واقعیت کوانتومی |فصل ۲ | اپیزود ۵

 تعریف ما از واقعیت آن هم واقعیت فیزیکی به خاطر تغییراتی که اخیراً در جهان رخ داده است در حال تغییر است. آن چیزی که تا چندی پیش مجازی می نامیدیم امروز واقعیت مسلم زندگی می دانیم، در آن گذر عمر و امرار معاش می‌کنیم، عاشق می‌شویم ناامید می شویم و شاید در آینده ای نه چندان دور در آن ابدی شویم. در این اپیزود به سراغ اصول و تاریخچه فیزیک مدرن رفتم تا چهارچوب و فریم جدیدی برای بازتعریف جهان هستی و ماهیت زمان با شما به اشتراک بزارم. ممکنه مطالب کمی سنگین باشند ولی تا پایان اپیزود همراهم باشید تا همه مطالب به ظاهر گسسته را در قالب یک روایت قابل درک به هم ربط بدم. این بار قصد من بیشتر طرح سوال هست تا فراهم آوردن جواب.

نیوتن

تصویری که ما از جهان کیهانی و جهان صغیر(زیر اتم) داریم حاصل قوانین فیزیک کلاسیک و برگرفته از یافته‎های دانشمندان عهد عتیق است و عمده این یافته‏‎ها تا زمان نیوتن قابل اثبات نبودند. او توانست با کمک ریاضیات تصورات اشتباهی که تا آن زمان وجود داشت را تغییر بدهد. بعد از هزار سال دیگر جدایی بین زمین و بهشت وجود نداشت، زمین دیگر مرکز جهان نبود و اجرام آسمانی آزاد بودند و به دنبال جایگاه طبیعی خود نمی‎گشتند و همیشه در یک مسیر مستقیم در حرکت بودند مگر تحت تاثیر اجرام آسمانی دیگر قرار بگیرند.

جهان نیوتنی جهانی ساده متشکل از فضای لایتناهی و همسان است که ذرات درون آن آزادانه حرکت می‎کنند و روی یکدیگر اثر می‎گذارند. این جهان همان جهان دموکریت خالق نظریه اتم بود که بوسیله معادلات اثبات شده بود. قدرت چهارچوب عقلانی نیوتن غیرقابل شکست به نظر می‎رسد و ساختار تمام تکنولوژی قرن نوزده و جهان مدرنی که ما امروز تجربه می‎کنیم را تشکیل می‎دهد. سه قرن از زمان اثبات نظریه نیوتن گذشته و ما هنوز پل، قطار و برج و موتورهای الکتریکی را بر اساس آن می‎سازیم. به نظر می‎رسید که بالاخره کلید درک واقعیت جهان را کشف کرده‎ایم.

جهانی که فقط از یک فضای عظیم بی‎انتها تشکیل شده و ذرات درون آن در گذر زمان حرکت می‎کنند و از طریق نیروهایی یکدیگررا تحت تاثیر قرار می‎دهند. در این تصویر تنها نیرو نیروی گرانش بود ولی نیوتن می دانست چیزی کم است، متوجه شده بود که نیروهای دیگری نیز در جهان وجود دارند و اینکه که تنها راه جا به جایی اجسام فقط سقوط کردن نیست. البته تا قرن نوزدهم طول کشید تا نیروهای دیگر کشف شوند و این اکتشاف با دو شگفتی همراه بود.

شگفتی اول این بود که تقریبا همه پدیده های جهان با یک نیرو مدیریت می شود. الکترومغناطیس! نیرویی که بدن ما را در قالب یک فرم نگه می دارد، اتم ها را در یک مولکول و الکترون را درون اتم. این همان نیرویی است که درون نورون های مغزی ما عمل می کند و فرآیند پردازش اطلاعات ما از این جهان را مدیریت می کند و شگفتی دوم ایده میدان های نیرو بود که فیزیک مدرن از درون آن متولد شد.

درک و شناخت نیروی الکترومغتاطیس توسط دو دانشمند دیگر میسر شد. فارادی و ماکسول. مایکل فارادی یک لندنی فقیر بود که هیچگونه آموزش رسمی ندیده بود. او در ابتدای زندگی کاری خود در یک کارگاه صحافی کتاب کار می‎کرد و بعد از آن کاری در یک آزمایشگاه پیدا کرد و توانست اعتماد استادش را بعد از مدتی جلب کند و در نهایت تبدیل به یکی از روشن‎ترین آزمون‎گرهای قرن نوزدهم شود. فارادی موفق شد بدون داشتن سواد ریاضی یکی از بهترین کتاب‎های فیزیک که تا کنون نوشته شده را بنویسد. و نابغه دوم یک اسکاتلندی اشراف‎زاده و متمول بود. جیمز ماکسول یکی از متبحرترین ریاضی‎دانان قرن نوزدهم بود. این دو نابغه علی‎رغم اختلاف در پیشینه فرهنگی و جایگاه اجتماعی موفق شدند یکدیگر را به خوبی درک کنند و با ترکیب نبوغ خود راه را برای فیزیک مدرن باز کنند.

فارادی المان جدیدی را در ساختار جهان معرفی کرد. او مفهومی به نام میدان را مطرح کرد. یک میدان به سادگی مجموعه‎‎ای است از خطوط بسیار باریک که تمام فضا را پر می‎کنند. او این خطوط را خطوط میدان می‎نامد که به طریقی نیروی الکتریکی و مغناطیسی را بین دو جسم انتقال می‎دهند، گویی که توان کشیدن و هل دادن اجسام را داشته باشند. اگر دو جسم که بار الکتریک دارند را به هم نزدیک کنیم نیرویی بین آنها حس می‎شود که این نیرو از طریق این خطوط بین آنها در انتقال است. سوالی که نیوتن جوابش را نتوانسته بود پیدا کند. اینکه زمین ماه را با این فاصله زیاد چگونه به خود جذب می‎کند. حالا دیگر نظریه نیوتن پاسخ همه پرسش‎ها درباره چگونگی خلق جهان نبود. البته انیشتین در آینده این دو نظریه را به زیبایی به هم پیوند می‎دهد.

انیشتین ۲۵ ساله و نظریه نسبیت

آلبرت در جوانی یاغی بود. پدر و مادرش او را برای تحصیل به آلمان فرستاده بودند ولی آلبرت سیستم آموزشی آلمان را خشک و انعطاف ناپذیر یافت و بعد از مدت کوتاهی به پدر و مادرش در ایتالیا ملحق شد. از انجا به سویس رفت و در دانشگاه فیزیک مطالعه کرد. پس از دانشگاه موفق به یافتن شغل دلخواهش در حوزه تحقیقات فیزیک نشد و سر از اداره ثبت اختراعات درآورد. ولی در حین کار مطالعات و تحقیقات خود را ادامه داد. آلبرت در سن ۲۵ سالگی سه مقاله برای مجله معتبر Annalen der Physik فرستاد که هر یک مستحق دریافت جایزه نوبل بودند.

مقاله اول بعد از ۲۳ قرن با ارایه محاسبات دقیق ابعاد اتم ثابت کرد که ماده خاصیت ذره‌ای (Granular) دارد، یعنی از ذرات کوچک‌تری تشکیل شده. مقاله دوم نظریه معروف نسبت خاص او بود که اثبات می‌کند بین گذشته و آینده یک رویداد (گذشته و آینده شما) و دقیقاً در همین لحظه یک منطقه میانی وجود دارد که زمان حال گسترش یافته نامیده می‌شود و منطقه‌ای که است که نه در گذشته است و نه در آینده. بزرگی این زمان حال گسترش یافته با فاصله شما از تا آن رویداد رابطه دارد.  طول این زمان برای اتفاقی در نزدیکی شما خیلی کوچک است، روی کره ماه چند ثانیه و روی کره مریخ ۱۵ دقیقه است. این بدان معنی است که می‌توانیم بگویم روی مریخ اتفاقاتی رخ داده‌اند و رویدادهای رخ خواهند داد ولی برای ۱۵ دقیقه اتفاقاتی هستند که نه در گذشته‌اند و نه در آینده!

اشاره به چند نکته به درک بهتر این نظریه کمک خواهد کرد. بر اساس نظریه نسبیت خاص انیشتین گذر زمان برای افراد مختلف با سرعت‎های مختلف متفاوت خواهد بود. این نظریه بعدها با پیشرفت تکنولوژی به اثبات رسید. بدین صورت که با کمک دو ساعت اتمی که یکی روی زمین و دیگری در یک هواپیما قرار داده شده بود دانشمندان توانستند اثبات کنند که جسم در حال حرکت زمان را به نسبت جسم ثابت کندتر تجربه خواهد کرد. این تجربه را در قالب مثال دیگری نیز می‎توان تشریح کرد. تصور کنید دو خواهر دوقلو یکی روی کره زمین باشد و دیگری سوار بر سفینه‎ای برای مدتی دور از کره زمین باشد. پس از بازگشت به کره زمین خواهر مسافر جوان‎تر از خواهر زمینی خواهد بود. البته این اختلاف در این مقیاس بسیار ناچیز است ولی هر چه به سرعت نور نزدیک‎تر می‎شویم یا فاصله دورتر می‎شود این اختلاف بیشتر می‎‎شود. تا بدین اندازه که اختلاف لحظه اکنون بین کره زمین و کهکشان اندرومدا دو میلیون سال است. این کشف منجر به مطرح شدن ایده فضا-زمان از سوی انیشتین می‎شود. که به سادگی اثبات می‎کند زمان و فضا نمی‎توانند بدون یکدیگر وجود داشته باشند. زمان در یک مکان خاص معنی دارد و فضا بدون بعد زمان بی معنی است.

بر اساس نظریه نسبیت خاص ما می‌دانیم که زمان یک مشخصه عالمگیر جهانی که در آن زندگی می‌کنیم نیست. با این حل تصور زندگی بشری بدون گذر زمان غیر قابل تصور است. پس درک ما از زمان از کجا می آید؟ این درک حاصل تجربه و دید ذهنی ما از این جهان است. در واقع نقطه نظر و دیدگاه ما و اینگونه که با یک روش به خصوص و از جایگاه انسانی به جهان می‌‌نگریم و اطلاعات را پردازش می‌کنیم این درک را به وجود ‌آورد. به زبان ساده‌تر درک ما از زمان ساخته ذهن ماست. در واقع چیزی به عنوان یک ساعت کیهانی یا زمان صحیح و قابل اندازه گیری وجود ندارد. زمان یک پدیده Objective نیست که به خودی خود و جدا از مشاهد‌ه‌گر وجود داشته باشد بلکه در اثر درک مشاهده کننده پدیدار می‎شود.

و مقاله سوم درباره زیباترین نظریه فیزیک مدرن، نسبیت عام است. بعد از انتشار مقاله دوم انیشتین جوان مشهور می‎شود و از دانشگاه‌های متعددی پیشنهاد کار دریافت می‌کند ولی یک مسأله حل نشده هنوز باقی است. او موفق نشده است با کمک نظریه نسبیت خاص نیروی گرانش نیوتنی را توضیح دهد. تئوری گرانش نیوتن توضیح نمی‌دهد که اجرام آسمانی چگونه به سمت هم کشیده می‌شوند و یا این نیروی گرانش چگونه ماه را به سوی زمین می‌کشد؟ خطوط میدان فارادی و ماکسول راه حلی برای این مشکل یعنی چگونگی انتقال نیرو بین اجسام بود ولی نه دقیقا برای نیروی گرانش بلکه برای میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی. انیشتین به این نتیجه رسیده بود که منطقی به نظر می‌رسد که خطوط میدان فارادی باید در خصوص میدان گرانشی هم صادق باشند و معادلات ریاضی بتوانند این خطوط را توضیح دهند. ولی ۱۰ سال طول می‌کشد تا او بتواند پس از تعداد زیادی مقاله نا موفق و معادلات نادرست به معادله نهایی دست یابد. در سال ۱۹۱۵ بود که لو لاندو روس نظریه نسبیت عام را «زیباترین نظریه» می‌نامد.

