اصول مهم مکانیک کوانتوم ۴

اندازه گیری - چهارمین یا آخرین اصل از چهار اصل مهم مکانیک کوانتوم اندازه گیری است. اندازه گیری در مکانیک کوانتوم فوق العاده مهم است و کاملاً فرق دارد با آن اندازه گیری‌هایی که در دنیای ماکروسکوپیک یا دنیای قابل مشاهده هست. اندازه‌گیری در دنیای قابل مشاهده، وقتی ما داریم از اندازه‌گیری در دنیای قابل مشاهده صحبت می‌کنیم، مفهوم اندازه گیری کاملاً برایمان مشخص است. مثلاً وقتی می‌خواهیم قد کسی را اندازه بگیریم، یک متر نواری بر می‌داریم، و طول خطی را که قدِ آن شخص هنگامِ راست ایستادنِ او ایجاد می‌کند، و از فرقِ سر تا کفِ پایش کشیده می‌شود، اندازه می‌گیریم. یا وقتی می‌خواهیم سرعت موتورسیکلتی را اندازه بگیریم، مثلاً یک فاصله پنجاه متری را بین دو نقطه در خیابان انتخاب می‌کنیم. آنگاه یک کرونومتر بر می‌داریم و وقتی آن موتور سیکلت از فاصله دوری آمد و به نقطه اول رسید کرونومتر را روشن می‌کنیم. وقتی هم به نقطه دوم رسید کرونومتر را خاموش می‌کنیم. آن وقت نگاه می‌کنیم ببینیم موتورسیکلت آن پنجاه متر را در چند ثانیه طی کرد. آنوقت مدت زمان مسافت طی شده را تقسیم بر مسافت می‌کنیم. این دو نمونه از اندازه‌گیری‌هایی است که در دنیای قابل مشاهده یا همان فیزیک نیوتنی صورت می‌گیرد و سه تا مشخصه دارد که چون طولانی‌ است فعلا با آنها کار نداریم.
اما فیزیکدان‌ها الان صد سال است می‌دانند که اندازه‌ گیری‌هایی که در دنیای کوانتوم انجام می‌دهند اصلاً شبیه به دنیای قابل مشاهده یا همان دنیای نیوتونی نیست! این طور که معلوم است اندازه‌گیری‌هایی که روی الکترون یا فوتون یا هر ذره اتمی دیگر انجام می‌شود تغییر قابل توجهی در آنها می‌دهد. حتی معلوم نیست آن مشخصاتی که در این اندازه‌گیری‌ها برای این ذره‌ها مشخص می‌شود، آنها پیش از اندازه‌گیری هم وجود داشته باشند! همه آزمایش‌هایی که تا حالا صورت گرفته است حکایت از این می‌کند که آن مشخصاتی که در آزمایش‌ها و اندازه گیری‌ها از این ذرات دیده می‌شود، آنها را خود همین اندازه‌گیری‌ها برای آنها ایجاد می‌کند. پیش از این هم گفته‌ام که در آزمایش دو شکاف، هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که الکترون یا فوتون به شکل ذره ظاهر شوند، آنها به شکل ذره ظاهر می‌شوند، و هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که آنها به شکل موج ظاهر شوند، آنها به شکل موج ظاهر می‌شوند. این حتی معنای عجیبی هم در خود دارد. این که اراده یا خواستِ آزمایش کننده است که آن ماهیت‌ها را برای این ذره‌ها تعیین می‌کند!
وقتی می‌خواهد آنها ذره باشند، آنها ذره می‌شوند. وقتی می‌خواهد آنها موج باشند، آنها موج می‌شوند. فیزیکدانان اکنون آزمایش‌های بسیار دقیق و پیشرفته‌ای برای تحقیق بیشتر درباره این مسئله طراحی کرده‌اند. اکنون این آزمایش‌ها را با نور پُلاریزه انجام می‌دهند. باید بگویم که آزمایش این مسئله با نور پُلاریزه طوری است که تقریباً جای هیچ شکی را در این مورد نمی‌گذارد! یعنی در مورد این که خواست انسان می‌تواند در این که ذرات اتمی چه ماهیتی داشته باشند کاملاً دخیل باشد! این مسئله در تئوری کوانتوم و بحث‌های فلسفی‌ آن خیلی مهم است.

Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot