tgoop.com/Nuclear_ph_ysics/419
Last Update:
آیا فیزیکدان ها، نقاش اند؟
شاید تصور درستی از نقاشی در ذهن مردم وجود نداشته باشد! شاید یک نقاش بتواند فیزیکدان بهتری باشد و بلعکس؛ یک فیزیکدان بتواند نقاش بهتری باشد!
همه چیز به تخیل باز میگردد. وجه اشتراک هنر و علم! چیزی که شاید بین هنرمندان و فیزیکدان ها مشترک است.
اگر یک نقاش از تخیل خود استفاده نکند برای خلق اثری جدید، اسمش اصلا نقاش نیست! این روزها زیاد میبینیم نمونه هایی از اشخاص را که تمام وضعیت های ذهنی، تفکرات شان، علایقشان و همه ی آنچه را که نمیتوانند بروز دهند را کنار گذاشته و صرفا به کپی کردن اشیای اطرافشان در وضعیتی معین و خاص، روی بوم نقاشی شان اکتفا میکنند.
نقاشی را میتوان روشی برای نشان دادن و بیرون ریختن محتویات درونی دانست، میتوان باهاش ارتباط ایجاد کرد!
کاری که اگر هایزنبرگ با فیزیک نمیکرد و در شبی معروف، در پارکی نزدیک به کوپنهاگ به چراغ ها دقت نمیکرد، شاید هیچگاه کوانتوم به اینجایی که الان هست، نمیرسید!
تخیل!
وجه اشتراکی مهم که باعث شده بود هایزنبرگ پیش خودش چنین فکر کند که چه میشود وقتی یک مرد از کنار آن لامپ ها که هر کدام از دیگری در فاصله ی نسبتا زیادی قرار گرفته اند، عبور میکند، وقتی زیر نور چراغ است، دیده میشود و بنابراین میتوان وضعیت مکانی، زمانی و حتی سرعت مرد را معین کرد، اما وقتی مرد از محدوده روشنایی چراغ خارج میشود، ناگهان در تاریکی محو و ناپدید میشود و چند لحظه بعد، زیر نور چراغ بعدی ظاهر میشود؟
آیا آن مرد واقعا ناپدید میشود؟
یا به واسطه تاریکی و نبودن نور است که ما نمیتوانیم از آن مرد اطلاعات دریافت کنیم و وضعیتش را دقیقا مشخص کنیم؟
آن شب ها در آن زمان، واقعا تاریک بود! مثل شهر های امروزی، آسمان نورانی نبود. وقتی هایزنبرگ مینویسد که آن مرد در تاریکی بین دو لامپ ناپدید میشد، واقعا میتوان تصور کرد که او را نمیدیده است و به معنای واقعی کلمه، او ناپدید میشده!
اما هایزنبرگ به خوبی و با دقت زیاد میتوانسته پیش بینی کند که چند لحظه بعد، آن مرد در محدوده نور لامپ بعدی پدیدار خواهد شد، چرا که مرد عمیقا و ذاتا و واقعا ناپدید نمیشده است، بلکه بخاطر نبودن نور بوده است که او از نظر هایزنبرگ ناپدید میشده.
هایزنبرگ با تخیل فراوان پیش خودش فکر کرد که چه میشود اگر همین اتفاق در ابعاد ریز کوانتومی نیز بیافتد و مثلا یک الکترون، بین دو برهم کنش واقعا ناپدید شود؟
اینکه میگویم «واقعا» ناپدید شود، یعنی جدی جدی ناپدید شود و دیگر نتوان پیشبینی کرد که الکترون در لحظه بعد کجاست!
کاملا برخلاف آن مرد که میشد پیش بینی کرد چند لحظه بعد به لامپ بعدی میرسد!
با این وضعیت، دیگر ریاضیات و قوانین سابق کار نمیدهند. حالا دیگر واقعا با یک الکترون ناپدید شده طرفیم که غایب است! و ما میخواهیم پیشبینی کنیم!
اما بر چه اساسی و با چه معیار هایی باید پیشبینی کنیم؟
حقیقت این است که هیچ معیاری و مبنایی وجود ندارد!
ما فقط یک تابع موج داریم که احتمالات را بررسی میکند، همیشه یک عدم قطعیتی وجود دارد چون واقعا الکترون تحت بررسی غیب شده!
بنابراین اصلا وضعیت آن الکترون، پیش بینی پذیر نیست!
این ماجرا یک نکته مهم دارد که اکثر مخاطبان این پست، نسبت به آن آگاهند. این نکته را تابحال شاید چندین بار شنیده ایم و برایمان آشناست. نکته این است که اگر بخواهیم از ابعاد کلاسیک و بزرگ مقیاس به ابعاد ریز و کوانتومی برویم تا ببینیم آنجا چه اتفاقاتی می افتد، باید از پافشاری و اصرار بیجا بر قوانین قبلی دست برداریم و قوانین کوانتومی را جدی بگیریم!
به خوبی فهمیدیم که در ابعاد کوانتومی، با عدم قطعیتی طرفیم که هرگز راهی برای گریز از آن نیست؛ چرا که هایزنبرگ با تخیل قوی که داشت، به خوبی فهمیده بود که عدم قطعیت در ابعاد بزرگ مقیاس، ناشی از نقص اطلاعات دریافتی از سوژه مورد بررسی است اما در ابعاد کوانتومی، موضوع این نیست که اطلاعات ما از ذرات و سوژه مورد بررسی ناقص است، بلکه موضوع این است که واقعا اطلاعات ناپدید میشوند و کاملا تصادفی در یک موقعیت خاص دوباره این اطلاعات ظاهر میشوند و دوباره ناپدید میشوند…!
پس عمیقا شاهد عدم قطعیتی در ذات طبیعت هستیم.
حالا بیایید بازگردیم به ۱۳/۸ میلیارد سال قبل. همان نقطه ی داغ و تکین اولیه. همان نخستین اتم. همان بیگ بنگ تمسخر آمیز!
آنجا دیگر قوانین جهان بزرگ مقیاس چندان کار نمیکنند. آنجا لزوما باید با مکانیک کوانتومی منشا جهان را بکاویم. همیشه سوالی طرح میکنیم که بی جواب رها میشود: قبل از بیگ بنگ، چه بوده است؟!
شاید کوانتوم بتواند کمی بهتر توضیح بدهد که چه رخ داده، پاسخی زیباتر، عجیب، حیرت انگیز، شگفت آور و انقلابی!
بین سوال مان درباره «منشا کیهان» و «علت عدم سقوط الکترون به هسته ی اتم» باید ارتباطی وجود داشته باشد!
پس اول بیایید بپرسیم: چرا الکترون به روی هسته اتم سقوط نمیکند؟