وليد يوسف عطو
الحوار المتمدن-العدد: 4151 - 2013 / 7 / 12 - 13:07
المحور:
الفلسفة ,علم النفس , وعلم الاجتماع
-هل الضوء جسيم ام موجة ؟
- ماهو التشبيك ؟
- ماذا تعرف عن ظاهرة التخاطر ؟
- نظرية الكم تقوم على نظرية المصفوفات التي جوهرها الاحتمال وليس اليقين .
البحث في الضوء وسرعته وطبيعته وعلاقته بنقل المعلومة
كان نيوتن يتصور الضوء بانه تجمع جسيمات صلدة تنتقل من مكان الى مكان , الى ان اجرى العالم توماس يونج الطبيب وعالم الفيزياء البريطاني تجربة اجابت عن السؤال .
لقد اضاء شعاعا ضوئيا ومرره خلال حاجز به فتحتان صغيرتان . احدث الضوء على الجانب الاخر من الحاجز شكلا من الضوء الصافي ومن النطاقات المظلمة , شكل تداخل interference pattern الاشكال المتداخلة تحدثها كل انواع الموجات , مثل موجات البحر .
عندما تلتقي قمة مع قمة وقاع مع قاع سيقوي كل منهما الاخر , بينما عندما تتقابل قمة مع قاع فانهما يلغيان بعضهما . ان مناطق الالغاء ستصنع شكلا من النطاقات المظلمة , حيث يلغي الضوء نفسه مماثلا للشكل النطاقي للمياه الهادئة . اكتشاف يونج اوضح ان الضوء يتصرف كموجة حيث ان التداخل بطبيعته طبيعة موجية .
اذا كان الضوء موجة , ما الوسط الذي ينتشر الضوء خلاله ؟
لقد اقترح العلماء على الوسط المفترض الذي يحمل موجات الضوء اسم (الاثير الضوئي ) . في عام 1887 قام العالم البرت مايكلسون وادوارد مورلي بالكشف عن صحة وجود الاثير من عدمه . لقد اكتشف العالمان ان سرعة الضوء كانت هي نفسها في كل الاتجاهات , سواء كان الضوء ضد اتجاه الريح الاثيرية او في اتجاهها . اي لم يكن هناك في الواقع ( اثير ). وهذا يعني ان الضوء ينتشر بدون وسيط .الا ان نظرية الكم اوضحت ان الضوء يتصرف كجسيم في بعض الظروف , وكموجة في ظروف اخرى , اي ان له صفات الاثنين , الا انه في الحقيقة ليس جسيما ولا موجة .وهذا يشير الى ان طبيعة الضوء طبيعة احتمالية وليست يقينة تتبع ظروف التجربة .ان الضوء حسب نظرية الكم هو شيءاو علاقة احتمالية من بين احتمالات اخرى .
تطابق التراكيب super position هو تطبيق لمبدا تراكب الامواج ( التداخل البناء ) ضمن ميكانيك الكم , ويحدث عندما تجتمع موجتين في نقطة واحدة في الفضاء بنفس طور الموجة . اي يكونان بنفس السعة وبنفس الجهة في كل لحظة مما يولد اهتزازا ذا سعة عظمى تساوي مجموع سعتي الموجتين .
فالشيء الكمي مثل الفوتون او الالكترون يستطيع ان يفعل شيئين متناقضين في نفس الوقت .فالالكترون يستطيع التواجد في مكانين في وقت واحد متخذا المسار الايسر والمسار الايمن في الوقت نفسه . اوضحت التجارب انه يمكن لالكترون واحد ان يصنع نموذج تداخل مع ان اي شيء كلاسيكي لايستطيع ذلك .فالاكترون يتداخل مع نفسه .ان مبدا تطابق التراكيب غريب جدا . كيف يمكن لالكترون واحد ان يتخذ مسارين بشكل متزامن ؟ كيف يمكن لفوتون ان يتحرك حركة لولبية لاعلى ولاسفل في نفس اللحظة ؟
كيف يمكن لشيء ان يتخذ اختيارين متناقضين بشكل متبادل ؟
تاتي الاجابة من المعلومات . فعملية تجميع المعلومات ونقلها هي المواضيع الذي وجد فيه العلماء مفتاح فهم فكرة ( تطابق التراكيب ) المشوشة والمناقضة للحدس .
بدا الشكل الجديد لميكانيكا الكم بالتشكل في عام 1925 عندما جاء عالم الفيزياء الالماني فينر هايزنبرج Werner Heisenberg بنظرية مبنية على مبدا المصفوفات في الرياضيات matrices نظرية المصفوفات قائمة على مبدا الاحتمال , انه مبدا هايزنبرج .
في عالم الكم , المعلومات التي تجمعها الالكترونات تختلف تماما عن البتات Bits البسيطة التي يمكن ادراجها في شيء كلاسيكي (البت هو الناقل الكوني للمعلومات ) . فبينما يتحدث منظرو المعلومات الكلاسيكية عن المعلومات بمصطلح ( البتات ) , فان منظري المعلومات الكمية يتحدثون عن المعلومات بمصطلحات البتات الكمية او الكيوبتات qubits . في نظرية المعلومات الكلاسيكية فان سؤال ( نعم , لا ) يمكن الاجابة عليه دائما بنعم او لا . لكن مع نظرية الكم الاشياء الكمية يمكن ان تكون في الحالتين في الوقت نفسه , على الجانب الايمن وعلى الجانب الايسر . الالكترون يمكن ان يكون الى اليسار او الى اليمين . الضوء يمكنه ان يكون كلا من جسيم وموجة في وقت واحد وذلك يعتمد على ظروف التجربة .
ان عالم الشيء الكمي ليس لديه هذا الانقسام كما في العالم الكلاسيكي . نظرية معلومات الكم ( دراسة الكيوبيتات ) هي منطقة ملتهبة في الفيزياء حاليا . فعلى الجانب العملي , الكيوبتات يمكنها عمل اشياء لايمكن للبتات الكلاسيكية عملها . الكومبيوترات الكمية تستطيع القيام باشياء يستحيل على الكومبيوترات الكلاسيكية القيام بها .
اذا قمت ببناء كومبيوتر كمي كبير بما يكفي , سيكون بمقدورك تفكيك كل الشفرات على الانترنت كانك تلهو بلعبة .ويمكنك التنصت على اية معاملة تجارية امنة على الانترنت ,تفكيك الشفرة ,سرقة ارقام كارت الائتمان والمعلومات الشخصية التي يجري تبادلها . كل شيء يتجاوز مدى افضل الكومبيوترات الفائقة في العالم .
ليس مصادفة ان وزارة الدفاع الامريكية تولي اهتماما بالغا للتطورات في مجال الحوسبة الكمية quantum computing وتعد القوة الكامنة للحوسبة الكمية سببا في ان منظري المعلومات الكمية يجدون صعوبات قليلة في تمويل ابحاثهم . ان العلماء يرون ان الحوسبة الكمية طريقة لفهم التناقضات الظاهرية لميكانيكا الكم .
ان تفكيك الشفرات ممتع وهام , الا انه لاشيء مقارنة بالاسئلة التي يطرحها العلماء عن الطبيعة . عندما يعالج العلماء كيبوتة واحدة فانهم يحاولون فهم طبيعة المعلومات الكمية . وبفهم المعلومات الكمية , سيتمكنون من فهم مادة الكون , لغة الطبيعة ككل .
ان التناقضات الظاهرية لميكانيكا الكم تنتهي لان تكون في جوهرها , تناقضات بخصوص تخزين المعلومات ونقلها .
التشبيك Entanglement :
هو ظاهرة كمية ترتبط فيها الجسيمات الكمية كالفوتونات والالكترونات ببعضها بالرغم من وجود مسافات شاسعة جدا بينها تبلغ مئات السنين الضوئية , مما يقود الى ارتباطات في الخواص الفيزيائية .مازال العلماء لايفهمون الية التشابك . لقد اجبروا على قبول ان الجسيمات (تتامر ) بشكل ما عبر المسافات الشاسعة . ان قوانين الكم والمعلومات الكمية تصف التشابك بشكل رائع , مع ذلك فهي لاتشرح كيف يعمل ؟ انها لاتوضح كيف ان الجسيمات المتشابكة ترتب للتامر . في سبيل فهم نظرية المؤامرة الكمية ابحر العلماء عميقا في الحقل الخارق للطبيعة .
انه التخاطر telepathy . اذا كانت الجسيمات تتامر على بعد مسافات كبيرة لتكون في حالات متساوية ومتضادة بعد القياس , عندئذ هل تستطيع ان تستخدم تلك الجسيمات في ارسال رسالة اسرع من سرعة الضوء ؟ الواقع لقد اثبت العلماء انه من الممكن ارسال ومضة ضوء اسرع من سرعة الضوء نفسه , لكنه تبين لهم استحالة ارسال بتة من المعلومات على ومضة الضوء هذه . بعض العلماء يامل ان يتضمن التشابك سر شكل جديد من الاتصالات , ومن ضمنهم مارسيل اودير marcel odier السويسري الذي كون ثروته من العمل في البنوك .
انشا اودير وزوجته مؤسسة لاكتشاف احد حقول المعرفة الذي دعوه ( الفيزياء السايكولوجية ) , حيث تتلاقى الفيزياء والباراسايكولوجي parapsychology كان اودير مقتنعا ان البشر والحيوانات يمكنهم التخاطر .لكنه لايعرف الالية التي تسمح للعقول البشرية بالاتصال ببعضها . مع ذلك بدا ان ميكانيكا الكم تفتح طريقا . انه التشابك , كان اودير يامل ان يساعد التشابك في شرح الية التخاطر . ان ظاهرة التشابك غريبة جدا بحيث انها يجتذب المعجبين بالخوارق . توضح قوانين معلومات الكم انه من المستحيل ارسال رسائل بالتشابك وحده . وقد برهنت التجارب على ان هناك صراعا اساسيا بين نظريتي النسبية والكم حول طبيعة الزمن . ففي نظرية الكم , وبخلاف النسبية والحياة اليومية ,لايوجد شيء مثل ( قبل ) او (بعد ) . نظرية الكم نظرية خشنة ومحببة grainy انها تتعامل مع باقات ووثبات كمية . مقادير من الطاقة ونظرة منفصلة ومنقطعة للكون . اصبحت ميكانيكا الكم مهتمة بالجسيمات الدقيقة جدا . التشابك هو احد المساحات التي تتنافس فيها نظريتا النسبية ونظرية الكم . لقد وضع اينشتاين حدا لسرعة نقل المعلومات , الا ان نظرية الكم تقول ان الجسيمات المتشابكة تشعر على الفور متى تقاس نظيراتها . نظرية الكم ( لاادرية ) agnastic بخصوص الكيفية التي تتامر بها الجسيمات مع بعضها , بينما نظرية اينشتاين حريصة على تحديد كيفية ارسال الرسائل من مكان الى اخر . هذا هو مفتاح مصدر الخلاف
. اذا كان هناك نوع من الاتصال بين الجسيمين بما يسمح لهما بان يتامرا , فقد بينت تجارب العلماء انه من المستحيل معرفة ايهما المؤثر وايهما المتاثر . ايهما مرسل الرسالة وايهما المستقبل .
يبدو ان الجسيمات تتجاهل مفاهيم مثل قبل وبعد . يبقى التشابك غير قابل للمنع , يتامر الجسيمان لكي ينتهيا الى حالتين كميتين متعارضتين . بالرغم من ايا منهما لايختار حالته ,الى ان يجبره فعل القياس على ذلك , وبذلك يبدو ان التخاطر ليس له معنى . لكن عالم الكم اغرب حتى من خيالات الباراسايكولوجي . وبالتالي ان فهم التخاطر بين البشر يستلزم الغوص عميقا في المناطق المجهولةو من نظرية الكم للوصول الى الالية التي يتم فيها التخاطر .
المصدر :
كتاب ( فك شفرة الكون – كيف يفسر علم المعلومات الجديد كل شيء في الكون ؟ ) – تاليف تشارلز سايف –ترجمة ايمن احمد عياد – ط1- 2012 – الناشر – دار التنوير – بيروت – لبنان .
#وليد_يوسف_عطو (هاشتاغ)
كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية
على الانترنت؟
|
ارسل هذا الموضوع الى صديق
|
حفظ - ورد
|
بحث
|
إضافة إلى المفضلة
|
للاتصال بالكاتب-ة
اليوتيوب
لينكدإن
تيلكرام
تمبلر
بلوكر
الموبايل
