Schrödinger ยังไม่ได้เผยแพร่เอกสารที่เปิดเผยโมเดลตัวแปรซ่อนในกลศาสตร์ควอนตัม

เอกสารที่ยังไม่ได้เผยแพร่และไม่มีวันที่นี้เป็นของนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Erwin Schrödinger ซึ่งปัจจุบันเก็บรักษาอยู่ที่ห้องสมุดฟิสิกส์กลางออสเตรียของมหาวิทยาลัยเวียนนา นักฟิสิกส์ Flavio Del Santo จากมหาวิทยาลัยเจนีวาได้ทำการค้นหาและวิเคราะห์เอกสารนี้เพื่อกำหนดวันที่เขียนที่เป็นไปได้และมุมมองของนักฟิสิกส์ชื่อดังเกี่ยวกับผลลัพธ์แบบสุ่มในฟิสิกส์ควอนตัม เอกสารนี้มีชื่อว่า "การล่มสลายของลัทธิกำหนด" ซึ่งสำรวจปัญหาหลักในฟิสิกส์ควอนตัม นั่นคือความสุ่มของเหตุการณ์ ทฤษฎีควอนตัมมักใช้ในการคาดการณ์ความน่าจะเป็นของการวัด แต่ไม่เคยคาดการณ์ผลลัพธ์ที่เฉพาะเจาะจง

นักฟิสิกส์ได้พิจารณาว่านี่อาจเกิดจากความไม่สมบูรณ์ของความรู้ในสาขานี้ ตัวอย่างเช่น ผลลัพธ์ของการโยนเหรียญดูเหมือนจะเป็นแบบสุ่ม แต่ถ้ารู้ถึงแรงที่ใช้ในการโยนเหรียญและข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลมในขณะโยน ก็สามารถคาดการณ์ผลลัพธ์ได้อย่างเชื่อถือได้ ในระดับควอนตัม หลายสิ่งยังคงไม่แน่นอน อย่างไรก็ตาม หากอนุภาคมีข้อมูลที่กำหนดพฤติกรรมของมัน จะทำให้มันสามารถคาดการณ์ได้มากขึ้นหรือไม่?

การถกเถียงระหว่างลัทธิกำหนดและลัทธิไม่กำหนด

มุมมองของนักฟิสิกส์ชื่อดัง ในกลศาสตร์ควอนตัม การถกเถียงระหว่างลัทธิกำหนดและลัทธิไม่กำหนดได้แบ่งนักฟิสิกส์ออกเป็นสองฝ่าย โดยทั้งสองฝ่ายมีความมั่นใจในมุมมองของตนเอง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์, เดวิด โบห์ม และ Schrödinger มักถูกมองว่าเป็นผู้สนับสนุนลัทธิกำหนดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ แต่ Del Santo เชื่อว่าจุดยืนของพวกเขามีความซับซ้อนมากกว่าที่หลายคนคิด เอกสารที่ยังไม่ได้เผยแพร่ของ Schrödinger เป็นตัวอย่างหนึ่ง อนุภาคควอนตัมที่อาจกำหนดพฤติกรรมของมันถูกเรียกว่าตัวแปรซ่อน เนื่องจากข้อมูลนี้อาจไม่สามารถสังเกตได้โดยนักวิทยาศาสตร์ ในปี 1932 นักคณิตศาสตร์ John von Neumann ได้เผยแพร่ผลลัพธ์ที่แนะนำว่าไม่ควรเพิ่มตัวแปรซ่อนลงในกลศาสตร์ควอนตัม

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ เทย์เลอร์ วิทเทค ได้ตั้งคำถามต่อลัทธิกำหนด โดยอ้างถึงงานของ von Neumann และยกตัวอย่างการผ่านของแสงที่มีการโพลาไรซ์ผ่านตัวกรองโพลาไรซ์ ในการตั้งค่านี้ มุมระหว่างแสงที่มีการโพลาไรซ์กับตัวกรองจะกำหนดปริมาณแสงที่สามารถผ่านได้ กลศาสตร์ควอนตัมแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบความน่าจะเป็น อย่างไรก็ตาม วิทเทคใช้ค่าตัวแปรซ่อนสองค่าในสมมติฐานนี้และโต้แย้งว่าค่าดังกล่าวไม่สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเมื่อหมุนตัวกรองได้ Schrödinger's manuscript เป็นการตอบสนองต่อสมมติฐานนี้

ทางเลือกของ Schrödinger

ผลงานของ Schrödinger ในเอกสารสามหน้าของเขา Schrödinger ตั้งคำถามต่อข้อจำกัดที่มีอยู่ในเหตุผลของวิทเทค และสงสัยว่าทำไมตัวแปรซ่อนจึงมีเพียงสองค่าที่เป็นไปได้ เขาเสนอทางเลือกที่จะแจกจ่ายค่าให้กับฟอตอนแต่ละตัวในช่วงระหว่างศูนย์ถึงหนึ่ง ค่าต่างๆ จะกระจายอย่างสม่ำเสมอในลำแสงที่เข้ามา และฟอตอนจะผ่านตัวกรองได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับค่าของมันและมุมของตัวกรอง การตั้งค่านี้สามารถสร้างอัตราการส่งผ่านที่คาดหวังได้ ซึ่งสามารถคาดการณ์ได้โดยใช้กฎของ Malus แต่ผลลัพธ์แต่ละอย่างขึ้นอยู่กับการตั้งค่าอุปกรณ์และค่าที่เสนอของฟอตอน

เอกสารของ Schrödinger ยังได้แก้ปัญหาที่เกิดขึ้นหลังจากการวัดครั้งแรกที่การกระจายเปลี่ยนแปลง ดังนั้นเขาจึงสร้างกฎทางคณิตศาสตร์ที่เปลี่ยนค่าของฟอตอนหลังจากที่มันถูกส่งผ่านหรือสะท้อน และฟื้นฟูการกระจายตามกฎของ Malus คำถามคือทำไม Schrödinger ถึงไม่เผยแพร่ผลงานนี้ ตามที่ Del Santo กล่าว อาจเป็นเพราะนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Heinrich Pelsser ได้ท้าทายวิทเทคในเอกสารที่เผยแพร่แล้ว แม้ว่าวิธีการของ Pelsser จะแตกต่างออกไป แต่ก็ยังแสดงถึงมุมมองเดียวกัน Del Santo เตือนว่าเอกสารนี้ไม่ควรใช้เพื่ออ้างว่า Schrödinger สนับสนุนมุมมองของลัทธิกำหนดในธรรมชาติ

ผลงานที่ยังไม่ได้เผยแพร่นี้อาจเป็นการทดสอบการโต้แย้งมากกว่าการสนับสนุนโมเดลดังกล่าว Del Santo เขียนในเอกสารวิเคราะห์ที่สามารถพบได้ในเซิร์ฟเวอร์ preprint arXiv

ผลกระทบของเอกสารของ Schrödinger ต่อทฤษฎีควอนตัม

เอกสารที่ยังไม่ได้เผยแพร่ของ Schrödinger ให้มุมมองใหม่เกี่ยวกับปัญหาความสุ่มในกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งท้าทายสมมติฐานตัวแปรซ่อนแบบดั้งเดิม เอกสารนี้แสดงให้เห็นถึงการคิดอย่างลึกซึ้งของ Schrödinger เกี่ยวกับพฤติกรรมของอนุภาคควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งมุมมองของเขาต่อตัวแปรซ่อน ซึ่งอาจกระตุ้นให้มีการประเมินใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของทฤษฎีควอนตัม แม้ว่าเอกสารนี้จะยังไม่ได้เผยแพร่ แต่เนื้อหาของมันยังคงมีแรงบันดาลใจต่อการวิจัยฟิสิกส์ควอนตัมในปัจจุบัน และอาจส่งเสริมการอภิปรายเพิ่มเติมระหว่างลัทธิกำหนดและลัทธิไม่กำหนด