1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء الحديثة : ميكانيكا الكم :

الكون التشاركي

المؤلف:  جون جريبين

المصدر:  البحث عن قطة شرودنجر (فيزياء الكم والواقع)

الجزء والصفحة:  الجزء الثالث الفصل التاسع (ص207 – ص212)

21-1-2023

1202

كتب ويلر عدة آلاف من الكلمات في تفسير نظرية الكم، وذلك في الكثير من النشرات العلمية المختلفة على مدى أربعة عقود. (11)وقد ظهر أوضح تفسير لمفهومه عن «الكون التشاركي» في مساهمته في مؤتمر بعض الغرائب في التناسب التي حررها هاري وولف) وكان المؤتمر بمناسبة الاحتفال بمئوية ميلاد أينشتاين حكى ويلر في تلك المساهمة (فصل ٢٢ من المجلد) نادرةً عن الزمن الذي كان يلعب فيه مع مجموعة من الناس لعبة العشرين سؤالا القديمة في حفل عشاء. وعندما حان دوره للخروج من الحجرة حتى يتفق الضيوف على الشيء الذي يجب أن يكون موضع السؤال، وقد تُرك خارج الحجرة لفترة غير معقولة من الزمن، وهذه إشارة مؤكَّدة لأحد أمرين؛ إما أن المشاركين كانوا يختارون

شكل9-22: يستطيع بروتون منفرد أن يدخل ضمن شبكة من التداخلات الخيالية مثل هذه مأخوذة من كتاب عالم الجسيمات الأولية لمؤلفه كيه فورد بليسديل، نيويورك، ١٩٦٣. ويحدث مثل هذا التفاعل طيلة الوقت وليس هناك جسيم منعزل كما قد يبدو لأول وهلة.

 

كلمة فريدة في صعوبتها، أو أنهم كانوا يفكرون في عمل مؤذ. وقد وجد هو بدوره أن الإجابات في البداية قد جاءت من كل ضيف في دوره سريعة على أسئلته مثل «هل هذا الشيء حيوان؟» أو «هل هو أخضر؟» وكلما تقدَّم الوقت في اللعبة أصبحت الأسئلة تستغرق وقتًا أطول في الرد، وهو أمر غريب؛ حيث إنه من المفترض أن كل الحاضرين قد اتفقوا على ذلك الشيء، وأن الإجابة المطلوبة نعم أو لا. فلماذا يستغرق الشخص الموجه له السؤال وقتًا طويلا في التفكير قبل أن يجيب؟ وفي النهاية، وعندما لم يتبق لويلر سوى سؤال واحد خمن ويلر هل هو سحاب؟ وكانت الإجابة نعم مصحوبة بموجة عارمة من الضحك من قِبَل الجموع، وسُمح له بالاطلاع على السر.

كانت هناك خطة تآمرية على ألا يتفقوا على الشيء المطلوب تخمينه، لكن كان هناك اتفاق على أن كل شخص عندما يُسأل فعليه أن يعطي إجابةً نزيهة تتعلق بشيء حقيقي

شكل 9-23: يمكن أن يظهر بروتون، ونيوترون مضاد، وبيون لا شيء على الإطلاق، كتموجات للفراغ لفترة قصيرة من الزمن قبل التلاشي (أ). ويمكن تمثيل هذا التفاعل نفسه كحلقة في الزمان، بواسطة بروتون ونيوترون يتعقب كلُّ منهما الآخر حول دوامة من الزمان ترتبط بالبيون (ب). وكل من وجهتي النظر صحيحة بالقدر نفسه.

شكل 9-24: يمكن للبروتون أن يتعقب ذيله عبر الزمان بالطريقة نفسها.

يدور في ذهنه ويتوافق مع كل الإجابات التي طرحت من قبل. وكلما استمر الحاضرون في اللعب أصبح الأمر أكثر صعوبة للسائل وللمطروح عليهم الأسئلة.

 ما علاقة هذا بنظرية الكم؟ مثل مفهومنا عن العالم الواقعي الموجود هناك عندما لا ننظر إليه، تصور ويلر أن هناك إجابةً واقعية للشيء الذي يحاول التعرف عليه. لكن لم تكن هناك إجابة؛ فكلُّ ما كان واقعيًّا هي الإجابات عن الأسئلة، بالطريقة نفسها التي يكون بها الشيء الوحيد الذي نعرفه عن عالَمِ الكَم هو نتائج تجاربنا، وقد نتج جواب السحاب بشكل ما نتيجة طرح الأسئلة، وبالمنطق نفسه فإن الإلكترونات كانت نتيجة عملية التحقق التجريبي الدقيق. وتُركز القصة على أن المحور الأساسي لنظرية الكم هو أنه ليس هناك ظاهرة أولية يقال عنها ظاهرة إلى أن تُسجّل كظاهرة. وهذه الطريقة في التسجيل من الممكن أن تؤدي حيلًا غريبة في مفهومنا اليومي للواقع. وليوضّح ويلر هذه المقولة أجرى تجربةً ذهنية أخرى، وهي تحوير لتجربة الشقين، وفي هذه النسخة من اللعبة ربط الشقين بعدسة لتركيز الضوء المار خلال المنظومة وجرى استبدال الشاشة القياسية بعدسة أخرى تجعل الفوتونات القادمة من كلا الشقين تتباعد. وكل فوتون يعبر خلال أحد الشقين يتجه إلى الشاشة الثانية، ثم يحيد لوجود العدسة الثانية في اتجاه الكشاف الموجود إلى اليسار، إلى جانب أن الفوتون الذي يعبر خلال الشق الآخر سيتجه إلى الكشاف الموجود ناحية اليمين وبهذا الإعداد للتجربة، فإننا نعرف أي شق مرَّ خلاله كل فوتون وبكل تأكيد فإن مثل تلك النسخة من التجربة التي نراقب فيها كل شق، لكي نرى كل فوتون يمر، تماما كما في حالة التجربة التي لو سمحنا فيها لفوتون واحد عند زمن معين أن يمر خلال الجهاز، فإننا من دون أي لبس سنحدد

المسار الذي يتبعه الفوتون، ولا يوجد هنا تداخل لعدم وجود أي تراكب للحالات. والآن فلنعدل في الجهاز مرةً ثانية. نغطي العدسة الثانية بفيلم فوتوغرافي على شكل شرائح طولية كتلك المستخدمة في النوافذ. ويمكن إغلاق هذه الشرائح الطولية لتكون

شاشة محكمة تمنع الفوتونات من العبور خلال العدسة والحيود أو يمكن فتح هذه الشرائح لتسمح للفوتونات بالمرور كما كان في السابق الآن عندما كانت الشرائح الطولية مغلقة، تصل الفوتونات إلى الشاشة كما في حالة تجربة الثقبين الكلاسيكية. وليس هناك وسيلة تدلنا من أي الثقبين مرَّ الفوتون، ويوجد الآن نسقُ تداخل كما لو أن كل فوتون منفرد قد مر خلال الثقبين في اللحظة نفسها. وهنا تظهر الخدعة في هذه التجربة. فليس من الضروري أن نقرر ما إذا كانت الشرائح الطولية مفتوحة أو مغلقة إلا بعد مرور الفوتون خلال الثقبين. فمن الممكن أن ننتظر حتى يمر الفوتون خلال الشقين، وعندئذ نقرر هل سنجري تجربةً يمر فيها الفوتون خلال ثقب واحد أو خلال الثقبين معا. وفي تجربة الاختيار المتأخر هذه هناك شيء نفعله له تأثير لا يمكن تتبعه من حيث ما الذي نستطيع قوله عن الماضي. فتاريخ فوتون واحد على الأقل يعتمد على اختيارنا كيفية إجراء القياسات.

تأمل الفلاسفة مليا ولفترة طويلة في حقيقة أن التاريخ لا معنى له، والماضي لا وجود له، إلا في الطريقة التي يُسجل بها في الوقت الحاضر، وتعزّز تجربة ويلر للاختيار المتأخر

 

هذا المفهوم المجرَّد ليصبح في صورة مصطلحات صلبة وعملية «ليس لنا بعد ذلك الحق في أن نقول ما الذي يفعله الفوتون» - إلى أن يُسجل - أكثر من أن نقول «ما الكلمة التي في الحجرة حتى تنتهي لعبة السؤال والرد عليه. Some) (Strageness, page 358

إلى أي مدى يمكن الدفع بهذا المفهوم؟ سيخبرك طهاة الكم السعداء، وهم يجهزون أجهزة الحاسوب، ويتعاملون مع المادة الوراثية أن كلَّ ذلك ما هو إلا تخمينات فلسفية ليس لها أي معنى في حياتنا اليومية في العالم الماكروي. ولكن كل شيء في العالم الماكروي يتكون من جسيمات تخضع لقواعد الكم. فكلُّ ما نطلق عليه واقعا يتكون من أشياء لا نستطيع اعتبارها واقعا أي خيار لدينا عدا أن نقول بطريقة ما، ربما سنكتشفها فيما بعد، إن كل الأشياء لا بد أن تُبنى على إحصائيات للمليارات فوق المليارات لمثل أفعال مشاركة المشاهد؟

 

شكل 9-25 تجربة ويلر للشق الطولي المزدوج، والاختيار المتأخر.

واصل ويلر غير خائف إطلاقًا ليصل إلى الفقرة الملهمة الهائلة (تذكَّر رؤيته حول الإلكترون المنفرد الذي ينسج طريقه عبر الزمان والمكان، وذهب إلى اعتبار أن الكون ككل دائرة مثارة ذاتيا وتشاركية. وبدءًا من الانفجار الكبير حيث يتمدد الكون

 شكل 9-26 يمكن تصور العالم ككل مثل تجربة الاختيار المتأخر التي يوجد فيها المشاهدون الذين يلاحظون ماذا يحدث هي التي تُضفي الواقع المتشابك على أصل كل شيء.

ويبرد، ثم بعد آلاف الملايين من السنوات ينتج كائنات قادرة على مراقبة الكون وفعل المشاهدة التشاركية - عن طريق آلية تجربة الاختيار المتأخر - ويعطي هذا بدوره واقعا متشابكا للكون ليس الآن فقط، ولكن منذ بدايته. وبملاحظة فوتونات الخلفية الإشعاعية الكونية صدى الانفجار الكبير، ربما نخلق الانفجار الكبير والكون. فإذا كان ويلر على صواب فإن فاينمان كان أكثر قربا مما كان يتصور من الحقيقة عندما قال إن تجربة الثقبين تحتوي على الغموض الوحيد

لقد همنا في عالم الميتافيزيقيا متتبعين ويلر، وإنني لأتخيل أن كثيرا من القراء يعتقدون أن كل ما تم يعتمد على تجارب افتراضية ذهنية، وبذا فأنت تستطيع أن تلعب أي لعبة تشاء، وإنه فعلا لا يَهُمُ أن تلتزم بأي تفسيرات للواقع. وما نحتاج إليه هو بعض الأدلة القاطعة من تجارب حقيقية نبني عليها حكمنا حول أفضل اختيار للتفسير من بين كل الاختيارات الميتافيزيقية المتاحة، وكانت تجربة أسبكت في بداية ثمانينيات القرن العشرين هي البرهان القاطع الذي أمدَّنا به؛ برهانًا على أن غرابة الكم ليست فقط «واقعا»، بل يمكن مشاهدتها وقياسها

 

هوامش

(11) He was born in 1911 and was just the right age to receive the full impact of the discoveries of the 1920s. Later generations have been all too willing to accept quantum theory as the received wisdom and use the quantum cookbook as the accepted rules of the game; to the older generation, relief that a consistent theory had been found, together with the natural effects of increasing age, reduced the pioneering drive. Wheeler’s and Feynman’s generation was inevitably the one that

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي