" 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
’’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
👤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
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
EPR.pdf
305 KB
⭕️ معرفی مقاله
📚 آیا می توان، توصیفِ مکانیک کوانتومی از واقعیتِ فیزیکی را کامل در نظر گرفت؟
👥 اینشتین، پودولسکی، روزن - 1935
🆔 @QMproblems
📚 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
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
Quantum problems
⭕️ 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…
⭕️ 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
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
⭕️ 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
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
Elegance and Enigma.pdf
6.2 MB
⭕️ معرفی کتاب
📚 زیبایی و معما (Elegance and Enigma)
👥 مصاحبه با 17 فیزیکدان و فیلسوف برجسته دربارۀ 17 مسئلۀ مهم نظریۀ کوانتوم-2011
🆔 @QMproblems
📚 زیبایی و معما (Elegance and Enigma)
👥 مصاحبه با 17 فیزیکدان و فیلسوف برجسته دربارۀ 17 مسئلۀ مهم نظریۀ کوانتوم-2011
🆔 @QMproblems
Quantum problems
Elegance and Enigma.pdf
📚 Elegance and Enigma
➡️ The participants: Bacciagaluppi_Brukner_Bub_Fine_Fuchs _Ghirardi_Goldstein_Greenberger_Hardy_Leggett_Maudlin_Mermin_Smolin_Valentini_Wallace_Zeilinger_Zurek
🆔 @QMproblems
➡️ The participants: Bacciagaluppi_Brukner_Bub_Fine_Fuchs _Ghirardi_Goldstein_Greenberger_Hardy_Leggett_Maudlin_Mermin_Smolin_Valentini_Wallace_Zeilinger_Zurek
🆔 @QMproblems
Forwarded from فیزیک بنیادی (Ahmad Hakim)
جدول مقایسۀ تعابیر مختلف مکانیک کوانتمی.
توضیحات بیشتر در لینک زیر:
https://goo.gl/uHExMb
@Foundations_of_Physics
توضیحات بیشتر در لینک زیر:
https://goo.gl/uHExMb
@Foundations_of_Physics
⭕️ معضل اندازه گیری: دوگانگیِ فرآیند تحول تابع موج
این مسئله یکی از ریشه های پارادوکسِ موجود در آزمایش اِوِرِت و گربۀ شرودینگر است. در واقع اگر بخواهیم تمام اجزای عالم را با قوانین مکانیک کوانتومی توصیف کنیم، پس باید بتوان حالتِ هر سیستم منزوی را با یک بردار حالت، که شامل برهم نهیِ چندین ویژه حالت است، نمایش داد. یعنی قبل از برهمکنش، چه مشاهده کننده و چه مشاهده شونده را می توان با یک حالت خالص در فضای هیلبرت نمایش داد.
وقتی مشاهده گر شروع به مشاهدۀ سیستم می کند یعنی با آن برهمکنش میکند و حالت های این دو سیستم درهمتنیده می شود و دیگر لزوماً نمی توان حالت کل را به صورت ضرب دو حالت مجزا، یعنی یک حالت خالص، نوشت. در این فرآیند هیچ تقلیلی در تابعِ موجِ هیچکدام از دوسیستمِ مشاهده گر و سیستم صورت نگرفته است؛ یعنی نه مشاهده گر حالت معینی دارد و نه مشاهده شونده، پس این سوال پیش می آید که چه چیزی باعث تقلیل تابع موج از دید مشاهده گر میشود؟ یعنی در نظریۀ کوانتوم ما باید فرآیند اندازه گیری را به عنوان یک مفهوم خارج از محدودۀ کوانتوم در نظر بگیریم. آقای واینبرگ در کتاب کوانتومِ سال 2015 خود، این مسئله را اینگونه بیان میکند:
’’ این تعبیر از مکانیک کوانتومی (یعنی تعبیرِ کپنهاگی)، مستلزمِ انحراف از فرض دینامیکی مکانیک کوانتومی در هنگام اندازه گیری است. در مکانیک کوانتومی تحولِ تابع موج که با معادلۀ شرودینگرِ وابسته به زمان توصیف می شود، تَعَیُنی است. اگر معادلۀ شرودینگرِ وابسته به زمان، فرآیند اندازه گیری را توصیف می کند، پس جزئیات این فرآیند هرچه که باشد، نتیجۀ نهایی باید یک حالت خالصِ معین باشد، نه یک سری حالات ممکن با احتمالاتِ مختلف...این به وضوح ناخوشایند است. اگر مکانیک کوانتومی به همه چیز اعمال می شود، پس باید به دستگاه اندازه گیریِ فیریکدان، و به خود فیزیکدان هم اعمال شود. از طرف دیگر، اگر مکانیک کوانتومی بر همه چیز اعمال نشود، پس ما نیاز داریم که بدانیم، مرزِ اعتبار آن تا کجاست. آیا فقط برای سیستمهایی که خیلی بزرگ نیستند کاربرد دارد؟ آیا برای اندازه گیری ای که به وسیلۀ یک نوع دستگاه اتمی انجام می شود، و هیچ انسانی نتیجه را نمی خواند، کاربرد دارد؟‘‘
همانطور که در گذشته نیز گفته شد، مسائل مربوط به اندازه گیری بسیار در هم پیچیده هستند و در هر مسئله، می توان ردِ پایی از سایر مسائل پیدا کرد. در این قسمت هم، همانطور که از گفتۀ آقای واینبرگ مشخص است، مسئلۀ دقیق نبودن تعریف اندازه گیری به چشم می خورد.
🆔 @QMproblems
goo.gl/1JcC2v
این مسئله یکی از ریشه های پارادوکسِ موجود در آزمایش اِوِرِت و گربۀ شرودینگر است. در واقع اگر بخواهیم تمام اجزای عالم را با قوانین مکانیک کوانتومی توصیف کنیم، پس باید بتوان حالتِ هر سیستم منزوی را با یک بردار حالت، که شامل برهم نهیِ چندین ویژه حالت است، نمایش داد. یعنی قبل از برهمکنش، چه مشاهده کننده و چه مشاهده شونده را می توان با یک حالت خالص در فضای هیلبرت نمایش داد.
وقتی مشاهده گر شروع به مشاهدۀ سیستم می کند یعنی با آن برهمکنش میکند و حالت های این دو سیستم درهمتنیده می شود و دیگر لزوماً نمی توان حالت کل را به صورت ضرب دو حالت مجزا، یعنی یک حالت خالص، نوشت. در این فرآیند هیچ تقلیلی در تابعِ موجِ هیچکدام از دوسیستمِ مشاهده گر و سیستم صورت نگرفته است؛ یعنی نه مشاهده گر حالت معینی دارد و نه مشاهده شونده، پس این سوال پیش می آید که چه چیزی باعث تقلیل تابع موج از دید مشاهده گر میشود؟ یعنی در نظریۀ کوانتوم ما باید فرآیند اندازه گیری را به عنوان یک مفهوم خارج از محدودۀ کوانتوم در نظر بگیریم. آقای واینبرگ در کتاب کوانتومِ سال 2015 خود، این مسئله را اینگونه بیان میکند:
’’ این تعبیر از مکانیک کوانتومی (یعنی تعبیرِ کپنهاگی)، مستلزمِ انحراف از فرض دینامیکی مکانیک کوانتومی در هنگام اندازه گیری است. در مکانیک کوانتومی تحولِ تابع موج که با معادلۀ شرودینگرِ وابسته به زمان توصیف می شود، تَعَیُنی است. اگر معادلۀ شرودینگرِ وابسته به زمان، فرآیند اندازه گیری را توصیف می کند، پس جزئیات این فرآیند هرچه که باشد، نتیجۀ نهایی باید یک حالت خالصِ معین باشد، نه یک سری حالات ممکن با احتمالاتِ مختلف...این به وضوح ناخوشایند است. اگر مکانیک کوانتومی به همه چیز اعمال می شود، پس باید به دستگاه اندازه گیریِ فیریکدان، و به خود فیزیکدان هم اعمال شود. از طرف دیگر، اگر مکانیک کوانتومی بر همه چیز اعمال نشود، پس ما نیاز داریم که بدانیم، مرزِ اعتبار آن تا کجاست. آیا فقط برای سیستمهایی که خیلی بزرگ نیستند کاربرد دارد؟ آیا برای اندازه گیری ای که به وسیلۀ یک نوع دستگاه اتمی انجام می شود، و هیچ انسانی نتیجه را نمی خواند، کاربرد دارد؟‘‘
همانطور که در گذشته نیز گفته شد، مسائل مربوط به اندازه گیری بسیار در هم پیچیده هستند و در هر مسئله، می توان ردِ پایی از سایر مسائل پیدا کرد. در این قسمت هم، همانطور که از گفتۀ آقای واینبرگ مشخص است، مسئلۀ دقیق نبودن تعریف اندازه گیری به چشم می خورد.
🆔 @QMproblems
goo.gl/1JcC2v
تحلیل پاسخ های پرسش 14.pdf
317.7 KB
📚 خلاصۀ کتاب
📝 خلاصه و تحلیل فصل 14 کتاب زیبایی و معما
❓ فلسفه چه نقشی در فهم ما از پایه هاي نظریۀ کوانتوم دارد و تا چه حد باید براي حل معضلات این نظریه از روش فلسفی استفاده کرد؟
🆔 @QMproblems
📝 خلاصه و تحلیل فصل 14 کتاب زیبایی و معما
❓ فلسفه چه نقشی در فهم ما از پایه هاي نظریۀ کوانتوم دارد و تا چه حد باید براي حل معضلات این نظریه از روش فلسفی استفاده کرد؟
🆔 @QMproblems
⭕️ طرد اصل علیت: راهحلی خطرناک برای عدم پذیرش نواقص کوانتوم
پیشفرض متافیزیکی بعدی که برای حل معضل اندازهگیری و مسئلۀ احتمالات در تعبیر کپنهاگی موردِ استفاده قرار گرفت، نفی اصل علیّت بود. در این تعبیر، اینکه در اندازهگیریها به صورت احتمالاتی نتایج را مشاهده میکنیم ناشی از ذات احتمالی پدیدهها است و هیچ واقعیت عمیقتری وجود ندارد. این پیش فرض به این معناست که یک فیزیکدانی که با هدف کشف علت پدیده ها پا به عرصۀ پژوهش گذاشته و در تک تک مراحل آن از چرایی پدیده ها و نظریات پرسیده، دیگر حق ندارد بپرسد که چرا تابع حالت پس از اندازه گیری به صورت احتمالاتی به یکی از ویژه حالات رمبش کرده چون از قضا دقیقا اینجاست که علیتی وجود ندارد! استدلال هایزنبرگ برای این پیشفرض متافیزیکی به این صورت بود که میگفت ’’اگر حال را دقیقا بدانیم ، آینده را میتوانیم پیشبینی کنیم.‘‘ اما با توجه به روابط عدم قطعیت، حال را نمیتوانیم به صورت کامل بدانیم، پس اصل علیت توخالی است. او در ادامه میگوید:
’’با توجه به ارتباط نزديكِ بِين سرشت آماريِ نظریۀ كوانتوم و عدم دقت تماميِ ادراكات، ممكن است پيشنهاد شود كه در پسِ جهان آماريِ ادراك يك جهان واقعي قرار دارد كه محكوم علّيت است. ما اين را به طور صريح ميگوييم که به نظر ما اين خيالپردازي بيفايده و بيمعني است؛ زيرا فيزيك بايد خود را به توصيف همبستگيِ مشاهدات، محدود كند. در واقع وضعيت واقعي را ميتوان به صورت زير بيان كرد: چون تمامي آزمايشها محكوم قوانين مكانيك كوانتومي هستند, پس نتيجه ميگيريم كه مكانيك كوانتومي انهدام نهايي علّيت را تثبيت میكند.‘‘
در حالی که هایزنبرگ از اثبات بی اعتباری قانون علیّت صحبت کرد، بورن توخالی بودن قانون علیت را مطرح کرد. یعنی او به جای اشتباه هایزنبرگ در ادعایِ اثباتِ بی اعتباریِ یک پیش فرضِ متافیزیکیِ ابطال ناپذیر، صحبت از بی محتوا بودن آن برای فیزیکدانان میکند.
همانطور که میدانیم علیت یک اصل متافیزیکی ابطال ناپذیر است؛ یعنی نمیتوان آن را با آزمایش اثبات و یا رد کرد، ولی اگر آن را قبول نکنیم هیچ کار علمی نمیتوان انجام داد و کسانی که آن را به ظاهر نفی میکنند در باطن به آن اعتقاد دارند و بر اساس آن عمل میکنند؛ همانطور که خود هایزنبرگ و بورن بعداً در صحبت هایشان به این نکته اعتراف میکنند. انشاءالله در ادامه به مشکلات این پیش فرض فلسفی و دخالت عوامل تاریخی در پذیرش این پیش فرض خواهیم پرداخت.
🆔 @QMproblems
yon.ir/OHhHQ
پیشفرض متافیزیکی بعدی که برای حل معضل اندازهگیری و مسئلۀ احتمالات در تعبیر کپنهاگی موردِ استفاده قرار گرفت، نفی اصل علیّت بود. در این تعبیر، اینکه در اندازهگیریها به صورت احتمالاتی نتایج را مشاهده میکنیم ناشی از ذات احتمالی پدیدهها است و هیچ واقعیت عمیقتری وجود ندارد. این پیش فرض به این معناست که یک فیزیکدانی که با هدف کشف علت پدیده ها پا به عرصۀ پژوهش گذاشته و در تک تک مراحل آن از چرایی پدیده ها و نظریات پرسیده، دیگر حق ندارد بپرسد که چرا تابع حالت پس از اندازه گیری به صورت احتمالاتی به یکی از ویژه حالات رمبش کرده چون از قضا دقیقا اینجاست که علیتی وجود ندارد! استدلال هایزنبرگ برای این پیشفرض متافیزیکی به این صورت بود که میگفت ’’اگر حال را دقیقا بدانیم ، آینده را میتوانیم پیشبینی کنیم.‘‘ اما با توجه به روابط عدم قطعیت، حال را نمیتوانیم به صورت کامل بدانیم، پس اصل علیت توخالی است. او در ادامه میگوید:
’’با توجه به ارتباط نزديكِ بِين سرشت آماريِ نظریۀ كوانتوم و عدم دقت تماميِ ادراكات، ممكن است پيشنهاد شود كه در پسِ جهان آماريِ ادراك يك جهان واقعي قرار دارد كه محكوم علّيت است. ما اين را به طور صريح ميگوييم که به نظر ما اين خيالپردازي بيفايده و بيمعني است؛ زيرا فيزيك بايد خود را به توصيف همبستگيِ مشاهدات، محدود كند. در واقع وضعيت واقعي را ميتوان به صورت زير بيان كرد: چون تمامي آزمايشها محكوم قوانين مكانيك كوانتومي هستند, پس نتيجه ميگيريم كه مكانيك كوانتومي انهدام نهايي علّيت را تثبيت میكند.‘‘
در حالی که هایزنبرگ از اثبات بی اعتباری قانون علیّت صحبت کرد، بورن توخالی بودن قانون علیت را مطرح کرد. یعنی او به جای اشتباه هایزنبرگ در ادعایِ اثباتِ بی اعتباریِ یک پیش فرضِ متافیزیکیِ ابطال ناپذیر، صحبت از بی محتوا بودن آن برای فیزیکدانان میکند.
همانطور که میدانیم علیت یک اصل متافیزیکی ابطال ناپذیر است؛ یعنی نمیتوان آن را با آزمایش اثبات و یا رد کرد، ولی اگر آن را قبول نکنیم هیچ کار علمی نمیتوان انجام داد و کسانی که آن را به ظاهر نفی میکنند در باطن به آن اعتقاد دارند و بر اساس آن عمل میکنند؛ همانطور که خود هایزنبرگ و بورن بعداً در صحبت هایشان به این نکته اعتراف میکنند. انشاءالله در ادامه به مشکلات این پیش فرض فلسفی و دخالت عوامل تاریخی در پذیرش این پیش فرض خواهیم پرداخت.
🆔 @QMproblems
yon.ir/OHhHQ