بوبر امام اينشتاين و بوهر و هايزنبرغ

 

قصة كيف اخطأ فيلسوف العلم الأول بوبر امام الفيزيائيون النظريون الافذاذ اينشتاين و هايزنبرع و بوهر?

الكثير من الفيزيائيين انفسهم يعتقد ان مبدأ الارتياب لهايزنبرغ هو راجع الى اخطاء القياس او الرصد التى يرتكبها الراصد او هى راجعة الى محدودية تكنولوجيا القياس و البعض الذى بدأ يفهم قليلا يعتقد انه راجع الى التفاعل بين الراصد و المرصود لكن هذه الامور بالنسبة للمحقق لا يمكن ان تكون ابعد عن الحقيقة.

مبدا الارتياب uncertainty principle كان يجب تسميته مبدأ عدم التعين indeterminacy principle لاننا نحن هنا لا نتكلم عن الارتياب بالمعنى الابيستيميولوجى بل نحن نتكلم عن عدم تعين بالمعنى الانطولوجى.

اى انه فعلا لا يمكن من الناحية المبدأية بسبب الطبيعة الكمومية ان نقيس ما يسمى المتغيرات المتكاملة complementary variables مثلا الموضع و كمية الحركة بأى دقة نشاءها.

هذا امر غير موجود مطلقا فى الطبيعة فلا يمكن تصور تجربة تقوم بهذا الامر لأن العائق امامها ليس التكنولوجيا او الانسان بل العائق هو الكون و نظرية كل شيء.

السبب بكل بساطة (لو نظرنا الى صياغة هايزنبرغ المصفوفية للميكانيك الكمومى) راجع الى كون الموضع و كمية الحركة هى مرصودات observables غير متلائمة incompatible اى اننا نصفها بمؤثرات operators غير متبادلة على فضاء هيلبرت.

اذن الارتياب فى قياس الموضع سيكون دائما متناسب عكسا مع الارتياب فى قياس كمية الحركة و ثابت التناسب هو ثابت بلانك.

اذن اذا زاد الارتياب فى الموضع نقص الارتياب فى كمية الحركة و العكس صحيح.

هذا -حسب بوهر وهو محق تماما- اعظم تمثيل رياضى لمبدأ التكامل complementarity principle فى الميكانيك الكمومى و بالخصوص الثنائية موجة-جسيم.

اى اننا نحتاج الى تجارب او قياسات حصرية تبادليا mutually exclusive حتى يمكننا ان نقيس الموضع و كمية الحركة.

بمعنى ان الموضع يقاس فى تجربة مختلفة عن التجربة التى تقاس فيها كمية الحركة بالدقة المرجوة. اذن هذان قياسان متكاملان -اى يكملان بعضهما البعض-.

و مبدأ التكامل حسب نظرتى الشخصية جدا هى بالضبط منظوريانية persepctivism نيتشة, اى ان الراصد فى التجربة الاولى التى تقيس الموضع يوفر منظور مختلف لكن مكمل لمنظور الراصد فى التجربة الثانية التى تقيس كمية الحركة فهما اذن راصدان متكاملان. و قس على ذلك اذا كان هناك عدد اكبر من القياسات الضرورية لبناء صورة كاملة كموميا عن الجملة الفيزيائية.

مبدأ التكامل شيء عظيم لا استطيع ان اوفيه حقه.

كارل بوبر وهو اعظم فيلسوف علم تحدى هايزنبرغ و بوهر فى فهمهم لمبدأ الارتياب و اصر ان هذا المبدأ راجع بكل بساطة الى الصياغة الاحصائية فى الميكانيك الكمومى وانه بالنسبة لجسيم معين مفرد يمكننا أكيد ان نقيس موضعه و كمية حركته بأى دقة نشاء.

بوبر اقترح تجربة من اجل تبيان رأيه و قبل ان ينشر تجربته عرضها على هايزنبرغ و اينشتاين فما كان منه بعد ذلك الا ان غير رأيه و قرر عدم نشر اقتراحه.

تذكروا ان اينتشاين هو واقعى realist مثل بوبر لكن اينشتاين يفهم الميكانيك الكمومى جيدا و يفهم تماما ماذا اراد هايزنبرغ تحقيقه بهذا المبدأ.

فالصياغة المصفوفية للميكانيك الكمومى لهايزنبرغ كانت تعانى من نقص الصورة الفيزيائية بالمقارنة مع الصياغة الموجية للميكانيك الكمومى لشرودينغر.

صياغة شرودينغر تقدم وصف سببى فى الفضاء-زمن مستمر و غير لحظى للذرة. مثلا ما يسمى القفزات الكمومية quantum jumps هى ليست لحظية فى الفضاء-زمن رغم انها قفزات فى فضاء الطاقة.

هايزنبرغ كان يفهم هذا جيدا بل كان يقبل هذا جيدا ومن اجل اعطاء وصف سببى فى الفضاء-زمن للميكانيك الكمومى (مساوي للوصف الفيزيائى الذى قدمه منافسه شرودينغر) قام باقتراح علاقات الارتياب (كما كان يسميها) و التى تسمى اليوم مبدأ الارتياب او مبدأ عدم التعين.

اذن اينشتاين كان يفهم كل هذا و كان يفهم المحتوى الحقيقى لهذا المبدأ و لم تؤثر واقعيته على حكمه الفيزيائى.

اما بوبر فقد اثرت واقعيته و تسرع و خطأ هايزنبرغ او بالاحرى خطأ فهم هايزنبرغ لعلاقاته.

و تذكروا ان هايزنبرغ هو المؤسس (مع بوهر) لتفسير كبونهاغن الذى هو اكيد ليس تفسيرا واقعيا بل خليط عجيب من الواقعية realism و الواقعية المضادة anti-realism و التسامى transcendentalism و الامبيريكة ompricism و التجريبية experimentalism و الادواتية instrumentalism و الايجابية positivism و الذاتية subjectivism و غيرها من التوجهات الفلسفية الاخرى.

ومبدأ التكامل complementarity principe و مبدأ التقابل correspondence principle فى تفسير كوبنهاغن هما ما ادى الى مبدأ التكامل و مبدأ التقابل فى الفلسفة.

اذن تفسير كوبنهاغن امر معقد جدا ليس شيئا هينا ان يتم توصيفه بشكل بسيط و ليس من الحكمة ابدا استسهاله او تخطيئه او التسرع فى الحكم عليه (ومازال يفعل هذا الكثير من الفيزيائيين اليوم رغم هيمنته المطلقة امام منافسه المباشر الذى هو تفسير عديد-العوالم).

اذن بوبر تسرع و بعد ان تشاور مع اينشتاين و هايزنبغ بخصوص تجربته التى اراد ان يقترحها لتكذيب مبدأ الارتياب (تذكروا ان بوبر هو صاحب مبدأ القابلية للتكذيب falsifiability principle فى العلم و الفيزياء بالخصوص) تراجع عن رأيه و لم ينشر تجربته.

يقال ان هذا الذى اراد ان يقترحه بوبر هو كان النواة لتجربة ال EPR الشهيرة (التى تعتمد على التشابك الكمومى و تهاجم معضلة الرصد measurement problem فى الصميم) و التى كان اقترحها فيما بعد اينشتاين من اجل تبيان ان الميكانيك الكمومى كما تفهمه مدرسة الكوبنهاغن ناقص.

لكن سخرية الاقدار شاءت ان تكون تجربة ال EPR كما يعرف الجميع هى التجربة التى اكدت -عكس ما اراد اينشتاين و هذا على يد اعظمهم جون بال- على ان:

- الميكانيك الكمومى كامل complete (كل المتغيرات المخفية hidden variables الموضعية local غير منسجمة مع الميكانيك الكمومى تجريبيا. و المتغيرات المخفية هى المتغيرات التى نضيفها الى دالة الموجة حتى يكتمل الميكانيك الكمومى).

-ان تفسير الكوبنهاغن منسجم تماما مع هذه التجربة (ومازال هو التفسير الاول فى الفيزياء رغم صراخ بعضهم و عويل الآخرين).

-ان الواقع نفسه غير واقعى (وهذه كانت صدمة لجون بال نفسه الذى كان هو الآخر واقعى متعاطفا مع اينشتاين ليس من متعاطفا ابدا مع تفسير كبونهاغن).

اذن المهرب الوحيد المعروف الآن هو الذهاب الى متغيرات مخفية غير موضعية (تفسير بوهم Bohm مثلا) او الذهاب الى الواقعية التامة لدالة الموجة (تفسير عديد-العوالم many-worlds) او اعادة تغيير الميكانيك الكمومى (نماذج الانهيار collapse models) او تمديد تفسير كوبنهاغن بشكل او بآخر (التواريخ المنسجمة consistent histories او غيرها من النماذج) وهناك اشياء اخرى كثيرة (مثلا العلائقية relationalism, المودال modal, و الوعى الذى لا يتكلم عنه احد ابدا).

النموذج الوحيد للتفسير الذى يعتمد على الوعى هو تفسير فون نيومان و فيغنر الذى لم يكتب فيه احد اى مراجعة حتى كتبت فيه شخصيا مراجعة العامة الماضى موجودة الآن على الاركايف.

فالناس يخشون بأن يتهموا بعدم العلمية اذا اردنا تفسير الميكانيك الكمومى بالوعى (وقد فعلها الرياضى العبقرى فون نيومان و لم يخشى احدا و فعلها فيغنر وهو من اعظم الفيزيائيين الكموميين و لم يستحى من احد).

لكنهم يدعون -من دون خشية و من دون حياء- ان الديكوهيرانس يفسر الميكانيك الكمومى و يفسر معضلة الرصد و يؤكد ذلك التفسير او ذلك التفسير و كل هذا خرافة.

الديكوهيرانس decoherence هى ظاهرة فيزيائية طبيعية مثلها مثل التشابك الكمومى quantum entanglement او التداخل interference ليس لها اى علاقة بأى تفسير.

لكن الوعى يدخل بشكل آخر فى الميكانيك الكمومى وهو محاولة تفسير الوعى بالكمومي (مثلا تفسير بنروز Penrose الذى حصل على نوبل الشهر الماضى) و ليس محاولة تفسير الكمومى بالوعى (كما فعل فون نيومان و فيغنر).

و هذا فى رايى وضع مقلوب لاننى اعتقد ايضا ان الوعى هو ظاهرة كلاسيكية بالاساس و ان الميكانيك الكلاسيكى هو نظرية اساسية فى الكون (ليست تقريب للميكانيك الكمومى بل يمكننا ان ننظر الى الميكانيك الكمومى على انه تقريب للميكانيك الكلاسيكى كما سأبين فى بحث قادم ان شاء الله لو وجدت فقط مع من انفذه فاننى انتظر زملائى الاساتذة ان يجلسوا معى لاننى لم اعد اطيق الجلوس امام الحسابات بمفردى!).

اذن الميكانيك الكمومى هو نظرية اساسية للطبيعة تحكم الكون و الميكانيك الكلاسيكى هو نظرية اساسية للطبيعة تحكم الوعى (وهذه فكرة استممدتها من بوهر و كانط).

كل هذه التفسيرات وهى مختلفة جدا هى تفسيرات منسجمة جدا مع التجربة و اغلبها منسجم مع الميكانيك الكمومى (اى لا يضيف عليه شيء).

ويبقى محتوى مبدا الارتياب او عدم التعين لهايزنبرغ (الذى يشفر بدأ التكامل لبوهر) و محتوى مبرهنة بال (التى تشفر نتائج تجربة ال EPR لاينشتاين) من اعظم الثورات العلمية فى الفيزياء الكمومية بل فى الفيزياء بل فى العلم على الاطلاق.

فهما قد تسببا فى خطأ عظيم فلسفة العلم (كارل بوبر) و عظيم الفيزياء النظرية (اينتشاين).

من اجل الاستماع الى هذه المواضيع بدقة فلسفية و فيزيائية و رياضية اكثر اصبروا علينا على اليوتوب (فهى ليست مواضيع سهلة و اننى لا اقصد التسهيل بل اقصد المنهجية و الدقة و الموضوعية و قد ابتدأتها من البداية تسجيلا بالصورة و الصوت و الكتابة من اجل التسهيل).

للاسف هذه امور كنت اود ان اقدمها على الفايسبوك لكن لم اجد كيف بالضبط اقوم بذلك فلجأت الى اليوتوب.

المواضيع القادمة ان شاء الله على اليوتوب (مبدأ الارتياب, مبدأ التقابل, مبدأ التكامل, معضلة الرصد, التشابك الكمومى, السبين, الديكوهيرانس, مبرهنة بال, مبرهة كوشن-سباكر, عديد-العوالم, تفسير بوهم,....)