در واکنش به مطلبی که با عنوان"ذره هیگز و ارتباطش با خوشبختی انسان"، نوشتم، دوستانی در تارنمای "اخبار روز" و "مجله هفته"، درحاشیه آن ،کامنت هایی گذاشتند که مرا به این فکر انداخت که احتمالا خیلی ها هنوز هم از تاثیرات عمیقی که مکانیک کوانتوم ،در 80سال اخیر بر نگرش جامعه شناسان ، فلاسفه و روانشناسان، و نه فقط فیزیکدانان ، باقی گذاشته است، بی اطلاعند. شاید اشتباه می کنم ولی به نظر می رسد که آنچه در این باره اینک سالهاست در دیگر کشورها از عرصه مباحث تخصصی خارج و وارد میدان تبادل نظرعمومی شده ، برای برخی روشنفکران ما هنوز ناشناخته باقی مانده است.به این بهانه ، به خود اجازه میدهم که با رعایت احتیاط های لازم از جانب یک غیرمتخصص، آنچه را در این باب مهم می دانم، به تدریج در وبلاگم مطرح کنم تا شاید غیرت هم وطنان اهل فن به جوش آید و دیگران را هم در دانش خود سهیم سازند.
معروفترین آزمایش بررسی رفتار ذرات در مکانیک کوانتوم ، به "آزمایش دو شکاف"(Double slit experiment)، معروف است که در این لینک می بینید . در گذشته نیز ویدئو آزمایش "Verschränkung"(آلمانی) را که به بررسی خاصیت "تله پاتی" بین ذرات فوتون می پرداخت ، با ترجمه آن در این وبلاگ گذاشته ام. اهمیت این ها درتاثیراتشان بر مفاهیم فلسفی چون "واقعیت"، "زمان" ،" مکان"، "علت و معلول" و...می باشد.
ترجمه آزمایش دوشکاف:
"برای درک این آزمایش، ابتدا باید ببینیم که رفتار ذره (Particle)، یا اجزاء بنیادین ماده، چگونه است: اگر ما برای نمونه گلوله های ریزی را به سمت صفحه ای شکافدار که در جلوی "دیوارموج یاب" (Detector) واقع است شلیک کنیم، پس از مدتی، برخورد گلوله های از شکاف عبور کرده، نقشی مانند همان شکاف در دتکتور از خود باقی می گذارد. طبیعتا اگر صفحه دارای دوشکاف باشد، دو نقش در دتکتور می بینیم.حالا اگر به جای گلوله امواج آب به سمت صفحه تک شکاف بفرستیم، امواج پس از عبور از شکاف، به صورت منحنی به دتکتور اصابت می کنند که اثری چون همان نقش یک خطی بر جا می گذارد. اما اگر ما در این حالت، صفحه دوشکاف را سرراه امواج قرار دهیم، اتفاقی شبیه آزمایش با گلوله نخواهد افتاد.بدین ترتیب که پس از عبور امواج از دوشکاف، شاهد تداخل امواج خواهیم بود که نقشی شفاف و چند خطی( ونه دوخطی) بر روی دتکتور باقی می گذارد. تیرگی بین نقش های شفاف هم (فضای خالی)، نتیجه خنثی شدن جزر و مدها، در اثر برخورد باهم است. بنابراین در برخورد جسم مادی به دوشکاف، دوخط و دربرخورد موج به دوشکاف ، بخاطر تداخل امواج، چندین خط روی دتکتور خواهیم دید.
اینک ببینیم که این آزمایش در جهان کوانتومی چه نتیجه ای می دهد:
یک الکترون ، ذره بسیار کوچک مادی همچون یک گلوله کوچک است که اگرآن را به صفحه تک شکاف شلیک کنیم رفتاری شبیه گلوله در آزمایش اول خواهیم دید ویک خط روی دتکتور ظاهر خواهد شد. حال اگر این ذرات را به صفحه دوشکاف شلیک کنیم ، علی الظاهر باید شاهد نتیجه ای چون آزمایش اول بانقشی دوخطی باشیم. ولی در اینجا اثری چون تداخل امواج را مشاهده خواهیم کرد.ما الکترون را به مثابه ذره ای مادی ، شلیک کردیم ولی رفتاری موجی و نه مادی (مثل آزمایش اول) از آن می بینیم. چگونه است که یک ذره مادی خاصیت موجی از خود نشان می دهد؟ این غیرقابل تصور است.
فیزیکدانان ولی آدم های باهوشی هستند. آن ها فکر کردند که : این ذرات احتمالا درراه باهم تصادف می کنند و نقشی چند خطی چون موج پدید می آورند. بنابراین تصمیم گرفتند که الکترون را به صورت انفرادی و با فاصله زمانی از هم شلیک کنند تا مطمئن شوند که بهم اصابت نخواهند کرد. اما...اما پس از آن که یک ساعتی شلیک کردند ، دوباره نقش تداخل موجی پدیدار شد! نتیجه ای که غیرقابل درک است. الکترون همچون ذره شلیک می شود ، بعد قابلیت موج می یابد ، از دوشکاف می گذرد ، سپس خود بخود تداخل امواج پدید می آورد تا آن که باز همچون ذره به دتکتور برخورد می کند. با نگاه ریاضی ، قضیه باز هم عجیب تر به نظر میرسد: الکترون همزمان یا از هیچ شکاف و یا از هردو ، ویا فقط از شکاف اول ویا دوم می گذرد و همه این احتمالات در هم تداخل می کند. چنین امری موجب شگفتی فیزیکدانان می شود و آن ها تصمیم می گیرند که با مشاهده ، رفتار الکترون در مقابل شکاف را بررسی کنند.آن ها دستگاه ثبت و اندازه گیری را در جنب یک شکاف قرار می دهند و شلیک می کنند. جهان کوانتوم ولی بیش از این حرفها اسرارآمیز است: الکترون زمانی که تحت نظر قرار می گیرد، رفتاری چون ذره(نه موج) از خود نشان می دهد و نقشی دوخطی به جای تداخل امواج ، روی دتکتور باقی می گذارد!
تنها عمل مشاهده ، موجب می شود که الکترون فقط از یک شکاف( مانند گلوله) و نه از هردو شکاف بگذرد. الکترون تصمیم می گیرد که رفتار خود را ، وقتی تحت نظر است، تغییر دهد. آن گونه که گویی از اقدام به مشاهده آگاهی دارد! در این نقطه است که فیزیکدانان وارد مرز دنیای شگفت انگیز وقایع کوانتومی می شوند.
ماده چیست؟ ذره است یا موج؟ موج چیست ؟ نقشی که مشاهده گر در این میان بازی می کند، کدام است؟
تنها در اثر مشاهده است که موج فرو می پاشد. (و آنچه مغز ما واقعیت مادی می پندارد، مجسم می شود)".
قسمت آخرهمین آزمایش دوشکاف را می توان چنین توضیح داد که : برای مشاهده ذره، می بایست به آن نور تابانید . هرچه ذره کوچکتر باشد،مشاهده آن به اشعه ای باطول موج کوتاهتر وفرکانس بیشتر نیازدارد. چنین نوری دارای انرژی زیادی است که ذره را تحت تاثیر قرار می دهد و رفتار آن را عوض می کند.
- واین هم لینک سمفونی فیزیک با اجرای پیامبرانش:- فرانک کلوز؛-برایان کوکس؛ -ریچارد فاینمن؛-استیون هاوکینگ؛-میچیو کاکو .
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر