يكشنبه ۰۴ مهر ۱۴۰۰ - ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۱

حسن بلوری

در "روز بدون دیروز"۹، در نزدیکی مهبانگ، در اندازه‌های پلانک، فاز اولیه‌ی کیهان و در سیاه‌چاله‌ها ما با سیستم‌های کاملا کوانتومی سر و کار داریم. در عین حال ما هیچ چیز خاصی از این‌گونه سیستم‌ها که صحت آن را به اثبات رسانده باشیم نمی‌شناسیم. از این‌رو فزیکدانان نظری تلاش می‌کنند با بررسی ایده‌ها و نظریه‌های مختلف، از ‌جمله نظریه ریسمان‌ها، راه حلی برای توصیف دنیای پلانک و فاز آغازین کیهان پیدا کنند.

ما هیچ اطلاعی نداریم که نیروی گرانشی در کوچکترین مقیاس به چه شکلی تحت تاثیر نطریه کوانتوم است، یعنی ما هنوز نظریه‌ای به نام نظریه گرانش کوانتومی نداریم. اما چنانچه ما فضا را ساختاری گسسته (مانیفلد گسسته) بدانیم در این‌صورت طبق نظریه ریمان (هندسه ریمان) هر ناحیه‌ی محدود از آن شامل تعداد قابل شماری از عناصر می‌شود. بنابر توضیحات بالا فضای گسسته بطور طبیعی اطلاعات در مورد تناسبات را دربردارد.

ما می‌توانیم مطمئن باشیم که در سنجشِ نورِ ستارگان و یا کهکشان‌های بسیار دور دو حالت بیشتر وجود ندارد یا شاهد تغییراتی در طیفِ نورِ آنها می‌شویم و یا خیر. اما آنچه در هر دو حالت حائز اهمیت است تعبیر درست از نتایج‌‌ بدست آمده می‌‌باشد. کمیت و کیفیت تغییرات احتمالی از جمله تابع وسکوزیته‌‌ی احتمالا موجود می‌باشد. هرچه ویسکوزیته بالا باشد بهمان میزان نیز پراکندگی ذرات نور (فوتون‌ها) بیشتر خواهد بود. یعنی، ‌باید بر اثر برهمکنش‌ها میان ذراتِ نور با ذرات مادّه سیال مدام از انرژی ذرات نور کاسته ‌شود.

برای برون‌رفت از وضعیت ناهمآهنگ موجود و پرتوافکنی به مسئله‌ی پس‌زمینه‌ی فلسفه و فیزیک لازم است در عین تلاش ارائه نیروی گرانشی به زبان کوانتومی ضعف‌های احتمالی نظریه کوانتوم را برطرف و در صورت عدم موفقیت از این طریق نظریه جامع‌تری را که محیط بر نظریه نسبیت و نظریه کوانتوم باشد ارائه کنیم. در حال حاضر فیزیکدان‌ها سعی دارند به طرق مختلف از جمله کوانتیزه کردن نیروی گرانشی مسئله‌ی دشوارِ پس‌زمینه‌ را حل کنند.

قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید یک ابژکت زمانی تابشِ گرمائی دارد که همزمان آنتروپی آن رو به کاهش باشد. همین رابطه در مورد سیاه‌چاله‌‌ها نیز صدق می‌کند. یعنی، همزمان با تابشِ گرمائی آنتروپی سیاه‌چاله کاهش می‌یابد و متناسب با کاهشِ آنتروپی سطح افق‌ِ رویداد سیاه‌چاله نیز تغییر می‌کند، کوچکتر می‌شود.

محاسبات نظری و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای ما نشان می‌‌دهند چنانچه تنها یکی از ثابت‌های طبیعی اندکی کوچکتر یا بزرگتر از آنی بودند که هستند امکان شکل‌گیری ساختارهائی مانند سیارات و با آن حیات وجود نداشت! دقیقا به‌همین خاطر کسب اطمینان از جهانشمول بودن قوانین علم و شناخت از چرائی و چگونگی ثابت‌های طبیعی بسیار مهم است. بی‌شک درکِ درست و همه جانبه‌ی مسائل نامبرده می‌باید که به توسعه فلسفه، فیزیک و شناخت بهتر ما از واقعیت‌ها بیانجامد.

مفهوم اندازه‌گیری کوانتومی و مفهوم ناهمدوسی از مفهوم‌های بنیادیِ علم فیزیک محسوب می‌شوند. این دو مفهوم در دهه‌های اخیر مورد توجه خاص قرارگرفته‌ و پژوهش در باره‌ی آن‌ها رو به افزایش است. به‌همین خاطر لازم می‌دانم در زیر توضیحاتی را در رابطه با مفهومِ اندازه‌گیری در حیطه نظریه کوانتوم ارائه کنم

بررسی‌های نظری و تجربی نشان دادند که غیرممکن است بتوان تاثیر محیط از جمله و به‌ویژه تاثیر ابزار اندازه‌گیری بر سیستم‌های کوانتومی را حذف نمود. تاثیر ابزار اندازه‌گیری (به‌عنوان محیط) بر سیستم‌های کوانتومی، هرچند که اندازه‌‍‌گیری با ظریف‌ترین امکانات صورت‌گیرد (برای مثال تنها محدود به یک تک ذره نور، فوتون، شود) باز غیرقابل اغماض و تعیین کننده است.

کسب شناخت به شیوه­ی تجربی یا آزمایشی نسبت به شیوه­ی ذهنی کمتر با خطر دریافت نادرست مواجه است. برای مثال، ما در یونان قدیم کیهان­شناسی ارسطو و هندسه­ی اقلیدسی را داریم. کیهان­شناسی ارسطو قرن­هاست که به تاریخ سپرده شده. در مقابل، هندسه­ی اقلیدسی به‌خاطر اتکاء به داده­های تجربی پس از گذشت نزدیک به ۲۵ قرن اعتبار خود را حفظ کرده و در آینده نیز حفظ خواهد کرد.

فهمیدن، یعنی ایجاد رابطه بین ناشناخته شده‌‌ها و شناخته شده‌ها، با این فرض که رابطه به‌نحو درست برقرار شده باشد. دقیقا همین مطلب، یعنی نحوه‌ی ایجاد رابطه‌ی درست بین دنیای کوانتوم و دنیای کلاسیک، یکی از مشکلات اساسی و نقطه ضعف‌ ماست، چرا که ما درک ناقصی از ایجاد رابطه‌ی درست بین دنیای کوانتوم و دنیای کلاسیک داریم و همین مسئله باعث شده است که نتوانیم مطالب شناخته شده‌ی کوانتومی را، صرف‌نظر از مشکلات "ذهنی" و زبانی، به‌نحو درست و قابل فهمی در دنیای کلاسیک تشریح و بیان کنیم.