فرهنگ امروز/ نرگس فتحعلیان*:

بعد از کتاب دکتر مهدی گلشنی با عنوان «تحلیلی از دیدگاه‎های فلسفی فیزیک‌دانان معاصر»، کتاب «مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم» نوشتۀ دکتر علیرضا منصوری را می‎توان تنها کتاب موجود به زبان فارسی در زمینۀ بحث‎های فلسفی پیرامون نظریۀ مکانیک کوانتوم دانست. همچنین این کتاب جامع‎ترین اثر فارسی حاضر در زمینۀ تحقیقی مسئلۀ اندازه‎گیری در مکانیک کوانتوم است.

کتاب «مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم» با زبانی ساده به توضیح مهم‎ترین مسائل مربوط به مکانیک کوانتوم می‎پردازد. فصل اول، «فیزیک و متافیزیک»، به بیان رابطۀ فیزیک و متافیزیک با تمرکز بر تحول تاریخی مکانیک کوانتوم تخصیص یافته است. فصول بعدی کتاب رابطۀ فیزیک با فلسفه و متافیزیک را دربارۀ دو مسئلۀ مهم در مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم، یعنی ناموضعیت و مسئلۀ اندازه‎گیری را پیگیری می‎کند. قسمت عمدۀ کتاب (از فصل سوم تا دهم) به بررسی مسئلۀ اندازه‎گیری در مکانیک کوانتوم، یعنی معرفی مسئله و تحقیق مهم‎ترین مدل‎های ارائه‎شده برای آن می‎پردازد. باید توجه کرد که به دلیل کثرت نظرات در این بحث و باز بودن مسئله انتظار نداریم که فصول کتاب تمامی دایرۀ این بحث را پوشش دهند، اما می‎توان آن را مقدمۀ خوب و کامل و مناسبی به زبان فارسی برای ورود به بحث دانست. در فصل نهم، نویسنده دربارۀ مسئلۀ اندازه‎گیری، ایدۀ جدید و مبتکرانه‎ای با عنوان «تعبیر سیگما» طرح می‎کند که از متافیزیک صدرایی متأثر است. در ادامه قدری بیشتر به هر فصل کتاب وارد می‎شوم و می‎کوشم شمایی کلی از مطالب برای خواننده تصویر کنم.

 نویسنده در پیشگفتار، بدفهمی‎های نقش فلسفه و ارتباط آن با علم را مطرح می‎کند و از کم‎توجهی به ارتباط متقابل علم و فلسفه شِکوه می‎کند و در این زمینه دو جریان فکری پوزیتیویستی و تحلیل زبانی را ذکر می‎کند؛ اولی با معیار پوزیتیویستی به تمایز نادرست بین علم و فلسفه دست می‎زند و دومی با کاهش فعالیت فلسفی به تحلیل زبانی، از دیگر جنبه‎های این فعالیت غافل می‎شود. نویسنده تأکید می‎کند که نمی‎توان حل مسائل فلسفه و معرفت‎شناسی را از پیش منحصر به روشی واحد و منحصربه‌فرد دانست، فلذا باید افق روش‎شناسی را گسترده‎تر در نظر گرفت.

فیزیک و متافیزیک با یکدیگر چه ارتباطی دارند؟ آیا مرزبندی بین حوزه‎های مختلف دانش ذاتی است و یا مقتضیات سازمانی و نهادی است؟ ریشۀ ضدیت با متافیزیک چیست؟ این پرسش‎ها در فصل اول کتاب طرح می‎شوند و از منظر عقلانیت نقاد به پاسخ آن‌ها پرداخته می‎شود. ما دربارۀ «موضوعات»، تحقیق و پژوهش نمی‎کنیم بلکه برای حل مسائل است که تلاش می‎کنیم، مسائلی که محدودیت‎پذیر نیستند و ممکن است از حدود موضوع بحث یا دانش مربوطه بگذرند و به موضوعات دیگر -خواه فیزیک، خواه فلسفه و متافیزیک- نیز وارد شوند. در فصل اول می‎بینیم در مقابل رویکردی که متافیزیک را بی‎اهمیت می‎شمارد چگونه و تا چه حد پیدایش و شکل‎گیری نظریۀ کوانتوم -که یکی از موفق‎ترین نظریه‎های علمی متأخر است- مدیون ایده‎ها و اندیشه‎های متافیزیکی و فلسفی بوده است. مثال‎های تاریخی‎ مانند تلاش پلانک در را‎بطه با تابش جسم سیاه (بحث پیوستگی انرژی) یا اینشتین در اثر فوتوالکتریک (کوانتش نور) نشان می‎دهند که چگونه فیزیک و متافیزیک در تأثیر و تأثر متقابل بوده‎اند؛ فلذا حذف و طرد اندیشه‎های متافیزیکی از علم نه ممکن است و نه مطلوب، بلکه نظریه‎پردازی‎های علمی درگیر و مدیون نظرورزی‎های متافیزیکی است و ریشه‎های علم تجربی را باید در متافیزیک جست. متافیزیک برای نظریه‎پردازی‎های علمی نقش راهنما دارد و در تعیین چارچوب‎ها برای علم مؤثر است و می‎تواند هستی‎شناسی نظریه‎های ما را تعیین کند و دیدگاه‎هایی دربارۀ ماهیت اشیا به دست دهد. اندیشه‎ورزی‎های متافیزیکی موتور محرکۀ علم است. متافیزیک نه فیزیک گذشته بلکه فیزیک آینده است؛ یعنی ایده‎ها و راه‎حل‎های اولیه در بسیاری از مسائل بنیادی علم ابتدا به شکل نظریه‎های متافیزیکی طرح و بعد با ابزار منطقی و ریاضی دقیق به تجربه نزدیک می‎شود، به‌طوری‌که انقلاب‎های علمی معمولاً پیرامون مسائلی شکل می‎گیرند که به دلایل متافیزیکی برای دانشمندان مهم هستند.

در ادامۀ کتاب، در فصل دوم، مقالۀ معروف EPR (اینشتین، پادولسکی و روزن، ۱۹۳۵) و پاسخ‎های مربوط به آن مطرح می‎شود. ماجرا از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ و تعابیر متفاوت از آن شروع شد، تعابیری که غالباً دربارۀ معنای عدم قطعیت یا معنا و مفهوم محدودیت در اندازه‎گیری کوانتومی بود. به‌طورکلی دو تعبیر از عدم قطعیت رایج بود: تعبیری حداقلی که بنا بر آن عدم قطعیت و محدودیت در اندازه‎گیری، محدودیتی معرفت‎شناختی است و تعبیری حداکثری که طبق آن مشاهده نه تنها بر اندازه‎گیری تأثیری ندارد بلکه آن را می‎آفریند. اینشتین در کنفرانس سولوی در ۱۹۳۰ به تعبیر دوم اعتراض کرد و صریحاً کوشید تا عدم قطعیت را رد کند؛ او آزمایش فکری «ساعت در جعبه» را مطرح ساخت که زمینه‎ساز مقالۀ EPR‌ شد و پس از آن نیز با طرح آزمایش‎های گوناگون کوشید تا پایه‎های مکانیک کوانتوم را به چالش بکشد. آزمایش «ساعت در جعبه» نیز زمینه‎ساز تعبیر رابطه‎ای بور شد. هرچند بور به مقاله EPR پاسخ داد، اما نتوانست اینشتین را قانع کند. خلاصۀ نتیجه‎گیری EPR آن بود که باید بپذیریم مکانیک کوانتوم کامل نیست و یا آن را کامل بدانیم و بپذیریم که موضعیت نقض می‎شود. اینشتین از ۱۹۳۵ تلاش می‎کرد که نشان دهد مکانیک کوانتوم کامل نیست. اینشتین سال‎ها بعد وضعیت را به این شکل بیان کرد که گویی باید یکی از موارد زیر را رد کنیم: الف) توصیف تابع موج از سیستم‎های منفرد کامل است. ب) حالات واقعی اشیا از لحاظ فضایی جدا از هم و مستقل از یکدیگرند. در این فصل با بررسی دقیق تلاش اینشتین زمینه‎های فلسفی آن روشن می‎شود؛ همچنین واکنش بور، یامر و کمبل توضیح داده می‎شود و روایت بوهمی EPR و قضیۀ بل شرح داده می‎شود.

مسئلۀ مهم دیگری که با مسئلۀ ناموضعیت کوانتومی گره خورده و به نوعی از آن پایه‎ای‎تر است، مسئلۀ اندازه‎گیری در مکانیک کوانتوم است؛ فصل ۳ تا انتهای کتاب به این مسئله و رویکردهای متفاوت به آن اختصاص یافته است.

طبق واقع‎گرایی کلاسیک آنچه در فرایند اندازه‎گیری کمیتی فیزیکی صورت می‎گیرد مشخص کردن خاصیتی مستقل از ما است که پیش از اندازه‎گیری نیز وجود داشته است. طبق فرض موضعیت، این واقعیت عینیِ مورد ‌اندازه‎گیری با انجام عملی فیزیکی در فاصله‎ای دور نمی‎تواند به‌طور آنی تغییر کند. اگر بتوانیم با عملیاتی معین مقدار کمیتی متعلق به شیئی دور را پیش‎بینی کنیم، آن‌وقت آن کمیت الزاماً پیش از اندازه‎گیری نیز آن مقدار را داشته است؛ این فرض‎هایی است که در مکانیک کوانتوم به چالش کشیده می‎شود. اندازه‎گیری کوانتومی با شهود کلاسیک ما از اندازه‎گیری در توافق نیست. ما در شهود کلاسیک تصور می‎کنیم که حتی اگر اندازه‎گیری روی سیستم صورت نگیرد سیستم دارای خاصیتش هست؛ اما نظریۀ کوانتوم به ما نمی‎گوید که برای مثال، آیا ذره پیش از اندازه‎گیری موقعیت مکانی مشخصی داشته و یا پس از اندازه‎گیری است که دارای موقعیت مکانی می‎شود؟ در اینجا تعابیر مختلفی از این مسئلۀ بنیادین مکانیک کوانتوم مطرح می‎شود. در تعبیر استاندارد از مکانیک کوانتوم، سیستم قبل از اندازه‎گیری در حالت خالص قرار دارد که خود به‌صورت برهم‎نهی از حالات خالص ممکن است.

تعبیر دیگر تعبیر کپنهاگی است که در ابتدای ظهور و شکل‌گیری مکانیک کوانتوم به رهبری بور و هم‎فکرانش دنبال شد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‎های این تعبیر «آموزۀ مفاهیم کلاسیک» است. به‌طور خلاصه، این تعبیر با در نظر گرفتن تمایز دنیای بزرگ‎مقیاس و دنیای کوچک‎مقیاس مدعی حل مسئلۀ اندازه‌گیری است. شرودینگر آزمایش فکری گربۀ شرودینگر را طرح کرد تا نشان دهد راه‎حل تعبیر کپنهاگی در تمایز بین دنیای کوچک‎مقیاس و بزرگ‎مقیاس به توضیح نتایج خلاف شهود حالات برهم‌نهی در فرایند اندازه‌گیری کمکی نمی‌کند. جعبه‎ای بسته را در نظر بگیریم که درون آن گربه‎ای است. درون این جعبه ظرفی شیشه‎ای حاوی یک مادۀ سمی قرار دارد که انتشار آن موجب مرگ گربه می‌شود. همچنین چکشی بالای این ظرف شیشه‎ای تعبیه شده است که به طریقی به یک آشکارساز ذره‎ا‎ی کوانتومی متصل است، به‌نحوی‌که به‌محض آشکارسازی کوانتومی، چکش رها می‌شود و ظرف شیشه‎ای می‎شکند و بلافاصله گربه را می‎کشد. بر اساس مکانیک کوانتوم قبل از اندازه‌گیری، یعنی قبل از اینکه درب جعبه باز شود، تابع موج گربه یک برهم‌نهی از دو حالت گربۀ زنده و گربۀ مرده است. پس از اندازه‌گیری، حالت گربه به یکی از این دو حالت تقلیل می‎یابد. اما معنی اینکه گربه قبل از اندازه‌گیری در حالت زنده و مرده است، چیست؟ این آزمایش نشان می‌دهد که عدم تعین در سطح کوانتومی (کوچک‎مقیاس) می‌تواند به سطح بزرگ‎مقیاس نیز تسری یابد و در این صورت ما با نتایجی خلاف شهودمان مواجه خواهیم شد. یک راه‌حل این است که خود گربه را به‌عنوان یک ناظر در نظر بگیریم که خودش و دستگاه را اندازه‌گیری می‌کند. در این صورت تابع موج گربه همواره در حالت خالص است: یا زنده یا مرده. اما این شیوۀ پاسخ به مسئله موجب می‌شود که پرسش جدی‎تری ایجاد شود: چه چیزی را دستگاه اندازه‌گیری می‎نامیم؟

مسئلۀ اندازه‌گیری طبق تقریر مادلین، حاصل جمع سه ادعای دوبه‌دو ناسازگار است: الف- تابع موج کامل است. ب- معادلۀ تحول دینامیکی یک معادلۀ خطی است. ج- ما در اندازه‌گیری در نهایت به نتایج متعینی می‎رسیم. مدل‎هایی که برای رفع تناقض بین این سه ادعا، اولی را کنار می‎گذارند، مدل‎هایی هستند که تحت عنوان کلی متغیر‎های نهان شناخته می‌شوند. آن‌ها که ب را رها می‌کنند، مدل‎های تقلیلی هستند و دستۀ آخر که به یک معنا ادعای ج را کنار می‎گذراند، یکی از انواع مدل حالت نسبی اورت هستند. اما مدل‎هایی که برای حل این مسئله ارائه شده‎اند به‌طورکلی و خصوصاً از نظر فلسفی چه تفاوتی با هم دارند؟ واقعیت این است که انتخاب هریک از این مدل‎ها تعهدات متافیزیکی متفاوتی را در پی خواهد داشت که می‌تواند به فیزیکی متفاوت از دیگری منجر شود؛ مثلاً اگر گزینۀ متغیر‎های نهان را انتخاب کنیم باید مشخص کنیم که این متغیر‎های نهان چه هستند و قوانین حاکم بر آن‌ها چگونه‎اند؟ اگر مدل‎های تقلیلی را که مبتنی بر ارائۀ یک معادلۀ غیرخطی هستند انتخاب کنیم، باید پاسخ دهیم که در نهایت چه زمانی و چگونه این تقلیل رخ می‌دهد؟ در مورد سوم هم باید بگوییم منظور از اینکه نتایج متعینی نداریم، چیست و لااقل توضیحی برای این داشته باشیم که چرا در آزمایش‎ها «به نظر می‎آید» که با نتایج متعین مواجه می‎شویم. در اینجا به‌روشنی تأثیر و تأثر فیزیک و فلسفه را می‌توان دید؛ از یک ‌طرف متافیزیک‎های متفاوتی که در پس هریک از این مدل‌ها وجود دارد ما را به سمت طرح پرسش‎های فیزیکی متفاوتی هدایت می‌کند و از طرف دیگر می‌بینیم که چگونه نظریه‎پردازی‎های متفاوت متافیزیکی، امکان‎های متفاوت فیزیکی را فراهم می‌کند.

در یک تقسیم‌بندی کلی می‌توان گفت راهکارهایی که برای این مسئله طرح شده‎اند یا ۱) تعبیر استاندارد را می‎پذیرند یا اساساً کاری به آن ندارند ولی برآنند که اصلاحی در دینامیک خطی نظریه اعمال کنند (مثل نظریۀ GRW) یا ۲) دینامیک خطی را می‌پذیرند و در تعبیر استاندارد اصلاحاتی وارد می‎کنند (مانند نظریۀ متغیر نهان بوهم، تعبیر چندجهانی اوِرِت و تعابیر وجهی) یا ۳) هم تعبیر استاندارد و هم دینامیک خطی را می‎پذیرند ولی سعی دارند تفاوت بین حالت خالص و مخلوط را برای مقاصد عملی قابل چشم‎پوشی بدانند (نظریه‎های همدوس‎زدایی).

اگر اندازه‌گیری در اصل تقلیل واقعاً یک برهم‌کنش فیزیکی معمولی باشد، پس باید بتوانیم یک مدل فیزیکی برای آن ارائه کنیم. اما ممکن است اصلاً آن را یک برهم‌کنش فیزیکی ندانیم؛ چنین رویکردی به وارد کردن ذهن و شعور به‌عنوان عامل فرایند تقلیل می‎انجامد که در راستای برنامۀ فون‎نویمان (در اوایل دهۀ ۶۰ میلادی با ویگنر) ادامه یافت و مبتنی بر این ایده بود که «شعور» عامل تقلیل تابع موج است و باید به‌نحوی شعور را وارد فیزیک کنیم. اما وارد کردن «شعور» به‌عنوان عامل یک اختلال فعال که یک اثر فیزیکی را روی یک حالت کوانتومی اعمال کند برای بسیاری از فیزیک‌دانان قابل ‌قبول نبود؛ ازاین‌رو برخی با در نظر گرفتن فرایند تقلیل به‌عنوان یک فرایند کاملاً فیزیکی به سراغ «مدل‌های تقلیل دینامیکی» رفتند که مشهورترین آن‌ها مدل GRW است (این مدل‎ها در فصل پنجم کتاب مورد بحث قرار گرفته‎اند). شکل اولیه‎ای این مدل‎ در سال‎های ۱۹۸۵ و ۱۹۸۶ توسط گیراردی و ریمینی و وبر ارائه شد و به نظریۀ GRW شهرت یافت و انواع بعدی آن نیز هریک ‌گونه‎ای تغییریافته از این نظریۀ اولیه به شمار می‎روند. در مدل‌های تقلیل دینامیکی برای ارائۀ یک توصیف واحد از سطح کوچک‎مقیاس و بزرگ‎مقیاس، معادلۀ دینامیکی استاندارد طوری اصلاح می‌شود که بعد از زمانی معین شکل تابع موج عوض می‌شود، به‌نحوی‌که دامنۀ یکی از جملات بزرگ می‌شود و بقیه به سمت صفر میل ‎می‎کنند. به‌این‌ترتیب، حالت سیستم از یک حالت برهم‌نهی محض به یک حالت معین تقلیل می‎یابد. به اعتقاد طرف‌داران این نظریه، اصلاح معادلۀ دینامیکی به‎ این شکل موجب می‌شود که تقلیل تابع موج به‎طور خودبه‌خود صورت گیرد و امکان ارائۀ یک توصیف واحد هم در سطح کوچک‎مقیاس و هم بزرگ‎مقیاس فراهم شود. این مدل با مشکلاتی روبه‌رو است مثل برگشت‌ناپذیری، فقدان تبیینی برای عدم تقارن تعین مکان، دنباله‌های تابع موج و تعمیم نسبیتی.

غیر از تعبیر تقلیلی و تعبیر استاندارد، تعابیر دیگری نیز وجود دارد که با فرض کامل بودن مکانیک کوانتوم ارائه شده است؛ یکی از آن‌ها برنامۀ همدوسی‌زدایی است که آن نیز در همان چارچوب و فرمالیسم و تعبیر استاندارد برای حل مسئلۀ اندازه‌گیری ارائه شده است و در فصل ششم آمده است. این مدل مبتنی بر این پیش‌فرض است که جهان را می‌توان به «سیستم» و «محیط» منفک کرد و گرچه درجات آزادی محیط در ارتباط با مشاهدۀ ما و متأثر از آن نیست، ولی در تحول حالت سیستم دخالت دارد. در این مدل برخلاف رویکرد کلاسیک، سیستم مورد مطالعه منزوی در نظر گرفته نمی‌شود، بلکه در فرایند اندازه‌گیری، برهم‌کنش سیستم کوانتومی با محیط اطراف خود را نیز باید لحاظ کرد، چون همین برهم‌کنش‎ است که موجب گذار سیستم از حالت‎های برهم‌نهی کوانتومی به حالات متعین کلاسیک می‌شود. اگرچه این رویکرد از این نظر که در چارچوب نظریۀ استاندارد به مسئلۀ اندازه‌گیری می‌پردازد جذابیت داشته است، اما بسیاری از طرف‌داران اولیۀ این نظریه در حال حاضر آن را راه‎حل مناسبی برای حل مسئلۀ اندازه‌گیری نمی‎دانند.

از طرف دیگر ارائۀ یک راه‎حل برای مسئلۀ اندازه‌گیری برای آن دسته که استراتژی تغییر تعبیر مکانیک کوانتوم را دنبال می‌کنند به این امر بستگی دارد که مکانیک کوانتوم را نظریه‎ای کامل بدانیم یا ناقص. مدل حالت نسبی که در فصل هفتم آمده است با استراتژی تغییر تعبیر مکانیک کوانتوم و با فرض کامل بودن توصیف تابع موج برای حل مسئلۀ اندازه‌گیری پیشنهاد شده است. اورت در سال ۱۹۵۷ در واکنش به مسئلۀ اندازه‌گیری، امکان صدق معادلات دینامیکی حرکت را برای کل جهان مطرح کرد و اصل تقلیل را کنار گذاشت. او برای توضیح اینکه چگونه ناظر در فرایند اندازه‌گیری در نهایت به نتایج متعین دست می‎یابد این ایده را داشت که دستیابی به نتایج متعین تجربی ناشی از تجربۀ ذهنی ناظرانی است که خود آن‌ها را باید به‌عنوان یک سیستم فیزیکی که با مکانیک کوانتوم توصیف می‌شوند در نظر گرفت.

مدل حالت نسبی این تفاوت را با تعبیر استاندارد دارد که درعین‌حال که تابع موج را توصیف کاملی از واقعیت فیزیکی می‌داند، زبان کلاسیک را برای توصیف اندازه‌گیری مناسب نمی‌داند. البته انتظار می‎رود این نظریه توضیح دهد اگر در واقع اصلاً نتایج متعینی وجود ندارد، پس چرا دست‎کم این‌طور «به نظر می‎رسد»؟ ولی در پاسخ به این پرسش به دلیل ابهاماتی که در نظریۀ اورت وجود داشت، بازسازی‎های مختلفی از آن صورت گرفت که به نظریه‌های چندجهانی و چندذهنی و تک‌ذهنی و حداقلی مشهور شد. این تعابیر مختلف به یک معنا پاسخ‎های مختلف به پرسش اخیر هستند. به‌عنوان‌مثال، به دنبال کار اورت، دِویت تعبیری مشهور برای تعبیر «چندجهانی» ارائه کرد که بر اساس آن باید دو مؤلفۀ حالت برهم‌نهی را نمایش دو جهان فیزیکی مجزا بدانیم. ایده این است که در جریان اندازه‌گیری تعداد جهان‎های فیزیکی از یکی به چند تا تکثیر پیدا می‌کند و هریک از مؤلفه‌ها در یکی از این جهان‎های مستقل رخ می‌دهد.

هرچند تابع موج به‌صورت یک برهم‌نهی از حالات است، ولی نکته اینجاست که ناظر همۀ اجزا تابع موج را نمی‌بیند، بلکه تنها یک جز آن را می‎بیند، در عین اینکه همۀ اجزای ممکن وجود دارند و همگی تحقق‌ یافته‌اند. با هر اندازه‌گیری جهان به مجموعه‎ای از جهان‎ها تقسیم می‌شود که هریک یک نتیجۀ ممکن اندازه‌گیری را دربر دارند، یا به عبارتی در هریک از جهان‎ها یکی از این نتایج ممکن تحقق یافته است و به همین دلیل چنین تعبیری به تعبیر چندجهانی معروف شده است.

یکی از مشکلات این تعبیر این است که پاسخ به این پرسش که چه جهان‎هایی وجود دارد به این بستگی پیدا می‌کند که چه جملاتی در بردار حالت کلی وجود دارد و این امر خود به این بستگی دارد که بردار را در چه پایه‎هایی از فضا بنویسیم. درحالی‌که در خود فرمالیسم مکانیک کوانتوم چیزی وجود ندارد که برای یکی از پایه‌های خاص ارجحیتی قائل شود. لذا اگر قرار باشد امری عینی در مورد این جهان‎ها وجود داشته باشد، باید به‌نحوی یک اصل کلی به فرمالیسم اضافه شود تا یک پایۀ خاص را به‌عنوان پایۀ ارجح معرفی کند و این اصل درعین‌حال باید تضمین کند که جهان‎هایی را به ما نشان دهد که نتیجۀ اندازه‌گیری به‌عنوان واقعیاتی در آن جهان‎ها باشند؛ اما در حال حاضر در نظریۀ کوانتوم چنین پایه‎ای وجود ندارد.

