مبدء -عدم اليقين- و-الميكانيكا الموجية- وطبيعة الضوء

مصطفى فتحى اسماعيل
الحوار المتمدن-العدد: 5623 - 2017 / 8 / 28 - 16:59
المحور: الطب , والعلوم
    

ميكانيكا الكم عالم من التناقض العالم قبل ميكانيكا الكم ليس هو العالم بعد ميكانيكا الكم ,,عالم قبل ميكانيكا الكم هو العالم الذى يقوم على المنطق الارسطى بأستحالة اجتماع الشىء ونقيضة اما بعد ميكانيكا الكم فتم ضرب هذا المنطق فى صميمة واصبح الا منطق موجود ويمكن رصدة عبر القياسات بالمعادلات والارقام .
ميكانيكا الكم اشتهرت بقوانينها ومعادلاتها كغيرها من العلوم والتى تقوم ليس على الاثبات واليقين المطلق ولكنها على مبدء احكامة احتمالية واحصائية وليست كالفيزياء الكلاسيكية , فماذا سيكون رد فعل "نيوتن" ان كان مايزال حيا ويرى بعض من اهم قوانينة الكلاسيكية كالجاذبية تستبدل بالمجال على يد اينشتين ونسبيتة وتفسيرة للضوء ينهارعلى يد ميكانيكا الكم !.
كيف يمكن ان تكون المادة عبارة عن طاقة متموجة وحين نحكم على ان الضوء انة ذات طبيعتان موجية وجسيمية اين اليقين ؟
"شرودنجر" العالم النمساوى المعروف بتفسيرة (قطة شرودنجر) ليشرح من خلاله تصوراً مختلفاً عن
( تفسير كوبنهاجن ) جاء بمعادلات ليعلن نظرية تسمى (الميكانيكا الموجية)
واثبت "شرودنجر" بنظريتة وبالتجربة ان حزمة الالكترونات الساقطة على سطح بللورة معدنية تحيد بنفس الطريقة التى تحيد بها امواج البحر التى تدخل من نفق ضيق واستطاع ان يحسب طول موجة الالكترونات التى تحيد بهذة الطريقة واثبتت التجارب على حزم من الذرات , ثم على الجزيئات ..انها عند اسقاطها على بللورة معدنية تتصرف على شكل موجة وان طول موجاتها يمكن حسابة وفقا لمعادلات "شرودنجر" !
واثار "شرودنجر" بنظريتة الجدل العلمى على طبيعة المادة وتناقضها ب "الميكانيكا الموجية " الا ان جاء هايزنبرج وقدم معادلات يمكن حساب الضوء من خلالها على انة موجات او جسيمات واستطاع ان يفسر الطبيعة المزدوجة للضوء.
وجاء بمبدئة الذى يعد احد اهم واشهر المبادىء فى عالم ميكانيكا الكم وهو مبدء
عدم اليقين" " او "uncertainty principle"
" للعالم الالمانى " فيرنر هايزنبرج عام 1927 Werner Heisenberg "
وينصُّ المبدء ببساطة على أن من المستحيلِ رصدَ وتحديد موقع وكميَّة تحرك الإلكترون بدقَّة في آن واحد، فكلَّما زادتِ الدقَّة في رصد كميَّة تحرك الإلكترون، قلَّتِ الدقَّة في تحديد موقعه، وكلما زادت الدقَّة في تحديد موقع الإلكترون، قلَّتِ الدقَّة في تحديد كميَّة تحركِه.

وتخيل افتراضية بسيطة لأثبات المبدء وهى تخيل ان عالما يحاول ان يشاهد الليكترونا فعلية ان يستخدم ميكروسكوبا يعظم الصورة 100 مليون مرة وهذا صعب اما لو حصل علية فأن هناك عقبة اخرى وهى ان الالكترون اصغر من موجة الضوء فعلية ان يختار موجة قصيرة مثل اشعة الراديوم, وفى اللحظة التى يضع عينة على الميكروسكوب ويطلق فوتونا ضوئيا ليرى الالكترون فأن الفوتون سوف يضرب الالكترون وسوف يزيحة من مكانة !
اذن فى محاولة العالم لتسجيل وضع الالكترون وسرعتة لن يصل الى نتيجة لأن فى اللحظة التى يسجل فيها مكانة تتغير سرعتة وفى اللحظة التى يحاول فيها تسجيل سرعتة يتغير مكانة لان تأثير فوتونات الضوء ينقلة من مكانة ويغير سرعتة
ما اثارة المبدء هومناقشة مبدء "السببية" Causality"" و تأثيرالراصد على عملية الرصد نفسها وعلى السبب . ووضع حدا للدقَّة في تحديد موقع أيِّ جسمٍ متحرك وسرعتِه في نفس اللحظة الزمنيَّة، وبالتالي فلا يوجد سببٌ محدَّد لانتقال جسم من نقطة معيَّنة إلى أخرى، بل إن الحركةَ تتمُّ بعشوائيَّة تامَّة !

اما اهم ما وضحة هذا المبدء تفسير الطبيعة المزدوجة للضوء
وعلميا الحكم على الضوء مثلا جاء من خلال شعاع من الضوء وليس ذرة واحدة شعاع يحتوى على تريليونات من الفوتونات فالحكم يكون بشكل تقريبى واحصائى وليس على فوتون واحد بشكل منفرد , اما حين محاولة رصد ذرة بعينها او فوتون واحد حينها سيكون الامر مستحيلا !

..............................................

المراجع : مبادىء ميكانيكا الكم "بول ديراك"

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات