ماجراي جدال اينشتين و نيلز بور

8
4389

بیگ بنگ: تصور اروين شرودينگر، كسي كه براي اولين بار معادله موج را مطرح كرد، اين بود كه ايده معادله موج از مسير اصلي خود منحرف شده است. او بعدها براي بور اعتراف كرد كه اگر مطرح كردن تابع موج، باعث القاء مفهوم احتمال به فيزيك شده، از مطرح كردن آن احساس پشيماني مي‌كند.

به گزارش بیگ بنگ، براي از بين بردن مفهوم احتمال، او آزمايشي را ترتيب داد. گربه‌اي را در نظر بگيريد كه در جعبه‌اي محصور شده است. درون جعبه يك بطري وجود دارد كه مملو از گازي سمي است. اين بطري به يك چكش متصل است، كه آن هم به نوبه خود به يك شمارشگر گايگر كه در مجاورت قطعه‌اي اورانيوم قرار دارد وصل شده است. هيچ كس مخالف اين مسئله نيست كه واپاشي پرتوزاي اتم اورانيوم كاملا يك رويداد كوانتومي است كه نمي‌توان آن را از قبل پيش‌بيني كرد. بياييد در نظر بگيريم كه 50 درصد اين شانس وجود دارد كه يك اتم اورانيوم طي يك ثانيه بعد واپاشي مي‌كند. در صورت واپاشي اتم اورانيوم، شمارنده گايگر به كار مي‌افتد كه آن هم به نوبه خود چكش را رها كرده و منجر به شكستن شيشه و در نهايت مرگ گربه مي‌شود. قبل از اينكه در جعبه را باز كنيد، گفتن اينكه گربه مرده است يا زنده غير ممكن است. در حقيقت به منظور توصيف وضعيت گربه، فيزيكدانان توابع موج گربه زنده و مرده را با هم جمع مي‌كنند. به اين معني كه گربه را در جهاني قرار داديم كه به طور هم زمان در آن 50 درصد مرده و 50 درصد زنده است.

حال در جعبه را باز مي‌كنيم. با نگريستن به داخل جعبه، مشاهده‌اي صورت گرفته و در نتيجه تابع موج از بين مي‌رود و ما خواهيم ديد كه گربه در كمال تعجب زنده است. از نظر شرودينگر اين وضعيت احمقانه به نظر مي‌رسيد. چگونه يك گربه مي‌تواند هم زمان مرده و زنده باشد تنها به دليل اينكه به او نگاه نكرده‌ايم؟؟ آيا واقعا به محض اينكه آن را مشاهده مي‌كنيم، موجوديت مي‌يابد؟ اينشتين نيز از اين تفسير احساس رضايت نمي‌كرد. 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 در برخي جهات پاسخ مي‌توانست مثبت باشد.

niels_bohr_albert_einstein3_by_ehrenfest

بالاخره در سال 1930 در برخوردي تاريخي بين آلبرت اينشتين و نيلز بور، در كنفرانس سولوي، نتيجه نهايي حاصل شد. جان ويلر بعدها گفته است از نظر او اين بزرگترين مواجهه در تاريخ انديشه‌ها بوده است. اينشتين فردي همواره جسور و فوق‌العاده سخن‌ور، مجموعه سوالاتي از آزمايش‌هاي ذهني را براي تخريب نظريه كوانتوم مطرح كرد. بور هم كه پيوسته زير لب من و من مي‌كرد، پي در پي مورد حملات اينشتين واقع مي‌شد. اينشتين مثل يك شطرنج باز ماهر مثال‌هاي بسيار جديدي را مطرح مي‌كرد. بور همواره، خارج از ابهامات فيلسوفانه، به دنبال ابزاري بود تا مثال‌ها را يكي از پس از ديگري نقض كند. اما اينشتين درست مثل عروسك جهنده از درون جعبه، هر روز صبح، تازه و پر انرژي بيرون مي‌جهيد. او در مقابل بور به گونه‌اي رفتار مي‌كرد كه حاميان مطلق بودن زمان، روزگاري در مقابل او رفتار كرده بودند.

در آخر اينشتين آزمايشي را مطرح كرد كه تصور مي‌كرد باعث مي‌شود نظريه كوانتوم خود حكم مرگ خويش را امضا كند. جعبه‌اي در نظر بگيريد كه حاوي بخار فوتون باشد. اگر جعبه داراي يك دريچه كركره‌اي باشد، قادر خواهد بود يك تك فوتون را از آن دريچه رها كند. از آنجا كه مي‌توان سرعت دريچه كركره‌اي و همچنين انرژي فوتون را به دقت محاسبه كرد، بنابراين مي‌توان حالت فوتون را با دقت نامحدودي تعيين كرد كه منجر به نقص اصل عدم قطعيت هايزنبرگ مي‌گردد. از نظر بور اين ضربه مهلكي بود. در آن لحظه هيچ پاسخي نداشت. تمام عصر آن روز، شديدا ناراحت بود و با مراجعه به افراد مختلف تلاش مي‌كرد تا آن‌ها را با خود همراه كند. زيرا پذيرش صحت اين ادعا به معني اتمام علم فيزيك بود. اما هيچ راه حلي براي رد اين ادعا نمي‌يافت. اينشتين با چهره‌اي با شكوه با لبخند طعنه‌آميز كم‌رنگي بر لب، حركت مي‌كرد و بور شديدا ناراحت از گوشه‌اي مي‌گذشت.

bohr_einstein

روز بعد، پس از يك شب بي‌خوابي كامل، بور موفق به يافتن ايراد كوچكي در ادعاي اينشتين شد. بر اساس برابري ماده و انرژي پس از گسيل فوتون، جعبه كمي سبك‌تر خواهد شد. يعني، از آنجا كه انرژي وزن دارد، بر طبق نظريه گرانش خود اينشتين، جعبه تحت گرانش كمي بالا مي‌آيد و همين مسئله باعث به وجود آمدن عدم قطعيت در انرژي فوتون مي‌گردد. در اين صورت با محاسبه عدم قطعيت در وزن و سرعت دريچه، خواهيم ديد كه جعبه دقيقا از اصل عدم قطعيت هايزنبرگ پيروي مي‌كند. در عمل بور از نظريه گرانش خود اينشتين براي رد ادعاي او استفاده كرد. بور پيروز از ميدان بيرون آمد. اينشتين شكست خورده بود. زماني كه بعدها اينشتين ادعا كرد: خداوند براي جهان تاس نمي‌ريزد. بور در جواب به او گفت: از اينكه به خدا بگويي چكار كند، دست بردار. سرانجام اينشتين پذيرفت كه بور موفق به رد دلايل او شده است و بالاخره تسليم شد.

(مناظرات بين اينشتين و شرودينگر از يك طرف و بور و هايزنبرگ از طرف ديگر را نمي‌توان به سادگي ناديده گرفت. زير اين آزمايش‌هاي ذهني را مي‌توان در حال حاضر در آزمايشگاه ترتيب داد. اگر چه دانشمندان نمي‌توانند كاري كنند كه يك گربه هم مرده باشد و هم زنده ولي آنها هم اكنون، با استفاده از فناوري نانو، توانايي توليد اتمهاي انفرادي را دارند. اخيرا اين آزمايش‌هاي مهم با استفاده ازيك باكي بال (ساختار مولكولي و كروي شامل 60 اتم كربن) انجام گرفته است. بنابراين ديواري كه بور در جدا كردن اجسام بزرگ از اجسام كوانتومي به تصوير كشيده بود، به سرعت در حال از بين رفتن است. فيزيك‌دانان تجربي در حال حاضر حتي به اين مي‌انديشند كه براي نشان دادن يك ويروس (حاوي هزاران اتم) در اينكه مي‌تواند در يك زمان در دو جا باشد، به چه چيزهايي نياز دارند)

نویسنده: اسماعیل جوکار- عضو پیوسته بیگ بنگ

منابع بیبشتر:

جهان‌هاي موازي نوشته ميچيو كاكو

Bohr Einstein debates , phys



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

8 دیدگاه‌ها

  1. حق با انیشتینه….”مکانیک کوانتمی بسیار پر ابهت است اما صدای درونی به من می گوید که این نظریه روی هم رفته واقعی نیست نظریه بور کارهای زیادی می تواند انجام دهد اما ما را به ذات قدیمی نزدیک نمی سازد!”

    روزی فیزیک کوانتوم شکست میخوره….

    • اگر قراره نظریه ای شکست بخوره باید از نظریه ای بهتر و کاملتر از خودش شکست بخوره و اگر نظریه ای از نظریه کوانتوم شگفت تر و کاملتر باشه دیگه فقط خدا میدونه که تا چه حد باورنکردنی و غریبه! بنابراین به نظر من تئوری کوانتوم به این زودی ها قرار نیست شکست بخوره!

  2. سلام
    چرا وست دارید یک بحث علمی رو به یک جدال بین دو دانشمند تبدیل کنید در حالیکه انیشتین کارهای بزرگی در پیشبرد کوانتوم داشته مثلا در بحث بوزون ها یا این که انیشتین اولین کسی بود که کوانتوم رو وارد فیزیک حالت جامد کرد.
    لطفا…!