آزمایش دو شکاف در واقع اولین برخورد من با موضوعات جالبی است که در این وبلاگ به آنها خواهم پرداخت. این آزمایش نمایشی از آنست که نور و ماده میتوانند رفتاری موجی و یا ذرهای از خود نشان دهند. همچنین این آزمایش به خوبی طبیعت تصادفی فیزیک کوانتوم را نشان میدهد [1]. این آزمایش بر اساس مطالعهی رفتار نور پس از عبور از صفحهای با دو شکاف انجام میشود. بر اساس این رفتار میتوان طبیعت موجی یا ذرهای نور را بر اساس الگویی که پس از آن روی صفحهی حسگر شکل میگیرد، تشخیص داد.
چیزی که این آزمایش را در اینجا جالب میکند تاثیری است که "مشاهده" بر روی نتایج آزمایش دارد. به نظر میرسد در این آزمایش و شکلهای مختلف آن، مشاهده و استفاده از حسگرها برای این مشاهده نتایج آزمایش را تغییر میدهد. به ترتیبی که برخی اعتقاد دارند این آزمایش نشان میدهد دنیای فیزیکی تحت تاثیر هوشیاری انسانی تغییر میکند.
درواقع آنچه در این مطلب بررسی میشود آنست که:"آیا آزمایش دو شکاف نشان میدهد که دنیای فیزیکی تحت تاثیر هوشیاری انسانی است؟"در واقع این آزمایش شالودهی یک بازی فکری کلاسیک را در نشان دادن واضح عجایب مکانیک کوانتومی میسازد. چرا که به روشنی محدودیت توانایی مشاهدهگر در پیشبینی نتایح را نشان میدهد. ریچارد فاینمن آنرا تجربهای میداند که به هیچ وجه با روشهای کلاسیک قابل توجیه نیست او همچنین اعتقاد دارد همهی مکانیک کوانتومی تنها با تفکر در این آزمایش و نتایج منطقی آن قابل درک میشود.
توصیف آزمایش
آزمایش با عبور نور (ویا ذرات) از صفحهای با دو شکاف و بررسی رفتار آن بر روی یک پرده انجام میشود. همانطور که در تصاویر زیر نشان داده میشود، موجی بودن تابش باعث بوجود آمدن یک الگوی تداخلی (interference pattern) بر روی پرده میشود. طبیعتا انتظار داریم امواج در عبور از دو شکاف طبیعت موجی خود را با الگوی تداخلی نشان دهند و بر عکس ذرات (شکل 3) چنین الگویی را نشان ندهند. |
| Add caption |
| شکل 3 - رفتار موج، ذرات و الکترونها |
و باز هم شگفتآورتر آنکه این آزمایش میتواند با پرتاب تکتک ذرات تکرار شود و نتایج مشابهی را نشان دهد. ممکن است وقتی تعداد زیادی الکترون تابانده میشوند، فرض کنیم که به ترتیبی این الکترونها روی همدیگر تاثیر میگذارند و الگوی تداخلی را تشکیل میدهند. برای اجتناب از این تاثیر آزمایش را به ترتیبی تغییر میدهیم که در هر پرتاب فقط یک ذره پرتاب شود و فرصت کافی داشته باشد که به پردهی حسگر برسد بعد از آن ذرهی بعدی پرتاب میشود. در این حالت بازهم الگوی تداخلی ظاهر میشود و به نظر میرسد یک ذره از هر دو شکاف میگذرد و با خودش تداخل کرده الگوی تداخلی را میسازد.
به نظر میرسد رفتار ذره بسته به مشاهدهی ما تغییر میکند، الکترونها بر اساس آنکه نگاهشان میکنیم یا نه رفتارهای متفاوتی دارند. طبیعتا این نتیجه نمیتواند برای هیچ دانشمندی جذاب باشد. این آزمایش بارها و بارها تکرار شده است [4] و هربار نتایج مشابهی داشته است.آزمایشهای مشابه
این آزمایش به شکلهای متفاوتی تکرار شده است. برای مثال این آزمایش بر روی ملکولها بسیار بزرگ هم انجام شده و نتایج مشابهی داشته است.
آزمایش "انتخاب تاخیری" [5]، نمونهی هوشمندانهی دیگری است که نشان میدهد که تعیین مسیر جرکت حتی پس از عبور الکترون از شکافها میتواند الگوی تداخلی را از بین ببرد.
و آزمایش "پاک کردن کوانتومی [6]، نشان میدهد که پاک کردن اطلاعات در خصوص مسیر حرکت ذره پس از بدست آوردن آن منجر به ایجاد مجدد
الگوی تداخلی میشود.
تفسیرهای کوانتومی
عجیب بودن نتایج آزمایش دو شکاف تفسیر و توجیه عقلانی آنرا دشوار میکند. این "عجیب بودن" خصیصهی فیزیک کوانتومی است که در بسیاری از موارد نتایج آن با عقل سلیم توضیح پذیر نیست. ریچارد فاینمن اعتقاد دارد یا درک و توجیه آزمایش دوشکاف تمامی فیزیک کوانتم درک و توجیه پذیر خواهد بود. از اینرو تلاش برای توجیه نتایج آزمایش دو شکاف در عمل منجر به مبحثی کلی با عنوان "تفسیرهای فیزیک کوانتم" [7] شده است. تفسیرهایی که به صورتی تعیین کننده برداشت ما از دنیا را تغییر میدهند. این تغییر آنچنان عمیق است که دیگر نمیتوان آنرا محدود به آزمایشگاههای فیزیک دانست، آنها میتوانند فلسفهی زندگی ما را تغییر دهند. بر اساس همین تفسیرهایی بعضا عجیب از فیزیک کوانتوم، موجی از فلسفهها و بعضا ادیان شبه عرفانی جدید براه افتاده است. بعضی اعتقاد دارند که این موج جدید[8] به نوعی خرافاتی جدید و علمی است[9]، و برخی دیگر خیلی جدی آنرا شروع عصر جدیدی ازفلسفهی علمی میدانند[10].
تجربیاتی نظیر آزمایش دو شکاف نشان میدهند که نتایج یک تجربه به اندازهگیری و یا مشاهده بستگی دارند، مشاهده نیازمند یک مشاهدهگر هوشمند است، پس هوشمندی ممکن است یک خصوصیت بنیادین طبیعت باشد نه پدیدهای که در طبیعت شکل گرفته است. بر این اساس این ذرات نیستند که در تعامل خود هوشمدی را میآفرینند بلکه این هوشمندی است که در خود ذرات و دنیای واقعی را شکل میدهد.
آزمایش دو شکاف نقطهی شروع شگفتی است. امیداورم به اندازهی کافی شگفتی آفریده باشد...
منابع
1. ویکیپدیا این صفحه
[2] Dean Radin et al, "Consciousness and the double-slit interference pattern: Six experiments", PHYSICS ESSAYS 25, 2 (2012).
دین رادین در آزمایشی نتایج تاثیر
هوشیاری را بر نتایج آزمایش را بررسی کرده است او ادعا میکند که مدیتیشن
در این مورد تاثیر دارد.
[3] Jim Al-Kahlili, "Double Slit Experiment explained! by Jim Al-Khalili", YouTube
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر