غرابة فيزياء الكم

فضاء يتمدد

بعض الناس ينكر ما يجهل إنكارا قاطعاً. وبعض الناس يضحك على جهله! كما يضحك الواحد منا عندما يرى خدعة بصرية أو حركية، إذ يعلم أن ما يراه ليس سحرا ولكنه يجهل ما وراء الموضوع. ولا يهدأ للمرء بال إلا إذا عرف تفسير ما يراه.
هذه هي حال الفيزيائيين والإنسان مع الطبيعة، وتحديدا فيزياء الكم (الكوانتم). فعلى الرغم من مرور ما يقترب من 100 سنة على وضع أسسها، التي تصف سلوك الأجسام التي تشغل حيزا يقترب من حيز الذرة وما يصغرها، وعلى الرغم من أن الكثير من تقنيات اليوم هي تطبيقات لهذه النظرية الفيزيائية -وما تزال هناك تقنيات للمستقبل كالحواسب الكمية-، فإن حيرة الفيزيائيين ما تزال قائمة بسبب ما ينطوي عليه عالم فيزياء الكم من غرائب!
من أغرب الأمور، هو أن الأشياء قد تسلك سلوك الموجات أحيانا، وتسلك سلوك الأجسام أحيانا. وسبب الغرابة هو أن مفهومي الجسيم والموجة يبعد أحدهما عن الآخر بعد المشرق عن المغرب. فأي جسم يمكن أن نحصره في نقطة في الفضاء، أما الموجة فهي شيء ممتد في الفضاء، ويشغل أكثر من مكان فلا يمكن حصره في نقطة. فكيف لشيء أن يسلك سلوك الجسيم والموجة معا؟!
مع ذلك، فإن فيزياء الكم بتجاربها، ونظرياتها تخبرنا أن الأجسام قد تتصرف بوصفها موجات عندما تنتشر، وتتصرف بوصفها جسيما عندما تصطدم بشيء أو تتفاعل معه.
والأعجب من هذا، هو أن هذه الأجسام تتصرف وكأنها تعرف أننا نراقبها. فإذا راقبناها في كل خطوة تخطوها فإنها تتصرف كجسيم، وإذا غفلنا عنها فإنها تتصرف كموجة!
هذا الكلام مثبت في تجربة تسمى بتجربة الشقين. وعندما يرى الفيزيائيون هذا الأمر فإنهم يقفون حيارى! ولكن مع ذلك فإنهم ابتدعوا معادلات تصف هذا السلوك وتتنبأ به.
وهنا تأتي نقطة أخرى، ففي حياتنا العامة، إذا أردت أن تعرف موقع شيء فإنك تستطيع أن تحدد مكانه بنسبة دقة عالية جدا (بخدمة تحديد المواقع مثلا)، وأما في العالم الكمي، فإنك لا يمكن أن تعرف إلا احتمالات أين يكون الجسيم، ولا يمكنك أبدا أن تحدد موقعه بالضبط. فالعالم الكمي هو عالم تحكمه الاحتمالات.
لا عجب إذن أن تكون لفيزياء الكم أبعاد فلسفية شغلت الكثيرين منذ عشرات السنين، وما يزال يختلف الفيزيائيون حول تفسيرات غرائب فيزياء الكم.
مع ذلك لم يشغل كثير من الفيزيائيين أنفسهم بالبعد الفلسفي لفيزياء الكم، بل انصرفوا إلى فهم التبعات الفيزيائية لهذه النظرية، لذلك فإن معادلات فيزياء الكم بغرابتها، خرجت لنا بتطبيقات لم تكن لتخطر على ذهن الإنسان، وأحد هذه التطبيقات هو التصوير بالرنين المغناطيسي MRI، الذي خدم الطب والإنسان في الكشف عن أدق الأنسجة وخفايا جسم الإنسان.
أخيرا، مع كل التطورات في فهم الإنسان للطبيعة، وتوظيف فيزياء الكم في خدمة البشرية، غير أن هذه النظرية لا تزال تجعل الفيزيائيين يضحكون على أنفسهم، من غرابتها وجهلهم بالتفسير الصحيح لها.