پاسخ پروفسور مادلین

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."

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

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

⭕ 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

" 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

⭕️ 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

"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

’’من میخواهم بدانم خدا چگونه جهان را خلق کرده است، من به این پدیده و آن پدیده، یا طیف این عنصر و آن عنصر علاقمند نیستم. من میخواهم اندیشۀ او را بدانم، بقیه جزئیات است.‘‘

👤آلبرت اینشتین
🆔 @QMproblems

⭕️ پارادوکس EPR

این پارادوکس، طی یک مقاله با عنوانِ ’’ آیا می توان، توصیفِ مکانیک کوانتومی از واقعیتِ فیزیکی را کامل در نظر گرفت؟ ‘‘ ، در سال 1935، توسط اینشتین، پودولسکی و روزن، ارائه شد. با توجه به جوِ حاکم در اوایلِ مطرح شدنِ نظریۀ کوانتوم، و اینکه پیروانِ مکتب کپنهاگی بر این اعتقاد بودند که نظریۀ کوانتوم حرف آخر است و امکان کامل تر شدنِ توصیفِ طبیعت را نفی می کردند، هدف از ارائۀ این مقاله توسط اینشتین این بود که با معرفیِ یک تعریفِ منطقی از واقعیتِ فیزیکی و نظریۀ کامل، نشان دهد که نظریۀ کوانتوم نمی تواند نظریه ای کامل باشد و توصیف کاملی از طبیعت ارائه دهد. خلاصۀ این مقاله به این صورت است:
’’در یک نظریۀ کامل به ازای هر عنصر از واقعیت، نمایشی مربوط به آن وجود دارد. یک شرطِ کافی برای واقعیتِ یک کمیت فیزیکی، امکان پیش بینیِ قطعیِ آن، بدون مختل کردن سیستم است. در مکانیک کوانتومی در موردِ دو کمیتِ فیزیکی، که عملگرهایشان با هم جابجا نمی شوند، آگاهی از یکی (از کمیت ها) مانعِ آگاهی از دیگری می شود. پس یا (1) توصیف واقعیت توسط تابع موج در مکانیک کوانتومی کامل نیست و یا (2) این دو کمیت نمی توانند همزمان واقعیت داشته باشند."
در این مقاله با استفاده از مفهوم درهمتنیدگی کوانتومی و تعریف واقعیت فیزیکی به عنوان کمیتی که بتوان بدون مختل کردن سیستم آن را اندازه گرفت، اثبات می شود که یا باید ناقص بودن کوانتوم استاندارد را پذیرفت و یا فرض موضعیت را کنار گذاشت و تأثیر آنی ذرات بر روی یکدیگر را پذیرفت، اما در این صورت هم نظریۀ کوانتوم اطلاعاتی دربارۀ نحوۀ این تأثیر آنی و از راه دور به دست نمی دهد.
🆔 @QMproblems

goo.gl/e4RXe8

⭕️ معرفی مقاله
📚 آیا می توان، توصیفِ مکانیک کوانتومی از واقعیتِ فیزیکی را کامل در نظر گرفت؟
👥 اینشتین، پودولسکی، روزن - 1935

🆔 @QMproblems

⭕️ معضل اندازه گیری: عدم تعریف دقیقِ مفهومِ اندازه‌گیری و مشاهده‌گر

یکی از مفاهیمِ پرکاربرد و ضروری در اصول موضوعۀ نظریۀ کوانتوم، مفهومِ اندازه‌گیری است؛ اما در اصول این نظریه هیچ تعریف مشخصی از این مفهوم ارائه نشده است. برای همین است که تعابیر متعددی برای این نظریه معرفی شده است، که در هرکدام از این تعابیر اندازه گیری را به روش خود تعریف می‌کنند، و اکثر افراد، هرکدام به یکی از این تعابیر اکتفا می کنند و هنوز هیچ اتفاق نظری بر سر این موضوع نیست. می توان ردِ پایِ این مسئله را در تمام پارادوکس های موجود در آزمایشهای ذهنی پیدا کرد. از طرفی، این مسئله ارتباط تنگاتنگی با مسئلۀ تقلیل تابع موج دارد؛ و به دلیل وجود مفهومی به نام تقلیل است که ما باید مفهوم اندازه‌گیری و مشاهده‌گر را به دقت تعریف کنیم.

برخی سوالات اساسی که مرتبط با این بحث مطرح می‌شوند به شرح زیر است:
🔺 چه وقت می توانیم بگوییم اندازه گیری انجام شده است؟
🔺 قبل از اینکه ناظری در جهان وجود داشته باشد، چه چیزی باعث تقلیل تابع موج آن شده؟
🔺 آیا اندازه گیری در یک نقطه از جهان می تواند به طور آنی بر بقیۀ نقاط جهان اثر بگذارد؟
🔺 آیا فقط انسان (موجود با شعور) می تواند اندازه گیری کند و باعث تقلیل تابع موج شود و یا هر جسم دیگری که با سیستم برهمکنش کند، می تواند تابع موج را تقلیل دهد؟
🔺 آیا اندازه گیریِ یک ناظر بر روی یک سیستم، می تواند باعث تقلیل تابع موج آن سیستم برای ناظرهای دیگر شود؟ یا هر شخص با اندازه گیریِ خود، تابع موج سیستم و آن شخص را تقلیل می دهد؟ به عبارت دیگر آیا اگر ما به چیزی نگاه نکنیم آن چیز وجود ندارد؟

نظریۀ کوانتوم به خودیِ خود، هیچ پاسخی برای این سوالات ارائه نمی کند، ولی دانشمندانِ مختلف راجع به این سوال نظرات متفاوتی دارند. در ادامه به برخی از این نظرات خواهیم پرداخت . . .

🆔 @QMproblems

yon.ir/WkYSN

📚معرفی درس: علم و دین
📎 مدرس: دکتر مهدی گلشنی
⏰ دوشنبه ها ساعت 13:30 تا 16

🌐 mgolshani.ir
🆔 @QMproblems

"من می توانم با اطمینان بگویم که هیچکس مکانیک کوانتومی را نمی فهمد."

👤 ریچارد فاینمن
🆔 @QMproblems

⭕️ فرض ایده آلیسم: راه حلی برای رهایی از پارادوکس های کوانتوم

تعبیر کپنهاگی برای حل پارادوکس EPR فرض واقع⁨گرایی (رئالیسم) را کنار گذاشت و به ذهن⁨گرایی (ایده⁨آلیسم) روی آورد. یعنی دیگر به این اصل پایبند نبود که جهانی خارج از ذهن ما وجود دارد و وجود آن جهان مستقل از وجود ماست. این به این معنا است که قبل از اندازه گیری روی مکان یا تکانۀ یک جسم، آن جسم مکان و تکانه ندارد و اندازه گیری ما آنها را به وجود می آورد. بور معتقد بود که ما در صحنۀ حیات صرفا یک تماشاگر نیستیم بلکه بازیگر هم هستیم و خواص اشیاء ، تحت الشعاع تجارب ما قرار دارد. بعضي (افراد از جمله هایزنبرگ) هم گفتند كه جهان كوانتومي جهاني نيست كه كسي بتواند آن را تصور كند يا بتواند طرح جامعي از آن ارائه دهد ، جهان را نميتوان براساس اشياء مادي تصور كرد ، جهان را فقط به وسيلۀ يك فكر رياضي ميتوان فهميد ، آنها ميگفتند كه اجزاءِ بنيادي جهان, هويّات رياضي اند و بعضي افزودند كه آفريدگار جهان خود يك رياضيدان جهاني است.
با وجود اینکه ظاهرا با فرض ایده آلیسم می توان از بعضی از پارادوکس های موجود در نظریۀ کوانتوم رها شد ولی در ادامه به این موضوع خواهیم پرداخت که همین فرض هم مشکلات فلسفی بسیاری دارد و نمی تواند تناقضات نظریۀ کوانتوم را به طور کامل حل کند.
🆔 @QMproblems

goo.gl/bnSWu9

"علم بدون دین، لَنگ است
دین بدون علم کور است "

👤 آلبرت اینشتین
🆔 @QMproblems

⭕️ مسئلۀ حد کلاسیکی در کوانتوم

یکی از ایرادات کوانتوم استاندارد نداشتن معیار واحد و خوش تعریف برای رسیدن به حد کلاسیک است. وقتی ما با یک نظریه روبرو هستیم که ادعا می‌کند از نظریۀ قبلی دقیق‌تر است و با جزئیات بیشتری خلقت را توصیف می‌کند قاعدتاً باید بتواند نتایجی را که در نظریات گذشته به خوبی توصیف شده است توضیح دهد؛ و راهکاری برای رسیدن به نظریۀ گذشته از دریچۀ خود ارائه کند. متاسفانه در کوانتوم رایج به این موضوع پاسخ واحد و قابل قبولی ارائه نشده است. در کوانتوم رایج در جایی گفته می‌شود حد کلاسیک وقتی است که ثابت پلانک را صفر در نظر بگیریم که این معیار دو مشکل دارد ، اولا ثابت پلانک بُعد-دار است و ما نمی‌توانیم برای یک ثابت بُعد-دار حد تعیین کنیم. دومین ایراد این کار این است که با صفر کردن این ثابت معادلۀ شرودینگر بی معنی می‌شود. یکی دیگر از پیشنهادها برای رسیدن به حد کلاسیک در کوانتوم رایج این است که تراز انرژی را به سمت بی‌نهایت ببریم، که این هم در مواردی کاربرد ندارد و این روش با روش قبلی به نتایج یکسانی منجر نمی‌شوند. اما در کوانتوم بوهمی برای رسیدن به نتایج کلاسیک یک حد خوش تعریف وجود دارد و آن زمانی است که پتانسیل معمول از پتانسیل کوانتومی خیلی بیشتر باشد، در این صورت معادلۀ کوانتوم بوهمی به معادلۀ هامیلتون-یاکوبی کلاسیک تبدیل می‌شود و نتایج کلاسیک حاصل می‌شود.

🆔 @QMproblems

goo.gl/qrjBci

⭕️ معرفی کتاب
📚 زیبایی و معما (Elegance and Enigma)
👥 مصاحبه با 17 فیزیکدان و فیلسوف برجسته دربارۀ 17 مسئلۀ مهم نظریۀ کوانتوم-2011

🆔 @QMproblems