تفسیر کپنهاکی چیست و تضاد آن با نظریه ی جهان های موازی

نظریه‌ی جهان‌های چندگانه بیان می‌کند که با اتفاق افتادن هر پدیده‌ای، جهان به تعداد احتمالات آن پدیده تقسیم می‌شود تا زمینه‌ی اتفاق افتادن هر یک از آن احتمالات را فراهم کند و در واقع این نظریه، بیننده را خارج از معادلات در نظر می‌گیرد؛ بنابراین ما دیگر نمی‌توانیم با مشاهده کردن یک پدیده بر روی نتیجه‌ی آن تاثیر بگذاریم.

نظریه‌ی جهان‌های چندگانه با یکی از مهم‌ترین اصول پذیرفته شده‌ی مکانیک کوانتوم در تضاد است.

برای سالیان متمادی، مقبول‌ترین نظریه در مورد رفتار چندگانه‌ی ذرات کوانتومی، تفسیر کپنهاکی بوده است. هر چند در سال‌های اخیر نظریه‌ی جهان‌های چندگانه جای این تفسیر را پر کرده است، اما باز هم دانشمندانی وجود دارند که تفسیر کپنهاکی را قبول دارند. این تفسیر اولین بار توسط نیلز بور در سال ۱۹۲۰ میلادی مطرح شد و بیان می‌کند که ذرات در حالت یک یا حالت دو به صورت مجزا نیستند بلکه هر دو حالت را در آن واحد دارا هستند. زمانی که ما به این ذره نگاه می‌کنیم آن را مجبور به انتخاب یکی از حالت‌های ممکن می‌کنیم و حالت انتخاب شده توسط ذره را مشاهده می‌کنیم. چون ممکن است در هر باری که به این ذره نگاه می‌کنیم، حالت متفاوتی را برگزیند پس می‌توانیم با این دلیل رفتار چندگانه‌ی ذرات کوانتومی را توجیه کنیم.

یکی از آزمایش هایی که در این باره وجود دارد آزمایش گربه ی شرودینگر میباشد 

آزمایش گربه ی شرودینگر

گربهٔ شرودینگر یک آزمایش فکری است که در سال ۱۹۳۵ اروین شرودینگر، فیزیکدان اتریشی، ابداع کرد. این آزمایش که گاهی به‌صورت پارادوکس تعریف می‌شود، حاصل مکالمه‌ای جامع میان شرودینگر و آلبرت اینشتین بود. این پارادوکس نشان می‌دهد که اگر قوانین مکانیک کوانتومی بر اشیای عادی و روزمره اعمال شود، چه اتفاقی می‌افتد.

فرض کنید گربه‌ای در جعبه‌ای دربسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور، یک چکش، یک حسگر پرتوزا و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. ذرات پرتوزا به صورت نامنظم تابش می‌کنند و به همین دلیل برای آن‌ها نیمه عمر در نظر می‌گیرند. حال فرض کنید حسگر و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر در ساعت ۱۲:۰۱ در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱ را ۵۰٪ پیش‌بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن در جعبه ۵۰٪ مرده‌است و ۵۰٪ زنده است. اما وقتی در جعبه را برمی‌دارید خواهید دید که گربه یا مرده یا زنده‌است. نمی‌توان گفت ۵۰٪ سلولهای بدن گربه مرده‌اند و ۵۰٪ آن‌ها زنده‌اند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این آزمایش ذهنی یکی از روش‌های تفسیر ویژگی‌های موجود در مکانیک کوانتومی می‌باشد. همان‌طور که گفتیم هیچگاه نمی‌توان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازه‌گیری نمود، در این مثال نیز تنها پس ازمشاهده توسط ناظر این امر ممکن شده‌است دقیقا همانطور که کپنهاکی تفسیر کرده است (زمانی که ما به این ذره نگاه می‌کنیم آن را مجبور به انتخاب یکی از حالت‌های ممکن می‌کنیم)

در نظرسنجی‌ای که در کارگاه مکانیک کوانتومی در سال ۱۹۹۷ انجام شد، تفسیر کپنهاکی پذیرفته‌ترین تفسیر از مکانیک کوانتومی بود و پس از آن تفسیر دنیاهای چندگانه قرار داشت.

انتقاد ها به نظریه کپنهاکی

از آنجا که تفسیر کپنهاکی تعین‌گرایانه نیست و نیز مفهوم اندازه‌گیری در آن به درستی تعریف نشده‌است، بسیاری از فیزیک‌دانان و فیلسوفان به آن انتقاد کرده‌اند. گفتهٔ اینشتین به خوبی نشان‌دهنده‌ٔ این انتقاد است: «خداوند تاس نمی‌اندازد» و «آیا واقعاً فکر می‌کنی وقتی که تو به ماه نگاه نمی‌کنی، ماه آن‌جا نیست؟» بور در پاسخ گفته‌است: «اینشتین، لطفاً به خدا نگو که چه کار کند.»

علاوه بر این صحبت ها آزمایش فکری اینشتین-پودولسکی-روزن(آزمایش EPR چیست و چه نتایجی میتوان از آن گرفت؟) کامل‌بودن مکانیک کوانتومی (نخستین مورد از «پایه‌های تفسیر کپنهاکی») را هدف قرار داد و خواست نشان دهد که فیزیک کوانتومی نمی‌تواند نظریهٔ کاملی باشد. آزمون‌های تجربی نامساوی بل نیز پیش‌بینی مکانیک کوانتومی را دربارهٔ مفهوم درهم‌تنیدگی(درهم تنیدگی کوانتومی به چه معنا است؟) کوانتومی پشتیبانی کردند.

تفسیر کپنهاکی جایگاه ویژه‌ای به اندازه‌گیری در مکانیک کوانتومی می‌دهد، بی‌آن‌که تعریف روشنی از آن بدهد یا اثرات عجیبش را توضیح دهد. هایزنبرگ در مقاله‌ای به نام «انتقادها و جایگزین‌های تفسیر کپنهاکی از مکانیک کوانتومی» دربارهٔ گفته‌ای از الکساندروف که (به زبان هایزنبرگ) «تابع موج در فضای پیکربندی وضعیت واقعی الکترون را می‌نمایاند» نوشته است:

به میان آوردن مشاهده‌گر نباید باعث این بدفهمی شود که ویژگی‌های ذهن او وارد توصیف ما از طبیعت می‌شود. تنها کار مشاهده‌گر ثبت تصمیم‌هاست، یعنی ثبت رویدادهایی در فضا و زمان. مهم نیست که مشاهده‌گر یک ابزار است یا یک انسان. ولی ثبت رویداد، یعنی گذار از «ممکن» به «واقعی» در این‌جا کاملاً لازم است و نمی‌تواند در تفسیر ما از مکانیک کوانتومی نادیده گرفته شود.