مفهوم عدم التحديد الكمي

يمكن وصف عدم التحديد الكمي كميًا عن طريق توزيع احتمالي على مجموعة نتائج قياسات يمكن ملاحظتها، حيث يتم تحديد التوزيع بشكل فريد من خلال حالة النظام، علاوة على ذلك، توفر ميكانيكا الكم وصفة لحساب توزيع الاحتمالات هذا.

مفهوم عدم التحديد الكمي

إن الشرط الأساسي للوجود مدعومًا بجميع الأدلة التجريبية حيث لا يمتلك النظام الكمي المعزول، مثل الإلكترون الحر له خصائص ثابتة حتى يتم ملاحظته في التجارب المصممة لقياس تلك الخصائص، كما يعني هذا أن الجسيم لا يمتلك كتلة أو موضعًا أو سرعة أو دورانًا محددًا حتى يتم قياس تلك الخصائص، في الواقع بالمعنى الدقيق للكلمة، لا يوجد هناك جسيم حتى يتم ملاحظته.

إن عدم التحديد هو الذي يصف الحالات التي لا توجد فيها حقيقة للأمر، لذا فإن اللاحتمية ليست مجرد ظاهرة معرفية، وتسمى أيضا اللاحتمية؛ إذ يعتبر هو التأكيد على أن حالة النظام لا تحدد مجموعة فريدة من القيم لجميع خصائصه القابلة للقياس.

1- هل عدم التحديد الكمي حقيقي

إن الحالة الحالية للفيزياء تجعل عدم التحديد الكمي نظرية راسخة جدًا، فقد يظل الأمر خاطئًا، حيث يظهر هذا بمعنى أن أي نظرية قد تكون خاطئة، تمامًا مثل “حقيقة” أن الأرض تدور حول الشمس قد يتبين أنها خاطئة.

2- ما هو هيكل عدم التحديد الكمي

إن عدم التحديد هو عدد القيود التي يوفرها الهيكل أكثر من عدد معادلات التوازن لتلك البنية المعينة، حيث تتضمن معادلات التوازن التوازن الأفقي والتوازن الرأسي والاستقرار الدوراني.

3- من طرح مفهوم عدم التحديد الكمي

إن عدم تحديد الترجمة هو أطروحة طرحها فيلسوف القرن العشرين التحليلي الأمريكي دبليو في كواين.

أمثلة على عدم التحديد الكمي

1- الاضمحلال الإشعاعي لعنصر مشع

العناصر المشعة لها نصف عمر، حيث أن نصف العمر للعنصر هو طول الفترة الزمنية التي يكون فيها احتمال تعرض ذرة واحدة من العنصر للتحلل الإشعاعي بنسبة 50٪. هذا الاحتمال هو احتمال حقيقي وموضوعي، على الرغم من عدم وجود سبب حقيقي وموضوعي لحالة فردية من التحلل الإشعاعي.

إلى جانب ذلك فقد يبلغ عمر النصف لليورانيوم 238 4.5 مليون سنة؛ حيث يتحلل إلى الثوريوم 234 والذي يبلغ عمره نصف العمر 24.5 يومًا، وهناك أطنان من العناصر المشعة ذات فترات نصف عمر مختلفة، بعضها قصير جدًا وبعضها طويل جدًا وهي كل الاحتمالات الاحتمالية الموضوعية عندما يقع كل حدث وفقًا لـ عدم التحديد الكمي.

2- القياس

في بداية نظرية عدم التحديد الكمي؛ بدا أن الفيزيائيين يرتكبون هذا الخطأ، حيث ادعى بعضهم عدم التحديد الكمي كانت نتيجة لمبدأ عدم اليقين (Heisenberg). إذ أشار هايزنبرغ إلى أنه يمكن قياس موضع الإلكترون، لكن بذلك ندمر أي احتمال لقياس زخمه، والعكس صحيح، لذا فإن الجمع بين الموضع والزخم للإلكترون غير مؤكد.

هذا وقد يعتبر “عدم اليقين” هو خاصية تعتبر مفهومًا معرفيًا؛ ويتم تعريفها من حيث المعرفة، حيث يبدو أن الحجة هي عدم اليقين؛ وبالتالي عدم التحديد الكمي.

 عدم التحديد الكمي وازدواجية الموجة والجسيم

تستدعي العديد من المحاولات لشرح اللاحتمية الكمية مبدأ عدم اليقين الشهير لفيرنر هايزنبرغ، والذي يُطلق عليه عادةً مبدأ عدم اليقين، وغالبًا ما يتم ذكره من حيث عدم قدرتنا على معرفة بدقة تامة كل من موضع وزخم جسيم مثل الإلكترون.

كما أن الإشارة إلى المعرفة أو الجهل أو عدم اليقين مؤسفة، حيث سيكون من الأفضل بكثير التمسك بكلمة اللاحتمية لتعزيز فكرة أنه لا يمكن معرفة القيم الدقيقة للموضع والزخم لأن مثل هذه القيم الدقيقة ببساطة غير موجودة.

إلى جانب ذلك فإنه وبهذه الطريقة يمكن للمرء أن يفهم بسهولة أن السلوك المستقبلي لجسيم مثل الإلكترون لا يمكن التنبؤ به فحسب بل أيضًا غير محدد، وتعتبر هذه اللاحتمية الأساسية تسود المجال الكمومي، وينطبق على ظواهر مثل الاضمحلال الإشعاعي وانحراف الذرات في جهاز Stern-Gerlach.

كما أن هناك عدد قليل جدًا من النظريات العلمية تم التحقق منها عن طريق تجارب علمية؛ حيث أن الدليل ليس فقط أن الأسباب الكمومية ليس معروفة، إلا أن الدليل هو أنه لا توجد أسباب كمومية؛ فقد يتبين أنه خطأ، لكن لا يزال يتعين علي العلماء أن يأخذون عدم التحديد الكمي الكمية على محمل الجد.