المحتويات
مبدأ الريبة
ينص مبدأ الريبة على استحالة القدرة على تحديد موضع الإلكترون وسرعته بدقة في الوقت نفسه، إذ إن قياس إحدى الكميتين يزيد الريبة في قياس الكمية الأخرى، وقد يتبادر إلى الذهن أن مبدأ الريبة نتيجة صعوبة في عملية القياس فقط، ولكنه يتعدى ذلك وتكمن المشكلة في عدم القدرة على تحديد وجود الكميات قبل قياسها، وسبّب هذا المبدأ تقاطعًا بين الفيزياء والفلسفة لأول مرة، إذ شكك في أهم قواعد الفيزياء الكلاسيكية ألا وهي عملية القياس، وألغى وجود الكميات المطلقة، وهدد النموذج الذري “للعالم بُور” الذي شبه الذرة بالمجموعة الشمسية، ليكون التصور الذري الأقرب هو نواة محاطة بسحابة من الإلكترونات لا نستطيع تحديد مدارها أو سرعتها بدقة.
وحتى نفهم الكَمَّ بشكل أعمق لا بد من معرفة مبادئه الجوهرية التي تنص على إمكانية وصف الجسم بدالَّةٍ موجية، وتصف هذه الدالة إحدى حالات الجسم المتعددة التي يمكن أن يوجد بها، كما تحدد الدالة احتمالية حدوث هذه الحالات، وعند محاولة القياس للتأكد تتغير حالة الجسم تمامًا، ولكن كيف تغير عملية القياس من حالة المادة؟
عند استخدام الدالة الموجية لوصف تجربة يُونج للشق المزدوج، نجد أنها مكونة من جزأين للدلالة على أن الفوتون الواحد يمر من الثقبين في الوقت نفسه وينتج نمط التداخل الذي نراه، فلو بدلنا بالثقبين مستقطبات للضوء، وهي أسطح تسمح بمرور الفوتونات بزوايا معينة، فسنجد إحدى أجزاء الدالة تنهار ويختفي نمط التداخل وتمر الفوتونات عبر ثقب واحد، وتمثل المستقطبات نوعًا من الرصد والقياس، وتعرف هذه التجربة باسم الممحاة الكمية.
وظهرت عديد من المحاولات لتفسير هذه التجربة، وكان أكثرها تطرفًا هو “تفسير كُوبنهاجن” الذي نص على وجود فاصل بين فيزياء الأجسام الكبرى والفيزياء الكمية، كما اشترط وجود مراقب واعٍ في عملية القياس حتى تنهار الاحتمالات وتتغير حالة المادة المركبة، يتضمن هذا التفسير عديدًا من المشكلات منها: عدم وجود سبب للفصل بين فيزياء الأجسام الكبرى والكم، وعدم القدرة على تحديد تعريف مطلق للراصد الواعي، كما ينفي هذا التفسير وجود أي واقع فيزيائي ما لم يُرصَد.
الفكرة من كتاب كيف تعلم كلبتك الفيزياء الكمية
تتعامل الفيزياء الكمية مع العالم المصغر المختبئ داخل عالمنا المألوف الذي يخضع لقوانين خاصة تختلف تمامًا عن قوانين الفيزياء الكلاسيكية.
ولعلك الآن تتساءل عن العلاقة بين الفيزياء الكمية والكلاب؛ للكلاب أفضلية على البشر، فهي تنظر إلى العالم من دون توقعات مسبقة أو تصورات ثابتة، وهذا ما نحتاج إليه خلال رحلتنا لتعلم الكم.
إذًا هل يمكننا السفر من مكان إلى آخر في أجزاء أقل من الثانية؟ وهل توجد عوالم موازية لعالمنا؟ وهل يخضع العالم لقوانين ثابتة تتيح لنا التنبؤ بحركة كل أجسامه؟ يجيب كتابنا عن هذه الأسئلة الغريبة وغيرها الكثير.
مؤلف كتاب كيف تعلم كلبتك الفيزياء الكمية
تشاد أورزيل: بروفيسور في علم الفيزياء ومؤلف كتب علمية شهير، ولد في مدينة نيويورك، وعمل باحثًا في الفيزياء الكمية في جامعة ييل، ثم حصل على الدكتوراه في مجال الفيزياء الكيميائية من جامعة ميريلاند، اهتم تشاد بتبسيط المبادئ الفيزيائية لغير المتخصصين، وتُرجِمَ كتابه “كيف تعلم كلبتك الفيزياء الكمية” إلى أكثر من تسع لغات، وله عديد من المؤلفات العلمية منها:
How to Teach Relativity to Your Dog
Breakfast with Einstein: The Exotic Physics of Everyday Objects
معلومات عن المترجم:
موسى جعفر: مترجم لدى صفحة أخبار العلوم التي تعمل على ترجمة المقالات والأخبار العلمية المختلفة، ترجم كتاب “كيف تعلم كلبتك الفيزياء الكمية” ترجمة غير ربحية بالكامل.
أفكار مشابهة:
الموضوع التالي
