جیانکارلو گیراردی (متولد 1935) فیزیکدان ایتالیایی و استاد برجستۀ فیزیک نظری در دانشگاه تریسته است. شهرت وی به دلیل نظریۀ گیراردی-ریمینی-وبر (GRW) است که در سال 1985 ارائه شد و هم چنین کمک های او به پایه های مکانیک کوانتومی.
پاسخ آقای گیراردی:
"ممنون از نامۀ شما. من قطعا معتقد هستم که مکانیک کوانتومی کنونی متضاد و غیر قابل دفاع است. من همچنین قانع شده ام که لازم است آن را با رها کردن معادلۀ خطی اصلاح کنیم. شاید آن باید به وسیلۀ جملات تصادفی غنی شود، مشابه کاری که در نظریۀ GRW انجام داده ام . . . من فکر نمی کنم که این حرف آخر باشد اما به وضوح نشان می دهد که تنها راهی است که باید دنبال شود."
"ممنون از نامۀ شما. من قطعا معتقد هستم که مکانیک کوانتومی کنونی متضاد و غیر قابل دفاع است. من همچنین قانع شده ام که لازم است آن را با رها کردن معادلۀ خطی اصلاح کنیم. شاید آن باید به وسیلۀ جملات تصادفی غنی شود، مشابه کاری که در نظریۀ GRW انجام داده ام . . . من فکر نمی کنم که این حرف آخر باشد اما به وضوح نشان می دهد که تنها راهی است که باید دنبال شود."
ترجمۀ نامه آقای فاین:
"خیلی قبل تر از پروفسور واینبرگ، و دیگر دانشمندان برجسته ای که شما اشاره کردید، آلبرت اینشتین پاسخ سوال شما را اینگونه می نویسد:
" شکی نیست که مکانیک کوانتومی یک عنصر زیبا از حقیقت را اخذ کرده است و یک سنگ محکی برای هر پایۀ نظری در آینده است به طوری که نظریۀ کوانتوم باید به عنوان یک حد از از آن پایه قابل استنتاج باشد، درست مانند الکترواستاتیک که از معادلات ماکسول قابل استنتاج است و ترمودینامیک که از مکانیک کلاسیک قابل استخراج است. با این وجود من باور ندارم که مکانیک کوانتومی نقطۀ آغازی برای جستوجوی این پایه باشد. همانطور که ما از ترمودینامیک یا مکانیک آماری نمی توانیم پایۀ مکانیک را به دست آوریم"
نظر شخصی من مطابق با این نظر اینشتین است. برنامه های معاصر، نظیر نظریه بوهم_دوبروی، از مکانیک کوانتومی شروع می کند و سعی در اضافه کردن مسیرهای فضازمانی می کند(یا چیزی شبیه به این). این دقیقا همان چیزی است که اینشتین به عنوان بن بست می دید. به طور مشابه این موضوع برای نظریه های رمبش خود به خودی ( مانند GRW) ، که به عنوان یک تصحیح جزئی از کوانتوم عمل می کنند، یا برای تعابیری شبیه اِوِرِت و چندجهانی بر قرار است. من فکر می کنم یک رویکرد ریشه ای تر، با منابع مفهومی کاملا متفاوت، برای غلبه بر نقص های کوانتوم فعلی مورد نیاز است. بدون شک آن از درک عمیق تر گرانش کوانتومی خواهد آمد. اما در حال حاضر من هیچ رویکردی را نمی بینم که پایۀ قوی داشته باشد.
من می بینم که کار شما توسط پروفسور مهدی گلشنی هدایت می شود، شما خوش شانس هستید که با چنین دانشمند برجسته ای کار می کنید. برای پروژه شما بهترین آرزوها را دارم."
"خیلی قبل تر از پروفسور واینبرگ، و دیگر دانشمندان برجسته ای که شما اشاره کردید، آلبرت اینشتین پاسخ سوال شما را اینگونه می نویسد:
" شکی نیست که مکانیک کوانتومی یک عنصر زیبا از حقیقت را اخذ کرده است و یک سنگ محکی برای هر پایۀ نظری در آینده است به طوری که نظریۀ کوانتوم باید به عنوان یک حد از از آن پایه قابل استنتاج باشد، درست مانند الکترواستاتیک که از معادلات ماکسول قابل استنتاج است و ترمودینامیک که از مکانیک کلاسیک قابل استخراج است. با این وجود من باور ندارم که مکانیک کوانتومی نقطۀ آغازی برای جستوجوی این پایه باشد. همانطور که ما از ترمودینامیک یا مکانیک آماری نمی توانیم پایۀ مکانیک را به دست آوریم"
نظر شخصی من مطابق با این نظر اینشتین است. برنامه های معاصر، نظیر نظریه بوهم_دوبروی، از مکانیک کوانتومی شروع می کند و سعی در اضافه کردن مسیرهای فضازمانی می کند(یا چیزی شبیه به این). این دقیقا همان چیزی است که اینشتین به عنوان بن بست می دید. به طور مشابه این موضوع برای نظریه های رمبش خود به خودی ( مانند GRW) ، که به عنوان یک تصحیح جزئی از کوانتوم عمل می کنند، یا برای تعابیری شبیه اِوِرِت و چندجهانی بر قرار است. من فکر می کنم یک رویکرد ریشه ای تر، با منابع مفهومی کاملا متفاوت، برای غلبه بر نقص های کوانتوم فعلی مورد نیاز است. بدون شک آن از درک عمیق تر گرانش کوانتومی خواهد آمد. اما در حال حاضر من هیچ رویکردی را نمی بینم که پایۀ قوی داشته باشد.
من می بینم که کار شما توسط پروفسور مهدی گلشنی هدایت می شود، شما خوش شانس هستید که با چنین دانشمند برجسته ای کار می کنید. برای پروژه شما بهترین آرزوها را دارم."
آرتور فاین استاد فلسفه در دانشگاه واشنگتن است. تمرکز مطالعاتی او بر فلسفه فیزیک و مسائل فلسفی مرتبط با علوم طبیعی و علوم اجتماعی است. او رئیس اسبق انجمن فلسفی آمریکا و انجمن فلسفۀ علم است و در سالیان متمادی سردبیری مجلۀ فلسفۀ علم را به عهده داشته است.
نسبت میان فیزیک و ریاضیات ،نظریۀ کوانتوم، نسبی گرایی در علوم، ابزارگرایی و سازهانگاری سایر موضوعات مورد توجه آرتور فاین به شمار میروند. او همچنین یکی از تفاسیر احتمالی مکانیک کوانتومی را توسعه داده است و به درک احتمالاتی از قضیه بل کمک کرده است.
نسبت میان فیزیک و ریاضیات ،نظریۀ کوانتوم، نسبی گرایی در علوم، ابزارگرایی و سازهانگاری سایر موضوعات مورد توجه آرتور فاین به شمار میروند. او همچنین یکی از تفاسیر احتمالی مکانیک کوانتومی را توسعه داده است و به درک احتمالاتی از قضیه بل کمک کرده است.
ترجمۀ نامۀ آقای اسمولین(استاد موسسۀ فیزیک نظریِ پریمیتر و دانشکدۀ تحصیلات تکمیلیِ فلسفه در دانشگاه تورنتو):
"من از سال 1983 تاکنون چندین مقاله در رابطه با پیشنهاد متغیرهای نهان به عنوان یک مکمل برای مکانیک کوانتومی نوشته ام. بنابر این من نه تنها با استیون واینبرگ موافقم، بلکه در تمام کارهایم تلاش کرده ام تا یک نظریۀ عمیق تر ورای مکانیک کوانتومی ابداع کنم"
"من از سال 1983 تاکنون چندین مقاله در رابطه با پیشنهاد متغیرهای نهان به عنوان یک مکمل برای مکانیک کوانتومی نوشته ام. بنابر این من نه تنها با استیون واینبرگ موافقم، بلکه در تمام کارهایم تلاش کرده ام تا یک نظریۀ عمیق تر ورای مکانیک کوانتومی ابداع کنم"
پاسخ آقای مادلین (استاد فلسفۀ دانشگاه نیویورک):
"مناسب نیست چیزی را که بیان استاندارد از مکانیک کوانتومی ارائه می کند یک نظریه _که یک تَعیُنِ مشخص از آنچه وجود دارد و چگونگی رفتار آن است_ بنامیم، بلکه به جای این، آن یک فرمالیزم ریاضی است همراه با برخی قوانینِ شگفت انگیز در مورد چگونگیِ استفاده از آن برای پیش بینی. فرمالیزم، همانگونه که هست، هیچ توضیحی در مورد چگونگیِ رخ دادنِ وقایع پیش بینی شده در واقعیت نمی دهد. این همان مسئلۀ اندازه گیری یا گربۀ شرودینگر است. ما در حال حاضر سه، یا به عبارتی دو و نیم، مثال از چگونگیِ حلِ این مسائل داریم، یعنی نظریۀ موج راهنمای دوبروی/بوهم، نظریۀ GRW و تعبیر چندجهانی. دو مورد اول نظریه های مناسبی هستند، و مورد آخر هنوز جنبه های مشکل داری دارد. واینبرگ، مانند پنروز، به نظریه های تقلیلی علاقمند شده است. نظر شخصی من این است که رویکرد موج راهنما به نظر منطقی تر است، اما من فکر می کنم که برای دستیابی به پیشرفت باید برخی از دقایق مسئلۀ اندازه گیری حل و فصل شود."
"مناسب نیست چیزی را که بیان استاندارد از مکانیک کوانتومی ارائه می کند یک نظریه _که یک تَعیُنِ مشخص از آنچه وجود دارد و چگونگی رفتار آن است_ بنامیم، بلکه به جای این، آن یک فرمالیزم ریاضی است همراه با برخی قوانینِ شگفت انگیز در مورد چگونگیِ استفاده از آن برای پیش بینی. فرمالیزم، همانگونه که هست، هیچ توضیحی در مورد چگونگیِ رخ دادنِ وقایع پیش بینی شده در واقعیت نمی دهد. این همان مسئلۀ اندازه گیری یا گربۀ شرودینگر است. ما در حال حاضر سه، یا به عبارتی دو و نیم، مثال از چگونگیِ حلِ این مسائل داریم، یعنی نظریۀ موج راهنمای دوبروی/بوهم، نظریۀ GRW و تعبیر چندجهانی. دو مورد اول نظریه های مناسبی هستند، و مورد آخر هنوز جنبه های مشکل داری دارد. واینبرگ، مانند پنروز، به نظریه های تقلیلی علاقمند شده است. نظر شخصی من این است که رویکرد موج راهنما به نظر منطقی تر است، اما من فکر می کنم که برای دستیابی به پیشرفت باید برخی از دقایق مسئلۀ اندازه گیری حل و فصل شود."
عرض ادب خدمت شما بزرگواران
◀️ سپاس از اینکه تا این لحظه بنده را در این کانال همراهی نمودید. مراحل اصلاح و ویرایش پایان نامۀ حقیر به اتمام رسیده و فایل آن در کانال گذاشته شده است.
◀️ با توجه به استقبال دوستان از محتوای پایانامه، بنده تصمیم دارم که اگر توفیق باشد فعالیت این کانال ادامه پیدا کند و ان شاءالله مطالب علمی به صورت جذاب تر و چالشی تر در موضوعات زیر بیان شود:
1️⃣ مروری بر چالش ها و معضلات گرایش های نظری فیزیک از جمله نظریه کوانتوم و میدان کوانتومی و همچنین کیهان شناسی و گرانش
2️⃣ معرفی تعابیر و نظریات بدیل ارائه شده در حوزه های مختلف (چند جهانی، وادوسی، جهان هولوگرافیک، نظریه ریسمان و ...)
3️⃣ معرفی مقالات، پایان نامه ها و کتاب های مرتبط
4️⃣ بررسی تأثیر عوامل اجتماعی، فرهنگی، سیاسی و ... بر مسیر علمی
5️⃣ ارائه گزیده ای از سخنان فیزیکدانان برجسته از گذشته تاکنون
همچنین می توانید نظرات، مطالب پیشنهادی و سؤالات خود را به آدرس @porpakany ارسال نمایید.
با سپاس مجدد
علی آیت اله رفسنجانی
🆔 @qmproblems
◀️ سپاس از اینکه تا این لحظه بنده را در این کانال همراهی نمودید. مراحل اصلاح و ویرایش پایان نامۀ حقیر به اتمام رسیده و فایل آن در کانال گذاشته شده است.
◀️ با توجه به استقبال دوستان از محتوای پایانامه، بنده تصمیم دارم که اگر توفیق باشد فعالیت این کانال ادامه پیدا کند و ان شاءالله مطالب علمی به صورت جذاب تر و چالشی تر در موضوعات زیر بیان شود:
1️⃣ مروری بر چالش ها و معضلات گرایش های نظری فیزیک از جمله نظریه کوانتوم و میدان کوانتومی و همچنین کیهان شناسی و گرانش
2️⃣ معرفی تعابیر و نظریات بدیل ارائه شده در حوزه های مختلف (چند جهانی، وادوسی، جهان هولوگرافیک، نظریه ریسمان و ...)
3️⃣ معرفی مقالات، پایان نامه ها و کتاب های مرتبط
4️⃣ بررسی تأثیر عوامل اجتماعی، فرهنگی، سیاسی و ... بر مسیر علمی
5️⃣ ارائه گزیده ای از سخنان فیزیکدانان برجسته از گذشته تاکنون
همچنین می توانید نظرات، مطالب پیشنهادی و سؤالات خود را به آدرس @porpakany ارسال نمایید.
با سپاس مجدد
علی آیت اله رفسنجانی
🆔 @qmproblems
معضلات_نظریۀ_کوانتوم_از_نگاه_فیزیکدانان.pdf
2.1 MB
معضلات نظریۀ کوانتوم از نگاه فیزیکدانان برجستۀ معاصر
" با توجه به چنین هماهنگی در کیهان که من، با ذهن محدودم، قادرم آن را تشخیص دهم، هنوز افرادی هستند که می گویند هیچ خدایی وجود ندارد. اما آنچه مرا واقعاً عصبانی می کند این است که آنها برای حمایت از چنین دیدگاهی از من نقل قول می کنند."
آلبرت اینشتین
🆔 @QMproblems
آلبرت اینشتین
🆔 @QMproblems
⭕ معضل اندازه گیری در کوانتوم
همانطور که در نامه های اساتید برجسته هم دیدیم، معضل اندازه گیری یکی از دلایل اصلی نارضایتی آنها از نظریه کوانتوم است. این معضل ابعاد مختلف و پیچیده ای دارد و هر نظریه یا تعبیری که بخواهد جایگزین کوانتوم شود باید این معضل را برطرف کرده و به سوالات زیر پاسخ دهد:
🔺چرا اثرات کوانتومی مانند تداخل و برهمنهی را نمی توان در سطح ماکروسکپی مشاهده کرد؟
🔺وقتی مشاهده گر و مشاهده شونده هر دو با تابع حالت کوانتومی توصیف می شوند و اندازه گیری هم نوعی برهمکنش بین آنهاست که باعث درهمتنیدگی حالتهای آنها می شود چه عاملی باعث تقلیل تابع حالت مشاهده شونده از دید مشاهده گر می شود؟
🔺با وجود تحول پیوسته و تعینی تابع حالت(توسط معادله شرودینگر) چه چیزی باعث می شود دو سیستمی که با یک تابع حالت یکسان شروع به تحول می کنند، هنگام اندازه گیری حالت های متفاوتی داشته باشند؟
🔺 اندازه گیری چیست و چه زمانی می توانیم بگوییم اندازه گیری انجام شده است؟ مثلا آیا می توان گفت که اگر یک ناظر باعث تقلیل حالت یک سیستم شد، حالت سیستم برای ناظرهای دیگر که سیستم را مشاهده نکرده اند هم تقلیل میابد یا نه؟
🔺 چرا همیشه سیستم را فقط در حالات خاصی مشاهده می کنیم، به عبارتی چرا پایه های مرجح در فضای هیلبرت داریم؟ مثلا چرا هیچ وقت یک ذره را در یک برهم نهی از دو مکان نمی توانیم ببینیم، باوجود اینکه آن حالت هم می تواند ویژه بردار یک عملگر هرمیتی باشد.
🔺 قانون بورن از کجا می آید و چه چیز باعث ایجاد نتایج احتمالاتی می شود؟
🔺و...
به طور کلی می توان این سوالات را به سه دسته "مسئله عدم مشاهده تداخل"، "مسئله وجود نتایج مرجح" و "مسئله نتایج احتمالاتی" تقسیم کرد که تعابیر موجود تا حدی به دو مسئله اول پاسخ می دهند اما به اذعان اکثر متخصصان این زمینه هیچ کدام از تعابیر نتوانستند مسئله نتایج احتمالاتی و همچنین تقلیل تابع موج را حل کنند.
ان شاءالله در آینده به این معضلات و راهکارهایی که برای حل آنها ارائه شده است می پردازیم.
🆔 @QMproblems
همانطور که در نامه های اساتید برجسته هم دیدیم، معضل اندازه گیری یکی از دلایل اصلی نارضایتی آنها از نظریه کوانتوم است. این معضل ابعاد مختلف و پیچیده ای دارد و هر نظریه یا تعبیری که بخواهد جایگزین کوانتوم شود باید این معضل را برطرف کرده و به سوالات زیر پاسخ دهد:
🔺چرا اثرات کوانتومی مانند تداخل و برهمنهی را نمی توان در سطح ماکروسکپی مشاهده کرد؟
🔺وقتی مشاهده گر و مشاهده شونده هر دو با تابع حالت کوانتومی توصیف می شوند و اندازه گیری هم نوعی برهمکنش بین آنهاست که باعث درهمتنیدگی حالتهای آنها می شود چه عاملی باعث تقلیل تابع حالت مشاهده شونده از دید مشاهده گر می شود؟
🔺با وجود تحول پیوسته و تعینی تابع حالت(توسط معادله شرودینگر) چه چیزی باعث می شود دو سیستمی که با یک تابع حالت یکسان شروع به تحول می کنند، هنگام اندازه گیری حالت های متفاوتی داشته باشند؟
🔺 اندازه گیری چیست و چه زمانی می توانیم بگوییم اندازه گیری انجام شده است؟ مثلا آیا می توان گفت که اگر یک ناظر باعث تقلیل حالت یک سیستم شد، حالت سیستم برای ناظرهای دیگر که سیستم را مشاهده نکرده اند هم تقلیل میابد یا نه؟
🔺 چرا همیشه سیستم را فقط در حالات خاصی مشاهده می کنیم، به عبارتی چرا پایه های مرجح در فضای هیلبرت داریم؟ مثلا چرا هیچ وقت یک ذره را در یک برهم نهی از دو مکان نمی توانیم ببینیم، باوجود اینکه آن حالت هم می تواند ویژه بردار یک عملگر هرمیتی باشد.
🔺 قانون بورن از کجا می آید و چه چیز باعث ایجاد نتایج احتمالاتی می شود؟
🔺و...
به طور کلی می توان این سوالات را به سه دسته "مسئله عدم مشاهده تداخل"، "مسئله وجود نتایج مرجح" و "مسئله نتایج احتمالاتی" تقسیم کرد که تعابیر موجود تا حدی به دو مسئله اول پاسخ می دهند اما به اذعان اکثر متخصصان این زمینه هیچ کدام از تعابیر نتوانستند مسئله نتایج احتمالاتی و همچنین تقلیل تابع موج را حل کنند.
ان شاءالله در آینده به این معضلات و راهکارهایی که برای حل آنها ارائه شده است می پردازیم.
🆔 @QMproblems
" این نشانۀ بدي است که آن فیزیکدانانی که با مکانیک کوانتومی خرسند هستند، و هیچ چیزِ اشتباهی در آن نمی بینند، با یکدیگر دربارۀ اینکه آن چه معنایی دارد، توافق ندارند."
