- تناقش مسودة شرودنغر مسألة العشوائية في الفيزياء الكمومية.
- توجد مناقشات حادة بين الفيزيائيين حول الحتمية واللاحتمية.
- يتحدى شرودنغر فرضية المتغيرات الخفية لويتكر ويقترح بديلاً.
- قد تكون المسودة لم تُنشر بسبب تشابهها مع وجهة نظر بيرتس.
تعود مسودة غير منشورة وغير مؤرخة إلى الفيزيائي النمساوي إرفين شرودنغر، وهي موجودة في المكتبة المركزية للفيزياء في جامعة فيينا. قام الفيزيائي فلافيو ديل سانتو من جامعة جنيف بالبحث وتحليل هذه المسودة لتحديد تاريخ كتابتها المحتمل ورؤية هذا الفيزيائي الشهير حول نتائج الكم العشوائية. هذه المسودة بعنوان "انهيار الحتمية"، وتتناول مسألة رئيسية في الفيزياء الكمومية - عشوائية الأحداث. تُستخدم نظرية الكم عادةً للتنبؤ باحتمالات القياسات، لكنها لا تتنبأ أبداً بالنتائج المحددة.
كان الفيزيائيون يفكرون في ما إذا كان ذلك بسبب نقص المعرفة في هذا المجال. على سبيل المثال، يبدو أن نتيجة رمي العملة عشوائية في البداية. ومع ذلك، إذا كان هناك معرفة بقوة رمي العملة وسرعة الرياح عند الرمي، يمكن التنبؤ بالنتيجة بدقة. في مجال الكم، لا تزال العديد من الأمور غير مؤكدة. ومع ذلك، إذا كانت الجسيمات تحمل معلومات تحدد سلوكها، فهل سيجعل ذلك منها أكثر قابلية للتنبؤ أو حتمية؟
مناقشة الحتمية واللاحتمية
وجهات نظر الفيزيائيين المشهورين في ميكانيكا الكم، تفرق مناقشة الحتمية واللاحتمية بين الفيزيائيين إلى فئتين، حيث يتمسك كل طرف بوجهة نظره. يُعتبر أينشتاين، وديفيد بوم، وشرودنغر عادةً من مؤيدي الحتمية في تاريخ العلوم، لكن ديل سانتو يرى أن مواقفهم أكثر تعقيداً وأقل تعارضاً مما يتخيله الكثيرون. تعتبر مسودة شرودنغر مثالاً على ذلك. تُعرف الجسيمات الكمومية التي تحمل معلومات قد تحدد سلوكها بالمتغيرات الخفية، حيث قد لا يمكن للعلماء ملاحظتها. في عام 1932، نشر الرياضي جون فون نيومان نتيجة تشير إلى أنه لا ينبغي إضافة المتغيرات الخفية إلى ميكانيكا الكم.
خلال الحرب العالمية الثانية، تساءل الفيزيائي البريطاني والرياضي تايلور ويتكر عن الحتمية، مستشهداً بأعمال نيومان ومقدماً مثالاً عن الضوء المستقطب الذي يمر عبر مرشح مستقطب. في هذا الإعداد، تحدد الزاوية بين الضوء المستقطب والمرشح مقدار الضوء الذي يمكن أن يمر عبر الأخير. تعبر ميكانيكا الكم عن النتائج على أنها احتمالات. ومع ذلك، استخدم ويتكر في هذا الافتراض قيمتين للمتغيرات الخفية، واحتج على أن هذه القيم لا يمكن أن تعيد إنتاج التغيرات الناتجة عند دوران المرشح. كانت مسودة شرودنغر ردًا على هذا الافتراض.
بديل شرودنغر
في مسودته المكونة من ثلاث صفحات، يتساءل شرودنغر عن القيود الكامنة في استدلال ويتكر، ويتساءل لماذا يجب أن تكون المتغيرات الخفية ذات قيمتين فقط. بدلاً من ذلك، يقترح بديلاً يمنح كل فوتون قيمة تتراوح بين صفر وواحد. تتوزع هذه الأرقام بالتساوي في الشعاع الضوئي الداخل، وما إذا كان الفوتون سيمر عبر المرشح يعتمد على رقمه وزاوية المرشح. من خلال الفوتونات، أعاد هذا الإعداد إنتاج معدل النقل المتوقع، والذي يمكن التنبؤ به باستخدام قانون مالوس، لكن كل نتيجة فردية تعتمد على إعداد الجهاز والأرقام المقترحة للفوتونات.
تعالج مسودة شرودنغر أيضًا المشكلة التي تظهر بعد القياس الأول، حيث يتغير التوزيع. لذلك، أنشأ قاعدة رياضية تغير أرقامه بعد أن يتم نقل الفوتونات أو عكسها، وتستعيد التوزيع وفقًا لقانون مالوس. إذن، السؤال هو لماذا لم ينشر شرودنغر ذلك؟ وفقًا لديل سانتو، قد يكون ذلك لأن الفيزيائي النمساوي هاينريش بيرتس قد تحدى ويتكر في ورقة منشورة. على الرغم من أن نهج بيرتس كان مختلفًا، إلا أنه لا يزال يعبر عن نفس الرأي. يحذر ديل سانتو من أن هذه المسودة لا ينبغي استخدامها للادعاء بأن شرودنغر يدعم وجهة نظر الحتمية في الطبيعة.
قد تكون هذه العمل غير المنشور اختبارًا للحجة، وليس دعمًا لهذا النموذج، كما كتب ديل سانتو في ورقة تحليلية. يمكن العثور على هذه الورقة على خادم ما قبل الطباعة arXiv.
تأثير مسودة شرودنغر على نظرية الكم
توفر مسودة شرودنغر غير المنشورة منظورًا جديدًا لمشكلة العشوائية في ميكانيكا الكم، متحديةً الفرضية التقليدية للمتغيرات الخفية. تُظهر هذه المسودة تفكير شرودنغر العميق حول سلوك الجسيمات الكمومية، خاصةً وجهة نظره حول المتغيرات الخفية، مما قد يؤدي إلى إعادة تقييم طبيعة نظرية الكم. على الرغم من أن المسودة لم تُنشر، إلا أن محتواها لا يزال ملهمًا لأبحاث الفيزياء الكمومية الحالية، وقد يسهم في مزيد من النقاش حول الحتمية واللاحتمية.