رادیو زمانه

تاریخ انتشار مطلب: ۱۴ آبان ۱۳۸۸
حق با اینشتین است

«خدا هیچ‌وقت تاس نمی‌اندازد»

احسان سنایی

«خدا هیچ‌وقت تاس نمی‌اندازد». آلبرت اینشتین با اظهار این جمله برای همیشه مخالفت خود را با فرضیات مکانیک کوانتومی اعلام کرد؛ نظریه‌ای که با سلاحی چون «عدم قطعیت»، به جنگ با آرامش نسبی حاکم بر جهان یکدست و بی‌دغدغه اینشتین رفته بود.

رفته‌رفته پیش‌بینی‌های دقیق و موفقیت‌های بزرگ این دو انشعاب اصلی فیزیک نوین یعنی نظریه نسبیت و مکانیک کوانتومی اما راهی برای رد فرضیات هیچ‌کدام از آن ها باقی نمی‌گذاشت و از طرفی روابط متقابل مابین‌شان را بیش از پیش آشتی‌ناپذیر می کرد. در آخرین زور آزمایی این دو غول دنیای فیزیک، اینشتین پیروز معرکه بود.


در نگرش اینشتین نسبت به جهان، تعاملات گرانشی اجسام، بوسیله میدان یکپارچه ای به نام فضا-زمان کنترل می‌شود

چندی پیش، دانشمندان با به کارگیری تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی که این روزها تولد یک سالگی‌اش را جشن می‌گیرد، شرایط خوبی برای تشخیص بهترین نظریه‌ای که به توصیف فضا و زمان می پردازد را فراهم آوردند. امروزه، دو نظریه فاتح دنیای فیزیک هستند:

یکی نسبیت که به توصیف نیروی گرانش و حرکات بزرگ مقیاس عالم همچون حرکت سیارات، ستارگان و کهکشان ها می پردازد؛ و دیگری مکانیک کوانتومی که رفتار اتم ها و ذرات زیراتمی را تفسیر و توجیه می‌کند.
عمل‌کرد هر دوی این نظریات در توصیف رفتارهای جهانی که خود در آن حکمرانی می‌کنند، مطلوب و قابل قبول است؛ اما به هیچ‌وجه نمی‌توان با زبان یگانه‌ای چون ریاضیات با هردویشان صحبت کرد.

به عنوان مثال، نگرش هر کدام از آنها به مؤلفه هایی چون فضا و زمان مستقل است و چنین تفاوتی را می‌شود به ساحل و دریا تشبیه کرد:

نسبیت، فضا و زمان را چون دریایی یکپارچه و بی نهایت می‌پندارد؛ اما طبق فرضیات مکانیک کوانتومی، این دو مفهوم بنیادی جهان ما همچون سطح ساحل، دانه دانه و گسسته اند (کوانتوم، جمع کلمه کوانتا به معنای بسته های گسسته انرژی است).

طبق برخی از فرضیات نظریه کوانتومی، شن های تشکیل دهنده فضا اگر وجود خارجی داشته باشند، قطری در حدود 10 به توان 35- متر خواهند داشت که با این حساب تشخیص چنین ذرات ریزی با ابزارهای کنونی بشر امکان پذیر نیست.

اما خوشبختانه فوتون های پرانرژی و سریع پرتو های گاما در اینجا می‌توانند به خوبی حقیقت را تشخیص دهند؛ پرتوهایی که بواسطه وقوع برخی از هولناک ترین رویدادهای کیهانی همچون برخورد لاشه ستارگان مرده، به فضا آزاد می‌شوند.


نظریات انقلابی آلبرت اینشتین در دنیای فیزیک را همه می شناسیم؛ نظریاتی که دریچه های جدیدی را به دنیای پیرامونمان گشودند. در تصویر بالا، یکی از ژیروسکوپ های ماهواره GP-B را مشاهده می‌کنید که در سال 2004 با هدف محک زدن نظریه نسبیت عام اینشتین به فضا پرتاب شد. این ژیروسکوپ های کواتزی، دقیق ترین اجسام کروی ای هستند که تاکنون به دست بشر ساخته شده است؛ بطوریکه بیشترین اختلاف ضخامت پوسته این کره، تنها در حد 40 اتم است!

می دانیم که در پرتو الکترومغناطیس هر چه طول موج کوتاهتر شود، موج حاصله پرانرژی تر خواهد بود. طول موج برخی از قسمت های گستره امواج گاما آنقدر کوتاه است که می‌تواند به آسانی به صحت یکی از دو سناریوی دریا و ساحل پی ببرد.

اگر فضا دانه دانه و شنی باشد، آنگاه امواج گاما در حین عبور از فضا مدام گرفتار دست انداز می‌شوند و اندکی دیرتر از رفقای کم انرژی تر خود به مقصد می رسند. آنچه می ماند، برگزاری یک مسابقه است تا بفهمیم پیروز این میدان سرعت کیست؟

مسابقه سالها است که شروع شده اما داور بازی تنها یک سال است که در جای خود قرار گرفته و آماده داوری است. در دهم ماه می سال جاری، تلسکوپ فرمی موفق به مشاهده انفجاری در 7 میلیارد سال نوری آن‌طرف‌تر شد؛ انفجاری که تنها چندین ثانیه به طول انجامید. پرانرژی ترین بخش پرتوی گامای دریافتی از این انفجار، تنها در حدود 0.829 ثانیه دیرتر رسید.

به گفته «جاناتان گرانوت»، یکی از اعضای تیم تلسکوپ فضایی فرمی در دانشگاه هرتفوردشایر انگلستان، هر چند وقفه اندکی مشاهده شده است، اما این تأخیر به اندازه ای زیاد نیست که حتی ساده‌ترین فرضیات نظریه کوانتومی قادر به توضیح آن باشند. به عبارت دیگر، تا به اینجای کار می‌توان گفت که گستره فضا ـ زمان صاف و یکدست به نظر می‌رسد.


طرحی از تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی

با این حال، گرانوت به دلیل اینکه مشاهدات اخیر تنها به تحکیم نظریات پیشین پرداخته، اندکی نا امید است. او می‌گوید:

«اگر می‌توانستیم به وضوح چنین تأثیری را (در تأخیر پرتوهای پرانرژی تر) تشخیص دهیم، چنین کاری شایسته جایزه نوبل بود.»

اما او معتقد است هر آزمایشی که اندیشه های دور از دسترس گرانش کوانتومی را محک بزند، فوق‌العاده حائز اهمیت است چرا که فرضیات بنیادین فیزیک، نسبت خوبی با مشاهدات مستقیم ندارند. او افزود:

«این واقعیت مسلم که ما توانسته‌ایم به طور قابل توجهی به تحکیم برخی از مدل‌ها بپردازیم، بسیار عالی است.»

البته نتایج این مشاهدات به این معنا نیست که حتی بهترین تلاش‌هایی که با هدف اتحاد نسبیت و مکانیک کوانتومی انجام پذیرفته، نادرست است.

«لی اسمولین»، فیزیک‌دان نظری مؤسسه پرمیر در واترلوی کانادا معتقد است هنوز نسخه‌های متفاوتی از گرانش کوانتومی موجود است که طبق برخی از آنها سرعت پرتوهای گاما نبایستی تأخیر داشته باشد؛ با این حال او این مشاهدات را بهترین آزمایش فرضیه کلی فضا-زمان کوانتومی دانست.

محاسبات و مشاهدات آینده راهنمای خوبی برای نظریه‌پردازانی است که در صدد اتحاد این دو نظریه سترگند. فرآیند اصلاح این نظریات بزرگ و نهایتاً دست یابی به نظریه‌ای کامل و تمام عیار، تازه در آغاز راه است.

Share/Save/Bookmark

منبع: Nature
در همین زمینه:
نظریه نسبیت؛ دیواری بزرگ مقابل فیزیک‌دانان

نظرهای خوانندگان

اگر تاس انداخت و چیزی درآورد بالای حد خیال و گنجایش سرت چه می کنی؟

-- بدون نام ، Nov 2, 2009 در ساعت 04:24 PM

با تشکر بخاطر انتقال مناسب مفهوم مقاله باوفاداری بمتن اصلی وانتظاربرای کارهای بیشتردر زمینه فیزیک

-- amir ، Nov 2, 2009 در ساعت 04:24 PM

That was very good. Thank you

-- بدون نام ، Nov 2, 2009 در ساعت 04:24 PM

That was very good. Thank you

-- بدون نام ، Nov 2, 2009 در ساعت 04:24 PM

خدا هيچ وقت تاس نمی اندازد به نحو دقيق به چه معناست؟بطوری كه ما مردم عادی هم منظور اين دانشمند نابغه را بفهميم.

-- بدون نام ، Nov 3, 2009 در ساعت 04:24 PM

"خدا تاس بازی نمی کند" در حقیقت تعریض اینشتین بود به این اصل بنیادی مکانیک کوانتومی كه قوانین بنیادی طبیعت بر خلاف شهود ما احتمالاتی هستند.

-- mstafa ، Nov 3, 2009 در ساعت 04:24 PM

دوست عزیز؛
همانطور که در متن نیز اشاره ای اجمالی صورت گرفته؛ یکی از مهمترین ستون های مکانیک کوانتومی را اصلی به نام "اصل عدم قطعیت" تشکیل داده است. این اصل، به طور جزئی به عدم توانایی علم فیزیک در تشخیص همزمان سرعت و مکان یک ذره زیر اتمی؛ و بطور کلی به وجود عدم قطعیتی فراگیر در دنیای ذرات زیراتمی، از زمان گرفته تا مکان و موجودیت هر ذره اشاره دارد. اینشتین نیز با گفتن این جمله در واقع مخالفت خود را با این اصل کلی مکانیک کوانتومی بیان کرده یعنی هیچ چیز در جهان ماده از راه "شانس" و به عبارتی "عدم قطعیت" موجودیت نمی یابد. توضیحات بیشتر در خصوص این اصل فیزیکی را در بخش سوم از مجموعه مقالات "ساز و کار یک شتاب دهنده" خواهید یافت.

-- احسان ، Nov 3, 2009 در ساعت 04:24 PM

Quantum Physics were dominant theories for more than half a century and until now. Einstein yielded to those theories since his general relativity theory (uniforming all four forces) failed and never got a proof. The only correct theory of him is special relativity (1905) which is now considered classic physics, Just like Newton.
Journalistic essays like this one has no scientific credit ever.

Regards

-- Bahram ، Nov 4, 2009 در ساعت 04:24 PM

قربون دستت جای مطالب علمی به خصوص در زمینه hot papers (اختر فیزیک و بیولوژی مولکولی)خیلی خالی بود. تو ماهنامه مرحوم شهروند امروز هم بخش علمی به صورت جذابی توسط آقای فیض الهی دنبال میشد. کاش از ایشون هم بتونید استفاده کنید. در ضمن حین بحث در مورد نسبیت حوزه عام و خاصش رو مشخص کنید تا خواننده ناآشنا گیج نشه.

-- بدون نام ، Nov 4, 2009 در ساعت 04:24 PM

معنی دقیق «خدا هیچ وقت تاس نمی اندازد»:
قبل از موفقیت نظریات فیزیک کوانتومی سرمشق حاکم بر علم تجربی دترمینیسم بود. به این معنا که اگر شرایط حاکم بر هر جسم یا ذره ای را در هر لحظه دقیق بدانید با قوانین جبری حاکم بر رفتار آن می توانید در لحظه ی بعد مکان و سرعت و دیگر مشخصات آن را دقیق پیش بینی کنید، و پیش بینی شما قطعاً محقق خواهد شد.
آینشتاین که طرفدار این سرمشق در فیزیک بود آن را در این جمله خلاصه کرد که «خدا تاس نمی اندازد»، یعنی قوانین حاکم بر طبیعت ذاتاً دترمینیستیک هستند و از قواعد احتمالات حداکثر می توان به شکل یک ابزار کمکی استفاده کرد و این گونه نیست که چیزی ذاتاً غیرقابل پیش بینی و تنها قابل بیان به شکل احتمالات باشد.
نظریه پردازان فیزیک کوانتومی مثل ورنر هایزنبرگ و ارود شرودینگر در مقابل «عدم قطعیت» را به شکل یک اصل بیان کردند: به این مفهوم که هیچ گاه نمی توان در یک لحظه هم سرعت و هم مکان یک ذره را دقیقاً دانست، و قطعیت نداشتن ذاتی رفتار ذرات است. به این مفهوم این گروه با آینشتاین مخالف بودند.
سرمشق حاکم فعلی بر فیزیک ذرات همان عدم قطعیت است و نظر آینشتاین در این زمینه چندان طرفدار ندارد.

-- امین ، Nov 4, 2009 در ساعت 04:24 PM

پیشکشی ۱۳ آبان با درود فراوان

اگر این نوشتهٔ من را برای خوانندگان خود مناسب و قابل استفاده میدانید، بسیار خوشحال میشوم که آنرا از من مانند یک ارمغان بپذیرید.
کاوه / آلمان
گفتگوی تلفنی هاج حسین اوباما با علی‌ کهریزکی

حج حسین: آلو علی‌ جون، "هاو آره یو"، چه خبر.
علی‌ کهریزکی: الحمدالله، اما زیاد خوب نیستم،آخه یه مشت ضد انقلاب و منافق نمک نشناس نمی‌‌خواهند که ما آنهارا یه راست به بهشت هدایت کنیم. راستی‌ خودت "کیف حالاک"؟ حسین جان.
حج حسین: منهم حسابی‌ حالم گرفته، آخه اون وعده وییدا که دادم همش وبالم شده ، بیمه همگانی، بیروون رفتن از عراق و افغانستان و حلّه مشکل اتمی‌ با شما و کرهٔ شمالی همه و همه بد جوری چهل گره شده. هر روز بر ضّدم گردهمای می‌شه. شما هم که راستی‌ راستی‌ ماشالله کوتاه نمییید.
علی‌ کهریزکی: توهم حسین جون با این مشکلاتت، تو این امارات ما اصلا این چیزها که تو گفتی‌ مشکل حساب نمی‌شه. بیمه را که بی‌خیال، یه بیمه است اکنون ۱۳۰۰ ساله داریم، "بیمه ابل فضل"، تو افغانستان و عراق هم که خودت میدونی‌ جا خوش کردیم. تازه داریم تو یمن هم میریم. الحمدالله ۱۰۰% امت هم با ما هستند، اگر باور نمیکنی‌، بگم احمدی برات فیلم های آنرا بفرسته. اصلا شما برای مدیریت باید کمی‌ از احمدی ما یاد بگیرید.
حج حسین: احسنت علی‌ جون،اما میدونی‌ اینجا یه بساطی دیگست، برای جان یک سرباز یا سنار پول هزار تا روزنامه و دادگاه چهار چشمی نگاهت میکنند و رسه ادمرا میکشند.کوچکترین مشکلم همون ماجرای بستن گوانتا نما است، یه حرفی‌ ما زدیم، مگه دیگه ولمون میکنند.
علی‌ کهریزکی: راستی‌ حسین آقا، این جریان گوانتا نما چیست.چه جوری شکنجه شدند؟.
حج حسین: اینا کسانی‌ بودین که میخواستند آمریکا را نابود کنند و سر تا پا با غرب و ما جنگ دارند. اینجا بهشون آب پاشیدند، نگذاشتند قرآن بخونند و موزیک زوری براشون پخش کردند. آخ بمیرم براشون.به هر روی ما میخواهیم اینجا را ببندیم.
علی‌ کهریزکی: ای بابا شما اصلا اقتدار ندارید، ما اینجا نه اینکه اوین را نمیبندیم تازه یک دانشگاه جدید دیگه هم تاسیس کردیم، همون کهریزک را میگم، اونجا به زن، مرد، دختر و پسر از پس و پیش ....می‌کنیم، سپس میکشیم یا میسوسنیم و ۱۰۰ تا ۱۰۰ تو سرد خانه انبار می‌کنیم. آره، کهریزک دوره‌های فشرده داره و از چند ساعت تا چند روز مهبوسین ضد ولایت فارغ از زندگی‌ میشوند.
حج حسین: "وری گود" علی‌ جون، شما راستی‌ راستی‌ به قله پیشرفت رسیدید، تا چشم هسودان اسلام ستیز کور شود.
علی‌ کهریزکی: گفتم که باید یک دورهٔ کوتاه مدیریت پیش احمدی و بچه‌های سربازان گمنام ببینی‌، اگر خودت نمیتونی‌ این ضعیفه، وزیر خارجترا "کلینتون" را میگم، اونا بفرست تا یک دورهٔ فشردی بهش یاد دهند.
حج حسین: ای ولله، علی‌ جون گفتیا، چه بسا آنهم تو همین دوره به اسلام مشرف شود و کم کم کابینه‌ام رنگ و بویه گل محمدی بگیره،‌های خدا یعنی‌ می‌شه!!!.
علی‌ کهریزکی: دیدی اسلام دین مهر و رافت و پیشرفت است، تازه از برکت صیغه و سنجاق نگفتم. تو این چیز هارا هنوز خوب نمیدونی‌، بچه‌یی.
حج حسین: راستی‌ علی‌ جون، جریان این " اباما تو با مأیی یا با اونا " چیست. اونجا " تهران" چه خبره ؟
علی‌ کهریزکی: زیاد سخت نگیر برادر عزیز، اینکه چیزی نیست، اینجا دارند به جا مرگ بر اسرائیل و اینا می‌گویند، مرگ بر روسیه و حتا مرگ بر دیکتاتور و ولایت فقیه.
حج حسین: خودمونیم علی‌ جون شما هم از آخوند ۲ پنسی به مقام رهبری رسیدی، تو خواب هم نمیدیدی نه.
علی‌ کهریزکی: بچه تو خودت چی‌،تو خواب میدیدی که از اولاد یک بردهٔ سیاه به رئیس جمهوری شیطان بزرگ برسی‌؟.
حج حسین: نمیخواستم، امام عزیز به ادبی‌ کرده باشم، آخه ما تو آمریکا کمی‌ راحت تر حرف می‌زنیم.راستی‌ مقام اوزما شما زمان ازادتون چیکار می‌کنید.
علی‌ کهریزکی: ای بچه شیطان، خوب، من پای منقل می‌‌نشینم و همزمان فیلمهای انتحاری برادران و خواهران طالب، ال- قاده و سربازان گمنام را نگاه می‌کنم. خودت چی‌، حسین جان.
حج حسین: ماشالله اینهمه صفا، مهر و ورزش فکری و بدنی.اما من، منهم کتاب می‌خونم، با بچه هام بازی می‌کنم و از کتابی‌ که برام فرستادی،به اموختن و تمرین تقیّه میپردازم.
علی‌ کهریزکی: خوب، حسین آقا ، من دیگه باید برم سر ورزشم، بالا قیرتن اگه رفتی‌ پیش برادر والا، شاه عربستان، سلام مرا برسون و بگو تا چند سال دیگه یک ایران ۱۰۰% عرب نشان تهویلتون میدیم، انشألله قبول آقام امام زمان بشه.
حج حسین: حتما علی‌ جون، تو هم اگه سر چاه چمکرون رفتی‌، سفارش مرا به امام ته چاه بکن،که ما براستی خیلی ارادت به اسلام و ولایت آقا داریم.
علی‌ کهریزکی: علیکم سلام حسین
حج حسین: بای بای علی‌
Cologne, 05.11.2009

-- kawe ، Nov 5, 2009 در ساعت 04:24 PM

بدون نام عزیز،
خدا تاس نمی اندازد، یعنی هیچ چیز در این جهان اتفاقی نیست... همون چیزی که چند هزار ساله توی گوش من و شما و امثال ما خوندن...

-- احممد ، Nov 5, 2009 در ساعت 04:24 PM