سیاه چاله و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ

در اين بخش مي‌توانيد در مورد فیزیک نسبیت و فیزیک کوانتوم و ... به بحث بپردازيد

مدیر انجمن: شوراي نظارت

ارسال پست
Old Moderator
Old Moderator
نمایه کاربر
پست: 318
تاریخ عضویت: پنج‌شنبه ۱۶ شهریور ۱۳۸۵, ۴:۰۰ ب.ظ
سپاس‌های ارسالی: 62 بار
سپاس‌های دریافتی: 114 بار
تماس:

سیاه چاله و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ

پست توسط Fantoom121 »

تصویر



پس از نسبیت باید نگاهی به مکانیک کوانتومی بیاندازیم جایی که دانشمندان زیادی از جمله نیلز بور ، ولفانگ پائولی ، اروین شرودینگر ، انریکو فرمی و ورنر کارل هایزنبرگ . مکانیک کوانتوم حاصل کار چندین نفر بود ، در صورتی که نسبیت با تمام گستردگی خود حاصل ذهن خلاق اینشتن بود . اما گفتنی است که اینشتن یک انسان معمولی نبود . با بررسی هایی که بر روی مغز او انجام شده است مشخص شده است که قسمتی از مغز او که مربوط به استدلالات بوده است 15 درصد از مغزهای معمولی بزرگتر بوده است . همچنین او به یک نوع جهش ژنتیکی مبتلا بوده است که باعث خلاقیت می شده است . با این وجود کار دانشمندی چون ورنر هایزنبرگ نیز شایان توجه است . در آغاز خود هایزنبرگ نیز فکر نمی کرد که اصل عدم قطعیت او چنین انقلابی در مکانیک کوانتومی بخ وجود آورد . شاید بتوان گفت او مهمترین قسمت مکانیک کوانتوم را بنیان گذارد . هر چند که این اصل فقط در قسمت کوتاهی از شرح سیاهچاله می تواند ما را یاری کند اما بد نیست اطلاعاتی در این زمینه داشته باشیم

اما اساسا" اصل عدم قعیت چیست و چه بیان می کند ؟

در واقع هایزنبرگ اصل عدم قطعیت را با یک استدلال ساده آغاز کرد . او گفت در واقع هیچ پدیده ی فیزیکی به خودی خود وجود ندارد مگر این که در میان دو ناظر یا دو چیز به وجود آید . از قبل بر اساس هندسه اقلیدسی جسم و مسیر آن مشخص می شد و به این گونه شرح داده می شد که جسم یک نقطه ریاضی و یک خط ریاضی مسیر حرکتش است . اما هایزنبرگ با این موضوع کنار نیامد . او گفت که این فرض در مکانیک کلاسیک درست است اما در مکانیک کوانتوم وضع می تواند تغییر کند . در واقع هر گاه شما بخواهید موقعیت یک ذره همچون یکی فوتون با الکترون را بررسی کنید باید بر مسیر حرکت آن تأثیراتی هر چند اندک بگذارید با توجه به این ها و ریاضیات پیچیده هایزنبرگ این اصل را بیان کرد که هرگاه ما دو کمیت متغییر و قابل مشاهده با هم مورد بررسی قرار دهیم هیچگاه نمی توانیم تکانه ( میزان حرکت از فرمول P = m . v محاسبه می شود که در آن v سرعت یک جسم و m برابر جرم آن است ) و موقعیت آن را به طور همزمان به طور دقیق اندازه گیری کنیم . برای مثال اگر قصد داشته باشیم تکانه ی آن را به طور دقیق مورد بررسی و اندازه گیری قرار دهیم دیگر قادر نخواهیم بود به طور دقیق موقعیت آن را تعیین کنیم . همین اصل به ظاهر ساده که در سال 1927 توسط هایزنبرگ به وجود آمد یکی از پایه های بنیادی مکانیک کوانتوم است . ممکن از تصور کنید که این را هر کسی می توانسته استدلال کند ولی بد نیست بدانیم که این یک موضوع استدلالی نیست بلکه به وسیله ی محاسبات دقیق ریاضی و مکانیک ماتریسی هایزنبرگ به وجود آمده است . در واقع هر گاه شما بخواهید موقعیت یک ذره همچون یکی فوتون با الکترون را بررسی کنید باید بر مسیر حرکت آن تأثیراتی هر چند اندک بگذارید . در واقع اگر شما فقط در صورتی می تواند این کمیت را دقیق مورد بررسی قرار دهید که طبیعت آن ها را آشکار نکنید و هیچ دستی بر ساختارشان نبرید که این هم با امکانات امروزی غیرممکن به نظر می رسد . با این وجود هایزنبرگ به وسیله معادلات خود نشان داد که حتی اگر چنین دستگاه را در ذهن خود بسازیم ما اندازه گیری مورد نظر را نمی توانیم با دقت دلخواه انجام دهیم . در کل معادلات اصل عدم قطعیت هابزنبرگ هر کمیت متغییر و قابل اندازه گیری را محدود می کند

همانطور که می دانیم ذرات را بر اساس اصل مکملی توصیف می کنند یعنی یک ذره می تواند هم حالت موجی و هم حالت ذره ای از خود نشان دهد . ولی یک تبصره در اینجا وجود دارد یک ذره هیچگاه نمی تواند دو حالت را با هم نشان دهد هرچند که امروزه پرفسور شهریار صدیق افشار دانشمند ایرانی با طرح یک آزمایش آن را به طور روشن رد کرد و بیان کرد که یک ذره می تواند هر دو حالت را با یکدیگر از خود نشان دهد . اما اگر بخواهیم بدون توجه به آزمایش پروفسور افشار از اصل عدم قطعیت در این حالت ها سخن بگوییم کاری ساده است یعنی وقتی که ما بر اساس خاصیت موجی سخن می گوئیم کمیت های مربوط به موج صفر است و کمیت های ذره ای نامحدود محاسبه می شوند و اگر قصد داشته باشیم اصل عدم قطعیت را حالت ذره به کار ببریم کمیت های مربوط به خاصیت ذره ای صفر و کمیت های مربوط به خاصیت موجی بی نهایت یا نامحدود محاسبه خواهند شد . در رابطه با خاصیت موجی هرگاه ما تابع موجی را به دست آورده و در موقعیت یا تکانه ضرب کنیم در این شرایط مسلما" بزرگتر یا مساوی با ثابت پلانک بر 4π .

اگر بخواهیم فرمولی برای دو عدم قطعیت تکانه و موقعیت تعیین کنیم همان فرمول معروف هایزنبرگ است که امروزه یکی از پایه ای ترین فرمول های مکانیک کوانتوم است که بیان می دارد حاصل ضرب دو عدم قطعیت تکانه

Δp

و موقعیت

Δx

همواره بزرگتر یا مساوی با ثابت پلانک تقسیم بر دو است


تصویر





از دیگر روابطی که در اصل عدم قطعیت به چشم می خورد رابطه ی بین مختصه ی زمان ذره و انرژی آن است . اگر بخواهیم این اصل را شرح دهیم همانند اصل اول است که می گوید هیچگاه و در تحت هیچ شرایطی ما قادر نخواهیم بود مختص زمان یک ذره را به همراه انرژی آن با دقت بی نهایت اندازه بگیریم در واقع در این کاری نا ممکن است . رابطه ای که بین این دو به چشم می خورد بیان می کند که حاصل ضرب این دو عدم قطعیت یعنی مختص زمان و انرژی ذره همواره بزرگتر یا مساوی ثابت پلانک خواهد بود . این رابطه به صورت زیر نوشته می شود



تصویر


همانطور که می دانیم آلبرت اینشتن یکی از مخالفان سر سخت مکانیک کوانتوم بود و همیشه در زمینه ی مکانیک کوانتوم با نیلز بور دانشمند معروف فیزیک کوانتومی به بحث می پرداخته است . هرچند که خود کمک شایانی به مکانیک کوانتوم کرد و جایزه ی نوبل خودرا هم برای همین کار گرفت . او جمله ای معروف در زمینه ی مکانیک کوانتوم گفته است که : روزی مکانیک کوانتوم همانند مکانیک کلاسیک از عرصه ی فیزیک سقوط خواهد کرد .

اما اینشتین در رابطه با اصل بالا با نیلز بور به بحث پرداخت و سرانجام نیز به وسیله تئوری نسبیت عام که خود آن را ارائه کرده بود شکست خورد .

در سال 1930 در کنفرانس بروکسل برای نقض رابطه بالا آزمایشی خیالی پیشنهاد داد . در این جعبه که دیواره هایش آینه پوش شده است یک ساعت وجود دارد که هر گاه که ما مقداری انرژی تشعشعی وارد جعبه کنیم ساعت به کار می افتد . پیش از اینکه انرژی را وارد جعبه کنیم جرم آن را اندازه می گیریم و بعد از اینکه در جعبه را باز کردیم تا انرژی وارد کنیم در همان لحظه مقداری انرژی نیز خارج می شود همچنین در آن لحظه ساعت به کار می افتد . پس از این مراحل اختلاف جرمی حالت دوم و اول را محاسبه می کنیم و درc? ضرب می کنیم و انرژی خارج شده به دست می آید . در این شرایط ساعت به خوبی کار می کند و هیچ عدم قطعیتی در زمان وجود ندارد در این صورت عدم قطعیت انرژی صفر است و در نتیجه عدم قطعیت زمان نیز صفر خواهد بود در این صورت اصل بالا نقض خواهد شد . در آن زمان بور چیزی برای گفتن نداشت با چهره ای عبوس به هتل رفت اما صبح روز بعد با چهره ای بشاش در تالار اجتماعات حاضر شد و منتظر اینشتین ماند . زمانی که اینشتین آمد با لبخندی شروع به صحبت با او کرد و برای توجه موضوع این گونه گفت : بد نبود اگر در سخن خود توجهی به نظریه ی خود نیز می کردید . او گفت برای اندازه گیری جرم جعبه می باید جعبه را به صورت قائم بر یک نیروسنج متصل کنیم در این صورت تحت میدان گرانش زمین ساعت کند یا تند می شود . بر اثر این پدیده در هنگام باز کردن در جعبه یک عدم قطعیت بر ساعت و زمان وارد خواهد شد . در لحظه ی از دست رفتن انرژی جعبه نوسان می کند . او با حل چند معادله به اصل بالا رسید و اینشتین را با جادوی خودش قانع کرد . در اصل عدم قطعیت روابطی دیگری بین دو متغییر وجود دارد که همواره به نا مساوی هستند ، ولی چون پیچیدگی خاصی دارند در این بحث آورده نمی شود

از دیگر نتایجی که می توان از اصل عدم قطعیت گرفت این است که همیشه احتمال وقوع یک رخداد بیش از صفر است . یعنی این که اگر شما رویدادی را که در نظر بگیرید که احتمالی به وقوع آن نمی دهید ممکن است پدید آید ، حتی اگر غیرممکن به نظر برسد . در سال های دبیرستان خوانده ایم که در خلاء هیچ چیز وجود ندارد نه مولکول ، نه اتم و نه هیچ چیز دیگر ولی آیا واقعا" این سخن بر طبق قوانین فیزیک کوانتومی صحیح است ؟

در اصل عدم قطعیت می خوانیم که در هیچ محیطی میدان ها صفر نمی شوند اگر این عمل رخ دهد یعنی اصل عدم قطعیت به وضوح رد شده است . با توجه به این حرف در فضای خلاء همواره ذرات و ضد ذراتی مجازی وجود دارند که یک دیگر را خنثی می کنند ، همانطور که می دانیم هر ذره دارای یک پاد ذره یا ضد ذره است که باری مخالف آن دارد ؛ برای مثال برای الکترون یک پاد ذره به نام پوزیترون وجود دارد که بار مثبت دارند هر گاه این دو با یکدیگر برخورد کنند و یک کوانتوم انرژی آزاد می شود این حادثه فروپاشی پرتویی نام دارد در فرآیند مقابل ممکن است دو کوانتوم انرژی با هم برخورد کرده و یک زوج الکترونی پوزیترونی پدید آورد این فرآیند تولید زوج نامیده می شود


تصویر



در تصویر بالا دو فرآیند مشاهده می شود . اما بر طبق اصل عدم قطعیت در خلاء این ذرات مجازی هستند و قابل مشاهده نیستند ولی ما می توانیم آثار آنها را ردیابی کنیم . این جفت ذره مجازی دارای انرژی هستند و به همین علت است که می گویند محیط واقعی خلاء وجود ندارد و خلائی که ما از آن نام می بریم پر از ذرات و ضد ذرات مجازی است .

درست در همین جا است که نسبیت و مکانیک کوانتوم با یکدیگر تناقض پیدا می کنند .

اما چرا ؟

بر طبق نسبیت فضا و زمان بافتی به نام فضا ? زمان را پدید می آورند که خمیده است . از سوی دیگر در اصل عدم قطعیت کوانتوم گفته می شود که فضا پر از ذره و ضد ذرات مجازی است که حاوی انرژی هستند . حالا بین کوانتوم و نسبیت مشکل ایجاد می شود و این سؤال پیش می آید که اگر فضا ? زمان پر از این ذرات و ضد ذرات است و آنها انرژی دارند پس مجموع انرژی آنها فوق العاده زیاد است پس بافت فضا ? زمان باید مثل یک دانه نخود فرنگی چروکیده باشد پس چرا اینگونه نیست ؟

دانشمندان زیادی از جمله دیراک در این زمینه تلاش کردند تا این دو نظریه بزرگ قرن را متحد کنند اما توفیق چندانی نیافتند . اما امروزه نظریه ی

CPH

با کوانتومی در نظر گرفتن خود فضا ? زمان این مشکل را حل کرده است .

تا اینجا در زمینه ی موضوعاتی که با ما کمک می کنند تا سیاهچاله را شرح دهیم ، پرداختیم . بحث را در اینجا به پایان می بریم و به اصل موضوع یعنی سیاهچاله در فصل بعد می پردازیم . هرچند که این نظریه ها به اندازه چند کتاب توضیح دارند که مناسب این مقاله نمی باشد
 تصویر
تصویر 
  در خاک غریب پرسه بی انتهاست - هم گریز غربتم زادگاه من کجاست؟ 
Captain
Captain
نمایه کاربر
پست: 1106
تاریخ عضویت: چهارشنبه ۲۹ شهریور ۱۳۸۵, ۱۱:۱۲ ق.ظ
سپاس‌های ارسالی: 176 بار
سپاس‌های دریافتی: 468 بار
تماس:

پست توسط Mehdi2224 »

 پس زمينه فلسفي اصل عدم قطعيت
 
نويسنده: بهناز مهردار قائم مقامي - دانشجوي كارشناسي فيزيك

اگر از بنيادهاي فلسفي اصل عدم قطعيت (uncertainly principle) , نشناختي حقيقت مطلق استنتاج گردد بايد بپذيريم اين اصل به هيچ روي دستاورد نوين فلسفي به همراه خود نداشته است.

طرح اين مساله كه "حقيقت نهايي هيچ چيز قابل ادراك نيست و هيچكسي ذره اي به كمال راه نمي يابد" ]اصول اوليه/هربرت اسپنسر[ به نوعي تكرار تعبير هكسلي خواهد بود كه تنها فلسفهء صحيح, فلسفهء لاادري Agnosticism)) است. اينكه حقيقت مطلقي در پس جهان مشاهدات وجود دارد يا نه را نمي توان مناقشهء فلسفي نويني دانست كه اصل عدم قطعيت موجد آن بوده باشد. نسب و اضافات خود متضمن امري نهايي و مطلق غير از پديدارهاست . از همين روست كه در مي يابيم " ادراك حقيقتي كه در پس پديدارها نهان است تا چه اندازه محال مي باشد و چگونه از اين امتناع و عدم امكان ايماني محكم به اين حقيقت پيدا مي كنيم. در حاليكه به حقيقت مطلق هيچ دسترسي نداريم". خواه اين عدم دسترسي به مطلق بواسطهء اخلال و آشفتگي (disturbance) در فرايند مشاهده باشد خواه به واسطهء امكان ناپذير بودن كل گرايي (Holism) كه محدوديت اجتناب ناپذير روش شناسي methodology)) علم تجربي است.

با اين وصف محدوديتي كه عدم قطعيت در تعيين دقيق و همزمان موقعيت و اندازه حركت ايجاد مي كند نتيجتا ً تفاوت عمده اي با محدوديتهاي ذاتي قوانين علم تجربي ندارد. علم تجربي به مقتضاي طبع نمي تواند با اشياء في نفسه و حقيقت كامل و دست نخورده خارجي آنها سرو كار داشته باشد. جوهر و عليت و وجوب مقولات نهايي هستند تنها درباره ظواهر و پديدارها قابل استعمال مي باشند. بايد گفت اين مفاهيم در وصف امور في نفسه كارايي ندارند. "با هيچ روش علمي نمي توان يكجا و يك دفعه بر كل يك پديده احاطه پيدا كرد و همه چيز آن را دانست و سراپاي آن را بررسي نمود. هر تجربه اي به قصد كاوش در چهرهء گزيده اي است و كاوش در هر چهرهء گزيده ميسر نيست مگر با غفلت از چهره هاي ديگر و حتي دگرگون كردن آنها. براي نمونه فرض كنيد دماي مقداري آب را مي خواهيد اندازه گيري كنيد. ساده ترين راه فرو بردن يك دماسنج در آب است.