دلیل این زیبایی به سادگی قابل درک است. انیشتین به جای اینکه به دنبال اثبات نظریه خود از طریق معادلات ریاضی باشد قصد می‎کند تا پرسش دیگری درباره نظریه نیوتن را پاسخ بدهد: اینکه ماهیت فضا چیست؟ نیوتن مجبور بود به نظریه عهد عتیق دموکریت درباره فضا برگردد. این فضا باید بزرگ و خالی می‎بود تا بتواند ظرف نگهدارنده جهان باشد ولی این ظرف محدود کننده بود و باید داربستی برای اجسام می‌بود تا بتوانند در بین خطوطش  حرکت کنند. ولی ماهیت این فضای خالی چیست؟ از زمان عهد عتیق این ماهیت بین چیز و هیچ چیز بین بدون و نبودن در نوسان بوده است. نیوتن فضا را از جنس «حس خدا» می‎دانست، ایده‎ای که برای خود او هم کاملاً روشن نبود.

انیشتین علاوه بر پاسخ دادن به پرسش ماهیت میدان گرانشی و نحوه عملکرد نیروی جاذبه، درباره ماهیت فضا نیز ایده‌ای ارایه داد. در واقع پاسخ دو سوال هر دو یکسان بودند! چه می‎شد اگر فضای پی‎پایان از جنس همین میدان گرانشی بود؟ چه می‎شد اگر فضای نیوتنی همان میدانی نیرویی بود که گرانش یا جاذبه در آن عمل می‎کند؟ و بدین ترتیب جهان هستی از دید انیشتین چیزی جز ذرات و میدان‎ها نبود. و نیروی گرانشی چیزی جز تغییر فرم ساختار فضا-زمان بر اساس جرم یک جسم مانند یک سیاره نیست. تصور کنید که فضا زمان یک سفره است و کره زمین یک گوی وسط آن. وزن این گوی باعث تغییر فرم سفره شده است و اگر ماه به فرم یک گوی کوچکتر روی این سفره قرار بگیرد به خاطر این تغییر فرم به سوی زمین سر خواهد خورد. در کیهان نیز سیاره‎ها به خاطر این شیب ایجاد شده در فضا-زمان به سوی یکدیگر کشیده می‎شوند و هر قدر جرم آسمانی بزرگتر باشد انحنای بیشتری در فضا زمان ایجاد می‎کند. پس به طور خلاصه نظریه نسبیت عام یا همان نظریه گرانش می‌گوید که این نیروی به جای یک نیرویی نامریی انحنایی در ساختار فضا است. و هر قدر جسم بزرگتر باشد انحنای دورش بزرگتر خواهد بود.

و اما جادوی فیزیک مدرن در درک هستی و تغییر نگرش ما از جهان

پس تا اینجای کار نیوتن باور داشته زمان، فضا و ذرات المان‌های تشکیل دهنده جهان هستند. بعد از نیوتن فارادی و ماکسول آمدند و نظریه نیوتن در مورد نظرات بسط دادند و گفتند که میدان‌های انرژی وجود دارند و در درون آنها ذرات متفاوت در حال حرکت و تراکنش با همدیگر هستند . انیشتین دو المان زمان و فضا را به هم وصل کرد و گفت این دو از هم جدا نیستند و ما پیوستاری با اسم به فضا-زمان داریم ولی بحث میدان‌ها را همانطور نگه داشت. و حالا مکانیک کوانتوم می‌گوید که فضا-زمان در کنار میدان های کوانتومی المان‌های تشکیل دهنده جان هستی هستند و ذرات در واقع ارتعاشات متمرکز شده در درون همان میدان نیروی کوانتوم هستند که به صورت موقت ایجاد می‌شوند. تفاوت اصلی نظریه کوانتوم با نظریه‌های پیش از خود در این است که ذرات کوچکتر از اتم مانند الکترون را از جنس ارتعاش میدان انرژی می‌داند نه یک ذره در فضا-زمان.

تمامی قوانین فیزیک کلاسیک جهان اطراف ما را در مقیاس بزرگ تفسیر و تشریح می‎کنند ولی وقتی این فرمول‎ها را در مقیاس کوچکتر از اتم بررسی می‌کنیم بعضی از آنها دیگر کاربرد ندارند. در فیزیک کلاسیک اجسام در هر لحظه از زمان در یک نقطه خاص قرار دارند ولی در فیزیک کوانتوم و در محدوده کوچکتر از اتم داستان متفاوت است. ذرات همچون الکترون در هاله‎ای از احتمالات وجود دارند، بدین صورت که احتمال دارد الکترون در نقطه الف و یا در نطقه ب باشد و فقط با درصدی از احتمال می‎شود درباره موقعیت یک الکترون نظر داد.