👤استیون واینبرگ
🆔 @QMproblems
👤استیون واینبرگ
🆔 @QMproblems
⭕️ پارادوکس گربۀ شرودینگر
این آزمایش ذهنی توسط شرودینگر، که یکی از بانیان اصلی نظریۀ کوانتوم بود، در سال 1935، برای نشان دادن معضل اندازه گیری طراحی شد. آزمایش از این قرار است که ما یک گربۀ سالم داریم و آن را داخل یک جعبه قرار می دهیم که محتویِ گاز سمی، چکش، آشکارساز گایگر و اتم پرتوزا است و درب جعبه را می بندیم.طبق اصول کوانتوم قبل از اندازه گیری و مشاهدۀ حالت اتم پرتوزا، حالت آن در یک برهمنهی از اتم واپاشیده و اتم برانگیخته قرار دارد. نکته مهم در این آزمایش هم بستگیِ بین حالت اتم و گربه است. وقتی اتم واپاشی می کند آشکارساز چکش را رها کرده و شیشه گاز سمی می شکند و گربه می میرد. پس تا قبل از باز شدن جعبه و اندازه گیریِ حالت سیستم، اتم و گربه در یک برهمنهی از (اتم برانگیخته/گربه زنده) و (اتم واپاشیده/گربه مرده) قرار دارد و تا درب جعبه باز نشود حالت سیستم تقلیل پیدا نمی کند و این با شهود روزمزه در تضاد است، یعنی ما انتظار نداریم که زنده یا مرده بودن گربه وابسته به مشاهدۀ ما باشد. شاید بگویید اینکه ما قبل از باز کردن جعبه نمی توانیم دربارۀ حالت گربه نظر بدهیم ناشی از جهل ماست اما کوانتوم می گوید واقعا حالت گربه در برهمنهی است و تمام اطلاعاتی که در سیستم وجود دارد در این برهمنهی وجود دارد و این موضوع به جهل ما ربطی ندارد. به عبارت دیگر از دید نظریه کوانتوم تا زمانی که ما درب جعبه را باز نکنیم گربه معنایی ندارد. به عقیدۀ بسیاری از فیزیکدانانِ برجسته این پارادوکس هنوز هم حل نشده است و ناشی از ایرادات نظریۀ کوانتوم استاندارد می باشد.
🆔 @QMproblems
yon.ir/WEuD7
این آزمایش ذهنی توسط شرودینگر، که یکی از بانیان اصلی نظریۀ کوانتوم بود، در سال 1935، برای نشان دادن معضل اندازه گیری طراحی شد. آزمایش از این قرار است که ما یک گربۀ سالم داریم و آن را داخل یک جعبه قرار می دهیم که محتویِ گاز سمی، چکش، آشکارساز گایگر و اتم پرتوزا است و درب جعبه را می بندیم.طبق اصول کوانتوم قبل از اندازه گیری و مشاهدۀ حالت اتم پرتوزا، حالت آن در یک برهمنهی از اتم واپاشیده و اتم برانگیخته قرار دارد. نکته مهم در این آزمایش هم بستگیِ بین حالت اتم و گربه است. وقتی اتم واپاشی می کند آشکارساز چکش را رها کرده و شیشه گاز سمی می شکند و گربه می میرد. پس تا قبل از باز شدن جعبه و اندازه گیریِ حالت سیستم، اتم و گربه در یک برهمنهی از (اتم برانگیخته/گربه زنده) و (اتم واپاشیده/گربه مرده) قرار دارد و تا درب جعبه باز نشود حالت سیستم تقلیل پیدا نمی کند و این با شهود روزمزه در تضاد است، یعنی ما انتظار نداریم که زنده یا مرده بودن گربه وابسته به مشاهدۀ ما باشد. شاید بگویید اینکه ما قبل از باز کردن جعبه نمی توانیم دربارۀ حالت گربه نظر بدهیم ناشی از جهل ماست اما کوانتوم می گوید واقعا حالت گربه در برهمنهی است و تمام اطلاعاتی که در سیستم وجود دارد در این برهمنهی وجود دارد و این موضوع به جهل ما ربطی ندارد. به عبارت دیگر از دید نظریه کوانتوم تا زمانی که ما درب جعبه را باز نکنیم گربه معنایی ندارد. به عقیدۀ بسیاری از فیزیکدانانِ برجسته این پارادوکس هنوز هم حل نشده است و ناشی از ایرادات نظریۀ کوانتوم استاندارد می باشد.
🆔 @QMproblems
yon.ir/WEuD7
"اگر مجبور باشم آنچه که تعبیر کپنهاگی به من میگوید را در یک جمله خلاصه کنم، این است که: «ساکت باش و محاسبه کن ! »"
👤دیوید مرمین
🆔 @QMproblems
👤دیوید مرمین
🆔 @QMproblems