پس از كشف قوانين نيوتن برخي چنين ادعا ميكردند كه ديگر كشف عجيبي در جهان دانش رخ نخواهد داد و اين قوانين نيز ميتوانستند همه نيازهاي بشر را برآورده سازند و براي انجام همه امور در دسترس بشر از محاسبات در سفرهاي فضايي و تعيين موقعيت ستارگان و سيارات و مسير موشك ها تا تعيين زمان خورشيد گرفتگي و ماه گرفتگي و ... آنهم با دقت بسيار بالا كارايي داشتند . اما وقتي دانشمندان به سراغ اجسام بسيار ريز رفتند ماجرا تغيير كرد . در ابعاد بسيار كوچك يعني در دنياي اتمها ديگر اين قوانين درست كار نميكردند و قوانين ديگري نياز بود تا اين رفتار را شرح دهد .

بشر ار دير باز به اين مي انديشيد كه اگر اجسام را مرتب تقسيم كرده و كوچك كند سرانجام به كجا خواهد رسيد . و كوچكترين ذره اي كه ديگر نتواند آن را تقسيم كند چيست و چه اندازه خواهد بود ؟

تفكر و تحقيق در اين مسير او را به اتم و حتي تقسيمات آن نيز رساند . دانشمندان همچنين ميديدند كه وقتي جسمي را گرم ميكنند رنگ و نور متصاعد شده از آن جسم تغيير ميكند مثلا ابتدا زرد و سپس در گرماي زياد به سفيد تغيير ميكند . و تفاوت انرژي بخش هاي مختلف طيف نور نيز مشخص بود . در قرن 19 اين سوال در ذهن فيزيكدانها مطرح شد كه كل انرژي متصاعد شده از يك جسم گرم چقدر است و ميزان آن در هر طيف نوري نيز چه ميزان ميباشد ؟

متاسفانه تجربه عملي با تئوري آن زمان جور در نمي آمد و در حاليكه فيزيكدانها ميدانستند كه با كاهش طول موج انرژي موج بيشتر ميشود اما در تجربه عملي مثلا در نور بالاي بنفش اين اتفاق نمي افتاد و فرضيه با عمل جور در نمي آمد و فيزيكدانها آن را ابهام و يا فاجعه ماورا بنفش ميخواندند . Ultra Violet catastrophe . ضمن آنكه رفتار هم موجي و هم ذره اي نور با دانش آن روز همخواني نداشت . تا اينكه سرانجام فيزيكدان نابغه اي به نام ماكس پلانك اين مشكل را حل كرد و كشف كرد كه انرژي به صورت پيوسته تغيير نميكند بلكه به صورت بسته هاي انرژي ( كوانتا ) منتشر ميشود . آلبرت انشتين نيز در توضيح اثر فتو الكتريك خود اين مطلب را تاييد كرد . به اين ترتيب عدد معروف پلانك وارد جهان علم شد شد كه به آن ثابت پلانك گويند و برابر است با 6.626 ضرب در ده به توان منهاي 34 . اين عدد كوچكترين اندازه ممكن در عالم نيز ميباشد .

بنابراين :

E = h f

كه در اين رابطه E انرژي بر حسب ژول ميباشد و f فركانس و h همان عدد معروف پلانگ

نور كه خود نيز از پديده هاي عجيب دنياي ما ميباشد در پاره اي از آزمايشها مانند موج رفتار ميكند مانند پديده تداخل . اما در مواردي نيز مانند ذره رفتار ميكند مانند پديده فتو الكتريك و توجيه اين دو پديده با هم براي نور از عهده فيزيك كلاسيك بر نمي آمد . تا آنكه ورنر هايزنبرگ با ارائه نظريه عدم قطعيت خود جهان علم و دانش فيزيك را وارد مرحله ديگري كرد . و از يك طرف جايزه نوبل در رشته فيزيك را نيز نصيب خود كرد . ( 1932 ) و از طرف ديگر يكي از پيچيده ترين و عجيب ترين نظريه هاي عصر حاضر را مطرح كرد كه نه تنها باعث بسياري از پيشرفتهاي علمي در جهان الكترونيك و مخابرات و .. شد بحث هاي فلسفي زيادي را نيز پي ريزي كرد . تا آنجا كه آلبرت انشتين نيز گفته بود كه او نميتواند بپذيرد كه خدا براي خلقت جهان تاس انداخته باشد . بر اساس اين اصل در دنياي ريز ها مانند الكترون ها ، چيزي به نام قطعيت وجود ندارد يعني اگر مكان الكترون را با دقت تعيين كنيد ديگر قادر به تعيين سرعت آن در آن لحظه نخواهيم بود . يعني در دنياي ريزها اين حساب احتمالات است كه حكمفرما ميباشد و نه قطعيت

رياضي دان فرانسوي پير سيمون ميگويد :اگر مغزي بتواند نيروهاي طبيعت را بشناسد و موقعيت و سرعت كليه ذرات تشكيل دهنده طبيعت را در يك لحظه به تصور بياورد . و نيز آنقدر بزرگ باشد كه براي همه اين ارقام محاسباتي ترتيب دهد . در اين صورت قادر خواهد بود حركت بزرگترين و كوچكترين اجسام عالم را پيشگويي كند . براي چنين مغزي هيچنامعلوم نيست و آينده و گذشته در برابر اين مغز روشن و آشكار است .

اما مكانيك كوانتوم ميگويد اين انديشه به ظاهر عالي چيزي جز خيال واهي نيست چه آنكه موقعيت و سرعت كليه ذرات را دقيق و در آن واحد نميتوان تعيين كرد لذا رويدادهاي بعدي نيز جبرا غير قابل پيشبيني خواهند بود . و تنها در مورد وضع آماري ذراتي كه تعدادشان بسيار زياد بوده باشد پيشگويي آن هم تاحدي امكان پذير خواهد بود . ( نقل از ساختار ماده نوشته سكسل . راب استريروويتس ترجمه دكتر هوشنگ گرمان )

در جهان كوانتايي حضور شما به عنوان ناظر بر سرنوشت آزمايش و آنچه مشاهده ميكنيد اثر ميگذارد !

مكانيك كوانتومى به ما مى گويد كه يك ذره در هنگام رسيدن به يك مانع با چه احتمالي از آن عبور ميكند و يا با چه احتمالي برمى گردد. قبل از آزمايش تنها احتمال هر يك از دو حالت را ميدانيم اما پس از آزمايش فقط از يكى از آن دو حالت عملا اتفاق افتاده است .مكانيك كوانتومى قطعاً به ما نمى گويد كه كدام يك اتفاق مى افتد بلكه اين آزمايش است كه مشخص مى كند كه سرانجام چه اتفاقى خواهد مى افتد ! ( آزمايشي كه حضور ناظر بر آن موثر است !

از نيل بور فيزيكدان معروف و از بنيان گذاران مكانيك كوانتوم نقل ميشود كه :

اگر كسي بگويد كوانتوم را فهميده است معلوم است كه اصلا چيزي نفهميده !

مظفر شريعتي

تير ماه 87

اگر علاقمند به دانستن مطالب تكميلي با زبان علمي اما به صورت ساده و قابل درك در مورد مكانيك كوانتومي هستيد ميتوانيد به كتاب" QED نظريه عجيب نور و ماده " نوشته پرفسور ريچارد فاينمن و ترجمه دكتر احمد شريعتي مراجعه كنيد . در صورت تمايل ميتوانيد اين كتاب را از طريق پست نيز در يافت كنيد . براي دريافت با ايميل من تماس بگيريد . بخشي از مقدمه و تصوير چند صفحه از اين كتاب را ميتوانيد در اينجا مشاهده كنيد .

پرفسور ريچارد فاينمن به خاطر كارش در زمينه الكترو ديناميك كوانتومي در سال 1965جايزه نوبل فيزيك دريافت كرده است . در اين كتاب كوچك 150 صفحه اي او مكانيك كوانتومي را براي علاقمندان غير متخصص توضيح داده است . ( داشتن دانش پايه فيزيك در حد ديپلم متوسطه ضروري است )

باز گشت به صفحه اصلي