اما اگر مکانیک کوانتوم ‎را نظریه‎ای کامل ندانیم، به دسته‎ای از نظریه‌ها می‎رسیم که نظریه‎های متغیرهای نهان خوانده می‌شوند. اگر مکانیک کوانتوم را ناقص در نظر بگیریم، می‌توانیم بگوییم سیستم قبل از اندازه‌گیری هم در آن حالت بوده است، ولی چون توصیف مکانیک کوانتوم ناقص بوده، به همین دلیل نتوانسته است حالت متعین ذره را برای ما مشخص کند و صرفاً یک برهم‌نهی از حالات ممکن را برای ما مشخص کرده است؛ اگر چنین فرضی را در پیش بگیریم، در این صورت تابع موج، دانش ما از سیستم را توصیف می‌کند و تقلیل تابع موج دیگر یک تغییر فیزیکی و واقعی نیست، بلکه صرفاً یک تغییر معرفتی است؛ بدین معنی که دانش ما نسبت به حالت سیستم، قبل از انجام عمل اندازه‌گیری صرفاً منحصر به یک برهم‌نهی از حالت‎های ممکن بود و با وجود آنکه سیستم واقعاً در یک حالت معین قرار داشته است، ولی شناختی نسبت به این حالت متعین سیستم نداشتیم، اما بر اساس فرض تقلیل پس از انجام عمل اندازه‌گیری، ما نسبت به حالت متعین سیستم شناخت پیدا می‌کنیم؛ به این معنی تقلیل تابع موج بیانگر یک تغییر معرفتی است و از لحاظ فیزیکی تفاوتی بین دو وضعیت سیستم (قبل و بعد از اندازه‌گیری) وجود ندارد. شاید در نظر اول چنین تعبیری از تابع موج به نظر خوب برسد، اما مشکلات جدی در پی خواهد داشت؛ مثلاً با چنین تعبیری از تابع موج نمی‌توانیم پدیدۀ تداخل را توضیح دهیم.

 برای جلوگیری از معضل فوق می‌توانیم تعبیر خود را از تابع موج به این شکل تعدیل ‌کنیم که منظور از اینکه تابع موج بیانگر توصیف ما از سیستم است، این نیست که خود در امر تداخل شرکت دارد، بلکه منظور این است که ما از آن صرفاً برای محاسبه و پیش‌بینی پدیدۀ تداخل استفاده می‌کنیم. در چنین توصیفی دلیل اصلی پدیده‎های تجربی در جایی دیگر است: فرض این است که باید اطلاعات نهفته‎ و نهانی وجود داشته باشد که در حال حاضر در دامنۀ دانش ما از سیستم قرار نگرفته‎اند و لذا در تابع موج وجود ندارند. چنین رویکردی ما را به سمت دسته‌ای از نظریه‌ها تحت عنوان متغیرهای نهان هدایت می‌کند که مشهورترین آن‌ها یعنی نظریۀ بوهم در فصل هشتم آمده است. این نظریه‎‎ که رویکردی کاملاً متفاوت با نظریۀ استاندارد دارد، بار نخست توسط دوبروی در سال ۱۹۳۰ ارائه شد و پس از آن در دهۀ ۱۹۵۰ توسط بوهم توسعه یافت. در این نظریه سخنی از تقلیل تابع موج به میان نمی‎آید و از آنجا که توصیف تابع موج توصیف کاملی در نظر گرفته نمی‌شود و توصیف وضعیت پس از اندازه‌گیری -علاوه بر تابع موج- وابسته به مقادیر متغیرهایی است که نتیجه را ثبت می‌کنند، مسئلۀ اندازه‌گیری از اساس منتفی می‌شود. بوهم در نظریۀ کل‎گرایانه‎اش با عنوان متغیرهای نهان چنین فرض کرد که جهان به‌صورت یک هولوگرام است؛ به این معنی که جهان دارای نظمی درونی است و هر نقطه‎ای در آن مثل هولوگرام همۀ اطلاعات راجع به کل جهان را دربر دارد. نظریۀ بوهم هرچند همان محتوای تجربی نظریۀ کوانتوم متعارف را داراست ولی هستی‌شناسی متفاوتی دارد.

با توجه به توضیحات فوق، کتاب «مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم» درآمد خوبی به برخی مسائل مکانیک کوانتوم مانند ناموضعیت و مسئلۀ اندازه‎گیری است. امید است که انتشار این کتاب مقدمه‎ای را برای پژوهش‎های بیشتر در این موضوعات و همچنین دیگر مسائل مرتبط با مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم مانند ناهمدوسی، تمایزناپذیری ذرات کوانتومی، مسئلۀ جهت زمان در رابطه با مکانیک کوانتوم، تفاسیر مختلف احتمال، واقع‎گرایی حالات کوانتومی، محاسبات و اطلاعات کوانتومی، مسئلۀ واقعیت تابع موج و رابطۀ آن با واقعیت فیزیکی، گرانش کوانتومی و مانند آن فراهم کند و شاهد انتشار مطالعات و تحقیقات بیشتری در این زمینه باشیم.

مشخصات کتاب: مبانی فلسفی مکانیک کوانتوم، علیرضا منصوری، ناشر: نی، تعداد صفحه: ۳۳۶ صفحه، قیمت: ۲۴ هزار تومان

*دکترای فیزیک و استادیار دانشگاه