قاوم بور وجود كمية الضوء (الفوتون) من خلال كتابة نظرية (BKS9) في عام 1924، ومع ذلك كان أينشتاين محقًا وأثبت بور أنه مخطئ بشأن الكميات الخفيفة، وعلى الرغم من عدم اتفاق بور وآينشتاين، إلا أنهما كانا صديقين حميمين طوال حياتهما وكانا يستمتعان باستخدام بعضهما البعض.
مناظرات بور أينشتاين
كانت مناظرات بور آينشتاين عبارة عن مجموعة متتالية من الخلافات العامة حول ميكانيكا الكم بين ألبرت أينشتاين ونيلز بو، إذ يتم تذكر نقاشاتهم بسبب أهميتها لفلسفة العلم، حيث أن الخلافات ونتائج نسخة بور لميكانيكا الكم التي أصبحت وجهة النظر السائدة تشكل جذر الفهم الحديث للفيزياء.
معظم رواية بور للأحداث التي أقيمت في سولفاي عام 1927 وأماكن أخرى كتبها بور لأول مرة بناءً على ما قاله، حيث كانت القضية الفلسفية للنقاش هي ما إذا كان تفسير بوهر لكوبنهاجن لميكانيكا الكم، والذي ركز على إيمانه بالتكامل صالحًا في شرح الطبيعة، وعلى الرغم من اختلاف الآراء والاكتشافات اللاحقة التي ساعدت على ترسيخ ميكانيكا الكم، حيث حافظ بور وأينشتاين على إعجاب متبادل استمر بقية حياتهما.
تمثل النقاشات واحدة من أعلى نقاط البحث العلمي في النصف الأول من القرن العشرين؛ لأنها لفتت الانتباه إلى عنصر من عناصر نظرية الكم وهي اللامكانية الكمومية، والتي تعتبر أساسية لفهم الحديث للعالم المادي، حيث كان الرأي الجماعي لعلماء الفيزياء المحترفين هو أن بور أثبت انتصاره في دفاعه عن نظرية الكم، وأثبت بشكل قاطع الطابع الاحتمالي الأساسي للقياس الكمومي.
ما هي نظرية أينشتاين التي تم دحضها: لم يؤمن أينشتاين بالثقوب السوداء، واليوم تعتبر دراسة الثقوب السوداء وحتى تصويرها ممارسة معتادة، ومع ذلك لم يكن أينشتاين مقتنعًا بوجود الثقوب السوداء بالفعل على الرغم من حقيقة أنها تنحدر مباشرة من نظريته العامة في النسبية.
أول نقد لأينشتاين
بدأ أول نقد جاد لأينشتاين لتفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم وما يعتبر بداية لما سيصبح مؤلفات متزايدة باستمرار حول تفسير مبدأ الكم، فخلال مؤتمر سولفاي ناقش أينشتاين بور وأتباعه حول مسألة ما إذا كان يمكن اعتبار ميكانيكا الكم في شكلها الحالي مكتملة، حيث أوضح أينشتاين نقاطه بتجارب فكرية أكثر ذكاءً تهدف إلى إثبات أن الموقف والزخم يمكن من حيث المبدأ أن يُعرف في نفس الوقت بالدقة التعسفية.
التجارب الفكرية التي اقترحها أينشتاين
- تجربة الفكر وهي تجربة الشق، حيث أنه إذا وضع جسيم يمر عبر شق عرضه د، يقدم الشق عدم يقين في زخم ما يقرب من h / d؛ لأن الجسيم يمر عبر الجدا، ولكن قام العلماء بتحديد زخم الجسيم عن طريق قياس ارتداد الجدار، فعند القيام بذلك وجد أن زخم الجسيم يكون لدقة عشوائية عن طريق الحفاظ على الزخم.
- بعبارة أخرى يقترح أينشتاين أنه إذا قام المرء بتجميع جهاز تجريبي يتكون من جدار به شق رأسي ضيق وشعاع من الضوء موجه نحو الحائط بعد المرور عبر الشق؛ فإن الدالة الموجية للضوء سوف تنحرف، حيث يقول مبدأ اللايقين لهايزنبرغ أن عدم اليقين في الزخم الناتج عن الشق هو تقريبًا h / d؛ لأن الفوتون يمر عبر الجدار، ويدعي أينشتاين أنه من خلال قياس ارتداد الجدار يمكن للمرء أن يجد زخم الفوتون.
ردود بوهر
كانت استجابة نيلز بور الأنيقة لتجربة آينشتاين الفكرية بسيطة، حيث جادل بأن الجدار الذي يمر الفوتون من خلاله هو في الواقع نظام ميكانيكي كم أيضًا، على هذا النحو من أجل قياس ارتداد الجدار بدقة Δp، ويجب أيضًا معرفة زخم الجدار بهذه الدقة قبل مرور الجسيم.
المعنى الضمني هو أنه عند هذه الدرجة من الدقة يكون موضع الجدار في الواقع غير مؤكد أيضًا تمامًا كما هو الحال بالنسبة للجسيم الذي يمر عبره، وعلى هذا النحو فإن موضع الشق يساوي h / p، وإذا كان زخم الجدار معروفًا بدقة كافية لقياس الارتداد فإن موضع الشق غير مؤكد بما يكفي لعدم السماح بقياس موضعه وفقًا لمبدأ عدم اليقين في هايزنبرغ.
انتصار بوهر
توصل بوهر إلى رد على أينشتاين، والذي يشار إليه أحيانًا باسم انتصار بور لبنية حجته، ومن المفارقات أن حله يعتمد على نظرية أينشتاين الخاصة بالنسبية العامة، حيث جادل بور بأنه بعد انبعاث فوتون يؤدي فقدان الوزن إلى ارتفاع الصندوق في مجال الجاذبية .
يعيد المراقب الصندوق إلى ارتفاعه الأصلي عن طريق إضافة الكتلة حتى يشير الوزن إلى موضعه الأولي، ويستغرق المراقب قدرا معينا من الوقت لأداء هذا الإجراء، إذ يعتمد الوقت الذي يستغرقه على قوة الزنبرك، وعلى مدى جودة النظام وإذا لم يتم تثبيته فسوف يرتد الصندوق لأعلى ولأسفل إلى الأبد، وفي حالة الإفراط في التخميد سيعود الصندوق إلى موضعه الأصلي ببطء.
كلما سمح المراقب لنظام كتلة الربيع المخمد بالاستقرار كلما اقترب المؤشر من وضع توازنه، في مرحلة ما سيستنتج المراقب أن إعداده للمؤشر إلى موضعه الأولي يقع ضمن التسامح المسموح به، وسيكون هناك بعض الخطأ المتبقي Δq في إعادة المؤشر إلى موضعه الأولي، وفي المقابل سيكون هناك بعض الخطأ المتبقي Δm في قياس الوزن.
الثورة الكمومية
بدأت الثورة الكمومية في منتصف عشرينيات القرن الماضي على يد كل من أينشتاين وبوهر وكانت محادثاتهم بعد الثورة فيما يخص التغيير، وبدأت المفاجئات بالنسبة إلى أينشتاين في عام 1925 عندما قدم فيرنر هايزنبرغ معادلات مصفوفة أزالت العناصر النيوتونية للمكان والزمان من أي حقيقة أساسية، ومع ذلك عندما أرسل إروين شرودنغر نسخة أولية من معادلته الجديدة إلى أينشتاين كتب أينشتاين مجددًا مشيدًا بمعادلته باعتبارها تقدمًا حاسمًا للعبقرية الحقيقية.
ولكن الصدمة التالية جاءت في عام 1926 عندما اقترح ماكس بورن أن الميكانيكا، حيث يجب أن تُفهم على أنها احتمالية دون أي تفسير سببي، لقد رفض كل من أينشتاين وإروين شرودنجر هذا التفسير بتخليه عن السببية التي كانت سمة أساسية للعلم قبل ميكانيكا الكم وما زالت سمة من سمات النسبية العامة.
عكس رفض أينشتاين قبول الثورة كاملاً بأنه يريد رؤية نموذج جديد للأسباب الكامنة التي بسببها خرجت هذه الأساليب الإحصائية العشوائية الظاهرة، لم يرفض فكرة أن المواقع في الزمكان لا يمكن أبدًا أن تكون معروفة تمامًا لكنه لم يرغب في السماح لمبدأ عدم اليقين بأن يستلزم آلية تبدو عشوائية وغير حتمية تعمل بها قوانين الفيزياء.
كان أينشتاين نفسه مفكرًا إحصائيًا لكنه اختلف في أنه لم يعد هناك حاجة إلى اكتشافه وتوضيحه، لقد عمل أينشتاين بقية حياته لاكتشاف نظرية جديدة من شأنها أن تفهم ميكانيكا الكم وتعيد السببية إلى العلم ما يسميه الكثيرون الآن نظرية كل شيء، وفي غضون ذلك لم يستاء بوهر من أي من العناصر التي أزعجت أينشتاين، فلقد صنع سلامه مع التناقضات من خلال اقتراح مبدأ التكامل الذي أكد على دور المراقب على المرصود.
ما بعد ثورة الكم
خضع موقف أينشتاين لتعديلات مهمة على مر السنين، ففي المرحلة الأولى رفض أينشتاين قبول اللاحتمية الكمية وسعى لإثبات أنه يمكن انتهاك مبدأ اللاحتمية، مما يشير إلى تجارب فكرية بارعة يجب أن تسمح بالتحديد الدقيق للمتغيرات غير المتوافقة مثل الموضع والسرعة أو الكشف صراحة في وقت واحد عن المتغيرات غير المتوافقة.
فرضيات نظرية بور أينشتاين
من خلال مفارقة (EPR) الخاصة بهم قدم أينشتاين وبودولسكي وروزين عن غير قصد فكرة التشابك الكمي في العالم، وتم تسمية هذه الفكرة في وقت لاحق وشرحها من قبل شرودنغر، لقد تم تم اختبار هذا من خلال عدة تجارب أولها فاز للتو بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022 .
يمكن أن يكون للجسيمات دون الذرية خاصية نسميها الدوران، إذ لا يدور الجسيم بالطريقة التي يدور بها الجسم العياني لكن يمكن تخيل ذلك إما بالدوران لأعلى أو لأسفل إذا كان جسيمان متشابكين، ومن أجل الحفاظ على الزخم الزاوي يجب أن يكون لهما دوران غير مترابط مع بعضهما البعض، حيث يتم إرسال هذه الجسيمات المتشابكة إلى المراقبين أليس وبوب.
