بتوقيت بيروت - 12/20/2025 2:01:43 PM - GMT (+2 )
في أواخر السبعينيات، اقترح الفيزيائي الأسطوري جون ويلر سؤالا جذريا: متى بالضبط يلاحظ الكون أننا ننتبه إلى تجربة كمومية؟ وهل يهم حقا؟ الجواب يتعارض مع كل ما اعتقدنا أننا نعرفه.
تجربة ويلر الفكرية، والتي أصبحت في نهاية المطاف تجربة حقيقية، شملت الشهيرة تجربة الشق المزدوج. لنفترض أن لديك مصدرًا للضوء وشاشة ذات شقين رأسيين رفيعين. عندما تقوم بتسليط الضوء من خلال الشقوق، يعمل الضوء كموجة. إنه يتداخل مع نفسه، مسببًا نمطًا يشبه التموج على جدار بعيد، مع شرائط من السطوع تتناوب مع الظلام. هذه هي بالضبط الطريقة التي تعمل بها الأمواج، وإذا وجدت نفسك في ميناء به فتحتين ضيقتين، فسوف ترى الأمواج تتجه نحو الشاطئ بنمط مماثل.
الآن، لنفترض أنك قمت بإجراء ضوء ضعيف حقًا، ضعيف جدًا لدرجة أنه في النهاية، يمر فوتون واحد فقط عبر الشق المزدوج. ومن المثير للدهشة، أنه على الرغم من أن كل فوتون فردي يعمل كجسيم – فهو يضرب الجدار البعيد في مكان واحد محدد – بعد وصول عدد كافٍ من الفوتونات، يظهر نفس نمط التداخل. الاستنتاج المعتاد هو أن الطبيعة الموجية لفوتون واحد تتداخل مع نفسها لتكوين النموذج.
الآن، دعونا نضيف طبقة أخرى. لنفترض أنك أدخلت كاشفًا على الشقوق لمعرفة شق الفوتون في الحقيقة مرت في طريقها من خلال الشاشة. عند القيام بذلك، تختفي الطبيعة الموجية للفوتون. يمكنك معرفة الشق الذي مر من خلاله الفوتون، لكنه يتصرف كجسيم فقط، ولن تحصل أبدًا على نمط تداخل على الجدار البعيد.
عندما نصمم تجربة كمومية، يجب علينا اختيار دراسة الطبيعة الموجية أو الطبيعة الجسيمية للفوتونات، لكننا لا نستطيع القيام بالأمرين معًا. حسنًا، هذا غريب. لكن حتى الآن، هذا هو النوع القياسي من الغرابة الكمومية.
رفع ويلر الرهان. سأل ماذا سيحدث إذا قمت بالتأخير. ماذا لو قمت بإدخال كاشف في الشقوق بعد هل مر الفوتون بالفعل؟
اقترح ويلر تشبيهًا مفيدًا. تخيل مصدر ضوء بعيد، مثل كوازار، الذي يرسل الضوء للسفر لمليارات السنين الضوئية. يتجه بعض هذا الضوء نحونا مباشرةً، بينما تتبع بعض الحزم مسارًا منحنيًا عبر أ عدسة الجاذبية، مثل كتلة ضخمة. يصل كلا الشعاعين إلى الأرض في نفس الوقت، ويمكننا إجراء تجربة للتداخل مع تلك الحزم. في تلك التجربة، يمكننا اختيار دراسة الطبيعة الموجية أو الطبيعة الجسيمية للضوء.
خمن ويلر الجواب. لقد كان على حق، وقد أثبتت التجارب صحته فيما بعد. حتى عندما نتخذ قرارًا مؤجلًا، فإن الفوتونات تتبع ذلك بطريقة ما وتغير ما إذا كانت ستقوم بإنشاء نمط تداخل أم لا.
كيف يعمل هذا؟ نحن نقوم باختيارنا في المرحلة الأخيرة من رحلة الضوء. كيف “عرفت” الفوتونات الاختيار الذي سنتخذه مسبقًا؟ يبدو كما لو أن خيارنا في المستقبل عاد بالزمن إلى الوراء ليغير كيفية تصرف الفوتونات في الماضي.
وهناك نسخة محدثة من التجربة، المعروفة باسم “الممحاة الكمومية ذات الاختيار المؤجل”، تجعل هذا الأمر أكثر جنونًا. في هذه التجربة، تمر الفوتونات عبر الشقوق. ثم تقرر التجربة ما إذا كان سيتم مراقبة الشقوق أم لا. بعد فترة طويلة من اصطدام الفوتونات بالشاشة، يقرر المجرب قراءة المعلومات. إذا قرأ المجرب المعلومات المتعلقة بالشق الذي مر من خلاله الفوتون، فلن يكون هناك نمط تداخل أبدًا. إذا تخلصت التجربة من المعلومات، فسيظهر نمط التداخل.
تذكر أن كل هذا موجود بعد لقد ضرب الفوتون الشاشة بالفعل.
لقد علمنا ويلر كيف نفكر في هذا الأمر. وقال إنه ليس من المنطقي الحديث عن الفوتونات “في الرحلة”. ليس لدينا سوى القياسات والملاحظات، أي النتائج النهائية لتجاربنا. ترتيب الأحداث وما حدث أثناء التجربة نفسها لا يهم. الفوتونات ليست في حالة طيران حقًا بالطريقة التي نفكر بها، وازدواجية الفوتونات الموجية والجسيمية ليس لها معنى بالطريقة التي نفكر بها عادةً في الأشياء.
ما نحصل عليه، سواء كان جسيمات أو موجات، هو ما نحصل عليه. وبمجرد إجراء هذا القياس، تكشف الطبيعة عن الجانب الذي تريد إظهاره لنا من الواقع.
إقرأ المزيد