ماجرای جدال اینشتین و نیلز بور

[Saeed Dz]

تصور اروین شرودینگر، کسی که برای اولین بار معادله موج را مطرح کرد، این بود که ایده معادله موج از مسیر اصلی خود منحرف شده است. او بعدها برای بور اعتراف کرد که اگر مطرح کردن تابع موج، باعث القاء مفهوم احتمال به فیزیک شده، از مطرح کردن آن احساس پشیمانی می‌کند.




به گزارش بیگ بنگ، برای از بین بردن مفهوم احتمال، او آزمایشی را ترتیب داد. گربه‌ای را در نظر بگیرید که در جعبه‌ای محصور شده است. درون جعبه یک بطری وجود دارد که مملو از گازی سمی است. این بطری به یک چکش متصل است، که آن هم به نوبه خود به یک شمارشگر گایگر که در مجاورت قطعه‌ای اورانیوم قرار دارد وصل شده است. هیچ کس مخالف این مسئله نیست که واپاشی پرتوزای اتم اورانیوم کاملا یک رویداد کوانتومی است که نمی‌توان آن را از قبل پیش‌بینی کرد. بیایید در نظر بگیریم که ۵۰ درصد این شانس وجود دارد که یک اتم اورانیوم طی یک ثانیه بعد واپاشی می‌کند. در صورت واپاشی اتم اورانیوم، شمارنده گایگر به کار می‌افتد که آن هم به نوبه خود چکش را رها کرده و منجر به شکستن شیشه و در نهایت مرگ گربه می‌شود. قبل از اینکه در جعبه را باز کنید، گفتن اینکه گربه مرده است یا زنده غیر ممکن است. در حقیقت به منظور توصیف وضعیت گربه، فیزیکدانان توابع موج گربه زنده و مرده را با هم جمع می‌کنند. به این معنی که گربه را در جهانی قرار دادیم که به طور هم زمان در آن ۵۰ درصد مرده و ۵۰ درصد زنده است.
حال در جعبه را باز می‌کنیم. با نگریستن به داخل جعبه، مشاهده‌ای صورت گرفته و در نتیجه تابع موج از بین می‌رود و ما خواهیم دید که گربه در کمال تعجب زنده است. از نظر شرودینگر این وضعیت احمقانه به نظر می‌رسید. چگونه یک گربه می‌تواند هم زمان مرده و زنده باشد تنها به دلیل اینکه به او نگاه نکرده‌ایم؟؟ آیا واقعا به محض اینکه آن را مشاهده می‌کنیم، موجودیت می‌یابد؟ اینشتین نیز از این تفسیر احساس رضایت نمی‌کرد. هر بار که مهمانی به خانه او می‌آمد، می‌گفت: به ماه نگاه کنید. آیا ماه وقتی یک موش به آن نگاه می‌کند ناگهان به وجود می‌آید؟ اینشتین عقیده داشت که پاسخ به این سوال نه بود. اما در برخی جهات پاسخ می‌توانست مثبت باشد.




بالاخره در سال ۱۹۳۰ در برخوردی تاریخی بین آلبرت اینشتین و نیلز بور، در کنفرانس سولوی، نتیجه نهایی حاصل شد. جان ویلر بعدها گفته است از نظر او این بزرگترین مواجهه در تاریخ اندیشه‌ها بوده است. اینشتین فردی همواره جسور و فوق‌العاده سخن‌ور، مجموعه سوالاتی از آزمایش‌های ذهنی را برای تخریب نظریه کوانتوم مطرح کرد. بور هم که پیوسته زیر لب من و من می‌کرد، پی در پی مورد حملات اینشتین واقع می‌شد. اینشتین مثل یک شطرنج باز ماهر مثال‌های بسیار جدیدی را مطرح می‌کرد. بور همواره، خارج از ابهامات فیلسوفانه، به دنبال ابزاری بود تا مثال‌ها را یکی از پس از دیگری نقض کند. اما اینشتین درست مثل عروسک جهنده از درون جعبه، هر روز صبح، تازه و پر انرژی بیرون می‌جهید. او در مقابل بور به گونه‌ای رفتار می‌کرد که حامیان مطلق بودن زمان، روزگاری در مقابل او رفتار کرده بودند.
در آخر اینشتین آزمایشی را مطرح کرد که تصور می‌کرد باعث می‌شود نظریه کوانتوم خود حکم مرگ خویش را امضا کند. جعبه‌ای در نظر بگیرید که حاوی بخار فوتون باشد. اگر جعبه دارای یک دریچه کرکره‌ای باشد، قادر خواهد بود یک تک فوتون را از آن دریچه رها کند. از آنجا که می‌توان سرعت دریچه کرکره‌ای و همچنین انرژی فوتون را به دقت محاسبه کرد، بنابراین می‌توان حالت فوتون را با دقت نامحدودی تعیین کرد که منجر به نقصاصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌گردد. از نظر بور این ضربه مهلکی بود. در آن لحظه هیچ پاسخی نداشت. تمام عصر آن روز، شدیدا ناراحت بود و با مراجعه به افراد مختلف تلاش می‌کرد تا آن‌ها را با خود همراه کند. زیرا پذیرش صحت این ادعا به معنی اتمام علم فیزیک بود. اما هیچ راه حلی برای رد این ادعا نمی‌یافت. اینشتین با چهره‌ای با شکوه با لبخند طعنه‌آمیز کم‌رنگی بر لب، حرکت می‌کرد و بور شدیدا ناراحت از گوشه‌ای می‌گذشت.




روز بعد، پس از یک شب بی‌خوابی کامل، بور موفق به یافتن ایراد کوچکی در ادعای اینشتین شد. بر اساس برابری ماده و انرژی پس از گسیل فوتون، جعبه کمی سبک‌تر خواهد شد. یعنی، از آنجا که انرژی وزن دارد، بر طبق نظریه گرانش خود اینشتین، جعبه تحت گرانش کمی بالا می‌آید و همین مسئله باعث به وجود آمدن عدم قطعیت در انرژی فوتون می‌گردد. در این صورت با محاسبه عدم قطعیت در وزن و سرعت دریچه، خواهیم دید که جعبه دقیقا از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ پیروی می‌کند. در عمل بور از نظریه گرانش خود اینشتین برای رد ادعای او استفاده کرد. بور پیروز از میدان بیرون آمد. اینشتین شکست خورده بود. زمانی که بعدها اینشتین ادعا کرد: خداوند برای جهان تاس نمی‌ریزد. بور در جواب به او گفت: از اینکه به خدا بگویی چکار کند، دست بردار. سرانجام اینشتین پذیرفت که بور موفق به رد دلایل او شده است و بالاخره تسلیم شد.
(مناظرات بین اینشتین و شرودینگر از یک طرف و بور و هایزنبرگ از طرف دیگر را نمی‌توان به سادگی نادیده گرفت. زیر این آزمایش‌های ذهنی را می‌توان در حال حاضر در آزمایشگاه ترتیب داد. اگر چه دانشمندان نمی‌توانند کاری کنند که یک گربه هم مرده باشد و هم زنده ولی آنها هم اکنون، با استفاده از فناوری نانو، توانایی تولید اتمهای انفرادی را دارند. اخیرا این آزمایش‌های مهم با استفاده ازیک باکی بال (ساختار مولکولی و کروی شامل ۶۰ اتم کربن) انجام گرفته است. بنابراین دیواری که بور در جدا کردن اجسام بزرگ از اجسام کوانتومی به تصویر کشیده بود، به سرعت در حال از بین رفتن است. فیزیک‌دانان تجربی در حال حاضر حتی به این می‌اندیشند که برای نشان دادن یک ویروس (حاوی هزاران اتم) در اینکه می‌تواند در یک زمان در دو جا باشد، به چه چیزهایی نیاز دارند)


نویسنده: اسماعیل جوکار

منابع بیبشتر:
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] , [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]