1967کشف شد و این بود که فون نویمان در اثبات قضیه اش  چهار پیش فرض به کار برده بود که بل اثبات کرد که یکی از این پیش فرض ها اصلا لازم نیست، بوهم در سال 1952به همین دلیل نظریه اش را ارائه داد که علی بود و همان جواب های مکانیک کوانتومی را می دهد. البته  بعدها مسئله «تاثیر از راه دور» مطرح شد که مسئله ای جداگانه است و در اینجا بررسی نمی شود. (از 1927دیدگاه هایزنیرگ  در همه جا به اسم دیدگاه کپنهاگی معروف شد، که  یک جزء آن طرد علیت بود. کوپنهاک و آلمان مرکز بزرگ فیزیک اروپا شدند و اشخاص مهم از آمریکا، روسیه و انگلیس به آنجا می رفتند و این طرز تفکر را انتقال مي دادند و ادعا مي کردند کوانتوم مکانیک حرف آخر است که پوپر شدیداً به آنها انتقاد می کرد، که چرا ادعا می کنند حرفشان حرف آخر است) کار بوهم برای مکانیک کوانتوم بدیل بود. از آن زمان مکانیک کوانتوم دو دسته طرفدار پیدا کرد و برخی از آنها می گفتند سوال های جواب دادنی  را بور جواب داده است و هر سوالی که پاسخ داده نشده است، اصلا وارد نیست و این تلقی از فیزیک کوانتوم حاکمیت پیدا کرده بود.
 
حال اصل عدم قطعیت بور تعبیر فیزیکی و فلسفی شده است. تعبیرهای فیزیکی که حداقل آن این است که وقتی مکان را اندازه گیری می کنید سیستم را مختل کرده و دیگر قادر نیستید وجه دیگر یعنی سرعت را همزمان اندازه گیری کنید و این ناشی از عمل اندازه گیری است؛ چون اختلال وارد می کنید و قادر نیستید اختلال را اندازه بگیرید.
 
 عده ای گفتند که اصلا مکان و سرعت همزمان وجود ندارد و گروه دیگر که هایزنبرگ و طرفدارانش نهایتاً به سراغ آن رفتند، معتقد بودند که مکان و سرعت تا وقتی که اندازه گیری نشوند مقدار ندارند. شرودینگر در ابتدا با آنها همراهی کرد، اما در نهایت مخالف آنها شد و حرف های آنها را نپذیرفت و آنها را احمق بالفطره نامید.
 
سخن آنها این بود که الکترون مسیر ندارد تنها دو حالت ابتدایی و انتهایی قابل تصور است و جعبه ای سیاه در وسط که با داشتن ورودی احتمال خروجی را می توان بررسی کرد. فاینمن می گوید: « مکانیک کوانتوم سیاه ترین جعبه های سیاه است» بور نیز در سخنانش به این نکته اشاره کرده بود که هر کس ادعا کند کوانتوم را فهمیده در واقع نفهمیده است. انیشتین هم صریحاً مخالفت هایش را اعلام کرد و باعث شد بحث ها تا امروز ادامه پیدا کند.
 
در این میان بحث های غیر فیزیکی هم صورت گرفت، مثلا پوپر گفت: کوانتوم مکانیک یک تئوری مجموعه هاست و راجع به تک اتم نیست، بلکه راجع به مجموعه ای از اتم هاست که متحمل برخی آزمایش ها شده اند، بنابراین روابط عدم قطعیت مربوط به روابط پاشیدگی است که در آمار و احتمالات دارید. اما انیشتین قائل بود که این روابط مربوط به سطح رویین است و سطح زیر را نمی بینیم.
 
اصل علیت، فرض الفروض یا یک حکم متافیزیکی

برخی فیزیکدانان از جمله پلانک دلایلی آوردند که حرف های هایزنبرگ و طرفدارانش دلایل ناقصی است؛ وي گفت: ما اصل علیت را به عنوان فرض قبول می کنیم اما این فرض در ردیف فرض های دیگر نیست، بلکه فرض الفروض است. علمای ما نیز از جمله شهید صدر، آیت الله مطهری و آیت الله مصباح، اصل علیت را به عنوان یک اصل می پذیرفتند.
 
 پلانک می گوید: «البته ممکن است گفته شود که قانون علیت نهایتاً یک فرض است, اما اگر یک فرض است، فرضی مثل سایر فرض ها نیست, بلکه یک فرض بنیادی است.» دیگران هم مثل فایرابند در فلسفه علم کودتا کرده و احساس کردند همه فلاسفه علم در حرف هایشان تعصب به خرج می دهند؛ فايرابند مي گويد: این طور نیست که تنها یک روش خاص وجود دارد و در جواب طردکنندگان اصل علیت پاسخی داد که فلاسفه اسلامی ما نیز به آن اشاره کرده اند.
 
این بررسی تطبیقی در مقاله ای در دایرة المعارف راتلج که دایرة المعارف علم و دین است، چاپ شده است. فایرابند می گوید: «شما نتوانسته اید علیت را در مقام تجربه کسب کنید، پس چرا از یک حکم معرفت شناختی به یک حکم هستی شناختی جهش می کنید.» نیافتن، دلیل بر نبودن نیست. باید اذعان کرد که غالباً از نظریه فلسفی «معنا» استفاده می کنند معمولاً این استدلالات، این را مبرهن می کنند که  داخل برخی فواصل، برخی مقادیر را نمی توان با کمتر از ثابت پلانک مشخص کرد.
 

کوانتوم مکانیک معمولی اشکالات بسیار بنیادی دارد، در عین حال چون تئوری موفق است، همه از آن استفاده می کنند

کشفیات قرن بیستم به ما ثابت کرد که علم در حال تحول است. ابتدا تصور می کردیم اتم، لایتجزا است و بعد به سطح زیرین پی بردیم که اتم از الکترون و پروتون و نوترون تشکیل شده و بعد  در دهه 60 متوجه شدیم خود پروتون از اجزايي به نام کوارک تشکیل شده است. بنابراین الان با 12کوارک سر و کارداریم، اما آیا می توانیم ادعا کنیم دیگر انتهای خط فیزیک است. وقتی بعد از 70 سال که انیشتین مقاله معروف 1917کیهان شناسی را نوشت، تا سال 2000 فرض می کردیم تنها با ماده معمولی سر و کار داریم و 30 سال پیش متوجه شدیم بخشی از مسائل را با ماده معمولی نمی توانیم توضیح دهیم، مجبوریم تنها پنج درصد ماده عالم را شناخته شده بدانیم. نام ماده تاریک را بر ماده ای گذاشتند که ما نمی توانیم آن را فعلاً بشناسیم. باید این ماده وجود داشته باشد تا منحنی حرکت کهکشان ها را توضیح دهیم.

در 15 سال اخیر دلیل منبسط شدن جهان را بر اساس مشاهداتی که در سال 1923 توسط هابل صورت گرفت، مشاهده کردند؛ نوری که از ستارگان به زمین می رسد و مشابه آن در زمین هم هست، نسبت به نور زمینی جا به جایی دارد و قرمز  است. پس نظر رایج این بود که کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند و جهان منبسط می شود. اما این انبساط یا در حال کند شدن است یا تند شدن.
 
فیلسوف استنلی جکی، یکی دیگر از فیزیکدانان کشیش بود كه نقدهای خوبی به کانت داشت و متوجه بود که کانت چگونه به پارادایم هایش رسیده است. وی به فیزیکدان ها این اشکال را می گیرد که تعبیر کپنهاكی این نتیجه مغالطه آمیز را می دهد که از یک گزاره صرفاً عملیاتی یک گزاره هستی شناختی را نتیجه می گیرد؛ یعنی تعاملی را که نه می تواند دقیقاً اندازه گیری شود، نه می تواند دقیقاً رخ دهد.

یکی دیگر از فیزیکدان ها که از بزرگترین مفسران فیزیک کپنهاكی بود و با همه فیزیکدانان قائل به طرد علیت، مکاتبه کرد و نظرش تغییر نمود نيز، هم به ماده و هم به غیر ماده اعتقاد داشت.
 
وي معتقد بود: «انتخاب از جایی نمی آید، یعنی "شانس حاکم است" را باید به عنوان جهل فعلی قلمداد کرد، نه یک سخن نهایی رضایت بخش.»
 
در چند سال پیش، برنده جایزه نوبل که در فیزیک ذرات بنیادین کار مهمی کرد، به تئوری بوهم روی آورد و چون آن را رضایت بخش تر دید، گفت: «معقول تر این است که عنصر آماری نهایتاً حذف می شود وقتی که دقیقاً نظریه کامل نیروها را می دانیم، یعنی نظریه همه چیز را می دانیم؛ این حاکی از این است که نیروهای متغیری هستند که ما هنوز نمی دانیم یا نمی فهمیم. به هر حال من فرضیه «متغیرهای نهان» را بهترین راه برای راحت کردن وجدانم درباره مکانیک کوانتوم می دانم.»
 
دیراک نیز که اولین کتاب های مکانیک کوانتومی را نوشت و طرد موجبیت و بحث آماری را مطرح کرد، نظرش در دو دهه اخير به کلی به نظر انیشتین برگشت.
 
دیراک گفت: «واضح به نظر می رسد که کوانتوم معاصر به شکل اولیه اش نیست. تغییراتی اساسی مورد نیاز است تا از نظریه مدارهای بور به مکانیک کوانتومی رسيد. روزی یک مکانیک نسبیتی کشف خواهد شد و این احتمال هست که مکانیک جدید دترمینیسم را به نحوی که مورد نظر انیشتین بود در بر داشته باشد. اما پذیرفتن این اصل به قیمت کنار گذاشتن برخی پیش فرض هايی که فیزیکدانان فعلاً معتبر می دانند و پرداختن به آنها اجالتاً معقول نیست، مي باشد، بنابراین تحت این شرایط بسیار محتمل می دانم یا به هر حال امکان دارد که با گذشت زمان صحت نظریه انیشتین معلوم شود. گر چه اکنون فیزیکدانان مجبورند تعبیر احتمالی بور را بپذیرند، مخصوصاً اگر دانشجویان امتحاناتی در پیش داشته باشند.»

نتیجه اینکه فیزیکدانان بزرگی نظرشان عوض شده است و زمانی که دقت می کنند، نظرشان همان نظریه انیشتین می شود. کوانتوم مکانیک معمولی اشکالات بسیار بنیادی دارد، در عین حال چون تئوری موفق است، همه از آن استفاده می کنند.

نتیجه ی صحیح  نشان دهنده ی مقدمات صحیح نیست
 
اما یک نکته منطقی را نباید فراموش کرد که اگر مقدمات صحیح داشته باشیم، نتیجه صحیح بدست می دهد. اما اگر یک نتیجه درست باشد، لزوما مقدمات به کار رفته درست نیستند. این نکته را هم راسل هم شهید مطهری متذکر شدند. نکته همین جاست که آنها متوجه نیستند که این تطبیق با تجربه به این معنا نیست که این حرف آخر است. دلیل آن هم این است که ما تئوری های دیگری داریم که همین پاسخ ها را می دهند و در عین حال اشکالات کمتری را در بر دارند.
 
یک مسئله ای که در مقام عدد، مکانیک کوانتوم جواب درست می دهد، این است که ذره ای که در دستگاه دتکتور به دو ذره الکترون و پروتون فروپاشی می کند، طبق نظر انیشتین اگر در این اندازه گیری اسپین یکی بالا باشد، صد درصد اسپین دیگر به طور طبیعی پایین خواهد بود. بور و طرفدارانش قائلند که اگر یکی اسپینش بالا باشد، دیگری به سمت پایین خلق می شود. با استفاده از مکانیک کوانتوم ثابت می کنند که با بیشتر از سرعت نور نمی توانید علامت بفرستید. با این حرف این بحث تمام می شود «علامت دهی فوق نوری  نداریم، اما تاثیرگذاری فوق نوری داریم» در صورتی که این مسئله را در مکانیک کوانتومی نمی توانیم توضیح دهیم؛ اين در حالي است که مکانیک کوانتومی بوهم می تواند آن را حل کند.
 
 
تز طرد علیت کپنهاگی لازمه فیزیک نبوده است، بلکه عامل اجتماعی باعث نفوذ افرادي شده كه این بحث را کاملاً علمی جلوه دهند
 
مسئله دیگری که به هیچ وجه نمی توانند اندازه بگیرند، این است که دستگاه اندازه گیری، اندازه گیری یکی از آنها را شانسی انتخاب می کند. این تقلیل تا قبل از اندازه گیری کاملاً نامتعین است، اما به محض اندازه گیري تعیین صورت می گیرد، اما این مکانیسم تعیین چیست؟ و آن دستگاه تعیین بخش چگونه است؟
 
قضیه فون نویمان نمی تواند این بحث را توضیح دهد. پس باید دستگاهی باشد غیر از دستگاه های فیزیکی به كار برد. فون نویمان معتقد است كه ذهن این کار را انجام می دهد؛ برای این فروپاشی تابع موج، هیچ نظریه مورد اتفاقي وجود ندارد و بزرگان فیزیک و فلسفه می گویند: «اگر اتفاق نظری وجود دارد این است که اتفاق نظری وجود ندارد» اما چون در بعد عملی جواب می دهد، خیلی از فیزیکدان ها به این عدم اتفاق نظر توجهی ندارند.

البته اخیراً شاهدیم که تعدادی از فیزیکدان ها به فلسفه برگشتند. از جمله مرحوم کوشین در کتاب مکانیک کوانتوم گفت: « تز طرد علیت کپنهاگی لازمه فیزیک نبوده است، بلکه عامل اجتماعی باعث شده است افرادی که پیرو بحث طرد علیت بودند، در مجامع علمی نفوذ کنند و این بحث را کاملاً علمی جلوه دهند.»

کوشین بدون اینکه بخواهد از نظریه بوهم دفاع کند، می گوید: «اگر آزمایش بلدر آن زمان انجام می شد، نظریه کوانتوم مکانیک علیتی بوهم اثبات می گرديد.»
 
امروز در غرب  کتب زیادی نوشته شده است که به ابعاد متافیزیک در فیزیک اشاره دارد
 
خوشبختانه اکنون در غرب  کتب زیادی نوشته شده است که به ابعاد متافیزیک در فیزیک اشاره دارد؛ از جمله جرج الیس یکی از کیهان شناسان برجسته عصر ما می گوید: «کیهان شناسان خود نمی دانند که چه مقدار زیادی از مباحثی که مطرح می کنند، مفروض فلسفی دارد.» پس مسئله  طرد علیت تنها این نیست که هایزنبرگ در یک زمان مطرح کرد و همه پذیرفتند و تمام، بلکه آنها که علیت را پذیرفته اند، علیت را در اصل یک متافیزیکی می دانند که با آزمایش  و تجربه قابل طرد نیست. فیزیکدانان یک چیز را کاوش کردند و دنبال نوع خاصی علت بودند اما پیدا نکردند، این دلیل نمی شود که اعلام کنند علتی وجود ندارد؛ برای مثال دلیل جریان خون در ابتدا مشخص نبود و بعدها کشف شد، بنابراین یک فیزیکدان نمی تواند چنین ادعایی داشته باشد و علیت را رد کند.
 
فیزیک جدید مملو از فرضیه های فیزیکی یا فلسفی است

فیزیک جدید مملو از فرضیه های فیزیکی یا فلسفی است، مثلاً در سطح ماده¬ی چگال و سطح لیزر هیچ بحث و مناقشه ای نیست. آزمایش ها و تجربه ای صورت می گیرد و اگر جواب ندهد، فرض ها را عوض می کنند.
 
بحث هاي ما در واقع در سطوح بنیادین است؛ اکنون تعداد نسبتاً قابل ملاحظه ای دپارتمان در غرب تاسیس شده است که لیسانس فیزیک فلسفه می دهند. در دانشگاه کلمبیا رشته فوق لیسانس «مبانی فلسفی فیزیک» دایر شده است که استادان فلسفه و فیزیک، مشترکاً تدریس می کنند و در بخش فلسفه علم دانشگاه کمبریج همه¬ی مسائل فلسفی ای که بررسی می کنند، مسائل خاص فلسفه علم نیست؛ مثلاً کمیت های نادیدنی را بررسی مي کنند که مسئله ی مشترکا مربوط به فلسفه و فیزیک است. یا این که چرا پیکان زمان یک طرفه است؟ این یک مسئله فیزیکی حل نشده است.
اکنون در برخی دانشگاه هاي دنیا سمینار مشترک فیزیک و فلسفه برگزار می شود. تنها در این صورت است که وسعت قضایا قابل درک است. آیا لزوماً نسبیت خاص از دو اصل معروف که سرعت بیشتر از سرعت نور نیست و همه قوانین در دستگاه لخت یکی هستند، بدست می آید؟ یا راه حل های دیگری هم هست. تئوری بوهم نه تنها علی است، بلکه سطوح مختلف را در جهان مطرح می کند و وحدت نهایی بین تمام اشیا ارائه می دهد
 
بحث های فلسفی، فیزیک را خیلی غنی تر از پیش می کند و علت مخالفت با این بحث های فلسفی در فیزیک از سر جهل است
 
انواع و اقسام بدیل ها را می بینیم که در سطوح مختلفی از ضعف و قوتند. نتیجه اینکه بحث های فلسفی، فیزیک را خیلی غنی تر از پیش می کند و علت مخالفت با این بحث های فلسفی در فیزیک از سر جهل است. برای مثال کوشین در یکی از کتاب هایش نقل می کند، یکی از دانشجویان فیزیک از یکی از استادان فیزیک معروف شمال غربی اروپا سوال می کند كه نظر شما نسبت به نظریه بوهم  چیست؟ استاد پاسخ می دهد نمی دانم، اما این استاد در پی  پاسخ دادن به آن سوال به شرق آمریکا می رود و از فیزیکدانان معروف سوال می کند، چرا با مکانیک کوانتومی بوهمی مخالفید؟ این فیزیکدان ابتدا پاسخ می دهد چون خوشم نیامده و سپس پاسخ می دهد اصلاً مکانیک کوانتوم بوهمی را خوب نخواندم. اخیراً ویگنر مخالفتی در مورد فیزیک کوانتومی داشت، اشخاصی با وی مکاتبه کردند، وی پذیرفت تا مطالعات بیشتری در فیریک کوانتوم داشته باشد. تئوری بوهم نه تنها علی است، بلکه سطوح مختلف را در جهان مطرح می کند و وحدت نهایی بین تمام اشیا ارائه می دهد؛ یعنی همان نکاتی که عرفای ما درباره ارتباط نهانی كه بین تمام اشیا عالم برقرار است، به آن اشاره دارند.

به طور اجمالی می گویم که چرا تعبیر عدم قطعیت هایزنبرگ به طرد علیت اشکال دارد. قبلا گفتیم، اصل علیت یک اصل متافیزیکی است و بنابراین تجربه نمی تواند علیت را رد کند. دوم اینکه روابط  عدم قطعیت، تعابیری جز تعابیر هایزنبرگ دارد. تعبیر پوپر این است که این روابط، روابط پاشیدگی است؛ یعنی در مقام آزمایش یک سلسله سیستم های مشابه تهیه می کنید. اینجاست که عدم قطعیت وارد می شود و اصلا مطرح نیست که کمیت ها مقدار معین دارند.
 
دریافتند که اثبات فون نویمان را که یک دلیل مهمی برای طرد علیت، مطرح می کرد، خلل دارد؛ اکنون ویگنر که همجوار فون نویمان بوده، می گوید: دلیل اصلی فون نویمان، فرمول ها و روش های ریاضی نبود، بلکه از راه دیگری به این نتیجه رسیده است.
 
قبلا هم اشاره کردم که بورن هم گفته بود که تصمیمش فیزیکی نبوده، بلکه فلسفی بوده. بورن به عنوان کسی که قهرمان طرد علیت بود، می گوید: "این ادعا كه مکرراً بیان شده که فیزیک جدید علیت را طرد کرده، بی اعتبار است. "(بورن کسی است که اولین بار احتمال را وارد فیزیک کرد) درست است که فیزیک جدید برخی از ایده های سنتی را کنار گذاشته یا اصلاح کرده است، ولی اگر کاوش به دنبال علل پدیدارها را کنار می گذاشت، دیگر علم به حساب نمی آمد.
 
 فرض حاکمیت نظریه کوانتوم و شانس در دنیای اتمی مبتنی بر فرض کامل بودن نظریه کوانتوم است. ما هیچ دلیلی نداریم که نظریه کوانتوم کامل باشد، بلکه دلایل بی شماری داریم که ناقص است و برخی بزرگان فیزیک و ریاضی منتظرند انقلابی رخ دهد و کوانتوم رایج، جایگزین شود.
 
دلیل قانع کننده ای برای اینکه سطح زیر کوانتوم وجود ندارد، نداریم

دلیل قانع کننده ای برای اینکه سطح زیر کوانتوم وجود ندارد، نداریم. برای مثال تا کنون در فیزیک مکرراً سطوح زیرین کشف شده است. در سطح زیر کوانتوم، علیت رخ می دهد.
 
کاربرد آمار برای فهم طبیعت، خود مبتنی بر یک اصل است. یعنی خود کاربرد آمار اصل علیت را مفروض می گیرد.
 
پواسون از اول احتمال را نپذیرفت، پس نفی علیت در یک ذره نفی علیت در جهان است؛ تعمیم نتایج یک آزمایش به یک قانون، مبتنی بر اصل علیت است که از سنخیت علت و معلول استفاده شده است که خود از فروع اصل علیت  است.
 
در کل آنچه غربی ها و شرقی ها همه گفته اند، از جمله ابن رشد در پاسخ غزالی مطرح کرد که نفی علیت مبتنی بر نفی استدلال است و پوپر هم به هایزنبرگ  گفت: وقتی  استدلال می کنید که علیت را نفی کنید، در حال به کار بردن علیت هستید؛ یعنی علیت را به کار می برید تا علیت را نفی کنید. بنابراین نمی توانیم یک قضیه را به دلایل تاریخی و حاکمیت عده ای و بعد توسط فیلسوفانی که ادعا می کنند و کوانتوم هم به ما می گوید علیتی وجود ندارد، علیت را به راحتی رها کنیم و متاسفانه بعضی در مناظره با فیلسوفان الهی سریعاً مطرح می کنند، نتایج فیزیک کوانتوم اعلام کرده است در عالم علیتی وجود ندارد و این نتیجه را به غلط در کتاب ها تکرار می کنند.

    انتهای خبر / خبرگزاری دانشجو

تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي

فيزيك

فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.

فلسفه ي فيزيك از ديدگاه فيلسوفان

دكارت مي گفت :محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.


مكانيك كوانتومي

هر نظريه ي جديدي كه پا به عرصه ي وجود مي گذارد،بي شك پيامدها ي خاص خود را به همراه دارد،گويي افقي جديد را در برابر ديدگان مي گشايد و به تبع آن طرفداران يا رهرواني به سمت آن نظريه جلب مي شوند. درست همانگونه كه در زمان ورود نسبيت،افق ديد بشر نسبت به دنياي پيرامون دچار تغييراتي ژرف گرديد. زماني كه مكانيك كوانتومي پا به عرصه ي وجود نهاد،به طور عميقي ديدگاه را نسبت به جهان پيرامون دگرگون نمود.در ديدگاه كوانتومي مقياس نگرش با مقياس نسبيتي متفاوت و بسيار كوچكتر از آن بود،مقياسي در حدود اتم و زير اتم.

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 پيامدهاي بسيار ارزشمندي همچون: ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و… را در پي داشته است،كه همه و همه نتايج مكانيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است.

مكانيك كوانتومي مهم ترين دستاورد علم بشري در توصيف طبيعت است. اين نظريه كه در سالهاي 27-1925 توسط «ورنر هايزنبرگ»، «اروين شرودينگر»، «پل ديراك»، «ماكس پلانك» و چند تن ديگر پايه گذاري شد، اساس تمام ادراك امروزي ما از عالم است. به بيان دقيق تر، مكانيك كوانتومي مجموعه اي از قوانين، روابط رياضي و مفاهيم فلسفي است كه توصيف كننده رفتار ذرات بنيادين تشكيل دهنده عالم است. البته با تعميم همين قوانين و روابط، مي توان رفتار تمام سيستم هاي فيزيكي اي كه پيش از آن بررسي شده بودند را نيز بررسي و تعيين كرد.

نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي گيرند.

موجبيت و عليت نمونه هايي از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط مكانيك كوانتومي حاصل شده است.

كامپتون مي گويد:

«ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. »

اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت.

از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است.

وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد»

لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.

لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »

مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.


اما آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند.

معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي كند.

چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد؟ همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد. اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان به عليت معتقد بود.
تفكر فلسفي فيزيكدانان در زمان پيدايش مكانيك كوانتومي دچار تغيير و يا شايد به بيان بهتر تزلزل عميقي گرديد.براي آندسته ازفيزيكداناني كه صدها سال با جبر نيوتني يا اصل عليت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولي را به يك علت خاص ربط مي‌دانند بسيار دردناك بود كه دست از اين تفكر بردارند چرا كه اين تفكر بخوبي با وقايع دنيايي قابل مشاهده سازگاري مي نمود.گردش زمين تنها معلول نيروي گرانشي است كه خورشيد برآن وارد مي‌كند، انحراف نور ستارگان دور دست از يك مسير مستقيم، تنها معلول انحناي فضا – زمان است و دامنه اين تفكر جبري به جائي رسيد كه لاپلاس رياضيدان فرانسوي بيان نمود كه حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ينده آن است. اين تفكر به ما مي‌گويد كه با آگاهي از موقعيت كنوني هر چيزي مي توان آينده ي آن چيز را به طور بسيار دقيقي پيش بيني نمود. بنابراين همه چيز از جبر نيوتني يا اصل موجبيت يا عليت پيروي مي كرد ولي با پيدايش فيزيك كوانتومي و اصل عدم قطعيت همه چيز تغيير نمود و ترديد و احتمال بر دنياي زير سايه انداخت .غير قابل پيش بيني بودن برخي از وقايع – تاثير روش هاي اندازه‌گيري بر روي سيستمهاي مورد آزمايش- ناتواني مطلق دراندازه گيري همزمان متغيرها‌ي مكمل(چون تكانه و مكان ذرات يا خاصيت موجي و ذره‌اي فوتون) از جمله پيامدهاي مكانيك كوانتومي بود. اين فيزيك جديد به ما مي‌‌گويد نمي‌توان با قطعيت مسير يك ذره‌اي را بادانستن تمامي حالات كنونيش پيش‌بيني كرد، ما هرگز نمي‌توانيم بفهميم در پديده تداخل الكترون مورد نظر ما از كدام يك از دو شكاف دستگاه عبور كرده است.مكانيك كوانتومي همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت اين اجازه را به ما نمي‌دهد كه با دانستن حالت كنوني يك سيستم با قطعيت از آينده آن صحبت كنيم.همه جا صحبت ازميانگين‌ها و احتمال در ميان است و همين موضوع بود كه اينشتين را وادار به بيان اين جمله كرد : خدا هرگز تاس نمي‌اندازد.

اين تفكر كه نمي‌توان با قطعيت از رفتار آينده يك سيستم صحبت كرد و اين اندازه‌گيري‌ها است كه به پديده‌ها رنگ واقعيت مي‌بخشد به تفكر كپنها گي معروف است كه بوهر سردمدار آن بود.اين تعبير از جهان اطراف ما به ما مي‌گويد كه تصور مكان و تكانه مشخص براي يك ذره همانند الكترون تا موقعيكه اندازه‌گيري نشده‌اند بي معناست در اين اندازه گيري شي و دستگاه اندازه گيري توامان نتايج حاصل از اندازه‌‌گيري را مشخص مي‌كنند. ولي آيا مي‌توان پذيرفت كه فرآيند اندازه‌گيري مي‌تواند روي جهان تاثير بگذارد؟ آيا يك الكترون داراي بارالكتريكي است يا اينكه اين دستگاه اندازه‌گيري است كه براي الكترون باري مشخص در نظر مي‌گيرد. كوانتوم فرآيند اندازه گيري را مختل كننده و تاثيرگذار فرض مي‌كند تا جائيكه بوهر باني تفكر كپنهاگي بيان مي‌دارد كه خواصي مانند ماهيت موجي يا ذره‌اي يك فوتون يا الكترون يا بار الكتريكي ، تكانه ، محل و سرعت يك ذره، تا هنگامي كه اندازه‌گيري نشده‌اند وجود ندارد يا غير واقعي هستند به عبارت كلي تر يك سيستم كوانتومي فاقد خواص است .اينشتين به واقعيت عيني معتقد بود، اينكه جهان فيزيكي مستقل از هر نوع فرآيند اندازه‌گيري است، و به اين موضوع ايمان راسخ داشت. مكانيك كوانتومي نه تنها قادر به توصيف رفتار ذرات زير اتمي است بلكه با تعميم آن مي‌‌توان رفتار اجرام ماكروسكوپي همانند يك توپ تنيس يا يك جسم قابل مشاهده ديگر را تعيين نمود و همين عامل موجب شده است تا فيزيكي كوانتومي را يك نظريه بنيادي كه رفتار جهان را توصيف مي كند در نظر بگيريم همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت.

مكانيك كوانتومي داراي پيامدهايي فلسفي بود كه بوهر يكي از سردمداران بيانات فلسفي در دفاع از اين نگاه جديد به جهان پيرامون بود. بوهر در پاسخ به نواقصي كه اينشتين و حاميان او مطرح مي‌نمودند با قاطعيت شروع به دفاع فلسفي از اين ايده جديد مي نمود. او پديده تكميل يا اصل مكمليت را كه مبتني بر اصل عدم قطعيت‌هايزنبرگ بود را براي تاثير اندازه گيري بر سيستم كوانتومي مطرح كرد. بر اساس اين اصل، اندازه گيري خاصيتي از يك سيستم است و درهنگام اندازه گيري يك خاصيت از يك سيستم اطلاعات ما در مورد ساير خاص آن سيستم از بين مي‌رود مثلا اگر بنا باشد خاصيت موجي نور را اندازه گيري كنيم اطلاعات ما در مورد خاصيت ذره اي آن به كلي از ميان مي رود. همچنين در تعبير كپنهاگي واقعيت تا هنگاميكه اندازه‌گيري نشود وجود ندارد بر همين اساس تصور بار و تكانه و… براي يك الكترون تا هنگاميكه اين كميت‌ها اندازه‌گيري نشوند بي‌معنا خواهد بود در سال گذشته يك جوان ايراني بنام پرفسور شهريار صديق افشار با انجام آزمايشي بربخشي از اصل مكمليت بوهر خط بطلان كشيد و سلطۀ هشتاد سالۀ آ‎ن بر فيزيك كوانتومي را در معرض تزلزل و تباهي قرار داد.

آزمايش افشار

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 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 موضع 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.

قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم، نظريه پردازان براي تشريح گروه متفاوتي از پديده ها كه متضمن نور و الكترومغناطيس بودند، از مدل اساسي ديگري استفاده كردند كه عبارت بود از: (انتشار) امواج درمحيطهاي ميانجي پيوسته . ولي در اوايل قرن حاضر به نظر مي رسيد كه چند آزمايش حيرت انگيز، استفاده از هر دو مدل موج و ذره را براي هر دو نوع از پديده ها ايجاب مي كند. ازيك طرف، معادله انيشتين درباره اثر فتوالكتريك و كار كامپتون بر روي پراكندگي فوتون نشان داد كه نور در بسته هاي مجزا و منفصل، با انرژي و اندازه حركت معين، گسيل مي گردد وبسيار شبيه به جرياني از ذرات عمل مي كند، و از طرف ديگر و در مقابل آن، الكترون ها كه همواره به صورت ذرات تصوير مي شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ويژگي هاي امواج است، از خود نشان دادند. امواج، پيوسته و گسترده اند و به موجب فاز بر يكديگر تاثير متقابل دارند؛ اما ذرات، گسسته و به مكاني خاص محدودند و تاثير متقابل آنها براساس اندازه حركت است. به نظرمي رسد هيچ راهي براي تلفيق اين دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد.

در نظريه كوانتوم، هيچ مدل وحدت يافته اي از اتم پيدا نشده است. مدل اوليه بور درباره اتم به سادگي قابل تصوير و تجسم بود: الكترون هاي ذره وار در حركت خود پيرامون هسته، به مانند يك منظومه شمسي كوچك، از مدارهايي تبعيت مي كنند. ولي اتم در نظريه كوانتوم به هيچ وجه قابل تصوير و تصور نيست. ممكن است كسي بكوشد تا الگوهاي موج هاي احتمال را كه فضاي پيرامون هسته را پر كرده اند، شبيه نوسان هاي يك سمفوني سه بعدي ازاصوات موسيقيايي كه پيچيدگي حيرت انگيزي دارند، تصور كند؛ ولي اين تمثيل كمك زيادي به ما نمي كند، اتم در دسترس مشاهده مستقيم قرار ندارد و بر وفق كيفيات حسي ، قابل تصورنيست؛ حتي نمي توان آن را براساس مفاهيم كلاسيك نظير فضا، زمان و عليت به گونه اي منسجم توضيح داد. رفتارشي بسيار خرد با رفتار اشياي تجربه روزمره، متفاوت است. ما مي توانيم آنجه را در آزمايشها رخ مي دهد با معادلات آماري توضيح دهيم، ولي نمي توانيم صفات كلاسيك اورانوس را به ساكنان جهان اتمي نسبت دهيم.

در بسط و توسعه هايي كه طي سالهاي اخير در نظريه كوانتوم، به سمت قلمروهاي هسته اي ومادون هسته اي حاصل شده است، خصلت احتمالي نظريه اوليه كوانتوم، همچنان محفوظ، مانده است. نظريه ميدان كوانتومي، تعميمي است از نظريه كوانتوم كه با نظريه نسبيت خاص، هماهنگ و منسجم است. از اين نظريه با موفقيت بسيار در برهم كنشهاي الكترومغناطيس وبرهم كنش هاي مادون هسته اي (كروموديناميك كوانتومي يا نظريه كوارك) و نظريه الكتروضعيف، بهره برداري شده است. اجازه دهيد چالشي را كه نظريه كوانتوم در قبال اصالت واقع ابراز كرده است، دنبال كنيم. نيلز بور از به كارگيري مدل هاي موج و ذره و ديگر زوج ها از مجموعه هاي مفاهيم متضاد، حمايت مي كرد. بحث بور درباره آنچه او آن را اصل مكمليت ناميد، چند موضوع را شامل شد. بور تاكيد داشت كه سخن ما درباره يك سيستم اتمي بايد همواره به يك آرايش آزمايشگاهي مربوط باشد؛ ما هرگز نمي توانيم درباره يك سيستم اتمي به تنهايي و في نفسه و عين معلوم را در هر آزمايشي مد نظر قرار دهيم. نمي توان هيچ خط فاصل دقيقي بين روند مشاهده و شيء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه آزمايش، ما بازيگريم نه صرفا تماشاچي و ابزار آزمايشي مورد استفاده را خود برمي گزينيم. بور اظهار داشت كه آنچه بايد به حساب آيد، روند تعاملي (كنشي - واكنشي) مشاهد است، نه ذهن يا شعور مشاهده گر.

موضوع ديگر در نوشتار بور، محدوديت مفهومي درك بشر است. در اينجا، انسان به عنوان يك عالم (داننده) و نه يك آزمايشگر، كانون توجه قرار مي گيرد. بور، با شكاكيت كانت درباره امكان شناخت جهان في نفسه سهيم است. اگر سعي ما آن باشد كه قالب هاي مفهومي خاص را بر طبيعت تحميل كنيم، در اين صورت استفاده تام از ساير مدل ها را مانع شده ايم. بدين سان، بايد بين توصيفات كامل علي يا فضا- زماني، بين مدل هاي موج يا ذره، بين اطلاع دقيق از مكان يا اندازه حركت، يكي را برگزينيم. هرچه بيشتر از يك مجموعه مفاهيم استفاده شود، كمتر مي توان مجموعه مكمل را به طور همزمان به كار برد. اين محدوديت دوجانبه از آن جهت رخ مي دهد كه جهان اتمي را نمي توان بر وفق مفاهيم فيزيك كلاسيك و پديده هاي مشاهده پذير توضيح داد.

بنابراين، چگونه مفاهيم فيزيك كوانتومي به واقعيت جهان مربوط مي شود؟ ديدگاههاي مختلف درباره جايگاه نظريه ها در علم، تعبير و تفسير متفاوتي از نظريه كوانتوم مي كنند.
1- اصالت واقع كلاسيك. نيوتن و تقريبا تمام فيزيكدانان قرن نوزدهم، نظريه ها را توصيفات طبيعت ، آن گونه كه في نفسه و مستقل از مشاهده گر تحقق دارد، تلقي مي كردند. فضا (مكان)، زمان، جرم، و ساير كيفيات اوليه خواص همه اشياي واقعي اند. مدل هاي مفهومي، نسخه بدل هايي از جهانند كه ما را قادر مي سازند تا ساختار مشاهده ناپذير جهان را با اصطلاحات مانوس كلاسيك مجسم كنيم. اينشتاين اين سنت را با پافشاري بر اين نكته ادامه داد كه يك توصيف كامل از سيستم اتمي، مستلزم مشخص كردن متغيرهاي كلاسيك مكان - زماني است كه حالت آن را به گونه اي عيني و غيرمبهم، تعيين كند. او بر آن بود كه چون نظريه كوانتوم چنين نيست پس نظريه اي ناقص است و عاقبت به وسيله نظريه اي كه انتظارهاي كلاسيك را تحقق بخشد، كنار گذاشته خواهد شد.

2- ابزارانگاري. مطابق اين راي، نظريه ها ساخته هاي مفيد بشر و تمهيدهايي براي محاسبه اند كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پيش بيني ها به كار مي آيند. آنها همچنين ابزارهايي عملي براي دستيابي به كنترل فني شمرده مي شوند. مبناي داوري درباره آنها، مفيدبودنشان در به ثمر رساندن اين اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعيت (كه براي ما امري دست نيافتني است). مدل ها، مجعول هايي تخيلي اند كه موقتا براي ساختن نظريه ها استفاده مي شوند و پس از آن مي توان آنها را كنار نهاد؛ آنها بازنمودهاي حقيقي جهان نيستند. اگرچه مي توانيم از معادلات كوانتومي براي پيش بيني پديده هاي مشاهده پذير استفاده كنيم، امانمي توانيم در ميان مشاهداتمان از اتم سخن بگوييم.
اغلب چنين پنداشته مي شود كه بور قاعدتا بايد ابزارگرا باشد، زيرا او در بحث طولاني با آينشتاين، اصالت واقع كلاسيك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت آن است كه مفاهيم كلاسيك را نمي توان بدون ابهام براي تشريح سيستم هاي اتمي موجود به كار برد. از مفاهيم كلاسيك فقط مي توان براي توضيح پديده هاي مشاهده پذير، در موقعيت هاي ويژه آزمايشگاهي استفاده كرد. ما نمي توانيم جهان را آن گونه كه في نفسه تحقق دارد، جداي از تاثير متقابل ما با آن، مجسم كنيم. بور، به ميزان زيادي با نقد طرفداران ابزارانگاري از اصالت واقع كلاسيك موافق بود ولي او به طور مشخص از ابزارانگاري حمايت نمي كرد و با تحليل دقيق تر به نظر مي رسد كه اوگزينه سومي را اختيار كرده باشد.

3-اصالت واقع نقادانه. قايلين به اصالت واقع نقادانه، نظريه ها را بازنمود هايي ناتمام ازجنبه هاي محدود جهان، آن گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقي مي كنند. نظريه ها به ما اجازه مي دهند تا جنبه هاي مختلف جهان را كه در موقعيتهاي گوناگون آزمايشگاهي آشكار مي شوند، به يكديگر مرتبط كنيم. از نظر حاميان اصالت واقع نقادانه، مدل ها، اگرچه انتزاعي و گزينشي اند اما براي مجسم كردن ساختارهاي جهان كه موجب اين كنشهاي متقابلند، كوششهايي ضروري به حساب مي آيند. در اين نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تاييد پيش بيني ها آزموني است براي فهم معتبر ولي خود پيش بيني، هدف علم نيست.

به خوبي مي توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته هاي او همواره واضح نبوده است - صورتي ازاصالت واقع نقادانه را پذيرفته بود. او در بحث با آينشتاين، واقعيت الكترون ها يا اتم ها را انكارنكرد، بلكه مدعي بود كه آنها از آن رسته اشيايي نيستند كه توصيفات فضا - زماني كلاسيك را بپذيرند. وي پديدارشناسي ماخ را كه واقعيت اتم ها را مورد ترديد قرار مي داد، نپذيرفت. هنري فولس ، اين بحث را چنين خلاصه مي كند: او (بور) چارچوب كلاسيك را كنار گذاشت و استنباط واقع گرايانه را درباره توصيف علمي طبيعت حفظ نمود. آنچه او طرد مي كند اصالت واقع نيست، بلكه تعبير كلاسيك آن است. بور، واقعيت سيستم اتمي را كه با سيستم مشاهده گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبيرهاي ذهن گرا از نظريه كوانتوم كه مشاهده را يك برهم كنش ذهني - فيزيكي تلقي مي كنند، بور از برهم كنش هاي فيزيكي ميان سيستم هاي ابزاري و اتمي، در وضعيت كامل آزمايشگاهي، سخن مي گويد. به علاوه، موج و ذره يا اندازه حركت و موقعيت مكاني يا ديگر وصف هاي مكمل، حتي اگر هم به روشني قابل اطلاق نباشند، بر يك شيء واحد صدق مي كنند. آنها از نمودهاي متفاوت سيستم اتمي واحد حكايت مي كنند. فولس مي نويسد: بور احتجاج مي كند كه اين گونه باز نمودها، انتزاع هايي هستند كه در امكان توصيف يك پديده به عنوان كنش متقابل ميان سيستم هاي مشاهده گر و سيستم هاي اتمي، نقشي حياتي ايفا مي كنند، اما نمي توانند خواص يك واقعيت مستقل را تصوير كنند ... ما مي توانيم چنين واقعيتي را به حسب توانايي آن براي ايجاد برهم كنش هاي گوناگون توصيف كنيم؛ برهم كنش هايي كه نظريه مذكور، آنها را تامين كننده شواهد مكمل درباره شيء واحد قلمداد مي كند. بور نگرش اصالت واقع كلاسيك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتي با خواص معين كلاسيك است، نپذيرفت. ولي با وجود اين، بر آن بود كه جهاني واقعي وجود دارد كه دركنش متقابل، توانايي ايجاد پديده هاي مشاهده پذير را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااين نتيجه گيري به پايان مي رساند: هستي شناسي اي كه اين نحوه تعبير و تفسير از پيام بور مستلزم آن است، اشياي فيزيكي را نه مطابق با چارچوب كلاسيك و از راه خواص معين كه با خواص پديده ها مطابقند، بلكه از طريق توان آنها براي ظاهر شدن در نمودهاي گوناگون پديده ها، توصيف مي كند. بدين ترتيب در چارچوب مكمليت، حفظ استنباط واقع گرايانه و پذيرفتن كامل بودن نظريه كوانتوم فقط با تجديد نظر در فهم ما از ماهيت يك واقعيت مستقل فيزيكي و اينكه ما چگونه مي توانيم آن را بشناسيم، ممكن است.

كوتاه سخن اينكه ما بايد اكيدا جدايي قاطع بين مشاهده گر و شيء مشاهده شده را كه درفيزيك كلاسيك فرض مي شد، انكار كنيم. براساس نظريه كوانتوم، مشاهده گر همواره يك شريك و سهيم به حساب مي آيد.

در مكمليت، استفاده از يك مدل، استفاده از مدل هاي ديگر را محدود مي سازد. مدل ها، بازنمودهاي نمادين (سمبوليك) از وجوه واقعيت متعاملند كه نمي توانند منحصرا بر وفق شباهت هايي كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به طور كاملا غيرمستقيم، با جهان اتمي و يا با پديده هاي مشاهده پذير، مربوطند. ولي ما مجبور نيستيم ابزارانگاري اي را بپذيريم كه نظريه ها و مدل ها را ابزارهاي فكري و عملي مفيدي مي انگارد كه درباره جهان چيزي به ما نمي گويند.

خود بور پيشنهاد كرد كه ايده مكمليت قابل بسط به ساير پديده هايي است كه با دو نوع مدل، تحليل پذيرند. مانند: مدل هاي مكانيستي و ارگانيك در زيست شناسي، مدل هاي رفتارگرايانه و درون نگرانه در روان شناسي، مدل هاي جبرواختيار در فلسفه، يا مدل هاي عدل الهي و عشق الهي در الهيات. بعضي نويسندگان پا را فراتر نهاده و از مكمليت علم ودين سخن مي گويند. بدين سان سي.اي. كولسون پس از تشريح دوگانگي موج - ذره وتعميم بور از آن، علم و دين را توضيح هاي مكمل درباره واقعيت مي نامد. من به اين گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با ديده شك مي نگرم و در زير چند شرط رابراي به كار بردن مفهوم مكمليت مطرح مي كنم:

1-مدل ها بايد فقط در صورتي مكمل يكديگر ناميده شوند كه به يك موجود واحد و يك گونه واحد منطقي اشاره كنند. موج و ذره، مدل هايي براي يك موجود منفرد (مثلا يك الكترون) در يك موقعيت منفرد (مثلا در يك آزمايش دو شكاف) به شمار مي آيند. آنها هر دو در يك سطح منطقي قرار دارند و قبلا در يك شعبه از علم استعمال شده اند. اين شرايط در مورد علم و دين صدق نمي كند. آن دو، نوعا در موقعيت هايي متفاوت پديد مي آيند و در زندگي انسان وظايف مختلفي را به انجام مي رسانند. ازاين رو، من علم و دين را زبان هاي بديل مي دانم و اصطلاح مكمليت را به مدل هاي مربوط به يك گونه واحد منطقي و در چارچوب يك زبان خاص، محدودمي كنم؛ نظير مدلهاي انسان وار و غيرانسان وار براي خداوند.

2-بايد روشن شود كه كاربرد اصطلاح مذكور در خارج از فيزيك، تمثيلي است و نه استدلالي . بايد دلايل مستقلي براي ارزش دو مدل بديل و يا مجموعه هايي از ساخت ها درحوزه ديگر وجود داشته باشد. نمي توان فرض كرد كه مدل هاي مفيد در فيزيك، در ساير رشته هانيز ثمربخش باشند.

3-مكمليت، هيچ توجيهي را براي پذيرش غيرنقادانه حصرهاي دووجهي فراهم نمي آورد. اين اصطلاح را نمي توان براي اجتناب از پرداختن به ناهماهنگي ها يا وتو كردن جست وجوي وحدت، به كار برد. درباره ويژگي متناقض نما در دوگانگي موج - ذره نبايد مبالغه شود. مانمي گوييم كه يك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه مي گوييم رفتاري موج گونه و ذره وار ازخود نشان مي دهد. به علاوه، ما يك صورتبندي رياضي وحدت يافته در اختيار داريم كه لااقل، پيش بيني هايي احتمالي را فراهم مي آورد، حتي اگر تلاش هاي گذشته، هيچ نظريه اي را بهتر ازنظريه كوانتوم در مطابقت با داده ها به دست نداده باشد. ما نمي توانيم تحقيق براي مدلهاي وحدت بخش جديد را طرد كنيم. انسجام، حتي اگر با اعتراف به محدوديت هاي زبان و تفكربشري تعديل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش انديشه مندانه به صورت يك آرمان باقي مي ماند.

اينشتين و مكانيك كوانتومي

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 و راهش 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.

آلبرت انيشتين با مكانيك كوانتومي كاملا موافق نبود او معتقد بود يك نظريه كامل بايد خود رويداد ها را توصيف كند نه فقط احتمال آنها را او مي گويد: من ناچارم اعتراف كنم كه براي تعبير آماري ارزشي گذرا قائلم من هنوز به امكان ارائه طرحي از واقعيت يعني نظريه اي كه بتواند خود اشياء را نمايش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ايمان دارم. انيشتين تا زمان مرگش حاضر به قبول مكانيك كوانتومي نشد.


هم اكنون مكانيك كوانتومي در مسير پيشرفت بي هيچ مشكلي داراي سرعتي حيرت آور است.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.

http://www.harferooz.com

نظریه ریسمان

نظریهٔ ریسمان شاخه ای از فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی های بالاست .این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای ۱۹۸۰ دو باره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاری های تیوری ابر گرانش وارد صحنه شد. بنا بر آن ماده در بنیادین ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. یعنی تمام ذرات بنیادین (مثل الکترون، پوزیترون و فوتون) اگر با بزرگنمایی خیلی خیلی زیاد نگریسته شوند ریسمان دیس هستند. ریسمان می تواند بسته (مثل حلقه) یا باز (مثل بند کفش) باشد.

همانطور که حالت های مختلف نوسانی در سیمهای سازهای زهی مثل گیتار صداها(نتها)ی گوناگونی ایجاد می کند، حالتهای مختلف نوسانی این ریسمانهای بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه گر می شود.

خاصیت مهم ابرریسمان که فیزیکدانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته ای قوی) را توصیف می کند به هم مرتبط می سازد.

● ابعاد بالاتر

به طور سنتی فضایی که ریسمان ها در آن می زیند بیست و شش بعدی است (البته همیشه اینطور نیست چنان که در زیر توضیح داده خواهد شد). عدد بیست و شش از روی ضوابط ریاضی و نظریهٔ گروهها (برای حفظ تقارن لورنس) به دست می آید. این امر ممکن است در ابتدا کمی ثقیل و مشکل زا به نظر برسد چرا که به هرحال ما در اطراف خود چهار بعد (سه بعد مکانی و یک بعد زمانی) بیشتر احساس نمی کنیم پس این بعدهای اضافه کجایند؟ جوابی که معمولاً به این سوال داده می شود اینست که این بعدها برخلاف چهار بعد دیگر) کوچک و نیز فشرده (معادل انگلیسی compact) هستند. فشرده یعنی آنکه اگر در جهت آنها به اندازهٔ کافی پیش روی کنید به جای اول خود باز می گردید. کوچک بودن هم معنایش اینست که برای آنکه به جای نخست بازگردید باید مسافت خیلی کمی را طی کنید.

برای نمونه یک لولهٔ بینهایت دراز را در نظر بگیرید. سطح این لوله مسلما دوبعدی است. یعنی مورچه ای که روی سطح این لوله قرار دارد می تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. فرض کنید که سر مورچه در راستای طول لوله است. مورچه می تواند یا عقب جلو برود یا چپ و راست. اما اگر به فرض این مورچه به اندازهٔ کافی (یعنی به اندازهٔ محیط لوله) در جهت چپ حرکت کند به جای اول خود باز می گردد اما قضیه در مورد عقب جلو رفتن صدق نمی کند. پس یکی از بعدهای این فضای دوبعدی (یعنی یکی از بعدهای سطح لوله) فشرده و یکی نافشرده است.

اینک فرض کنید که این مورچه روی یک توپ قرار دارد. باز هم می تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند منتهی این بار در هر جهتی روی سطح کره مستقیم حرکت کند، پس از طی مسافتی (برابر با محیط دایرهٔ عظیمهٔ کره) به جای نخست بازمی گردد. پس این بار هر دو بعد این فضای دوبعدی (یعنی سطح توپ) فشرده است.

بازگردیم به فضای دوبعدی سطح لوله. این بار فرض کنید که محیط این لوله خیلی کم باشد یا مثلاً به جای لوله یک کابل برق داشته باشیم. برای مورچه (اگر به اندازهٔ کافی کوچک باشد)این کابل هنوز یک سطح دو بعدی است یعنی وقتی که روی سطح کابل قرار دارد می تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. اما برای ما انسان ها کابل برق یک شی یک بعدی محسوب می شود چون فقط درازای آن قابل درک است.

حالتی بسیار شبیه به این در مورد این بعدهای اضافه در نظریه ریسمان رخ می دهد. به این معنی که ما به خاطر اندازهٔ بزرگ خود از درک این ابعاد اضافی عاجز هستیم اما این ابعاد برای بعضی از ذره ها با انرژی زیاد قابل دسترسی است.

● انواع نظریه ریسمان

باید گفت که چندین نظریه ریسمان وجود دارد. تنها تعداد کمی از آنها می توانند نامزدی برای توصیف طبیعت باشند. برای مثال نظریهٔ ریسمانی که در طیف ذراتش (یعنی در حالت های مختلف نوسانی اش) ذره ای دارد که سریع تر از نور حرکت می کند نمی تواند مدل خوبی از طبیعت باشد. چون هیچ چیز نمی تواند سریع تر از سرعت نور حرکت کند. اما حتی نظریه های ریسمانی که مدل خوبی از طبیعت نیستند می توانند به فهم فیزیکدانان از این نظریه و نظریه هایی که می توانند به فهم طبیعت کمک کنند، مدد برسانند.

به طور کلی دو گونه نظریه ریسمان وجود دارد:

۱) ریسمان بوزونی

۳) اَبَرریسمان

● ریسمان بوزونی

نخستین نوع و ساده ترین نوع نظریه ٔ ریسمان است. به طور سنتی احتیاج به ۲۶ بعد برای همخوانی با ضوابط و پیش فرضهای فیزیکی (مانند تقارن لورنس) دارد. متاسفانه در طیف ذرات آن تاکیون (ذره ای که سریعتر از نور حرکت می کند) وجود دارد بنابراین نمی تواند مدلی از طبیعت باشد. همچنین از آمار بوز (در مقابل فِرْمی در مکانیک آماری) پیروی می کند بنابراین به طور طبیعی نمی تواند توصیف گر ذراتی مثل الکترون باشد.البته این نظریه در توصیف ذرات میدانی مانند گراویتون ها و فوتون ها موفق است.

● ابرریسمان

با استفاده از فرض ابرتقارن (یعنی در مقابل هر ذره بوزی ذره ای فرمیی داریم) نوعی نظریه است که قابلیت آن را دارد که توصیف گر طبیعت باشد. تعداد ابعاد مورد نیاز در ابرریسمان غالبا ده است. در حال حاضر پنج نظریهٔ ابرریسمان وجود دارند که می توانند توصیف گر طبیعت باشند.

د وسته (D Brane) و نظریه م (M Theory)

در سال ۱۹۹۵ میلادی ادوارد ویتن فیزیکدان مشهور با معرفی د وسته (خوانده می شود دالوسته بر وزن آموخته) انقلابی در نظریه ٔ ریسمان پدید آورد. د وسته ها اشیایی هستند که دو سر ریسمانهای باز روی آنها می لغزند. این اشیا می توانند صفر بعدی تا تعداد ابعاد فضایی(غیر زمانی) بعدی باشند. به د وستهٔ دو بعدی یعنی شکلی مثل یک صفحه کاغذ با ضخامت صفر «پوسته» یا د۲ وسته (تلفظ می شود دال دووسته) می گویند. (نام د وسته هم به قرینهٔ پوسته انتخاب شده است). د۱ وسته (خوانده می شود دال یکوسته) خود به شکل ریسمان است. به همین منوال می توانیم د۰ وسته(دال صفروسته) د۳ وسته(دال سووسته) د۴ وسته و … داشته باشیم. حرف «د» که در ابتدای این کلمه ها می آید حرف نخستین نام دریشله(ریاضیدان است) است. بنابراین د وستهٔ هرچند بعدی که داشته باشیم آن را به صورت «د تعداد ابعاد وسته» می نویسیم. علاوه براین برای گنجاندن این اشیای جدید در نظریهٔ ابرریسمان تعداد ابعاد به ۱۱ ارتقا پیدا کرد.

ویتن همچنین ثابت کرد که پنج نظریهٔ ابرریسمان موجود بی ارتباط به هم نیستند و با نوعی روابط همزادی (duality) به هم مربوط می شوند. امروزه به نظر می آید این پنج نظریه درواقع پنج «نمود» (=جلوه) گوناگون از یک نظریهٔ مادر و بزرگ تر هستند. یعنی این نظریهٔ مادر که آن را نظریه م(تلفظ می شود نظریهٔ میم) می خوانند در شرایط خاص به هر یک از این پنج نظریه تقلیل می یابد (بسته به شرایط به نظریه های مختلف).

فیزیکدانان هنوز شناخت کاملی از نظریه م ندارند حتی بر سراینکه «م» در نام نظریه دقیقا مبین چیست اختلاف نظر وجود دارد. بعضی می گویند «م» به معنی مادر است. برخی می گویند «م» مخفف «ماتریس» است. برخی دیگر (البته به شوخی) می گویند «م» (M) از واژگون کردن حرف نخست نام ویتن (W) می آید.

هرچه هست همکنون بسیاری از فیزیکدانان به دنبال کشف و درک نظریه م هستند. احتمالاً یافتن نظریه م از بزرگ ترین دستاوردهای بشر خواهد بود زیرا این نظریه قادر خواهد بود تمام دنیا را در بنیادین ترین حالت توصیف کند.

باید توجه داشت که نظریهٔ ریسمان (و به تبع آن نظریه م)، نظریه ای فاقد پارامتر آزاد است. یعنی جایی برای تنظیم پارامترها به کمک آزمایش باقی نمی گذارد. به بیان روشن تر خواص تمام ذرات باید از روی معادلات ریاضی درآورده شود. بنابراین مثلاً این نظریه باید بگوید چرا الکترون وجود دارد و چرا جرم آن فلان اندازه و چرا اسپین آن یک دوم و چرا بار الکتریکی آن بهمان مقدار است.

د وسته ها و جهانهای موازی

آیا حقیقتاً نظریهٔ ریسمان علمی است؟

بعضی از فیزیکدانان معتقدند که نظریهٔ ریسمان اصولا نظریه ای علمی نیست چرا که هیچ پیش بینی ابطال پذیری نمی کند و در بهترین شرایط تنها به توضیح واقعیات موجود می پردازد.

نظریه م و مسایل فلسفی مربوط به آن و سرنوشت ناپیدایش

در اینجا طنز کوچکی مطرح می شود: ما انسان ها یا قابلیت آن را داریم که به کشف نظریه م نایل شویم یا نه. یعنی نظریه م اصولا یا قابل کشف/فهم هست یا نیست. در نهایت به نظر می آید که این نظریه م است که در مورد قابل کشف/فهم بودن یا نبودن خود تصمیم گرفته است! چون بالاخره ما انسان ها محصول جهانی هستیم که بر اساس قوانین نظریه م کار می کند.

به علاوه این سوال بنیادی تر هم مطرح است که آیا اصلاً نظریه م وجود دارد؟ چرا طبیعت باید موجودی قانونمند و در درجهٔ بعد قابل فهم باشد. اینشتین معتقد بود که غیرقابل فهم ترین چیز در مورد طبیعت این است که طبیعت قابل فهم است. متاسفانه یا خوشبختانه از هیچ کجا آیه نیامده است که نظریه م به عنوان نظریهٔ همه چیز یا نظریهٔ وحدت بخش وجود دارد تا حالا ما به دنبال آن باشیم. هرچند که به نظر می آید تمام فیزیکدانان ریسمان کار به طور ضمنی معتقد/ خستو/ اند که نظریه م وجود دارد و همچنین قابل درک برای ما انسان ها است وگرنه بعید بود عمر خود صرف آن کنند. اما این فرض تماما برخاسته از خوشبینی مفرط است که خوشبختانه تاکنون خلاف آن ثابت نشده است.

همچنین این احتمال (هرچند بسیار اندک) وجود دارد که روزی ثابت شود نظریهٔ ریسمان اساسا نادرست است. اتفاقی شبیه این امر در مورد نظریهٔ متغیر پنهان چندین سال قبل رخ داد. ریسمان کارها معتقدند که شانس از بیخ و بن نادرست بودن نظریهٔ ریسمان بسیار بسیار اندک و حتی نزدیک صفر است. چرا که تاکنون شواهد بسیار زیادی مبنی بر صحت آن یافت شده است. ممکن است آزمایش های آینده جهت تحقیقات را تغییر دهد ولی احتمال تکذیب این نظریه چنانکه که گفته شد تقریباً صفر است.

منبع:

هفت راز فیزیک مدرن

هفت راز فیزیک مدرن

علیرغم پیشرفت های بسیار چشمگیری که در فهم جهان فیزیکی نصیب علم جدید شده است، شمار رازهای ناشناخته ای که دانشمندان برای کشف آنها در تلاش هستند از حد و اندازه افزون است. در مطلب زیر که برگرفته از شبکه فیزیکی هوپا است به بررسی هفت راز بزرگ از میان مجموعه پرشمار اسرار کشف ناشده می پردازیم.

● راز اول: چه عاملی کیهان را به تکاپو وا می دارد؟

علم جدید تا برای این پرسش، پاسخ خرسند کننده ای بدست نیاورد نمی تواند به کشف راز بسیاری دیگر از پدیده های جالب توجه اهتمام ورزد. برای درک اموری نظیر منشا کیهان، سرنوشت نهایی سیاهچاله ها، امکان سفر در زمان، می باید نخست برای این پرسش که کیهان چگونه عمل می کند، پاسخ درخوری یافت شود. فیزیک قرن بیستم بر مبنای دو نظریه بنیادین یعنی نظریه نسبیت انیشتین و نظریه مکانیک کوانتومی بنیاد شد. در قرن بیست و یکم دانشمندان با بهره گیری از این دو نظریه توفیق یافته اند که شناخت خوبی از بسیاری از ذرات بنیادی به دست آورند اما این دو نظریه ظاهرا در بن و اساس با یکدیگر ناسازگارند و تصویرهای متعارضی از واقعیت نهایی ارائه می دهند. حال آنکه علی الفرض واقعیت می باید واحد باشد. تلاش برای وحدت بخشیدن به این دو نظریه ظاهرا متعارض، بسیاری از برجسته ترین دانشمندان را به خود مشغول داشته است. مشکل اساسی در این است که نیروی جاذبه که نظریه نسبیت درباره آن سخن می گوید، کل ساختار زمان، مکان و بنابراین تمامی کیهان را در برگرفته، درحالی که نظریه مکانیک کوانتومی درباره سه نیروی بنیادی دیگری سخن می گوید که درون این ساختار جای دارد. به این ترتیب کاربرد نظریه کوانتومی درمورد نیروی جاذبه نظیر استفاده از جز» برای فهم کل ، با مشکلاتی جدی همراه است.

● راز دوم: کیهان از چه چیز ساخته شده است؟

رصدهایی که به وسیله اخترشناسان صورت می گیرد این نکته را مشخص ساخته که به ازای هر یک گرم از ماده ای که سیارات و ستارگان و کهکشان ها را بوجود آورده، چند گرم از ماده ای وجود دارد که ماهیت آن ناشناخته است وجود این ماده بر اساس نوع رفتاری که اجرام کیهانی از خود آشکار می سازند حدس زده می شود. براساس قوانین فیزیک اگر آتشگردانی را با سرعت به چرخش درآوریم با سرعت در هوا به پرواز درخواهد آمد. در مورد ستارگانی که در حاشیه کهکشان ها به دور مرکز در گردشند نیز دقیقا همین وضع برقرار است.

نخ یا رشته ای که این ستارگان را پایبند نگه می دارد همان نیروی جاذبه است. اما محاسبات نشان می دهد که نیروی جاذبه حاصل از ماده فیزیکی قابل رویت موجود در کهکشان ها برای نگهداری ستارگانی که با جرم عظیم و سرعت زیاد در حاشیه آنها در حال گردشند کافی نیست. برای نگهداری این ستارگان به صورت دیوان پای در زنجیر، به طناب یا رشته مستحکم تری نیاز است و از همین جا دانشمندان نتیجه گرفته اند که در درون هر کهکشان می باید ذخایر عظیمی از نوعی ماده نادیدنی وجود داشته باشد که نیروی جاذبه لازم برای جلوگیری از گریز ستارگان را فراهم می آورد. استدلال مشابهی دلالت می کند بر اینکه از این نوع ماده نادیدنی می باید در فضای ما بین کهکشان ها نیز موجود باشد و حرکات کهکشان ها را نسبت به یکدیگر تنظیم کند.

● راز سوم: آیا فرضیه نیروی ضد جاذبه که انیشتین پیشنهاد کرد نادرست بود ؟

انیشتین زمانی برای برقراری نوعی تعدیل در فرضیه ای که درباره وضع و حال کیهان پیشنهاد کرده بود، به وجود نوعی نیروی ضد جاذبه قائل شد اما اندکی بعد این فرضیه را پس گرفت و از آن با عنوان «بزرگترین خبط علمی خود» یاد کرد. اما تحقیقات جدید نشان می دهد که احیانا وجود چنین نیرویی چندان دور از واقعیت نیست. عبارتی که انیشتین در معادلات مربوط به فرضیه نسبیت عام خود وارد ساخت، از خاصیت نیروی دافعه برخوردار است و موجب می شود کیهان دچار انبساط شود. انیشتین که معتقد بود کیهان درحال ثبات قرار دارد ناگزیر شد این عبارت را اضافه کند تا اثر نیروهای انقباضی در معادلات خود (ناشی از وجود جرم های عظیم در کیهان) را خنثی سازد.

● راز چهارم: چرا ما در عالمی سه بعدی زیست می کنیم؟

فیزیکدانان بر این باورند که ظهور عالمی که ما در آن جای داریم به دنبال وقوع مه بانگ (انفجار) اولیه امری کاملا تصادفی بوده و احیانا کیهان هایی دیگری نیز وجود دارند که شماره ابعاد آنها متفاوت است. صد سال قبل نویسنده ای به نام «ادوین ابوت» کتابی منتشر کرد با عنوان «سرزمین مسطح» که در آن عالمی دو بعدی مورد بحث قرار گرفته بود. قوانین علمی یک جهان دو بعدی احیانا با قوانین جهان سه بعدی ما تفاوت بسیار دارند به عنوان مثال امواج در یک جهان دوبعدی به سهولت جهان سه بعدی سیر نمی کنند و بنابراین انواع و اقسام دشواری ها درخصوص برقراری ارتباط و انتقال پیام ها پدید می آید و از آنجا که ظهور حیات خودآگاه متکی به انتقال نخواهد شد. از سوی دیگر زندگی در عوالمی که بیش از سه بعد دارند نیز با دشواری های خاص خود روبروست.

● راز پنجم: آیا سفر در زمان امکان پذیر است؟

براساس نظریه نسبیت انیشتین امکان سفر در زمان خواه به آینده وخواه به گذشته وجود در عین حال به بروز بسیاری از پاردوکس ها منجر می شود از این رو برخی از فیزیکدانان مدعی هستند که برخی از موانع عملی مانع از انجام چنین سفری می شود.

● راز ششم: آیا ما در یک صافی کیهانی زندگی می کنیم؟

هر چند مفهوم سیاهچاله ها امروزه برای همگان آشناست اما این اجرام عظیم کیهانی هنوز حیله و شگفتی های زیادی در آستین دارند، سیاهچاله ها ستاره های بزرگی هستند که انرژی هسته ای خود را به پایان رسانده اند و همه را در اثر تشعشع از دست داده اند در این حال هسته عظیم و چگال ستاره تحت تاثیر نیروی جاذبه غول آسای آن در کسری از ثانیه به درون خود ریزش می کند اگر شکل هندسی هسته دقیقا کروی باشد، به واسطه اثر تقارن همه ماده موجود در مرکز کره مجتمع می شود و به این ترتیب شدت میدان جاذبه تا حد بسیار بسیار زیادی افزایش می یابد. از آنجا که جاذبه تاثیر خود را به صورت تغییر شکل زمان مکان آشکار می سازد (نظیر یک گوی سنگین که اگر برروی بالش قرار داده شود شکل آن را تغییر می دهد) وجود یک میدان جاذبه عظیم ومتمرکز در یک نقطه هندسه زمان مکان اطراف این نقطه را دستخوش تغییرات اساسی می سازد وحفره ای به وجود می آورد که همه چیز را به سمت خود می کشد.

● راز هفتم: پدیدار آگاهی از کجا وچگونه پدید آمده است؟

پرسش بی پاسخ دیگری که ذهن فیزیکدانان را به خود مشغول داشته این است که چرا برخی از جریان های الکتریکی نظیر آنها که در مغز و سلسله اعصاب جریان دارد با خود احساس و آگاهی به همراه می آورد درحالی که برخی دیگر از جریان های الکتریکی نظیر آنها که در شبکه های سراسری برق سیر می کنند ظاهرا چنین آثاری با خود به همراه نمی آورند. مساله را به صورت معکوس نیز می توان مطرح کرد چگونه است که آگاهی و احساسات که احیانا مادی نیستند می توانند الکترون ها و یون ها را در مدارهای مغز به حرکت درآورند و موجب بروز پدیدارهای فیزیکی شوند سوال دیگری که می توان مطرح کرد این است که آیا اساسا این قبیل پرسش ها معنادار هستند؟ واگر چنین است آیا پاسخگویی به آنها وظیفه فیزیکدانان است؟

برخی از فیزیکدانان معتقدند که اگر فیزیک یک رشته فراگیر است واگر علم نهایتا قابل تحویل به امور فیزیکی است در آن صورت فیزیکدانان باید به اینگونه پرسش ها نیز بپردازند گاهی اوقات گفته می شود که حیات در لابلای قوانین فیزیکی مندرج است. البته هرچند این نکته درست است که اگر قوانین فیزیکی اندکی متفاوت می بودند حیات شکل نمی گرفت و اما اگر اصلی تحت عنوان «اصل حیات» وجود داشته باشد نمی توان رد آن را در قوانین فیزیکی به دست آورد.

برای دستیابی به این اصل باید به سراغ نظریه های ریاضی نظیر نظریه مربوط به سیستم های بسیار پیچیده یا نظریه های اطلاعات رفت هر چه باشد هر سلول زنده به یک معنا عبارت است از سیستم های بسیار پیچیده ای که فعالیت اصلیش پردازش اطلاعات و باز تولید است

http://www.hawking.ir

ضد ماده ها

فیزیکدانان در هر گوشه ای از دنیا، از ماشین هایی با تکنولوژی پیشرفته جهت تولید ذراتی که ضدماده نامیده می شوند، استفاده می کنند. فیزیکدانان بر این باور هستند که ضدماده در واقع تصویر آینه ای ماده است و تمام دنیای امروز ما فقط از ذرات مادی تشکیل شده است. همانگونه که شما و تصویرتان در آینه کاملا یکسان هستید فقط با این تفاوت که جای چپ و راست عوض شده اند، یک ذره و پادذره اش هم یکسان هستند به استثنای اینکه بار الکتریکی مخالف هم دارند.

این تحقیق، به احتمال زیاد هیچ چیز موجود را تغییر نخواهد داد و مسلما هیچ شباهتی با کرمچاله (Wormhole) ندارد. کرمچاله می تواند این امکان را برای شما فراهم کند که در یک لحظه از یک قسمت جهان به قسمت دیگر منتقل شوید. با این حال این تحقیق می تواند به دانشمندان کمک کند تا منشأ و ترکیب جهان را بشناسند. البته ذرات ضدماده کاربرد علمی هم پیدا کرده اند به عنوان مثال در تجهیزات پزشکی که برای تصویربرداری از مغز جهت نشان دادن فعالیت ذهنی به کار می رود، ضدذرات نقش مهمی دارند. تا به حال عده کمی از مردم که اغلب آنها را هم فیزیکدانان تشکیل می دهند، توانسته اند ضدماده را مشاهده کنند.

ما بیشتر با ماده آشنا تر هستیم. آب، هوا، تلویزیون، هر آنچه که می بینیم، لمس می کنیم، می خوریم، می نوشیم و هوایی که تنفس می کنیم، همه از ذرات کوچکی که اتم نامیده می شوند، ساخته شده اند. خود اتم ها هم از ذرات به مراتب کوچکتری به نام الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده اند. الکترون ها بار الکتریکی منفی و پروتون ها بار الکتریکی مثبت دارند و نوترون ها هیچ بار الکتریکی ندارند. یک اتم معمولی از تعداد مساوی الکترون و پروتون تشکیل شده است اما تعداد نوترون ها لزوما با آنها برابر نیست. تعداد پروتون های یک اتم مشخص می کند، که نوع اتم چیست به عنوان مثال اتم هیدروژن یک پروتون و یک الکترون دارد و نوترون ندارد.

هر نوع از ذره یک پادذره هم دارد. آنتی پروتون درست مانند یک پروتون است با این تفاوت که بار الکتریکی منفی دارد. یک پوزیترون آنتی الکترون از همه لحاظ مانند الکترون است به استثنای اینکه بار الکتریکی مثبت دارد. هر گاه که پروتون و آنتی پروتون به هم برسند یا هنگامی که الکترون و پوزیترون با هم برخورد کنند، همدیگر را نابود می کنند و این نابودی منجر به تولید انرژی می شود.

رالف لاندائو فیزیکدان در سرن سوئیس می گوید: هنگامی که درباره ضدماده با همکارانم صحبت می کنم آنها خیلی در این باره هیجان زده نمی شوند و معمولا می پرسند که ضدذره جدید کدام است و چگونه رفتار می کند. اما هنگامی که با افرادی غیر از فیزیکدانان صحبت می کنم آنها با چشمانی خیره از تعجب نگاه می کنند و انگار با مسائلی کاملا غیر عادی مواجه شده اند. در آزمایشگاه سرن، لاندائو عضو گروهی است که ATHENA نامیده می شود. این گروه فیزیکدانان برای اولین بار موفق شدند پوزیترون و آنتی پروتون را به هم اتصال دهند. نتیجه این اتصال تولید اتم آنتی هیدروژن بود که همانا ساده ترین آنتی اتم است. اصول نظری ساخت ضد ماده بسیار ساده است اما در عمل تجهیزات لازم، بسیار پیشرفته و البته گران هستند. دانشمندان در سرن از یک نوع ماشین مخصوص، برای تولید ضد ماده استفاده می کنند. معمولا هنگامی که این پاد ذره ها ایجاد می شوند، انرژی زیادی دارند.

به همین خاطر در داخل ماشین، آنها را در تونل هایی دایره ای به حرکت درمی آورند. در بدو حرکت این پادذره ها در هر ثانیه یک میلیون دور در تونل حرکت می کنند اما با کمک میدان های الکتریکی و مغناطیسی سرعت آنها را کاهش می دهند و هنگامی که ضد ذره ها از حرکت باز ایستادند آنها را حفظ می کنند تا با ضدذره های دیگر ترکیب کنند و آنتی اتم به دست آورند. تا به حال آنتی هیدروژن اولین آنتی اتمی است که توسط انسان خلق شده است. تکه های ضد ماده ساخته شده توسط انسان می تواند پنجره ای رو به سوی لحظه های آغازین زمان باشد. لاندائو می گوید: یکی از بزرگ ترین اسرار جهان این است که هنوز مکانی که شامل ضد ماده باشد پیدا نشده است البته شاید شما هرگز درباره این موضوع شبی را با بی خوابی سپری نکرده باشید اما فیزیکدانان با این قضیه درگیر هستند. یک دلیل را برای لزوم اندیشیدن درباره ضد ماده بیان می کنیم.

بسیاری از فیزیکدانان بر این باور هستند که اگر جهان از انفجار بزرگ که Big Bang نامیده می شود، به وجود آمده است باید مقدار ماده و ضد ماده در جهان به یک اندازه تولید شده باشد. اما می دانیم که هر گاه ماده و ضد ماده با هم برخورد کنند همدیگر را خنثی می کنند و هر دو نابود می شوند. بنابراین می بایست طی اولین چند میلی ثانیه عمر جهان، پس از انفجار بزرگ این دو نوع ذره به هم می رسیدند و همدیگر را نابود می کردند. اما چنین نشده است شاید به این خاطر که در آغاز پیدایش جهان مقدار ماده اندکی بیشتر از ضدماده بوده است. لذا موقع برخورد این دو نوع ذره، تمام ضدماده نابود شده است و ماده باقی مانده، تمام جهان امروز را تشکیل داده است.

دانشمندان می خواهند دریابند که چه چیز باعث عدم تعادل ماده و ضدماده در ابتدای پیدایش جهان شده است. برای این منظور آنها آنتی اتم ها را مورد بررسی قرار می دهند و با اتم ها مقایسه می کنند و در جست وجوی تفاوتی ولو کوچک میان آنها هستند. این سئوالات بسیار مهم هستند زیرا اگر هیچ عدم تعادلی میان ماده و ضدماده نبود، ما در حال حاضر وجود نداشتیم. روند پروژه کند است البته به خاطر نارسایی تکنولوژی موجود. محققان ATHENA می توانند در هر ثانیه ۱۰۰ اتم آنتی هیدروژن بسازند. با این سرعت، ساخت یک گرم آنتی هیدروژن چندین میلیارد سال به طول می انجامد و این زمان بیشتر از عمر جهان است. از طرفی دیگر ذخیره ضدماده نیز بسیار دشوار است زیرا به محض آنکه ضدماده با ماده تماس پیدا کند نابود می شود.

محققان در این اندیشه هستند که چگونه آنتی اتم های بیشتری بسازند، آنها را به دام بیندازند و برای مدت طولانی نگه دارند. البته این احتمال هم وجود دارد که مقادیر بزرگی از ضدماده در مکان هایی دور دست در فضای بیرون به شکل ضدستاره یا ضدکهکشان وجود داشته باشد. اما کاوش های طولانی هنوز چیزی را نشان نداده است. اما لاندائو هنوز امید خود را در این باره از دست نداده است. این امکان هم وجود دارد که جهان های دیگری وجود داشته باشند که ما قادر به دیدن آنها نباشیم و در آنجا برتری با ضدماده باشد. اما اینکه چرا حداقل یک مورد شبیه آن جهان در این بخش از جهان ما وجود ندارد هنوز یک راز است.

http://www.hawking.ir

فلسفه فیزیک

بسیاری در جامعه ی علمی معتقدند که سفر زمانی به شدت نامحتمل است زیرا علیت، منطق زنجیره ی علت معلول، را نقض می کند. اگر تلاش کنید به گذشته بروید و خود (یا پدربزرگ تان) را بکشید چه روی می دهد؟

در میان شاخه های فلسفه، فلسفه ی فیزیک پرسش های فلسفی بنیادی را که در بنیان فیزیک جدید قرار دارند مطالعه می کند و به پژوهش درباره ی ماده و انرژی و این که چگونه با هم اندرکنش انجام می دهند، می پردازد. فلسفه ی فیزیک با تأمل درباره ی علیت، تعین (جبر) و ماهیت قانون فیزیکی آغاز می شود. سپس به سراغ مباحثی می رود که با موضوعات مهم در فیزیک معاصر مطرح شده اند: کیهان شناسی فیزیکی (فضا، زمان، مبدأ و سرنوشت نهایی عالم)، مبانی ترمودینامیک و مکانیک آماری (انرژی، کار، کاتورگی، اطلاعات) و مکانیک کوانتومی (تفسیرهای رقیب از آن، نتایج ضدشهودی آن).

قرن ها قبل، مطالعه ی علیت و ماهیت بنیادی فضا، زمان، ماده، و عالم بخشی از متافیزیک بود. امروزه، فلسفه ی فیزیک اساساً بخشی از فلسفه ی علم است.

● فلسفه ی فضا و زمان

▪ زمان

در بسیاری از فلسفه ها زمان را به مثابه ی تغییر تلقی می کنند.

زمان کمیتی است بنیادی (یعنی، کمیتی که نمی توان بر اساس کمیتی دیگر تعریف کرد، زیرا در حال حاضر ما چیزی را بنیادی تر از زمان نمی شناسیم). بنابراین زمان از طریق اندازه گیری تعریف می شود با فاصله ی زمانی استانده ی آن. در حال حاضر، مدت ۹.۱۹۲.۶۳۱.۷۷۰ نوسان گذار فوق ظریف اتم سزیم ۱۳۳ به مثابه ی فاصله ی زمانی استانده (موسوم به «ثانیه ی قراردادی» یا فقط «ثانیه») تعریف می شود (ایزو ۱ ۳۱). این که زمان دقیقاً «چیست» و چگونه عمل می کند از تعریف فوق حاصل می شود. در کنار تعریف فعلی از فضا (بر اساس طول) این تعریف از زمان موجب می شود که نسبیت خاص دقیقاً درست باشد. فیزیکدانان از نظریه برای پیش بینی طرز اندازه گیری زمان استفاده می کنند. سپس می توان زمان را به طور ریاضی با کمیت های بنیادی فضا و جرم ترکیب کرد تا مفاهیمی مانند سرعت، گشتاور، انرژی و میدان را به دست آورد.

هم نیوتن و هم گالیله مانند اغلب افراد تا قرن بیستم تصور می کردند که زمان برای همه در همه جا یکسان است. برداشت جدید ما از زمان بر نظریه ی نسبیت اینشتاین و جا گاه هرمان مینکووسکی استوار است که در آن آهنگ زمان در مکان های مختلف متفاوت است و فضا و زمان در جا گاه در هم می آمیزند. زمان ممکن است کوانتیده باشد و کوچک ترین زمان نظری ممکن، زمان پلانک است. نظریه ی نسبیت عام اینشتاین و جابجایی قرمز نور کهکشان های دوردستی که در حال دور شدن از ما هستند، نشان می دهد که کل عالم و احتمالاً خود جا گاه در حدود ۱۳.۷ میلیارد سال قبل در مهبانگ آغاز شده است. آیا عالم به پایان می رسد و چگونه؟، پرسش هایی است که هنوز به آن ها جواب قطعی داده نشده است.

▪ سفر زمانی

برخی از نظریه ها، و شایان ذکرتر از همه نسبیت خاص و عام، می گویند که هندسه های مناسب جا گاه یا انواع معینی از حرکت در فضا، ممکن است سفر زمانی به گذشته و آینده را ممکن سازند. مفاهیمی که چنین برداشتی را تقویت می کنند شامل منحنی زمان وار بسته می شوند.

نظریه ی نسبیت خاص (و، با تعمیم معنی، نسبیت عامِ) اینشتاین، انبساط زمانی ای را پیش بینی می کند که می توان آن را سفر زمانی تلقی کرد. نظریه می گوید که نسبت به ناظر ثابت، زمان ظاهراً کندتر حرکت می کند؛ با نزدیک شدن ساعت به سرعت نور، به نظر می رسد که حرکت عقربه های آن تقریباً متوقف می شود. اثرات این نوع انبساط زمانی در پارادکس مشهور دوقلوها بیشتر مورد بحث قرار گرفته است.

نوع دوم و مشابه سفر زمانی را نسبیت عام ممکن می سازد. در این نوع، ناظر دور می بیند که زمان ساعتی که در انتهای چاه گرانشی عمیقی قرار گرفته کندتر می گذرد و ساعتی که در چاه زمینی عمیقی فرو برده و بالا آورده می شود نشان می دهد که در مقایسه با ساعت ثابتی که همراه ناظر دور بوده، زمان کم تری گذشته است.

این اثرات تا حدی شبیه خواب زمستانی موجودات زنده است (که سرعت فرآیندهای شیمیایی را در موجود پایین می آورد) که تقریباً به طرزی نامعین حیات خود را به حال تعلیق در می آورند و به این ترتیب به «سفر زمانی» به آینده می روند اما هرگز به سفری به گذشته نمی روند. آن ها علیت را نقض نمی کنند. این از نوع سفر زمانی که در داستان های علمی بیان می شود نیست (که در آن علیت به طور ارادی نقض می شود)، و در مورد وجود آن هم چندان تردیدی نیست. از این پس در این مقاله مراد از «سفر زمانی» سفری است به گذشته یا آینده در زمان واقعی، با درجه ای از آزادی.

بسیاری در جامعه ی علمی معتقدند که سفر زمانی به شدت نامحتمل است زیرا علیت، منطق زنجیره ی علت معلول، را نقض می کند. اگر تلاش کنید به گذشته بروید و خود (یا پدربزرگ تان) را بکشید چه روی می دهد (که در مورد قتل پدربزرگ به پارادکس پدربزرگ منتهی می شود)؟ شواهد تجربی در مورد سفر زمانی هم وجود ندارد. زمانی استفن هاوکینگ گفت عدم حضور «جهانگردانی» از آینده برهانی است قوی بر علیه امکان سفر زمانی که روایتی از پاراداکس فرمی (Fermi Paradox) است که در آن مسافران زمان جای مسافران سیارات بیگانه را گرفته اند.

▪ فضا

جا گاه، بر اساس نسبیت عام، به وسیله ی جرم خمیده می شود که موجب انبساط زمان می گردد.

فضا یکی از چند کمیت بنیادی در فیزیک است یعنی آن را نمی توان از طریق کمیت های دیگر تعریف کرد زیرا در حال حاضر چیزی که بنیادی تر از آن باشد شناخته نشده است. به این ترتیب، مشابه کمیت های بنیادی دیگر (نظیر زمان و جرم) فضا نیز از طریق اندازه گیری تعریف می شود. در حال حاضر، فاصله ای که نور طی فاصله ی زمانی ۲۹۹۷۹۲۴۵۸/۱ ثانیه (دقیقاً) در خلاٌ طی می کند به عنوان فاصله ی استانده ی فضایی موسوم به متر استانده یا فقط متر تعریف می شود. این تعریف همراه با تعریف فعلی از زمان (بالا را ببینید) جا گاه ما را به فضای مینکووسکی (Minkowski) تغییر می دهد و موجب می گردد که نظریه ی نسبیت خاص طبق تعریف مطلقاً درست باشد.

در فیزیک کلاسیک، فضا، فضای اقلیدسی سه بعدی است که در آن هر وضعیتی را می توان با استفاده از سه مختصه توصیف کرد. نظریه های نسبیت خاص و عام به جای فضا از جا گاه استفاده می کنند؛ جا گاه چونان فضایی چهار بعدی مدل سازی می شود (که در آن محور زمان در نسبیت خاص موهومی و در نسبیت عام حقیقی است؛ در حال حاضر نظریه های بسیاری وجود دارد که از فضاهای بیش از چهار بعدی، اعم از حقیقی و مختلط، استفاده می کنند).

قبل از کار اینشتاین روی فیزیک نسبیتی، زمان و فضا را ابعاد مستقلی می دانستند. کار اینشتاین نشان داده است که به دلیل نسبیت حرکت، فضا و زمان را می توان به طور ریاضی در جا گاه متقارنی ترکیب کرد که در آن محور زمان (ضرب در ic) از محورهای فضا قابل تشخیص است(۱) . فواصل در فضا یا در زمان به طور جدا از هم در برابر تبدیل مختصات لورنتز ناوردا (invariant) نیستند، اما فواصل در جا گاه مینکووسکی ناوردا هستند.(امری که نام جا گاه را توجیه می کند).

● فلسفه ی مکانیک کوانتومی

مکانیک کوانتومی موجب بحث های زیادی در تفسیرهای فیزیکی شده است. با توسعه ی مکانیک کوانتومی، نظریه های آن به تدریج در تناقض با بسیاری از فلسفه های پذیرفته شده قرار گرفتند. اما، تمام پیش بینی های ریاضی آن با مشاهدات انطباق دارد.

در اغلب موارد، فلسفه های پذیرفته شده بر تجربه ی روزمره ی انسان معمولی مبتنی هستند که بسیار محدود است، زیرا شامل مشاهده ی سیستم های بسیار کوچک یا حرکت در سرعت های بسیار زیاد، یا آزمایش با انرژی های بالا، گرانش قوی و مانند آن ها نمی شود. هنگامی که نوبت به توصیف یا تبیین رفتار بسیاری از سیستم ها و اشیاء در طبیعت می رسد نمی توان بر «نظریه»های مبتنی بر عقل سلیم، «شهودها» یا «احساس ها» متکی بود.

● تعین

قرن هجدهم شاهد پیشرفت های زیادی در عرصه ی علم بود. پس از نیوتن، اغلب دانشمندان با این پیش فرض موافق بودند که عالم تحت حاکمیت قوانین محکم (طبیعی) قرار دارد که می توان آن ها را با مشاهده و تجربه ی علمی کشف و صورت بندی کرد. این موضع را تعین (یا جبر) می نامند. هر چند تعین پیش فرض بنیادی فیزیک پسانیوتنی بود، اما سریعاً فیلسوفان را با مسئله ای دشوار روبرو ساخت: اگر عالم و بنابراین کل جهان تحت حاکمیت قوانین محکم و جهان شمول قرار دارد، معنای این امر آن است که آدمیان نیز در اعمال خود تحت حاکمیت قوانین طبیعی قرار دارند. به عبارت دیگر، معنای این امر آن است که چیزی به نام اختیار انسانی وجود ندارد (به استثنای آن چه در همسازگرایی (compatibilism) تعریف می شود). برعکس، اگر پذیرفته شود که انسان ها دارای اختیار ( ِ اختیارگرایانه یا ناهمسازگرایانه) هستند، باید بپذیریم که جهان یکسره تحت حاکمیت قوانین طبیعی نیست. برخی ادعا کرده اند که اگر جهان یکسره تحت حاکمیت قوانین طبیعی نباشد، کار علم ناممکن می شود. اما ظهور مکانیک کوانتومی بدیلی دیگر برای امکان های اکیداً محدودی که در بالا به آن ها اشاره شد در اختیار متفکران قرار داد. باور به عالمی ممکن شد که قوانین جهانشمول را دنبال می کرد اما هرگز آینده ای از پیش تعیین شده نداشت.

● اصل نایقینی

اصل نایقینی را معمولاً با سناریوی گربه ی شرودینگر بیان می کنند که در آن گربه ای همراه با مخزن گاز سمی [و ماده ای رادیواکتیو] در جعبه ای قرار گرفته است؛ با واپاشی هر اتم رادیواکتیو مخزن گاز باز می شود. تا زمان باز شدن جعبه نمی توان حالت اتم رادیواکتیو را مشاهده کرد؛ بر اساس یکی از تفسیرهای مختلف در آن زمان گربه هم مرده است و هم زنده.

اصل نایقینی اصلی ریاضی است که از تعریف کوانتوم مکانیکی (quantum mechanical) عملگرهای گشتاور و وضعیت (یعنی عدم جابجاپذیری میان آن ها) حاصل می شود و رفتار عالم را در مقیاس های اتمی و زیراتمی تبیین می کند.

اصل نایقینی در پاسخ به این پرسش مطرح شد: اگر الکترون موج است، موقعیت الکترون حول هسته چگونه اندازه گیری می شود؟ هنگامی که مکانیک کوانتومی توسعه یافت، آن را رابطه ای میان توصیفات کلاسیکی و کوانتومی سیستم با استفاده از مکانیک موجی می دانستند.

در مارس ۱۹۲۶ ورنر هایزنبرگ که در انستیتوی نیلز بوهر کار می کرد اصل نایقینی را صورت بندی کرد و به این ترتیب آن چه را که به نام تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی شناخته شد، بنیان گذاشت. هایزنبرگ مقالات پل (Paul Dirac) دیراک و جردن (Jordan) را مطالعه می کرد. هایزنبرگ مسئله ای را در اندازه گیری متغیرهای بنیادی در معادلات کشف کرد. تحلیل او نشان داد که اگر کسی تلاش کند هم زمان وضعیت و گشتاور ذره ای را اندازه گیری کند همیشه نایقینی ها یا عدم دقت هایی وجود دارد. هایزنبرگ نتیجه گرفت که این نایقینی ها یا عدم دقت ها در اندازه گیری از جانب آزمایشگر نیست، بلکه خصلتی بنیادی دارد و ذاتیِ ویژگی های ریاضی عملگرها در مکانیک کوانتومی است که از تعریف این عملگرها ناشی می شود.

اغلب منتقدانی که به سرنوشت و تعین معتقد بودند و ویژگی های رایج نظریه های بوهر هایزنبرگ را یک تهدید تلقی می کردند اغلب از عبارت تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی به جای و به مثابه ی مترادفی برای اصل نایقینی هایزنبرگ استفاده می کردند. در درون تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی که به طور وسیع اما نه عموماً پذیرفته شده (یعنی اینشتاین یا فیزیکدانان دیگری مانند آلفرد لانده (Alfred Lande) آن را نپذیرفتند)، اصل نایقینی را به معنای آن می گیرند که در سطحی بنیادی، جهان فیزیکی نه به شکلی تعین گرایانه بلکه به صورت مجموعه ای از احتمالات وجود دارد؛ یا مثلاً الگوی توزیع احتمال را که به وسیله ی میلیون ها فوتون ایجاد می شود که از میان شکاف پراش (Diffraction slit) می گذرند می توان با استفاده از مکانیک کوانتومی محاسبه کرد، اما مسیر دقیق هر فوتون را با هیچ روش شناخته شده ای نمی توان پیش بینی کرد. تفسیر کپنهاگی بر آن است که چنین مسیری را با هیچ روشی، حتی با اندازه گیری هایی که از لحاظ نظری بی نهایت دقیق هستند، نمی توان پیش بینی کرد.

اگر کسی بیشتر به سوی تفسیر مستقیم برود که بر اساس آن فیزیک کلاسیکی و زبان عادی فقط تقریب هایی به واقعیت کاملاً کوانتومی هستند، آن گاه به این تقریب ها احتمال هایی نسبت داده می شود و دیگر بنیادی نیستند. معادلات مکانیک کوانتومی، خود، حالت کوانتومی هر سیستم منزوی را به طور یگانه مشخص می سازند.

● مکملیت

اندیشه ی مکملیت (complementarity) در مکانیک کوانتومی از اهمیت اساسی برخوردار است. مکملیت حاکی از آن است که نور می تواند هم ذره ای و هم موجی باشد. هنگامی که آزمایش دو شکاف انجام شد، نور در مواردی به مثابه ی موج و در برخی موارد مثل ذره عمل می کرد. فیزیکدانان نظریه ی قانع کننده ای برای توضیح این امر نداشتند تا نیلز بوهر و مکملیت از راه رسیدند. مکانیک کوانتومی اجازه می دهد تا چیزهایی که از نظر شهودی کاملاً متضاد یکدیگر هستند بدون مشکل [با هم] وجود داشته باشند.

● نظر اینشتاین درباره ی اهمیت فلسفه ی فیزیک

اینشتاین به نتایج فلسفی کار خود بسیار علاقمند بود؛ دو نقل قول زیر برخی از دلایل این احساس وی را روشن می سازند.

«من درباره ی اهمیت و ارزش آموزشی روش شناسی و تاریخ و فلسفه ی علم کاملاً موافقم. امروزه افراد زیادی و حتی بسیاری از دانشمندان متخصص به نظر من مانند کسانی هستند که هزاران درخت را دیده اند اما هرگز جنگل را ندیده اند. آگاهی از زمینه ی تاریخی و فلسفی، به دانشمند آن نوع استقلال از پیشداوری های نسلی را می دهد که اغلب دانشمندان به آن دچارند. این استقلال رأی که با بصیرت فلسفی ایجاد می شود از نظر من نشانه ی تمایز میان صنعتگر یا متخصص صرف و جوینده ی راستین حقیقت است» نامه ی اینشتاین به رابرت ا. تورنتون Robert A. Thornton)، ۷ دسامبر ۱۹۴۴؛ EA ۶۱ ۵۷۴).

«چگونه می شود که دانشمند مستعد علوم طبیعی خود را به معرفت شناسی مشغول می سازد؟ ایا کار ارزشمند دیگری در حوزه ی تخصص او وجود ندارد؟ من از بسیاری از همکاران خود می شنوم که می گویند چنین احساسی دارند و من این امر را در بسیاری دیگر احساس می کنم. من نمی توانم در چنین حسی سهیم باشم … مفاهیمی که مفید بودن شان در مسائل عادی اثبات شده است چنان اقتداری بر ما پیدا می کنند که ما مبادی زمینی آن ها را فراموش می کنیم و آن ها را به مثابه ی مفروضاتی تغییرناپذیر می پذیریم. به این ترتیب، آن ها را «ضرورت های تفکر»، «مفروضات پیشینی» و مانند آن ها می نامند.

چنین خطاهایی اغلب به مدتی طولانی مسیر پیشرفت علمی را مسدود کرده اند. به همین دلیل، اگر در تحلیل مفاهیمی که مدت ها معمول بوده اند و نمایش آن شرایطی که وجاهت و فایده مندی آن ها به آن شرایط بستگی دارد و این که هر یک از آن ها چگونه از مفروضات تجربی سر می زنند، تجربه پیدا کنیم این تلاش به هیچ روی کاری بیهوده نخواهد بود. با این کار، اقتدار بسیار جدی آن ها از میان خواهد رفت» (اینشتاین، ۱۹۱۶، «اعلامیه ی یادبود ارنست ماخ»، Physikalische Zeitschrift ۱۷: ۱۰۱ ۰۲).

