إن آينشتاين هو أول علماء الفيزياء المعاصرين في القرن العشرين، وهو الذي أسس حقيقة الذرات ووضع النسبية الخاصة و E = mc 2 وقدم اقتراحًا جريئًا للكم الخفيف، حيث ذهب أينشتاين نفسه إلى تصور نظرية الجاذبية على عكس أي شيء تم رؤيته من قبل وأعاد إيقاظ علم الكونيات.
آينشتاين واكتمال نظرية الكم
في السنوات الأخيرة ظهر أينشتاين مختلف، حيث اتبعت التيار الرئيسي للفيزياء مسار نظرية الكم في منتصف عشرينيات القرن العشرين، وأدرك أينشتاين أن هذه النظرية الكمومية الجديدة تمتعت بنجاحات تجريبية ملحوظة، لذلك من الواضح أن لديها شيئًا صحيحًا للغاية.
مع ذلك لم يكن يعتقد أن الفيزياء الأساسية المستقبلية يجب أن تبني عليها، وبدلاً من ذلك كان يعتقد أن الطريق إلى الأمام هو تطوير النهج الهندسي للنسبية العامة إلى نظرية مجال موحدة شاملة يتم من خلالها اشتقاق نتائج نظرية الكم الجديدة، بينما ساهم في تطويرها، وأصبح أينشتاين أبرز منتقدي لنظرية الكم الجديدة.
اعتراض آينشتاين الرئيسي على نظرية الكم
جذب عدم ارتياح آينشتاين لنظرية الكم الكثير من الاهتمام، وكان هناك العديد من الروايات عن تحفظاته بعضها يحاول تحديد مصادرها الأعمق، ومع ذلك قد تختلف هذه الروايات المختلفة فلا شك في اعتراض أينشتاين الرئيسي، حيث كان يعتقد أن دالة الموجة الكمومية لبعض الأنظمة الوظيفة لم تكن وصفًا كاملاً للنظام.
بدلاً من ذلك قدم نوعًا من الملخص الإحصائي لخصائص العديد من الأنظمة المشابهة، حيث أن المصطلح “ψ-function” هو مجرد مصطلح قديم للموجة الكمومية.
برنامج آينشتاين الإيجابي
يقترح أن آينشتاين تخيل بطريقة ما جسيمًا حقيقيًا شبيهًا بالنقطة يختبئ خلف الموجة الكمومية، وهي صورة لم يتم إزالتها تمامًا من نظرية بوم الخفية المتغيرة، ربما كان أينشتاين قد استمتع بصورة مثل هذه في تكهناته السابقة، ومع ذلك فإن ما يميز تصريحاته الناضجة عن عدم اكتمال نظرية الكم هو أنها حذرة للغاية في وصف الواقع الذي قد يخفي الموجة الإحصائية، ويبقى أينشتاين غير ملتزم بالمسألة كما يمكن أن يكون.
ومع ذلك كان آينشتاين يأمل في إيجاد النظرية التي ستكمل في النهاية وحتى تحل محل نظرية الكم، وبعد أن أكمل أينشتاين نظريته النسبية العامة في العقد الأول من القرن العشرين شرع في برنامج لتوسيعها لتشمل الكهرومغناطيسية، حيث أظهرت النظرية العامة للنسبية أنه يمكن دمج الجاذبية في هندسة الزمكان إذا سمح بهندسة منحنية.
كان يتأمل العالم آينشتاين في أن المزيد من التعميمات لهندسة الزمكان سيسمح بمعالجة هندسية للكهرباء والمغناطيسية، وكان هذا هو هدفه الشهير وهو نظرية المجال الموحد.
التشابك من وجهة نظر آينشتاين
كان آينشتاين ثابتًا بلا هوادة في شكواه الرئيسية المتعلقة بنظرية الكم، بأن لا يمكن أن تكون نظرية كاملة، وبالمقابل كان وحيد التفكير في الحجة الرئيسية التي استخدمها في جهوده لإثبات هذا النقص، حيث اعتمدت الحجة بشكل أساسي على عنصر غير كلاسيكي للغاية في نظرية الكم أطلق عليه شرودنجر في الثلاثينيات اسم التشابك.
عندما تتشابك حالتان لا يكون الحساب الكامل لخصائص أحد النظامين ممكنًا إذا لم يتضمن النظام الآخر، وسيكون هذا صحيحًا بغض النظر عن المسافة المكانية بين النظامين، ويمكن توضيح التشابك إذا أخذنا في الاعتبار خاصية الموضع في الفضاء لجسيم كمي، فإذا كان هناك جسيم واحد فقط، فقد يعرف بالفعل كيف يتم تمييز خاصية الموضع وسيتم تمثيل الجسيم بشكل عام من خلال انتشار موجة في الفضاء، حيث يقاس موضع الجسيم وهذا يؤدي إلى الانهيار إلى نقطة واحدة فقط في الفضاء.
مناظرة آينشتاين بوز
في كل هذا كان آينشتاين يدافع عن رأي الأقلية في مجتمع الفيزياء، حيث تولى نيلز بور مهمة الرد على آينشتاين، وكان النقاش الذي شاركوا فيه بالتأكيد أحد النقاشات الضخمة في القرن العشرين، وكان هناك اثنان من عمالقة الفيزياء الحديثة بمواقف متعارضة تمامًا يكافحان من أجل إثبات وجهة نظرهما حول معنى الكم.
لكن الصعوبة الكبرى في متابعة النقاش تكمن في أن تاريخه القانوني قد كتبه بور في مساهمته في مجلد شيلب أينشتاين، وهناك يجد المرء قصة بوهر بعيد النظر الذي يدرك إعادة التوجيه الفلسفي العميقة التي جلبتها نظرية الكم وآينشتاين الرجعي والمتمرد غير قادر على استيعاب الجدة.
كانت وجهة نظر أينشتاين كما هو متوقع مختلفة بعض الشيء ولسوء الحظ لم يقدم أينشتاين رواية موسعة ومنشورة لوجهة نظره حول النقاش، وفي المراسلات الخاصة كان ينتقص من شأن بور واصفا إياه بفيلسوف تلمودي الذي لا يهتم بالواقع، والذي يعتبره همجية من السذاجة.
يخسر آينشتاين – متباينات بيل
من الممكن للمرء أن يكسب معركة لكنه يخسر الحرب وهذا ما حدث، حيث فاز أينشتاين بالمناظرة مع بور من وجهة الكثير، ففي مناظرته مع نظرية الكم خسر أينشتاين وبشكل لا لبس فيه، وسبب خسارته لم يظهر في حياته، فلقد جاءوا في العقد الذي تلا وفاته من خلال عمل جون س. بيل، حيث إن قصة عمل بيل وسيل الأعمال التي ألهمت بها موضوع كبير جدًا، فما لاحظه بيل كان ثغرة في حجة أينشتاين.
لاحظ آينشتاين بشكل صحيح أن القياسات على النظام ستمكّن من التنبؤ بنتائج القياسات على نظام آخر متشابك معه من خلال تخيل القياسات المختلفة الممكنة على النظام الأول، حيث استخدم المرء بعد ذلك حسابات نظرية الكم لتحديد نتائج القياسات على النظام الثاني.
افترض آينشتاين أن كل هذه النتائج المحتملة تعكس الخصائص التي يمتلكها النظام الثاني، وهذا يعني أن جميع القياسات الممكنة ستنتهي بالكشف عن مجموعة واحدة من الخصائص التي تمتلكها، فما أظهره بيل هو أن هذا الافتراض الأخير فشل.
فإذا افترض المرء أن حسابات نظرية الكم تنبأت بشكل صحيح بنتائج القياس، فلا توجد مجموعة متسقة من الخصائص المخفية المتسقة مع جميع القياسات الممكنة أو بشكل أكثر دقة إذا افترض المرء إمكانية الفصل والمكان فلا توجد مثل هذه المجموعة.
آينشتاين في الماضي
كان آينشتاين مخطئًا في افتراضاته الخاصة بقابلية الفصل والمكان في المجال الكمي، في عصره كانت مطالب معقولة تمامًا وكان من الصعب جدًا في ذلك الوقت أنهم سيفشلون. حيث إن فشلهم هو الدرس الذي تعلمناه الآن، ومع ذلك من وجهة نظر الكثير لم يكن آينشتاين مخطئًا في مقاومة التفسيرات التأسيسية التي أحاطت بنظرية الكم في العقود الأخيرة.
لقد كان محقًا تمامًا في الاحتجاج على أنه لا يوجد أي حساب للمجال الكمومي يمكن أن يتخلى بشكل جلي عن فكرة الواقع كما فعلوا، ولم يكن كل شيء على ما يرام حينها في حسابات المجال الكمي وكل شيء ليس على ما يرام لهذا لبوقت، وأوضح مؤشر على المشكلة هو استمرار مشكلة القياس، وهذا يوضح أن هناك شيئًا لم يتم حله تمامًا في أسس نظرية الكم.
في السنوات الأولى للنظرية مع حدوث تقدم تجريبي ونظري جديد في تتابع سريع كان من السهل التغاضي عن هذه المشكلات، فليس من الصعب تصور الضغوط التي يواجها أي ناقد لنظرية صاعدة جديدة، أي نظرية جديدة لديها مشاكل صغيرة سيتم حلها قريبًا بما فيه الكفاية، ويمكن تخيل أن أينشتاين يسمع من مؤيدي النظرية.
في حين أنه قد لا يتفق الآن مع طبيعة الشكاوى الإيجابية لأينشتاين فيما يتعلق بنظرية الكم الناشئة حديثًا، فمن الواضح الآن بشكل كبير أن شيئًا ما لم يكن صحيحًا ولا يتناسب مع هذه النظرية، وبعد فوات الأوان تبين أن مقاومة أينشتاين كانت مناسبة ويجب الاحتفاء بها، ويرى ذلك بوضوح الآن.
