ماهیت ذره و موج در کوانتوم، دو گانگی موج و ذره

تا قبل از تولد فیزیک کوانتوم؛ دیدگاه ما نسبت به جهان بر مبنای فیزیک نیوتنی استوار بود. این دیدگاه برای جهان یک ماهیت ماشینی و مکانیکی قائل و معتقد بود جهان قابل پیش بینی است تا حدی که وجود یا عدم وجود انسان هیچ تاثیری در عملکرد جهان ندارد.
با تولد فیزیک کوانتوم و با ورود علم به دنیای درون اتم چیزهایی آنچنان شگفت آور کشف شدند که جهان بینی انسان نسبت به هستی و نسبت به خودش تغییر کرد. ماهیت ماشین وار جهان جای خود را به عالمی زنده ، آگاه ، غیر قابل پیش بینی و در عین حال کاملاً پاسخگو داد. فیزیک کوانتوم ذهن و آگاهی انسان را وارد بر واقعیتهای جهان می داند بطوریکه معتقد است بدون وجود انسان واقعیتها یعنی دنیای ماده اینگونه که مشاهده می شوند، وجود نمی داشتند. و مهمتر از همه نقش سطح آگاهی انسان در تاثیر گذاری بر وقایع جهان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از نگاه فیزیک کوانتوم جهان درون اتم بیشتر شبیه سرزمینی سحر آمیز است تا ادامه جهان طبیعی. قلمرویی عجیب که در آن نیروهای راز آمیز به مثابه چیزهای عادی قلمداد می شود و منطق دنیای ماده در آن جای ندارد.یکی از کشفیات حیرت انگیز فیزیکدان های کوانتوم این بود که اگر شما ماده را به تکه های کوچک تقسیم کنید، سرانجام به جایی می رسید که آن تکه ها – الکترونها ، پروتونها و غیره – دیگر حاوی ویژگیهای شیء مادی نخواهند بود. مثلاً ما غالباً الکترون را به مثابه یک گوی کوچک در حال چرخش می پنداریم ، ولی این پندار از حقیقت بسیار دور است. گرچه الکترون گاه چنان عمل می کند که گویی یک ذره کوچک منسجم است، ولی فیزیکدانها دریافته اند که الکترون تقریباً واجد هیچ بعدی نیست. درک و تصور این گفته برای اغلب ما مشکل است چون هرچیزی در سطح وجود انسانی واجد بعد است با این حال چنانچه بخواهید عرض یک الکترون را اندازه بگیرید هرگز نمی توانید. چون یک الکترون مثل اشیای معمولی دیگری که می شناسیم نیست.
394188_450341988343157_507528661_n
کشف دیگر فیزیکدانها این بود که الکترون قادر است هم به صورت ذره و هم به صورت موج نمود کند که به نظریه مکمل یا دوگانگی موج – ذره مشهور است. اگر الکترونی را به سوی صفحه تلویزیون خاموش پرتاب کنیم، یک ذره نورانی پدیدار می شود که از اصابت الکترون به مواد فسفری که پشت صفحه تلویزیون را فرا گرفته به وجود آمده است. نقطه حاصل از اصابت الکترون بروشنی وجه ذره‌ای ماهیت آن را آشکار می سازد. اما این تنها شکلی نیست که الکترون قادر است به خود بگیرد. چه الکترون می تواند به توده ابر مانندی از انرژی بدل شود و چنان عمل کند که انگار موجی است گشوده در فضا. هر گاه الکترون به صورت موج نمود کند، کاری می کند که از هیچ ذره‌ای بر نمی آید. مثلاً اگر به مانعی که دو شکاف دارد بر خورد کند، می تواند همزمان از هر دو شکاف گذر کند. هرگاه الکترونهای موج گونه به هم اصابت کنند بی درنگ الگوهای متداخل تولید می کنند. این خصلت دوگانه الکترون را نیز می توان در تمام ذرات زیر اتمی و در همه آن چیزهایی که تصور می شد تنها به صورت موج متجلی می شوند مانند نور، اشعه های گاما، امواج رادیویی و اشعه ایکس نیز باز یافت و همه اینها می توانند از حالت موج گونه به ذره بدل شوند. امروزه فیزیکدانها معتقدند که پدیده زیر اتمی را نمی باید تنها به عنوان موج یا ذره طبقه بندی کرد، بلکه باید به عنوان چیزهایی در نظر گرفت که همواره به نوعی قادرند هر دو باشند. این چیزها کوانتا ( quanta ) نام دارند و فیزیکدانها معتقدند که کوانتا در حکم ماده اولیه ای است که کل جهان از آن به وجود آمده است. (quanta جمع quantum است یک الکترون یک کوانتوم است . چند الکترون مجموعه کوانتاهاست. واژه کوانتوم مترادف با ذرات موج گونه است؛ واژه ای که در ارجاع به چیزهایی به کار می رود که واجد هم جنبه ذره ای است و هم موج گونه .)
شاید اعجاب آورتر از همه این باشد و همه شواهد و مدارک هم موید آن است که کوانتا ( کوانتوم ها) تنها زمانی به صورت ذره نمود می کنند که ما بدانها می نگریم. برای مثال وقتی کسی به الکترون نگاه نمی کند، آزمایشها نشان می دهند که همواره موج است. این اصل چه می خواهد بگوید و معنای آن در دنیای اتم و زندگی روزمره ما چیست؟ در واقع فیزیک کوانتوم می گوید که اتم هیچ محدوده معینی ندارد مگر اینکه مورد مشاهده قرار گیرد. بدون شما ( ناظر) همه اتم ها با سرعتی فوق العاده به درون جهان گسترده می شوند. عمل مشاهده و توجه دقیق است که گسترش مکانی اتمها را کاهش می دهد و آنها راتبدیل به واقعیتهای ملموس می کند. باز به بیان ساده تر می گوید اتم و الکترونهای اتم که در یک محدوده مکانی مشخص به دور هسته (ذرات بنیادی) در گردش هستند و ما به آن ماده می گوئیم اگر انسان ( در فیزیک به آن ناظر و مشاهده‌گر گفته می شود) وجود نداشته باشد اتم محدوده مشخص خود را از دست می دهد و الکترونها و ذرات بنیادی تبدیل به موج شده با سرعت زیاد شروع می کنند به دور شدن از یکدیگر و به این ترتیب همه واقعیتهای ملموس ناپدید می شوند.بنابراین بر خلاف دیدگاه فیزیک نیوتونی ( و آنچه به آن عادت داریم) که واقعیات (جهان ماده) مستقل از ما هستند در فیزیک کوانتومی واقعیات وابسته به ما هستند. در واقع بدون ذهن ناظر وعمل تفکر هیچ ذره ، هیچ اتم و هیچ جهان مادی وجود ندارد و واقعیت با فعالیت های ذهنی ما ساخته و پرداخته می شود.
اگر یک اتم مورد مشاهده قرار نگیرد اتم به اندازه یک میلیاردم از یک میلیارد قسمت یک ثانیه طول می کشد تا گسترده شده و محو گردد. این گستردگی تا آن زمان ادامه می یابد که آن را مشاهده کنید. فیزیکدانها این محو شدگی را عدم قطعیت می نامند.

برای درک بیشتر لینکهای فلش زیر را مشاهده کنید :

http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Complementarity/Flash/ParticleWave.html

http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/DoubleSlit/Flash/DoubleSlit.html


(20 نفر , میانگین : 4٫60 از 5)

لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=412


توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام 'سایت علمی بیگ بنگ' و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

مطالب علمی مرتبط

۱۵ نظر

  1. digiraiter گفت:

    بابت انیمیشن های فلش ممنون

  2. مهدی گفت:

    واقعا مطالب عالی هستن
    امیدوارم به این کار زیباتون با قدرت ادامه بدید.

    ذهن هایی که با مطالعه این مطالب آزاد می شوند آزادی شان را مدیون شما هستند.

    با تشکر

  3. محمد امین گفت:

    یک خسته نباشید واقعی به همه بیگ بنگی ها . مدت ها بود که جای خالی یک سایت علمی به زبان پارسی در این سطح _ که مفاهیم زیبا ، عمیق و البته پیچیده علم فیزیک ، ستاره شناسی و سایر علوم مرتبط رو با زبان ساده تشریح کنه _ احساس میشد . واقعا کارتون بی نظیره . با قدرت ادامه بدید که :
    “ذکات علم ، نشر آن است. ”
    اجرکم عند الله .

  4. فاطمه گفت:

    ممنونم. خیلی عالی بود. براتون دعا میکنم که توی کارتون موفق باشید . راستی دعا هم میتونه روی خیلی از امور جهان تاثیر بذاره.

  5. دژبان پلاستيكي گفت:

    آقا خیلی خوفناکه!
    یعنی هرچی تاحالا زندگی کردم ، اصن زندگی نکردم!!! فقط تخیل مزخرف خودم بوده!!!
    حاجی نکن این کار رو باما
    ما جنبه اش رو نداریم به مولا

  6. علی گفت:

    این مقاله چقدر با منابع علمی مطابقت داره؟

    • اسماعیل جوکار اسماعیل جوکار گفت:

      کافیه سری به کتاب‌های مکانیک کوانتومی که تو دانشگاه‌ها در سطح کارشناسی و کارشناسی ارشد و دکتری تدریس می‌شه سری بزنید. برای نمونه کتاب فیزیک کوانتومی نوشته‌ی گاسیورویچ ترجمه‌ی دکتر هوشنگ سپهری را مطالعه کنید.

  7. said گفت:

    ازشماممنونم.موفق باشید

  8. خسرو گفت:

    به این ترتیب دوباره برگشتیم به فلسفه و مقولاتی مانند جوهر و عرض و هیولا!

  9. عباس انجم شعاع گفت:

    بااعرض سپاس از مقاله ی علمی ی شما ولی آن جا که میفرمایید در ذهن وااقعتت شی ء از بین می رود قابل قبول ولی این واقعیت چون از ذهن شما دور شده دلیل ندارد از واقعیت عینی و مادی خود دور شده باشد چون اگر همزمان کس دیگری هم به آن شیء نگاه کند با حذف نگاه شما آن شیء هنوز در ذهن آن شخص واقعیت دارد و در جهان پخش نشده فقط در ذهن شما محو و پخش شده و نظریه نیوتن به قدرت خود باقی می ماند..

  10. سامان گفت:

    سلام کوانتم یعنی چی یا چرا اسمرو گزاشتن کوانتم کوانتم از چی اومده؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *