ميكانيك الكم العلائقي

ميكانيكا الكم العلائقية (RQM) هي الأحدث بين تفسيرات ميكانيكا الكم، والتي تتم مناقشتها أكثر من غيرها، حيث تم تقديمه في عام 1996 مع الجاذبية الكمية كدافع عن بعد (Rovelli 1996) ونمت المصالح فيه ببطء ولكن بثبات فقط في العقود الماضية، وهي في الأساس تنقيح لتفسير كوبنهاغن، حيث لا يقتصر دور مراقب كوبنهاجن على العالم الكلاسيكي، بل يمكن بدلاً من ذلك أن يفترضه أي نظام فيزيائي.

ما المقصود بميكانيكا الكم العلائقي

يشرح الفيزيائي كارلو روفيلي المبادئ الغريبة لميكانيكا الكم العلائقية التي تقول إن الأشياء ليست موجودة في حد ذاتها وكيف يمكن أن تطلق تقدمًا كبيرًا في الفيزياء الأساسية، خلال الثورة العلمية اختلف رائد الفيزياء الإنجليزي إسحاق نيوتن ونظيره الألماني جوتفريد ليبنيز حول طبيعة المكان والزمان.

ادعى نيوتن أن المكان والزمان يتصرفان مثل حاوية لمحتويات الكون، وهذا يعني أنه إذا إزالة محتويات الكون مثل الكواكب والنجوم والمجرات فسيبقى المرء مع زمان ومكان فارغين، وهذه هي النظرة المطلقة للمكان والزمان، حيث أن ميكانيكا الكم هي نظرية حول الوصف المادي للأنظمة الفيزيائية بالنسبة للأنظمة الأخرى وهذا وصف كامل للعالم.

من ناحية أخرى ادعى لايبنيز أن المكان والزمان ليسا أكثر من مجموع المسافات والمدد بين جميع الأشياء والأحداث في العالم، وإذا تم إزالة محتويات الكون فسيزول الزمان والمكان أيضًا، وهذه هي النظرة العلائقية للمكان والزمان، حيث إنها فقط العلاقات المكانية والزمانية بين الأشياء والأحداث، وكانت النظرة العلائقية للمكان والزمان مصدر إلهام رئيسي لأينشتاين عندما طور النسبية العامة.

يستعمل العالم روفيلي هذه الفكرة لمعرفة ميكانيكا الكم، حيث يقول أن كائنات نظرية الكم مثل الفوتون أو الإلكترون أو الجسيمات الأساسية الأخرى، ليست أكثر من الخصائص التي تظهرها عند التفاعل مع فيما يتعلق بأشياء أخرى، ويتم معرفة هذه الخصائص لجسم كمي عن طريق التجارب، حيث يحتوي على أشياء مثل موضع الجسم والزخم والطاقة، حيث يشكلون معا حالة الكائن.

علاقة ميكانيكا الكم العلائقي بفهم نظرية الكم

إذا تم التأمل في اللغز الكمي المعروف لقط شرودنغر بوضع قطة في صندوق به عامل مميت مثل قنينة غاز سام ناتج عن عملية كمومية مثل تحلل ذرة مشعة وإغلاق الغطاء، إن عملية الكم هي حدث صدفة فلا توجد طريقة للتنبؤ به، ولكن يمكن وصفها بطريقة تخبر عن فرص مختلفة لتحلل الذرة أو عدم تحللها في فترة زمنية معينة.

ونظرًا لأن التسوس سيؤدي إلى فتح قنينة الغاز السام، وبالتالي موت القطة فإن حياة القطة أو موتها هي أيضًا حدث مصادفة بحتة، ووفقًا لنظرية الكم الأرثوذكسية فإن القط ليس ميتًا ولا حيًا حتى نفتح الصندوق، ويتم مراقبة النظام، ويبقى اللغز فيما يتعلق بما سيكون عليه القط بالضبط إذا لم يكن ميتًا أو حيًا.

لكن بالنسبة للتفسير العلائقي فإن حالة أي نظام دائمًا ما تكون ملتصقة مع الأنظمة الأخرى، لذلك من الممكن أن يكون للعملية الكمومية في الصندوق هدف غير محدد فيما يتعلق بالمرء، ولكن لها معرفة محددة بالنسبة للقط، لذلك من المعقول تمامًا أن تكون القطة ليست ميتة أو حية بالنسبة للمرء وفي نفس الوقت تكون حتما حية أو ميتة.

حقيقة واحدة من هذه المسألة حقيقية للمرء وحقيقة واحدة من هذه المسألة حقيقية بالنسبة للقط، فعندما يتم فتح الصندوق تصبح حالة القط محددة بالنسبة للمرء لكن القطة لم تكن أبدًا في حالة غير محددة لنفسه، ففي التفسير العلائقي لا توجد نظرة عالمية للواقع.

تطور ميكانيكا الكم العلائقية

نشأت ميكانيكا الكم العلائقية من مقارنة المآزق التي تطرحها تفسيرات ميكانيكا الكم مع تلك الناتجة عن تحولات لورنتز قبل تطوير النسبية الخاصة، حيث اقترح روفيلي أنه مثلما كانت التفسيرات السابقة للنسبية لمعادلات لورنتز معقدة من خلال افتراض وجود وقت مستقل عن المراقب، حيث إن الافتراض غير الصحيح بالمثل يحبط محاولات فهم الشكلية الكمومية.

الشيء الذي تم إلغاؤه تماما في ميكانيكا الكم العلائقية هو وجود حالة مراقب مستقل للنظام، وتم تكبير الفكرة من قبل Lee Smolin و Louis Crane اللذان شرح كلاهما المفهوم على علم الكونيات الكمومي، وتم أيضا شرح هذه الظاهرة و التفسير على مفارقة EPR مما لا يوضح فقط عن التعايش السلمي بين الميكانيكا والنسبية الخاصة ولكنها إشارة رسمية إلى الطابع المحلي تمامًا للواقع.