مبدأ عدم الاحتمالية لهايزنبرج

اقرأ في هذا المقال


أدى ظهور نظرية الكم إلى وجهة نظر سائدة مفادها أن الطبيعة غير حتمية، حيث تتم مراجعة الحجج الخاصة بعدم الحتمية والمقترحات الخاصة بالنهج اللاحتمية والحتمية، وتشمل هذه نظريات الانهيار وميكانيكا بوميان وتفسير العوالم المتعددة.

مبدأ عدم الاحتمالية لهايزنبرج

أحد الآثار الرئيسية لمبدأ عدم الاحتمالية لهايزنبرج هو أنه يسلط الضوء على الطبيعة الاحتمالية للكون، ووفقًا لهذا المبدأ، كلما تم تحديد موقع الكائن الكمي بدقة أكبر، كانت سرعته أقل تحديدًا، والعكس صحيح، حيث أن الأجسام الكمومية، لها نوع من الوجود الاحتمالي.

الطبيعة مدفوعة بشكل أساسي بالصدفة والاحتمالات، وعلى هذا النحو، فإن أحداث الصدفة، حتى تلك التي تعتبر شذوذًا تامًا، لها تأثير عميق على الحياة اليومية، لكن إذا لعبت الصدفة دورًا مهمًا في الحياة اليومية، فلماذا يبدو  المرء جاهل جدًا بكيفية عمل الاحتمالات.

في الواقع، يلجأ الكثير من الناس إلى ما هو خارق للطبيعة عندما يشهدون حدثًا بعيد الاحتمال للغاية، حيث أنهم يرونهم بمثابة نذير أو عجائب أو معجزات، بدلاً من البحث عن تفسير طبيعي بدلاً من ذلك، هذه الأحداث، ومن خلال الانتباه إلى نظرية الاحتمالات، يمكن التعرف على قواعد الصدفة التي تؤثر بعمق على الحياة اليومية.

مبدأ اللاحتمية في نظرية عدم اليقين

إن عدم اليقين هذا يقع في قلب الملاحظات الجسدية، حيث يمكن أن يرى مبدأ عدم اليقين الجوهري هذا، على سبيل المثال، مبدأ عدم اليقين الشهير هايزنبرغ يقول “عند النظر إلى الجسيمات، لا يمكن معرفة موقع الجسيم وزخمه بدقة كاملة، وكلما تم تحديد موضعه بدقة أكبر، كلما قل زخمه بدقة والعكس صحيح”، ومن المثير للدهشة أن هذا القيد ليس نتيجة لأوجه القصور في أداة القياس الخاصة بالمرء، ولكنه في الواقع خاصية أساسية للطبيعة.

نشأة مبدأ اللاحتمالية لهايزنبرج

يبدأ مبدأ عدم الاحتمال من ازدواجية الموجة والجسيم، فكل جسيم له موجة متعلق بها، وكل جسيم يظهر في الحقيقة تصرفا موجيًا، ومن المرجح أن يوجد الجسيم في تلك الأماكن التي تكون فيها تموجات الموجة أكبر أو أكثر كثافة، ومع ذلك كلما زادت كثافة تموجات الموجة المرتبطة، كلما كان الطول الموجي غير ظاهر المعالم، والذي بدوره يحدد زخم الجسيم.

لذلك فإن الموجة المحلية بدقة لها طول موجي غير معروف، إذ أن الجسيم المتعلق به، في حين أن له مكانا محددًا، يبقى ليس له سرعة معينة، ومن ناحية أخرى تنتشر موجة جسيمية ذات طول موجي محدد جيدًا، وقد يكون الجسيم المرتبط، في حين أن لديه سرعة دقيقة نوعًا ما في أي مكان تقريبًا، إذ إن القياس الدقيق للغاية لأحد الأشياء التي يمكن ملاحظتها ينطوي على قدر كبير نسبيًا من عدم الاحتمال في قياس الآخر.

أين يظهر مبدأ عدم الاحتمالية لهايزنبيرج

تم التعبير عن مبدأ عدم الاحتمال بشكل بديل من حيث زخم الجسيم وموضعه، إذ أن زخم الجسيم يساوي حاصل ضرب كتلته في سرعته، وناتج عدم الاحتمال في الزخم وموضع الجسيم يساوي h / (4π) أو أكثر.

ينطبق المبدأ على أزواج أخرى ذات صلة (مترافقة) من الملاحظات، مثل الطاقة والوقت وناتج عدم الاحتمالية في قياس الطاقة وعدم الاحتمال في الفترة الزمنية التي يتم خلالها القياس أيضًا تساوي h / (4π) أو أكثر، ونفس العلاقة تنطبق على ذرة غير مستقرة أو النواة، بين عدم الاحتمالية في كمية الطاقة المشعة وعدم الاحتمالية في عمر النظام غير المستقر لأنه ينتقل إلى حالة أكثر استقرارًا.

يضيء مبدأ عدم الاحتمالية الخلفية العلمية للصدفة والاحتمال، إذ إنه يوضح في النهاية أنه حتى تلك الأحداث التي قد تعتبر “معجزة” من المتوقع أن تكون في الواقع متوقعة، طالما هناك معلومات صحيحة.

المصدر: الفيزياء: المبادئ والتطبيقات، دوغلاس س. جيانكوليالكون الأنيق، برايان جرينأساسيات ميكانيكا الكم، إبراهيم محمود أحمد ناصر، عفاف السيد عبدالهاديالجيل الثالث، محمود علام


شارك المقالة: