محاسبه کن، اما دهانت را نبند!

بوکمارک(1)

No account yet? Register

کلیشه‌ای در تفسیر کپنهاگی از کوانتوم می‌گوید که تبعیت از کوانتوم بدون کاوش عمیق در بنیان‌های آن امری الزامیست و فقط باید محاسبه کرد چون کوانتوم «کار می‌کند» و این یک آسیب برای فیزیک است.

بوکمارک(1)

No account yet? Register

این مقاله به قلم جیم بگوت، نویسنده علمی برگزیده و محبوب بریتانیایی، که در کیپ‌تاون افریقای جنوبی ساکن است نوشته شده. جیم بگوت نویسنده‌ی کتاب «واقعیت کوانتوم: تحقیق درباره‌ی معنای واقعی مکانیک کوانتوم- بازی نظریه‌ها (۲۰۲۰)» نیز می‌باشد.

فیزیک برای ما مهم است. ما به آن تکیه می‌کنیم تا درک درستی از ماهیت بنیادی دنیای فیزیکی و چگونگی عملکرد آن برایمان فراهم آید؛ مفاهیمی که تقریبا زیربنای تمامی وجوه فناوری در دنیای پیشرفته‌ی ماست. اساسا فیزیک به عنوان یک رشته علمی، به نظریه‌های بنیادین در رابطه با فضا-زمان و ماده و نور تکیه می‌کند و اکثر مواقع فیزیکدان‌ها از این­ که به نظریه‌های بنیادینی که برای قرن‌ها بدون تغییر چشمگیری پایدار باقی مانده‌اند تکیه کنند، خشنود می‌شوند. این‌ها به اندازه‌ی کافی برای اهداف کاربردی خوب هستند؛ اما همان‌طور که آن‌ها در جست‌و‌جوی ماهیت دنیای بسیار سریع یا بسیار ریز هستند، یا این که ساختار بزرگ‌مقیاس جهان را می‌سنجند، به همان شکل به فرضیه‌هایی تازه‌تر و نو تر می‌رسند که از زمان محقق شدن آن‌ها تنها یک قرن می‌گذرد. این‌ها مکانیک کوانتوم۱ و نظریه‌های نسبیت «آلبرت اینشتین»۲ هستند.

مکانیک بخشی از فیزیک است که مربوط به ماده‌ای می‌شود که حرکت می‌کند و مکانیک کوانتوم،  نظریه‌ی حرکت ماده و نور در کوچک‌ترین مقیاس‌­هاست: قلمرو مولکول‌ها، اتم‌ها، ذرات زیراتمی (مانند الکترون‌ها) و فوتون‌ها، کوانتا (یا اتم‌های) نور. اگر می‌خواهید متوجه شوید که زمانی که یک الکترون که در میان فضا زمان حرکت می‌کند، چگونه رفتار می‌کند، پس شما احتیاج دارید تا به مکانیک کوانتومی دست پیدا کنید.

اما این‌جا مشکلی وجود دارد.

مکانیک کوانتوم کشف شد و به شکل گسترده‌ای به دست فیزیکدانان اروپایی از اواسط تا اواخر دهه‌ی ۱۹۲۰ توسعه پیدا کرد. هم‌زمان که آن‌ها در جدال بر سر این بودند که متوجه شوند که طبیعت تلاش می‌کند تا چه چیزی به آن‌ها بگوید، این پیشگامان به خوبی متوجه شدند که وارد چه داستانی شده‌اند.

اگرچه هنوز بحث‌های زیادی در رابطه با تفسیر فلسفی برخی مفاهیم وجود داشت که در نظریه‌ی قدیمی‌تر نیز بیان شده‌ بودند – که اکنون به آن مکانیک کلاسیک۳ گفته می‌شود –  طبیعت و ساختار مکانیک کوانتوم جدید، انواع پرسش‌های پیچیده درباره‌ی هدف اصلی یک نظریه‌ی علمی را مطرح کرده بود، البته نه صرفا منظور و هدف از علم. دعوا بین فلسفه‌ها­ی دو قهرمان اصلی آن زمان بود: «آلبرت اینشتین» فیزیکدان آلمانی و «نیلز بور۴» فیزیکدان دانمارکی.

انجمن کوچک فیزیکدانان کوانتوم در قاره‌ی اروپا به دو دسته مجزا تقسیم شد که بعدها «کارل پوپر۵»، فیلسوف اتریشی-بریتانیایی، این جدایی را یک «انشقاق۶» نامید. در قلب این بحث و جدال، تفسیر مفهوم اصلی نظریه – یعنی یکم موجود ریاضی به نام «تابعِ موج۷»- قرار داشت.

تابعِ موج در نظریه کوانتومی به عنوان روشی برای محاسبه  رفتار آزمایشگاهی حیرت­انگیز موجودات کوانتومی مانند الکترون‌ها معرفی شده است. تحت وضعیت خاصی، این تابع می‌تواند برای الکترون‌ها به عنوان ذرات مستقل آشنایی توصیف شود که در ناحیه‌ای که آن‌ها در فضا حرکت می‌کنند، یک جا متمرکز است. اما با شرایطی متفاوت (متقابلا منحصر به فرد)، این عملکرد تنها برای الکترون‌هایی ناآشنا و موج‌های غیرموضعی که در فضا حرکت می‌کنند و پخش می‌شوند، می‌تواند درک شود. تابع موج دچار این دوگانگی‌های غیرعادی است. این تابع خواص موج مانند مشهودی دارد، گرچه خواص ذره‌مانندِ آن نیز آشکار است، مانند جرم ذره. این تابع از فرمولی تبعیت می‌کند که برای هر الکترون داده شده­ در یک نقطه از فضا و زمان خاص، احتمالات را تعیین می‌کند. چیزی که در گذشته از لحاظ فیزیکی غیرممکن تلقی می‌شد، مکانیک کوانتوم آن را صرفا بعید تشخیص داد. وام دادن کیفیت قابل تعویض به واقعیت و به چالش کشیدن حقیقت جهان به وسیله‌ی فیزیکی قبلی، بیان شده ‌بود.

و این جا به مشکل اصلی می‌رسیم. ما هرگز متوجه تابع موج نمی‌شویم؛ اگر از طریق روزنه‌ای باریک، یک الکترون را به حرکت درآوریم، حدس می‌زنیم که آن فراتر از یک موج و در تمام جهت‌های فضا پراکنده و پخش می‌شود.(همانند موج‌های غلتان دریا، زمانی که به شکافی بین دیواره‌های بندرگاه برخورد می‌کنند.) اگر در این لحظه به این الکترون اجازه داده‌ شود که به صفحه‌ای که با امولسیون عکاسی۸ پوشیده ­شده‌است، برخورد کند، متوجه می‌شویم که الکترون به شکل نقطه‌ای روشن در یک مکان مشخص از صفحه ظاهر می‌شود. با تکرار این آزمایش به وسیله‌ی تعداد هر چه بیشتر از الکترون‌ها، یک الگوی پراش به ما داده می‌شود- طرحی که تنها با موج‌ها شکل می‌گیرد-  و تشکیل شده از بی‌شمار نقاط منفرد است و هر کدام از آن‌ها تنها از طریق ذرات امکان پذیرند. نقطه‌ی بعدی کجا ظاهر می‌شود؟ هیچ راهی برای این‌که آن را از قبل بدانیم وجود ندارد. تنها کاری که می‌توان انجام داد این است که به وسیله‌ی تابع موج، احتمال این­که الکترون بعدی در کجا ظاهر می‌شود را محاسبه کنیم.

چگونه قرار است این محاسبه را انجام دهیم؟ اگر ما تابع موج را واقع‌بینانه تفسیر و درک کنیم، به عنوان یک امر فیزیکی ملموس، پس از آن باید متوجه شویم که چه طور برای این که تنها در یک نقطه از تمام فضاهای ممکن در صفحه ایجاد شود، «فروپاشی۹» صورت می‌گیرد. چنین فروپاشی یادآور آن‌چیزی است که اینشتین در سال ۱۹۲۷ به عنوان مکانیزم کاملا خاصی از کنش از راه دور به آن اشاره کرد، اثرات فیزیکی شبح‌گون به صورت آنی بدون هیچ علت مستقیما آشکاری در فضا منتقل می‌شود؛ که اکنون عموما آن را «مسأله اندازه­گیری۱۰» می‌شناسند. برای اینشتین، عدم وجود توضیحی که چگونه چنین چیزی اتفاق می‌افتد به این معنا بود که چیزی در نظر گرفته نشده ‌است؛ مکانیک کوانتوم از جهاتی ناکامل است.

اما بور مخالف بود. او استدلال می‌کرد که ما در مکانیک کوانتوم، حد بنیادی و اساسی را پس زده‌ایم. آن‌چه ما از رفتار کوانتومی مشاهده می‌کنیم شکل تصویر شده آن در دنیای کلاسیکی به صورت تجربه مستقیم است. تا زمانی که نتوانیم از این تجربه فراتر برویم، باید بپذیریم که تابع موج با وجود ارتباطی که با محاسبه­ی احتمالات دارد، هیچ مفهوم فیزیکی ندارد. ما باید به یک فرمولاسیون ریاضی «صرفا نمادین» که کار می‌کند، راضی باشیم. در تابع موج فروپاشی اتفاق نمی‌افتد ( و در آن هیچ کنش خاصی از فاصله دور نیست.) به این خاطر که در واقع اصلا وجود ندارد و در نتیجه خطای اندازه‌گیری هم بیان نمی­شود. به عبارت دیگر، تمام چیزی که می‌دانیم آن است که الکترون در آرایش‌های تجربی مختلف ظاهر می‌شود؛ ما هیچ‌گاه متوجه نمی‌شویم که در واقع الکترون چیست.

این یک تفسیر تجربه‌گرایانه یا ضدواقع‌گرایانه یا (برای برخی) ابزارگرایانه است که یک فرضیه را غالبا بی‌معنی می‌داند؛ مگر در زمانی که به عنوان یک ابزار برای ارتباط آزمایشات تجربی ما استفاده شود. مانند یک فرضیه‌ی ضدواقع‌گرایانه که لزوما وجود یک واقعیت عینی را انکار نمی‌کند (خوشبختانه ما هنوز می‌توانیم فرض کنیم که ماه این‌جاست، حتی اگر کسی به آن نگاه یا فکر نکند.) همین‌طور الزامی وجود ندارد که واقعیت الکترون‌های مشاهده‌نشده را انکار کرد؛ به هرحال می‌توان آن‌ها را تصور کرد. اما یک انطباق مستقیم و دقیق بین تابع موج و چیزهایی را که به ظاهر وصف می‌کند را انکار می‌کند. فرمولاسیون به سادگی ظاهر می‌شود تا تجربه‌ی ما از پدیده‌ی کوانتوم را  کدگذاری کند چنان که به ما این قابلیت را بدهد تا احتمال وقوع اتفاق بعدی را حساب کنیم. مکانیک کوانتوم کامل است، فقط کافی است که ما با آن کنار بیاییم.

این در اصل «تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم» است که در موسسه‌ی بور در دانمارک که مختص فیزیک نظری است، تحت این عنوان نام گرفت. این تفسیر بطور عمده با بور ارتباط دارد از آن­جایی که نوشته‌هایش در مورد این موضوع به قول معروف مبهم هستند؛ هرچند در ادامه خواهیم دید که این تفسیر با سلایق متفاوتی بیان می‌شود و مقداری توجه به طبع لازم است. همان‌طور که فیزیکدان امریکایی‌بریتانیایی «دیوید بوهم۱۱» در مناظره سال ۱۹۸۷ بیان کرد: «نکته‌ی اصلی آن بود که آیا شما می‌توانید توصیفی منحصر به فرد از واقعیت را به دست آورید؛ اینشتین دید معمول یک دانشمند را داشت که شما می­توانید و بور می‌گفت که شما نمی‌توانید؛  اینشتین نپذیرفت که دیدگاه بور را می‌توان به عنوان رویکرد نهایی در نظر گرفت و هم‌زمان بور بر آن اصرار می‌ورزید.» در نامه‌ای به «اروین شرودینگر۱۲» در ماه می سال ۱۹۲۸، اینشتین آن را یک «فلسفه‌ی آرامش‌بخش۱۳» نامید.

مطلب مشهور تاریخی اظهار دارد که بور پیروز مناظره بود. فیزیکدان ایرلند شمالی و مخالف کوانتوم «جان استوارت بل۱۵» از معدود فیزیکدان‌های زمان بود که برای مقابله با این دیدگاه ارتدکسی در مطلبی در سال ۱۹۸۱ بیان کرد: با ایجاد یک برتری الزامی و تحت تاثیر قرار گرفتن فلسفه‌های تحصل‌گرا و ابزارگرا، بسیاری بر این باور نبودند، نه به این خاطر که یافتن تصویری منسجم دشوار است، به این خاطر که اشتباه است که تنها به دنبال یکی از آن­ها باشیم؛ اگر واقعا غیراخلاقی هم نباشد، حتما غیرحرفه‌ای است.

این مطلب مبنای یک ستون در مجله‌ی «فیزیک امروز ۱۶»بود که در ماه اپریل سال ۱۹۸۹ توسط «ان دیوید مرمین۱۷» پروفسور دانشگاه کرنل نوشته‌شد.او درباره‌ی نگرش­ها نسبت به مکانیک کوانتوم و چگونگی درگیر شدن هر نسل از دانشجویان فیزیک در امریکا نگران بود. اگرچه احتمالا تعداد کمی از نسل او درباره‌ی این­که این واقعا به چه معناست، به فکر فرو می‌رفتند، اما مرمین برخی از مخالفت‌های شخصی‌اش در رابطه با تفسیر کپنهاگ را بیان می‌کرد. او نوشت: اگر مجبور بودم تا چیزی که تفسیر کپنهاگ به من می‌گوید را در یک جمله جمع‌بندی کنم، آن، این جمله بود:« دهانت را ببند و حساب کن۱۸.» این الگوی رفتاری۱۹ مرمین آن­قدر پیش رفت تا به بخشی از سنت کوانتوم مدرن تبدیل شد.

«دهانت را ببند و محاسبه کن» یک شکست تمام‌عیار و بی‌نقص است و اعلام می‌کند که دیگر کافی است.

سال­ها گذشت. برخی از مفسران شروع به اعلام این کردند که «دهانت را ببند و محاسبه کن» توسط مرمین ساخته نشده‌بود، بلکه فیزیکدان کاریزماتیک امریکایی «ریچارد فینمن۲۱» آن را بیان کرده‌ بود. پانزده سال بعد در یک ستون پیگیری مجله فیزیک امروز، مرمین توانست تا خودش، دیگران را قانع کند که در واقع او اولین کسی بود که عبارت داخل متن اساس کوانتوم را استفاده کرد. همچنین او درباره‌ی این­که چه کسی مقصر است، هیچ شکی نداشت:

خاطرات روشنی از پاسخ هایی که پرس و جوهای مفهومی من از استادانم دریافت کردم دارم – که من آن‌ها را به عنوان نماینده‌های کپنهاگ در نظر می‌گیرم- زمانی که در هاروارد به عنوان یک دانشجوی فارغ‌التحصیل از اولین فراگیران مکانیک کوانتوم بودم، در حالی‌که تنها مدت زمان بسیار کم «سی سال» از پیدایش این رشته گذشته‌ بود. «اگر به خودت اجازه دهی تا حواست پرت این مسائل بی‌اهمیت شود، هیچ‌گاه مدرک دکترایت را نخواهی‌گرفت » آن­ها دائما به من توصیه می‌کردند «پس مشغول کارهای جدی شو تا به نتیجه‌ای دست پیدا کنی». به یک بیان دیگر «دهانت را ببند و محاسبه کن» و در نتیجه من این کار را انجام دادم و شاید بهتر هم شد. در هاروارد و در آن روزهای گذشته، خوب می‌دانستند که چطور عشق سرسخت را اداره کنند.

از آن پس این عبارت به طور ریشه‌ای در اساس ادبیات کوانتوم جای گرفت و در مقالات دانشگاهی و در مقاله‌ها و کتاب‌های مشهور تکرار می‌شود. عبارتی که تنها در چهار کلمه خلاصه می‌شود؛ اما برای هر آن‌چه که اشتباه است و با تفسیری متعصبانه و ارتدکس به آن اصرار ورزیده می‌شود، تبدیل به یک سرکوب دستی، تحقیری ساده و یک مترادف جذاب شد؛ در برابر هر جایی که پافشاری کنند که دیگر چیز بیش‌تری برای فهمیدن وجود ندارد، این تئوری فوق‌العاده موفق -که برای بسیاری- پرسش‌های بی‌پاسخ به جای گذاشت، وجود دارد. برای کسانی که به دنبال یک جایگزین واقع‌گرایانه هستند که ارجح باشد، مانند «شان کرول۲۲»، در کتاب پرفروش مشهورش «چیزی عمیقا پنهان۲۳(۲۰۱۹)»، «دهانت را ببند و محاسبه کن» یک شکست تمام‌عیار و بی‌نقص است و اعلام می‌کند که دیگر کافیست، لازم است که نگاهی‌ دوباره بیندازیم.

اما این ‌‌جا داستان جمع نمی‌شود.

اگر همان‌طور که مرمین اظهار داشت، اواخر دهه ۱۹۵۰، استادان هاروارد که در واقع «نماینده‌های کپنهاگ»‌ بودند، او را سرزنش می‌کردند، این نشان می‌دهد که که آن‌ها آن ادبیات (بخصوص بور) را مطالعه کرده‌ بودند و کاملا به ارتدکس کپنهاگ پیوسته بودند. اما علی‌رغم مطالب ظاهری تاریخ که به آن اشاره می‌کند، در واقع تا اواسط دهه ۱۹۵۰ «تفسیر کپنهاگ» وجود نداشت (برای اطمینان در Google Ngram Viewer کلیدواژه “Copenhagen interpretation” را جستجو کنید). و به طور گسترده‌ای این نسخه از تفسیر کپنهاگ، اختراع «ورنر هایزنبررگ۲۴» فیزیکدان آلمانی است که به دنبال نوسازی جامعه‌ی بین‌المللی فیزیک پس از جنگ است. تفسیر هایزنبرگ در بسیاری نکات کلیدی با تفسیر بور اختلاف دارد، بخصوص در نسخه اولیه تمایل به پذیرش یک عنصر اساسی انتزاعی وجود دارد.

اشتباه برداشت نکنید؛ فیزیکدانان دهه‌ی ۱۹۵۰ متوجه شدند که در آن‌‌جا یک تفسیر ارتدکس وجود داشت. اما چیزی که به طور مبهم در دهه‌ی ۱۹۳۰ به عنوان «Kopenhagener Geist» (روح کپنهاگ – دوباره هایزنبرگ) شناخته‌ شد، با چیزی که فیزیکدانان ‌امریکایی به طور گسترده‌ای به اشتراک گذاشتند، متفاوت بود. در سال ۱۹۲۷ «پرسی ویلیامز بریجمن۲۵» از هاروارد، ‌فلسفه‌ی علم تجربه‌گرایانه‌ی خود را با نام «عملیات‌گرایی» ساخته‌بود. «ادوین کمبل۲۶» دانشجوی بریجمن، به عنوان اولین امریکایی که پایان‌نامه‌ی دکترایش را درباره‌ی مکانیک کوانتوم نوشت، هیچ نیازی به روح کپنهاگ نداشت. همین‌طور که ادوارد کاندون و فیلیپ مورس امریکایی، اولین کتاب درسی انگلیسی مکانیک کوانتوم را نوشتند و در سال ۱۹۲۹ به چاپ رساندند. (آن‌ها پرسش‌های مربوط به تفسیر را به کتاب «منطق فیزیک مدرن۲۷» بریجمن ارجاع دادند.)

این امکان وجود دارد که در امریکا و در طول این بازه‌ی زمانی تنها راه ورود روح کپنهاگ به مسیر ‌اصلی فیزیک، از سخنرانی «جی رابرت اوپنهایمر۲۸» که در برکلی و در دهه‌ی ۱۹۳۰ با محوریت مکانیک کوانتوم انجام شد، برداشت می‌شود. اگرچه اوپنهایمر بعدها فلسفه‌ی بور را بشارت می‌داد، اما زمانی که این سخنرانی را ارائه داد، درک او از بور توسط «ولفگانگ پاولی۲۹» دست‌مایه‌ی تغییر شده‌ بود؛ اواخر دهه‌ی ۱۹۲۰ در زوریخ، اپنهایمر با او کار می‌کرد و او در سال ۱۹۳۳ مطلب ‌خودش با محوریت مکانیک کوانتوم در «Handbuch der physik۳۰» به چاپ رساند.

سخنرانی‌های اپنهایمر به ترویج کتاب درسی مکانیک کوانتوم برای دانشجویان نوشته‌ی لئونارد شیف۳۱  که برای اولین بار در سال ۱۹۴۹ منتشر شد و با سه‌ ویرایش به مدت بیست‌ سال، در سرتاسر امریکای شمالی، اروپا و آسیا برای آموزش مکانیک کوانتوم استفاده می‌شد کمک کرد. روش تفسیر و مسائل شیف در رابطه با اندازه‌گیری در بهترین حالت، ابتدایی بود و کنجکاوی «بل» جوان در سال آخر فارغ‌التحصیلش در دانشگاه کویینز بلفست۳۲، را ارضاء نمی‌کرد. در واقع با توجه به زندگی‌نامه‌ی «اندرو ویتیکر۳۳» درباره‌ی بل، او به این سمت سوق پیدا کرد که به این نتیجه برسد «بور به شکلی آزاردهنده مبهم است و بِل احساس کرد که در رابطه با بور، عدم وجود دقت، موجب یک فضیلت شده است.»

اما تعداد کمی از فیزیکدانان امریکایی چنین دیدی را داشتند؛ آن‌هایی که از دور به وجوه فلسفه‌ی علم و تفسیر مکانیک کوانتوم توجه می‌کردند؛ این‌چنین به نظر می‌آمد که بسیاری از آن‌ها در واقع هیچ‌ اهمیتی به این موضوع نمی‌دادند.

برخلاف اروپا، فیزیک نظری در دانشگاه‌های ایالات متحده‌ی امریکا پیش از جنگ، امتیاز والای چند متخصص برجسته نبود که تا زمان مرگ بتوانند با اعمال قدرت غیر قابل انکار سلسله مراتب دانشگاهی بر آن تأثیر بگذارند. دپارتمان‌های فیزیک در امریکا فراگیرتر، مشارکتی‌تر و به‌خودی‌خود دموکراتیک بودند و شامل نظریه‌پردازانی بود که شانه به شانه در کنار همکاران تجربی خود کار می‌کردند. سلسله‌ مراتب‌ و ساختارهای پاداش‌محور آن‌ها برای نظریه‌پردازانی که درگیر آزمایش‌ها بودند و محاسبات نظری را آماده می‌کردند، مرحمتی بود؛ در حالی که پیاده‌سازی و انجام آزمایش‌های مورد انتظار برای تجربه‌گرایان بیش از پیش سخت می‌شد. آرتور کامپتون۳۴ فیزیکدان آزمایشگر و تجربه‌گرا در اولین دیدار با رابرت اپنهایمر، تحت تاثیر قرار گرفت و او را به عنوان یک نظریه‌پرداز نمونه‌ی امریکایی تشخیص داد:«یکی از بهترین مفسران نظریه‌های ریاضی برای کسانی از ما که بیشتر بطور مستقیم با آزمایشات سر و کار داریم»

این طرز فکر عملی به دانشجویانی بسط پیدا کرد که به گفته‌ی فیزیکدان هلندی «ساموئل گادسمیت۳۵»،  «در یک لحظه یا زمانی دیگر، خودروی خانواده را جدا کرده و دوباره بر سر جای خود قرار داده ‌بودند.» همچین غریزه‌های «عملی۳۶» و « اهل عمل۳۷» به آسانی با یک فرهنگ از قرن ۱۹ تا ۲۰ امریکا منطبق می‌شود؛ آشکارا امریکا کمتر از کشورهای دیگر در جهان متمدن به فلسفه توجه می‌کرد و به رشد خود ادامه می‌داد. از زبان یک مورخ ضد روشنفکر ریشه‌دار «ریچارد هافستادر۳۸»، «یک غیظ و بدگمانی حیات ذهنی و آن‌هایی که تصور می‌شود آن را نشان دهند و یک وضع دائمی برای کم کردن ارزش آن زندگی»

تسلط فیزیک فلسفی که بیشتر به فیزیک اروپایی تمایل داشت به زودی با بهمنی از اکتشافات در فیزیک هسته‌ای و در زمان جنگ قریب‌الوقوع، مهاجرت اجباری فیزیکدانان برجسته‌ی اروپایی و برنامه‌ی بمب اتمی متحدین که در آن زمان دو میلیارد دلار هزینه داشت و بیش از هر چیزی درخواست پاداشی مورد نیاز و فوری، پایان می‌یافت. این نسخه‌ی پررنگ‌تر، جسورانه‌تر و با تجربه‌ی «آموزش عملی» بیشتر از فیزیک نظری امریکایی بود که بر جهان پس از جنگ تسلط پیدا کرد.

موفقیت پروژه‌ی منهتن باعث افزایش بی‌نظیر ثبت‌نام دانشجویان در دپارتمان‌های فیزیک دانشگاه در امریکا شد. در حالی‌که انتخاب هر چه بیشتر مطالعه‌ی فیزیک از سمت دانشجویان برای دریافت پاداش مالی بیشتر بود بدنه‌ی دانشجویی به طور قابل توجهی کمتر کنجکاو، تنگ نظرتر و سازگارتر شد. به گفته‌ی مورخ علم «دیوید کایزر۳۹»، فیزیک در امریکا «حاشیه‌نشین» شد. آن دانشجویانی که تمایل به جست‌وجوی حرفه‌ای تحقیقاتی در دانشگاه یا آزمایشگاه‌های ملی داشتند، به منابع اصلی مالی فدرال، به خصوص کمیسیون انرژی اتمی و وزارت دفاع امریکا وابسته و ماموریت‌گرا بودند. حتی موسسه‌ی علوم ملی، در تلاش بود تا راهی پیدا کند و از اهدای درخواست‌های مالی که خارج از جریان اصلی فیزیک بود، اجتناب کند. هیچ‌کس مشتاق تحقیق در رابطه با پرسش‌های اساسی نبود. راهنمایان پژوهشی که بسیاری از آن‌ها پیش از این مستعد تجربه‌گرایی و بی‌تفاوتی واضح بودند، به دنبال این بودند تا دانشجویان‌ خود را به سمت پروژه‌هایی پیش ببرند که احتمال دریافت بودجه بیشتر باشد؛ و همه‌ی این‌ها باعث می‌شد تا مبنایی محکم فراهم شود تا مشاغلی با عنوان «فیزیکدانان محاسباتی متخصص۴۰» ایجاد شود.

تسلط علم پس از جنگِ امریکا به این معنا بود که به ناچار چنین نگرش‌هایی تا اروپا هم پیش رفت و تا به امروز هم ادامه دارد.

در آوریل سال ۲۰۱۸، به مهمانی انجمن سلطنتی در لندن دعوت شدم تا درباره‌ی کتاب جدید و مشهور  «حقیقت کوانتوم۴۱» (۲۰۲۰)  که در آن بر روی تفسیر مکانیک کوانتوم کار می‌کردم، صحبت کنم. بعد از شام، تعدادی از همکاران گرامی کنار من آمدند و زحمت کشیدند و به من توضیح دادند که «هیچ‌کس به این موضوع اهمیت نمی‌دهد.»

این «عقیده‌ی بی‌تفاوتی» بود که مرمین به عنوان یک دانشجو در اواخر دهه‌ی ۱۹۵۰ تجربه کرده‌ بود و با نگاه به گذشته، آن را نسبت به تفسیر کپنهاگ ترجیح داده ‌بود. پرسش‌های فلسفی که به کلاس‌های فلسفه تعلق داشتند، قضاوت می‌شدند و هیچ جایی برای فلسفه در فیزیک وجود نداشت. همان‌طور که مرمین در دسامبر سال ۲۰۱۹ برای من توضیح داد، استادش علاقه‌ای به فلسفه نداشت. نقطه تمام. مکانیک کوانتوم کار می‌کرد. چرا نگران این هستید که چه معنایی دارد؟

جست‌وجو در مسائل به ظاهر بی‌فایده‌ی فلسفی، می‌تواند نتایج کاربردی عمیقی داشته باشد.

در گفتگوی بعدی که با من در جولای ۲۰۲۱ داشت، مرمین اعتراف کرد که از انتخاب کلمات خود پشیمان است. پیش از این در سال ۲۰۰۴، او «نظر ملایم‌تر و ظریف‌تری نسبت به عقیده‌ی کپنهاگ» داشت. او پذیرفت که «دهانت را ببند و محاسبه کن»، «خیلی هوشمندانه» نبود. کنایه‌آمیز و به طرز بی‌فکرانه‌ای تحقیرآمیز بود. اما هم‌زمان او این احساس را داشت که هیچ دلیلی ندارد که «جز برای این‌که تفسیر کپنهاگ را با اصطلاحات جاهلانه توصیف کرده‌است» شرمنده باشد.

بنابراین، در چه زمانی متداول شد که تمام نقص‌های مکانیک کوانتوم را گرد هم آورد – تمامی آن پرسش‌های پیچیده که تنها در تفسیرهای حقیقت‌گرا برمی‌آید -‌ و آن‌ها را در نسخه‌ای شیطانی‌شده از تفسیر کپنهاگی ضدواقع‌گرایانه دسته‌بندی کنیم؟ انگیزه‌ها به طرز عادلانه‌ای آشکار هستند. انتقاد کردن از فرهنگ مبهم و بی شکلِ  بی تفاوتی، جز کلی‌ترین اصطلاحات، دشوار است؛ در هر صورت، چنین بی‌تفاوتی، برای جامعه‌شناسی علم و نه برای محتوای‌ آن، یک مسئله‌ی مهم است. آن فیزیکدانان و فیلسوفان کنجکاوتر که به دنبال تفسیری جایگزین و واقع‌گرایانه‌تر بودند، به شکستی بهتر و مغالطه‌ی۴۲ معنادارتر برای به زمین زدن نیاز داشتند.

و این‌جا ابهام بدنام و تفسیر حی‌ و حاضر و متعصبانه و ارتدکس بور وجود داشت؛ تعصبی که از بور الهام گرفته نشده‌ بود؛ اما با این‌حال، به طور اجتناب‌ناپذیری به او ربط داشت.«همگان نسبت به بور تملق می‌ورزیدند.»در سال ۱۹۸۷ بوهم توضیح داد «اما هیچ‌کس نمی‌داند که او چه می‌گوید؛ مردم شست‌وشوی مغزی می‌شوند در این رابطه که حق با بور است؛ اما وقتی زمانی فرا می‌رسد که از فیزیک استفاده کنند، مخالفش را انجام می‌دهند.» ماهیت متلاشی شده و اصالت پرسش ‌برانگیزش را نادیده بگیرید؛ «تفسیر کپنهاگ»، سکویی عالی است که استدلال‌های متقابل‌ خود را بسازید و یا نارضایتی را ریشه‌دار کنید تا انقلابتان را برانگیزید؛ یا اینکه تعدادی کتاب بیشتر بفروشید.

یکی از مثال‌های مورد علاقه‌ی من در رابطه با این روند، مقاله‌ای است که نظریه‌پرداز امریکایی، برایس دویت۴۳، آن را سال ۱۹۷۰ در «فیزیک امروز» با عنوان «با توجه به تفسیر کپنهاگ در مورد مکانیک کوانتوم»، نوشت:« هر زمان که یک «تابع موج» به «شکلی خاص مربوط به اندازه‌گیری» می‌رسد، بلافاصله فرو می‌ریزد.» دویت به دنبال معتبر شدن یک واقعیت جایگزین بود که بر اساس ایده‌ی «چندجهانی» باشد؛ هیچ شکی وجود نداشت که نسخه‌ی ساختگی‌اش از کپنهاگ به او برای پرورش ناخشنودی نسبت به ارتدکس غالب کمک کرد.

زمان، تقریبا درست است. کارِ بوهم در اواخر دهه‌ی ۱۹۵۰ و بل در دهه‌ی ۱۹۶۰ تا اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰، به نتایج خارق‌العاده‌ی دیگر منجر شد. تفسیری از مکانیک کوانتوم که به اصطلاح به آن «به صورت موضعی واقعی۴۴» گفته می‌شود به این شکل است که در آن فرض می‌شود موجوداتی مانند فوتون‌ها و الکترون‌ها، ویژگی‌های ذاتی در امتداد دارند – و نه تنها در نقطه‌ی مشاهده یا اندازه‌گیری آن‌ها- و منجر به پیش‌بینی‌هایی می‌شود که که با مکانیک کوانتوم «معمولی» متفاوت است. مشخص شد که این پیش‌بینی‌ها می‌توانند به صورت تجربی آزمایش شوند. این‌چنین آزمایشاتی در فواصل منظم و با پیچیدگی و دقت روزافزون تا به حال انجام شده ‌است و تایید می‌کند که برخلاف این‌که چقدر منطقی به نظر می‌رسد، همه‌ی آن‌چه در رابطه با -به صورت محلی واقعی- وجود دارد، کاملا اشتباه است. با این وجود، این آزمایشات رشته‌های کاملا جدیدی را به وجود آورده‌اند- از اطلاعات و محاسبات کوانتومی- که نشان می‌دهد تحقیقات درباره‌ی مسائل فلسفی به ظاهر بی‌معنی  می‌تواند نتایج کاربردی عمیقی داشته ‌باشد.

ادغام حساب‌شده‌ای که به وسیله‌ی مقاله‌ی دویت انجام شد، به دنیایی از سردرگمی منجر شده‌ است. در نظرسنجی که در سال ۲۰۱۶ و در دانشگاه آرهوس۴۵ دانمارک توسط «ساجیوان سیواسوندارام۴۶» و «کریستین هویدفلت نیلسن۴۷» از فیزیکدانان گرفته‌ شد، دریافتند که تنها تعداد کمی از فیزیکدانان معنای درست تفسیر کپنهاگ یا مفهوم بنیادین مکانیک کوانتوم را متوجه شدند – بر اساس ایده‌ی یک دنیای احتمالاتی، تا زمانی که اندازه‌گیری انجام نشود، ذره نه در این‌جا و نه در آن‌جا است و توسط خود تابع موج توصیف می‌شود. در واقع، تعداد کمی از پاسخ‌دهندگان فهم مناسبی از مسائل اندازه‌گیری داشتند که این رشته را آغاز کرده ‌بود.

مرمین باید به دلیل دنبال کردن از روندی که تا سال ۱۹۸۹ در طرز فکر فرهنگ کوانتوم جا افتاده‌بود، بخشیده‌ شود. من هم در اولین کتابم درباره‌ی مکانیک کوانتوم که در سال ۱۹۹۲ چاپ شد، همین کار را بسیار انجام دادم. از آن زمان، هر دوی ما یاد گرفتیم تا بیشتر محتاط باشیم. باید بدانیم در مورد تحقیق بنیادین، تعصب در بی‌تفاوتی در مورد مسائل فلسفی، حداقل به همان مقدار که بور ممکن است گفته باشد، سزاوار سرزنش است. البته، اولین کسی که یک اصطلاح را وارد الگوی رفتاری می‌کند، مانند «دهانت را ببند و محاسبه کن»، می‌تواند ادعای مالکیت بر آن را نداشته باشد و نمی‌تواند نحوه‌ی استفاده‌ی دیگران از آن را کنترل کند. صرف نظر از درستی‌ها و اشتباهات تاریخی، کسانی که به استفاده کردن از این اصطلاح به قصد سوءاستفاده در رابطه با تفسیر کپنهاگ ادامه می‌دهند، کاملا برای انجام این کار آزادی دارند.

اما در این‌جا تعداد زیادی از منتقدان وجود دارند که با تاریخ آشنایی دارند و همچنین آماده هستند تا آن را مطرح کنند. هدف این مقاله هم این است که به شما کمک کند تا دقیقا همین کار را انجام بدهید.

 

1.quantum mechanics

2.Albert Einstein’s theories of relativity

3.classical mechanics

4.Niels Bohr

5.Karl Popper

6.schism

7.wave function

8.photographic emulsion

9.collapses

10.measurement problem

11.David Bohm

12.Erwin Schrodinger

13.tranquilising philosophy

14.orthodoxy

15.John Stewart Bell

16.Physics Today

17.N David Mermin

  1. shut up and calculate

19.meme

20.folklore

21.Richard Feynman

22.Sean Carroll

23.Something Deeply Hidden(2019)

24.Werner Heisenberg

25.Percy Williams

26.Edwin Kemble

27.The Logic of Modern Physics

28.J Robert Oppenheimer

29.Wolfgang Pauli

۳۰. کتابچه‌ی راهنمای فیزیک به زبان آلمانی، نوشته‌ی هانس گایگر و کارل شیل

31.Leonard Schiff

32.Queen’s University in Belfast

33.Andrew Whitaker

34.Arthur Compton

35.Samuel Goudsmit

36.hands-on: involving direct involvement or intervention

37.can-do: having or showing a determination or willingness to take action and achieve results

38.Richard Hofstadter

39.David Kaiser

40.Professional calculating physicists

41.Quantum Reality(2020)

42.strawman

43.Bryce DeWitt

44.locally real

45.Aarhus University in Denmark

46.Sujeevan Sivasundaram

47.Kristian Hvidtfelt Nielsen

48.John Heilborn

 

5/5 - (7 امتیاز)
به اشتراک بگذارید
منبع Aeon
ممکن است شما دوست داشته باشید
۲ نظرات
  1. مهدی موسوی می گوید

    با سلام، ضمن سپاس از وب‌سایت بسیار خوب و مطالب پربار علمی که منتشر می‌کنید، اجازه می‌خواهم نقدی بر ترجمه‌ی متن حاضر داشته باشم:

    متأسفانه به رغم جذابیت موضوع، ترجمه‌ی ضعیف مطلب باعث شد از ادامه‌ی مطالعه منصرف شوم. ای کاش ویراستاران محترم، نظارت جدی‌تری بر کیفیت ترجمه‌ها و روان بودن متن‌ها داشته باشند.

    1. تحریریه علم روز می گوید

      سلام جناب آقای موسوی؛ بسیار سپاسگزاریم از لطف شما و پیگیری مطالب. بلی، نقد شما صحیح هست. ترجمه اشکالاتی دارد. در اولین فرصت ویراستاری مجدد و جدی‌تری روی مقالات انجام خواهیم داد. امیدواریم در مقالات بعدی دقت بیشتری در ترجمه و ویراستاری داشته باشیم.
      سپاس از شما که نقدتان را بیان فرمودید.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

go2top