شناخت گذشته و آينده در مكانيك كوانتوم
آلبرت اينشتاين، ريچارد تولمن، بوريس پودولسكي 26 Ùوريه 1931 ترجمۀ یدالله موقن
سخن مترجم
آلبرت اينشتاين(1879-1955) بزرگترين Ùيزيكدان قرن بیستم بود. او ÙˆØ§Ø¶Ø Ù†Ø¸Ø±ÙŠÙ‡â€Ù‡Ø§ÙŠ نسبيت خاص وعام بود كه درك بشر را از Ùضاو زمان Ùˆ Øركت Ùˆ ماده Ùˆ جاذبه تغيير داد. اينشتاين در عين Øال نظريۀ پلانك در مورد ذرهâ€Ø§ÙŠ بودن انرژي را در مورد نور تعميم داد Ùˆ Ú¯Ùت كه نور نيز از بستهâ€Ù‡Ø§ÙŠ انرژي به نام كوانتا تشكيل شده است Ùˆ با اين نظريه اثر Ùتوالكتريك نور را ØªÙˆØ¶ÙŠØ Ø¯Ø§Ø¯. اما اينشتاين با تÙسير بوهر كه به تÙسير مكتب كپنهاك از مكانيك كوانتوم مشهور است نظر خوشي نداشت
بØØ« او با بوهر(1885-1962) در نقطۀ Øساسي در تاريخ عقلي قرن بيستم صورت گرÙت. در سال 1926 نظريۀ «جديد» كوانتوم هايزنبرگ Ùˆ شرودينگر ادعا ميâ€ÙƒØ±Ø¯ كه اساس تئوريك دقيقي را براي Ùيزيك اتمها ارائه ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯. اما پرسشهايي دربارۀ جنبهâ€Ù‡Ø§ÙŠ اساسي نظريه Ù…Ø·Ø±Ø Ù…ÙŠâ€Ø´Ø¯ كه برايشان پاسخي وجود نداشت. رهياÙت نيلز بوهر مستلزم دست كشيدن از دترمينيسم ]جبر علمي،عليت[ بود. در مكانيك كوانتوم، برخلا٠مكانيك نيوتني، شناخت وضع كنوني اتم Ùقط ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø¯ اطلاعاتي آماري دربارۀ آينده آن بگويد. در تÙسير بوهر از مكانيك كوانتوم، رئاليسم]واقعâ€Ú¯Ø±Ø§ÙŠÙŠ[ØŒ يا لااقل واقعگرايي خام، مردود شناخته ميâ€Ø´ÙˆØ¯Ø› زيرا طبق نظريۀ رئاليستي، مقادير Ùيزيكي مانند وضعيت Ùˆ سرعت Ùˆ نظير اينها در همۀ زمانها داراي مقادیري دقيق هستند، اما در مكانيك كوانتوم چنين چيزي ديگر وجود ندارد. اينشتاين Øاضر نبود كه پابهâ€Ù¾Ø§ÙŠ اين تغييراتي انقلابي پيش برود، بنابراين بØثهاي داغ در دهۀ بعد ميان او Ùˆ بوهر بالا گرÙت.
بØثها چندان به Ù…Øتواي تئوري خاصي مربوط نميâ€Ø´Ø¯Ù†Ø¯ بلكه با آن چيزي كه تئوري علمي بايد باشد ارتباط ميâ€ÙŠØ§Ùتند. بØثها بر سر سرشت جهان نبود بلكه دربارۀ اين بود كه Ú†Ù‡ نوع تÙسيري از جهان را بايد داراي معني دانست؟ اين مجادلهâ€Ø§ÙŠ بود بر سر سرشت تئوري Ùيزيكي.
سرآغاز بØØ« بوهر Ùˆ اينشتاين را ميâ€ØªÙˆØ§Ù† از بهار سال 1920 دانست يعني هنگامي كه بوهر به برلن سÙر كرد Ùˆ در آنجا با اينشتاين، پلانك Ùˆ جيمز Ùرانك ملاقات نمود. اما اوج مباØثه ميان آن دو در ششمين كنگره سولوي در اكتبر 1930 صورت گرÙت. در اين كنگره اينشتاين كوشيد تا رابطه عدم تعين - را كه هايزنبرگ كش٠كرده بود ابطال كند. چون بØØ« اينشتاين در اين مورد نيز مانند ديگر موارد بر پايۀ آزمايشي خيالي Ùˆ مستلزم بØثي طولاني است در اينجا از وارد شدن به آن خودداري ميâ€ÙƒÙ†ÙŠÙ…. بوهر Ùرداي آن روز با به كار بردن نسبيت عام اينشتاين، ظاهراً نادرستي استدلال اینشتاین را بر ملا كرد. البته بØØ« بر سر اين مباØثه هنوز هم ادامه دارد، بعضيâ€Ù‡Ø§ در استدلال اينشتاين نقصان ميâ€Ø¨ÙŠÙ†Ù†Ø¯ Ùˆ بعضي ديگر در استدلال بوهر. با اينكه اينشتاين پس از اين مباØثه شكست را پذيرÙت اما بدرستي تÙسير مكانيك كوانتوم كه بوهر ارائه ميâ€Ø¯Ø§Ø¯ اعتقاد پيدا نكرد. او اعتبار رابطۀ عدم تعين هايزنبرگ را Øتي بيش از خود هايزنبرگ پذيرÙت Ùˆ ديگر نكوشيد كه تناقضات درون نظريۀ مكانيك كوانتوم را بيابد بلكه بر آن شد تا نشان دهد كه مكانيك كوانتوم بدان شكلي كه بوهر تÙسير ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ ناقص است. اينشتاين سرانجام با همكاري بوريس پودولسكي Ùˆ روزن مقاله دوران ساز خود،«آيا توصي٠مكانيك كوانتوم از واقعيت Ùيزيكي ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø¯ كامل شناخته شود؟» را در سال 1935 ارائه داد. ولي چهار سال قبل از انتشار مقالۀ مذكور اينشتاين در زمستان سال1931 در انستيتوي تكنولوژي كاليÙرنيا در پاسادنا به ايراد يك سلسله سخنراني پرداخت Ùˆ ضمناً Ùرصتي ياÙت تا با همكاري Ùيزيكدان برجسته ريچارد تولمن Ùˆ Ùيزيكدان جوان روسي بوريس پودولسكي مقالهâ€Ø§ÙŠ بنويسد با عنوان:«شناخت گذشته Ùˆ آينده در مكانيك كوانتوم» گرچه دراين مقاله Øتي يك Ùرمول رياضي به كار نرÙته اما بايد آن را يك مقالۀ بيâ€Ù†Ø¸ÙŠØ± دانست كه Ùقط نابغهâ€Ø§ÙŠ مانند اينشتاين ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø³Øª بنويسد.
مجله ساينس در ضميمۀ خبري خود در مارس 1931 Ù…Øتواي مقاله را پيش از انتشارش معرÙÙŠ كردو در خصوص آن نوشت:«پروÙسور اينشتاين بر پايۀ دستاورد ماكس پلانك، يكي از سنگهاي بناي نظريۀ كوانتوم را گذاشت... اكنون پروÙسور اينشتاين با Ú¯Ùتن اين مطلب كه گذشته نيز مانند آينده نامعين است آخرين سنگ بناي درك ما از ماده Ùˆ انرژي را كار ميâ€Ú¯Ø°Ø§Ø±Ø¯.»
همچنان كه خود نويسندگان مقاله ميâ€Ú¯ÙˆÙŠÙ†Ø¯ نتيجۀ مهمي كه از اين مقاله ميâ€ØªÙˆØ§Ù† گرÙت اين است كه نه تنها در مورد پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده]در مقياس ميكروسكوپي[ØŒ طبق اصول مكانيك كوانتوم، عدم قطعيت وجود دارد بلكه در خصوص رويدادهاي گذشته نيز همين عدم قطعيت هست؛ Ùˆ شايد از اينها مهمتر اين نتيجهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ باشد كه در Øالي كه در Ùيزيك كلاسيك ميâ€ØªÙˆØ§Ù† زمان وقوع رويدادهاي ماكروسكوپي هم چون باز Ùˆ بسته شدن دريچه يك جعبه را دقيقاً تعيين كرد، در مكانيك كوانتوم چنين كاري ميسر نيست. به ديگر سخن، عدم قطعيت در پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادها يادر مورد شناخت گذشته Ùقط Ù…Øدود به رويدادهاي ميكروسكوپيك نميâ€Ø´ÙˆØ¯ بلكه شامل رويدادهاي ماكروسكوپيك نيز ميâ€Ú¯Ø±Ø¯Ø¯. نتيجه آنكه طبق نظر نويسندگان مقاله، مكانيك كوانتوم ناقص است.
ناگÙته نماند كه بوهر بر اثر انتقادهاي اينشتاين در تÙسير خود از مكانيك كوانتوم تجديد نظرهايي كرد؛ اما همچنان كه در آغاز اين يادداشت Ú¯Ùته شد بØØ« دراين مورد هنوز هم ادامه دارد.
ترجمۀ اين مقاله در اينجا ارائه ميâ€Ø´ÙˆØ¯ Ùˆ تا آنجا كه مترجم اطلاع دارد اين مقاله تاكنون به Ùارسي برگردانده نشده است.
A.Einstein , B. Podolsky , and N. Rosen
" Can Quantum Mecanical Description of Physical Reality Be Considered Completed " translated by Yadollah Moughen
اين موضوع را همه ميâ€Ø¯Ø§Ù†Ù†Ø¯ كه اصول مكانيك كوانتوم امكانات پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ دقيق مسير آينده يك ذره را Ù…Øدود ميâ€ÙƒÙ†Ø¯. با اين وص٠گاهي اوقات تصور ميâ€Ø´ÙˆØ¯ كه مكانيك كوانتوم توصي٠دقيق مسير گذشته يك ذره را ممكن ميâ€Ø³Ø§Ø²Ø¯.
هد٠يادداشت كنوني اين است كه دربارۀ يك آزمايش خيالي]ايدهâ€Ø¢Ù„[ بØØ« كند، آزمايشي كه نشان ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ امكان توصي٠مسير گذشتۀ يك ذره به پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠâ€Ù‡Ø§ÙŠÙŠ در خصوص رÙتار آتي ذرۀ دومي ميâ€Ø§Ù†Ø¬Ø§Ù…د كه اين نوع پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠâ€Ù‡Ø§ در مكانيك كوانتوم مجاز نيست. بنابراين از اين آزمايش خيالي اين نتيجه به دست خواهد آمد كه اصول مكانيك كوانتوم واقعاً در بردارندۀ عدم قطعيتي در توصي٠رويدادهاي گذشته است كه مشابه همان عدم قطعيتي است كه در خصوص پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده وجود دارد. اين آزمايش نشان خواهد داد كه عدم قطعيت در توصي٠گذشته از Ù…Øدوديت شناختي ناشي ميâ€Ø´ÙˆØ¯ÙƒÙ‡ در اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مانتوم وجود دارد.
جعبه كوچك B را آن گونه كه در شكل نشان داده شده است، در نظر ميâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠÙ…. اين جعبه Øاوي تعدادي ذرات همانند است كه در Øالت تØريك گرمايي قرار دارند. در اين جعبه دو سوراخ تعبيه شده است كه دريچه s آنها را مسدود ميâ€ÙƒÙ†Ø¯. دريچه به گونهâ€Ø§ÙŠ تنظيم شده است كه به طور خودكار براي مدت زماني كوتاه باز Ùˆ سپس بسته ميâ€Ø´ÙˆØ¯. تعداد ذرات در جعبه به گونهâ€Ø§ÙŠ انتخاب شدهâ€Ø§Ù†Ø¯ كه هر گاه ذرهâ€Ø§ÙŠ از جعبه بيرون بيايد Ùˆ مسير مستقيم SO را طي كند تا به ناظري كه در O مستقر است برسد، ذره دوم مسير طولانيâ€ØªØ± SRO را بپيمايد، بدين معني كه ذره دوم پس از آنكه به طور الستيكي(كشساني(elastic) در نقطه R به بازتاب كننده بيضوي برخورد كرد منعكس شود.
جعبه پيش از باز شدن دريچه وزن ميâ€Ø´ÙˆØ¯ Ùˆ پس از بسته شدنش نيز وزن ميâ€Ø´ÙˆØ¯ تا كل انرژي ذراتي كه از آن خارج شدهâ€Ø§Ù†Ø¯ معين شود. ناظري كه در O مستقر است وسايلي در اختيار دارد كه بتواند ورود ذرات را مشاهده كند، او ساعتي براي تعيين زمان ورودشان Ùˆ نيز دستگاهي براي اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مامنتومشان]= مقدار Øركتشان[ دارد. علاوه بر اين Ùاصلهâ€Ù‡Ø§ÙŠ SO Ùˆ SRO قبلاً دقيقاً اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شدهâ€Ø§Ù†Ø¯Ø› Ùˆ Ùاصله SO آن اندازه هست كه تاثيرات جاذبه كه در توزين جعبه دخيلâ€Ø§Ù†Ø¯ بر كار ساعت اثر نگذارند Ùˆ طول SRO آن اندازه طولاني هست كه توزين مجدد ودقيق جعبه، پيش از رسيدن ذره دوم، امكان پذير باشد.
اكنون Ùرض ميâ€ÙƒÙ†ÙŠÙ…. ناظري كه در نقطه O قرار دارد همچنان كه ذرۀ نخست در مسير SO Øركت ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ مامنتوم آن را اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ كند Ùˆ زمان ورودش را در نقطه O از روي ساعت بخواند. البته اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مامنتوم ذره چنانچه باتاباندن اشعۀ گاما صورت گيرد، به شيوهâ€Ø§ÙŠ نامعلوم، تغيير ميâ€ÙƒÙ†Ø¯Ø› اما با دانستن مقدار مامنتوم ذره در گذشته Ùˆ بنابراين با در دست داشتن سرعت Ùˆ انرژي قبلي آن، به نظر ميâ€Ø±Ø³Ø¯ زماني را كه دريچه باز شده است بتوان از زمان ورود نخستين ذره كه مقدارش معلوم است، Ù…Øاسبه كرد؛ Ùˆ همچنين بتوان انرژي Ùˆ سرعت دومين ذره را از طريق مقدار انرژي كم شده از انرژي Ù…Øبوس درجعبه به هنگام باز شدنش به دست آورد. بنابراين به نظر ميâ€Ø±Ø³Ø¯ كه اين امكان وجود دارد تا هم انرژي Ùˆ هم ØŒ زمان ورود دومين ذره را پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ كنيم. اين نتيجه پارادوكسي است؛ زيرا در مكانيك كوانتوم انرژي Ùˆ زمان دو مقداري هستندكه جابهâ€Ø¬Ø§(Commute) نميâ€Ø´ÙˆÙ†Ø¯] منظور از Commute اين است كه چنانچه زمان را دقيقاً اندازه بگيريم، ديگر نميâ€ØªÙˆØ§Ù†ÙŠÙ… انرژي را نيز دقيقاً اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ كنيم Ùˆ بالعكس[
تبيين اين پاردوكس ظاهري را بايد در اين نكته دانست كه برخلا٠آنچه Ùرض شد نميâ€ØªÙˆØ§Ù† Øركت گذشته نخستين ذره را دقيقاً تعيين كرد. در واقع ناچاريم نتيجه بگيريم كه هيچ روشي وجود ندارد تا از طريق آن مامنتوم يك ذره اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شود بيâ€Ø¢Ù†ÙƒÙ‡ مقدارش تغيير نكند. تØليل روش مشاهده اثر دوپلر در انعكاس نور مادون قرمز از يك ذرۀ نزديك شونده نشان ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ كه گرچه تعيين مامنتوم ذره Ú†Ù‡ پيش از Ùˆ Ú†Ù‡ پس از برخورد ذره با كوانتاي نور به كار رÙته امكان پذير است؛ اما در خصوص زماني كه ذره با كوانتاي نور برخورد ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ عدم قطعيت وجود دارد. بنابراين در مثال ما گرچه سرعت ذره نخست را ميâ€Ø´Ø¯ هم پيش از Ùˆ هم پس از برخورد آن با نور مادون قرمز معين كرد، اما تعيني دقيق جايي كه در آن جا در مسير SO تغيير سرعت روي ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ امكانâ€Ù¾Ø°ÙŠØ± نيست Ùˆ براي تعيين زمان دقيق باز شدن دريچه، دانستن جاي تغيير سرعت ضروري است.
بنابراين بايد نتيجه گرÙت كه طبق اصول مكانيك كوانتوم همان عدم قطعيتي كه در پشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده وجود دارد در مورد تÙسير رويدادهاي گذشته نيز موجوداست. همچنين بايد اين نكته را در نظر گرÙت كه گرچه مانتوم يك ذره را ميâ€ØªÙˆØ§Ù† اندازه†گرÙت Ùˆ بر اثر آن اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ وضعيتش نيز ممكن ميâ€Ú¯Ø±Ø¯Ø¯Ø› اما دانستن مانتوم يك ذره براي بازسازي مسير گذشتهâ€Ø§Ø´ كاÙÙŠ نيست؛ زيرا نشان داده شده است كه هيچ روشي وجود ندارد تا از طريق آن بتوان مامنتوم يك ذره را اندازه گيري كرد بيâ€Ø¢Ù†ÙƒÙ‡ مقدارش تغيير نكند. سرانجام اين موضوع شايان توجه است كه بر اين نتيجهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شگر٠نيز تاكيد شود كه مكانيك كوانتوم واقعاص در مورد تعيين زمان وقوع رويدادي ماكروسكوپيك همچون Ùˆ باز Ùˆ بسته شدن دريچه يك جعبه، Ù…Øدوديتهاي اعمال ميâ€ÙƒÙ†Ø¯
پایان y_moughen@yahoo.com
سخن مترجم
آلبرت اينشتاين(1879-1955) بزرگترين Ùيزيكدان قرن بیستم بود. او ÙˆØ§Ø¶Ø Ù†Ø¸Ø±ÙŠÙ‡â€Ù‡Ø§ÙŠ نسبيت خاص وعام بود كه درك بشر را از Ùضاو زمان Ùˆ Øركت Ùˆ ماده Ùˆ جاذبه تغيير داد. اينشتاين در عين Øال نظريۀ پلانك در مورد ذرهâ€Ø§ÙŠ بودن انرژي را در مورد نور تعميم داد Ùˆ Ú¯Ùت كه نور نيز از بستهâ€Ù‡Ø§ÙŠ انرژي به نام كوانتا تشكيل شده است Ùˆ با اين نظريه اثر Ùتوالكتريك نور را ØªÙˆØ¶ÙŠØ Ø¯Ø§Ø¯. اما اينشتاين با تÙسير بوهر كه به تÙسير مكتب كپنهاك از مكانيك كوانتوم مشهور است نظر خوشي نداشت
بØØ« او با بوهر(1885-1962) در نقطۀ Øساسي در تاريخ عقلي قرن بيستم صورت گرÙت. در سال 1926 نظريۀ «جديد» كوانتوم هايزنبرگ Ùˆ شرودينگر ادعا ميâ€ÙƒØ±Ø¯ كه اساس تئوريك دقيقي را براي Ùيزيك اتمها ارائه ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯. اما پرسشهايي دربارۀ جنبهâ€Ù‡Ø§ÙŠ اساسي نظريه Ù…Ø·Ø±Ø Ù…ÙŠâ€Ø´Ø¯ كه برايشان پاسخي وجود نداشت. رهياÙت نيلز بوهر مستلزم دست كشيدن از دترمينيسم ]جبر علمي،عليت[ بود. در مكانيك كوانتوم، برخلا٠مكانيك نيوتني، شناخت وضع كنوني اتم Ùقط ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø¯ اطلاعاتي آماري دربارۀ آينده آن بگويد. در تÙسير بوهر از مكانيك كوانتوم، رئاليسم]واقعâ€Ú¯Ø±Ø§ÙŠÙŠ[ØŒ يا لااقل واقعگرايي خام، مردود شناخته ميâ€Ø´ÙˆØ¯Ø› زيرا طبق نظريۀ رئاليستي، مقادير Ùيزيكي مانند وضعيت Ùˆ سرعت Ùˆ نظير اينها در همۀ زمانها داراي مقادیري دقيق هستند، اما در مكانيك كوانتوم چنين چيزي ديگر وجود ندارد. اينشتاين Øاضر نبود كه پابهâ€Ù¾Ø§ÙŠ اين تغييراتي انقلابي پيش برود، بنابراين بØثهاي داغ در دهۀ بعد ميان او Ùˆ بوهر بالا گرÙت.
بØثها چندان به Ù…Øتواي تئوري خاصي مربوط نميâ€Ø´Ø¯Ù†Ø¯ بلكه با آن چيزي كه تئوري علمي بايد باشد ارتباط ميâ€ÙŠØ§Ùتند. بØثها بر سر سرشت جهان نبود بلكه دربارۀ اين بود كه Ú†Ù‡ نوع تÙسيري از جهان را بايد داراي معني دانست؟ اين مجادلهâ€Ø§ÙŠ بود بر سر سرشت تئوري Ùيزيكي.
سرآغاز بØØ« بوهر Ùˆ اينشتاين را ميâ€ØªÙˆØ§Ù† از بهار سال 1920 دانست يعني هنگامي كه بوهر به برلن سÙر كرد Ùˆ در آنجا با اينشتاين، پلانك Ùˆ جيمز Ùرانك ملاقات نمود. اما اوج مباØثه ميان آن دو در ششمين كنگره سولوي در اكتبر 1930 صورت گرÙت. در اين كنگره اينشتاين كوشيد تا رابطه عدم تعين - را كه هايزنبرگ كش٠كرده بود ابطال كند. چون بØØ« اينشتاين در اين مورد نيز مانند ديگر موارد بر پايۀ آزمايشي خيالي Ùˆ مستلزم بØثي طولاني است در اينجا از وارد شدن به آن خودداري ميâ€ÙƒÙ†ÙŠÙ…. بوهر Ùرداي آن روز با به كار بردن نسبيت عام اينشتاين، ظاهراً نادرستي استدلال اینشتاین را بر ملا كرد. البته بØØ« بر سر اين مباØثه هنوز هم ادامه دارد، بعضيâ€Ù‡Ø§ در استدلال اينشتاين نقصان ميâ€Ø¨ÙŠÙ†Ù†Ø¯ Ùˆ بعضي ديگر در استدلال بوهر. با اينكه اينشتاين پس از اين مباØثه شكست را پذيرÙت اما بدرستي تÙسير مكانيك كوانتوم كه بوهر ارائه ميâ€Ø¯Ø§Ø¯ اعتقاد پيدا نكرد. او اعتبار رابطۀ عدم تعين هايزنبرگ را Øتي بيش از خود هايزنبرگ پذيرÙت Ùˆ ديگر نكوشيد كه تناقضات درون نظريۀ مكانيك كوانتوم را بيابد بلكه بر آن شد تا نشان دهد كه مكانيك كوانتوم بدان شكلي كه بوهر تÙسير ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ ناقص است. اينشتاين سرانجام با همكاري بوريس پودولسكي Ùˆ روزن مقاله دوران ساز خود،«آيا توصي٠مكانيك كوانتوم از واقعيت Ùيزيكي ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø¯ كامل شناخته شود؟» را در سال 1935 ارائه داد. ولي چهار سال قبل از انتشار مقالۀ مذكور اينشتاين در زمستان سال1931 در انستيتوي تكنولوژي كاليÙرنيا در پاسادنا به ايراد يك سلسله سخنراني پرداخت Ùˆ ضمناً Ùرصتي ياÙت تا با همكاري Ùيزيكدان برجسته ريچارد تولمن Ùˆ Ùيزيكدان جوان روسي بوريس پودولسكي مقالهâ€Ø§ÙŠ بنويسد با عنوان:«شناخت گذشته Ùˆ آينده در مكانيك كوانتوم» گرچه دراين مقاله Øتي يك Ùرمول رياضي به كار نرÙته اما بايد آن را يك مقالۀ بيâ€Ù†Ø¸ÙŠØ± دانست كه Ùقط نابغهâ€Ø§ÙŠ مانند اينشتاين ميâ€ØªÙˆØ§Ù†Ø³Øª بنويسد.
مجله ساينس در ضميمۀ خبري خود در مارس 1931 Ù…Øتواي مقاله را پيش از انتشارش معرÙÙŠ كردو در خصوص آن نوشت:«پروÙسور اينشتاين بر پايۀ دستاورد ماكس پلانك، يكي از سنگهاي بناي نظريۀ كوانتوم را گذاشت... اكنون پروÙسور اينشتاين با Ú¯Ùتن اين مطلب كه گذشته نيز مانند آينده نامعين است آخرين سنگ بناي درك ما از ماده Ùˆ انرژي را كار ميâ€Ú¯Ø°Ø§Ø±Ø¯.»
همچنان كه خود نويسندگان مقاله ميâ€Ú¯ÙˆÙŠÙ†Ø¯ نتيجۀ مهمي كه از اين مقاله ميâ€ØªÙˆØ§Ù† گرÙت اين است كه نه تنها در مورد پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده]در مقياس ميكروسكوپي[ØŒ طبق اصول مكانيك كوانتوم، عدم قطعيت وجود دارد بلكه در خصوص رويدادهاي گذشته نيز همين عدم قطعيت هست؛ Ùˆ شايد از اينها مهمتر اين نتيجهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ باشد كه در Øالي كه در Ùيزيك كلاسيك ميâ€ØªÙˆØ§Ù† زمان وقوع رويدادهاي ماكروسكوپي هم چون باز Ùˆ بسته شدن دريچه يك جعبه را دقيقاً تعيين كرد، در مكانيك كوانتوم چنين كاري ميسر نيست. به ديگر سخن، عدم قطعيت در پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادها يادر مورد شناخت گذشته Ùقط Ù…Øدود به رويدادهاي ميكروسكوپيك نميâ€Ø´ÙˆØ¯ بلكه شامل رويدادهاي ماكروسكوپيك نيز ميâ€Ú¯Ø±Ø¯Ø¯. نتيجه آنكه طبق نظر نويسندگان مقاله، مكانيك كوانتوم ناقص است.
ناگÙته نماند كه بوهر بر اثر انتقادهاي اينشتاين در تÙسير خود از مكانيك كوانتوم تجديد نظرهايي كرد؛ اما همچنان كه در آغاز اين يادداشت Ú¯Ùته شد بØØ« دراين مورد هنوز هم ادامه دارد.
ترجمۀ اين مقاله در اينجا ارائه ميâ€Ø´ÙˆØ¯ Ùˆ تا آنجا كه مترجم اطلاع دارد اين مقاله تاكنون به Ùارسي برگردانده نشده است.
A.Einstein , B. Podolsky , and N. Rosen
" Can Quantum Mecanical Description of Physical Reality Be Considered Completed " translated by Yadollah Moughen
اين موضوع را همه ميâ€Ø¯Ø§Ù†Ù†Ø¯ كه اصول مكانيك كوانتوم امكانات پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ دقيق مسير آينده يك ذره را Ù…Øدود ميâ€ÙƒÙ†Ø¯. با اين وص٠گاهي اوقات تصور ميâ€Ø´ÙˆØ¯ كه مكانيك كوانتوم توصي٠دقيق مسير گذشته يك ذره را ممكن ميâ€Ø³Ø§Ø²Ø¯.
هد٠يادداشت كنوني اين است كه دربارۀ يك آزمايش خيالي]ايدهâ€Ø¢Ù„[ بØØ« كند، آزمايشي كه نشان ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ امكان توصي٠مسير گذشتۀ يك ذره به پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠâ€Ù‡Ø§ÙŠÙŠ در خصوص رÙتار آتي ذرۀ دومي ميâ€Ø§Ù†Ø¬Ø§Ù…د كه اين نوع پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠâ€Ù‡Ø§ در مكانيك كوانتوم مجاز نيست. بنابراين از اين آزمايش خيالي اين نتيجه به دست خواهد آمد كه اصول مكانيك كوانتوم واقعاً در بردارندۀ عدم قطعيتي در توصي٠رويدادهاي گذشته است كه مشابه همان عدم قطعيتي است كه در خصوص پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده وجود دارد. اين آزمايش نشان خواهد داد كه عدم قطعيت در توصي٠گذشته از Ù…Øدوديت شناختي ناشي ميâ€Ø´ÙˆØ¯ÙƒÙ‡ در اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مانتوم وجود دارد.
جعبه كوچك B را آن گونه كه در شكل نشان داده شده است، در نظر ميâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠÙ…. اين جعبه Øاوي تعدادي ذرات همانند است كه در Øالت تØريك گرمايي قرار دارند. در اين جعبه دو سوراخ تعبيه شده است كه دريچه s آنها را مسدود ميâ€ÙƒÙ†Ø¯. دريچه به گونهâ€Ø§ÙŠ تنظيم شده است كه به طور خودكار براي مدت زماني كوتاه باز Ùˆ سپس بسته ميâ€Ø´ÙˆØ¯. تعداد ذرات در جعبه به گونهâ€Ø§ÙŠ انتخاب شدهâ€Ø§Ù†Ø¯ كه هر گاه ذرهâ€Ø§ÙŠ از جعبه بيرون بيايد Ùˆ مسير مستقيم SO را طي كند تا به ناظري كه در O مستقر است برسد، ذره دوم مسير طولانيâ€ØªØ± SRO را بپيمايد، بدين معني كه ذره دوم پس از آنكه به طور الستيكي(كشساني(elastic) در نقطه R به بازتاب كننده بيضوي برخورد كرد منعكس شود.
جعبه پيش از باز شدن دريچه وزن ميâ€Ø´ÙˆØ¯ Ùˆ پس از بسته شدنش نيز وزن ميâ€Ø´ÙˆØ¯ تا كل انرژي ذراتي كه از آن خارج شدهâ€Ø§Ù†Ø¯ معين شود. ناظري كه در O مستقر است وسايلي در اختيار دارد كه بتواند ورود ذرات را مشاهده كند، او ساعتي براي تعيين زمان ورودشان Ùˆ نيز دستگاهي براي اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مامنتومشان]= مقدار Øركتشان[ دارد. علاوه بر اين Ùاصلهâ€Ù‡Ø§ÙŠ SO Ùˆ SRO قبلاً دقيقاً اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شدهâ€Ø§Ù†Ø¯Ø› Ùˆ Ùاصله SO آن اندازه هست كه تاثيرات جاذبه كه در توزين جعبه دخيلâ€Ø§Ù†Ø¯ بر كار ساعت اثر نگذارند Ùˆ طول SRO آن اندازه طولاني هست كه توزين مجدد ودقيق جعبه، پيش از رسيدن ذره دوم، امكان پذير باشد.
اكنون Ùرض ميâ€ÙƒÙ†ÙŠÙ…. ناظري كه در نقطه O قرار دارد همچنان كه ذرۀ نخست در مسير SO Øركت ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ مامنتوم آن را اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ كند Ùˆ زمان ورودش را در نقطه O از روي ساعت بخواند. البته اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ مامنتوم ذره چنانچه باتاباندن اشعۀ گاما صورت گيرد، به شيوهâ€Ø§ÙŠ نامعلوم، تغيير ميâ€ÙƒÙ†Ø¯Ø› اما با دانستن مقدار مامنتوم ذره در گذشته Ùˆ بنابراين با در دست داشتن سرعت Ùˆ انرژي قبلي آن، به نظر ميâ€Ø±Ø³Ø¯ زماني را كه دريچه باز شده است بتوان از زمان ورود نخستين ذره كه مقدارش معلوم است، Ù…Øاسبه كرد؛ Ùˆ همچنين بتوان انرژي Ùˆ سرعت دومين ذره را از طريق مقدار انرژي كم شده از انرژي Ù…Øبوس درجعبه به هنگام باز شدنش به دست آورد. بنابراين به نظر ميâ€Ø±Ø³Ø¯ كه اين امكان وجود دارد تا هم انرژي Ùˆ هم ØŒ زمان ورود دومين ذره را پيشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ كنيم. اين نتيجه پارادوكسي است؛ زيرا در مكانيك كوانتوم انرژي Ùˆ زمان دو مقداري هستندكه جابهâ€Ø¬Ø§(Commute) نميâ€Ø´ÙˆÙ†Ø¯] منظور از Commute اين است كه چنانچه زمان را دقيقاً اندازه بگيريم، ديگر نميâ€ØªÙˆØ§Ù†ÙŠÙ… انرژي را نيز دقيقاً اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ كنيم Ùˆ بالعكس[
تبيين اين پاردوكس ظاهري را بايد در اين نكته دانست كه برخلا٠آنچه Ùرض شد نميâ€ØªÙˆØ§Ù† Øركت گذشته نخستين ذره را دقيقاً تعيين كرد. در واقع ناچاريم نتيجه بگيريم كه هيچ روشي وجود ندارد تا از طريق آن مامنتوم يك ذره اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شود بيâ€Ø¢Ù†ÙƒÙ‡ مقدارش تغيير نكند. تØليل روش مشاهده اثر دوپلر در انعكاس نور مادون قرمز از يك ذرۀ نزديك شونده نشان ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ كه گرچه تعيين مامنتوم ذره Ú†Ù‡ پيش از Ùˆ Ú†Ù‡ پس از برخورد ذره با كوانتاي نور به كار رÙته امكان پذير است؛ اما در خصوص زماني كه ذره با كوانتاي نور برخورد ميâ€ÙƒÙ†Ø¯ عدم قطعيت وجود دارد. بنابراين در مثال ما گرچه سرعت ذره نخست را ميâ€Ø´Ø¯ هم پيش از Ùˆ هم پس از برخورد آن با نور مادون قرمز معين كرد، اما تعيني دقيق جايي كه در آن جا در مسير SO تغيير سرعت روي ميâ€Ø¯Ù‡Ø¯ امكانâ€Ù¾Ø°ÙŠØ± نيست Ùˆ براي تعيين زمان دقيق باز شدن دريچه، دانستن جاي تغيير سرعت ضروري است.
بنابراين بايد نتيجه گرÙت كه طبق اصول مكانيك كوانتوم همان عدم قطعيتي كه در پشâ€Ø¨ÙŠÙ†ÙŠ رويدادهاي آينده وجود دارد در مورد تÙسير رويدادهاي گذشته نيز موجوداست. همچنين بايد اين نكته را در نظر گرÙت كه گرچه مانتوم يك ذره را ميâ€ØªÙˆØ§Ù† اندازه†گرÙت Ùˆ بر اثر آن اندازهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ وضعيتش نيز ممكن ميâ€Ú¯Ø±Ø¯Ø¯Ø› اما دانستن مانتوم يك ذره براي بازسازي مسير گذشتهâ€Ø§Ø´ كاÙÙŠ نيست؛ زيرا نشان داده شده است كه هيچ روشي وجود ندارد تا از طريق آن بتوان مامنتوم يك ذره را اندازه گيري كرد بيâ€Ø¢Ù†ÙƒÙ‡ مقدارش تغيير نكند. سرانجام اين موضوع شايان توجه است كه بر اين نتيجهâ€Ú¯ÙŠØ±ÙŠ شگر٠نيز تاكيد شود كه مكانيك كوانتوم واقعاص در مورد تعيين زمان وقوع رويدادي ماكروسكوپيك همچون Ùˆ باز Ùˆ بسته شدن دريچه يك جعبه، Ù…Øدوديتهاي اعمال ميâ€ÙƒÙ†Ø¯
پایان y_moughen@yahoo.com
mojtaba نوشت