انجراف فضا از دیدگاه هاوکینگز

متن زیر ترجمه مقاله‌ای است از پروفسور هاوکینگ :
پس از سال 1985 کم کم مشخص شد که تئورى تار (ریسمان) تصویر کاملى نیست. اول آن که مشخص شد که تارها فقط یک عضو از دسته وسیعى از موضوعاتى هستند که مى‌توان آنها را به بیش از یک بعد گسترش داد. پال تونسند که همانند من یکى از اعضاى بخش ریاضى کاربردى و فیزیک نظرى در کمبریج است و بسیارى از پژوهش‌هاى بنیادى این حوزه را انجام داده است، نام پ-برین را براى آنها برگزیده است. هر پ-برین در جهت داراى طول است. بنابراین یک برین با تار است و برین با یک سطح یا غشا و به همین ترتیب تا آخر. به نظر مى‌رسد که هیچ دلیلى وجود ندارد که تارهاى با را بر سایر مقدارهاى ممکن ترجیح دهیم. در عوض باید اصل موکراسى را بپذیریم: تمام تارها به طور برابر ایجاد شده‌اند.
تمام تارها را مى‌توان به عنوان راه حل‌هایى براى معادلات نظریه‌هاى ابرگرانش در 10 یا 11 بعد در نظر گرفت. هر چند که ابعاد 10 گانه یا 11 گانه با فضا زمانى که درک مى‌کنیم، چندان شباهتى ندارد؛ اما در توجیه این نکته گفته مى‌شود که 6 یا 7 بعد دیگر چنان پیچ خورده و کوچک شده‌اند که متوجه وجود آنها نمى‌شویم و فقط 3 بعد باقیمانده را که بزرگ و تقریباً مسطح هستند، درک مى‌کنیم.
لازم است یادآور شوم که شخصاً از پذیرفتن ابعاد بالاتر چندان خرسند نبوده‌ام. اما از آنجا که اثبات‌گرا هستم، پرسش «آیا ابعاد بالاتر واقعاً وجود دارند؟» بى‌معنى است. فقط مى‌توان پرسید آیا مدل‌هاى ریاضیاتى با ابعاد بالاتر توصیف مناسبى از جهان ارائه مى‌دهد یا خیر. ما تاکنون مشاهداتى نداشتیم که براى تفسیر آنها به وجود ابعاد بالاتر نیازى باشد. با این همه این احتمال وجود دارد که این ابعاد را در برخورد دهنده بزرگ هادرون که در ژنو قرار دارد، مشاهده کنیم. اما آنچه که بسیارى از افراد و از جمله مرا متقاعد ساخته است که مدل‌هاى با ابعاد بالاتر را جدى تلقى کنند، آن است که شبکه‌اى از ارتباط‌هاى غیرمنتظره که دوگانگى نامیده مى‌شود، در این مدل‌ها وجود دارد. این دوگانگى‌ها نشان مى‌دهد که مدل‌ها اصولاً معادل یکدیگرند، به عبارت دیگر این مدل‌ها جنبه‌هاى مختلف یک نظریه بنیادى هستند، که نظریه ام-تئوری نام گرفته است.
اگر وجود این شبکه از دو گانگى‌ها را نشانه‌اى از حرکت در مسیر صحیح ندانیم، تقریباً مثل آن است که فکر کنیم خداوند فسیل ها را در صخره‌ها قرار داده است تا داروین در مورد تکامل حیات گمراه شود. این دوگانگى‌ها نشان مى‌دهد که 5 نظریه ابرتار مبانى فیزیکى یکسانى را بیان مى‌کند و از لحاظ فیزیکى معادل ابرگرانش است. نمى‌توان گفت که ابر تارها بنیادى‌تر از گرانش است یا برعکس، ابر گرانش بنیادى‌تر از ابرتار. بلکه این نظریه‌ها بیان‌هاى متفاوتى از یک نظریه بنیادى است که هرکدام از آنها براى محاسبه در موقعیت‌هاى مختلف مفید واقع مى‌شوند. نظریه‌هاى تار براى محاسبه حوادثى که هنگام برخورد چند ذره با انرژى بالا و تفرق آنها روى مى‌دهد، مناسب است زیرا فاقد بى‌نهایت‌ها است. با این همه این نظریه براى توصیف چگونگى تابدار شدن جهان به وسیله انرژى تعداد زیادى ذره یا تشکیل حالت محدود مثل سیاهچاله فایده چندانى ندارد. براى چنین وضعیت‌هایى به ابر گرانش نیاز است که اصولاً از نظریه فضا زمان خمیده اینشتین همراه با بعضى موضوع‌هاى دیگر تشکیل شده است. این تصویرى از عمده مطالبى است که پس از این در مورد آنها صحبت خواهم کرد.
مناسب است براى تشریح اینکه چگونه تئورى کوآنتوم به زمان و فضا شکل مى‌دهد، ایده زمان موهومى را بیان کنیم. شاید به نظر برسد زمان موهومى برگرفته از داستان‌هاى علمى تخیلى باشد، اما زمان موهومى در ریاضیات مفهومى کاملاً تعریف شده است: زمان موهومى زمانى است که با اعداد موهومى سنجش مى‌شود. مى‌توان اعداد حقیقى معمولى همانند 1، 2، 5/3- و غیره را به صورت مکانشان روى خطى که از چپ به راست امتداد دارد در نظر گرفت: صفر در وسط خط، اعداد حقیقى مثبت در سمت راست و اعداد منفى حقیقى در سمت چپ قرار دارند.
اعداد موهومى را مى‌توان به صورت مکانشان روى خط عمود در نظر گرفت: صفر باز هم در وسط خط قرار دارد، اعداد موهومى مثبت رو به بالا و اعداد موهومى منفى رو به پایین ترسیم مى‌شود. بنابراین اعداد موهومى را مى‌توان به صورت نوع جدیدى از اعداد، عمود بر اعداد حقیقى معمولى در نظر گرفت. از آنجایى که این اعداد ساختارى ریاضیاتى هستند لازم نیست که به طور فیزیکى تحقق یابند، هیچکس نمى‌تواند به تعداد عدد موهومى پرتقال داشته باشد یا صاحب یک کارت اعتبارى با صورت حساب اعداد موهومى باشد.
ممکن است کسى فکر کند که این گفته‌ها به این معنى است که اعداد موهومى فقط یک بازى ریاضى است که با دنیاى واقعى کارى ندارد. با این همه از دیدگاه فلسفه اثبات‌گرا نمى‌توان تعیین کرد که چه چیزى واقعى است. تنها کارى که مى‌توانیم انجام دهیم این است که دریابیم کدام مدل‌هاى ریاضى جهانى را که در آن زندگى مى‌کنیم، توصیف مى‌کند. معلوم مى‌شود که مدل ریاضیاتى شامل زمان موهومى نه تنها آثارى را که پیش از این مشاهده کردیم، پیش گویى مى‌کند، بلکه آثارى را پیش گویى مى‌کند که تاکنون نتوانسته‌ایم اندازه گیرى کنیم، ولى به دلایل دیگر، آنها را باور داشتیم. پس چه چیز واقعى و چه چیز موهومى است؟ آیا این دو فقط در ذهن ما متمایز از یکدیگرند؟
نظریه نسبیت عام کلاسیک (یعنى غیر کوآنتومى) اینشتین زمان واقعى را با سه بعد دیگر فضا ادغام مى کند تا فضا زمان چهار بعدى را به وجود آورد. اما جهت زمان واقعى با سه جهت دیگر زمان تفاوت داشت؛ خط جهانى یا تاریخ یک ناظر در زمان واقعى همیشه افزایش مى‌یابد (به عبارت دیگر زمان همیشه از گذشته به سوى آینده حرکت مى‌کند.) ولى سه بعد دیگر فضا هم مى‌توانند کاهش یابند و هم افزایش به عبارت دیگر مى‌توان در فضا تغییر جهت داد اما نمى‌توان در خلاف جهت زمان حرکت کرد.
از طرف دیگر، از آنجایى که زمان موهومى عمود بر زمان واقعى است، همانند جهت فضایى چهارم رفتار مى‌کند و بنابراین زمان موهومى مى‌تواند شامل احتمال‌هایى بیش از مسیر راه آهن زمان واقعى باشد که داراى آغاز و پایان است یا روى یک مسیر بسته حرکت مى‌کند. با توجه به این مفهوم موهومى است که مى‌گوییم زمان داراى شکل است.
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
این هم یک متن یک خبر در این باره :
آیا زمین در یک چاله فضا-زمان واقع شده است؟
به زودی جواب را به دست خواهیم آورد: آزمایش فیزیکی مشترکی بین سازمان فضایی آمریکا(ناسا) و دانشگاه استنفورد ، به نام "گرانش کاو B" اخیرا به نخستین نتایج رسیده است. اکنون اولین سال جمع‌آوری اطلاعات این ماهواره در مدار زمین به پایان رسیده است. نتایج‌، که تجزیه و تحلیل آنها یک سال دیگر طول خواهد کشید، شکل انحنای فضا-زمان را در نزدیکی زمین مشخص خواهد کرد.
زمان و فضا –بر طبق نظریه نسبیت اینشتین –به یکدیگر بافته شده اند و ساختار تار و پودی چهاربعدی به نام فضا-زمان را به وجود آورده اند.جرم قابل توجه زمین ، این ساختار را به شکل یک گودی در می آورد.مانند شخص سنگینی که وسط یک تشک بادی نشسته باشد (هر چند که چنین خمیدگیهای فضا-زمان را اغلب در محیط اطراف اجرام بسیار پر جرم تر و فشرده تری مانند سیاهچاله ها، ستاره های نوترونی، و کوتوله های سفید سراغ داریم اما اگر با دقت کافی محیط اطراف اجرام بسیار کم جرم تری مانند زمین را نیز بررسی کنیم خمیدگی فضا-زمان ناشی از جرم زمین را می توانیم بیابیم).
بر طبق نظریه نسبیت عام اینشتین ، حرکت اجسام در ساختار تار و پودی فضا-زمان صورت می گیرد. یعنی جسم در حال حرکت تابع شکل فضا-زمانی است که در آن واقع شده است. بر اساس این نظریه، گرانش باعث تغییر شکل ساختار فضا-زمان می شود و در نتیجه حرکت جسم نیز بر اثر میدان گرانشی تغییر می کند. می توان گفت که به زبان اینشتین گرانش در اصل حرکت اجسام در مسیر خمیدگی ساختار فضا-زمان در اطراف جسم پرجرم است. یعنی وقتی زمین ر مداری به دور خورشید در گردش است از دید نسبیتی به دلیل انحنای فضا-زمان اطراف خورشید در این مسیر هدایت می شود.
اگر زمین ثابت بود، ضرورتی برای انجام این کاوش نبود، ولی از آنجا که زمین به دور خود حرکت دورانی دارد ، این خمیدگی نیز باید همراه با زمین بچرخد.زمین با پیچ و تاب دادن ساختار فضا-زمان به دور خود به آرامی آن را به صورت یک ساختار چرخشی 4 بعدی در می آورد.این همان چیزی است که ماهواره گرانش کاو یا GP-B برای آزمایش آن به فضا فرستاده شده است.
این آزمایش براساس فکر بسیار ساده ای انجام می شود: یک ژیروسکوپ (گردش نما) در حال چرخش در مداری در نزدیکی زمین قرار می دهند ، در حالی که محور چرخش آن به سمت یک ستاره بسیار دور -در نقش یک مرجع ثابت و بدون حرکت- نشانه رفته است. بدون وجود نیروهای خارجی، محور ژیروسکوپ باید تا ابد به سمت همان ستاره ثابت بماند.ولی چون فضا-زمان در نزدیکی زمین خمیده است، جهت محور ژیروسکوپ به مرور زمان تغییر می کند.با اندازه گیری بسیار دقیق تغییرات جهت محور ژیروسکوپ نسبت به ستاره، می توان میزان خمیدگی فضا-زمان را در نزدیکی زمین اندازه گرفت.
اما در عمل این آزمایش بسیار دشوار است:
4 ژیروسکوپی که در GP-B کار گذاشته شده اند، کامل ترین کره هایی هستند که تا به حال به دست بشر ساخته شده اند.این کره ها که هر کدام به اندازه یک توپ پینگ پونگ اند (به قطر حدود 4 سانتی متر)، از جنس سیلیکون و کوارتز هستند. هیچ گاه اختلاف آنها با یک کره کامل بیش از 40 لایه اتمی نیست. اگر ژیروسکوپ ها کاملا کروی نبودند، محور چرخش آنها حتی بدون اثرات نسبیتی ‌، حرکت می کرد.
بر طبق محاسبات فضا-زمان انحنا پیدا کرده در نزدیکی زمین باعث می شود تا محور ژیروسکوپ در طول یک سال به اندازه ی 041/0 ثانیه قوس جابه جا شود. یک ثانیه قوس 3600/1 یک درجه است. برای اندازه گیری دقیق این زاویه، GP-B به دقت سنجش فوق العاده 0005/0 ثانیه قوس نیاز دارد.این عمل مانند آن است که بخواهیم قطر یک ورق کاغذ را از فاصله‌ی 150 کیلومتری اندازه بگیریم.
محققان GP-B فناوری های کاملا جدیدی را برای این اندازه گیری اختراع کرده اند. آنان ماهواره گرانش کاو را کاملا “بدون لرزش” ساخته اند تا در هنگام حرکت ماهواره در لایه های بالایی جو به ژیروسکوپ ها لرزشی وارد نشود. آنها دریافتند که چگونه از نفوذ میدان مغناطیسی زمین به داخل فضاپیما جلوگیری کنند و همچنین دستگاهی را برای اندازه گیری چرخش ژیروسکوپ ، بدون تماس با آن، اختراع کردند.
فرانسیس اوریت ، استاد فیزیک دانشگاه استنفورد و محقق اصلی پروژه GP-B می گوید: “در جریان انجام آزمایش هیچ حادثه غافلگیر کننده ای اتفاق نیفتاده است.” اکنون که مرحله جمع آوری اطلاعات پایان یافته است ، او می گوید : “دانشمندان GP-B با اشتیاق و علاقه بیشتری به کار خود ادامه می دهند و کار سخت پیش روی خود را نادیده نمی گیرند.”
در مرحله بعدی آنها باید اطلاعات گرفته شده را به طور دقیق و کامل بررسی کنند.اوریت توضیح می دهد که دانشمندان GP-B این کار را در سه مرحله انجام می دهند: در مرحله اول آنان اطلاعات را به صورت روز به روز بررسی می کنند تا بی نظمی های موجود در آنها را بیابند. سپس اطلاعات را به صورت ماه به ماه در می آورند و در نهایت آنها را به صورت یک مجموعه کامل به دست آمده در طول یک سال، تحلیل می کنند. بدین ترتیب دانشمندان ایرادات موجود در اطلاعات را ، که از طریق یک روش تجزیه و تحلیل ساده نمی توان پیدا کرد، می یابند.
نهایتا دانشمندان از سراسر دنیا نتایج را به دقت بررسی می کنند.اوریت می گوید: “بدین طریق به سخت ترین منتقدان، اجازه شرکت در این پروژه داده می شود.” اگر GP-B بتواند به طور دقیق چاله فضا-زمانی را که انتظار می رود مشخص کند، بدین معنی است که بر اساس باور عمومی فیزیکدانان نظریه اینشتین حقیقت داشته است ولی اگر این گونه نشود، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ شاید ایرادی در نظریه نسبیت عام اینشتین یافته شود. اختلاف کوچکی که ظهور انقلابی بزرگ را در فیزیک عصر جدید اعلام خواهد کرد. برگرفته از سایت

منبع: سایت فیزیک هوپا

سفر در زمان ( نظریات موجود)

سفر در زمان چطور انجام میشود؟ یکی از جالبترین افکار بشر، ایده جابجایی در بعد زمان است. البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را میخوانید، زمان در حول و حوش و به پیش میرود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل میشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ میشویم و میمیریم. پس زمان در جریان است. آلبرت اینشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگه شیئی به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت میگیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک بشود جرم نسبی ان به بینهایت میل میکند لذا نمیشود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یه روز این مشکل هم حل شود. بر خلاف نویسنده ها و خیالپردازها که فکر میکنند سفر در زمان باید با یک ماشین انجام شور، دانشمندان بر این عقیده هستند که اینکار به کمک یک پدیده طبیعی صورت میگیرد. در این خصوص سه پدیده مد نظر است: سیاهچاله های دوار، کرم چاله ها و ریسمانهای کیهانی.

سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از ان فرار کند. اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یه نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در انجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یه نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برا همین ته قیف یه قاعده داره که به شکل حلقه اس. مثل یک قیف واقعی است که تهش باز است. همین نوع سیاهچاله است که میتواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله میرسد که درست عکس ان عمل میکند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب میکند. از همین جاست که میتوانیم پا به زمانها و جهان های دیگر بگذاریم.

 کرم چاله : یک سکوی دیگر گذر از زمان است که میتواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته اند و میکشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد میشود. اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله ای که ان توپ ایجاد کرده است میرود. این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میکنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگه فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یه محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین ان خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرد، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد میکنند میتواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل میگویند کرم چاله. این امید است که یک کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشئ. در اصل میشود گفت کرم چاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یه سفیدچاله است و میتواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب میتواند ما را در زمان جابجا کند. آخرین راه سفر در زمان ریسمانهای کیهانی است. طبق این نظریه یک سری رشته هایی به ضخامت یه اتم در فضا وجود دارند که کل جهان را پوشش میدهند و تحت فشار خیلی زیادی هستند. اینها هم یه نیروی جاذبه خیلی قوی دارند که هر جسمی را سرعت میدهند و چون مرزهای فضا زمان را مغشوش میکند لذا میشود از انها برای گذر از زمان استفاده کرد.

انفجار بزرگ ( بیگ بنگ)

 

پیدایش کائنات براى انسان یک نادانسته بود و بشر مى خواست بداند که این پیدایش از کجا شروع شد.آیا به صورت یکنواخت بوده و همین گونه نیز ادامه دارد یا نه؟ چنان که برخى اعتقاد داشته اند که کائنات همین ساختار را داشته و بدون تغییر باقى مى ماند. خب نتیجه اینکه نظریه هاى مختلفى در این رابطه وجود داشت و نظریه پردازیهاى زیادى مى شد. یکى از این نظریه ها که حدود سى و هفت یا سى و هشت سال قبل ارائه شد بیگ بنگ یاهمان انفجار بزرگ نام داشت که توانست به خیلى از ابهامات پاسخ بدهد. این نظریه، آغاز کائنات را از یک هسته اتم در فضا و زمان صفر مى داند زیرا آن هنگام هنوز فضا وزمان آغاز نشده بود. تصور بکنید که تمام کائنات در یک هسته اتم یاحتى کوچکتر از آن جاى داشت و در یک لحظه این فضا و زمان آغاز مى شود یعنى اینکه یک انفجار بزرگ که حاصل گرانش شدید ناشى از فشردگى بوده، شروع شد.

این واقعه بین سیزده تا پانزده میلیارد سال پیش رخ داده است، درحقیقت این حادثه از آن نقطه صفر شروع مى شود. قابل ذکر است که باوجودچنین فشردگى اى طبیعتاً دماى بسیار زیادى در لحظه کمى قبل از انفجار بزرگ حاکم بوده است. هنگامى که فضا وزمان شروع به بزرگ و باز شدن کرد، دما مدام رو به کاهش بوده به طورى که تخمین زده مى شود وقتى فقط یک ثانیه ازتشکیل کائنات مى گذشته است ده میلیارد کلوین نزول دما داشته ایم.

انبساط جهان به قدرى شدید رخ داده است که از اندازه کوچکتر از یک هسته اتم در یک لحظه به اندازه کره زمین بزرگ مى شده، یعنى انبساط و تورم بعد از بیگ بنگ شروع شده بود اما هنوز کهکشانها به وجودنیامده بودند. نور آغاز کائنات بود سپس بعداز نور، ماده ایجاد شد و شاید بعد از دو میلیارد سال از انفجار بزرگ کهکشانها شکل گرفتند و خورشید ما یکى از ذرات کوچک آنهاست.

کهکشانها چگونه و چه زمانى شکل گرفتند؟

کهکشانى که ما در آن هستیم (کهکشان راه شیرى) حدود ده میلیارد سال پیش به وجود آمده است البته اگر قبول کنیم که بیک بنگ سیزده میلیاردسال پیش رخ داده است.

اما کهکشانها انواع مختلفى دارند که عبارت است از: نامنظم، بیضوى و مارپیچى. ازمواد اطراف کهکشانها که باقى مانده بودند بازوهاى کهکشانى شکل گرفتند اما چون فشردگى مواد را در آن قسمت فضا داشتیم ونیز کهکشانهاى شکل گرفته بسیار نزدیک به هم بودند طبیعتاً برخوردها هم زیاد بوده است یعنى دوکهکشان با هم ادغام شده و یک کهکشان بزرگتر تشکیل مى دادند یا سبب ساز بازوهاى کهکشانى بزرگتر مى شدند. این اثرات در بحث انتقال به سمت قرمز یا رد شیفت مى گنجند.

این انفجار چقدر طول کشید؟

براى لحظه انفجار بزرگ عدد ده به توان منفى چهل و سه را در نظر مى گیرند و بعد از آن لحظه، حادثه شروع مى شود که حتى هنوز به هزارم ثانیه نرسیده، تغییرات در حال رخ دادن بوده است.

عالم در ابتدا چگونه به نظر می آمد؟

آشکار است برای آگاهی از چگونگی اولین ثانیه ها و یا بهتر بگوییم اولین اجزای ثانیه های پس از انفجار اولیه نباید از ستاره شناسان پرسید بلکه در این مورد باید به فیزیکدان های متخصص در امر فیزیک ذره ای مراجعه کرد که در مورد تشعشعات و ماده در شرایط کاملا سخت و غیر عادی تحقیق می کنند و تجربه می کنند. تاریخ کیهان معمولا به 8 مقطع کاملا متفاوت و غیر مساوی تقسیم می شود :

مرحله اول - صفر تا 43- 10 ثانیه

این مساله هنوز برایمان کاملا روشن نیست که در این اولین اجزای ثانیه ها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشینی شد که کیهان باید بعدا از آن ایجاد گردد . هیچ معادله و یا فرمول های اندازه گیری برای درجه حرارت بسیار بالا و غیر قابل تصوری که در این زمان حاکم بود در دست نمی باشد.

مرحله دوم- 43- 10 تا 32- 10 ثانیه

اولین سنگ بناهای ماده مثلا کوارک ها و الکترون ها و پاد ذره های آنها از برخورد پرتوها با یکدیگر به وجود می آیند. قسمتی از این سنگ بناها دوباره با یکدیگر برخورد می کنند و به صورت تشعشع فرو می پاشند. در لحظه های بسیار بسیار اولیه ذرات فوق سنگین - نیز می توانسته اند به وجود آمده باشند. این ذرات دارای این ویژگی هستند که هنگام فروپاشی ماده بیشتری نسبت به ضد ماده و مثلا کوارک های بیشتری نسبت به آنتی کوارک ها ایجاد می کنند. ذرات که فقط در همان اولین اجزای بسیار کوچک ثانیه ها وجود داشتند برای ما میراث مهمی به جا گذاردند که عبارت بود از : افزونی ماده در برابر ضد ماده

مرحله سوم- از 32- 10 ثانیه تا 6- 10 ثانیه

کیهان از مخلوطی از کوارک ها - لپتون ها - فوتون ها و سایر ذرات دیگر تشکیل شده که متقابلا به ایجاد و انهدام یکدیگر مشغول بوده و ضمنا خیلی سریع در حال از دست دادن حرارت هستند

مرحله چهارم- از 6- 10 ثانیه تا 3- 10ثانیه

تقریبا تمام کوارک ها و ضد کوارک ها به صورت پرتو ذره ها به انرژی تبدیل می شوند. کوارک های جدید دیگر نمی توانند در درجه حرارت های رو به کاهش به وجود آیند ولی از آن جایی که کوارک های بیشتری نسبت به ضد کوارک ها وجود دارند برخی از کوارک ها برای خود جفتی پیدا نکرده و به صورت اضافه باقی می مانند. هر 3 کوارک با یکدیگر یک پروتون با یک نوترون می سازند. سنگ بناهای هسته اتم های آینده اکنون ایجاد شده اند.

مرحله پنجم - از 3- 10 ثانیه تا 100 ثانیه

الکترون ها و ضد الکترون ها در برخورد با یکدیگر به اشعه تبدیل می شوند. تعدادی الکترون باقی می ماند زیرا که ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود دارد. این الکترون ها بعدا مدارهای اتمی را می سازند

مرحله ششم - از 100 ثانیه تا 30 دقیقه

در درجه حرارت هایی که امروزه می توان در مرکز ستارگان یافت اولین هسته های اتم های سبک و به ویژه هسته های بسیار پایدار هلیم در اثر همجوشی هسته ای ساخته می شوند. هسته اتم های سنگین از قبیل اتم آهن یا کربن در این مرحله هنوز ایجاد نمی شوند. در آغاز خلقت عملا فقط دو عنصر بنیادی که از همه سبکتر بودند وجود داشتند : هلیم و هیدروژن

مرحله هفتم - از 30 دقیقه تا 1 میلیون سال پس از خلقت

پس از گذشت حدود 300000 سال گوی آتشین آنقدر حرارت از دست داده که هسته اتم ها و الکترون ها می توانند در درجه حرارتی در حدود 3000 درجه سانتی گراد به یکدیگر بپیوندند و بدون اینکه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشکیل دهند . در نتیجه آن مخلوط ذره ای که قبلا نامرئی بود اکنون قابل دیدن می شود.

مرحله هشتم - از یک میلیون سال پس از خلقت تا امروز

از ابرهای هیدروژنی دستگاههای راه شیری ستارگان و سیارات به وجود می ایند. در داخل ستارگان هسته اتم های سنگین از قبیل اکسیژن و آهن تولید می شوند. که بعد ها در انفجارات ستاره ای آزاد می گردند و برای ساخت ستارگان و سیارات و حیات جدید به کار می ایند.

عناصر اصلی حیات زمینی چه زمانی پدیدار شد؟

برای زمین با توجه به گوناگونی حیات که در آن وجود دارد 3 چیز از اهمیت خاصی برخوردار بوده است:

از همان ابتدای خلقت همیشه ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراین همواره ماده برای ما باقی می ماند.

در مرحله ششم هیدروژن به وجود آمد این ماده که سبک ترین عنصر شیمیایی می باشد سنگ بنای اصلی کهکشانه ها و سیارات می باشد. هیدروژن همچنین سنگ بنای اصلی موجودات زنده ای است که بعدا روی زمین به وجود آمدند و احتمالا روی میلیاردها سیاره دیگر نیز وجود دارند. در مرکز ستارگان اولیه هسته اتم های سنگین از قبیل اکسیژن و یا کربن یعنی سنگ بناهای اصلی لازم و ضروری برای زندگی و حیات بوجود آمدند.

آیا عالم همواره در حال انبساط خواهد بود؟

جنبش انبساطی یا به عبارت دیگر از همدیگر دور شدن کهکشانه ها به هر حال رو به کند شدن است. زیرا جزایر جهانی متعدد در واقع به سمت یکدیگر جذب می شوند و در نتیجه حرکت انبساطی آن ها کند تر می شود. اکنون پرسش فقط این است که آیا زمانی تمام این حرکت ها متوقف خواهد گردید و این عالم در هم فرو خواهد پاشید؟ این مساله بستگی به تراکم ماده در جهان هستی دارد. هر چه این تراکم بیشتر باشد نیرو های جاذبه بین کهکشانه ها و سایر اجزای گیتی بیشتر بوده و به همان نسبت حرکت آن ها با شدت بیشتری متوقف خواهد شد. در حال حاضر چنین به نظر می رسد که تراکم جرم بسیار کمتر از آن است که زمانی عالم در حال انبساط را به توقف در آورد. به هر حال این امکان وجود دارد که هنوز جرم های بسیار بزرگ ناشناخته ای از قبیل ( سیاهچاله های اسرار آمیز) یا ( ابرهای گازی شکل تاریک) وجود داشته باشند و نوترینو ها که بدون جرم محسوب می شوند جرمی هرچند کوچک داشته باشند. اگر این طور باشد در این صورت حرکت کیهانی زمانی شاید 30 میلیارد سال دیگر متوقف خواهد شد. در آن زمان کهکشان ها با شتابی زیاد حرکت به سوی یکدیگر را اغاز خواهند کرد تا در نهایت به شکل یک گوی آتشین عظیم با یکدیگر متحد شوند. آن زمان شاید می باید روی یک انفجار اولیه جدید دیگر و تولد یک عالم جدید حساب کنیم. با توجه به سطح کنونی دانش بشر و میزان پژوهش های انجام شده باید اینطور فرض کرد که عالم تا ابدیت انبساط خواهد یافت.

با توجه به بزرگى وعظمت کائنات، پیدایش حیات غیرزمینى چقدر احتمال دارد؟ با یک حساب سرانگشتى متوجه مى شویم که باوجود این تعداد ستاره احتمال حیات بسیار زیاد است. حتى بعضى از ستاره ها داراى سیاره نیستند و یا این سیاره بسیار دور از ستاره یا بسیار نزدیک به آن هستند و برخى هم گازى مى باشند اگر تمام این موارد را از کل ستاره ها کم کنیم تقریباً بیست وپنج درصد آنها امکان وجود حیات را دارند.

آیا میدانستید …؟

- فقط حدود 4درصد عالم از ماده ، به شکلی که ما می شناسیم تشکیل شده است ، یعنی ماده معمولی که ما می شناسیم و در آزمایشگاه وجود دارد، فقط 4درصد کل عالم را می سازد. 23درصد عالم را ماده تاریک سرد تشکیل داده که دانشمندان اطلاعات خیلی کمی درباره اش دارند و 73درصد باقی مانده را انرژی تاریک عجیب تشکیل می دهد که تقریبا تنها چیزی که در موردش می دانیم ، این است که وجود دارد!

منبع: http://www.hupaa.com

انرژی تاریک شاید یک فریب باشد!

انرژی تاریک یکی از بزرگ ترین رازهای فیزیک مدرن است، اما شاید مطابق نظرات فیزیکدانان دانشگاه آکسفورد چیزی بیش از یک فریب نباشد.

مشکلی که پیش روی متخصصان فیزیک نجومی است این است که آن ها باید چرایی انبساط همیشگی جهان با سرعت فزاینده را شرح دهند.رایج ترین توضیح این است که نوعی نیرو وجود دارد که تسریع انبساط جهان را موجب می شود. این نیرو عموماً به انرژی تاریک مرموز نسبت داده شده.

اگرچه انرژی تاریک می تواند به چیزی تعبیه شود،نظریه پردازان آکسفورد حتی پیشنهاد عصبانی کننده تری را مطرح می کنند.آن ها خاطرنشان می کنند که ممکن است ما در مکان بسیار خاصی در جهان زندگی کنیم،ما در یک فضای خالی بزرگ که چگالی ماده در آن بسیار کم است هستیم.این نظریه در برابر اصل کوپرنیکی پروبال گرفت که یکی از مفید ترین و ماندگارترین نظریه ها در فیزیک است.

کوپرنیک از جمله نخستین دانشمندانی بود که درمورد این که ما در مکان خاصی در جهان نیستیم و این که هر نظریه ای که اظهار کند ما استثنایی هستیم غلط است به بحث نشست.این اصل مستقیماً ما را به سمت جایگزینی تصور کلی زمین-مرکز با مدل ظریف خورشید-مرکز سوق داد.

انرژی تاریک ممکن است همچون انبساطی به نظر آید،اما با اصل قابل احترام کوپرنیک سازگار است.از طرف دیگر این طرح که ما در مکان خاصی در جهان زندگی می کنیم ضربه زدن به خیلی از دانشمندان است.فیزیکدانان مستقل در آکسفورد مقاله شان را با خاطرنشان کردن این که آزمایشات آینده اصل کوپرنیک،باید به ما در یافتن ایراد این معما کمک کند به پایان رساندند.

                
   www.sciencedaily.com

http://irdanesh.persianblog.ir

تاب برداشتن فضا و زمان

در داستان های علمی تخیلی تاب خوردن فضا – زمان یک موضوع پیش پا افتاده است و از آن برای سفر سریع به کهکشان های دور استفاده می شود . اینکه سفر در زمان اغلب داستان های علمی تخیلی امروز واقعیت هستند و این بخت و اقبال فضا – زمان است .

 به عقیده من فضا می تواند خمیده شود یا اینکه تاب بردارد . برای بیش از دو هزار سال اصل های هندسه ی اقلیدسی بدیهی بودند . حتی امروزه شما می تواند قدرت آن را برای آموزش در مدارس مشاهده کنید . از نتایج مهم و اساسی این هندسه این است که مجموع زوایای داخلی مثلث را ١٨٠ درجه در نظر می گیرد . گرچه امروز مردم به این موضوع پی برده اند که قدم های دیگر نیز در علم هندسه  ممکن است .

 برای مثال در سطح زمین نزدیکترین چیز به یک خط صاف چیزی است که آن دایره بزرگ می خوانند . بین دو نقطه کوتاهترین مسیر وجود دارد . بنابراین این یک اصل است و آن جریان استفاده از خط است .

حال به مثلث سطح زین که ستوا را می سازد . خط صفر درجه در طول جغرافیایی در لندن و طول جغرافیایی در شرق که ٩٠ درجه است و از بنگلادش می گذرد . دو خط طول جغرافیایی در استوا در حالی که زاویه قائم است با هم مواجه می شوند . این دو طول جغرافیایی همچنین در قطب شمال با هم ملاقات دارند در حالی که زاویه ٩٠ درجه است . بنابراین مثلثی با سه زاویه قائم داریم که مجموع زوایای داخلی آن ٢٧٠ درجه است و در این حالت مجموع زوایای از ١٨٠ درجه بیشتر است . این مثلث که در هندسه اقلیدس وجود دارد در صفحه صاف صدق می کند .

یک خواسته برای مثلث ها وجود دارد که مجموع زوایای آن را کمتر از ١٨٠ درجه جلوه می دهد .

سطح زمین دارای دو بعد فضایی می باشد که شما می توانید در سطح زمین در دوبعد مذکور به صورت قائم به طرف یکدیگر حرکت کنید . شما حتی این امکان را دارید که در چهار جهت اصلی یعنی شمال ، جنوب ، شرق و غرب حرکت کنید البته بعد سومی هم در جهت قائم بر دو بعد وجود دارد که آن هم همان بالا و پائین است . یعنی در سطح زمین سه بعد فضایی وجود دارد . سومین بعد فضایی تخت است . یعنی از هندسه اقلیدسی تبعیت می کند  در مثلث آن مجموع زوایا ١٨٠درجه است . هرچند هر شخص می تواند حرکت در زمین دو بعدی را تصور کند . اما نمی تواند حرکت در سومین بعد فضایی را تجربه کند یعنی بعد بالا یا پائین . کسانی که هندسه اقلیدسی پایبند بودند تمایل نداشتند ، برای زندگی در سطح زمین از بعد سوم اطلاعی حاصل کنند . فضا نیز برای اینکه خمیده باشد تمایل دارد تا هندسه غیر اقلیدسی باشد . آنها تمایل داشتند زندگی دشوار باشد و در این صورت فضا باید دو بعدی می بود .

بنابراین سه بعد برای حد اقل زندگی مناسب بود . اما فقط افراد معدودی می توانستند فضای سطح زمین را برای زندگی دو بعدی در نظر بگیرند . برای افراد قابل تصور بود که در محیط زندگی شان سه بعد فضایی وجود دارند . اما در سطح کرات بعد دیگری نیز بود که قابل روئت نبود . اگر سطح کره بزرگ باشد فضای نزدیک آن تخت است و قوانین هندسه اقلیدسی در این شرایط بسیار خوب هستند ، البته در فاصله های کم . اما ما اخطار کرده ایم که هندسه اقلیدسی در مسافت های زیاد ناگهان از عرصه سقوط کرد . 

برای تصویر این موضوع یک تیم از نقاش ها را تصور کنید که رنگ هایی را به سطح یک توپ بزرگ اضافه می کنند و به  ضخامت لایه های رنگ افزوده می شود و مساحت سطح نیز تمایل دارد افزایش یابد و به سمت بالا رود ، اگر سطح توپ مسطح بود فضا سه بعدی می بود و هر کس می توانست در روی رنگهای نامحدود اضافه شده حرکت کند و توپ خواسته اش این بود که بزرگ و بزرگتر شود . هرچند اگر سه بعد فضا واقعی بودند در سطح دیگر کره ها بعدهای دیگری بود . همچنین حجم توپ تمایل داشت افزایش یابد اما متناهی باشد .  هچنین شخصی  که لایه های رنگ را افزوده ؛ و عاقبت توپ می خواهد نصف فضایش پر شود .

نقاش ها نیز تمایل دارند منطقه ای را جستجو کنند که کوچک باشد و هرگز کوچک نشود و در این حالت تقریبا" تمام فضای توپ به وسیله لایه های رنگ  اشغال شده است .  سپس آنها می دانند فضای زندگی شان خمیده است نه تخت .

این مثال برای کسانی است که نمی توانند اصل اول هندسه جهانی را استنباط کنند . در عوض هر کس باید اندازه ی محیطی را که در آن زندگی می کند به وسیله آزمایش های هندسی در می یابد . 

هرچند یک راه برای خمیدگی فضا را جرج فردریک ریمان آلمانی  در سال ١٨۵٤ شرح داد و هندسه را توضیح داد و باقیمانده از قسمتی از ریاضیات در ٦٠ سال بود . هندسه او به طور مطلق می توانست خمیدگی فضا را شرح دهد .  ولی به نظر می آمد که نتواند علت فیزیک فضا را در رابطه با خمیدگی آن توضیح دهد کاربرد کار او در سال ١٩١۵ توسط اینشتن مشخص شد زمانی که او تئوری نسبیت عام را مطرح ساخت .

نسبیت عام یک انقلاب فکری در فیزیک بود که راه تفکر در رابطه با جهان را به طور کلی متحول ساخت . این تئوری فقط در رابطه با خمیدگی فضا نیست و خمیدگی یا تاب زمان نیز نیز در آن دارای اهمیت ویژه ای است ؛ در سال ١٩٠۵ عقیده اینشتین این بود که فضا و زمان با هم بسطی دوستانه دارند و مکان رویداد را با چهار عدد می توان شرح داد .

سه عدد وضعیت رویداد را توضیح می دهد و در مقیاس های بزرگ مانند طول ها و عرض های جغرافیایی کیهانی و فاصله از مرکز کهکشان ها کاربرد دارند . چهارمین عدد زمان رویداد است ، بدینگونه می توانیم فکر کنیم که فضا و زمان با هم هستند  ،  همچنین  در  این  وضعیت  چهارمین  بعد آفریده می شود که آن را فضا – زمان می خوانند .  هر نقطه در فضا زمان است که دارای برچسبی شامل چهار عدد می باشد و این اعداد وضعیت زمین را در فضا – زمان مشخص می کنند .  به هم پیوستن فضا و زمان در فضا – زمان چیزی است که اگر بتوان یکی از آنها را رها کرد راهی منحصر به فرد است ؛ یعنی اگر راهی یکتا وجود داشت تا زمان و موقعیت یک چیز در رویداد مشخص شود . هرچند مقالات قابل توجه اینشتن در ادره ی ثبت اختراعات در سال ١٩٠۵ نشان داد که فضا – زمان در یک رویداد رخ می دهد منوط براینکه حرکت جسم چگونه باشد . فضا – زمان مشترک است و این دو جزو لایجتزی یکدیگرند .

بنابراین ما برای سفر در زمان به کشتی فضایی نیاز داریم که با سرعتی فراتر از سرعت نور مسافت ها را پیمایش کند . متأسفانه در همان مقالات اینشتین آمده است که برای شتاب دادن به کشتی فضایی نیاز به نیروی پیشرانه و شتاب دهنده ای داریم که بزرگ و بزرگتر شود تا شتابی نزدیک به سرعت نور بگیرد . در این زمان به مقدار انرژی زیادی و در واقع به انرژی بی نهایتی نیاز داریم تا از زمان گذر کنیم . در سال  ١٩٠۵که مقالات اینشتین منتشر شد به نظر می آمد که تئوری سفر در زمان پیش فرضی رد شده باشد . همچنین بیان شده بود سفر به ستاره های دیگر و دیگر کهکشان ها در قالب سفرهای فضایی تجارتی آرام و کسل کننده خواهند بود ؛ در کل در آن مقالات آمده بود که گذر از سرعت نور ناممکن است و با تجهیزات کنونی برای سفر به نزدیکترین ستاره هشت سال و به مرکز کهکشان هشتاد هزار سال وقت لازم است . اگر کشتی فضایی بتواند به سرعت نور نزدیک شود مردم می توانند طی سالهای معدودی به مرکز کهکشان ها بروند هرچند که باز هم بسیار زیاد است .

در مقالات اینشتین که در سال ١٩١۵ منتشر شد این موضوع شرح داده می شود که  فضا – زمان به وسیله ماده و انرژی  پیچ  و تاب داده  می شود و یا می پیچد. ما  واقعا" می توانیم این پیچ و تاب را مشاهده کنیم . محصول جرم خورشید این است  که نور و امواج رادیویی  هنگام  عبور از کنارش مسیرشان  کمی خمیده  می شود . علت این پدیدار شدن موقعیت ستاره یا چشمه های شبه اختری است که باعث تغییرمکان کم آن می شود .

زمانی که خورشید بین زمین و منبع رادیویی قرار می گیرد تغییر مکان بسیار کم است و در حدود یک هزارم درجه است ، در حکم حرکت یک اینچ در مسافت یک مایل . با وجود این اندازه مذکور می تواند به دقت اندازه گیری شود . این امر با پیشگویی  نسبیت  عام  تطابق  دارد  .  این  مدرکی  بر  پایه  آزمایش  است  که فضا – زمان خمیده می شود .

مقدار این خمیدگی در همسایگی ما بسیار کم است . زیرا میدان گرانشی خورشید کم دوام است . هرچند برای ما روشن است که این رویداد در تمام میدان های گرانشی قوی نیز رخ می دهد ، برای مثال در بیگ بنگ یا در سیاهچاله ها .

بنابراین فضا – زمان به درخواست داستان های علمی تخیلی می تواند به اندازه کافی خمیده باشد ؛ البته برای سفرهای ماورای فضایی به وسیله کرم چاله یا تونل فضا – زمانی .

در اولین نظر همه ی اینها قابل دسترس به نظر می رسد ، برای مثال در سال  ١٩٤٨ کرت گودُل در جستجو راه حل هایی برای معادلات میدانی نسبیت عام بود تا بتواند جهان را به گونه نمایش دهد که درکل ماده دوار است . درجهان او ممکن بود تا خارج شوی از سفینه فضایی و بازگردی قبل از اینکه عازم شوی .

گودُل در انجمن پیشرفته پرینستون بود جایی که اینشتین آخرین سال های عمر خود را در آن سپری کرد . او بیشتر به خاطر این موضوع معروف است که که ثابت کرد هر چیز درست را نمی توان ثابت کرد . حتی در چیز به ظاهر ساده ای مانند حساب . اما آیا واقعا" او چقدر نظر نسبیت عام را در رابطه با سفر به زمان دچار دگرگونی ساخت ؟ چیزی که اینشتین تمایل نداشت آن را ممکن بداند .

حال ما می دانیم که راه حل گودُل نتواست جهانی را که ما در آن زندگی می کنیم را نمایش دهد . زیرا آن توسعه یافته نبود . ولی مقدار زیاد و نسبتا" خوبی را برای کمیتی داشت که ما آن را ثابت کیهانی می خوانیم و به طور کلی باور دارد که روبه صفر است . هرچند به دیگر چیزها  ظاهر راهی معقول و خوب را برای سفر در زمان پیشنهاد و جستجو می کرد . مخصوصا" این موضوع جالب به نظر می رسد که جهان دارای ریسمانهای کیهانی باشد که سرعت حرکتشان به یکدیگر بسیار نزدیک است . هرچند سرعتشان اندکی از سرعت نور کم تر است . ریسمانهای کیهانی تئوری قابل توجهی در فیزیک هست که داستان های علمی تخیلی  آنها  را واقعی نمی دانند  تا بتوان  آنها را گرفت . چنانکه نامشان  اشاره می کنند که مانند ریسمان هستند که طول دارند ولی مقطع عرضی آن ها بسیار کوچک است و این اجسام بیشتر شبیه نوارهای اسفنجی هستند . آنها در زیر کشش و فشار زیادی هستند .   کششی همانند یک صد میلیارد میلیارد میلیارد تن .

ریسمانهای کیهانی ممکن است صدای محض و دوردست داستان های علمی تخیلی باشند . اما یک علت علمی خوب برای آن وجود دارد که می تواند فرمی از جهان اولیه باشد برای مدتی بعد از بیگ بنگ . چون آنها زیر کشش چنین بزرگ قرار دارند ممکن است هرکس از آنها انتظار داشته باشد که سرعت نور را بهبود بخشند جهان گودُل و حرکت سریع ریسمانهای کیهانی هر دو باهم اشتراک دارند . زیرا هردو اقدام به خمیده شدن فضا – زمان می کنند که در آنها سفر در گذشته برای همه ی اوقات ممکن است . امکان دارد خداوند خمیدگی جهان را آفریده باشد . اما ما دلیلی برای تفکر مانند او نداریم  . جهان برای مجاز شدن سفر در گذشته بعد از بیگ بنگ تا حدی اقدام به خمیده شدن کرد .

از زمانی که ما نتوانستیم راه آغاز شده جهان را تغییر دهیم ، سوال اینجا است که آیا سفر در زمان ممکن است  ؟  و متعاقبا"  سوال  این است که  آیا می توانیم  فضا – زمانی خمیده بسازیم تا هرکس بتواند به وسیله آن به گذشته قدم بگذارد ؟ به عقیده من این یک مبدأ مهم برای پژوهش است . اما هرکس برای خم کردن آن دقت ندارد . اگر هرکس امتیاز کاربردی یک پژوهش را برای سفر در زمان در دست داشته باشد بی شک آن را روانه میدان خواهد کرد . هر کس که تکنیک عمل را دارد این کار رامی کند ، کارهایی مانند حبس زمان و یا خمیدگی که رمزهایی برای سفر در زمان هستند . هرچند این مطلب تا حدی در رابطه با سفر در زمان است ، ولی باید نام نهادن  قابل احترام علمی را در رابطه با خمیدگی فضا – زمان دریافت کنیم .

اگر از نسبیت عام گذر کنیم می توانیم اجازه سفر در زمان را صادر کنیم ؛ آیا این اجازه در قالب جهان ما می گنجد و اگر نمی گنجد چرا نه ؟ این موضوع دقیقا" وابسته به سفر در زمان است که از موضعی از جهان به جای دیگر برویم . هم چنین من گفتم اینشتن این موضوع را بیان کرد نیروی پرتابه سفینه فضایی برای گذر از سرعت نور باید بی نهایت باشد . بنابراین تنها راه موجود برای سفر در جهان  و یا برای رفتن از  یک  سوی کهکشان  به سوی  دیگر آن خمیدگی  زیاد فضا – زمان است که یک تونل کوتاه یا کرمچاله را می آفریند . با این امکان می توانستیم از یک سوی کهکشان یه سوی دیگر آن وصل شویم و این عملی میان بر است که بروید و برگردید ، در صورتی که در این شرایط دوستانتان زنده باشند . چنین کرمچاله هایی به سختی به ذهن ما خطور می کنند ، همچنین هستی و مقدورات آینده .

اگر شما می توانستید از یک سوی کهکشان به سوی دیگر آن سفر کنید در یک یا دوهفته بازگشت شما مقدور بود تا اینکه به زمان قبل از عازم شدنتان برسید . شما حتی می توانستید در سفر برگشت خود در زمان به وسیله یک کرمچاله اداره کنید اگر پایان آن دو حرکتی نسبی نسیت به یکدیگر بود .

اگر چه برای آفریده شدن کرمچاله به ماده ای که فضا – زمان در راه مقابل خمیده می کند  نیاز است  مانند سطح  یک  زین  و این همان راه درست  برای  خمیدگی فضا – زمان و مجاز کردن سفر در زمان است .  اگر جهان آغازی نمی داشت این خمیدگی تصویب سفر در زمان بود و برای ساختن راههای مورد نیاز به ماده با جرم منفی و چگالی انرژی منفی نیاز است .

قوانین فیزیک کلاسیک می خواهند تا توانایی جهان در خمیده شدن ممنوع شود برای سفر زمان مجاز نشود . هر چند قوانین فیزیک کلاسیک قوانین فیزیک کوانتومی را بر هم می زنند . در حالی که صرفنظر از نسبیت عام این تئوری یعنی کوانتوم تصویر جدیدی از جهان را ایجاد کرده است . این تئوری را می توان آرام بخش دانست و اضافه برداشت را از روی یک یا دو محاسبه  را مجاز می کند . در صورتی که لبه ها موافقت کنند . در دیگر الفاظ تئوری کوانتوم در بعضی جاها منفی بودن چگالی انرژی را مجاز می کند مشروط براینکه در دیگر جاها مثبت باشد . علت اینکه تئوری کوانتوم اجازه می دهد چگالی انرژی منفی باشد وجود اصل عدم قطعیت است . این سخنان کمیت مسلم هست . و گفته هایش در قالب این مثال می گنجد ؛ ما نمی توانیم مقدار سرعت و و موقعیت یک ذره را با هم به طور خوب مشخص کنیم ، معمولا موقعیت آن تعیین می شود زیرا نسبت به سرعت آن از خطای کمتری برخوردار است و بالعکس . همچنین اصل عدم قطعیت در میدان هایی مانند میدان های الکترومغناطیسی و میدان های گرانشی به کاربسته می شود و درکل براین موضوع دلالت می کند که میدان ها به طور دقیق نمی توانند صفر باشند ، حتی در وقتی که ما فکر می کنیم فضا خالی است . به این دلیل نمی تواند صفر باشد که اگر به این گونه  باشد  مقدار هر دو کمیت یعنی مقدار سرعت و مقعیت آن به خوبی مشخص می شد و این با اصل عدم قطعیت مغایرت دارد و تخلفی در آن است . در عوض میدان بایستی مقدار حداقل و محققی از تغییرات را داشته باشد که اشخاص می توانند آن را تفسیر کنند و ما آن را نوسانات خلاء می خوانیم .

یک جفت ذره و ضد ذره ناگهان پدیدار می شوند و مجزا از هم به حرکت می پردازند و با هم بازمی گردند و یکدیگر را نابود می کنند . این جفت مذکور یعنی ذره و ضد ذره حقیقی اند . زیرا اندازه آنها را مستقیما" با آشکارساز نمی توان مشاهده کرد . هرچند اثر غیرمستقیم آنها قابل رؤیت است . یک راه برای این کار عملی است که آن را اثر کسمیر می خوانند . هر کس با دو تکه فلز نظیر هم می تواند این کار را بکند ، این دو ورقه ی فلز باید در فاصله نزدیک و مجزایی از هم باشند ؛ این ورق ها برای ذرات و ضد ذرات عملی همانند آینه دارند . این وسیله که ناحیه ای ازبین دو صفحه است مانند یک ذره شبیه به آلت پیپ است و فقط امواج نوری که فرکانس آنها تشدید شده را می پذیرد . همچنین نتیجه این است که مقدار کمی نوسان خلاء وجود دارد  و ذرات حقیقی در نوسانات خلاء و یا بیرون آن می تواند هر طول موجی داشته باشد . کاهش تعداد ذرات بین صفحات دستگاه که ضربه ای وارد نکرده اند فشار را کاهش داده ، در صورتی که فشار زیادی به صفحات اعمال نشده است . بدین سال نیروی نحیفی بین دو صفحه وجود دارد ، این نیرو با آزمایش اندازه گیری شده است . بنابراین واقعا" ذرات حقیقی وجود دارند و محصول و مفهومی واقعی هستند . چون که ذرات حقیقی و یا نوسانات خلاء که بین دو صفحه است دارای مقدار کمی چگالی انرژی هستند نسبت به داخل منطقه بیرونی . اما چگالی انرژی فضای خارجی دور از صفخات است و باید صفر باشد و یا به صورت دیگر فضا تمایل دارد خمیده باشد تا اینکه تقریبا" مسطح باشد . بنابراین چگالی انرژی بین دو صفحه باید منفی باشد .

و اصل اینکه فضا زمان خمیده می شود .و این تأییدی بر اثر کسمیر است که می توان آن را در جهت منفی خمیده کرد و این پیشرفتی در علم تکنولوژی است و نیرو مذکور می تواند کرمچاله و یا خمیدگی فضا – زمان را شکل دهد تا سفر در گذشته ممکن شود اگر در زمانی در آینده سفر در زمان را آموختیم در صورتی که این سفر بازگشتی ندارد در آن زمان به بحث در رابطه با آن می پردازیم .

بعضی از مردم ادعا  دارن د که ما با  آینده  ملاقات  داریم  آنها  می گویند یوفوها ( بشقاب پرنده ها ) از آینده می آیند .  و کار آنها صلاحدید دولت های خیانتکار کهکشانی برای پوشاندن خود است .

تا از خودشان محافظت کنند و این امر تا حدی ناممکن و ضعیف به نظر می رسد تا اینکه بتوانیم از بیگانه ها اطلاعات کسب کنیم . من به این طوری تا حدی شکاک هستن . گزارش مشاهده بشقاب پرنده ها نمی تواند علتی بر وجود فرازمینی ها باشد ، زیرا آنها متقابلا" متغایر هستند . اگر شما یک بار پذیرفتید که این ها اشتباهند و یا خیال بوده اند ، این موضوع تماما" احتمالی نیست که آنها وجود دارند تا بیایند ودرآینده  با مرم ما ملاقات کنند .

و یا اینکه اگر آنها واقعی هستند تمایل دارند از سمت دیگر کهکشان ها بیایند و در زمین ساکن شوند و آن را به تسخیر خود در بیاورند و یا اینکه در رابطه ای به ما اخطار دهند ، آنها موجوداتی بیهوده اند . یک راه ممکن برای اینکه با سفر در زمان تطبیق کند امری است که باید در آینده نظاره گر آن باشیم و خواستار آن است که در موردش به بحث پرداخته شود .

این دیدگاه تمیل دارد آینده ما را ثابت جلوه دهد و اینگونه سخن می گوید که طبق مشاهدات فضا به اندزه کافی برای سفر در زمان خمیده نیست ، از سوی دیگر راههای آینده باز است و ممکن است که ما بتوانیم فضا را به اندازه کافی خمیده کنیم تا بتوانیم در زمان سفر کنیم . همچنین ما نیز تمایل داریم که در زمان سفر کنیم و بازگردیم .

چه کسی تمایل دارد فضاپیما را در پایگاه پرتاب منجر کند و یا اینکه از عازم شدنش در اولین محل جلوگیری کنی شرح ویژه دیگری برای این پارادوکس وجود دارد .  چه فرزندی می خواهد  خانواده اش را به قتل برساند در صورتی که هنوز زاده نشده است . این دو ذاتا" هم ارز هستند .

هرکس باید راه حلی پایدار را برای معادلات فیزیک جستجو کند حتی اگر فضا به حدی خمیده شود که سفر در زمان ممکن شود . در این دیدگاه شما نمی توانید با موشک شروع به کارشوی و به گذشته سفر کنی مگر اینکه شما از قبل بازگشتی داشته اید ؛ افرادی که این دیدگاه را مطرح کرده اند خواسته اند که ما کاملا" مصمم باشیم  . در این صورت ما نمی توانیم افکاری را متحول سازیم که به قدری اختیاری هستند که در دیگر مکان ها آن را  نزدیک شدن به تاریخ متناوب می خوانند . این نظریه توسط فیزیکدانی به نام دیوید دویش حمایت شده است و توسط فیلم سازی به نام استیون اسپیلبرگ به تصویر کشیده است . « بازگشت به جهان آینده »

این تاریخ متناوب تمایل ندارد تا هر بازگشتی از آینده را در خود  داشته باشد قبل از اینکه سفینه فضایی عازم شود و وارد یک تاریخ متناوب دیگر شود .

فیزیکدانی به نام ریچارد فیمان عقیده داشت که بر طبق نظریه کوانتوم جهان فقط دارای یک تارخ نیست و در عوض در جهان ممکن است  تاریخ های یکتای زیادی وجود داشته باشد که هر یک دارای احتمالاتی هستند . تاریخ های آرامی که در شرق میانه وجود دارند بادوام هستند .

در بعضی از تاریخ ها فضا – زمان خمیده بوده است که بعضی از اجسام مانند راکت ها می توانسته اند در میانشان سفر کنند . در هر حال هر تاریخ تودار ، کامل و جامع است و بعضی از آنها فضا را خمیده شرح نمی دهد بنابراین یک موشک نمی تواند به تاریخ دیگری انتقال یابد و دوبار به حالت نخست بازگردد . این ها در تاریخ های یکسان و آرام است و فرضیه ی تاریخ ها هم چنان به قوت خود باقی است که در جای تاریخ های متناوب قرار می گیرد . بدینگونه است که ما در تاریخ پایدار و یا نا متناقض گیر کرده و تردید کرده ایم . هرچند در این زمان نیازی به درگیری با مسائل جبری یا اختیاری نمی باشد . اگر احتمالات برای تاریخ فضا – زمان و خمیدگی آن بسیار کم باشد ، احتمال سفر در زمان بسیار درشت اندامی می کند و من آن را ترتیب زمانی حفظ گمان ها نامگذاری می کنم . در کل قانون های فیزیک با یکدیگر متحد شده اند و درشت اندامی می کنند تا جلوی سفر در زمان گرفته شود .

پایان این مقاله چنین است که فضا – زمان سریع  و یا سفر به زمان گذشته نمی تواند از ارائه ادراک و فهم جلوگیری کند و آن را غیر محتمل جلوه دهد .

http://temujin.blogfa.com

نظریه آگاهی

ارسطو و افلاطون مغز آدمی رو بعنوان پدیده ای حقیقت یاب متصور میشدند و تعالیم مکاتب فکری خود را نیز بر همین اساس طرح ریزی مینمودند . انسان از دیدگاه آنها موجودی برای یافتن حقیقت تعریف میشد و سایر توانایی های وی نادیده گرفته میشد . انسان موجودی بود که صرفا برای حقیقت یابی متولد شده بود و بایستی به دنبال حقایق از پیش تعیین شده میگشت .جالب این جا بود که حقیقت های متصور انها ، صرفا حقیقت های متکی به باور های انسانی بود و این خود شکل حقیقت یابی انسان را دچار اشکال مینمود . چرا که آنچه آدمی به عنوان حقیقت میافت مبانی آن در آمال ها و آرزوهای او محدود میشد و آنچه که با چشم انسانی قابل مشاهده بود و یا بعنوان ماورالطبیعه ارایه میشد همه و همه ریشه هایی در خواستها و نا خواستهای وی داشت .

ادامه نوشته

گراویتون یا یک کوانتوم گرانش

نگاهی به تعریف یک کوانتوم گرانش    
یکی از بزرگترین مشکلات فیزیک معاصر گرانش است.مشکل در این است که چگونه می توان آن را توجیه کرد که هم فضا زمان خمیده ی نسبیت عام را توجیه کند و هم با مکانیک کوانتوم سازگار باشد؟    
       
       

یکی از بزرگترین مشکلات فیزیک معاصر گرانش است.مشکل در این است که چگونه می توان آن را توجیه کرد که هم فضا زمان خمیده ی نسبیت عام را توجیه کند و هم با مکانیک کوانتوم سازگار باشد؟

در نسبیت فضا زمان کمیتی پیوسته است که با نگرش گسستگی مکانیک کوانتوم نامانوس است.بهمین دلیل تلاش زیادی برای سازگار کردن این دو نظریه بزرگ فیزیک مدرن انجام شده و نظریه های متفاوتی از جمله نظریه ریسمانها مطرح شده تا نسبیت و مکانیک کوانتوم را با یکدیگر ترکیب کند. شالوده ی اینگونه نظریه ها بر اساس کوانتومی بودن گرانش شکل گرفته اند.از جمله این نظریه ها، نظریه سی.پی.اچ. است که گرانش را کوانتومی در نظر گرفته است.در اینجا تلاش می شود بوسیله یک رابطه کمی یک کوانتوم گرانش را تعریف کنم:می دانیم که dp/dt=Fاین تعریف قبول دارد که جرم قابل تغییر است چون

d(mv)/dt= (v.dm/dt)+(m.dv/dt) (۱)

که در حالت خاص یا در سرعتهای پایین(نسبت به سرعت نور) بصورت کلاسیکی F=maتبدیل می شود.حال اجازه دهید رابطه ی d(mv)/dt= (v.dm/dt)+(m.dv/dt)را با نگرش کوانتومی مورد توجه قرار دهیم. کمترین زمان قابل تصور، زمان پلانک است برابر بTplanck=۵.۳۹x۱۰ ۴۴ sec

حال در رابطه ی (۱) فرض کنیم

dt=Tplanckکه آن را باTpنشان می دهیم.از طرفی در مکانیک کوانتوم اندازه حرکت کوانتیده است و تغییرات آن را نیز کوانتومی در نظر می گیریم. پسdpیعنی یک کوانتوم اندازه حرکت که آنرا باpqنشان می دهیم. و اگر یک کوانتوم نیروی گرانشی را نیز باFgنشان دهیم،برای تعریف یک کوانتوم گرانش یا همان گراویتون خواهیم داشت:Fg.Tp=pq و بدین وسیله می توان یک کوانتوم گرانش که همان گراویتون می باشد را تعریف کرد.

محمدرضا عظیمی
       
   

قانون دوم ترومودینامیک و آنتروپی و...

● آیاقانون دوم ترمودینامیک حکمی عام ومسلم ازاعیان خارجی و منافی اراده آزاد است؟
قانون دوم ترمودینامیک متضمن این مفهوم استکه یک فرایند فقط در یک جهت معین پیش می رود و در جهت خلاف آن قابل وقوع نیست.
این محدودیت برای جهت وقوع یک فرایند, مختصه قانون دوم است.اگرسیکلی متناقض با قانون اول ترمودینامیک نباشد,دلیلی براین نیست که آن سیکل حتماً اتفاق می افتد. همین امر منجر به تنظیم قانون دوم ترمودینامیک شده است.

ادامه نوشته

کوانتوم به زبان ساده

نیلز بور (1962 - 1885) ، از بنیانگذاران فیزیک کوانتوم ، در مورد چیزی که بنیان گذارده است، جمله‌ای دارد به این مضمون که اگر کسی بگوید فیزیک کوانتوم را فهمیده ، پس چیزی نفهمیده است.

ادامه نوشته

کارل پوپر و نظریه کوانتوم

هنگامى که آن نظریه غیرعادى، مکانیک کوانتوم، در ابتداى قرن بیستم داشت شکل نهایى خود را به دست مى آورد، دو تفسیر متضاد از آن ظهور کرد. در یک طرف نیلس بور و ورنر هایزنبرگ قرار داشتند که از پذیرش استلزامات غریب تر نظریه کوانتوم، مادامى که با شواهد تجربى مطابقت داشت شادمان بودند. در طرف مقابل آلبرت اینشتین و اروین شرودینگر بودند در حالى که شواهد تجربى را مى پذیرفتند، معتقد بودند که نظریه کوانتوم ناکامل است و بازنماینده واقعیت نیست.
به همین علت بود که شرودینگر آزمایش فکرى مشهور خود را به وجود آورد: گربه اى که هم مرده بود و هم زنده _ تا یاوگى تفسیر بور _ هایزنبرگ (که تفسیر کپنهاگى هم نامیده مى شود) را نشان دهد. شرودینگر در مقاله اش قصد بحث درباره آزمایش فکرى مشهور دیگرى یا پارادوکس EPR را هم داشت که اینشتین، بوریس پودولسکى و ناتان روزن آن را ساخته بودند.
گرچه جزئیات پارادوکس EPR جالب توجه است اما در اینجا مورد نظر ما نیستند. کافى است که بدانیم این پارادوکس استدلال مى کند که نتیجه یک اندازه گیرى بر روى یک بخش سیستم کوانتومى مى تواند اثرى آنى بر روى نتیجه اندازه گیرى انجام شده بر روى بخش دیگر داشته باشد، بدون توجه به فاصله اى که میان این دو بخش وجود دارد.
این به قول اینشتین «کنش وهمناک از راه دور» با این حدس نظریه نسبیت (که بیان مى دارد که اطلاعات را نمى توان با سرعت هاى بالاتر از سرعت نور ارسال کرد) منافات دارد و بنابراین از نظر اینشتین نقضى بر تفسیر کپنهاگى تلقى مى شود. اما دیگران قضیه را به صورتى دیگر مى دیدند و منصفانه است که بگوییم که براى اکثریت فیزیکدانان پارادوکس EPR، مانند گربه شرودینگر، شیوه اى جالب براى نگریستن به نظریه کوانتوم فراهم آورد. اما آزمایش فکرى دیگرى وجود دارد که آن هم براى نشان دادن محدودیت هاى تفسیر کپنهاگى طراحى شده بود و در همان دهه ۱۹۳۰ ساخته شد. دلیل اینکه این آزمایش مانند پارادوکس EPR و گربه شرودینگر مشهور نیست، شاید این باشد که آن را نه یک فیزیکدان بلکه یک فیلسوف، کارل پوپر ابداع کرد. گرچه او در اصل این آزمایش را در سال ۱۹۳۴ ارائه کرد، تنها در سال ۱۹۸۲ با انتشار کتاب او «نظریه کوانتوم و دوپارگى در فیزیک» بود که شناسایى گسترده ترى از آن به وجود آمد. به قول «تابیاش کرشى» فیزیکدان، این آزمایش «مورد توجه بسیار قرار گرفت، زیرا هیچ خطاى آشکارى در استدلال آن پیدا نبود.»
همانند پارادوکس EPR، لازم نیست خودمان را با جزئیات آزمایش به همان اندازه مسحورکننده پوپر مشغول کنیم، آنچه اکنون مورد علاقه ماست این است که در سال ۱۹۹۹ «یوون _ هو کیم» و «یانوها شیه» شکل مدرنى از «آزمایش تعیین کننده» پوپر را عملى کردند و ظاهراً توانستند این عقیده پوپر را به اثبات برسانند که: «فرمالیسم کوانتومى را مى توان و بایست به طور واقعگرایانه تفسیر کرد: یک ذره باید مکان و اندازه حرکتى معین داشته باشد... همان نظرى که اینشتین داشت.»
خود پوپر پیش بینى کرده بود که این آزمایش «بر ضد تفسیر کپنهاگى» حکم خواهد داد، اما کیم و شیه واضحاً انتظار چنین نتیجه اى را نداشتند: شگفت آور است که ببینیم نتایج تجربى با پیش بینى پوپر موافقت دارد. از طریق گیر انداختن کوانتومى ممکن است آگاهى دقیق از مکان یک فوتون به دست آورد و بنابراین انتظار عدم قطعیت بزرگترى را در میزان اندازه حرکت آن بر مبناى تفسیر معمول کپنهاگى از روابط عدم قطعیت داشت اما اندازه گیرى نشان مى دهد [که برخلاف این تفسیر] اندازه حرکت دستخوش افزایش متناظرى در عدم قطعیت نمى شود. آیا این نتیجه نقض کننده اصل عدم قطعیت است؟ اصل عدم قطعیت _ یکى از اصول پایه مکانیک کوانتوم _ جهان پدیده هاى کوانتومى را از قلمرو فیزیک کلاسیک متمایز مى کند. در مکانیک کوانتوم، نمى توان انتظار اندازه گیرى مکان و اندازه حرکت دقیق یک ذره را در یک زمان مشابه داشت. این کار ممنوع است. دست کم مى توان گفت، یافتن مورد نقضى بر این اصل نتیجه اى واقعاً اعجاب آور است.
اما این اصل نقض نمى شود. همان طورى که جفرى هانتر شیمیدان کوانتومى توضیح مى دهد، آزمایش پوپر براى این طراحى شده بود که میان پیش بینى (prediction) و پس بینى (retrodiction) رفتار یک ذره تمایز قائل شود.
پوپر یادآور مى شود که هایزنبرگ توافق داشت که مقادیر «پس بینانه» مکان و اندازه حرکت را مى توان دانست به شرطى که مکان یک ذره (مثلاً هنگامى که از یک شکاف کوچک مى گذرد) بدانیم و به دنبال آن اندازه حرکت ذره پس از عبور آن از میان شکاف را _ از محلى که صفحه آشکارساز در آن قرار دارد _ اندازه بگیریم. «فینمن» هم تاکید کرده است که اصل عدم قطعیت استنباط هاى «پس بینانه» در مورد مکان و اندازه حرکت همزمان یک ذره را رد نمى کند، اما اصل عدم قطعیت یقیناً «پیش بینى» دقیق هر دوى مکان و اندازه حرکت را رد مى کند.
هانتر آزمایش کیم و شیه را پیروزى آنانى، مانند اینشتین و پوپر، مى داند که از تفسیر واقعگرایانه نظریه کوانتوم دفاع کردند و مى گوید: ... در هماهنگى با برداشت ابتدایى بور از ماهیت اصل عدم قطعیت که به مثابه اثر اجتناب ناپذیر اغتشاش سیستم مورد اندازه گیرى به وسیله ابزار اندازه گیرى است. این نتایج تجربى همچنین در موافقت با پیشنهاد مقاله ۱۹۳۵ اینشتین، پودولسکى و روزن است...
هانتر ذکر مى کند که استنباط دقیق مکان ها و اندازه حرکت هاى ذرات وسیعاً در تحلیل مشاهدات در شتاب دهنده هاى ذرات پرانرژى فرایندى که با آن ذرات بنیادى مدرن کشف شده اند، مورد استفاده قرار مى گیرد. به بیان دیگر، همان طورى که خود پوپر مى گوید: «تاکید من این است که اغلب فیزیکدانانى که صادقانه به تفسیر کپنهاگى اعتقاد دارند در عمل واقعى به آن توجهى ندارند.» اما دیگرانى هم هستند که کمتر تحت تاثیر قرار گرفته اند. تا بیش کرشى این استدلال را مطرح مى کند که: «گرچه کیم و شیه به درستى آزمایش پوپر را اجرا کردند... کار آنها براى آزمودن پوپرى تفسیر کپنهاگى قطعى نیست.» اما او معتقد است این کار، با اصلاحات مقتضى، مى تواند نتیجه قطعى را به دست آورد و مى افزاید: «آزمایشى که (ناآگاهانه) این ایده را به کار مى بندد، در واقع انجام شده است. این همان به اصطلاح آزمایش دخالت شبح است که استرکالوف و همکارانش انجام داده اند.» کرشى مى گوید، آزمایش استرکالوف نتیجه اى را به دست مى دهد که: «در تضاد صریح با پیش بینى پوپر است... بنابراین نتیجه مى گیریم که آزمون پوپر به نفع تفسیر کپنهاگ حکم داده است.» همان طور که هانتر بیان مى کند، مشکل دیگر موضع واقعگرایى این است که آزمایش پوپر، چه حامى تفسیرى واقعگرا از نظریه کوانتوم باشد و چه نه، تنها یکى از بسیارى از آزمایش ها در مورد پدیده هاى کوانتومى است. بنابراین چه عقیده پوپر با آزمایش اثبات شود و چه نه، آنچه که قطعاً مى توان گفت این است که یک قرن پس از آنکه نظریه کوانتوم فیزیک کلاسیک را به کتاب هاى تاریخ روانه کرده است، هنوز کسانى هستند که مشتاقانه مسیر اینشتین، شرودینگر و پوپر را تعقیب مى کنند و از تفسیر واقعگرایانه نظریه کوانتوم پشتیبانى مى کنند.
Philosophersص Magazine, Issue 32,2005

تاریخ انتشار در سایت: ۱۶ مهر ۱۳۸۴

منبع: / روزنامه / شرق ۱۳۸۴/۰۷/۱۶

تفسیر کوانتومی افتادن درختی در جنگل! ناظر نباشد هیچ معلوم نیست!

اگر درختی در جنگل فرو افتد و کسی نباشد که ان را ببیند،در این صورت بر طبق ادعای آنها درخت واقعا نیفتاده است.
حال تفسیر کوانتومی افتادن درختان را مطرح می کنیم.

قبل از اینکه مشاهده ای صورت بذیرد ،نمی دانیم که آیا درخت افتاده است یا نه ؟ در حقیقت دز این حالت درخت در تمام حالات محتمل به طور همزمان وجود دارد : ممکن است سوخته ، افتاده ، هیزم یا خاک شده باشد. وقتی مشاهده صورت میگیرد، آنگاه درخت ناگهان به حالت مشخص و معلومی جهش میکند و مثلا می بینیم که افتاده است .

ماده تاریک مثل عدسی نور را منحرف می کند؟ نکند دنیایی که می بینم تحریف شده باشد؟!

وسعت ِ بی نهایت

 در تُنگی کوچک


تصاویری که ما می بینیم ،در واقع آن نیست که هست!!!!!!!
در سالهای پیش،شورای شهر مونزای ایتالیا نگهدارندگان حیوانات خانگی را از نگهداری ماهی قرمز در تُنگ های منحنی شکل منع کرد. دلیل این ست که ماهی قرمز وقتی از داخل تُنگ منحنی بیرون را نگاه
 می کند،تصویر تحریف شده ای (بزرگ نمایی شده)را  از واقعیت می بیند... که این چندان خوشایند نیست.

از کجا معلوم که ما داخل یک تُنگ بزرگتر نباشیم....... درسته... نود درصد دنیای ما از ماده ی تاریک تشکیل شده ،که ما آنرا نمی بینیم .این ماده همانند عدسی عمل می کند ،نور را منحرف میکند،ما هم که بواسطه ی نور میتوانیم ببینیم...در نتیجه :

 تصاویری  که ما می بینیم کم و بیش آن نیست که در واقع هست!!!

عجایب کوانتومی

عجایب کوانتومی  

 از کتاب:جهان های موازی
اثر : دکتر میچیو کاکو    

الکترون ها در یک زمان می توانند در دو مکان قرار گیرند...
شناور بودن جهان بین بودن یا نبودن...

بر اساس نظریه کوانتوم این احتمال وجود دارد که روزی در اتاق نشسته باشیم و ناگهان اتم های بدن ما از هم بپاشدو بعد در مریخ دوباره به هم جوش بخورد و ما در آنجا ظاهر شویم.
البته این احتمال چنان کوچک است که برای رخ دادن آن زمانی بیشتر از عمر جهان باید صبر کنیم.

اما در سطوح زیر اتمی....
الکترونها درون اجزا همین رایانه ی مقابل شما به طور مرتب، شکل مادی خود را از دست داده و مجددا در طرف دیگر(صفحه مانیتور)  ظاهر میشوند(( در کوتاه ترین فاصله ی زمانی ممکن))
الکترون ها این قابلیت را دارد که در یک لحظه در دو مکان قرار گیرند. اگر این سخن اشتباه می بود تمدن ما از هم میپاشید...(یا اصلا مولکول های بدن ما از فرو میپاشید.....منظومه شمسی و دیگر کهکشانها نیز به همین گونه....)
اگر اتمها  از قوانین نیوتن تبعیت کنند، هربار که با یکدیگر برخورد میکنندمتلاشی و از هم پاشیده میشوند.
حالا اگر الکترون ها در حالت موازی بین بودن یا نبودن شناور ست، چرا جهان نتواند اینگونه باشد؟

نوترینو

نوترینوی گریز پا
با سرعتی فراتر از نور

تاریخچه ی نوترینوها...

طریقه ی ظاهر شدن نوترینوها...

عجایبی در خصوص نوترینوها...

سرچشمه ی نوترینوها در طبیعت و بدن ما...

در سال 1931 " ولفگانگ پاولی" درباره ی وجود نوترینوها نظریه پردازی کرد. اما سرانجام در سال بعد "انریکو فرمی" وجود این ذره را تایید کرد و ان را نوترینو (نوترون کوچک) نامید.
اما آنها چگونه از وجود این ذره با خبر شدند ؟ نوترینوها در واپاشیهای پرتوزای بسیاری از هسته های اتمی تولید میشود...

پرتو زایی یا واپاشی چیست ؟
تجزیه خود به خود هسته های عنصری پرتو زا(رادیواکتیو)و تبدیل آن به عنصری دیگر،همراه با گسیل(تابش)ذرات یا فوتونها.

نوترینوها در واپاشی بتا بوجود میآیند :
نیروی هسته ای ضعیف(چهارمین نیروی طبیعت) عامل واپاشی بتا است.در این فرایند نوترینو ها ظاهر میشوند،برای مثال اگر نوترون در هسته گیر نیفتاده باشد، در آن نوترون ها هنگام بواسطه ی نیروی ضعیف هسته ای،به پروتون و یک الکترون و یک ذره ی که مدتی ناشناخته بود ، وا می پاشد...ان ذره ی نا شناخته و عجیب و غریب همان "نوترینو" است.

خصایص عجیب نوترینوها :
بدیهی ترین نامزد برای سرشت ماده تاریک همین نوترینوها میباشد.   اولین بازماندهی مهبانگ نیز همین نوترینو هاست.
جرم نوترینو ها آنقدر اندک است که گاهی اوقات آنرا صفر فرض میکنند.( یک الکترون تقریبا 200 برابر نوترین. جرم دارد)

تا 23 سپتامبر 2011 سرعت انها را تقریبا نزدیک به نور می دانستند ...اما بعد از آن گفته اند کهمیتواند اندکی فراتر از نور شتاب بگیرد؟؟؟؟؟؟

این ذره ها همانند نوترون ها  بار الکتریکی ندارند ،به عبارت دیگر خنثی هستند و به این علت آن را نوترون کوچک می نامند.

تعداد نوترینو های عالم بیشتر از تعداد فوتونها (ذرات بنیادی نور)هست نوترینوها میتوانند تقریبا از همه ی مواد عبور کنند، برای مثال اگرمانعی از سرب به طول یک سال نوری را در مقابل یک نوترینو قرار دهیم ،نوترینو براحتی از آن میگذرد اما گاهی اوقات وجود دارد که این ذره با یک اتم برخورد کند وباعث میشود ما انرا  ببینیم.

سرچشمه های نوترینو در طبیعت و بدن ما :

خورشید بزرگترین سرچشمه ی تولید نوتریتو در طبیعت است...سوخت خورشید از همجوشی پرتونها در نزدیکی های مرکز ستاره تامین میشود؛در آنجا از برخورد و به هم چسبیدن پروتونها ،هسته های هلیم ساخته میشود.دراین کار نوترونها با نوعی پرتوزایی بتا به پروتون تبدیل میشود و درین میان تعداد زیادی نوترینو گسیل میشود.
در خورشیدنوترینو باآهنگ 200000000000000000000000000000000000000 تولید میشود. این تونرینوها در فضا پراکنده میشود و بسیاری از آن به زمین میرسد.
در ثانیه حدود 400 بیلیون نوترینوی آمده از خورشید از بدن ما عبور میکند. بدن ما نیز پرتوزا است(بیشتر به صورت واپاشی پتاسیم در استخوانهایمان) و در هر ثانیه حدود 400 نوترینو گسیل(تابش) میکند.

سعید گراوندی

چگونه دنیای ده بعدی به چهار بعدی و شش بعدی تقسیم شد؟

پروفسور کامران وفا            

                                                   ازکتاب: ا َبَر(فوق)فضا

                                                    اثر:دکتر میچیو کاکو

 

قبل از خلقت....

تاکنون تنها تئوری که میتواند داعیه حل اسرار حوادث قبل از انفجاربزرگ  را داشته باشد،تئوری ا َبَر ریسمان است.در حال حاضردانشمندان به این می اندیشند که چه طور جهان ده بُعدی به یک جهان چهار بُعدی و شش بُعدی تقسیم شد  ...  جهان دوقلوی ما چه شکلی است؟
 پروفسور کامران وفا در دانشگاه هاروارد،فیزیکدانی ست که سالها با این  مسایل کیهانی دست و پنجه نرم میکند.... 
کامران وفا از دانشگاه هاروارد چندین سال صرف مطالعه این موضوع است که چه طور جهان ده بُعدی ما به دو جهان کوچکتر تقسیم شده است. طنز قضیه اینجاست که خود او فیزیکدانی است که دنیایش به دو قسمت تقسیم شده است.کامران وفا در کمبریچ در ایالت ماساچوست زندگی  می کند که اصلیتش ایرانی است.از یک طرف وی در آرزوی آنست که سرانجام به  زادگاهش باز گردد ،اما تحقیقاتش به جاهای دور میکشاند.

شرح نظریات وی:
اوبرای شرح دو جهان دوقلو میگوید : یک بازی رایانه ای ساده را در نظر  بگیرید. مثلا در یک بازی ،موشکی را تصور کنید که به سمت چپ صفحه ی مانیتور حرکت در حال حرکت است،زمانی که به انتهای صفحه میرسد. ناگهان در سمت راست صفحه ظاهر میشود...حالا تصور کنید که این صفحه ی رایانه ای را میتوان همانند صفحه کاغذ به صورت استوانه در آورد(آنرا لوله کنیم) اکنون می شود در نظر گرفت که هنگامی موشک برروی صفحه محو میشود در طرف دیگر استوانه ظاهر میشود..یعنی جهان دوقلو...
کامران وفا حدس می زند که دنیای خواهر خوانده،دنیایی به شکل چنبره، شش بُعدی و درهم پیچیده است.

کوانتوم و فیزیک نوین

   
کوانتوم و فیزیک نوین        
   
   
       
   
   
   

● فیزیک نوین چیست؟

فیزیک جدید، فیزیک نوین یا فیزیک مدرن در مقابل فیزیک کلاسیک به تحولاتی گفته می شود که با نظریه های نسبیت و کوانتومی و کاربرد آنها در درک اتم، هسته اتم و ذرات تشکیل دهنده آن، آرایش اتمها در مولکولها و جامدات و ئر مقیاس کیهانی، منشا و تحول عالم شروع شد.

● کوانتم چیست ؟

در فیزیک, یک کوانتم(به انگلیسی: quantum) (plural: quanta) بسته های انرژی هستند که واحدهایی از ثابت پلانک انرژی دارند و انرژی و تکانه آنها با ذره بنیادی و یا ماده ی منتشر کننده متناسب است. این کلمه از کلمه لاتین quantus به معنی چه مقدار گرفته شده است."

● مکانیک کوانتومی

شاخه ای بنیادی از فیزیک نظری است که در مقیاس اتمی و زیراتمی به جای مکانیک کلاسیک و الکترومغناطیس کلاسیک به کار می رود. مکانیک کوانتومی بنیادی تر از مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک است، زیرا در مقیاس های اتمی و زیراتمی که این نظریه ها با شکست مواجه می شوند، می تواند با دقت زیادی بسیاری از پدیده ها را توصیف کند. مکانیک کوانتومی به همراه نسبیت عام پایه های فیزیک جدید را تشکیل می دهند.

● آشنایی

واژهٔ کوانتوم (به معنی «بسته» یا «دانه») در مکانیک کوانتومی از اینجا می آید که این نظریه به بعضی از کمیت های فیزیکی (مانند انرژی یک اتم در حال سکون) مقدارهای گسسته ای نسبت می دهد. بسیاری از شاخه های دیگر فیزیک و شیمی از مکانیک کوانتومی به عنوان چهارچوب خود استفاده می کنند؛ مانند فیزیک ماده چگال، فیزیک حالت جامد، فیزیک اتمی، فیزیک مولکولی، شیمی محاسباتی، شیمی کوانتومی، فیزیک ذرات بنیادی، و فیزیک هسته ای. پایه های مکانیک کوانتومی در نیمهٔ اول قرن بیستم به وسیلهٔ ورنر هایزنبرگ، ماکس پلانک، لویی دوبروی، نیلس بور، اروین شرودینگر، ماکس بورن، جان فون نویمان، پاول دیراک، ولفگانگ پاولی و دیگران ساخته شد. بعضی از جنبه های بنیادی این نظریه هنوز هم در حال پیشرفت است.

توصیف مکانیک کوانتومی از رفتار سامانه های فیزیکی اهمیت زیادی دارد، زیرا در مقیاس اتمی نظریه های کلاسیک نمی توانند توصیف درستی ارائه دهند. مثلاً، اگر قرار بود مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک بر رفتار یک اتم حاکم باشند، الکترون ها به سرعت به سمت هسته اتم حرکت می کردند و به آن برمی خوردند. ولی در دنیای واقعی الکترون ها در نواحی خاصی دور اتم ها باقی می مانند.

● آزمایش مشهور دوشکاف یانگ

در ساختار مکانیک کوانتومی، حالت هر سیستم در هر لحظه به وسیلهٔ یک تابع موج مختلط توصیف می شود (که در مورد الکترون های یک اتم گاهی به آن اُربیتال می گویند). با این ابزار ریاضی می توان احتمال نتایج مختلف در آزمایش ها را پیش بینی کرد. مثلاً با آن می توان احتمال یافتن الکترون را در ناحیهٔ خاصی در اطراف هسته در یک زمان مشخص محاسبه کرد. بر خلاف مکانیک کلاسیک، نمی توان هم زمان کمیت های مزدوج را، مانند مکان و تکانه، با هر دقتی پیش بینی کرد. مثلاً می توان گفت که الکترون در ناحیهٔ مشخصی از فضا است، ولی مکان دقیق آن را نمی توان معلوم کرد. البته معنی این حرف این نیست که الکترون در تمام این ناحیه پخش شده است. الکترون در یک ناحیه از فضا یا هست و یا نیست. این ناتوانی در تعیین مکان الکترون را اصل عدم قطعیت هایزنبرگ به طور ریاضی بیان می کند.

پدیدهٔ دیگری که منجر به پیدایش مکانیک کوانتومی شد، امواج الکترومغناطیسی مانند نور بودند. ماکس پلانک در سال ۱۹۰۰ هنگام مطالعه بر روی تابش جسم سیاه کشف کرد که انرژی این امواج را می توان به شکل بسته های کوچکی در نظر گرفت. آلبرت اینشتین از این فکر بهره برد و نشان داد که امواجی مثل نور را می توان با ذره ای به نام فوتون که انرژی اش به بسامدش بستگی دارد توصیف کرد. این نظریه ها به دیدگاهی به نام دوگانگی موج ذره بین ذرات زیراتمی و امواج الکترومغناطیسی منجر شد که در آن ذرات نه موج و نه ذره بودند، بلکه ویژگی های هر دو را از خود بروز می دادند. مکانیک کوانتومی علاوه بر این که دنیای ذرات بسیار ریز را توصیف می کند، برای توضیح برخی از پدیده های بزرگ مقیاس (ماکروسکوپیک) هم کاربرد دارد، مانند ابررسانایی و ابرشارگی.

● مکانیک کوانتومی و فیزیک کلاسیک

▪ نمایش دوگانگی موج ذره با یک بسته موج فوتونی

اثرات و پدیده هایی که در مکانیک کوانتومی و نسبیت پیش بینی می شوند، فقط برای اجسام بسیار ریز یا در سرعت های بسیار بالا آشکار می شوند. تقربیاً همهٔ پدیده هایی که انسان در زندگی روزمره با آن ها سروکار دارد به طور کاملاً دقیقی توسط فیزیک نیونتی قابل پیش بینی است.

در مقادیر بسیار کم ماده، یا در انرژی های بسیار پایین، مکانیک کوانتومی اثرهایی را پیش بینی می کند که فیزیک کلاسیک از پیش بینی آن ناتوان است. ولی اگر مقدار ماده یا سطح انرژی را افزایش دهیم، به حدی می رسیم که می توانیم قوانین فیزیک کلاسیک را بدون این که خطای قابل ملاحظه ای مرتکب شده باشیم، برای توصیف پدیده ها به کار ببریم. به این «حد» که در آن قوانین فیزیک کلاسیک (که معمولاً ساده تر هستند) می توانند به جای مکانیک کوانتومی پدیده ها را به درستی توصیف کنند، حد کلاسیک گفته می شود.

● کوشش برای نظریهٔ وحدت یافته

وقتی می خواهیم مکانیک کوانتومی را با نظریهٔ نسبیت عام (که توصیف گر فضا زمان در حضور گرانش است) ترکیب کنیم، به ناسازگاری هایی برمی خوریم که این کار را ناممکن می کند. حل این ناسازگاری ها هدف بزرگ فیزیکدانان قرن بیستم و بیست ویکم است. فیزیکدانان بزرگی همچون استیون هاوکینگ در راه رسیدن به نظریهٔ وحدت یافتهٔ نهایی تلاش می کنند؛ نظریه ای که نه تنها مدل های مختلف فیزیک زیراتمی را یکی کند، بلکه چهار نیروی بنیادی طبیعت نیروی قوی، نیروی ضعیف، الکترومغناطیس و گرانش را نیز به شکل جلوه های مختلفی از یک نیرو یا پدیده نشان دهد.
       
   
   
            مجله اینترنتی سوتک ( www.sootak.ir )    

کوانتوم فضا - زمان

کوانتوم فضاـ زمان        
   

هرچند کوانتومی بودن فضا_زمان عجیب به نظر می رسد ولی می توان با پزیرفتن این مطلب به برخی از مسائل مشکل ساز پاسخ داد. سالها پیش تصور اینکه جرم یا الکتریسیته می تواند بصورت کوانتوم باشد بعید به نظر می رسید ولی با کوانتومی در نظر گرفتن آن ها بسیاری از مشکلات برطرف شد. در اوایل قرن بیستم، پلانگ عقیده کوانتومی بودن انرژی را مطرح کرد، این عقیده هرچند مورد مخالفت خیلی از فیزیکدانان واقع شد ولی بعدها توانست به بسیاری از مسائل که فیزیک کلاسیک از حل آن ها ناتوان بود، پاسخ دهد.

حال به تشریح مسئله ای می پردازیم که سال ها پیش توسط سوفسطاییان مطرح شده بود:

یک خرگوش و یک لاک پشت را در نظر بگیرید بصورتی که لاک پشت۱۰متر از خرگوش جلوتر است. اگر سرعت خرگوش دو برابر سرعت لاک پشت باشد، بدیهی است که پس از مدتی خرگوش از لاک پشت جلو می افتد. مثلا اگر فرض کنیم سرعت خرگوش۱۰ متر بر ساعت و سرعت لاک پشت۵ متر بر ساعت باشد، در این صورت انتظار می رود بعد از ۲ ساعت به هم برسند. در این دو ساعت خرگوش مسافت ۲۰متر و لاک پشت ۱۰متر طی می کند و در یک نقطه به هم می رسند، چون لاک پشت از ابتدا ۱۰ متر جلو بوده است. این را بارها و بارها در طبیعت مشاهده کرده ایم و علم ریاضیات هم به همین نتیجه رسیده است. ولی سوفسطاییان با یک تحلیل ظاهرا منطقی به یک نتیجه دیگری رسیده اند. نتیجه گیری آن ها به این شکل است:

خرگوش ۱۰ متر از لاک پشت عقب است، هنگامیکه خرگوش این ۱۰ متر را طی می کند، لاک پشت ۵ متر جلو تر می رود. حال اگر خرگوش این ۵ متر را طی کند، لاک پشت ۲.۵ متر طی می کند. دوباره اگر خرگوش این ۲.۵ متر را طی کند، لاک پشت در این مدت ۱.۲۵ متر طی می کند و این روند تا بینهایت ادامه پیدا می کند و به این صورت خرگوش هرگز به لاک پشت نمی رسد!

اما باید یک جای کار بلنگد. حال اگر به کوانتومی بودن طول اعتقاد داشته باشیم به این نتیجه می رسیم که در نهایت با ادامه دادن این روند به جایی می رسیم که نمی توانیم فاصله را نصف کنیم. در واقع در جایی یک کوانتوم فاصله در یک زمان با دو سرعت متفاوت سیر می شود.

شاید بتوان با در نظر گرفتن کوانتوم های زمان، درک بیشتری نسبت به رفتار نور پیدا کرد. در سرعت های بالا مثل سرعت نور، یک فوتون می تواند در چند نقطه از فضا قرار بکیرد. شاید به این دلیل است که کوانتوم در فیزیک فقط به احتمالات می پردازد، چون مکان یک ذره را نمی توان در یک زمان تعیین کرد. اگر نور را ذراتی به نام فوتون فرض کنیم که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کنند و زمان را بصورت کوانتوم فرض کنیم، در این صورت یک فوتون در یک لحظه می توانند در مکان های گوناگون باشد و رفتار متفاوتی با سایر اجسام که سرعت پایین دارند، داشته باشد.

آزمایش یانگ خاصیت موجی نور را بیان می کند در حالیکه تئوری پلانگ رفتار ذره ای آن را مطرح می کند. اینشتین هر دو را می پذیرد و به بسیاری از مسائل پاسخ می دهد. حال اگر بپذیریم نور خاصیت ذره ای دارد و فضا زمان پیوسته نیست باز هم می توان به بسیاری از مسائل پاسخ داد.

مثال دیگری را برای روشن تر شدن مطلب ذکر می کنم. مورچه ای را تصور کنید که ۱۰ متر با یک دیوار فاصله دارد و در حال حرکت به سمت دیوار می باشد. اگر این مورچه هر روز نصف مسیر روز پیش را برود بنا به محاسبات ریاضی، هرگز به دیوار نمی رسد. چون همیشه فاصله ای در پیش رو دارد که باید نصف آن را طی کند. ولی چگونه ممکن است مورچه ای همواره در حال حرکت باشد و هیچ گاه به مقصد نرسد؟

با در نظر گرفتن کوانتومی بودن طول، در نهایت مورچه به جایی می رسد که فاصله مقابلش برابر با یک کوانتوم فاصله است، در این صورت یا مورچه به مسیر خود ادامه داده و به دیوار می رسد و یا متوقف می شود. به هر حال تصور اینکه مورچه همواره حرکت می کند و هیچ گاه به مقصد نمی رسد، دور از واقعیت است.
       
   
   
حسین کلاته    

آنتروپی دنیا و شتاب زمان

آنتروپی (Entropy) همواره از آغاز جهان (بیگ بنگ) در حال گسترش بوده و محققان همچنان به دنبال دلیلی برای توجیه آن هستند.

همچنین سوال دیگر جوامع علمی این است که آیا چنین موضوعی برای زمان نیز در حال رخ دادن است؟

 VMR-PCR بنابه مدل کیهانی و مکانیک خود این موضوع را از دیدگاه جدیدی بررسی می کند.

ادامه نوشته

بعدهای بالاتر کجا هستند؟

      ازکتاب : فیزیک ناممکن ها
     اثر: دکتر میچیو کاکو

ابعاد بالاتر به کوچکی اتم ها 
 افزودن بُعد فضایی چهارم گویی عقل سلیم را نقض میکند. اگر مثلا" بگذاریم دود اتاقی را بگیرد،نمی بینیم که دود دربُعد دیگری ناپدید میشود.در هیچ جای گیتی خودمان نمی بینیم که اشیا به ناگهان ناپدید شود یا به گیتی دیگری برود. این بدان معنا ست که اگر اصولا بُعدهای بالاتری وجود داشته باشید ، باید کوچکتر از اتم باشد. ..
ارسطو در رساله ی«درباره ی آسمان»نوشت :خط از یک سو اندازه دارد،صفحه از دو سو، و جامد از سه سو، و بیش از این ها دیگر هیچ اندازه ای نیست،زیرافقط همین سه هست. برای دو هزار سال هر ریاضیدانی دل به دریامی زد تا راجع به بُعد چهارم صحبت کند باید پیه ریشخند را به تن می مالید.
در سال 1685 جان والیس  ریاضیدان جدل نامه ای علیه بُعد چهارم نوشت وآنرا چنین خطاب کرد........«هیولایی ناممکن»
در سده ی 19 کارل گاوس(شهسوار ریاضی)بخش اعظم ریاضیات بُعد چهارم را به دست اورد.ولی از ترس برپایی جنجال آنرا منتشر  نکرد.در سالهای بعد گاوس کارش را برای دانشجویش"گئورک برنهارت ریمان " باقی گذاشت.و کم و بیش آنرا تعیین کرد.
ولی به لحاظ تاریخی از دید فیزیکدان ها بُعد چهارم تنها یک خیال پردازی در نظر گرفته شد.برای بُعدهای بالاتر هیچ مدرکی یافت نشده است .
اما.....هنگامی که "تیودور کالوزا"در 1919 مقاله ای بسیار جنجالی نوشت که به بُعد های بالاتر اشاره داشت و اوضاع را تغییر داد. او با نظریه نسبیت عام اینشتین شروع کرد ولی ان را در5 بعُد گذاشت، یک بُعد زمان ، سه بُعد طول..عرض...ارتفاع... و بُعد پنجم...گرانش است......
اگر بُعد پنجم کوچک و کوچک تر شود،معادلات به گونه ای جادویی دو تکه میشود.یک تکه نظریه ی نسبیت اینشتین را توصیف میکرد و تکه ی دیگر به نظریه ی نور ِ ماکسول تبدیل میشود. این نتیجه ای حیرت آور بود.شاید راز نور در بُعد پنجم نهفته باشد.
اینشتین از این راه حل که گویی اتحادی زیبا بین نور و گرانش را برقرار میساخت،یکه خورد .

 

حاشيه اي فلسفي بر مكانيك كوانتومي

حاشيه اي فلسفي بر مكانيك كوانتومي

نويسنده: عرفان كسرايي


در باب تعابير فلسفي مكانيك كوانتومي سخن بسيار مي توان گفت و هيچ متني را نمي توان يافت كه دربرگيرنده همه تفكرات پيرامون آن باشد. در اين نوشتار نيز بنا به اصل گزينشي(selective) بودن مباحثي اينچنين, تنها به جنبه هاي محدودي از استنتاجات فلسفي مكانيك كوانتومي خواهيم پرداخت.

ادامه نوشته