در سال 1803، دانشمندي انگليسي به نام توماس يانگ (Thomas Young)، آزمايش قابل توجهي انجام داد. يانگ كه به هيروگليف‌هاي مصري بسيار علاقه‌مند بود و در استخراج آنان نيز همكاري داشت، درباره‌ي ماهيت نور تحقيق مي‌كرد. آزمايش وي، تحولي در فيزيك ايجاد كرد كه در نهايت باعث دگرگوني قوانين حركت آيزاك نيوتون شد، قوانيني كه يك قرن پيش از يانگ ارائه شده بود. اين آزمايش همچنين يكي از بزرگترين رازهاي جهان را نمايان ساخت: راز كوانتوم.

بدون شك، معماي رمزآلود فيزيك كوانتوم، معماي عميقي است. اگر كسي يك مار بزرگ دريايي واقعي بگيرد يا به يك دايناسور زنده بربخورد، رسانه‌ها چندين ماه به اين موضوع مي‌پردازند. كنار آب‌سردكن‌هاي تمام ادارات جهان، درباره‌ي اين كشف جديد صحبت مي‌شود. با اين حال، هر چند چنين يافته‌اي مي‌تواند بسيار تكان‌دهنده باشد، اما تغيير چنداني در جهان‌بيني ما ايجاد نمي‌كند. ما مي‌دانيم كه خزندگان غول‌پيكر آبزي و دايناسورها در گذشته‌هاي دور مي‌زيسته‌اند. برايمان بسيار تعجب‌برانگيز مي‌شد اگر مي‌فهميديم اين موجودات به نحوي توانسته‌اند بي‌آنكه كه توسط دنياي علم كشف شوند، اين همه سال زنده بمانند. اما در هر حال، اين كشف، تغيير چنداني در نظريه‌ي تكامل ايجاد نمي‌كند.

ولي رازي كه در بطن فيزيك كوانتوم نهفته، به طور غير مستقيم، درك ما را از حقيقي بودن جهان و هر آنچه در آن است (از جمله خود ما)، مورد هدف قرار مي‌دهد. به علاوه، ايده‌ي مارهاي غول‌پيكر دريايي و دايناسورها، بسيار خيالي و غيرمحتمل مي‌باشد، حال آن‌كه تئوري فيزيك كوانتوم يكي از تئوري‌هايي است كه از پيكار آزمايشات فراواني در عرصه‌ي علم، جان سالم به در برده است. علي‌رغم مشخصه‌هاي نامأنوس فيزيك كوانتوم، در صحت اين نظريه، ترديد چنداني باقي نمانده. همان‌طور كه دنيل ام. گرينبرگر بيان كرده است: «انيشتين مي‌گفت اگر علم مكانيك كوانتوم درست باشد، جهان جاي بسيار عجيبي است. انيشتين راست مي‌گفت. جهان جاي بسيار عجيبي است».

در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش ‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر ، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند.
اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌‌ مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش ‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسبهای رمزینه‌ای (barcode) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند.
یعنی یک اتم خاص ، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سؤالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی 1890 بود.

دو فرزند انشتين

گفته مي‌شود در اوايل قرن بيستم، انشتين صاحب دو فرزند شد- دو نظريه‌ي بزرگ فيزيك. مي‌گويند او يكي را فرزندانش را دوست داشت (نسبيت) و از ديگري متنفر بود (فيزيك كوانتوم).

چه چيزي در فيزيك كوانتوم، او را بر مي‌آشفت؟ اول از همه، غير قابل پيش‌بيني بودن آن. اگر قرار باشد يك تفنگ را تنظيم كنيد و آن را به هدف بزنيد، با معلوم بودن سرعت و جهت گلوله، تعيين مسير آن بعد از خروج از لوله‌ي تفنگ، بسيار ساده است. اما فوتون اين طور نيست. همان‌طور كه مثالِ ما درباره‌ي موج نورِ رهسپار شده از يك ستاره‌ي دوردست، نشان داد، فوتون به صورت موج احتمال حركت مي‌كند. فوتون ممكن است هرجايي در مسير حركت موج، ظاهر شود. هر چند، احتمال ظهور آن، در بعضي مكان‌ها بيشتر است. اين باعث شد انشتين به طعنه بگويد كه باورش نمي‌شود «خدا با هستي تخته نرد بازي كند».

 انشتين كمك كرد نظريه‌ي كوانتوم به دنيا بيايد، ولي بسيار از آن آشفته گشت.

 دومين نكته‌اي كه انشتين را آزار مي‌داد، اين ايده بود كه با توجه به كپنهاگ، يك جسم پيش آن‌كه مورد مشاهده قرار گيرد، تنها به شكل موج احتمال وجود دارد. شايد وقتي حرف از يك فوتون باشد، اين مسئله چندان مهم به نظر نرسد، چون بسيار بسيار كوچك است. اما اين تنها فوتون‌ها نيستند كه از قوانين فيزيك فيزيك كوانتوم پيروي مي‌كنند، بلكه الكترون‌ها، پروتون‌ها، اتم‌ها و مولكول‌ها نيز مشمول اين قوانين هستند. همه‌ي آن‌ها پيش از مشاهده شدن، تنها موج‌اند و آزمايش دو شكاف، با موادي به بزرگي مولكول‌هاي فولرن (Fullerene) كه 60 اتم كربن دارند، انجام شده است.

در نهايت اگر فكر كنيم، مي‌بينيم تمام جهان ما، از اتم‌ها و مولكول‌ها تشكيل شده و خود ما نيز. آيا اين بدان معناست كه ما تنها، امواج بزرگ احتمال هستيم؟

اين تصور كه هر چيزي در جهان ما، در صورت مشاهده نشدن، ماهيتي مستقل ندارد، انشتين را واداشت به شوخي بگويد: «ترجيح مي‌دهم فكر كنم ماه، حتي وقتي نگاهش نمي‌كنم، باز وجود دارد».

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: