در ژرفاي پیچیدگیهای زندگی روزمره
قوانین جهان ما ، مطمئن و ساده بنظرمیرسند
این پل مستحکم ؛ وزن من را تحمل میکند
جریان اب همواره در زیر ان به سمت پایین میرود
و وقتی این سنگ را پرتاب میکنم
همیشه در مسیری قابل پیش بینی در هوا پرواز میکند
اما هنگامیکه دانشمندانی ؛ در بلوک های سازنده ی
کوچک ماده ؛ عمیقترنگریستند
تمام یقینشان ناپدید شد
انها دنیای عجیب و خارق العاده مکانیک کوانتوم را پیدا کردند
در اعماق درون هر چیزی که ما اطرافمان میبینیم
دنیایی کاملا بی شباهت با دنیایی که میشناسیم را پیدا میکنیم
بقول یکی از پایه گذاران مکانیک کوانتوم
هرچیزی را که واقعی نامیده ایم ؛ خودشان ساخته شده از چیزهایی هستند که
انها را واقعی نمیتوانیم در نظر بگیریم
نزدیک یکصد سال قبل تعدادی از بزرگترین دانشمندان؛
سفری بدرون سوراخ خرگوشی عجیب و غریب را شروع کردند
انها دریافتند که درقلمروهای بسیار کوچک
ذرات میتوانند در یک لحظه ؛ در دو مکان باشند
و سرنوشتشان هم نیز؛ بوسیله احتمالات و شانس تعیین گردد
خود این واقعیت ، با تمام حواس عادی ما متناقض است
و اساسا ، هر چیزی را که فکر میکنیم که
در باره دنیا میدانیم ؛ ممکن است که وارونه و کاملا غلط باشد
داستان کشیده شدن پیشینیانمان ؛ به این جنون علمی
با شیئی دورازذهن ؛ اغاز میشود
برلین 1890
المان ، کشوریست تازه اتحاد یافته ؛ که مشتاق صنعتی شدن است
در این المانی که بتازگی اتحاد یافته ؛
تعدادی ازمهندسین جوان ، شرکتهایی را تاسیس کرده بودند
انها میلیونها برای خرید حق امتیازاروپایی ه
اختراع جدید ادیسون ، حباب لامپ روشنایی خرج کرده بودند
لامپ روشنایی ؛ چکیده و محصول تکنولوژی مدرن بود
یک بهینه سازی عظیم که نمادی از پیشرفت بود
این شرکتهای مهندسی بسرعت به این نکته پی بردند که بخت این را دارند که
سازنده ی چراغهای ساختمانها و خیابانها ؛ برای امپراطوری جدید آلمان باشند
اما انها تصورش را هم نمیکردند که پایه های یک انقلاب را ایجاد کرده باشند
انقلابی صنعتی
واقعا عجیب است
که این شیء کم ارزش ، منجر به تولد
یکی از مهمترین تئوریها در همه دانش شده باشه
مکانیک کوانتوم ، تئوری ای که من زندگی خود را صرف مطالعه ان کرده ام
وشروع ان به سال 1900برمیگردد
لامپ روشنایی که ارائه شده بود ؛ یک مشکل عجیب و پیچیده داشت
اگرچه مهندسین میدانستند که حرارت دادن یک رشته سیم با الکتریسیته ؛
موجب درخشش سیم میشود
اما فیزیک پایه ای ه توضیح دهنده این موضوع کاملا ؛ شناخته نشده بود
حتی برخی اصولی که ؛ ارتباط
مابین دمای رشته ی سیم
و رنگ نوری که در سیم ایجاد میشد را بیان میکرد ؛ کاملا راز؛ باقی مانده بود
رازی که انها اشکارا ، مشتاق حل ان بودند
و با کمک دولت جدید المان
انها توانستند گوی سبقت را از رقیبان خود بربایند
در سال 1887دولت المان میلیونها سرمایه گذاری
در یک موسسه تحقیقات و فناوری جدید در اینجا ؛ برلین انجام داد
تحقیقات فناوریهای فیزیکی یا پی تی آر
سپس در سال 1900 انها نابغه ای را ؛ برای خدمت سربازی نامنویسی کردند
که تا حدودی برای کمک غیر مستقیم به دانشمندان ؛ بکار گماشته شد
نام او ماکس پلانک بود
پلانک با استفاده از روشی فریبنده ( یک لِم ) بسادگی ؛
مسئله دلیل تغییر رنگ ؛ در رشته سیمی که گرم میشود را توضیح داد
برای اینکه با احساسی از معمای پلانک روبرو شوید
میخواهم سوار دوچرخه ای که لامپی با مدل قدیمی دارد بشوم؛ که
قدرتش را نیز ازیک دینام مدل قدیمی میگیرد
بدیهیست که سرعت بیشتر ؛ باعث درخشان تر شدن نور لامپ دوچرخه میشود
با پدال زدن بیشتر، دینام الکتریسیته بیشتری تولید میکند
ورشته ی سیم درون لامپ گرمتر شده و لامپ هم درخشانتر میشود
اما نور حباب لامپ ؛ فقط درخشانتر نمیشود ،بلکه
رنگ ان هم تغییر میکند
با افزایش سرعت ، رنگ از قرمز به نارنجی و سپس زرد تغییر میکن
خوب ؛ حالا من با تمام قدرتم در حال پدال زدن هستم
و رشته سیم داخل حباب ؛ حتی داغتر هم شده است ؛ ولی
، اگرچه قطعا سیم ؛ روشن ترشده
اما بنظر میرسد که رنگش ؛ همچنان سفید-زرد ؛ باقی مانده است
چرا این نور؛ رنگش آبی نشده است؟
برای تحقیق در مورد این موضوع ؛ پلانک و همکارانش این دستگاه را ساختند
جسم سیاه-ه جذب کننده تشعشع
که لوله ی مخصوصیست که دمایش را بدقت میتوانستند تنظیم کنند
راهی برای اندازه گیری رنگ و فرکانسی که مرتبط با
نورایجاد شده است
امروزه با گذشت بیش از یکصد سال ؛ روش "پی تی ار" ؛ هنوز هم دقیقا
همین نوع اندازه گیری را انجام میدهد ؛ فقط با دقتی بیشتر
دمای داخل اینجا 841 درجه سلیسیوس است
من حرارتی که بیرون میاید را احساس میکنم؛
که با رنگ دوست داشتنی ه قرمزنارنجیش ؛ میدرخشد
این همان رنگیست که چراغ دوچرخه ام وقتی به ارامی پدال میزدم ایجاد میکرد
ولی میخواهم اجسام هنوز داغتری را ببینم
دمای داخل اینجا حدود 2000 درجه سلسیوس است
و با نور سفید روشنتری میدرخشد
برای تولید نوری با این شدت و رنگ
به منبعی با توان 40کیلو وات احتیاج داریم
این معادل است با حدود چهارصد دوچرخه سوار؛ که در حال پدال زدن سریع باشند
یا معادل است با مجموع خروجی تمام دوچرخه سواران تور-ه دور فرانسه
اگرچه این نور سفیدتر است ؛ ولی بهرحال هنوزاین نور ؛ سفید- قرمزاست
بمقدارخیلی کمی هم آبیست
چرا ساختن نور ابی اینقدرمشکلتر از ساختن نور قرمز است؟
و سخت تر از ان هم ساختن طیفیست که ؛ فرکانسش ؛ بالاتراز نورآبیست
که ماورابنفش نامیده میشود ؛ و ساختن این طیف ازهمه رنگها سختتراست
حتی وقتی به چیزی به داغی خورشید نگاه میکنیم
خورشید با درجه حرارت 5500 درجه سلسیوس
بیشتر نورش را ؛ نورسفید-ه مرئی تشکیل میدهد
و مقداری هم واقعا اندک ؛ نورماورابنفش تولید میکند ؛
حتی با اینکه اینهمه گرم است . چرا اینگونه است؟
چرا ساخت نور ماورابنفش تا این اندازه سخت است؟
ناتوانی قابل توجه و همگانی ه دانشمندان ه بهت زده
در اواخر قرن نوزدهم بحدی بود که به ان اسمی نمایشی هم دادند
انها اسم فاجعه ی فرابنفش را برایش گذاشتند
پلانک اولین قدمهای حیاتی را برای حل این مشکل برداشته بود
او ریاضیاتی را که ارتباط دقیق ه مابین
رنگ ؛ فرکانس و انرژی نور را تعیین میکرد را یافته بود
ولی مفهوم و دلیل این ارتباط را درک نمیکرد
البته این خودش ؛ یک مطلب غیر عادی وعجیب ه دیگر بود
این دیگر واقعا گذاشتن گربه ای در میان کبوترها بود ( وجود شخصی نامطلوب دریک گروه )
در اواخر قرن نوزدهم ؛ دانشمندان در حال مطالعه روی
کشفیاتی بودند که اخیرا در خصوص امواج رادیویی و روشهای انتقال ان انجام گرفته بود
و برای انجامش ؛ مشغول ساخت تجهیزاتی ازمایشی بودند
تجهیزاتی که خیلی شبیه به این بود . کارش دراساس بوسیله چرخاندن این دیسک است
انها میتوانستند ولتاژ خیلی زیادی را که جرقه ای ایجاد میکرد ؛ را تولید کنند
و جرقه ؛ ازفضای خالیه مابین دو گوی فلزی عبور میکرد(قوس الکتریکی)
ولی در حین انجام ان؛
موضوعی خیلی غیر منتظره تر ؛ درمورد نور کشف شد
انها کشف کردند که با تابش یک منبع قدرتمند نور
بر روی گوی های کروی میتوانند قوس الکتریکی را بسیار ساده تر ایجاد کنند
این موضوع ؛ اشاره به رازی بدون توضیح ؛ که ارتباط
مابین نور و الکتریسیته بود ؛ داشت
برای درک اتفاقی که رخ میدهد ؛ دانشمندان از این دستگاه استفاده نمودند
و انرا الکتروسکوپ ه صفحات طلا نامیدند
بصورت کلی این دستگاه نوع حساستری از همان دستگاه " جرقه زن " است
اول باید دستگاه را شارژ کنم
کاری که انجام میدهم ؛ افزایش تعداد الکترونهای مازادیست
که صفحات طلا را ؛ با فشارازهم جدا نگاه میدارد
ابتدا نور قرمز را
روی سطح فلزی میتابانم
و هیچ اتفاقی رخ نمیدهد.؛
حتی اگر شدت نور را هم افزایش بدهم؛
باز هم هیچ اتفاقی برای صفحات طلا رخ نمیدهد
و حالا با این نورخاص آبی رنگ که سرشار از اشعه ی ماوراء بنفش است میخواهم سعیم را بکنم؛
بلافاصله ؛ صفحات طلا فرو میریزند
کاملا واضح است که نورمیتواند ؛ الکتریسیته ساکن را از صفحات جدا نماید
این نورمیتواند الکترونهایی را که به صفحات طلا اضافه نموده ام را بطريقي به بیرون پرتاب کند
اما چرا نور فرا بنفش ؛ بهتر از نور قرمز این کار را میکند؟
این معمای جدید توسط اثرفتوالکتریک کشف شد
دو موضوع ه فروپاشی فرابنفش و اثر فتوالکتریک ؛
مشکلات بزرگی برای فیزیکدانان بودند
چرا که هیچکدام از این دو موضوع را نمیتوانستند درک کنند
علم ؛ صراحتا میگفت که
نور از امواج تشکیل شده است
در تمام اطراف ما
ما رفتار نور را کاملا موجی میبینیم و حس میکنیم
به سایه دست من نگاه کنید . در لبه های ان لکه های نامشخصی دیده میشود
و ما اینطورمیفهمیم که ؛ نوری که به کناره های دست من
برخورد میکند با خم شدن ؛ اثر و لکه هایی از خود باقی گذاشته است
درست مانند امواج ابی که یک مانع ؛ در جلویش باشد
حسی کاملا اشنا با رفتاری موج گونه ؛
چیزی زیباترهم اینجا هست
به این حباب های صابون نگاه کنید
به درخشش نور در روی انها ؛
و جلوه های طرح های رنگارنگشان ؛ که انگار از غیب ؛ پدیدار شده اند
اگر قبول میکردید که نور ؛ موج است ؛ اینها براحتی قابل توضیح بودند
انعکاس هایی که در سمت داخلی و سمت خارجی ه لایه های نازک ه پوسته ی صابون بوجود امده
موجب تفکیک نورها به رنگین کمانی از رنگها شده است
تقريبا شباهت به امواجي كه در روی سطح اب هستند ؛ دارد
نور بسادگی ؛ امواجی از انرژی بود ؛ که در فضا گسترش پیدا میکرد
و همه ی اینها دلایل محکمی بودند ؛ بمحکمی دلایل گرد بودن زمین
ولی اگرچه این تئوری امواج ؛ بخوبی برای سایه ها کار میکند
و بخوبی برای حباب ها هم کار میکرد ؛ اما وقتیکه به فروپاشی فرابنفش و
و اثر فتوالکتریک میرسیم
چرخهایشان ؛ شروع به ؛ لنگ زدن ؛ میکردند
سوال این بود که چطور نور اینگونه عمل میکند؟
برای اینکه درکی از نامعقول بودن این پدیده داشته باشیم
شاید که مقایسه ای با رفتار امواج ؛ درآب مفید باشد
هی
اینجا مخزن موج در مرکز فرماندهی "ار ان ال ای " در دورسیت است
و مورد استفاده گروه هایست که برای مقابله با حوزه های مختلفی ازعملیات نجات اموزش میبینند
انواع امواج اب ؛ از کوچکترینشان با سی سانتیمتر ارتفاع
که انرژی زیادی ندارد
و بسختی انرژی کافی برای ضربه زدن وانداختن قوطی بالایی را از روی دیگری دارد
اما وقتی که امواج به اندازه یک و نیم متر بزرگ میشوند
قضیه خیلی متفاوت میشود
واقعا من را پرت میکنند
راهی وجود ندارد که بتوانم این قوطی را ؛ در روی بالاییش ؛ متعادل نگاه دارم
کاملا واضح است که امواج اب به ما چه میگویند
امواج بزرگتر وشدیدتر ؛ قدرت بیشتری دارند
و براحتی من و قوطی های اطرافم را بیکدیگر میکوبند
و در صورتیکه نوررا ؛ یک موج بدانیم
شدت بیشتر در آن ؛ موجب ضربه های بیشتری به الکترون ها میشود
اما این چیزی نیست که اتفاق می افتد
بیاد بیاورید که بدون توجه به اینکه شدت نور قرمز چقدر باشد
هیچ الکترونی از روی فلز ؛ تکان نمیخورد
اما در کمال تعجب حتی نور ماوراء بنفش ه ضعیفی ظرف چند ثانیه این کار را انجام میداد
درنتیجه از این فکرکه نور شبیه موج است بتنهایی چیزی عایدمان نخواهد شد
برای حل این موضوع به کسی نیاز بود که به موضوع های غیر قابل تصوری فکر کند
و در سال 1905 کسی اینکار را کرد شما بخوبی در موردش شنیده اید
نامش البرت اینشتین بود
اینجا رصدخانه ارشینولد اشترن وارت در برلین است
که در بالای خودش ؛ سازه ی فلزی ه عظیم و شگفت انگیزی دارد
این یک توپ نیست بلکه در واقع یک تلسکوپ است
که در سال 1896 ساخته شده و تلسکوپیست که در نوع خود یکی از بزرگترین
تلسکوپهای ساخته شده در ان زمان بوده و اين رصد خانه ساخته شده بود تا توجه هارا به سمت خود بکشاند
و عموم مردم را با علوم جدید درگیر کرده و مبهوت کند
البرت اینشتین در اینجا یک سخنرانی مشهور و عمومی را
در مورد تئوری نسبیت که البته بیشترین شهرت خود را بخاطر ان دارد ایراد کرد
البته این تئوری کاری نیست که بخاطرش جایزه نوبل را برنده شد
اینشتین در سال 1905 تئوری جدید دیگری را براي توضيح دادن ه
اثر فتوالکتریک عرضه كرد ؛ انچه که او پيشنهاد ميكرد ؛ چيزي انقلابی ؛
و حتی بدیع بود
اینشتين استدلال نمود كه ما بايد تمام تصوراتمان را در مورد ايده ي موج بودن نور فراموش كنيم
و بجاي ان تصور نماييم كه ؛ نور مانند جرياني نازك از ذراتيست كه مانند گلوله هستند
اصطلاحي كه او براي توصيف ذرات نور بكار ميبرد كوانتوم بود
براي اینشتين يك كوانتوم ؛ بسته ي كوچكي از انرژي بود
اگر چه در سال 1905 اين كلمه ؛ كلمه ي جديدي نبود
اما اين ايده كه نورميتواند ذره اي كوانتومي باشد ؛ یک ديوانگي بنظر ميرسيد
اما در عین حال ؛ پيروي از خط فکریه بدیع اینشتين
و در نتیجه پیروی از نتايج منطقيه ان ؛
تمام مسائل و مشكلات نور را در يك حرکت ؛ حل میكرد
من سعي ميكنم در مقايسه اي که چندان درست نیست توضيح دهم كه چطور اين كمك و حل انجام گرفت
و البته مانند تمام قياس ها ؛ اين مقايسه نيز كامل نيست
اما خوشبختانه لمسی از فيزيك به ما ميدهد
و كمكتان ميكند تا بفهميد چرا تصورکردن نور به صورت جرياني از ذرات
ميتواند راز و رمز اثر فوتوالكتريك را حل كند
در اين مقايسه ؛ توپهاي قرمز نماينده بسته های کوانتومی نور اينشتين هستند
و ان قوطی ها در آنجا هم ؛ الكتريسيته اي هستند كه درفلزات جریان میبابند
در ازمايش اصلی ؛
جریان الکتریسیته را بوسیله ی تاباندن نوربر روی فلز ؛ درسطحش ایجاد نمودند؛
دراین مقایسه من میخواهم سعی کنم
بوسيله ي توپهاي قرمز ؛ به قوطي ها ضربه بزنم
اين دقيقا مانند نور قرمز است
برطبق نظریه اينشتين
هر ذره اي از نور قرمز ؛ انرژي خیلی اندكي را حمل ميكند
چونكه نور قرمز داراي فركانس پايينيست
بنابراين حتي نور قرمز خيلي درخشان و روشن نيز با تعداد زيادي از ذرات نور قرمز هم
توانايي بيرون راندن هيچ الكتروني از صفحات فلزی را ندارد
درست مانند توپهاي قرمز
حالا ميخواهم از توپهاي سنگينتري مانند اين توپهاي گلف ابي رنگ استفاده كنم
و سعي ميكنم كه با انها به قوطی های حلبی ضربه بزنم
در این ازمايش ؛ اينها مانند نور فرابنفش هستند
اکنون هر ذره ي مستقل نور؛ انرژي بيشتري را حمل ميكند
دليلش اين است كه نور فرابنفش فركانس بالاتري دارد
و فقط تعداد اندکی از این توپها ؛ مانند نور فرا بنفشی که شدتی کم دارد
انقدر كافي هستند تا با ضربه زدن بتوانند الكترون را از صفحات فلز به بيرون پرتاب كرده و
و موجب فروپاشی صفحه ي طلا بشوند
برطبق تئوری اينشتين ؛ نور از ذرات كوچك انرژي يا كوانتوم ساخته شده است
این یک توضيح شگفت انگيز براي اثر فتو الكتريك است
بخاطر دارم كه وقتيكه براي اولين بار اين موضوع را ياد گرفتم
ضرافت و سادگي ان ؛ من را تحت تاثير قرار داد
اما چيز بيشتري كه اين ايده ي بسيار خوب ؛ برای حل مشكلاتش كمك كرد
اسرار لامپ پلانك بود
در جهان ؛ نور قرمز بیشتر از نور فرابنفش ؛وجود دارد
چراکه كوانتوم فرابنفش ؛ انرژی خيلي بيشتری برای ساخته شدن نیاز دارد
در حدود يكصد مرتبه انرژی بیشتر
در ان دوران و درابتداي قرن بيستم
علامت یک انقلابی واقعی مشاهده شده بود
و نشانه هاي ان در علوم فيزيكي خود را عيان كرده بود
ان ها به بررسي عقايد نيوتون و لاپلاس بازگشته بودند
مردمي مانند انها ؛ به رويكرد كاملا جديدي احتياج داشتند
فيزيك تا به امروز ؛ هرگز تغييراتي مانند انهایی که
در ان دوران ؛ درمفاهیم داده شده ؛ نداشته است
انجا بود که فيزيك مدرن ؛ واقعا اغاز شد
اما تئوري اینشتين فيزيكدانان را با پارادوكسي گيج كننده ؛
كه منجر به ضدیت با تمام عقل سلیم بود ؛ باقی گذارده بود
نوربه طور قطع امواجي بود كه سايه ها و حبابها را توضيح ميداد
وحالا قطعا ؛ تشكيل شده از ذرات هم بود
کوانتا-ی اینشتين ؛ اثر فتوالكتريك و
و فروپاشي فرا بنفش را توضیح میداد
اما فقط چند سال بعد از ايده ي درخشان - ديوانه وار اینشتين ؛
پارادوكس ؛ عميقترشده و کاملا عجيبتر هم شد
چرا كه بنظر ميرسيد ؛ كه كنجكاوي ها در مورد رمز و راز نور
تبديل به نبردي شد ؛ كه در مورد ماهيت واقيت بود
1922سال
دنياي غرب در چنگال يك انقلاب بود ؛ يك انقلاب فرهنگي
كتاب اوليس جيمز جويس منتشر شد
استراوينسكي ؛ اهنگساز مشهور در اوج قدرت خود بود
و چاپلين اولين فيلم جدي خود را درهمان روزها ؛ دردست اكران داشت
امپراتوري عثماني در حال فروپاشي بود
اروپا هنوز در دوران نقاهت ه پس از جنگی بزرگ بود كه تا پایان یافتن تمام جنگهايش
ميليونها انسان جان خود را از دست داده بودند
روسيه بتازگي كمونيست شده بود
در همان حال امريكا موسيقي جاز را به دنيا صادر ميكرد
ممنونم
در هنرها و سياست و ادبيات و اقتصاد ؛
اشتهاي سيري ناپذيري براي تغيير بود
و اين اغاز مدرنيسم بود
تو قلبي داري كه راهي براي دركش نيست
ميتوني ببيني كه كجایی ؛ولي نميتوني ببيني كه كجا ميري
و من هنوز اينجا گیر هستم
من "درگیر"شده ی تو هستم
میتونه تمام اين جهان ناقطعی باشه
شاید بخاطرحرفی که میزنم ، بدردسر بيفتم
به اعتقاد من تحولي كه در فيزيك در حال رخ دادن بود
تمام اين ها را تحت شعاع خود قرار داده بود
و نتايج بسيار ماندگارتري نيز داشت
اين با كشفي عجيب که
تناقض موج/ذره ایي كه در ذات نوربود ؛ اغاز شد
و با نبردي حماسي كه مابين بزرگترين مغزهای علم
براي فتح رفيعترين قله های علوم صورت ميگرفت پایان گرفت
نبردي در خصوص ماهيت ه خود-ه واقعيت
در يك طرف موجي از دانشمندان مدرنيست انقلابي
و رهبر انها ؛ فيزيكدان درخشان دانماركي ؛ نيلز بور بود
و در سمت ديگر؛ صدای خرد ؛ البرت اينشتين ؛
که دراوج قدرت و شهرت جهانیش بود
دشمنی نيرومند
در هم امیخته با تو
نبرد برای یک دهه ؛ باشدت ادامه داشت
در واقع بنوعی ؛ هنوز هم ادامه دارد
این جنگی بود که در سراسر جهان ، دردانشگاهها ؛درکنفرانسها ؛
در قهوه خانه ها و در‫مشروب خوریها رخ میداد و این منازعه ها مردانی بالغ و عاقل را به جوانانی احساساتی و خشن نزول میداد
و جنگ ؛ با ازمايشی ساده و گمراه کننده اغاز شد
و با كمال تعجب اين ازمايش حتي در مورد نور هم نبود
ازمايشي بود ؛ در خصوص ذرات سازنده ي الكتريسيته
به هر كس ديگري
در اواسط سال 1920 ازمايشي انجام شده بود كه
محل انجامش ؛ ازمايشگاه بل در نيوجرسي امريكا بود
و چيزهایي کاملا پيشبيني نشده را در مورد الكترون كشف كرد
در ان زمان ؛ همه بدون هیچ سوالی قبول داشتند که
الكترون ها ؛ بسته های کوچکی از ماده هستند
ذراتی كوچك ؛ جامد و صلب مانند توپهای مینیاتوری بیلیارد (یا تیله های بازی)؛
در ان ازمايش ؛ انها شعاعي از الكترونها را به یک بلورکریستال تاباندند
و چگونگي پراكنده شدنش را مشاهده کردند
کاملا مثل این بود که شعاعي از الكترونها
را كه فرضا از يك تفنگ الكتروني بيرون امده
به سوي پرده ای که دو شکاف دارد ؛ پرتاب کنید
و الكترونهایي که ازدو شكاف گذشته باشند
به پرده ي ديگري که در پشت پرده اول قرار دارد برخورد کرده ؛ و روی ان اثر گذارد
چيزي كه محقق هاي ازمايشگاه بل كشف كردند
مرکز دنياي فيزيك را شوكه كرد
براي درك چرايي اين شوك ؛ ازمايشي مشابه را با امواج اب در نظر بگيريد
من تجهيزات ازمايشي ساده ای را اماده كرده ام
يك مخزن اب برای مواج شدن ؛ که دربالای یک پروژکتور قرار داده شده ؛ دارم
يك توليد كننده موج هم دارم ؛ كه امواج را از بین این دو شكاف باريك عبور ميدهد
نور پروژکتور؛ تصوير امواج را بر روي ديوار پشتي من نشان ميدهد
شما امواج را كه از سمت چپ ميايند ميبينيد
وهمينطور امواج متراكم شده را كه از ميان شكاف ها ميگذرند نيز ميتوانيد ببينيد
انها در يك طرف از هم جدا شده و در طرف ديگر به يكديگر ميپيوندند
معنايش ان است كه وقتي قله اي از يك موج
با قله اي از موج ديگري به هم ميرسند ؛ با هم جمع شده و موجي بلندتر ميسازند
اما وقتي قله ي حداکثر از موجي و دره ي حداقل از موجي دیگر با هم برخورد ميكنند ؛ يكديگر را حذف مينمايند
این فراز و فرود ها ؛ خطوط مشخصه ای را نشانمان میدهد که
به ساختاری موجی شکل ؛ هدایتمان میکند
نوارهایی تاريك و روشن
هر وقت كه اين نوارهاي تاريك و روشن را میبینید ؛
که علامت الگوی موجیست ؛
شک نداشته باشید که ؛ رفتاري موجي شكل بدست اورده اید
حالا چيزي را كه انها در نيوجرسي مشاهده كردند حدس بزنید
اینطور بنظر ميرسيد كه پرتاب کردن الكترون هایی که خودشان ذره هاي صلب کوچکی هستند ؛
از ميان شكاف ها ؛ دقيقا همین نوع از الگوی موجی را ساخته است ؛
نوارهایي تاريك و روشن
در ابتدا ؛ براي مدتی طولانی اعتقاد به موجی بودن نور داشتند
تا اينكه چيزهايي یافتند مبني بر رفتار ذره ای در نور
و حالا الكترون ها ؛ که براي زمان زيادي اعتقاد به ذره ای بودنشان داشتند
شبیه امواج رفتار میکردند
اما در واقع موضوع از اين هم عجيبتر بود
الگوی موجی شكل ؛ صرفا ؛ تمام نتایجی نبود که
از تاباندن الكترونها بدست میامد
اخيرا ؛ اين ازمايش تكرار شده است
در ازمايشگاههاي سرتاسر جهان ؛ و بوسيله پرتاب فقط يك الكترون ؛ در هر بار
از ميان شكافهايي ؛ و بروي صفحه نمايش
در ابتدا بنظر ميرسید كه هر الكترون بصورت تصادفي با صفحه نمايش برخورد ميكند
اما بتدريج الگويي شكل ميگيرد ؛ الگويي كه علامت ساختار موج است
اجازه دهيد در باره اينكه اين موضوع چقدر عجيب است واضح و صریح باشم
ازمايش امواج تانك اب را بخاطر بیاوريد
كه در ان ؛ فقط نشانه های الگوي موجي وجود داشت
چرا كه هر موجي ؛ از ميان هر دو شكاف عبورکرده و سپس
این دو قسمت ؛ با يكديگر تداخل ميكردند
اما دراينجا ؛ هر الكترون منحصربفردی ؛
هر ذره ی منفردی ؛ بتنهایی ؛ از ميان شكاف عبورکرده و سپس ؛
بعد ازعبور از شکاف-ها ؛ به صفحه ی نمايش برخورد میکند.؛
اما هنوز هم هرالکترون منفرد و تنها ؛ مشارکت خود را در
درساختن الگوي موجي شکل ؛ انجام میدهد
هر الكترون ؛ رفتاري مانند موج از خود بروز میدهد
براي توضيح اين نتيجه ي عجيب
نيلز بوهر و همكارانش ؛ مكانيك كوانتوم را خلق كردند
که نظريه ايست ديوانه وار از نور و ماده ؛ كه هماغوشي تناقضهاست
و اهميتي به اينكه درك ان تقريبا غير ممكن است ندادند ؛
به قول خود نيلز بوهر
كسي كه ازاين تئوري شوكه نشود ؛ درکی از نظریه کوانتوم نداشته است
بنابراین ؛ بينندگان عزیز؛ من قصد دارم كه الكترون كوچكمان را گرفته و
و از ان براي حفاري عميقي به قلب واقعيت استفاده كنم
و ؛ اماده برای شوكه شدن باشید
چراكه این راه ؛ تنها روشیست که میتوانیم ؛ مشاهداتمان را وقتیکه
یک الكترون منفردا و بتنهایی ؛ از میان شکافهایی سفر کرده و
بر صفحه نمايشی اثر ميگذارد ؛ توضیح دهیم
مكانيك كوانتوم ميگويد كه
نميتوانيم ؛ سفر یک شيئ فيزيكي را ؛ توصیف کنیم
تمام چيزي كه ميتوانيم درباره اش بگوييم
درمورد مکانهایی است که ؛ الکترون ممکن است درانها باشد
اين موج احتمال ؛ به طريقی ؛ از ميان هر دو شكاف سفر کرده و
تداخلي ؛ مانند امواج اب را میسازد
سپس وقتيكه به صفحه نمايش برخورد ميكنند
انچه كه (لحظاتی قبل) فقط شبحي از "امكان وجود" يك الكترون بود
به طرز مرموزي ؛ تبديل به واقعيت ميشود
اجازه دهيد سعي كنم تا اندازه ی عجیب بودن اين واقعه را با مقايسه اي به شما نشان دهم
اگر من اين سكه را بچرخانم
در تمام مدتي كه در حال چرخش است ؛ سكه تار است و
من نميتوانم در مورد شير يا خط بودن ان چيزي بگويم
اما اگر انرا متوقف كنم به سكه نيرويي براي تصميم گیری وارد كرده ام و سپس شيرميشود
بنابراين قبل ازتوقفش ؛ سكه نه شیر بود و نه خط ؛ بلكه تركيبي از هر دو بود
اما بمحض اينكه انرا متوقف كردم ؛ سکه را مجبور به تصميم گيري نمودم
اين ؛ انچيزي بود كه بوهر و حاميانش
ادعاي اتفاق افتادنش را ؛ براي الكترون داشتند
به معنايي ؛ سكه ي در حال چرخش ؛ در هر دو حالت شير و خط است
به طور مشابه ؛ موج احتمال الكترون
از ميان هر دو شكاف عبور ميكند ؛ دو مسير در يك زمان
سكه ي ما در حالت شير متوقف ميشود
موج اثيری احتمالاتي با صفحه نمايش برخورد كرده اثیری=شبهه واقعی
و فقط ان موقع است كه به ذره تبديل ميشود
دنياي كوانتوم ؛ شباهتي ؛ به انچه قبلا ديده شده بود ، نداشت
مشکل بتوان "جنون" اميز بودن اين تئوري را فقط "اغراق" دانست
ادعاي اثر گذار ه بوهر اين بود كه ؛ كسي بهیچوجه نميتواند بداند
كه الكترون واقعا كجاست ؛ تا هنگاميكه انرا اندازه گيري كند
وثانیا نتیجه ی اندازه گیری تان ، انچیزی نخواهد بود كه درمورد مکان الكترون نمیدانست (وبخاطرش اندازه گیری کردید) ( نمیدانید ؛ اگربخواهید بدانید ؛ نمیتوانید بدانید)
غیر عادی بودنش مثل این بود که الكترون ؛ در يك زمان ؛ در همه جا باشد
بیاد داشته باشيد كه ؛ در میان بیشترمردم متداول بود که الكترونها
ازاصليترين بلوك هاي ساختماني جهانمان بودند
و گفته ي بوهر در اينجا اين است كه
عمل نگاه کردن ما عملا با نوعی شعبده بازي موقعيت الکترونها را در هستی تثبیت میکند
اين مثل اين است كه پرده اي بين ما ودنياي كوانتوم وجود داشته باشد
و در وراي ان پرده ، هيچ واقعيت صلب و جامدي نباشد
فقط امكان بالقوه اي براي واقعيت
چيزها وقتي واقعي ميشوند كه ما پرده را بكناري كشيده و به انها نگاه كنيم
و خانم ها و اقايان ؛ اين ديدگاه
بنام "تفسير كپنهاگ" شناخته شد
تشويق حضار
قانع كننده و موثر بنظر ميرسد
بسياري از مردم نتوانستند ايده هاي غريب و خارج از عرف نيلز بوهر را هضم كنند
انها در قدرتمندترين مرد علوم ؛ یک رهبر ذاتی را يافتند
البرت اينشتين از اين تفسير بيزار بود
با تمام وجود خود
او جمله ی مشهوری در این خصوص گفته است که؛
ایا وقتي كه من به ماه نگاه نميكنم ؛ در وجود ماه وقفه ای مي افتد ؟
او خيلي ناراحت بود ؛ بدليل اينكه اين موضوع حدي ؛ براي دانستن تعيين ميكرد
و فكر نميكرد كه دانستن ؛ حدي داشته باشد
و مي انديشيد ؛ نظريه اي با زمينه اي بهتربايد باشد
در طي ده سال بعد ؛ اينشتين و بوهر ؛ بحث هاي پرشوري داشتند
در باره اينكه ایا مكانيك كوانتوم ؛ معنی ومفهوم خاصی ؛ درواقعيت دارد يا نه
سپس ؛ به همراه دو دانشمند ديگر؛ ناتان روزن و بوريس پودولسكي
اينشتين فكر كرد كه ؛ راهي براي برنده شدن در بحث ؛ پيدا كرده اند
او متقاعد شده بود كه نقص يا ترك ي نابود كننده ای را
در تفسير كپنهاگ و ادعای ان كه واقعيت
با عمل نگاه كردن ؛ به وجود احضارميشود ؛ یافته است
درمرکز استدلال اينشتين ؛
جنبه اي ازمكانيك كوانتومي بود كه "درهمتنیدگی" نامیده شده است
درهم تنیدگی ؛ رابطه ای بخصوص و نزدیک و باورنکردنیی ست
که بين دو جفت ذره کوانتومی بوجود میاید و سرنوشت ان دو جفت ذره را به یکدیگر وابسته میکند
براي مثال ؛ حالتي كه انها از واقعه اي يكسان بوجود امده باشند
اجازه بديد تا اينگونه توضيحش بدهم
تصور كنيد كه دو ذره ي كوانتومي ؛ دو سكه ي در حال چرخش باشند
تصور كنيد كه اين دو سكه دو الكترون هستند
كه ازرويداد يكساني بوجود امده و از یکدیگرجدا شده و سپس هر کدام در مسیری متفاوت حركت كرده اند
مكانيك كوانتوم ميگويد كه ؛ بدليل اينكه انها بايكديگر بوجود امده اند
انها "درهمتنیده " هستند
و درنتیجه ؛ بسياري از خصوصيات انها براي هميشه با هم مرتبط است
درهر كجا كه باشند
بخاطر داشته باشيد كه تفسير كپنهاگ ميگويد كه
تا هنگامي كه شما يكی از سكه ها را اندازه گیری نکرده باشید هيچكدام از انها شيريا خط نیستند
در حقيقت ؛حتی شيرها يا خط ها وجود ندارند
و اينجاست كه "درهمتنیدگی" اين ماجراي عجيب را به موقعيتي حتي عجيبتر بدل ميكند
وقتي كه ما اولين سكه را متوقف میکنیم و ان شير میشود
بدليل اينكه سكه ها بوسيله ي "درهمتنیدگی"بايكديگر مرتبط هستند
سكه ي دوم؛ بصورت همزمان خط خواهد شد
و اينجا ان چيز بسيارسخت و تعيين كننده است
من نميتوانم پيشبيني كنم كه جواب اندازه گيري هاي من چه خواهد بود
فقط این را میدانم که ؛ انها هميشه متضاد یکدیگرند
اينشتين همين را غنيمت شمرد
چرا كه معنايش اين بود كه چيزي بين دو سكه در حال اتفاق افتادن بود كه
كه تصورش ؛ بسيارنزدیک به جنون بود
مثل اين است كه ؛ دو سكه بطرز رازالودي با یکدیگر مرتبط هستند
ارتباطي بلافاصله و آنی که فراتر از فضا و زمان رخ میدهد
حتي اگر سكه اول در زمين باشد و سكه ي ديگر در پلوتو
اينشتين از قبول اين همزماني امتناع ورزيد
همزماني یی ؛ كه ارتباطي سريعتر از نور بود
تئوري نسبيت اینشتین ميگفت كه هيچ چيزي نميتواند سريعتر از نور سفر كند
حتي اطلاعات
پس ؛ چطور يك سكه ميتواند بطور آني بداند كه
سكه ي ديگر ؛ در چه حالتی ؛ بر زمين نشسته است؟
او با تمسخر آنرا "تاثیر شبحگون ازراه دور"ناميد
و مدعي شد كه اين نقصی باطل کننده برای تفسير كپنهاگ میباشد
و مزید بر آن ؛ او عقيده جایگزین ه بهتري هم داشت
اينشتين معتقد بود كه تفسيري ساده تر وجود دارد
تفسیر ساده تر اینشتین این بود که " در هر صورت ؛ سرنوشت دو سكه ؛ بنحوی
با شير يا خط به پايان ميرسد ؛ و این بسیارقبل از اينكه ما انها را مشاهده كنيم ؛ فیکس و قطعی شده است
اينشتين میگفت ؛ اگرچه اینطور بنظر ميرسد كه سكه ؛
تصميم برای چگونه نشستن ميگيرد ؛ و در لحظه ي مشاهده ؛ مثلا شیرمیشود
ولی درواقع ؛ اين تصميم از مدتها قبل گرفته شده
و فقط از ما پنهان بوده است
در تفكر اينشتين
ذرات كوانتومي مانند سكه هاي در حال چرخش نبودند
انها بيشتر شبيه مثلا ؛ يك جفت دستكش های چپ و راست بودند ؛
جدا از هم و در جعبه هاي جدا
تاهنگامي كه يكي از انها را باز نكنيم نخواهيم دانست كه كدام جعبه شامل كدام دستكش است
اما وقتي اينكار را كرديم و مثلا ؛ دستكش دست راست را پیدا کردیم ؛
بلادرنگ خواهيم دانست كه جعبه ي ديگر شامل دستكش دست چپ است
اما قطعا اين ها نيازمند هيچ "اثر شبح گون از راه دوري" نيستند
هيچكدام از دستكشها ؛ از فعاليت نگاه کردنمان ؛ اثر نميپذیرد
و هر دو انها ؛ همانطور كه بودند ؛ هستند
دستكش چپ يا دستکش راست ؛ همانطورکه از ابتدا بودند
و تنها چيزي كه تغيير كرده ؛ اطلاعات ماست
پس ؛ كداميك از اينها ؛ توصيف درستی از واقعيت است؟
سكه هاي بوهر ؛ كه فقط وقتي واقعي ميشوند كه ما به انها نگاه كنيم
و سپس ؛ بصورت جادويي با يكديگر ارتباط برقرار ميكنند
يا دستكشهاي اينشتين ؛ كه از ما پنهان اند
و از ابتدا ؛ چپ يا راست بودنشان ؛ قطعيست؟
بعبارت ديگر ؛ ايا يك واقعيت عيني وجود دارد ؛
همانطور كه اينشتين اعتقاد داشت يا اینکه یک واقعیت عینی وجود ندارد چنانكه بوهرمعتقد بود؟
در اواخر دهه سي ميلادي جهان به ورطه جنگ كشيده شد
و هيچ راهي براي پاسخ به اين سوالها وجود نداشت
نبرد براي درك ماهيت واقعيت ؛ به بن بست كشيده شده بود
جنگ سرتاسر اروپا را درنورديده بود
و تعدادي از رهبران دانشمندان ؛ به ايالات متحده گريخته بودند
سپس ؛ هنگامي كه جنگ دوم جهاني بلافاصله به جنگ سرد ي پيچیده سوق داده شد
علوم امریکایی ؛ بوسیله ی اسکناسهای دلار؛ حمایت شده
و چشم اندازی جديد از اينده رونق گرفت
به یاد داشته باشید كه پس از جنگ ؛ برخی از فيزيكدانانی که برگشتند ؛ مشتاق بودند و
سعي داشتند تا درخواست بررسي ه نظريه تئوري كوانتوم در اتم ها را و
تعامل بين الكترون ها و نور و چیزهای دیگرش را بدهند
اما لازم نبود که نگرانی درباره فلسفه ي مرتبط با موضوعات داشته باشید
تا بتوانید در ان زمینه پیشرفت کنید
بنابراين ميتوانید بگوييد که این بازگشتی به عقب بود
مكانيك كوانتوم منجر به دركي عميق از نيمه هادي ها شده بود
كمك به ايجاد عصر الكترونيك مدرن كرده بود
لیزر ها را ساخت ؛ دگرگوني اساسي در ارتباطات ایجاد نمود
پيشرفتهایي مهیج و جديدی ؛ درپزشگي ایجاد کرد
و پيشرفت غیرمنتظره ای(بمب هسته اي)در انرژي هسته اي بوجود اورده بود
مکانیک کوانتوم برای بيشتر فيزيكداناني كه در ان زمينه كار ميكردند موفق امیز بود
ودر نتيجه تعمدا ؛ تصمیم به نشنیده گرفتن ؛ اعتراض هاي اينشتين گرفتند
این موضوع برای انها موضوعی بی اهمیت بود ؛ بدلیل اینکه کار میکرد
انها حتي برايش اصطلاحي هم ساختند "خفه شو و حساب و كتاب كن(ببين كه چقدر بصرفه است)؛"؛
و بهاي اين موفقيت ها اين بود كه مباحثه بين اينشتين و بور
در مورد واقعيت جهان كوانتومي ؛ بسادگي به زير فرش جارو زده شد
و در ميان تمام اين موفقيتها و عمل گراييها
تعدادي باقی مانده بودند كه هنوزنگران معناي همه ي اينها بودند
اما درهمان حال که دهه 50 سراسیمه گذشته و به دهه 60 ميلادي مي رسيد يك مخالف ه تنها
بطريقي عمل ميكرد که تمامي بحث ها را يكبارو براي هميشه سروسامان داده و سازش دهد
جان بل ؛ فكر ميكنم منصفانه است که بگويم
در بين عموم مردم بدرستي شناخته نشده است
اما براي فيزيكداناني مانند من ؛ او بخوبی ؛ یک قهرمان است
متفکری اصیلی که شجاعتی واقعی در باور به اعتقادات خود داشت
و داستان ترقی و پیشرفتش ؛ تا تبدیل شدن به یکی از بزرگان فیزیک
وقتی درنظرمیگیرید که ؛ این مسیر را چگونه اغاز کرد ؛ بیشتر جالب توجه میشود
او درسال 1920 در یک خانواده فقیرکارگری ؛ در بلفاست بدنیا امد
پدرش یک فروشنده ی اسب بود
وهمه ی خانواده ی بل تلاش میکردند تا بتوانند او را به دانشگاه بفرستند
به دانشگاه کویینز بلفاست و برای مطالعه فیزیک
حتی او ؛ تنها کسی در خانواده اش بود ؛ که مدرسه را بپایان رسانده بود
به باور من ؛ همه ی اینها از بل ادمی را ساخت که به طور سیری ناپذیری کنجکاو و پرشور و پیگیر بود
من ملاقات جان بل را که یک سال قبل ازدرگذشتش ؛ در1989 بود را بیاد دارم
ما هر دو در کنفرانسی در امریکا بودیم
و تصادفا در اسانسوری با هم بودیم و‍پس از احوالپرسی ؛
صحبتی در مورد مکانیک کوانتوم داشتیم
مشتاق برای اینکه چیزی به جان بل بزرگ بگویم ؛ گفتم ؛ من فکر میکنم
که نتایج سخنرانیها ؛ کاملا دیوانه کننده بود
او با چشمان ابی ه نافذ خود به من خیره شد ؛ و برای لحظاتی
احساس کردم که ازحرفه ی نوپای فیزیکم ؛ بزیرکشیده میشوم
اما در همان حالی که درب اسانسوربازشده و او درحال خارج شدن بود ؛ گفت
بله ؛ من کاملا با شما موافقم
ایا انها در مورد مشکل هلیوم نشنیده اند؟
تا بامروز هم ؛ مطمئن نیستم که مسئله هلیوم چیست
اما فقط خیالم راحت بود که من و جان بل با هم موافقیم
برای سالهای زیادی ؛ او اینجا کار میکرد
در مرکزتحقیقاتی انرژی اتمی بریتانیا ؛" هارول"؛
که درابتدای ساخته شدنش ؛ راکتورازمایشی هسته ای بود که "دیدو" نام داشت
اینجا بود که با نگاه خیره اش دربحرتفکر فرو میرفت
تفکری عمیق درباره سوالهای نگران کننده ای که ؛ مکانیک کوانتوم ایجاد کرده بود
ایا دنیای کوانتومی ؛ فقط وقتی که به ان نگاه میشود ؛ وجود دارد ؟
یا حقیقتی عمیقترکه منتظر کشف شدن است ؛ درماوراء آن ؛ وجود دارد
درواقع او همچنان در عذاب بود ؛ حیرت او با مشکلی اغاز شد
که در قلب مکانیک کوانتوم وجود داشت
گفته ی مشهوری از او هست که " افسوس میخورم که این فکر اشتباه است
اما میدانم که در حال زوال است (شاید منظوراین است که ؛ دریغ ه فکر سرراست و عقلانی ه اینشتین را دارد )
وبنابراین در اوایل 1960 بل تصمیم گرفت تا تلاشی دوباره برای
حل بحرانی که در قلب فیزیک کوانتوم بود را انجام دهد
واین یک چالش حماسی بود
بالاخره؛ شما چگونه میخواهید واقعی بودن را کنترل کنید
و بدون نگاه کردن ؛ بدانید که چیزی وجود دارد یا وجود ندارد؟
چگونه میخواهید به پشت پرده نگاه کنید ؛ بدون اینکه پرده را بکناری بکشید
اما جان بل با روشی درخشان ؛ برای انجام کاملا دقیق اينكار ؛ امد
من فکر میکنم که این یکی از مبتکرانه ترین ایده ها
در سرتاسر فیزیک باشد
بطور قطع ؛ توضیح و درک ایده ی بل ؛ یکی از سختترین کارهاست
اما من سعی خود را برای گرفتن جواب مثبت انجام میدهم
متاسفانه میخواهم مقایسه ی دیگری انجام دهم
نمایشی بوسیله ورق های بازی
اما این یکی؛ برای بالاترین شرط بندی ممکنیست که
که درمورد " واقعیتْ داشتن خودِ طبیعت " است
بازی در مقابل ورق دهنده ی کوانتومی مرموزی انجام میشود
کارتهایی که او پخش میکند ؛ نماینده ی ذرات زیراتمی هستند
یا حتی ذرات نور یعنی فوتونها
و بازی که در حال انجامش هستیم ؛ در نهایت به ما خواهد گفت که
ایا حق با اینشتین بوده یا بوهر
قوانین این بازی به شکل گمراه کننده ای ساده اند
پخش کننده ؛ دو تا از کارتها را به پشت ؛ روی زمین میگذارد
اگرپس از برگرداندن شان ؛ ان کارتها همرنگ بودند ؛ من برنده شده ام
و اگر کارتها رنگهای متفاوتی داشتند ؛ باخته ام
حالا یک کارت قرمز دارم و به کارت قرمز دیگری برای برنده شدن احتیاج دارم
سیاه امده و من باختم
دوباره رنگهای مختلف امد . هر دو دست را باختم
چها ر تا در یک ردیف
شش جفت در یک ردیف که در همگی انها باخته ام . بسیارخوب
فکر کنم ميدانم که پخش کننده چه کاری را انجام داده است
واضح استکه ؛ دسته ی ورق ؛ از قبل برای تقلب ؛ چیده شده است
و درنتیجه هر جفتی که بیرون میاید ؛ رنگهای مخالف دارند
اما راه ساده ای ، برای بدست گرفتن کنترل ه بازی ؛ ازدست پخش کننده وجود دارد
و کاری که میتوانیم انجام دهیم ؛ تغییر قانون بازیست
ایندفعه ؛ اگر رنگها مختلف باشند من برنده میشوم
اما یکبار دیگر؛ در هر دست ؛ حریف کوانتومی بدذات ؛ شکستم داد
اما دوباره ؛ میتوانم حدس بزنم که پخش کننده ی حیله گر چه کاری را میتوانست انجام داده باشد
شاید وقتی من حواسم نبود ؛ او دسته ی ورق را عوض کرده است
و با تقلب ؛ همیشه خواسته ی خودش را روی زمین رو میکند
حال هر جفتی ، دارای رنگی یکسان هستند
ورقهای تقلبی ؛ بخاطر اورید که تفکر اینشتین
در ازمایش درهمتنیدگی ؛ برای انچه که واقعا رخ میدهد چگونه بود
او میگفت که ؛ درست مانند دستکشهایی که از قبل درون جعبه ها قرار داده شده اند
پخش کننده ی بدذات ؛ قبل از شروع بازی ؛ دسته ی ورق ها را چیده است
اما نظریه نیلزبوهرکاملا متفاوت بود
بگفته ی او ؛ سیاه یا قرمز؛ تا وقتی که شما کارتها را برمیگردانید ؛ حتی موجود هم نیستند
نبوغ بل بود که روش " تصمیم گیری در هربار" را اورد
و برای همه درست بود ؛ اینشتین یا بور
او این کاررا اینگونه انجام داد
الان نمیخواهم به دهنده ی ورق بگویم که چه بازی ی را میخواهم انجام دهم
ورنگهای یکسان برنده هستند یا رنگهای متفاوت برنده اند
و تا کارت پخش کن ؛ کارتها را پخش نکند نیز نخواهم گفت
و چون او هرگزنمیتواند پیشبینی کند که من با کدام قانون میخواهم بازی کنم
در نتیجه هرگزنمیتواند دسته های ورق را به میل خودش بچیند
و حالا ؛ او نمیتواند برنده شود و یا......شاید هم بتواند برنده شود؟
و درنتیجه اکنون قانونها هستند ؛ که برنده های متفاوتی خواهند داشت
اینبار قانون یکی بودن است
رنگ یکسان برنده است
این روش ؛ جوهر واقعی ه ایده ی بل را میفهماند
اگر حالا بازی ی را اغاز کنیم ؛ و به همان تعدادی که برنده شده ام ؛ بازنده هم بشوم
نتیجه ی ان محق بودن اینشتین است
پخش کننده کارت فقط حقه بازیست با کمی خوش شانسی ؛ دراوردن دست دربازی
واقعیت ممکن است که حیله گرانه باشد ؛ اما وجودی عینی دارد
اما اگر من بازنده باشم چه؟
خوب ؛ انوقت ؛ مجبوربقبول این هستم که هیچ توضیح منطقی وجود ندارد
هر کارتی باید که سیگنال مرموزی به کارت دیگر بفرستد
فراتر از فضا و زمان ؛ و درمخالفت با هرچیزی که میدانیم
من مجبورم تا قبول کنم که ؛ در سطوح پایه ای کوانتومی
واقعیت براستی ناشناخته است
بل این نظریه را به یک معادله ی انتخابی ریاضیاتی(نامساوي بل) کاهش داد
تا به ما یکبار؛ و برای همیشه بگوید ؛ که چه چیزی پاسخ ندادنی بنظر میرسد
و واقعیت ؛ واقعا چطور است
جان بل نظریه خود را در سال 1964منتشر کرد و چیز شگفت اور این است که
در ان زمان ؛ کل جامعه فیزیک او را نادیده گرفتند
سکوتی کامل . بسادگی ؛ بنظر میرسید که جهان اماده نبود
شاید ؛ بدلیل اینکه معادلاتش ؛ ازمایش ناپذیر بنظر میرسیدند
یا تنها بدلیل اینکه هیچکسی فکر نکرد که شاید ؛ انها ارزش بررسی کردن را دارند
اما این موضوع در حال تغییر بود
و تغییر از جایی کاملا غیرمنتظره میرسید
این طلوعیست از عصر ابها
عصر ابها
ابها آن را ثابت کنند
امریکا در بحران ویتنام
بحران واترگیت ؛ بحران فمینیسم ؛ و بحران پلنگ های سیاه بود ؛(پلنگهای سیاه : جنبشی چپ گرا برای مبارزه برای حق دفاع از خود در سیاه پوستان ) ؛
و درحالیکه تمام اینها درحال وقوع بود ؛ گروهی کوچک از هیپی های فیزیکدان
در حال کار در دانشگاه برکلی در کالیفرنیا بودند
انها تمام خصوصیات هیپی ها را داشتند
انها ماریجوانا میکشیدند ؛ مصرف ال اس دی داشتند
انها درباره ی چیزهایی شبیه بودیسم و تله پاتی بحث میکردند
وقتی که ماه
در خانه ی هفتم است
و انها مکانیک کوانتوم را دوست داشتند
در این نوع عجیب از واقعیت ؛
انها تشابهاتی بین فیزیک کوانتوم و اعتقادات باطنی خودشان میدیدند
و عشق ستاره ها را هدایت میکند
این سپیده دم است
سبک و روش فیزیکی ه این هیپی های نسل جدید ؛
توجه عموم مردمی را به خودشان جلب کرده بود که
کتابهای هیپی وار و جنون امیزشان را هم میخواندند
این کتابها ؛ ترکیبی از مکانیک کوانتوم و عرفان شرقی بود
کتابهایی مثل فیزیک -ه تائو
و رقص-وو-لی-مسترز(کتاب دیگریست در مورد فیزیک کوانتوم با نگاهی جدید) ؛
و کتابی که محبوب من است ؛ " فضا-زمان و فراترازان
یک توضیح برای موضوعات توضیح ناپذیر" اا-
اما مهمتراز همه برای داستان ما
یعنی ؛ داستان مکانیک کوانتوم ؛ این بود که؛
این فیزیکدانهای هیپی ؛ توجه خود را
به اینشتین ؛ که حالا مشهور بود و ازمایش فکریش ؛ یعنی
انچه که در باره ماهیت واقعیت به ما گفته بود ؛ معطوف کردند
انها به علائم رمزی نیلز بوهرنیز توجه نشان دادند
چراکه اثبات ان در فیزیک بنوعی ؛ پشتیبانی از ایده ی خودشان بود
چرا که اگر دو ذره میتوانستند با ارتباطی شبه وار و فراتر از فضا با هم ارتباط داشته باشند
پس به طریق اولی و در همان مسیر؛ تله پاتی و خواندن فکرنیز احتمالا صحت داشته باشند
البته اگرانها میتوانستند واقعی بودنش
و بعد در سال 1972 انها متوجه شدند که
با داشتن اندكي رياضيات ناچيز در دستانشان
انها میتوانند معادله ی بل را بصورت تجربی امتحان کنند
یکی از اعضای گروه انها جان کلاوزر بود
که برخی تجهیزات را ؛ از ازمایشگاهی که در ان کار میکرد ؛ پنهانی قرض گرفت!؛
و اولین ازمایش واقعی و عینی مکانیک کوانتوم را راه اندازی کرد
این عکسی از ان اولین ازمایش است
ساخته شده از بقایای دستگاههایی دزدی
در طی چند سال بعد از ان ؛ ازمایش بوسیله ی تیمی که
توسط "الاین اسپکت" درپاریس هدایت میشد اصلاح شده و نتایج بدست امده را بیشتر واقعی ساخت
و طی ده سال پس از اولين پيشنهاد بل براي معادلاتش
بالاخره ؛ ان پيشنهاد میتوانست به ازمایش گذاشته شود
این نوع جدیدی از ان ازمایشي است که
ابتدا جان کلاووزر و سپس ؛ الاین اسپکت انجام دادند
دراینجا ؛ یک کریستال ؛ نورلیزر را به
یک جفت کوانتای نور ؛ یعنی فوتونهایی که درهمتنیده شده اند ؛ تبدیل میکند
که انها هم دو پرتو خیلی دقیق میسازند
این فوتونها ازاین طرف عبور کرده و پس از چرخیدن ؛ دوباره برمیگردند
و درهمان حین ؛ از میان این اشکار سازها هم عبور میکنند
این دو فوتون بمانند ان دو کارت هستند
پخش کننده ی بد ذات ؛ انها را جلوی من قرار میدهد
ما خصوصیتی از فوتونهارا که پولاریزاسیون(قطبی شدگی) نامگذاری شده را اندازه گیری خواهیم کرد
که معادل رنگ کارتها ؛ در بازییست که میکردم
بعنوان مثال ؛ برنده شدن با دو کارت قرمز همرنگ ؛ مثل این میتواند باشد که
با دو فوتون که پولاریزاسیون های یکسانی دارند ؛ برنده شده باشیم
اما ؛ اینجا بدلیل اینکه با مکانیک کوانتوم سر وکار داریم
وضع پیچیده تراز بازی ساده ی کارت من است
و این شاخص مدرج ؛ در اینجا به من این اجازه را میدهد
تا اندازه گیری ه خصوصیت دومی از فوتونها را هم انجام دهم
و حالا این ازمایش دوم ؛ برای من معادل این است که
نه فقط سعی کنم تا رنگ روی کارتها را حدس بزنم ؛
بلکه همچنین سعی کنم تا رنگ پشت کارتها را هم حدس بزنم
بسیار خوب ؛ ما میخواهیم که لیزر را روشن کرده ازمایش را اغاز کنیم
و این اعداد اینجا
تعداد فوتونهایی را که از کریستال بصورت جفت شده خارج میشوند را به من میدهند
که این معادل جفت کارتها ؛ در بازی من است
بالا و پایین های منحنی اینجا
احتمال برنده شدنم ؛ که با درست حدس زدن بدست میاید را ؛ به من میدهد
فوتونهای بیشتر ؛ دقت بیشتری را موجب میشود
من میخواهم در عدم قطعیتی حدود 1% ان را متوقف کنم
و جواب نهایی 0.56 است که اگر انرا
در معادله ام قرار دهم
متوجه میشوم که نیاز دارم که ازمایش را ؛ سه بار دیگر انجام دهم
که متناظراست با چهارتنظیم متفاوت ؛ برای این شاخص مدرج شده
در اینجا هر سیکل شبیه یک دست بازی کارت است بازی یی که قوانینش برای پخش کننده کوانتومی در هر دست متفاوت میشود
و وقتی که من سه دور دیگر را اضافه کرده و پاسخها را دریافت کردم
اگرپاسخها کمتراز دو باشند ؛ اینشتین درست گفته است
و اگرپاسخها بزرگتراز دو باشند ؛ انگاه بوهر درست گفته است
بسیار خوب ؛ حالا برای دومین دفعه دستگاه را تنظیم میکنیم
فقط بخاطر داشته باشید که ازمایش چه چیز را نشان خواهد داد
اگر اعداد بیرن امده ؛ کمتر از دو بودند
انوقت این ثابت میکند که پخش کننده ؛ دست را (از قبل )چیده است
این نظر اینشتین بود
خوب ؛ حالا عددی که من این دفعه دارم 0.82 است
حالا ؛ دستگاه را برای دور سوم ؛ دوباره تنظیم میکنیم
اما اگر نتیجه بزرگتر از دو بود
انوقت ؛ نمیشود که دست ازقبل چیده شده باشد و چیزدیگری در کار بوده است
بسیار خوب ؛ نتیجه ی دور سوم هم 0.59 - است
و بالاخره دور چهارم
این عدد اخری معلوم میکند که
دنیا تابع عقل سلیم است یا تابع چیزی بسیار عجیب و غریبتراست
خوب ؛ نتیجه پایانی ما این است0.56
حالا لیزر را خاموش میکنم
بهتر است که حالا روی جوابها کار کنم
و اینجا داریم 2.53
این عددیست بزرگتر از دو
دلیلی مطلق برای اینکه البرت اینشتین اشتباه میکرد
و حق با نیلز بوهر بود
معنای این نتیجه ؛ بسادگی ؛ عظیم است
فقط بخاطر بیاورید که معنای ان چیست
دیدگاه اینشتین از واقعیت ؛ درست نمیتواند باشد
با ازمایش ما ؛ هیچ شیطانک پوکرباز باهوشی هم
نمیتواند طبیعت را فریب دهد
و ویژگی های دو فوتون درهمتنیده
نمیتواند از ابتدا تنظیمی داشته باشد
فقط وقتی که ما انها را اندازه گیری میکنیم ؛ در هستی ؛ احضار میشوند
وچیزی غریب انها را از میان فضا مرتبط کرده است
چیزی که ما تواناییٍ توضیح یا حتی تصورش را نداریم
بغیرازاینکه ازریاضیات استفاده کنیم
و عجیبتراینکه ؛ فوتونها فقط وقتی بواقعیت میایند که ما شروع به مشاهدهٔ انها میکنیم‏‎‏‏‎‎‎
برخی ازمشاهدات عجیب ؛ واقعا این را پیشنهاد میکند که
وقتی به ماه نگاه نمیکنیم ؛ وجود ندارد
این واقعا سرپیچی از عقل سلیم است
جای تعجب نیست که اینشتین درپایان زندگیش نوشته بود که:
"تمام این پنجاه سال ؛ تفكر هوشیارانه و عميق ؛ مرا بهیچوجه به پاسخ این سوال که " کوانتای نور چیست "
نزدیک نکرد و انوقت هرکس و ناکسی فکرمیکند که او فهمیده است ولی او دراشتباه است
فقط ازمایش است که انرا تایید میکند
چیزهایی اتفاق می افتد ؛ که ما انرا نمیفهمیم
اما معنایش این نیست که ؛ باید جستجویمان را متوقف کنیم
درحالی که این درست است؛ که رویای اینشتین در مورد یافتن ؛
توضیحی مستدل که بر پایه عقل سلیم باشد ؛با دلایلی درست ؛ درهم شکسته شد
این نقطه نظر شخصی من است
واقعیت فیزیکی الزاما حذف نشده است
مانند اینشتین ؛ باوردارم که هنوزتفسیری دلپذیرترممکن است وجود داشته باشد
که در زیرنتایج عجیب مکانیک کوانتوم پنهان شده است
یک چیز واضح است ؛ خواه از نظر فیزیکی ؛ ارتباط شبه وار وجود داشته باشد
خواه جهانهای موازی وجود داشته باشند
خواه ما واقعیت را با نگاه کردن ؛ به هستی ؛ احضار میکنیم
هر انچه كه حقیقت باشد
واضح است که ؛ مرموز بودن ه جهان کوانتومی ؛ خیال رفتن ندارد
این کله ی زشتیست که خود را در جایی نمودارخواهد کرد
صدوبیست سال قبل ؛ بزرگترین انقلاب علمی دوران را؛
مسائل پیرامون یک لامپ نور؛ موجبش شد
و دانشمندان ؛ هنوزدر حال استفاده ازمنابع پرقدرت نور؛
مثل اشعه ایکس ؛ در بازگشایی رازهای طبیعت هستند
این منبع نورالماس(لیزر الماس) است
این بزرگترین دانشکده ی "تک رشته ای" علوم بریتانیاست
اشعه های ایکس تولید شده در اینجا ؛ ده میلیارد بار قدرتمندتر از
اشعه ایکس بیمارستانی هستند
که با پیوستن و دسته كردن ه انها ؛ دانشمندان میتوانند برشهایی در ماده زده و
نگاه اجمالی ؛ بدرون اسرار کوانتومیش بیندازند
محققان در اينجا ؛ ازاين پرتو هاي قدرتمند نوری
برای تحقیق روی مواد جدیدی استفاده میکنند ؛ که شاید پتانسیل
دستیابی به موفقیت غیر منتظره ای را در الکترونیک داشته باشد . پیشرفتهایی بزرگتر از انچه که قبلا به ان رسیده بودند
درست مانند پیشگامان کوانتوم در دهه های بیست و سی ؛
که پایانی ؛ موجب شروع انقلابی علمی و تکنولوژیک گردید
این نسل از فیزیکدانان هم ؛ جمعی ازطلایه داران ه عصرجدید کوانتومی هستند
عصری که اینشتین-ش ؛ از درهمتنیدگی کوانتومی متنفر بود
حالا تولید كننده ي ؛ حفاظ نشکن کامپیوتر؛
نوع جدید سیستم هاي ارتباطي ؛ کامپوتر های فوق سریع و
پیشرفتهای دیگری که ما حتي نمیتوانیم تصوری از انها داشته باشیم ؛ هستند
دلایلی هم هست ؛ که مکانیک کوانتوم باعث لرزیدن و بهم ریختگی ه ذهنم میشود
مکانیک کوانتوم دمدمی مزاج و هوس بازاست ؛ برخلاف عقل سلیم و مشاهدات عینی است
و حتی گاهی مواقعی احساس میشود که بسادگی غلط است
و با این همه هنوز؛ ما را هر روز شوکه میکند
اما درمورد یک چیزمطمئن هستم که اطلاعات مان از دنیای کوانتوم
هنوزفاصله زیادی تا تکمیل شدن دارد
حقایق بیشتری در مورد طبیعت وجود دارد ؛ که هنوز کشف نشده است
و اینهاست که هنوز من را ؛ شبها بیدار نگاه میدارند
هفته ی اینده ؛ در" سفرم به جهان کوانتومی" به من ملحق بشوید
تا بیشتر شوکه و متعجب شوید
تحقیقاتي كرده ام که چطور این قانونهای عجیب ؛ بطور قطع برای حيات ؛ تعيين كننده هستند
و چطور رفتار عجیب ذرات زیراتمی
ممکن است حتی بر خود تکامل هم ؛ تاثیر گذاشته باشد
میدانم که لیاقتت را دارم میدانم که تو ناجی من هستی
اما وقتی به تو نگاه میکنم
تو رفتارت را تغییر میدهی
و من دراینجا هنوزگیرهستم
من درهمتنیده با تو هستم