سلسلة ميكانيكا الكم : تفسير كوبنهاجن

إنتصار تفسير كوبنهاجن : (1927-1925) 

                              " ونحن نعتبر ميكانيكا الكم كنظرية كاملة من الفرضيات                                         الفيزيائية والرياضية الأساسية والتي لم تعد قابلة للتعديل " 

                 هايزنبرج وماكس بورن في الورقة التي سلمت لمؤتمر سلوفاي عام 1927

 وضع هايزنبرج مبدأ اللايقين في فبراير 1927 حين كان يعمل في محاضراً في معهد بور للفيزياء النظرية في جامعة كوبنهاجن، بور الذي كان عائداً من رحلة تزلج وعند وصوله إلى المعهد وجد أن ورقة هايزنبرج حول مبدأ اللايقين كانت جاهزة على شكل مسودة، عند إحالة الورقة لآينشتاين بطلب من هايزنبرج عندها إشتكى بور لآينشتاين ذلك النهج الضيق الذي يتبعه هايزنبرج، بالنسبة لبور نشأ مبدأ اللايقين ليس فقط من معادلات الكم و إستخدام الجسيمات و الإنقطاعية فقد كان يتعين أيضاً إتخاذ الأمواج والجسيمات بالتساوي في عين الأعتبار أيضاً، وكان تشتت موجات الضوء من الإلكترون ذو أهمية أيضاً . 

                                            (نيلز بور)

بعبارة بور فإن الصور الموجية والجسيمية أو التمثيلات البصرية والسببية هي تكاملية بالنسبة لبعضها البعض، ولابد أن تستبعد الصور الجسيمية الصورة الموجية أو العكس و لكن كلتاهما معاً ضروريتان لوصف الحالة الكمية، ومن الواضح أنه في أي تجربة في العالم على كائن ما فإنه لا يمكن أن موجة وجسيم في نفس الوقت، يجب أن يكون إما موجة أو جسيم وهذا يتوقف على الوضعية لذلك الكائن، في تجارب لاحقة تبين أن تفسير الدالة الموجية لكائن غير ملحوظ هو خليط من الصور الموجية والجسيمية ويبقى على هذه الحالة حتى يختار صاحب التجربة ماذا يمكن أن نراقب في هذه التجربة، عند إختار الصورة الموجية أو الجسيمية سيقوم عندئذٍ صاحب التجربة بتشويش الطبيعة غير الملموسة .

                          (معهد بور للفيزياء النظرية في جامعة كوبنهاجن) 

 هذا التحيز يطلق العنان لتحديد ما يمكن للمرء معرفته عن الطبيعة، ويتم التعبير عن هذا التحديد عن طريق مبدأ اللايقين الذي كان بالنسبة لبور ذا صلة فيما يدعوه بالتكاملية، فقد كانت التكاملية و مبدأ اللايقين والتفسير الإحصائي لموجة شرودنغر كلها ذات صلة ببعضها وقد شكلت هذا النظريات معاً التفسير المنطقي للمعنى الفيزيائي لميكانيكا الكم والذي عرف " بتفسير كوبنهاجن " 

" منذ المحادثات التي أجريتها مع بور والتي غالباً ما إستمرت لفترة طويلة بعد منتصف الليل ولم تسفر عن نتيجة مرضية فقد أصبح كلانا منهكاً كلياً ويكتنفنا التوتر نوعاً ما " 
(من مذكرات هايزنبرج)

                        (بور يتناقش مع هايزنبرج وباولي في كوبنهاجن)

بحلول خريف 1927 كانت الأمور قد تغيرت فقد عُين هايزنبرج في جامعة لايبزيغ وقدّم بور أيضاً إلى مؤتمر في بحيرة كومو في إيطاليا ورقته عن التكاملية، وبعد شهر في أكتوبر 1927 ماكس بورن وهايزنبرج تحدثا في مؤتمر الفيزياء في بروكسل و أعلنا أن ميكانيكا الكم نظرية كاملة وغير قابلة للنقض .

 لم يتفق الجميع مع تفسير بورن و هايزنبرج وكان آينشتاين وشرودنغر أشد المعارضين لهذا التفسير، وحتى نهاية حياتهم لم يقبلوا تماماً مبدأ كوبنهاجن، كان آينشتاين غير راضٍ مع الإعتماد على الإحتمالات وقال إنه يعتقد أن الطبيعة موجودة بشكل مستقل عن المجرب وحركة الجسيمات يجب أن تحدد بدقة ورأى أن مهمة الفيزيائي الكشف عن قوانين الطبيعة التي تحكم هذه الحركة التي في النهاية لن تتطلب النظريات الإحصائية، حقيقة أن ميكانيكا الكم تبدو متسقة تماماً مع النتائج الإحصائية فقط ولا يمكن أن تصف كل حركة تماماً، كانت هذه الحقيقة بالنسبة لآينشتاين إشارة بأن ميكانيكا الكم لا تزال غير مكتملة، ومنذ ذلك الحين تم إقتراح تفسيرات بديلة لا زالت تخضع لدراسة جدية إلى الآن.

                        ( بور و آينشتاين خلال نقاشهم عن فيزياء الكم )

 على الرغم من إعتراضات آينشتاين وغيره إلا أن بور وهايزنبرج وزملائهم ضمنوا قبول أغلب العلماء في ذلك الوقت لتفسير كوبنهاجن، وتم ضمان قبول هذا التفسير من خلال تقديمه كمحاضرات في جميع أنحاء العالم، النجاحات التي حققتها نظرية الكم جذبت بطبيعة الحال أفضل الطلاب لمعاهد مثل معهد هايزنبرج وبعضه أتى أيضا من مناطق بعيدة مثل أمريكا والهند واليابان هولاء الطلاب جميعاً ترعرعوا على عقيدة كوبنهاجن وميكانيكا الكم الجديدة لإنتاج جيل جديد ومسيطر من الفيزيائيين، وأولائك الطلاب الموجودين في ألمانيا و أوروبا الوسطى حملوا معهم أفكار جديدة تفرقت في أنحاء العالم خلال عامي 1930 و 1940 في أعقاب وصول هتلر إلى السلطة في ألمانيا . 

إعداد::زيد أحمد::

المصدر:

https://www.aip.org/history/exhibits/heisenberg/p09.htm