تعبیر کپنهاگی

معادلات کوانتوم پاسخ های به مراتب دقيق و درستی به پدیده ها می دادند، اما بر سر اینکه این پاسخ ها دقیقا به چه معنا هستند رقابت سختی در جریان بود، شرودینگر سعی در بیان موجی کوانتوم داشت و هایزنبرگ از بیان ماتریسی دفاع می کرد، در این میان نیلز بور فیزیکدان دانمارکی، با درهم آمیختن معادله ی موج شرودینگر و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، تفسیر جدیدی از کوانتوم ارائه داد که به تفسیر کپنهاگی معروف شد و در حال حاضر مقبول ترین تفسیر مکانیک کوانتومی در بین فیزیکدانان است!

اصل مکملیت: در ادبیات کهن ما، داستانی هست که ممکن است آن را شنیده باشید، داستان فیلی که در اتاقی تاریک قرار داشت و عده ای با دست کشیدن به بدن فيل قصد توصیف آن را داشتند، یکی پاهای فیل را لمس کرده و فیل را ستون می پنداشت، دیگری دست بر گوش های فیل کشیده و آن را بادبزن فرض می کرد و...

هرکس مطابق تجربه ی خود بخشی از فیل را توصیف می کرد که بخشی از واقعیت بود اما نه تمام آنا نیلز بور فیزیکدان برجسته ی دانمارکی در کوران رقابت ها بر سر توصیف کوانتوم به یک رهیافت فلسفی دست زد که بی شباهت به این داستان نیست، او عنوان کرد که در کوانتوم رفتار ریز ذرات شامل دیدگاه های گوناگونی ست که گرچه ممکن است جمع آنها متناقض باشد اما هریک بخشی از واقعیت هستند و برای توصیف کامل پدیده ما نیازمند استفاده از تمامی آنها هستیم، در عین حال که نمی توان تمامی این دیدگاه ها را در غالب یک پدیده جمع کرد!

آزمایش دو شکاف را به خاطر بیاورید، نور هم ذره است و هم موج، ما با آزمایش خصوصیت ذره ای نور، بلافاصله خصوصیت موجی نور را از دسترس مشاهده خارج خواهیم کرد و بالعکس.

اما هر دوتای این توصیفات برای توصیف کامل پدیده نیاز است، این ایده تحت عنوان "اصل مكمليت" ارائه شد.

رمبش تابع موج بور ضمن پذیرش اصل عدم قطعیت دریافت که این اصل کاستی هایی نیز دارد، او بیان می داشت که هرگز نمی توان ناظر را از پدیده ی مورد مشاهده جدا کرد، در واقع این مشاهده ی ناظر بود که بین رفتارهای احتمالی موج- ذره فیزیک کوانتومی، رفتار نهایی سیستم را انتخاب می کرد، این سخنان به شدت اصل بی طرفی علم را مورد تردید قرار داده و مخالفت های بسیاری برانگیخت.

گفتیم که ما ذرات بنیادی و امواج را در یکی از حالت های ممکن می بینیم، اما چه چیزی تصمیم می گیرد که کدام یک از حالت ها نمایان شود؟ چرا اگر بخواهيم فوتون را که از یک شکاف می گذرد گیر بیاندازیم رفتار ذره گونه از خود بروز می دهد اما وقتی از دو شکاف می گذرد مانند امواج الگوی تداخلی ایجاد می کند؟

طبق نظر بور و حامیان تفسیر وی که به تفسیر کپنهاگی معروف شد، نور همزمان در هر دو حالت وجود دارد، هم موج و هم ذره، فقط هنگامی که مورد مشاهده و اندازه گیری قرار می گیرد به یکی از دو حالت نمود پیدا می کند، بنابراین این ما هستیم که تصمیم می گیریم که چگونه تبدیل شود.

به این اتفاق رمیش تابع موج می گویند. در واقع تمام احتمالات برای نتایج در معادله ی موج شرودینگر در نظر گرفته شده و به محض مشاهده سیستم، تمام احتمالات دیگر از بین رفته و پدیده بصورت یکی از نمود های خود که همان نتیجه است، ظاهر می شود.

این تفسيرها و نتایج آنچنان انیشتین را آشفته ساخت که جمله ی معروف " من در هرحال مطمئنم که خداوند تاس نمی اندازد" را به زبان آورد.

🆔️ @physics3p