محترم نعیم سلیمی

نقدی پیرامون ؛

تفسیرارتجاعی ومحافظه کارانه فزیک کوانتومی

۱۷ سنبله ۱۴۰۳

بطورموجزوپیش درآمدسخن باید یادآورشوم که جاده معرفت ودانش انسانی را برای تقرب تدریجی دریافت حقیقت پایانی نیست. این جاده لااقل در بحث مورد نظر [فزیک میکانیک کوانتومی] ازپیدایش وکشف اتم تا تکنالوژی هوشمند وازآن ببعد تا ناکجا پیداهای دیگری مسیرطولانی راازابطال برخی ازتئوری های کهنه علمی، تجدید نظربرخی دیگری از فرضیه های علمی ، انکشاف تیوری های جدید و بلاخره یکجاسازی وتداخل برخی از نظریات علمی گذشته باکشفیات علمی نوین،طی نموده ومی نماید.

ماتا این لحظه در تاریخ علم با روایت افلاطونی ازرویداد دفاعیه حکیم سقراط مبنی بر«میدانستم که عملاچیزی را نمیدانستم »آشنا بودیم وآن را باربار شنیده بودیم که بعداًبا بیان ساده سازی شده آن «میدانم که نمیدانم» زبانزد حلقات اکادمیک گردید.ولی لابد تا کنون من خودم درپروسه تحقیق علمی با ادعای«نمیتوانیم بدانیم »[ردواقعیت های عینی فزیکی بطور قطعی آن با صدوراحکام جزمی خرافاتی مبنی براینکه به «هیچ وجه نمیتوانیم» بدانیم]که خاصه تفسیر کوپنهاگنی فزیک کوانتومی میباشد که بعداًآن را بررسی مینمائیم،آشنایی نداشتم.به تصورمن دانش آدمی محصوربه زمان ومکان نه ، بلکه حصاریست برتارک تاریخ علم از سرمد جهان هستی واز جمادی تا نامی شدن، ازحیوانی تاآدم شدن وبشرشدن ، ازمُلک تا ملکوت و بلاخره مبدل شدن به آنچه که دروهم نیاید؛این مسیر باجریان بلاوقفه رسیدن ازمجهولات به معلوم ها والی آخر ناپایان ادامه پیدامی نماید .

فزیک کوانتومی یکی بخشی ازعلم را که باحرکت ماده به پیمانه اتم ها ونیم پله های اتمی سروکاردارد موردبررسی قرارمی دهد.

لازم به یاد آوری است که پیدایش فزیک کوانتومی ارائه پاسخ تجربی و تیوریک دانشمندان در نیمه اول قرن بیستم دربرابر سلسله ای از تناقضاتی بود که درقرن نزدهم درعلم فزیک به میان آمد که برای دانشمندان و انجنیران درک عمیقتری را ازواقعیت های فزیکی فراهم نمود.

این بخشی از دانش[فزیک کوانتومی] رفتاروحرکت اتم ها ومالیکول،ماهیت تعاملات کیمیاوی،تعامل نوروروشنایی با ماده ،زیست شناسی بیوشیمی و تکامل خود انسان را تشریح می نماید.

نیمه هادی ها( Semicondectors) کمپیوترها ،لایزرها،پلاستیک ها وترانیستورها...وغیره همه از دستاورد های فزیک کوانتومی می باشندکه درنتیجه پیشبینی های میکانیک کوانتومی به لحاظ دقت آن ازسطح عالی امتحان وآزمون موفقانه بدرآمده اند.

دررابطه با پیشرفت شگرف فزیک درقرن بیستم (تئوری نسبیت انشتاین)فزیک کوانتومی هم نقش رهبری کننده رادرپیشرفت جامعه انسانی با فراهم سازی بی حدوانتهای انرژی گداخت هستوی وهمچنان احتمال تخریب ونابودی انسانی بوسیله تسلیحات اتمی به عهده داشته است.ولی باوصف همه موفقیت های ناشی ازتئوری نسبیت انشتاینی ،هنوز هم این تیوری به شدت جنجال برانگیزمیباشد.این تیوری مطرح می سازد که اشیا کوچک مانند الکترونها ویا فوتون ها (اجزا نوری) بگونه ای عمل مینمایند که باایده های قبول شده همگانی ودرک و فراست فزیکی مااز جهان اشیا و موجودات که درماحول ما قرار دارند در تناقض قرارمیگیرد.بطور مثال اشیا بسیار کوچک به تناسب اشیا بزرگ –آنچه را که ما میبینیم و لمس می کنیم،به گونه متفاوت عمل می نمایند.نورازطریق انکسار فرسایشی مانند موج منتشرمیگرددوبعدا به یک صفحه ردیاب می تابد؛مثل اینکه این یک ذره بوده باشد.اثرات جالبی را الکترون هاازخودبجا میگذارند: زمانیکه بوسیله کریستل های بلورین پراگنده می شوند به گونه موج رفتار می نمایند،نه ذره.ولی باید یادآورشد که چنین چیزی همیشه اتفاق نمی افتد.

مسأله نگران کننده برای بسیاری فزیکدانان این است که میکانیک کوانتومی درجایی که باید نیرومند عمل نماید [ در توضیح حرکت ذرات کوچک جداگانه ماده]از خود ضعف و ناکامی [بن بست]نشان می دهد.میکانیک کوانتومی صرفا احتمالات نسبی مانند حرکت یک ذره ای که در یک محل مواصلت می نمایدویا محل دیگری و یا اینکه یک الکترون دریک ذره اتمی دارای یک سطح انرژی بوده و یا سطح انرژی دیگری را توضیح می دهد.مگرکوانتوم میکانیکی این را وضاحت نمی دهد که چرا ذره به اینجا می رسد، نه درجای دیگری و یا اینکه هردوذره دریک نقطه واحددریک محل واحدی نمی رسند. ویا اینکه یک الکترون ازین یک پیمانه انرژی برخورداربوده ، نه دیگری. چرا یک اتم ماده رادیواکتیف دریک زمانی ضایع میگردد، نه زمان دیگری.مگر نباید فراموش نمود زمانیکه که ذرات و اجزای فراوان و زیادی را مد نظر بگیریم [کثرت ذرات درمثال یک ترانزیستور]، در آنصورت احتمالات عملکرد متفاوت یک ذره منحصر به فرد که به اشکال متفاوت عمل مینمود ، بگونه عملکردکلی قابل پیشبینی وقابل مشاهده موثر [مبدل میگردد].

آنچه گفته آمد این است که فزیکدانان می خواهند بیشتر بدانند؛معلوم نیست چند نسلی دیگری از آنان[فزیکدانان] باید با اینگونه احساس ناخوشایند متناقض درمورد میکانیک کوانتومی زندگی نمایند.این بدان معناست که تیوری میکانیک کوانتومی به یک نوعی کامل نیست ودرجایی می لنگد.

درینجا سوالی درذهن ما خطورمی نمایدوآن اینکه چه لزومی وجود دارد تا فزیک کوانتومی را با جروبحث های دیالکتیکی بررسی تناقضات آن مورد تدقیق ومطالعه قراردهیم.شاید بهتر باشد این کار را به دانشمندان ومتخصصینی که درین عرصه صاحب صلاحیت اند واگذار کنیم.مگر مشکل درینجاست که ایدیولوژی سرمایه داری تمامی عرصه های زندگی [ازآنجمله علم]را تحت ساختار مسلط سرمایه داری بامداخلاتی درین زمینه متأثرو متالم می سازد.ظاهرا دانشمندان سروکارداشتن با داده های عینی وبیطرفی علمی را ادعا می نمایندکه چنین نیست.مثال های بیشماری ازکتمان حقاقیق درمورد انجام تجارب چندین دهه ای درمورد اصلاح نسل Eugenicsتوسط نازی های آلمان وجوددارند که معکوس این ادعا را به اثبات می رساند.چگونه ممکن است دانشمندان تحت ساختارسرمایه داری عینی گرا وبیطرف عمل نمایند که علم وتکنالوژی خود عنصر کلیدی برای انباشت مفاد عظیم برای آنها می باشد.آنعده دانشمندان محافظه کار دانشگاهی که میکانیک کوانتومی راانکشاف داده اند ترجیح می دهند تا عملکرد تعجب آوررفتارکوانتومی را که در فوق به آن اشاره گردید با رد موجودیت واقعیت های فزیکی تفسیرنمایند.وبا ایجادمتون درسی استاندردرمورد کوانتوم میکانیکی فزیکدانان این عرصه برای 80 سال گذشته این رابه ماموعظه مینمایند که واقعیت فزیکی تنها در نتایج بدست آمده ازمشاهده عرض اندام می نماید وبس.این است تفسیر گوپنهاگنی کوانتومی که دراواخر دهه ۱۹۲۰توسط نیل بوهر فزیکدان دنمارکی وورنر هایزنبرگ فزیکدان نظری آلمانی انکشاف یافت.نقل قولی را ازهایزنبرگ درین زمینه می آورم :«من باورمندم که وجود مسیر[بگونه پربارو ثمربخش آن]چنین فورمولبندی می شود:{مسیرچیزی}زمانی موجودیت پیدا می نماید که مشاهده گردد.»(اقتباس ازرساله اصلی هایزنبرگ در مورد "اصل عدم یقین"،منشره ۱۹۲۷ درجورنال فزیک آلمانی بنام "زایس کِرفت فرفزیک

Zeitschrift fur Phsik

صفحات ۱۷۲-۱۹۸،جلد۴۳،ترجمه انگلیسی این رساله دراثری بنام تیوری کوانتومی واندازه گیری ،تألیف مشترک ویلر و زیورِک،سال ۱۹۸۳).

نخبگان تحصیل یافته دانشگاه ها ولابراتوارهای تحقیقی دنیای سرمایه داری خاموشانه و بی سروصدا در بحث ها پیرامون اینکه "آیا واقعیت فزیکی یک تصورمبهم است "ویا اینکه "میکانیک کوانتومی یک مبحث پدیداری اندازه گیری غیرمرتبط به واقعیتی که مشاهده نشده میباشد" خود رابا بن بست های فزیک کوانتومی وفق می دهند.

