بیگ بنگ: فرض کنید روزنامه آخر هفته را باز کرده و به دنبال جدول سودوکو می‌گردید. شما صبح خود را صرف حل کردن این جدول کردید و در آخر فهمیده‌اید هیچ راهی برای تمام کردن چند مربع باقی مانده وجود ندارد. ممکن است به این فکر بیافتید: «شاید اشتباه کردم». پس دوباره از نو شروع می‌کنید؛ این بار از آن گوشه که قادر به حل کردنش نبودید؛ اما دوباره همان اتفاق می‌افتد. به چند مربع آخر می‌رسید و راهی برای تکمیل جدول وجود ندارد.

به گزارش بیگ بنگ، درک ماهیت واقعیت بر اساس فیزیک کوانتوم، مثل حل کردن این جدول سودوکو است. مهم نیست از کجا به فیزیک کوانتوم بپردازیم؛ ما همیشه به معمایی بر خواهیم خورد که ما را وادار به آغاز دوباره می‌کند. همین مسئله است که فیزیک کوانتوم را جذاب کرده است. بیایید از چشمان یک فیلسوف بر اساس مکانیک کوانتوم به دنیا نگاه کنیم و به سفری کوتاه برویم.

1- ارتباط اسرارآمیز ذرات فارغ از فاصله

تا جایی که ما می‌دانیم، سرعت نور (300 هزار کیلومتر بر ثانیه) بیشترین سرعت در کیهان است. درهم‌تنیدگی کوانتومی که آلبرت اینشتین از آن با عنوان “عمل شبح‌وار در یک فاصله” یاد می‌کرد، پدیده‌ای است که در آن دو ذره به عنوان یک سیستم عمل می‌کنند، حتی هنگامی که فواصل بسیار زیادی از هم داشته باشند.

در دهه 1940 آلبرت اینشتین این مسئله را به استهزا گرفت و این پیش‌بینی نظریه کوانتومی به حدی برایش عجیب و غریب بود که حتی خود اینشتین هم که بنیان گذاران فیزیک کوانتومی بود به هیچ وجه نتوانست بپذیرد و آن را ناشی از ناکامل بودن نظریه کوانتومی می دانست چرا که او معتقد بود اساسا هیچ کنش و ارتباطی مابین ذرات جهان نمی‌توانست با سرعتی بیش از سرعت نور برقرار شود.   محققان معتقدند، اگر جهان ما از تکه یا چیزهای مستقل و به خوبی تعریف شده‌ ساخته شده است، پس امکان “ارتباط آنی اسرارآمیز” در آن وجود دارد.

2- جدی نگرفتن واقعیت

اما چه می‌شد اگر جهان از چیزهای مستقل و به خوبی تعریف شده، ساخته نشده باشد؟ در این صورت می‌توانیم از “ارتباط آنی اسرارآمیز” صرف‌نظر کنیم؟ بله ما می‌توانیم. در بسیاری انجمن‌های فیزیک کوانتوم چنین فکر می‌کنند، اما این برای اینشتین پاسخ قانع کننده‌ای نیست.

اینشتین در مورد این سؤال مباحثات زیادی با دوست خود “نیلز بور” داشت. بور معتقد بود رهایی از “عمل شبح‌وار در یک فاصله” باید جور دیگری استدلال کنیم. از دیدگاه بور، جهان دارای ویژگی معینی نیست، مگر در لحظه‌ای که ما به آن نگاه می‌کنیم. بور معتقد بود، وقتی ما به جهانی که می‌شناسیم نگاه نکنیم، “آن جهان وجود خارجی ندارد.”

اما اینشتین، چنین نظری نداشت. وی هر بار كه مهماني به خانه او مي‌آمد، مي‌گفت: «به ماه نگاه كنيد. آيا ماه وقتي يك موش به آن نگاه مي‌كند ناگهان به وجود مي‌آيد؟» اينشتين عقيده داشت كه پاسخ به اين سوال نه بود. اما اینشتین نمی‌تواند هم دنیای مستقل و به خوبی تعریف شده‌ای را داشته باشد، هم “عمل شبح‌وار در یک فاصله” را دور بیاندازد… می‌تواند؟

3- بازگشت به آینده

مباحثات بور و اینشتین در تاریخ مکانیک کوانتوم بسیار شناخته شده‌ است. موضوع کمتر شناخته شده‌ای وجود دارد به نام “معمای منطقی کوانتوم” که در آن می‌توانیم هم جهان مستقل و به خوبی تعریف شده‌ای داشته باشیم، هم “ارتباط آنی اسرارآمیز” را حذف کنیم؛ اما برای این کار، مسئله کمی عجیب می‌شود.

اگر انجام یک آزمایش به منظور اندازه‌گیری یک سامانه کوانتومی در آزمایشگاه به نحوی بتواند بر روی شکل ِ آن سامانه در قبل از آزمایش تأثیر بگذارد، اینشتین هم می‌توانست به مراد دلش برسد. این فرضیه «علیت معکوس» نام دارد؛ چون تاثیرات این آزمایش باید در زمان به عقب سفر کند.

علیتِ معکوس، در اصل، آزمایشی فکری در فلسفهٔ ذهن است که با استفاده از عنصرهایِ علمِ فیزیک، تلاش می‌کند این سؤال را بررسی کند که: آیا آینده، می‌تواند حال را تحتِ تأثیر قرار دهد و آیا حال می‌تواند بر رویِ گذشته تأثیرگذار باشد؟ همچنین ملاحظه‌هایِ فلسفیِ سفر در زمان نیز، گاهی به موضوع‌هایی چون علیتِ معکوس اشاره می‌کنند، هر چند که سفر به گذشته، دقیقاً هم‌معنایِ با علیتِ معکوس نیست.

اگر به نظرتان این امر خیلی عجیب است، تنها نیستید. این دیدگاه چندان در حوزۀ کوانتوم شناخته شده نیست، اما طرفداران خاص خود را دارد. اگر ناچار به پذیرفتن “عمل شبح‌وار در یک فاصله” یا حتی این نظریه که جهان زمانی که ما به آن نگاه نمی‌کنیم، وجود ندارد هستید، پس “علیت معکوس” هم چندان عجیب و غریب نیست!

4- هیچ چشم جهان بینی وجود ندارد

فرض کنید زئوس بر بلندای کوه المپوس ایستاده و به جهان می‌نگرد. اگر او می‌توانست هر چیزی که اتفاق افتاده و اتفاق می‌افتد(هر جا و هر زمان) را ببیند. این را «زاویه دید چشم خدا» بنامید. طبیعی است که تصور کنید باید راهی باشد تا جهان به شکلی کامل در چشمی قدرتمند دیده شود.

تحقیقات اخیر در مکانیک کوانتومی نشان می‌دهد، این “چشم جهان بین” حتی بر روی کاغذ غیرممکن است. در سناریوهای عجیب کوانتومی، دانشمندان مختلف می‌توانند در آزمایشگاه به دقت بر سامانه‌ها نگاه کنند و مشاهدات خود را ثبت نمایند؛ اما آنها بر روی مشاهدات یکسان خود، اختلاف نظر خواهند داشت و هیچ واقعیت مطلقی وجود ندارد؛ حتی زئوس هم نمی‌تواند اظهار نظر درست را تشخیص دهد. پس دفعه بعدی که به یک سودوکو غیرممکن برخوردید، بدانید که تنها نیستید؛ تمام حوزه فیزیک کوانتوم و شاید حتی خود زئوس می‌داند چه حسی دارید.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com