با اين روش مقدار دماي آب را (چهرهء حرارتي آن را) به دست مي آوريد. اما ساير چهره هاي آب چه مي شوند؟ آيا با فرو بردن دماسنج در آب و حل شدن قدري از ديوارهء شيشه اي آن در آب بر ميزان نمك محلول در آب نيفزوده ايد؟ آيا با بالا بردن نمك محلول, نقطه انجماد و تبخير آن را تغيير نداده ايد؟ و آيا با انحلال نمك در آن و تغيير تعادل آن مطابق با اصل لوشاتليه (LeChatelier) حتي خود دماي آن را هم عوض نكرده ايد؟ و آيا با نزديك كردن جرم دماسنج به آن وزن آب را تغيير نداده ايد؟ و آيا .... " ]علم چيست ؟فلسفه چيست؟/دكتر عبدالكريم سروش[ .

البته بايد به اين مساله اذعان نمود كه عدم قطعيت ماهيتاً با آشفتگي هايي كه به سبب نقص ابزار مشاهده ايجاد مي شوند متفاوت است. عدم قطعيت ذاتي مكانيك كوانتومي است و كمترين ارتباطي به بهبود ابزار و وسايل مشاهده ندارد. در فلسفهء كانت هم آنچه كه ما از شيء و موضوعي درك مي كنيم پديدار و يا ظاهري Phenomenon)) است كه محتملاً با تركيب واقعيت خارجي آن پيش از آنكه در ذهن ظاهر گردد اختلاف دارد. شيء في نفسه (Noumenon) اگرچه كه مي تواند موضوع فكر و استدلال ما قرار گيرد ولي هرگز قابل تجربه نيست زيرا در حين تجربه در حال عبور از مجاري حواس و فكر ما تغيير شكل مي دهد. في الواقع "بزرگترين ارزش كانت هم در آن است كه شيء في نفسه را از پديده و ظواهر آن تمييز داد. ]جهان همچون اراده و تصور/ شوپنهاور[ بر خلاف تصور و پندار عامه معني ايده آليسم و اصالت تصور آن نيست كه چيزي جز تصور كننده وجود ندارد.

كانت نيز هرگز در وجود ماده و جهان خارج ايجاد تشكيك نمي نمايد اما به وضوح به اين مساله اشاره مي كند كه از جهان خارج چيزي به يقين نمي دانيم و آنچه كه با قطع و يقين مي دانيم وجود آن است. اصل عدم قطعيت ما را مجاز مي دارد كه بدانيم چرا تابش و ماده خصلت دوگانه دارند؟ اگر بخواهيم كه موج يا ذره بودن تابش را به طور تجربي معين كنيم در مي يابيم آزمايشي كه تابش را به آشكار ساختن خصلت موجيش وادار مي كند خصلت ذره اي آن را قوياً پنهان مي كند. اگر آزمايشي ترتيب دهيم كه خصلت ذره اي را نمايان كند آنگاه خصلت موجي آن پنهان مي شود. "تابش و نيز ماده همچون سكه اند. مي توان ترتيبي داد تا سكه هر يك از دو روي را ما مي خواهيم به نمايش بگذارد.

ولي نمايش همزمان هر دو روي ممكن نيست. و اين در حقيقت جوهر اصل مكمل بودن (complementarity principle) بوهر است. مفاهيم موجي و ذره اي يكديگر را نفي نكرده بلكه تكميل مي نمايند." ]فيزيك كوانتومي/جلد اول/ آيزبرگ/رزنيك .[اين رفتار دوگانه بيانگر تضاد دروني دو خصلت نيست و اصطلاح مكمليت به خوبي از پس تبيين اين مفهوم بر مي آيد. اصل عدم قطعيت همچنين روشن مي كند كه مكانيك دستگاههاي كوانتومي بايد الزاماً بر حسب احتمالات بيان شوند. در مكانيك كلاسيك اگر در هر لحظه مكان و اندازه حركت هر ذره را در يك دستگاه منزوي دقيقاً بدانيم آنگاه رفتار دقيق ذرات دستگاه را در تمام لحظات بعد پيشگويي كنيم. اما در مكانيك كوانتومي اصل عدم قطعيت بيانگر اين مطلب است كه براي دستگاههاي شامل فواصل و اندازه حركتهاي كوچك انجام اين عمل از اساس غير ممكن است. در نتيجه مي توان تنها به پيشگويي رفتار احتمالي اين ذرات پرداخت.

مكانيك كوانتومي از بن سرشت آماري دارد و از ديدگاه هايزنبرگ و بور نگرش احتمالاتي در فيزيك كوانتومي يك نگرش بنيادي است و در تقابل با جبرگرايي(determinism) . كاربرد مباحث احتمال در مكانيك كلاسيك امري بيگانه نيست. براي مثال مكانيك آماري كلاسيك (classical statistical mechanics) بر مبناي تئوريهاي احتمال وتخصيص احتمالات(Probability distribution) به ‏مجموعه‏اى از رويدادها كه به يكديگر مرتبطند بنا شده اما قوانين فيزيك كلاسيك مانند قوانين نيوتن اصالتاً جبري(deterministic) هستند و تحليل آماري صرفاً يك وسيله عملي براي كار با دستگاههاي بسيار پيچيده به كار مي رود. در مكانيك كلاسيك معادله هاي حركت يك دستگاه با نيروهاي مفروض را مي توان حل نمود تا مكان و اندازه حركت ذره در زمانهاي مختلف به دست آيد. كافي است موقعيت و اندازه حركت دقيق ذره را در لحظه اي مانند t = 0 به عنوان شرايط اوليه مساله (initial conditions) بدانيم تا حركت آتي آن به طور دقيق تعيين گردد. اين مكانيك در دنياي ماكروسكوپيك پاسخگوي امور است و حركت آتي اجسام را برحسب حركت اوليه شان پيشگويي مي كند.( اگرچه كه در جريان فرايند مشاهده مشاهده گر و دستگاه با هم بر هم كنش متقابل دارند.) حركت اجسام ماكروسكوپيك نيز طي انجام فرايند مشاهده در اثر اندازه گيري دستخوش آشفتگي مي شوند كه عموماً از آن صرف نظر مي گردد.

مطابق با اصل عدم قطعيت هايزنبرگ , در عمل و آزمايش غير ممكن است كه هر دو كميت مكان و اندازه حركت به طور دقيق تعيين گردند. پاسخ نظريه كوانتومي اين است كه مي توان چنين كاري را انجام داد اما نه دقيقتر از مقداري كه اصل عدم قطعيت هايزنبرگ مجاز مي شمارد. اين اصل مشتمل بر دو قسمت است. قسمت اول به اندازه گيري همزمان مكان و اندازه حركت مرتبط است و دقت اندازه گيري ما بالذات توسط خود فرايند اندازه گيري محدود مي شود. به گونه اي كه :
Please Login or Register to see this code

(كه در آن Һ برابراست با ثابت پلانك بر π2) براي مولفه هاي ديگر و نيز در مورد اندازه حركت زاويه اي روابط مشابهي وجود دارند. بنابراين اصل عدم قطعيت ذاتي مكانيك كوانتومي است و اساساً به ابزار مشاهده و در نتيجهء آن تعيين همزمان بهتر و دقيق تري از x و p ارتباطي ندارد. بعبارتي اصل عدم قطعيت بيان مي دارد كه حتي با وسايل ايده آل نمي توان اصولاً به دقتي بهتر از x ∆ p≥ ½Һ∆ دسترسي داشت. همچنين نبايد از ياد ببريم كه در اين اصل حاصلضرب عدم قطعيتها دخالت دارند. به گونه اي كه هر اندازه آزمايش را اصلاح كنيم تا دقت بالاتري در اندازه گيري p داشته باشيم به همان نسبت دقت ما در تعيين دقيق x كاهش مي يابد. اگر اندازه حركت به طور دقيق معلوم باشد بدين معناست كه ما همه اطلاعات راجع به موقعيت مكاني ذره را از دست داده ايم.
Please Login or Register to see this code
لذا در اندازه گيري همزمان دو كميت x و p مي توان x و p را به طور مجزا اندازه گيري كرد و هيچ محدوديتي براي دقتي بالا وجود ندارد بلكه اين محدوديت به حاصل ضرب x ∆ p∆ مربوط مي باشد كه اين مساله بسيار حائز اهميت است. بيان اينكه اصل عدم قطعيت مبتني بر حقايق تجربي است چندان دور از انصاف نيست. عدم قطعيت هايزنبرگ را مي توان از اصل موضوع دوبروي استنتاج نمود كه بر آزمايش تجربي استوار است. وجه تمايز فيزيك كوانتومي و فيزيك كلاسيك ثابت پلانك است. كوچكي مقدار h است كه عدم قطعيت را از گستره تجربيات روزمره خارج مي سازد. درست نظير كوچكي نسبت υ به с در موارد ماكروسكوپيك كه نسبيت را بيرون از تجربيات معمولي قرار مي دهد. اثبات اصل عدم قطعيت همچنين برپايهء يك آزمايش ذهني (thought experiment) منسوب به بور نيز ميسر است.

اين آزمايش نيز بيانگر آن است كه بين مشاهده گر و مشاهده شونده هميشه بر هم كنش نامعلومي وجود دارد كه براي اجتناب از اين بر هم كنش هيچ راه حلي متصور نيست. در مكانيك كوانتومي تصور ما از جهان و شيوه اي كه جهان به نظرمان مي رسد به طور بنياديني به هم ربط دارند. مرز ميان انتزاع (Abstraction) و ما به ازاء خارجي, مرز ميان حقيقت(truth) فعليت (actuality)و واقعيت (reality) چندان واضح نيست و ابهامات فلسفي زيادي نسبت به اين مساله وجود دارد. هرچيزي كه فكر درباره آن مي انديشد چه به طور واضح مستدل باشد و يا نباشد يك واقعيت است. واقعيت ممكن است باطل كذب و يا به وضوح مدلل باشد ولي با اين همه همچنان يك واقعيت است.

حقيقت Truth)) در انديشه و بيان كريشنامورتي (krishnamurti) انديشمند هندي به معناي حقيقتي ازلي است كه فكر و انديشه و ذهن بشر در آن دخالتي ندارد و درك Perception)) در حقيقت عملي است كه ضمن آن احساساتي كه به وسيله محركهاي حسي به وجود مي آيد براي شخص معنا و مفهوم پيدا مي كند. به عبارتي تركيبي است از عناصر ذهني و عيني در رابطه بين فرد و محيط . بعلاوه درك يك فعاليت انتخابي است و هر كس از ميان محركهاي بيشماري كه از محيط دريافت مي كند برخي را كه مطابق علاقه و انتظار و برآورنده نيازهاي اوست درك مي كند. به بيان ديگر ما دنيا را آنگونه كه هست نمي بينيم بل آنگونه كه مي خواهيم و انتظار داريم نظاره مي كنيم. جان لاك دانش را مطابق بودن يا نامطابق بودن دو تصور مي داند و آن را بر سه گونه مي شمارد: ١_دانش شهودي ۲_دانش برهاني , ۳_ دانش تجربي.

دانش شهودي ادراك بي واسطه دو تصور است. دانش برهاني ادراك با واسطه گزاره ها و دانش تجربي ادراك با واسطه حواس است. وي درباره آگاهي ما نسبت به وجود خود مي گويد : "اين آگاهي چنان روشن است كه كه نه نيازي به دليل دارد و نه دليلي درخور آن است". در اينجا طرح اين پرسش لازم است كه آيا اخلال ناخواسته اي به نام عدم قطعيت, تنها گريبانگير دانش تجربي است؟ آيا اشراق و شهود كشف و ادراك باطني از آسيبهايي اينچنين مصون اند؟ آيا مفاهيم ناب (category) آزاد از تجربه وجود دارند كه بي واسطه ما را از اشياء في نفسه آگاه نمايند؟ . شوپنهاور در "چهار اصل دليل كافي" مفهوم عليت را در چهار وجه تبيين مي نمايد. ١_در منطق به شكل حصول نتيجه از مقدمات قياس ۲_در فيزيك به شكل تتابع علت و معلول ٣_ در رياضيات به شكل قوام بنا از قوانين رياضي و مكانيك ٤_ در اخلاق به شكل حصول رفتار از نهاد و طبيعت.

"هيوم انديشه تجربي را نه تنها درباره تصورها بلكه درباره بنياد قضاوتهاي تجربي يعني اصل عليت نيز به كار مي برد." ] درآمدي به فلسفه/دكتر نقيب زاده[ . از ديدگاه هيوم هرگونه استنتاج تجربي بر بنياد مفهوم عليت است و از سوي ديگر خود اين مفهوم بر بنياد تجربه است. يعني همه نتيجه گيري هاي تجربي بر بنياد اين فرض نهاده شده اند كه همه بستگي هايي كه امروز ميان پيشامدها و موضوعات دريافته ايم در آينده نيز در كار خواهند بود. به بيان ديگر همان علت هايي كه در گذشته معلول هايي را در پي آورده اند در آينده نيز چنين خواهند كرد. ولي پرسش اينجاست كه ما از كجا به اين شناخت كلي رسيده ايم؟ پاسخ هيوم اين است كه از سويي تنها تكيه گاه ما تجربه است و از سوي ديگر تجربه نمي تواند به استوار كردن هيچ اصل كلي بپردازد. ما هيچ تجربه اي از آينده نداريم از اين رو سخن گفتن از درست بودن يك اصل در آينده نمي تواند بر بنياد تجربه باشد.

نتيجه آنكه تعميم منطقي تجربه ناروا و هميشه شك پذير است. نكته ديگري كه هيوم بدان مي پردازد اين است كه آنچه در تجربه مي يابيم عليت (causality) نيست بلكه موضوعات يا پيشامدهاي جداگانه اي است كه ما با تصور عليت آنها را با يكديگر مرتبط مي كنيم. از اين رو توضيح اين چگونگي را به جاي منطق بايد در روان شناسي و تجربه هاي زندگاني جستجو كنيم. بدين ترتيب هيوم روانشناسي را بديل منطق قرار مي دهد و ربط عليتي را ربطي روانشناختي مي شمارد. شايد بتوان عدم موجبيت (indeterminacy principle) را با اين انديشه هيوم مشابهت داد. هيوم نيز با اينكه به انكار مفهوم عليت بر نمي آيد ولي آن را نه يك اصل كلي با لزوم منطقي بلكه يك مفهوم تجربي مي داند. و چون هر مفهوم تجربي را وابسته به شرايط تجربه مي داند نتيجه مي گيرد كه اين مفهوم اگرچه براي زندگي روزمره سودمند است ولي از هيچگونه ارزش نظري برخوردار نيست و انديشه هايي كه بر آن پي افكنده شده اند بي بنيادند.

"در فلسفه كانت قانون عليت يك امر تجربي نيست كه بتوان آن را از راه تجربه اثبات يا ابطال كرد. بلكه پايه اي است كه هر نوع تجربه اي بر آن قرار دارد و يكي از مقولات فاهمه اي كه كانت آنها را پيشيني (a priori) مي نامد. اگر قانوني كه به حكم آن برخي از تاثرات حسي ضرورتاً در پي بعضي ديگر بيايند وجود نداشته باشد آنگاه تاثرات حسي ما كه از طريق آنها جهان را درك مي كنيم چيزي جز احساسات ذهني نخواهند بود و نظيري در عالم عيني نخواهند داشت. اگر بخواهيم به مشاهداتمان عينيت ببخشيم و شيء يا فرايندي را در عالم واقع تجربه كنيم بايد اين قانون را مفروض بگيريم و وجود ربط دقيقي بين علت و معلول را بپذيريم. اما علم فقط با تجربه هاي عيني سر و كار دارد.

تجربه هايي كه ديگران نيز بتوانند درستي آن را بيازمايند... با اين مقدمات مكانيك كوانتومي چگونه مي تواند قيد اين قانون را سست كند و باز هم شاخه اي از علم باقي بماند؟" هايزنبرگ تاكيد مي كند كه در دنياي ميكروسكوپيك قانون عليت در هم مي ريزد و در پاسخ به اين سوال كه شايد متغيرهاي نهاني در كار باشند كه قابل آشكارسازي نيستند و يا بيان اين مطلب كه _يافت نشدن علتي براي معلولي خاص دليلي بر آن نيست كه چنين علتي وجود نداشته باشد_ صراحتاً مي گويد: "ما فكر نمي كنيم در اين زمينه چيزي باقي مانده باشد كه هنوز آن را نيافته باشيم ... طبيعت با زبان بي زباني به ما مي گويد عامل تعيين كنندهء ديگري جز آنهايي كه مشخص كرده ايم وجود ندارد" .] جزء و كل/ورنر هايزنبرگ[ . آيا ابهامات فلسفي اصل عدم قطعيت به واسطه اين است كه لفظ و زبان مناسبي براي تحليل منطقي آن وجود ندارد؟ و آيا مي توان چنين استنباط نمود كه عدم قطعيتي در خود مفهوم عدم قطعيت مستتر است؟ آيا مفهوم "اصل عدم قطعيت" كه دگرگوني و اخلال ناخواسته اي در اشياء و مفاهيم ايجاد مي كند از اخلال وآشفتگي (disturbance) كه خود موجد آن است مصون مي ماند؟

[External Link Removed for Guests]
ارسال پست

بازگشت به “فيزيک”