38

العوالم المتوازية محتملة الوجود ,إليكم السبب

الميكانيكا الكلاسيكية عظيمة

عندها يمكنك استخدام قانون نيوتن الثاني لكي تحسب تصرفات هذا الجسيم في المستقبل

لو علمت حالة الجسيم مثل موقعه و سرعته

أما في الميكانيكا الكوموية ، فإذا علمت الحالة الكمومية لجسيم ما و دالته الموجية

فعندها سيتسنى لك حساب تصرفاته في المستقبل باستخدام معادلة "شرودنجر"

عادة ما ينتشر بمرور الوقت كما يفعل الآن

لكي نقوم بهذا الرسم المتحرك حللنا بالفعل معادلة شرودنجر

يوجد تناظر ممتاز في هذه الحالة

لو علمت الحالة البدائية

فيمكنك استخدام معادلة لكي تقوم بتطويرها بسلاسة واستمرار في المستقبل

المشكلة , أننا في الميكانيكا الكمومية لا يمكننا أبدا مراقبة الدالة الموجية بنفس الطريقة

بدلا من ذلك , فإننا عندما نرصدها نجد الجسيم في نقطة معينة في الفراغ

فكيف إذا سنتمكن من التوفيق بين الدالة الموجية في حالة الأنتشار

وتطورها تدريجيا وفق معادلة شرودنجر

مع اكتشافنا لوجود الجسيم في نقطة واحدة

أرى أن هذا الأمر مفهوم , عندما واجه مكتشفوا النظرية الكمومية تلك المشكلة

اعتبروا القياس أمرا حقيقيا أكثر من الدالة الموجية

فبعد كل شيء فإن القياس يعتبر أمرا يمكننا مراقبته

كما يتوافق مع خبرتنا في عالم الجسيمات المادية

كان يصعب تحديد ماهية الدالة الموجية على وجه التحديد

صاغ شرودنجر معادلته الموجية لأن العلماء وخصوصا "ديبرولجي"

اشتبهوا في وجود خصائص موجية للمادة

ما دفع فيزيائي ثالث "ماكس بورن"

لإقتراح كيف سيتسنى لنا تفسير الدالة الموجية

تمتلك الدالة الموجية في كل نقطة من الفراغ , ذروة مركبة

يبدو الأمر مثل حاصل جمع رقم حقيقي مع رقم متخيل

اقترح "ماكس بورن" أنه لو قمنا بتربيع رقم الذروة هذا

نحصل على احتمالية تواجد الجسيم هناك

في الواقع , أمر تربيع رقم الذروة ظهر كإضافة في هامش ورقة "بورن" البحثية في اللحظة الأخيرة

هكذا تم تقديم الإحتمال لمركز تصورنا عن الحقيقة

وتلك طفرة فلسفية كبيرة

فلم يعد الكون حتمي الوجود

مما سبب عدم أريحية للعلماء خصوصا أينشتاين

لكن قانون "بورن " كما يطلق عليه حاليا

يظل في قلب الميكانيكا الكمومية لأنه ناجح بشكل كبير

في توقع نتائج التجارب

الطريقة التي أصبحت بها الميكانيكا الكمومية مفهومة , و التي مكنتني من تعلمها

وجود مجموعتين من القوانين

بعيدا عن النظر , تتطور الدالة الموجية وفقا لمعادلة شرودنجر

لكن في حالة مشاهدتك ورصدك لها , تنهار الدالة الموجية فجأة بلا رجعة

واحتمالية رصد نتيجة معينة

نحصل عليها من حساب رقم ذروة الموجية وفقا لارتباطها بتلك النتيجة وتربيعه

شرودنجر نفسه كره تلك الصيغة

ولهذا قام باختراع تجربة قطة شرودنجر الشهيرة

ضع قطة بداخل صندوق مع ذرة مشعة

أضف كاشف للإشعاعات و الذي يحفز اطلاق غاز السيانيد السام

بالرغم من أن تلك التجربة كان يفترض أن تكون نظرية

أضاف شرودنجر ملاحظة مفيدة , حيث يجب تأمين هذا الجهاز من التدخل المباشر للقطة فيه

تعظيم حالة الذرة من حالة ميكروسكوبية مادية

على أي حال , فكرة التجربة هي

كان في إمكانه اختيار أي شيء غير حي

لكن اختار شرودنجر قطة

لو تحللت الذرة , سيرصد كاشف الاشعاعات وجود الإشعاعات ويحفز خروج الغاز السام وتموت القطة

ولن يطلق الغاز السام وتظل القطة حية

لو لم تتحلل الذرة , فإن كاشف الإشعاعات لن يرصد الإشعاع

طالما أن حالة القطة و جهاز الكاشف للإشعاعات مرتبطين مباشرة بحالة الذرة

نقول أنهم متشابكين

الغريب , أنه وفقا للميكانيكا الكمومية

أن حالة الذرة لا يجب أن تكون متحللة أو غير متحللة

لكنها بشكل عام , في وضع متراكب من الحالتين

متحللة وغير متحللة في نفس الوقت

بافتراض عدم القيام بعملية الرصد

هذا ال,ضع المتراكب للذرة يتشابك مع الجهاز الكاشف للإشعاعات

ثم القطة

بعد مرور بعض الوقت, فإن الدالة الموجية لكل شيء بداخل الصندوق

توجد في حالة متراكبة من

حالة كون الذرة لم تتحلل , لم يخرج الغاز السام , لم تمت القطة

وحالة تحلل الذرة , وخروج الغاز السام , وموت القطة

لذا , ووفقا للميكانيكا الكمومية

فإن القطة تعتبر حية وميتة في نفس الوقت

فقط عندما نفتح الصندوق ونقوم بالرصد

تنهار الدالة الموجية

وتصبح القطة إما حية أو ميتة

تستخدم قطة شرودنجر في هذه الأيام لتوضيح مدى غرابة الميكانيكا الكمومية

لكن لم يكن هذا قصد شردنجر

لقد أراد توضيح أن الطريقة التي صيغت بها الميكانيكا الكمومية خاطئة

تناولت الجدال في نظرية شرودنجر في هذا الفيديو

لأنني أردت توضيح وجود طريقة أفضل للتفكير في قطة شرودنجر

بل في الحقيقة , طريقة أفضل للتفكير في الميكانيكا الكمومية بالكامل

و التي سأجادل بكونها أكثر منطقية و ثباتا

ولكي أتمكن من هذا علينا دراسة عناصر التجربة الثلاث

التراكب , التشابك و الرصد

لنرى مإذا كان أي منهم على خطأ

التراكب : هو حالة تواجد الجسيم الكمومي على حالتين مختلفتين في نفس الوقت

تبدو فكرة مجنونة ولم نشاهدها أبدا

لكننا نراها في تجربة الشق المزدوج

أطلق الإلكترونات بصورة منفردة على شاشة من خلال ثقبين

والنمط الذي ستراه لا ينتج عن مرور الإلكترونات فرادى من الثقبين بالتناوب

لكنه نمط متداخل

نحن مجبرون على استنتاج أن الإلكترون وبطريقة ما مر من خلال الثقبين في نفس الوقت

هذا هو التراكب

من السهل فهم التراكب في حالة الموجات

حيث أنها تنتشر في الفراغ

من قبل قاع الموجة المار من الثقب الآخر مما ينتج النمط المتداخل

كما يتضح أن قمة الموجة المارة من خلال أحد الثقبين يتم إلغاؤها

ولحسن الحظ نحن نعلم أن الإلكترونات, بعيدا عن أنظارنا تخرج في صورة موجات

الدالة الموجية

في الواقع إن تجربة الشق المزدوج تعتبر دليل مادي

أن تلك الموجات تمكن الإلكترونات الفرادى من المرور خلال كلا الثقبين في الوقت ذاته

وعليه , فإن التراكب أمر موثوق منه

المفهوم التالي هو التشابك

اعتبر أنه تم اطلاق إلكترونين في اتجاه بعضهما بنفس السرعة

نعلم أنهما سيشتتان بعضهما البعض

لكن لا نعرف الكيفية على وجه التحديد

تم تحديد مسارهما عن طريق انتشار دالتيهما الموجية و التي لا تعطينا سوى الإحتمالات

لكن بمجرد قياس قوة دفع أحد الإلكترونين

فسنعرف في الحال قوة دفع الآخر

يجب أن تكون سرعته مساوية واتجاهه معاكس

وإلا سيتم تحطيم قوة الدفع

ربما يبدو ذلك بديهيا

لكن عند الأخذ في الاعتبار أنه قبل عملية القياس

تكون قوتي دفع الإلكترونين في حالة تراكب

قياس أحدهما يتسبب في انهيار دالة الآخر الموجية

هذا يكون صحيحا حتى لو باعد بين الإلكترونين سنوات ضوئية

هذان الإلكترونان متشابكان

ما يحدث هنا

أنه بعد التفاعل لا يحتفظ أي من الإلكترونين بدالة موجية منفصلة مطلقا

لكن يتم التعبير عنهما بدالة موجية واحدة

وهذا معنى كونهما متشابكين

وهذا يفسر لماذا يؤثر قياس أحدهما على الآخر

هذا يرجع لانهيار الدالة الموجية الواحدة المعبرة عنهما

في الواقع , إن أردنا أن نكون أكثر دقة ,

فيتحتم علينا القول بوجود دالة موجية واحدة

الدالة الموجية الخاصة بالكون بأكمله

والتي تتضمن بالتأكيد كل شيء

لكن في حالة الجسيمات الكمومية المنعزلة الغير متشابكة

يكون الحديث عن الدالة الموجية المفردة منطقيا

وبمجرد تفاعل هذا الجسيم مع شيء آخر

ينتج عن هذا ,التشابك

ما شاهدناه , أن التراكب مثل وصف الأنظمة بالموجات

يتم التعبير عنهما بدالة موجية واحدة

ومعنى التشابك , أنه بعد تفاعل جسيمان

هذان هما الجزئان الأساسيان للنظرية الكمومية

التعبير عن الأنظمة بالدالة الموجية وفقا لمعادلة شرودنجر

لا يتبقى لنا سوى القياس

تذكروا أن مسلمة القياس تم إضافتها لاحقا

للربط بين حسابات الميكانيكا الكمومية وبين ما نراه فعليا

لكن ألا يبدو هذا غريبا؟

وجود قانون تتطور بموجبه الأنظمة الفيزيائية بعيدا عن نظرنا

وقانون مختلف يتبع تحت أنظارنا؟

عندما تختصر الأمر , فإن القياس هو مجرد تفاعل أحد الأنظمة الفيزيائية

كالإلكترونات أو الفوتونات , مع نظام كمومي آخر

ونعلم بالضبط كيف نتعامل مع ذلك

ببساطة نقوم بتطوير دالتهما الموجية وفقا لمعادلة شرودنجر

ماذا لو ألغينا كل القوانين المرتبطة بالقياس

في تجربة قطة شرودنجر

فإن الذرة المشعة في حالة متراكبة من التحلل وعدمه

متشابكة مع الجهاز الكاشف للإشعاعات و القطة

تذكروا أننا أيضا مكونين من الإلكترونات و الذرات الخاضعة لقانون الميكانيكا الكمومية

وعليه فإننا نعتبر أيضا أجسام كمومية

لذا فعندما نفتح الصندوق لا يكون هناك قياس ولا انهيار للدالة الموجية

لكننا ببساطة نتشابك مع حالة كل ما هو موجود بداخل الصندوق

ونرى القطة ميتة

لذا فنحن نرى القطة حية

و الآن هل هذا ممكن؟

أرجح أنكم لم تشاهدوا قطة حية وميتة من قبل

لكن الحل هو , بسبب أنك رأيت القطة حية

أو بسبب أنك رايتها ميتة

هذان الحدثان يحدثان في عالمين منفصلين

أعني أنهما حقيقيان بالكامل لكنهما أبدا لن يتفاعلان

لكن , من أين أتت تلك العوالم المنفصلة؟

هناك شيء لم أذكره بعد ,

كل الجسيمات الموجودة في البيئة

جسيمات الهواء , فوتونات الضوء ، كل شيء لا نتعقبه

لو أن جسم كمومي في حالة تراكب تشابك مع البيئة

يقال أنه خضع لما يسمى التفكك البيئي

مما يفرع الدالة الموجية للكون

أساسا , يفصل الكون لنسختين مختلفتين نوعا ما

إذن لدينا تفسير أكثر واقعية لتجربة قطة شرودنجر

الذرة المشعة تتطور من الحالة الغير متحللة

الى حالة متراكبة من التحلل و عدم التحلل

يتشابك الجهاز الكاشف مع هذه الحالة المتراكبة للذرة

لكن يتم قصف الجهاز الكاشف بواسطة جزيئات الهواء وفوتونات الضوء بداخل الصندوق

والتي سترتد في حالة كشف الجهاز لوجود اشعاعات بطريقة مختلفة عن حالة ما لم يكشف الجهاز أي اشعاعات

تقريبا في الحال

يصبح الجهاز الكاشف متشابكا مع حالة البيئة المحيطة

إنه يتفكك مسببا تفرع الدالة الموجية لإثنين

في تلك اللحظة تم فصلك لنسختين متطابقتين

تتشابك الواحدة مع احدى نتائج التجربة

تظل النسختين متطابقتين حتى لحظة فتحك للصندوق

وفي تلك الحالة تكون القطة إما حية أو ميتة

ستكتشف ذلك بمجرد أن تفتح الصندوق

ما لا نعيه , هو أن النتيجة الأخرى أيضا حدثت

بالنسبة لشخص آخر لم يعد أنت

أعني أن كلا الملاحظتين نتجت عنك

لكنهما لم يعودا أنت نفسك ولم يعودا متطابقين تماما

يسمى هذا التفسير في الميكانيكا الكمومية باسم العوالم المتعددة

وتم صياغته من قبل "هيو إيفيرت"

لو صح الأمر , فإن تفرع الدالة الموجية يحدث طوال الوقت

في الواقع يحدث ذلك بصورة متكررة بمعدل لا نهائي

تشكيل عوالم منفصلة طوال الوقت

ربما تبدو فكرة غير قابلة للتصديق ،لنكون عادلين

و بالأخذ في الإعتبار أن كلا الكونين موجودين طبيعيا في حسابات الميكانيكا الكمومية

العديد من العوالم تأخذ الموضوع على محمل الجد

يتطلب التخلص منهم حدوث ما يسمى انهيار الدالة الموجية

النقطة , إن خبرتنا مع الحقيقة ستكون نفسها في صورة العوالم المتعددة

كما هي في حالة انهيار الدالة الموجية

لكن التمسك بالشكليات أنقى و أكثر أناقة

ليس لدينا سوى دالة موجية تتطور وفقا لمعادلة شرودنجر

الورطة هنا , أن مكتشفو الميكانيكا الكمومية فهموا الأمر بشكل معكوس

الدالة الموجية هي الصورة الكاملة للحقيقة

وقياسنا هو جزء ضئيل منها

الجزء الذي نصبح متشابكين معه يمكن أن يتفاعل مع جسم كمومي في حالة تراكب

يعود الكون لكي يصبح حتمي الحدوث مجددا

كل نتيجة تحدث 100% من الوقت

فقط الأمر لا يبدو لنا بهذه الطريقة لأننا ننظر لشريحتنا الدقيقة من الكون المتعدد

أتخيل أن لديكم العديد من الأسئلة

وربما اعتراضات على هذا الأمر

لذا ذهبت الى الخبير

مرحبا ,كيف حالك

أردت صنع هذا الفيديو عن العوالم المتعددة

كنت مهتما , وسأقوم بدهس الفكرة

لذا أتيت لمقابلة بروفيسير جامعة كالتيك

"شون كيرل" والذي قام بكتابة كتاب عن العوالم المتعددة

هاكم الكتاب , كلما قرأنا نكتشف شيء مختفي

دعني أسأل السؤال الشائع من أسئلة اليوتيوب

الجدال ضد ذلك

_ نعم , ما هو أول سؤال؟

كم عدد العوالم؟

أول واحد هوتنشيط الطاقة , كيفية تحفظ الطاقة

أمر واضح تماما في الحسابات

طاقة الدالة الموجية المطلقة

محفوظة بنسبة 100%

لكن هناك فرق بين الطاقة الكاملة

وبين الطاقة التي يتلقاها كل فرع

لذا عليك ملاحظة أنه لا يتم استنساخ الكون بأكمله

بل يحدد جزء معين من الكون ومن ثم تقسيمه

الجزئين يبدوان متماثلين من الداخل فيما عدا اتجاه الدوران أو ما شابه

تقسيمه الى جزئين

لكنهم يساهمون في الطاقة الكلية بصورة أقل من الأجزاء الأصلية

دعني أسأل عن عدد تلك العوالم ، و كم مرة يحدث هذا التفرع؟

نعم , ليس لدينا أدنى فكرة ، هذه اجابة مختصرة

أظن أنه أمر محرج

بالتأكيد يحدث ذلك كثيرا وبصورة متكررة

يتفرع الكون متى ما تشابك نظام كمومي في حالة متراكبة مع بيئته المحيطة

فمثلا , لديك في جسدك نواة ذرية ما

والتي بالضرورة نشطة اشعاعيا وتتحلل بمعدل 5000 مرة في الثانية ، وهذا هو معدل التحلل الاشعاعي في جسدك

كل واحدة منهم إما أنها تتحلل أم لا فيمكنك اعتبارها في حالة تراكب

بمجرد تحللها ستقوم بالتفاعل مع ما يحيط بها

فتصبح متشابكة ويحدث تفرع للدالة الموجية للكون

وعليه , فإن التفرع يحدث عدة مرات في الثانية

فقط بسبب التحلل الإشعاعي في جسدك

والآن هل يتكرر حدوث ذلك بصورة لا نهائية؟

لا نعرف , لأننا لا نعلم ما عدد احتمالات الفروع هل هو عدد لانهائي الكبر أو عدد منتهي

قد يكون عدد بالغ الضخامة , فتوجد وفرة من الأماكن تسمح بوجود تلك الفروع

ومن الوارد جدا أن ينتهي التفرع عند رقم معين

لكن التفاصيل مختفية بداخل أشياء لا نفهمها

مثل الجاذبية الكمومية و علم الكونيات و نظرية كل شيء وما إلى ذلك

إذن , الرقم كبير لكن لا نعرف مدى كبره

دعنا نتناول سوء الفهم عن أن معنى العوالم المتعددة تعني ضرورة حدوث كل ما هو ممكن الحدوث

هذا غير صحيح ، العوالم المتعددة تعني أن الدالة الموجية تخضع لمعادلة شرودنجر

مععادلة شرودنجر تتنبأ بأشياء عديدة من المحتمل حدوثها وليس كل شيء

فالإلكترون مثلا لن يتحول أبدا إلى بروتون

فبهذا سيكسر حفظ الكتلة و حفظ الشحنة وما الى ذلك

تلك الأشياء التي لا تعطيها معادلة شرودنجر أي احتمالات للحدوث

ماذا عن احتمالية كونك رئيسا للبلاد؟

نعم ، هذا ممكن الحدوث

هل يوجد عالم تشغل فيه وظيفة رئيس البلاد؟

لأكون واضحا بدرجة كبيرة ,

لن أكون أنا الرئيس بل نسخة عني

بمجرد حدوث التفرع فأنت الآن شخصين

لكن توجد نسخة عنك تعمل كرئيس للبلاد؟

-ويقوم الآن بالتغريد على تويتر؟ -إنه عالم واسع المدى

الاحتمالية ضئيلة لكنها موجودة

أظن أننا نشعر أن تلك المسألة معقدة أو

أكثر سخافة من تفسير كوبنهاجن -راجع تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم-

حيث يقول التفسير بوجود عالم واحد وهو العالم الذي تختبره بحواسك

انظر, الكون العادي المعروف

دعك الآن من الميكانيكا الكمومية فقط الكون الذي نرى فيه المجرات وكل شيء

نحن لا نرى الكون برمته, بل نرى جزء بسيط منه

لأن الضوء يتحرك بسرعة الضوء ، و لا يمكننا رؤية المكان الذي بعده

يمكن أن يكون الكون كبيرا بدرجة لا نهائية

لا نعلم , بالطبع من المعقول جدا أن يكون حجم الكون لانهائي

كما يمكن أن يكون كل مكان في الكون يشبه بصورة ما , ما نراه نحن

من مجرات ونجوم وما شابه

لو صح الأمر

فهناك عدد لا نهائي من النسخ عنك مطابقة لك تماما

أحدهم رئيس البلاد و الآخر يفوز بميدالية بطولية

أحدهم عارض للأزياء , أيا كان

توجد العديد من التوزيعات الممكنة للذرات

لا يتعلق الأمر بمدى غرابة الميكانيكا الكمومية

هل يزعجك هذا الأمر؟

-نوعا ما

لكن أتفق معك أنها فكرة أقل غرابة من الفكرة الكمومية

أظن أن الأمر في كلا الحالتين يرجع الى ....

تعرف , يملك البشر تحيز معرفي

لا أعلم ماذا يسمى , لكنه ذلك النوع من التحيز الذي يرى أن الإحتمالات المسموحة لأي شيء,

إما 0% أو 50% أو 100%

فعندما أخبرك أن هناك أمر ممكن الحدوث لكن بنسبة ضئيلة جدا جدا جدا

يقول الناس , لكنه ممكن الحدوث أليس كذلك

دعني أركز على احتمالية حدوثه

أتمنى عندها أن أقول لهم , لا تفعلوا ذلك

درجة الاحتمال غير كافية لكي نقلق بشأنها

عندما يتفرع العالم هنا

يحدث التفرع فورا في مكان بعيد

الإجابة , إن الأمر يرجع إليك

وهذا هو الجزء المزعج من الإجابة

يمكنني كتابة وصف

الطريقة التي يحدث بها التفرع على طول الفراغ

أستخدم هذا الوصف لتوقع ما سيراه الناس

وكل هذه التوقعات تكون صحيحة بنسبة 100%

يمكنني كتابة وصف مقارب لحدوث التفرع بسرعة الضوء

ويمكنني أنظم مجموعة جديدة من التوقعات ، واحزر ماذا ؟انها التوقعات نفسها

ليس ثمة فرق بين التوقعات في الحالتين

وهذا يعكس ..

أن الله لا يعلم بشأن الفروع

توجد دالة موجية كونية ، وهذا ما هو موجود حقا

تقسيم الدالة الموجية للكون لأجزاء مختلفة

ما نسميه نحن فروع أو عوالم

أمر مريح لنا كبشر

لكن هذا كل ما في الأمر ، لم يتم صنع العالم بداخل مصنع الحقيقة بذاته

الأمر أشبه بوجود الهواء بداخل هذه الغرفة

بدلا من وضع قائمة بموقع و سرعة كل جزئ من جزيئات الهواء

فقط أخبرك بدرجة الحرارة والضغط وما الى ذلك

وصف مريح لنا كبشر

ليس الوصف الكامل للحقيقة

والفروع أيضا بنفس الطريقة

لو أزعجك وجود طريقتين مختلفتين لوصف التفرع

فقط تذكر أنها مجرد فكرة مريحة للبشر

هذا الجزء من الفيديو برعاية Norton 360

رائد عالمي في الأمان الإلكتروني

يأتي "Norton 360" مع طبقات متعددة لحماية أجهزتك

ليس فقط برامج مضادة للفيروسات و للتجسس

لكن أيضا أشياء أخرى مراقبة الشبكة السوداء عن طريق life lock

تلك البرامج المراقبة للشبكة السوداء التي تستخدم معلوماتك الشخصية

بالطبع لا يمكن لأحد أن يمنع كافة الجرائم الإلكترونية

لكن من الضروري أن تحصل على حماية متعددة الطبقات

لأن التهديدات الإلكترونية تتطور بثبات

ولهذا فإن البرنامج يأتي مع شبكة افتراضية خاصة

أو VPN

و الذي يشكل نفق مشفر للبيانات مما يساعد في منع المجرمين لإلكترونيين

من اختراق شبكتك وتأخير البيانات التي تقوم بإرسالها واستقبالها

هذا الأمر مفيد خصوصا في حالة استخدامك لشبكة انترنت عامة

أحب استخدامه عندما أسافر

وعندما أتصل بشبكة الانترنت الخاصة بفندق أو مطار أو مقهى

يعطيني استخدامه راحة البال

يمكنكم الحصول على خصم يصل الى 60% لو استخدمتم الكود الترويجيVeritasium

أو بالضغط على الرابط في صندوق الوصف

كانت تلك الشركة كريمة معي و أهدتني نسخة من Norton 360 لكي أجربها

واستمتعت بها للغاية

أريد أن أشكر Norton 360 لراعيتها لهذا الجزء من الفيديو

وأريد أن أشكركم على المشاهدة

جزء من هذا الفيديو برعاية Norton 360