تجربه شگاف های دوگانه :

این تجربه که به توضیح آن درذیل پرداخته می شود نقطه مرکزی واساسی رادرفزیک کوانتومی تشکیل می دهد.

فزیک کوانتومی غالباًبا ریاضی پیشرفته مرتبط بوده وریاضی برای انکشاف ایده های میکانیک کوانتومی وتطبیق آن درمواردمغلق وپیچیده مورد استفاده قرارمی گیرد.ریاضی یگانه وسیله برای بررسی نظریات فزیکی میباشد.امارفتار موج گونه ماده ورفتار ذره مانند نوروروشنایی کوانتوم مییکانکی می تواند بطور دقیق بدون بکاربرد ریاضی توضیح گردد. موضوع برسرآن است که توضیح وتشریح واقعیت های فزیکی ورفتارذرات کوچک متفاوت ازاشیایی اند که ما همه روزه با آنها آشنائی داریم.

ریچاردفینمن، فزیک دان نظری آمریکایی دریکی ازآثارمختصرش زیر نام «شش قطعه آسان» با یک پرزینتیشن الجبری درچپترهای اولیه جلد سوم «لکچرها درمورد فزیک ورفتارواقعیت های فزیکی [اشیا]را درتجربه شکاف های دوگانه ، به معرفی گرفته و با نقل قول مشهور مختص به خودش یاد آورمیشود که «آنچه را که درقلب میکانیک کوانتومی قراردارد [رفتارموج گونه ماده ورفتارذره مانند...] به [هیچ وجه!]ممکن نیست به شیوه کلاسیک آن وضاحت پیدا نماید.درواقعیت این مطلب دربرگیرنده رمزورازی است{چشمبندی جادویی،تاکید ازمن است}.»

تجربه شگاف های دوگانه ، یک آزمایش کلاسیک اوپتیکی نوری است که بطور واضح تناقض رفتارماده را دریک سطح کوچک آن به نمایش میگذارد که درعین زمان دارای رفتارذره ای وهمچنان موج گونه میباشد.این تجربه بیانی ست از یک بینش ایده گرا و محافظه کارانه تفسیر کوپنهاگنی فزیک کوانتومی هایزنبرگ آلمانی وبوهر دنمارکی دربرابرتناقضات فوق الذکررفتارذرات کوچک ماده درحالت های متفاوت آن[ذرات و امواج].

امواج جریان و پروسه انتقال انرژی اند.طوریکه ما این را درحرکات ریگ ها وسنگریزه هنگام شکستن وبرهم خوردن امواج درساحل بحری مشاهده می نمائیم .امواج درسطح آب اختلال هائی راهنگام ردشدن باحرکات پائینی و بالائی ازخود بجا میگذارند.هرگاه دو موجی از دوجهت متفاوت با یکدیگر دریک نقطه ای در سطح آب متلاقی گردند،حرکات موجی ازدیاد می یابند.در نتیجه ما شاهد محلات اوجی بزرگتربالایی ویافرورفتگی [آبشخور] عمیق ترخواهیم بود.اگر یک موج سطح آب را بطرف بالا ببرد ودرصورتیکه موج دیگری سطح آبی را به پائین بِراند،درآنصورت حرکت جمعی امواج [حاصل جمع موجی]کمترازهرموجی بطور جداکانه آن می باشد.ودرمحلی که اختلال امواج جداگانه یکدیگررا لغو وخنثی نمایند حاصل جمع حرکات موجی به صفر تقرب می نماید.

لازم به تذکار است که این چنین نمونه های ازحرکات واختلال ها میان امواج مختلف بیانگر خصوصیت رفتارامواج است ؛ توده های ذرات مادی چنین رفتاری راانجام نمی دهند. بطور مثال هرگاه قرار باشد دوتوته ی سنگی حین پرتاب درساحل آبی با یکدیگرمتلاقی شوند،در آنصورت خواهیم دید که هردوتوته به عین نمونه مثال امواج با هم یکجا نمی شوند.آنها با یکدیگر تصادم می نمایند و با بستگی به اندازه شدت تصادم ،شاید آنها به توته های کوچکتری سنگی بشکنند ویا هم شاید از یکدیگر ردشده وهرکدام مسیرهای جداگانه ای را در پیش گیرند.به گونه مثال هرگاه مرمی هدفی را مورد اصابت قراردهد؛شایدمرمی دیگری نیزبه عین هدف اصابت کند؛برخلاف مثال امواج دربالا یکدیگررا خنثی نمی سازند.گرچه ما درینجا از دو گلوله متفاوت سخن می زنیم که قبلا در بحث موردنظر یک گلوله مطرح بود .اما فرق اینجاست که هردو به یک نقطه دقیق اصابت می نمایند.

ازآغاز قرن ۱۹ اصل قبول شده این بودکه نوروروشنایی خاصیت موجی دارند.در آن زمان تامس یانگ انگلیسی مدرک مشاهده ای وتجربی را درین مورد[تجربه شگاف های دوگانه] به انجمن سلطنتی لندنRoyal Society of Lomdonبه نمایش گذاشت واین موضوع را با قاطعیت آن مطرح نمود.درین تجربه کلاسیک فزیکی،اونشان داد که هرگاه نورازدوشکاف خیره وغبارآلودعبورنماید وبعدا به یک صفحه بتابد،درآنصورت صفحه نمونه هائی از تشعشعات روشن و تاریک را درروی صفحه نشان می دهد.قبل برین نظریه مسلط آنزمانی بنابرتیوری های نیوتن این بود که نورراذرات کوچک مادی می پنداشتند .اما نمونه مثال تجربی را که تامس یانگ مشاهده نمود تنها می تواند توضیح دهد اینکه نوروروشنایی از هریک شگاف ها به تجمع ذرات نمی انجامد .

دیدگاه توماس یانگ مبنی براینکه نوروروشنایی امواج بوده وذره نمیباشند،برای بیشتراز صدسال یک اصل قبول شده فزیکی بود.وهمین دیدگاه با تجربه های کاری مایکل فرادی دانشمند انگلیسی وکارهای نظری و تیوریک جیمس کلارک ماکسویل فزیک دان سکاتلیندی که هردودانشمند نشان دادند که امواج نوری یکنوعی از تشعشعات الکترومقناطیسی اند ، توسعه و انکشاف داده شد.آنها یاد آورشدند:«به همانگونه که امواج آبی اختلال در سطح آب را بوجود می آورند ؛نور[نیز نتیجه] اختلالات درعرصه های برقی الکتریکی ومقناطیسی می باشد.»(مجله در دفاع از مارکسیسم ،تفسیر کوانتوم میکانیکی ،هری نیلسن ،۲۰جولای ۲۰۰۵ ).

در سال۱۸۸۷ نتایج آزمایشات و کارهای علمی دانشمندان نامبرده ازجانب فزیکدان دیگرآلمانی بنام هینریخ هرتس که تشعشعات الکترومقناطیسی رادرفریکانس های پائین تری بشکل امواج رادیوئی دربرابر فریکانس های بلند ایجاد می نماید، تائید گردیدوبدینوسیله ظاهرا تیوری «موجی نور»بطور قطعی آن پابرجاگردید.ولی دیری نگذشت که درپایان قرن نزدهم همین بخش مستحکم کلاسیک فزیک نیزازهم پاشید.تعدادی ازدانشمندان نشان دادندزمانیکه نوربالای برخی ازفلزات بتابد،این تابش یک جریان برقی را بوجود میاورد.فزیک کلاسیک مدعی بود که توان و قدرت یک جریان برقی باید مربوط به شدت آن باشد[نه فریکانس آن].اما برعکس زمانیکه فریکانس فزونی پیدا نماید؛ جریان برقی نیزازدیاد می یابد.و زمانیکه فریکانس کاهش یافت،درقسمتی ازفریکانسهای پائینی جریان برقی متوقف میگردد[صرفنظرازتوانمندی برق]. به این ترتیب طوریکه مشاهده گردیدعملکرد امواج الکترومیقناطیسی متفاوت ازنورمی باشد.به عباره دیگررفتاراین امواج متفاوت ازرفتارنوری میباشد .

در سال ۱۹۰۵ انشتاین با پیشکش نمودن فرضیه ای نشان داد که نورامواج نیست.اما متشکل از ذرات کوچک {فوتون ها}می باشد.اووضاحت داد که اگرپرتونوربالای آهن پاره ای بتابد ،در آنصورت فوتون ها با الکترون ها تصادم نموده وجریان برق را تولید مینمایند.

هرذره ای ازنوروهرپروتونی دارای انرژی متناسب به فریکانس آن میباشند .هرگاه فوتون دارای انرژی کافی بوده واز فریکانس بالایی برخوردار باشد،درآنصورت یک الکترون را ازدوراتوم آزاد می سازدکه به این ترتیب الکترون آزاد شده می تواند درسرتاپای آهن پاره بگونه آزاد حرکت نماید.امادرسال ۱۹۰۹ فزیکدان انگلیسی بنام Geofffrey Igram Yalor بعد از انشتاین نتایج آزمایشاتی را منتشرنمود که حسب آن با یک منبع بسیار ضعیف پرتونوری،حاشیه های دخالتگری بوجود می آیندکه درآن تابش نوربه حدی ضعیف است که تنها یک فوتون در یک زمان از دستگاه [آزمایشی] عبورمینماید.این تجربه فزیکی از آنزمان تا حال چندین مرتبه تکرار گردیده است.با انکشاف وپیشرفت دستگاه های حساس ردیابی فوتون ها در نیمه دوم قرن بیستم حالا دیگرزمینه برای انجام آزمایشات دخالتگری که در فوق ازآن یادآوری گردید میسروممکن گردیده است که میتواند آزمایشات مذکوررا با ورود جداگانه فوتون ها تحت مشاهده قرادهد.یکی ازنتایج بدست آمده درین زمینه عبارت است از آزمایش مشترک Robert Austin وLayman Page در دانشگاه Princetonمی باشد.براساس این آزمایش فوتون ها درموقعیت هایی ظاهر میشوند که کاملاً تصادفیست.باگذشت لحظه ها فوتون های بیشتری مواصلت مینمایند.مگراین عملیه ورود فوتون ها راعمدتا درنقاط نیرومند نمونه دخالتگری نشان می دهد.ولی هیچگاهی درقسمت های تاریک نمایان نمی شوند.در فرجام وقتیکه هزاران فوتون مواصلت نمایند [تحت حالت کثرت و شدت پرتونوری که تریلیون ها فوتون مواصلت کنند ]در آنصورت است که ما شاهد نمونه دخالتگری ناشی ازورود جداگانه فوتون ها می باشیم.سوال اساسی اینجاست چگونه وچرا تحت شرایط کثرت و شدت پرتونوری چنین چیزی اتفاق می افتد؟

تداخل ودخالتگری یک پدیده موجی است.ولی نقاط متمرکزمحلی از ذرات کوچکی تشکیل شده ، نه امواج .چرا نقاط در نمونه های دخالتگری قسمت های روشن صفحه نمایان می شوند و هیچ یکی ازین نقاط درقسمت های تاریک ظاهر نمی شوند؟

برای پاسخ این سوال وضاحتی وجود ندارد.ما نمی توانیم این مساله را با اظهار نمودن اینکه دخالتگری فوتون ها بایکدیگربه عین ترتیبی عمل می کنند که حتی یک فوتون هم در دستگاه ردیابی موجود باشد،توضیح دهیم .ایا ممکن است که یک فوتون به دوقسمت تقسیم شده ودرتجربه شگاف های دوگانه ازهردوشگاف عبورنماید؟؛ویا اینکه شاید هم ممکن است آنطوریکه یک تن ازتیورسن های انگلیسی فزیک کوانتومی بنام Paul Dirac آن را با رموزگشایی [جادوئی-تأکید ازمن است]چنین مطرح می سازدکه«هرفوتونی باخودش تداخل پیدا مینماید »( پال دیریک ،اساسات میکانیک کوانتومی ،۱۹۳۰ ).

البته جای تردیدی نیست که دیریک یک تن از فزیکدانان پیشگام قرن بیستم است.ولی اظهارات فلسفی وی برمبنای تمایل خوشبینانه ایده گرایی استوار است که فزیک مدرن به آن مبتلا می باشد.بطورمثال یک نمونه ای ازاظهارات وی را درین زمینه نقل می نمایم:«این نتیجه گیری {رموزگشایی}بسیارزیباست تا اینکه بتواند کاذب و نادرست باشد؛این بیشترمهم است تا زیبائی را دریک تعدادی معادلات داشته باشیم ،نسبت به اینکه آنها [معادلات]در تجربه قالب شوند.»

((پال دیریک ، تکامل تصور فزیکدان از طبیعت ، نشریه Scientific American 208(5)1963 )).

باید یاد آورشوم که یکصد سال بعدتر،هنوزهم فزیکدانان پرسشی دارند که چگونه یک ذره منفرد میتواند دخالتگری راازخود به نمایش بگذاردوتجارب اساسی را که در نمونه مثال دانشگاه پرنستون دربالا از آن یاد اورشدم باخود تکرارمی نمایند تا یک چیز تازه ای را برای آموزش عرضه کنند.مشکلی که از جانب انشتاین در سال ۱۹۳۸ مطرح شد ، تاهنوز جوابی را برای این فزیکدانان فراهم نکرده است :«واقعا نور چیست ؟؛ایا نوردرواقعیت موج است و یا هم بارشی از فوتون ها ؟...طوریکه معلوم میگردد ما باید برخی اوقات یک تئوری را مورد استفاده قراردهیم ودرفرصت های دیگری ازتیوری دیگری استفاده نمائیم.اماهربارما با یکنوع دشواری تازه ای مواجه می شویم.ما دو تصویرمتناقض و متضادی را ازازیک واقعیت داریم .بطورجداگانه هیچ کدامی ازین دو تصویر [درپدیده ی موردنظرپرتو نوری ]وضاحتی راارائه نمی نمایند.اما بطوریکجائی این کارممکن ست.» (آلبرت انشتاین Leopold Infeld ،تکامل فزیک ۱۹۳۸).

اگر در عوض نور،الکترون ها را در آزمایش دو شگاف عبوردهیم ؛وضعیت تجارب فوق الذکر معما های بیشتری را برای ما پیشکش می نماید.

جی .جی تامسن در سال۱۸۹۸ تجربه ای را به منصه اجرا درآورد که حسب آن نشان میداد الکترون ها ذرات کوچک چارج شده ی ماده اند.چنین بینشی در فزیک برای ۳۰ سال مسلط بود.مگر در سال ۱۹۲۷ دودانشمند دیگری بنام های کلنتون دِویسیَن و لاستر جرمی تاثیرات انکسار موجی را تحت مشاهده قرار دادند که در آن پرتوهای الکترونی به بلورهامتفرق وپراگنده شدند .جورج تامسن،بعداََ عین تأثیرات را درموردفیلم های باریک سیلولویدومواد دیگرمشاهده نمود.اینگونه تجارب یکبار دیگر فزیکدانان را در مورد رفتار تعجب آورامواج وذرات کوچ به بن بست مواجه نموداینکه نه تنها نوروامواج رفتار ذره مانند دارند ،بلکه نیم پله های ذرات اتمی نیزمیتوانند مانند امواج عمل نمایند .

تجربه شگاف های دوگانه با الکترون هادرآنزمان ازنظر فنی و تکنیکی ممکن نبود .ولی باآنهم به مثابه یک تجربه فکری [فرضی]از جانب فزیکدانان کوانتومی اولیه برای جستجووکاوش دیدگاه های شان پیرامون رفتارامواج گونه ی ماده مورد استفاده قرارمی گرفت.تجربه شگاف های دوگانه الکترونی سرانجام در سال۱۹۶۱ از جانب فزیکدان آلمانی بنام کلاوس جونسون در شهرک دانشگاهی و تحصیلی توبینگن آلمان اجرا گردید.ولی تجربه شگاف های دوگانه الکترونی منفرد و جداگانه [باپرتاب یک الکترون]ازجانب هریک پِیَرجورجِیو،مارلی ، جایَن فرانکو،مِسِرولی و جولایو پوزی، فزیکدانان ایتالیایی در یکی ازشهرهای شمال ایتالیا بنام Bologna درسال ۱۹۷۴عملی شد واز جانب فزیکدان جاپانی اکیرا تانامورا و همکاران وی دریکی از شهرهای جاپان بنام هیتاشی در سال ۱۹۸۹ تکرارگردید. نتایج این آزمایشات طوریکه فزیکدانان اولیه کوانتومی پیشبینی می کردند مطابقت داشت .الکترون هادرکل و حتی یک الکترون واحد میتواند به گونه امواج تداخل نماید وحتی این تداخل درحالتی اتفاق می افتد که این الکترون هامانند ذرات هم شناسایی شوند.

تفسیرکوپنهاگنی فزیک کوانتومی :

سعی و تلاش برای توضیح رفتار ذره مانند نورویا رفتارموج گونه الکترون ها با محتوای کلاسیک دیدگاه ها درمورد ذرات و امواج که از مشاهدات رفتار ماده به یک پیمانه بزرگ آن بوجود می آید،طوریکه آشکارشد و ماآن را قبلا هم ملاظه نمودیم ناممکن به نظرمیرسید.تناقض اساسی میان رفتار محلی ذرات ورفتارغیر محلی امواج ازجانب فزیکدانان اولیه با چنین عبارتی خلاصه میگردد «دوگانگی موج –ذره ماده »

زمانیکه ساینس با یک تناقض برخورد می نماید مفهومش این است که فرصتی فراهم می گردد تا مطلب نوی را ازین تناقض بیاموزیم.باتلاش پویا و خستگی ناپذیرونتایج آزمایشات بیشتری درین زمینه ساینس به جلو حرکت می نماید .مگر برای اکادیمسین های دانشگاه ها و بطوراخص آن دردانشگاه های کهن اروپایی [یک روحیه محافظه کارانه ] مسلط بوده وبرای آنهاپذیرفتن تناقضات و خطایای احتمالی دشواربه نظرمی رسد.وحتی مشکل دیگری پیش می آید وآن اینکه بپذیزند اینکه مشکل پیش آمده می تواند در آینده مرفوع گردد.معضل دیگرازینجا سرچشمه می گیرد که تربیت وآموزش [تریننگ] دانشمندان اکادمیک پیرامون حل معضلات وگره های علمی درمحوررقابت و تلاش های انفرادی می چرخد.در حالیکه در چنین شیوه عملکردی تجارب کلی و دستجمعی انسانی برای جستجوی علم به مثابه میراث مشترک انسانی بدورانداخته می شود .برای این آقایان اکادمیسن جوایز و انعام های برای دریافت جواب بهترنسبت به دانشمند دیگری اعطا می گردد.ساینس دان یک لابرااتورکه تجهیزات آن محصول کاردستجمعی هزاران انسان می باشد در تضاد با برخورد خودخواهانه ای قرارمی گیرد که بیخبرازین کاردستجمعی از نتایج منحصر به فردکارخودی و دستاورد های خودش در مباحثات و اتاق های سمینارها سخن می زند. حتی درینجا دفاع از افکار دانشمندی در میان نه ، بلکه دفاع از منفعت خودی به میان می آید.هنوز ما پایان سخن را به معاشات ، بخششی ها و یا ارتقای رتبه های علمی نکشانیده ایم که این مشکل برخورد خودخواهانه را بیشتر ازین مغلق تر می سازد.

برای هایزنبرگ تناقض دوگانه «ذره-موج»قابل تحمل نبوده و علاوه برآن او توانمندی توضیح آن را ندارد.وقتیکه پرفیسوری به این بزرگی جواب این سوال را ارائه نکند، بنا روشن است که این مطلب قابل درک نیست.این ساینتست بی نهایت محافظه کار فرزند اوگوست هایزنبرگ پروفیسور فلسفه یونان باستان وادبیات مدرن یونانی بود.اوبرای سرکوب نیروهای شورائی[کارگری] منطقه ی باویریا آلمان درقیام سال ۱۹۱۸ حصه گرفته بود که بعدا خودش اظهار نمود که «هفده سال داشتم وچنین کار[سرکوب] را یکنوع ماجرا میپنداشتم[سرگرمی] .این به مانند بازی پاسبانان با چپاولگران بود»:

D C Cassidy and M Baker(eds,Werner Heisemberg:A bibliography of his Writinings 1984

درجنگ جهانی دوم ،او رئیس دیپارتمنت پروگرام تسلیحات اتمی نازیها بود وتریننگ او درمورد فلسفه کلاسیک نه تنها وی را ناسازگار با قبول تناقضات وضع شده ازجانب دوگانگی موج – ذره ببار آورد؛بلکه درعین حال تسلیحات فلسفی را برای وی به خاطر ردوبد واقعیت های عینی مادی تفسیرمیکانیک کوانتومی فراهم نمود. او در یک مقاله کلاسیک خود در مورد «اصول عدم یقین »چنین ترسیم نمود که تجربه وتلاش برای اندازه گیری اینکه کدام شی از کدام شگاف های دوگانه عبور می نماید [تعین محل شی ] و بعدا دیده شود که تااین شی مانند ذره عمل نماید ،کافیست تا رفتار موج گونه ای آن شی را تخریب نماید .هرگاه یک مایکروسکوبی برای مشاهده عبورذره از شگاف مورد استفاده قرار گیرد ، در آنصورت مشاهده مینمائیم که امتداد موجی نوری که از جانب مایکرسکوب مورد استفاده قرارمیگیرد باید به اندازه ای کوچک باشد که یک شگاف را ازشگاف دیگر تشخیص دهد.ولی هرگاه موج نوری کوتاه باشد ،در آنصورت نورازتکانه و نیروی محرک کافی برای تغییر جهت شی برخردارگردیده و نمونه مثال تداخل را تخیریب می نماید.پرنسیپ عدم یقین هایزنبرگ ازهمینجا آغازمیگردد:

«به همان دقتی که موقعیت مشخص ومعین گردد،تکانه حرکت با دقت اندکی معلوم می گردد ومعکوس آنچه گفته آمد »:

Heisenberg,uncertainty paper , as in 1 above

آنچه را بیان گردید تسلسل هندسی تجربوی می باشد .عملکرد ذره مانند نور[روشنایی برخی از امواج نوری مساوی به فوتون هابا تکانه ی قطعی مسلم آن می باشد ].

نیلس بوهر که یکجا با هایزنبرگ در دانشگاه کوپنهاگن وظیفه ایفا مینمود برای دریافت نتیجه درین زمینه شیوه متفاوتی را در پیش گرفت.او مدعی گردید ما میتوانیم ضربان های کوتاه نوررا با تعویض منبع روشنایی باسرعت گل وروشن نمائیم . به این ترتیب مشاهده می نمائیم که اززاویه دید ذره ای منبع یاد شده تعداد زیادی از فوتون ها را که به عین سمت و محل نسبتا کوچک در حرکت اند ، ارسال می نماید.ولی اگر ما سعی نمائیم تا عین تجربه را از زاویه امواج متفاوت طول های امواجی که نیاز به ایجاد ضربان های کوتاه دارند مورد مطالعه قراردهیم .در آنصورت می بینیم که بنابر دوگانگی عملکرد موج – ذره طول موج مساوی است به ضربان وارد شده .درین صورت ضربان های کوتاه تکانه هایی به پیمانه بزرگ را با خود به همراه دارند [حتی اگرموقعیت فوتون ها بدرستی معلوم هم باشند ].برای ضربه های طویل نتیجه معکوسی را بدست می آوریم .مگر موقعیت فوتون ها با دقت اندکی آشکار می گردند .این بازهم همان اصل عدم یقین است ؛ منتهی بدون مایکروسکوپ واختلالی که از جانب مشاهده کننده ویا اینکه ازاسباب و لوازمی که هایزنبرگ آن را معرفی نموده ایجاد می گردد.

فرق میان بوهر وهایزنبرگ درین است که دربرخورد بوهربه مساله دوگانگی عملکرد موج – ذره در مرکز توجه قرار داشته و اصل عدم یقین به مثابه پیامد ذاتی و طبیعی آن .

درحالیکه برای هایزنبرگ این برخورد دوگانه یک عملیه مشاهداتی بوده که ازاهمیت بیشتری برخوردار است .همچنان برای هایزنبرگ و بوهرپرنسیپ عدم یقین مناسبتی برای اعمار بنای ریاضیات فلسفی برای تفسیر کوپنهاگنی و کوانتومی عملکرد اظهارات ریاضی می باشد.به عباره دقیقتربهانه توجیهی برای رد واقعیت های مادی وعینی .

خلاصه و فشرده دیدگاه این هردوهمکاراکادمیک [هایزبرگ و بوهر]رامی توان در یک جمله چنین بیان نمود «ممکن نیست تا رفتار هردو، موج وذره را همزمان مشاهده نمود.»

اما این امکان دارد تا توته ی های محلی ذرات را طی عبوراز شگاف های دوگانه ردیابی و شناسایی نمود و آنهم تحت شرایط غیابت نمونه مثال اختلال و یا مشاهده امواج اختلالی غیرمحلی در زمان عبورازآزمون شگاف های دوگانه .

دریک چشم اندازکلی؛ تئوری های نوین که ماهیت دیالکتیکی واقعیت های مادی را انکارنماید و ازیک طرزدید معین شده و تنگ نظرانه که تضاد ها و تناقضات حرکتی وجنبشی جهان مادی و فزیکی راکه از تغییر مکان اجسام درارتباط با زمان بحث می کندنادیده بگیرد،در میدان تجربه ناکام می گردد.

موضوعی که درین راستا قابل یادآوری میباشد این است که پروفیسور شهریار صدیق افشار استاد دانشگاه «روئن » آمریکا با ارائه نظریه ای در باره ماهیت دوگانه نور،نظریه پذیرفته شده کوپنهاگنی بوهر را پس از گذشت هشتاد سال با قاطعیت ردنمود که به لحاظ بعد تاریخی می تواند به سلطه نظریه بوهرو تیوری های منبعث از آن در حوزه میکانیک کوانتومی که البرت انشتاین فزیک دان نام آور جهانی باوجود تلاشی که کردنتوانست آن را رد کند ، پایان دهد.برای جلوگیری از طولانی شدن موضوع درین جستار کوتاه از پرداختن به جزئیات تحقیقات افشار صرفنظر می شود. اما آنچه را که می خواهم درین زمینه تاکید نمایم این است که اگرتجارب فزیکی نامبرده طوریکه به نظر می رسدبطور نهایی وقطعی آن به اثبات برسدتشت رسوایی علمی مکتب کوپنهاگن ازبام به زمین خواهد افتاد.

تداخل وفعل وانفعال میان آنچه مورد مشاهده قرار می گیرد و کسی که این مشاهده را انجام می دهد از تبعات چندین جانبه برخوردار بوده و جدا کردن این تبعات از یکدیگر؛ کاری که مکتب کوپنهاگن در رابطه ارج گذاري رموز گشایی که قبلا مدارک اقتباسی آن را بیان نمودیم سروکار دارد،به خطا می انجامد.

به لحاظ فلسفی،علت و معلول تغییر وضعیت می دهند.مشاهد و نظاره گر میتواند بالای موضوع مورد مشاهده اثر بیاندازد.مگر صرفنظر ازین تغییر وضعیت در قاعده کار با آنچه که سروکار داریم جهان مادی است که وجود دارد.واین واقعیت وجودی با مشاهده بوجود نمی آید.و چیز دیگری که مهم میباشد این است که ماده دارای ملکیت های متفاوتی مانند امواج و ذرات بوده و با یکدیگرتداخل فریبنده ومتفاوتی را که دربالا تذکاردادیم انجام می دهند .امااین مطلب به هیچوجه نمیتواند بطلان واقعیت جهان هستی را توجیه نماید .

به گونه مثال ما دایما امواج را دربحرمشاهده می نمائیم وانسان ها کشتی هایی را برای مسافرت در بحر می سازند.بنا ما چرا باید تشویش زده شویم که ماده به پیمانه های کوچک آن برخی اوقات از ملکیت های موج گونه برخورداربوده وبار دیگردارای ملکیت ذره مانندی باشد ؟

مثال دیگر؛یک فوتون ازیک شکاف عبور می نماید و بالای صفحه و یا پرده ای مواصلت می نمایدوبطوراغلب درمحلی وارد می گردد که درآن محل تداخلات حاشیوی نیرومند بوده وهیچگاهی تاریکی برآن مستولی نمیگردد.بنابرنتایجی که افشار به آن دست یافته امکان آن وجود دارد که مشاهده گردد این فوتون از کدام شکاف عبور می نماید.درآن صورت این فوتون به گونه ذره ظاهر میگردد.و در مورد دیگری اگر تعدادبیشتری از فوتون ها از شگاف عبور نمایند ؛ درآنصورت این فوتون ها امواج اند {البته بطوراوسط وقوع چنین رویدادی را معادله تساوی موجی تعین می کند}.

در یک نتیجه گیری کلی باید خاطر نشان گردد که ساینس وتکنالوژی بطورچشگیروعمیق بادرک دیالکتیکی ازواقعیت های جهان هستی جهت دریافت پاسخ به پدیده های مغلق فزیکی وگره گشایی ازآنها بابرداشتن موانعی که براین واقعیت ها پرده افگنده به جلومی رود.

دانشمندان آینده واقعیت های فزیکی را بهترازامروزدرک خواهند نمودوامیدواریم با تکنالوژی آینده انسانها بتوانند بایک پلان دستجمعی به انکشافات و دست آورد های بهتری نایل آیند.وبا چنین پلانگذاری امکانی بوجود آید که بشریت فراترازآنچه که برای نیازمندی های زندگی دست بگریبان است ،دسترسی پیدا نماید!

پایان