یکی دیگر از عجیب‌ترین نظریه های اثبات شده فیزیک کوانتوم این است که همه چیز در جهان از نور تا الکترون‌ها و اتم ها در آن واحد هم خاصیت ذره‌ای دارند و هم خاصیت موجی. یعنی نور هم یک موج پیوسته است و هم تشکیل شده از ذرات جدایی به اسم فوتون و در لحظه اندازه گیری یکی از این ماهیت ها به صورت تصادفی و متجلی می شود.

برای اثبات این نظریه آزمایشی با عنوان سوپرپوزیشن طراحی شد. تصور کنید که یک پرتو نور رو به یک صفحه می تابانیم. روی این صفحه دو شیار باریک به صورت موازی وجود دارد و پشت این صفحه یک پرده قرار داده شه. در اثر عبور نور از درون این دو شیار چندین نوار نورانی روی پرده به صورت موازی تشکیل خواهد شد که در مرکز پرده نوارهای پرنور تر و در کناره‌ها کم نورتر خواهد بود. این اثر به دلیل خاصیت موجی نور است. امواج نور در  زمان تطابق قله‌ها یا دره‌ها یکدیگر را تقویت می کنند و در زما‌ن‌های دیگر یکدیگر را خنثی می‌کند. این آزمایش می‌توانیم برای ذرات کوانتومی مانند الکترون هم انجام داد. اگر این آزمایش برای ذرات جداگانه مثل تیله های کوچک انجام می شد انتظار می‌رود که هر تیله از یکی از شیارها عبور کند و در نهایت طرحی شبیه دو شیار روی پشت پرده پشت تشکیل شود.

ولی اتفاق عجیبی با این آزمایش وقتی که با ذرات الکترون انجام  شود رخ‌ می‌دهد. الگوهای تشکیل شده روی پرده مانند الگوهای موجی خواهد یعنی به جای دو نوار موازی تعداد بیشتری نوار با شدت و ضعف های مختلف روی پرده تشکیل می شود. برای دیدن نمای شماتیک از این آزمایش سری به وبلاگ من به آدرس saman.com.au بزنید. از آنجایی که این الکترونها تک‌تک به سمت به سمت صفحه پرتاب می‌شوند تنها امکان گذر از یکی از این شیارها را دارند در حالی که نتیجه آزمایش نشان می‌دهد که باید از هر دو شیار عبور کرده باشند که الگوی تداخلی موج گونه را تشکیل بدهند. برای روشن شدن دلیل این نتیجه محققان یک دستگاه مشاهده الکترونی را در نزدیکی شیارها کار گذاشتند تا متوجه شوند چه اتفاقی در لحظه عبور از شیارها رخ می‌دهد و با کمال تعجب متوجه شدند که الکترونها به رفتار ذره گونه خود برگشتند و فقط الگوی دو شیار روی پرده تشکیل شده. در واقع در اثر مشاهده آزمایش رفتار الکترون ها تغییر می‌کند.

 نیزل بور فیزیکدان مشهور دهه ۱۹۲۰ می‌گوید نه تنها مشاهده، نتایج آن چیزی که قرار است اندازه‌گیری بشود را تغییر میدهد بلکه مشاهد‌گر خودش نتایج اندازه گیری را تولید می‌کند. هایزنبرگ معادله ریاضی این سوپرپوزیشن را اینطور تفسیر کرده که واقعیت وجود ندارد مگر تا زمانی که مشاهده می شود. ویلر فیزیکدان دیگر حتی به این فکر کرده که از زمان حضور موجودات زنده که توانایی مشاهده دارند، آن چیزی که قبلاً گذشته کوانتومی چندگانه بوده را تبدیل به گذشته تاریخی واحد کرده یعنی حتی گذشته هم در وضعیتی از احتمالات به سر می‌برد. فیزیک دانان هنوز به توافقی برای تفسیر این آزمایش های فیزیک کوانتوم نرسیدند و نمی شود ارتباط بین فیزیک کوانتوم و آگاهی یا Consciousness را رد کرد.

فیزیک کوانتوم سه جنبه از طبیعت چیزهای این جهان را برای ما نمایان ساخته است:

خاصیت اول:دانه دانه بودن(Granularity)

وقتی که دانشمندان سعی در اندازه گیری انرژی و موقعیت الکترون در اتم داشتند متوجه شدن که الکترون ها فقط در موقعیت های خاص و در سطوح انرژی مشخصی قرار می‌گیرد این خاصیت در معادله شرودینگر پدر مکانیک کوانتوم نشان داده شده و این خاصیت دانه دانه بودن نامیده می شود. دانه دانه بودن ماده و نور در قلب نظریه جای دارد. این خاصیت همانند خاصیت اتم در فیزیک کلاسیک نیست. در فیزیک کوانتوم ذرات پیوسته غیب و دوباره ظاهر می‌شوند. فرض کنیم که دامنه حرکتی یک آونگ را اندازه‌گیری کرده‌ایم و عددی بین ۵ تا ۶ سانتی‌متر بدست آمده است. بر اساس فیزیک کلاسیک می‌توانیم متصور باشیم که بینهایت عدد بین ۵ و ۶ وجود دارد (مثل ۵/۴ یا ۵/۰۰۰۰۵) در حالیکه فیزیک کوانتوم می‌گوید تعداد محدودی عدد بین این دو عدد وجود دارد. و این شامل همه پدیده‌ها می‌شود.

خاصیت دوم: عدم قطعیت(Indeterminasy)

این خاصیت ساختار کلی نگاه ما به جهان را تغییر می‌دهد. فیزیک کلاسیک جهان را متشکل از ملکول و اتم ‌ها معرفی می‌کند ولی جهان کوانتومی یک زنجیره از رویدادهای بسیار کوچک است. این رویدادها از هم جدا، دانه دانه و مستقل هستند. به بیان دیگر رویدادها فعل و انفعالات یک سیستم فیزیکی با سیستم دیگر هستند. یک الکترون، کوانتوم یک میدان و یا یک فوتون خط سیر مشخصی را در فضا دنبال نمی‌کند بلکه در یک مکان و زمان خاص وقتی که با چیز دیگری برخورد می کند ظاهر می‎شود. هیچ راهی برای دانستن قطعی اینکه کی و کجا ظاهر می‎شود وجود ندارد. فیزیک کوانتوم یک عدم قطعیت پایه‎ای را در قلب جهان معرفی می‎کند. آینده حقیقتاً قابل پیشبینی نیست. بر اساس این قانون همه چیز در معرض تغییر تصادفی است. تمامی متغیرها مرتب در نوسان هستند، گویی که در کوچکترین مقیاس همه چیز در حال نوسان است. به این دلیل که این نوسانات همیشه حاضر در مقیاسی بسیار کوچک اتفاق می‎افتند ما توان دیدن آنها را نداریم. ولی اگر می‎توانستیم اتم‎ها را ببینیم می‎شد پیدا و پنهان شدن و ارتعاش همیشگی آنها را مشاهده کرد. این جهان، دنیایی از سنگ ریزه‎ها یا ذرات نیست بلکه جهانی از ارتعاشات همیشه در نوسان تشکیل شده از بینهایت ریز رویداد است.

خاصیت سوم: همبستگی(Relationality)

سومین اکتشافی که توسط فیزیک کوانتوم بیان شد، عمیق‎ترین و سخت‎ترین آنهاست. این نظریه درباره ماهیت اجسام آنگونه که «هستند» صحبت نمی‎کند. بلکه چگونگی رویدادن آنها و نحوه تعامل آنها با یکدیگر را تشریح می‎کند. موقعیت یک ذره را تشریح نمی‎کند بلکه به ما می‎گوید که ذره خودش را چگونه به دیگر ذره‎ها نشان می‎دهد. جهانی هستی چیزها به یک قلمرو از تعاملات پتانسیل تبدیل می‎شود. ارسطو اولین کسی بود که بر نسبی بدون سرعت تاکید کرد. روی یک کشتی برای مثال، ما می‎توانیم از سرعتمان در مقایسه با خود کشتی صحبت کنیم و روی زمین در مقایسه با زمین. گالیله کشف کرد که همین نسبیت باعث می‎شود که متوجه سرعت گردش زمین دور خورشید نشویم. سرعت خاصیت ذاتی یک چیز نیست بلکه خاصیت حرکت یک ذره نسبت به ذره دیگر است. انیشتین این موضوع را به حوزه زمان نیز گسترش داد: ما فقط در صورتی می‎توانیم بگویم دو رویداد همزمان هستند که رابطه آنها را نسبت به یک حرکت بسنجیم.

فیزیک کوانتوم این نسبیت را به صورت رادیکال بسط می‎دهد: تمامی متغییرهای یک چیز فقط در تعامل با چیزهای دیگر وجود دارند. فقط در تبادلات است که طبیعت جهان را ترسیم می‎کند. جهانی که فیزیک کوانتوم تشریح می‎کند جهانی از چیزها نیست، بلکه جهانی از رویدادهاست. اشیاء با رخ دادن رویدادهای بنیادین خلق می‎شوند.

به طور خلاصه فیزیک کوانتوم کشف سه خاصیت از جهان است:

دانه دانه بودن: اطلاعات درون یک سیستم بی نهایت نیست بلکه محدود به ثابت پلانک است. و این ثابت رفتار ذره‌ها و امواج را در مقیاس اتمی توضیح می‌دهد. اینکه انرژی فقط در واحدهای که ضریب ثابت پلانک هستند قابل متجلی شدن می‌باشد.

عدم قطعیت: آینده نمی‎تواند بر اساس گذشته به وضوح تعیین شود. حتی اتفاق‎های تکراری هم در نهایت تابعی از احتمالات هستند. جهان دنیایی از ذرات نیست بلکه جهانی از ارتعاشات است و به علت کوچک بودن این ارتعاشات ما توان دیدنشان را نداریم.

همبستگی: رویدادهای این جهان همگی در ماهیت خود از جنس تعامل‎‌ها بین میدا‌ن‌های نیرو هستند. فیزیک کوانتوم به ما می‎آموزد که به جهان از پنجره «چیزها» ننگریم. بلکه جهان را گذری از یک رویداد به رویداد دیگر ببینیم. یک سنگ فقط یک رویداد است که فرم خود را برای مدتی حفظ می‌کنند. مانند یک موج آب که ماهیتش از جنس آب است و رویدادی است موقت که در اساس قرار گرفتن ذرات آب به یک فرم خاص شکل گرفته است.

خوب که چی؟

اون چیزی که در این اپیزود شنیدید بخش کوچکی از فیزیک مدرن هست و اگر مشتاق باشید منابع زیادی برای مطالعه بیشتر وجود دارد. وقتی که من یک درک ابتدایی نسبت به قوانین اولیه فیزیک مدرن پیدا کردم اولین اتفاقی که افتاد تغییر نگرش نسبت به جهان اطرافم بود. یک شاخه از علم این روزها به تعبیر و تفسیر این معادلات و قوانین فیزیک می‌پردازد و سعی در باز تعریف جهان هستی دارد. فیزیک کوانتوم فرض ساده و اولیه که در پس تمامی رشته‌های علمی هست رو به چالش کشیده و شاید بشه گفت تضعیف کرده و اون فرض هم این هست که یک جهان  objectiveمستقل و عینی و برونی وجود دارد که جدا از مشاهده و نقطه نظر مشاهده‌گر قابل اندازه‌گیری و مراجعه هست. این فرض اثبات شده چه معنی در جهان بینی ما می‌تواند داشته باشد؟

بعضی از فیزیک‌دان‌ها باور دارند که این نظریه‌های جدید این امکان این را فراهم می‌آورد که بیشتر از یک نتیجه برای یک مشاهده وجود داشته باشد و برای مثال جهان‌های موازی را متصور می‌شوند که نتایج دیگر مشهادات در آنها رخ می ‌دهند.

تفسیر دیگه‌ای که در باره حقیقت کوانتومی مطرح شده است، تعبیر جهان فیزیکی به عنوان یک واقعیت مجازی شبیه سازی شده است. مثال خوب این تفسیر بازی‌های سه بعدی هستند که جهان بازی در یک وضعیت پتانسیل وجود دارد و تا زمانی که شما وارد آن فضا نشوید یا به سمت خاصی نچرخید آن بخش از جهان بازی رندر و خلق نخواهد شد.

Podcast: Play in new window | Download

Subscribe: RSS