كيف ندرس النسبية الخاصة!!..

هذا عنوان الفصل السادس من كتاب الفيزيائى النظرى الايرلندى جون بال John Bell عن الميكانيك الكمومى الذى يحمل العنوان الغريب: ما يمكن قوله و ما لايمكن قوله فى الميكانيك الكمومى speakable and unspeakable in quantum mechanics
لكن ما علاقة النسبية بالكمومى?
بكل بساطة اذا توفر العمق و الشمول فكل شيئ له بعلاقة بكل شيئ وخاصة فى الفيزياء النظرية..
هذا الفصل يحتوى على افضل مدخل للنسبية الخاصة قرأته فى حياتى و شخصيا لا ابالغ..
ثم ان هذا الفصل كما يقول صاحبه بال اتبع فيه الطريق الطويلة فى الوصول الى النسبية الخاصة طريق لورنتز Lorentz و بوانكريه Poincare و لارمور Larmor و فيتزيجيرالد Fitzgerald و ليس الطريق القصيرة الانيقة لاينشتاين..وكلا الطريقين عميقة جدا لكن طريق لورنتز تتميز بالتشديد على استمرارية الافكار الاساسية للنسبية مع الافكار الكلاسيكية لنيوتن اما طريق اينشتاين فتتميز بالتشديد على القطيعة مع الافكار النيوتونية..وبالنسبة للطلبة المبتدأين فان التشديد على الاستمرارية افضل من التشديد على القطيعة حتى تحقيق حد ادنى من الفهم الصلب..
وكل هذا الذى ذكرته آنفا هو رأى بال وتقييمه و لهذا كتب هذا الفصل فى عمق كتاب يهتم بفلسفة وفيزياء و تقنيات الميكانيك الكمومى..وشخصيا متحمس جدا لهذا الرأى كما ان المدخل للنسبية الذى بسطه هو من افضل ما قرأت فى هذا المجال...
لكن هناك سبب آخر لماذا كتب هذا الفصل..
القصة تبدأ بفيزيائى تجريبى محترم من المركز الاوروبى للابحاث النووية CERN الذى تحدى بال فى مسألة نسبية يقول عنها بال بسيطة trivial وخطأه فيها ثم اختصم الاثنان الى قسم الفيزياء النظرية فى ال CERN الذى وقف فى شبه اجماع مع الفيزيائى التجريبى ضد بال...
بال فى كل هذا لم يتزعزع البتة امام هذا الخطأ الجماعى و لهذا التخطئ الجماعى و قال بكل بساطة انكم كلكم مخطئون و سبب خطأكم هو بعدكم عن الفكر الكلاسيكى لنيوتن و عدم فهمكم الدقيق لفكر انشتاين الذى هو ايضا كلاسيكى كما يعبر هو عن ذلك...
كتب هذا الفصل لاجراء الحساب الصريح الذى يؤدى الى النتيجة التى رفضها هؤلاء التجريبيون و النظريون جميعا التى اصبحت تعرف الآن باسم معضلة بال Bell's paradox...
تصوروا الوضعية النسبية التالية:
ثلاثة مركبات فضائية A و B و C تنجرف بحرية فى الفضاء الحر بعيد عن تأثير اى مادة بدون دوران بحيث ان المسافة بين A و B تساوى المسافة بين A و C ..
المركبة A ترسل اشارة الى كل من B و C تبدأ عندها فى نفس الوقت كل من B و C فى التسارع فى الاتجاه العمودى بلطف-حتى لا تكون هناك حركة عطالية- ...
نفترض ان هناك خيط مشدود بين B و C .
المركبتان B و C لهما نفس السرعة فى كل لحظة زمنية t بالنسبة للمعلم A و بالتالى بالنسبة الى A فان المسافة بين B و C تبقى ثابتة ..
لكن الخيط المشدود الرابط بينهما يجب ان يخضع للتقلص النسبى فى الطول خاصة فيتزيجيرالد ..لكن تذكروا المسافة بين B و C ثابتة..
اذن الخيط سوف يخضع لا محالة الى اجهاد stress الى غاية عند سرعة عالية معينة يبلغ الخيط نهاية مرونته elsticity و ينقطع...
نفس هذه النتيجة سوف نحصل عليها بالنسبة للمعلم B او المعلم C او اى معلم عطالى آخر ..فى هذه الحالة الخيط سينقطع لكن سبب الانقطاع ان تسارع B فى هذا المعلم لا يساوى تسارع C ..
يقول بال: الخيط يجب ان ينقطع عندما تصل السرعة الى قيمة عليا معينة ينضغط عندها الى اقصى ما تسمح به مرونته...
هذه هى النتيجة الصحيحة..
الفيزيائى التجريبى اعلاه و اغلب قسم الفيزياء النظرية فى ال CERN قالوا: ان الخيط لن ينقطع لانه يخضع مع الجملة ككل للتقلص النسبى فى الطول خاصة فيتزيجيرالد...
هل تصدقون بال ام مجموعة من الفيزيائيين التجريبيين و النظريين الذين ادعوا امام بال انهم النسبيين حقا!!!
حتى قبل ان اقرأ حساب بال فى الفصل السادس من الكتاب اعلاه شخصيا وقفت مع بال لاننى:
اولا: انا من دعاة ان الحق و الحقيقة ليست بالاغلبية..
ثانيا: انا من دعاة ان النظرى اى العقل سابق على التجريبى اى الحس ..ولا اتنازل عن هذا المبدأ الا مع الفكر التيمي و فقط من اجل اقامة الحجة!!!
ثالثا: ثقتى فى بال اعلى بكثير من ثقتى فى هؤلاء الذين يحكى عنهم ..اليس بال هو صاحب متراجحات بال التى هى الحكم الحسابى الحسى الوحيد فى فلسفة الميكانيك الكمومى-انظروا مقالات سابقة لى عن هذا الموضوع-...
الكتاب: ما يقال و ما لايقال عن الميكانيك الكمومى ستجدونه معلقا فى نادى: النظريون الفيزيائيون..