هستی‌ شناسی‌ – فیزیک کوانتوم

فاییل صوتی گفت و گو با رادیو ونکوور. تعریف فیزیک کوانتوم، بررسی اصل عدم قطعیت، پاسخ به پرسش ها، فرمول هایزنبرگ در قانون انرژی، چگونه از نیستی‌ هستی‌ بوجود میاید.

فایل صوتی

متن مصاحبه 

– شنوندگان عزیز در خدمت جناب آقای مجید شهبازخانی هستیم و قسمت نهایی برنامه امشب را تحت عنوان فیزیک کوانتوم ازشون خواهش می کنم که بفرمایید که فیزیک کوانتوم راجع به چه چیزی صحبت می کنه و چه ربطی به هستی شناسی داره که کوانتوم را مطرح بکنه؟

– اگر که خاطرتون باشه صحبت از این کردیم که جهان از یک نقطه بسیار کوچک شروع شد و شروع این جهان از یک نقطه بسیار کوچک ارتباطش با فیزیک کوانتوم این هست که فیزیک کوانتوم به ذرات می پردازد به اون جهان بسیار بسیار ریز می پردازد و از آنجایی که ذرات در جهان بسیار کوچک خودشون رفتاری متفاوت دارند نسبت به رفتاری که ذره در حالت ماکروسکوپیک داره یا وقتی بزرگتر هست داره بررسی قوانینی که ذره در حالت بسیار بسیار ریز دارد نیاز به یک فیزیک جدیدی دارد. که به اون فیزیک می گویند فیزیک کوانتوم. وقتی که به مسائلی نظیر شتاب ذرات یا حرکت ذرات نگاه می کنیم رفتار ذره متفاوت هست نسبت به آنچه که ذره در حالت عادی از خودش نشان می دهد. نمونه های بسیار زیادی در این زمینه هست که می تونیم بهش بپردازیم. نمونه اش مثلا قانون عدم قطعیت هست که یکی از اصول اساسی فیزیک کوانتوم هست. خیلی هم مشکل هست اگر که شما بخواهید با زبان عادی توضیحش بدهید. چون با درکی که ما از جهان خارج داریم هم خوانی ندارد.

– ریزترین ماده ای را که تا به حال اندازه گیری شده چه اندازه ای داشته؟

– یک چیزی حدود 13-10 هست که ریزترین ذره بوده اما تا 23-10باز ما جا داریم یعنی مواد ریزی داریم که از ریزترین موادی که ما به عنوان ماده ای که تونستیم تا حالا اندازه بگیریم ده ها میلیون برابر کوچکتر هستند و ورود ما به دنیای کوانتوم به خاطر این که قوانین را یک دفعه این جوری عوض می کند اگر که وارد دنیای کوچکتری بشویم ممکنه یک سری قوانین دیگری را برای ما بوجود بیاورد و بسیاری از دانشمندان امروزه به این مسئله دارند فکر می کنند که از اونجایی که فیزیک و فیزیک کوانتوم هنوز با مشکلاتی روبرو هستند و ما نمی توانیم جهان اطراف خودمون را به صورت کامل بیان بکنیم به دنبال نوع دیگری از فیزیک می گردند که با اون نگرش بتوانند بیایند و به پرسش ها پاسخ بدهند. در مورد مسائلی که مربوط به فیزیک کوانتوم هست من فقط یک چند تا نمونه را عرض بکنم خدمت شما و ارتباطش را با هستی شناسی و اون موضوعی که ما بهش می پرداختیم. یکی همین مسئله عدم قطعیت هست. ببینید وقتی که جهان در حال بسیار ریزی قرار گرفته بود توی اون حالت ماده و ذره رفتار متفاوتی را از خودش نشان می دهد. مثلا ما نمی توانیم به طور قطعی مشخص بکنیم محل یک ذره را. یعنی یک ذره می تواند در آن واحد چندین جا باشد.

– ببخشید اگر ممکن است توضیح بدهید آیا به صورتی که بشه دید قابلیت مثلا عکس برداری فیلم برداری یا به نوعی از دستگاه ها استفاده بشه برای دیدن این که یک ذره می تونه در یک لحظه در چند نقطه باشه قابل رویت بوده یا نه؟

– بله به صورت مشخص آزمایش های بسیار زیادی در این زمینه انجام گرفته. هم از لحاظ ریاضی مشاهده می کنیم و هم از لحاظ مشاهدتی مشاهده می کنیم. بسیار معمول است. اتفاقا در آزمایشگاه مواد ریز کاملا به شما نشان می دهند. مهم تر این هست. بسته به این داره که شما آیا به ذره نگاه بکنید یا اینکه به ذره نگاه نکنید رفتار ذره متفاوت خواهد بود. توی فیزیک دو تا نوع رفتار داریم. یا به صورت موجی هست. یا اینکه به صورت معقولی هست. یعنی مثلا شما یک توپ را شوت می کنید. این یک مسیری را می رود دیگه به صورت موجی نمی رود. اما وقتی که شما صدا می کنید به صورت امواج حرکت می کنید. یا یک سنگ را توی آب می اندازید به صورت موج حرکت می کند. ما دو نوع حرکت داریم. یا اینکه به صورت موجی هست یا غیرموجی. که ذرات بسته به اینکه آیا شما این ذره را مشاهده بکنید یا اینکه این ذره را مشاهده نکنید نوع رفتار این ذره متفاوت خواهد بود. به همین دلیل بسیار مشکل هست که ما بخواهیم با زبان معمولی راجع به فیزیک کوانتوم صحبت بکنیم. نه به این علت که زبان مشکل داشته باشیم. نه. به این علت که چون عادت کردیم که ماده را به این شکلی که هست ببینیم بیان یک رفتار دیگری در ماده برای ما خیلی سخت هست که بخواهیم این را توضیحش بدهیم. اما آنچه را که شما بهش اشاره کردید. بله کاملا مشاهده می شه و آزمایشاتی هست نشان داده می شود. شما نمی توانید بگویید که ذره در کجا قرار دارد. حالا من عرض می کنم دلیلش چی هست؟ یکی از دلایلش این هست که وقتی که شما می خواهید یک ذره را مشاهده بکنید مشاهده کردن یعنی چی؟ یعنی اینکه انعکاس نور به ذره را در حقیقت شما دارید مشاهده می کنید که ذره را مشاهده می کنید. این ذره وقتی که خیلی ریز باشد وقتی که نور بهش می تابد فوری جابجا می شود و برای اینکه شما بتوانید مشخص بکنید از یک جایی نقطه ای معین این را مشاهده بکنید مجبور هستید نور را ضعیفتر و ضعیفتر بکنید تا این ماده بتواند آنجا سر جایش باقی بماند و شما بتوانید آنرا مشاهده بکنید. این یکی از اون دلایل هست. مشکل داریم ما برای اینکه این ذره را مورد مشاهده قرار می دهیم رفتار این ذره فرق می کند در مقایسه با موقعی که ما این ذره را مورد مشاهده قرار نمی دهیم. و این عدم قطعیت جزو خواص ماده هست. در حالت ریز خودش. مثل این می ماند بنده به شما بگویم که اگر که دستتون را به میز بزنید امکان دارد که از این میز عبور بکند از وسط این میز بگذرد برود پایین یا به دیواری برخورد بکنید شما ممکن است بروید آن ور دیوار. همچین چیزی توی جهان عادی ما معنی ندارد اما اگر که شما صدبار به این دیوار بخورید یک بارش ممکن است بروید اون ور. در نتیجه این احتمال وجود دارد که شما بروید اون ور دیوار. در فیزیک کوانتوم ما همواره صحبت از عدم قطعیت می کنیم یعنی توی یک رنج صحبت می کنیم به خصوص توی مسائلی که مربوط به ماده هست مثلا الکترون و پروتون و این جور چیز ها صحبت می کنیم وارد یک سری خواص دیگری از ماده می شویم که این ماده در آن واحد می تواند چند جا باشد. این ماده می تواند نباشد یک دفعه باشه. یک نمونه بدهم خدمت شما که از لحاظ این که شما بدانید ما راجع به چه جهانی داریم صحبت می کنیم. اگر که هسته اتم را به اندازه توپ بسکتبال بگیریم. یک هسته هیدروژن را در نظر بگیرید اون الکترونی که داره دور این توپ بسکتبال می گردد فاصله اش بیست کیلومتر است. وقتی که نگاه می کنیم بین این دو تا دیگر چیز دیگری نیست.

– یعنی در حقیقت خالی است فضا

– بله خالی است. البته انرژی هست که اجازه نمی دهد اون توی این بیفتد یعنی ما اکثر جهان هستی که اصلا داریم راجع بهش صحبت می کنیم اینقدر این خالی است هیچ است.

– بعد فواصل بین این اتمها باز فضای خالی هست.

بله بین اونها هم باز خالی است. اما راجع به یک همچین چیزی صحبت می کنیم که اینها کنار همدیگه قرار می گیرند و جهان ما را به وجود می آورند حالا خیلی جالبه که به شما عرض بکنم وقتی که راجع به جهان ماده داریم صحبت می کنیم که شامل نوترون ها و پروتونها و الکترونها اینها می شه تنها 5% از جهان هستی را به وجود آورده اند. 95% آن چیز دیگری است.

– تشکر می کنم. سلام عرض می کنم شنونده عزیز. خط شما وصل است بفرمایید.

– یک سوال دارم یک کامنت دارم. من هم باورم همین طور که شما گفتید این هست که اصلا همه چیز را من با ذهنم موج می بینم. یعنی اصلا شکلی برایش قائل نیستم. درسته که می بینم اجسام رو، ولی من هر وقت شیء رو نگاه می کنم فقط اون رو موج می بینم. حس می کنم. البته می خواستم این دید رو شما هم اگه می خواین بررسی کنین. یکی هم اینکه راجع به نانو یک کمی توضیح به من بدهید. از رادیو گوش می دهم.

– تشکر می کنم. شبتون بخیر.

– یک نکته ای رو عرض بکنم. بنده عرض نکردم که جهان هم به صورت موج هست یا نیست. فقط در مورد رفتار ذره عرض کردم که ذره می تواند رفتارش به صورت موجی باشد یا اینکه به صورت یک جسم عادی باشد. نمی توانیم دقیق بگوییم که ذره چه حالتی را می تواند داشته باشد. بسته به این دارد که آیا شما اون ذره را مشاهده بکنید یا اینکه اون ذره را مشاهده نکنید و آنچه را که تا حالا بهش رسیدیم ذره در ابعاد کوچیکتر خودش ممکنه رفتارهای دیگری را داشته باشد که ما الانه نمی دونیم آنها چی هست. به همین دلیل بعضی موقع ها می بینیم که دانشمندان نظرشون این هست که به فیزیک دیگری نیاز داریم برای اینکه جهان اطراف خودمون را بتوانیم توضیح بدهیم. آنچه را که مورد بحث قرار می دهیم نگرشهایی هست که توی زمینه های علمی از فیزیک کوانتوم بهش رسیدن و این نظر شخصی بنده نیست تخصص من هم فیزیک کوانتوم نیست من هم بر اثر مطالعات و منابع مطالعاتی این را عرض می کنم. یعنی هیچ کدامشان هم حرف من نیست که من عرض بکنم خدمت دوستان عزیز. دانش من از اون مرتبه پایین تر است. اما آنچه را که تاکنون ما از دانش بشری آموخته ایم و آنچه که تاکنون تکنولوژی و دانشمندان فیزیک کوانتوم بهش رسیده اند مرحله ای بوده که بنده عرض کردم خدمت شما. اما در مورد نانو که شما فرمودین نانو در حقیقت یک عدد یعنی یک سیستم برای اندازه گیری که مساوی است با 9-10 نانومتر یعنی یک بیلیونیم متر یا نانو سکند یا نانو ثانیه یعنی یک بیلیونیم ثانیه. وقتی که وارد مسائل به این ریزی می شویم دیگه با تکنولوژی های معمولی نمی توانیم کار بکنیم. دیگه با فیزیک عادی نمی توانیم با این مسائل روبرو بشویم. و علمی وجود داره به اسم نانوتکنولوژی که خیلی نزدیک هست اتفاقا به فیزیک کوانتوم یعنی اینها با هم دیگه حالت کاربردی شاید بتوانیم بگوییم فیزیک کوانتوم هست نانوتکنولوژی که روی مواد بسیار ریز کار می کنند. من امیدوارم پاسخ پرسش شما را داده باشم.

– من یک سوال کوچیک دارم اگر که وقت باشه. سوال من این است آیا امکان داره که ما بتوانیم کوچکترین ذره را کشف بکنیم و متوجه می شویم که از کوارک ها هم کوچکتر هستند.

– امکانش وجود داره اما تا کنون تکنولوژی به اونجا نرسیده و ما خیلی خیلی فاصله داریم. بایستی بیلیونها برابر هنوز فاصله داریم. نسبت به آنچه را که ما به عنوان کوچکترین ماده تا حالا مشاهده کردیم که هنوز وجود دارد و ما نتوانستیم آن را مشاهده بکنیم. مطلبی که من می خواستم بهش بپردازم یک مطلبی را شما در ابتدای برنامه های خودمون مطرح کردید مبنی بر اینکه چطور می شه یک دفعه از نیستی هستی به وجود بیاد؟ توی قانون عدم قطعیت فیزیک کوانتوم می تونیم مشاهده بکنیم فرمولی داریم اصطلاحا بهش می گن که هایتنبرگ به این شکله که توی این معادله وقتی که می خواهیم یک نقطه ای را مشخص بکنیم که این نقطه کجا هست؟ نمی توانیم به گونه ای دقیق بگوییم این نقطه در کجا قرار گرفته. یا این عدم قطعیت در حقیقت در مورد همه چیز هست. در مورد انرژی هست. در مورد ماده هست. یک فرمول کلی هست. رنج یک چیزی ضرب در رنج یک چیز دیگری همیشه توی کوانتوم مساوی است با یک دوم H که اون H اگر که یادتون باشه توضیحی را دادیم راجع به عدد پلانک و وقتی که ما می رسیم به فرمول انیشتین که انرژی و ماده رو با هم دیگه مقایسه می کنه گفتیم که در اول هیچ چیزی نبوده. فقط انرژی بوده. بعدا اینا تبدیل به ماده شدن توی یک سیری که در بیگ بنگ بهش پرداختیم وقتی که e=mc2را توی حالت کوانتومیش مورد بحثی قرار می دهیم برای فواصل زمانی بسیار کوتاه نمی توانیم مطمئن باشیم که در یک نقطه ای خاصی از فضا چقدر ماده وجود دارد؟

– تشکر می کنم جناب شهبازخانی یک سوال من دارم یک فقط اشاره ای بهش بکنید. در فیلمی من مشاهده کردم که توضیح می ده انسان می تواند در یک لحظه در شش نقطه قرار بگیرد. یک توضیح کوچیکی در این مورد اگر چیزی دارید بگید ممنون می شم.

– شاید مثالی باشه به این شکل بیان کرده باشن. تا حالا چنین دستگاهی ساخته نشده اما می خواستم این را عرض بکنم که وقتی توی فیزیک کوانتوم صحبت می کنیم و مسئله انیشتین را آنجا مطرح می کنیم معناش این هست در فواصل زمانی بسیار کوتاه همواره می توانیم ذراتی را در حال تولید و نابودی مشاهده بکنیم. پرسش اولیه شما را اینجا پاسخ می دهیم که چگونه ممکن است که از نیستی هستی به وجود بیاید.

– ممنونم از محبتتون جناب شهبازخانی تشکر می کنم و به شما شب بخیر می گویم.

Advertisements

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن /  تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن /  تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن /  تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن /  تغییر دادن )

درحال اتصال به %s