تم استخدامها في أمثلة أينشتاين وبالطبع قطة شرودنغر الشهيرة، القطط المنزلية مصدر إلهام للعلماء
كان مارتن فليندرز مستكشفًا ومستكشفًا بريطانيًا، عاش في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، وكان أحد أعظم الملاحين الذين أبحروا على الإطلاق. في عام 1793، تم إرسال فلندرز لاستكشاف ورسم خريطة للقارة الجديدة الغامضة في جنوب المحيط الهادئ: تيرا أوستراليس. لقد كانت رحلة خطيرة للغاية، في مياه غير مألوفة ومليئة بالعقبات. فقط الأفضل والنخبة نجوا من مثل هذه الرحلات.
أثناء الرحلة، ولدت قطة صغيرة على متن السفينة: قطة سوداء ذات كفوف بيضاء اللون وبقعة بيضاء على صدرها. وفي إحدى الهزات، مالت السفينة فجأة، وانقلب الشبل الصغير وسقط في الماء على جانبها. لم يكن أحد، بالطبع، على استعداد للمخاطرة بنفسه للقفز خلف القطة المسكينة - لكن الحيوان أظهر مهارات مذهلة في البقاء على قيد الحياة عندما سبح، رغم كل الصعاب، وتمكن من تسلق حبل يتدلى من جانب السفينة.
لاحظ مارتن فليندرز القطة، وعرف كيف يقدر الرغبة الشديدة لدى المخلوق الصغير في القتال من أجل حياته. اعتمده هو وبقية أفراد الطاقم باعتباره القط الرسمي والتميمة للسفينة، وأعطوه اسم تريم ورافق المستكشف الجريء في جميع رحلاته الخطيرة والصعبة. تمكن تريم من البقاء على قيد الحياة حتى عندما تحطمت سفينة فليندرز على الصخور بعيدًا عن أي مستوطنة، في قلب الشعاب المرجانية الأسترالية العظيمة، وتمكن الطاقم من الهروب بصعوبة كبيرة.
لم تنعكس المخاطر التي يتعرض لها فليندرز وتريم من قوى الطبيعة فقط. عندما أبحر مارتن عائداً إلى إنجلترا لإبلاغ الأميرالية البريطانية باكتشافاته، تعرضت سفينته لأضرار واضطر إلى التوقف في جزيرة موريشيوس التي كانت تحت السيطرة الفرنسية. بعيدًا عن أوروبا وسياستها، لم تكن فلاندرز تعلم أن فرنسا وإنجلترا كانتا في حالة حرب. في موريشيوس، اتُهم مارتن بأنه جاسوس إنجليزي، وأُلقي به في السجن مع القط تريم. مع عدم وجود خيار آخر، أعطى مارتن تريم لعائلة محلية في الجزيرة، حيث كان سجنه طويلًا جدًا: ست سنوات ونصف. وكان الحاكم المحلي على خلاف شخصي معه، وقام بسجنه على الرغم من تأكيد الحكومة الفرنسية أن فليندرز كان عالمًا وليس جاسوسًا. في إحدى الليالي، اختفى تريم من منزل العائلة الحاضنة ولم يُرى مرة أخرى. افترض فليندرز، الذي ندم على فقدان صديقه الصغير، أن القطة قد تم اصطيادها وأكلها من قبل السكان المحليين الجائعين.
عندما أطلق سراح فليندرز، عاد إلى إنجلترا حيث ألف كتابًا عن رحلاته وأعطى القارة الجديدة اسمها الحالي: "أستراليا". لم ينس تريم، وكتب إهداءً له لا يزال محفورًا على لوحة بجانب تمثال تريم بالحجم الطبيعي الذي صنعه الأستراليون، في سيدني:
"في ذكرى تريم: القط الأفضل والأكثر شهرة بين أفراد سلالته.
أحن الأصدقاء على الإطلاق، وأوفى العباد، وأفضل الخلق على الإطلاق.
لقد سافر حول العالم، وأبحر حول أستراليا على متن قارب، وكان بمثابة متعة لجميع زملائه المسافرين."
رافقت القطط البشر عبر التاريخ، منذ تم تدجينها لأول مرة منذ آلاف السنين في مصر القديمة. وكان المصريون يعشقون القطة وشخصيتها بل ويعبدونها. عندما ماتت قطة، أمر القانون المصري مالكها وأفراد أسرتها بحلق حواجبهم تعبيرا عن الحداد. تم لف جسد القطة بقطعة قماش من الكتان ووضعها في تابوت فاخر، وفي بعض الأحيان تم تحنيطها بالكامل، وهو شرف كان مخصصًا عادةً للطبقة الأرستقراطية. وكانت عقوبة قتل القطة هي الموت. وفي شهادات زوار مصر من القرون الأولى قبل الميلاد، يقال إنه عند رؤية قطة مريضة أو مصابة، كان الناس يهربون من المكان، خوفًا من اتهامهم بالخطأ بإيذاءها.
إذا كانت القطط السوداء بدأت رحلتها كأعضاء في صورة إلهة الخصوبة والحب المصرية، فلماذا أصبحت رموزا للحظ السيئ في أيامنا هذه؟
لقد انقلبت حظوظ القطط في أوروبا في العصور الوسطى. سعت الحكومة المسيحية إلى اقتلاع المعتقدات الوثنية في الأصنام، وتحت تأثيرها كان يُنظر إلى القطة السوداء على أنها تجسيد للشيطان. اعتادت النساء المسنات والوحيدات، كما هو معتاد حتى في أيامنا هذه، تربية القطط في جناحهن. وفي كثير من الأحيان مارست هؤلاء النساء الطب الشعبي، ولجأ الكثير منهن إلى هؤلاء "السحرة" لعلاجهن من متاعبهن. رأى الزعماء المسيحيون في ذلك تهديدًا لسلطتهم الدينية، ولذلك اضطهدوا السحرة وكذلك القطط التي قاموا بتربيتها.
منذ حوالي مائتي عام، حدث تغير في موقف الأوروبيين تجاه القطط، مع تراجع الكنيسة وازدهار الإنسانية وعصر النهضة. عندها فقط بدأ الناس في تقدير الخصائص البيولوجية الرائعة للقطط. على سبيل المثال، القطط ترى في الظلام أفضل بستة مرات من البشر، ودائماً ما تسقط على أقدامها. وبالمناسبة، فإن سبب موهبة الهبوط المفيدة هذه يكمن في غرائز القطة المتطورة التي تتيح لها أن تعرف بسرعة أي طريق للأسفل وأيها للأعلى. هذه الحقيقة، إلى جانب المرونة الرائعة، تسمح للقطة بإدارة رأسها ورقبتها في الاتجاه الصحيح، وتتبع الأرجل هذه الحركة وتصطف في اتجاه السقوط. ومع ذلك، فإن حركة الالتواء في الهواء تتطلب وقتًا لتنفيذها - فالقط الذي سقط من ارتفاع أقل من متر ونصف لن يكون لديه الوقت الكافي للالتفاف والهبوط على قدميه.
القطط مصابة بعمى الألوان - ولكن بشكل جزئي فقط
على عكس الاعتقاد الشائع، القطط ترى الألوان، لكنها مصابة بعمى الألوان جزئيًا: لا يمكنها التمييز بين الأخضر والبرتقالي. تحب القطط شم ومضغ البقدونس والعشب والنعناع البري أو باسمه الأجنبي "النعناع البري". تشير التقديرات إلى أن ما بين 70 إلى 80 بالمائة من القطط تتفاعل بحماس مع النبات، ويسبب لها تجربة تشبه النشوة من المتعة والبهجة... وتختلف شدة رد الفعل من قطة إلى أخرى. التأثير قصير المدى، عادة 5-20 دقيقة. وبعد الاستمتاع بتأثير المطفأ، لا تتمكن القطة من الاستجابة للرائحة مرة أخرى لمدة ساعة تقريبًا.
لقد أبهرت السمات الفريدة للقطط وطبيعتها الفردية المفكرين والمخترعين والكتاب عبر التاريخ. استخدم أينشتاين القطط لشرح الفرق بين التلغراف العادي والتلغراف اللاسلكي. قال أينشتاين إن التلغراف العادي يشبه قطة طويلة جدًا، رأسها في نيويورك وذيلها في لوس أنجلوس، فإذا سحبت ذيلها في لوس أنجلوس، يعوي الرأس في نيويورك. الإبراق اللاسلكي هو نفسه، فقط بدون القطة.
قطة شرودنغر
عالم فيزياء عظيم آخر يرتبط اسمه بالقطة هو إروين شرودنغر، وهو أحد الشخصيات الرئيسية في نظرية الكم. قام بتطوير معادلة شرودنجر، والتي ربما تكون أهم معادلة في نظرية الكم، وبفضل عمله حصل أيضًا على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1933.
لكن قدرات شرودنغر العلمية طغت عليها شخصية كانت رائعة ومثيرة للمشاكل: فقد كان يحب النساء، وربما كان يحب النساء أكثر من اللازم. لقد عاش في نفس المنزل مع زوجته الشرعية وعشيقته، ووجد الوقت لإجراء علاقتي حب فاضحتين في أيرلندا مع اثنتين من طلابه - اللتين حملتاه أيضًا.
وتنعكس الشخصية غير العادية للفيزيائي العبقري أيضًا في المجال العلمي، وفي الآراء التي عبر عنها بشأن الموضوعات المثيرة للجدل في نظرية الكم.
ينص أحد المبادئ الأساسية في نظرية الكم على أن كل فعل أو ظاهرة لها احتمال. على سبيل المثال: يمكن للذرة المشعة أن تتحلل وتطلق إشعاعات خطيرة، أو يمكن أن تظل دون تغيير. هناك بعض الفرص هنا وهناك لحدوث هذا الانفصال. وعندما نراقب هذه الذرة ونقيسها بالوسائل المتطورة المتوفرة لدينا، يمكننا أن نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت قد اضمحلت أم لا. لكن ماذا حدث قبل أن نقيسه؟ وكيف كانت حالة الذرة المشعة حتى لحظة مجيء العالم ونظر إليها؟
وكانت الفرضية السائدة بين كبار العلماء مثل نيلز بور وفيرنر هايزنبرغ هي أن الذرة حتى لحظة القياس كانت في حالة غير محددة: أي أنها تفككت وبقيت سليمة.
من الصعب أن تتخيل ذلك في رأسك. إذا كان هذا يبدو غريبا بالنسبة لك، فأنت لست وحدك. كما عارض إروين شرودنجر هذه الفكرة، على الرغم من وجود عدد غير قليل من التجارب العلمية التي تدعم هذه الفرضية. ولإظهار مدى سخافة فكرة الملاحظة، نشر شرادنيغر ورقة نظرية أثار فيها الاحتمال الخيالي التالي: لنفترض أننا أخذنا قطة ووضعناها في صندوق مغلق. يوجد داخل الصندوق جهاز يحتوي على ذرة واحدة من المادة المشعة. يتم ربط الذرة المشعة بمطرقة بجانب كبسولة سم السيانيد القاتل: إذا تحللت الذرة، تسقط المطرقة، وتنكسر الكبسولة ويتشتت السيانيد داخل الصندوق.
سنقوم بإغلاق القطة والجهاز لمدة ساعة واحدة. خلال هذه الساعة يمكن أن تستمر الذرة في التصرف بشكل طبيعي - ثم تعيش القطة - أو يمكن أن تتفكك أيضًا - أي أن القطة تموت بسبب التسمم بالسيانيد. تدعي عينات، باحثتنا، أنه من المحتمل أن شرودنغر لم يكن يمتلك قطة حقيقية، لأن الشخص الذي ليس لديه قطة فقط يمكنه تخيل مثل هذه التجربة. على أية حال، إذا كانت فكرة الملاحظة صحيحة، فحتى نفتح الصندوق ونفحص الوضع للتأكد - فالذرة في الحالة المتوسطة: سليمة ومتفككة. ومن ثم، فإن القطة أيضًا في حالة متوسطة: حية وميتة (أو ليست حية ولا ميتة، اعتمادًا على نظرتك للعالم). فكرة وجود قطة متوترة هي فكرة سخيفة، لأننا نعلم من التجربة الحقيقية أن القطط لا يمكن أن تكون ميتة وحية في نفس الوقت. القطة الميتة هي قطة ميتة: انتقلت إلى العالم التالي، ولم تعد موجودة، انتهت صلاحيتها، وذهبت للقاء صانعها. القط السابق.
إن المشكلة التي طرحها شرودنغر على زملائه الفيزيائيين ليست سهلة الهضم. لا يوجد حل حقيقي ومتفق عليه لهذه المشكلة، ويمكن لكل عالم أن يكون له وجهة نظر مستقلة حولها. هناك من يعتقد أنه تم خلق عالمين متوازيين، في أحدهما ميتة وفي الآخر حية. ويعتقد آخرون أن جميع الظواهر الغريبة التي تنشأ من نظرية الكم لا علاقة لها بأشياء كبيرة مثل القطة.
كما قدم كتاب الخيال العلمي والفانتازيا أيضًا حلولًا أصلية للغز قطة شرودنغر. ويصف إيان ستيوارت في كتابه "الأرض المسطحة" القط الذي يغادر الصندوق في نهاية التجربة، وهو -أقصد القطة- لا يزال غير متأكد مما إذا كان حيًا أم ميتًا. يقدم تيري براتشيت في أحد كتبه قطة تدعى جريبو، ذات عين واحدة وشخصية سيئة بشكل خاص. عندما وجد غريبو نفسه داخل صندوق تجربة شرودنغر، ادعى براتشيت أن القطة في إحدى الحالات الثلاث: حية وميتة ومجنونة.
(المقالة مأخوذة من برنامج "صنع التاريخ!"، وهو بودكاست نصف أسبوعي حول العلوم والتكنولوجيا والتاريخ على www.ranlevi.blogspot.com)
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 6
إلى الأسد والبرد:
كانت المتغيرات المخفية احتمالًا تم أخذه في الاعتبار حتى ظهرت نظرية بيل وتجربته ودحضت هذا الاحتمال.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bell's_Theorem
المعلق الرائع - خذ كتابًا جيدًا عن نظرية الكم، أو ربما لديك كتابًا بالفعل. الأسئلة التي تثيرها يثيرها الفيزيائيون أيضًا. ردا على أينشتاين يمكن القول - الله يلعب بالنرد وكيف. الاحتمال لا يصف الواقع، لكن الواقع احتمالي، على الأقل على مستوى الجسيمات. المتغيرات الخفية هي في الحقيقة أحد تفسيرات نظرية الكم - ولكن كما تقول - نحن حقا لا نعرف. بغض النظر عن التفسيرات - الشيء الرئيسي هو أن التوراة تعمل (جميع تنبؤاتها المحسوبة تتحقق في الواقع).
المشكلة برمتها في هذه الفكرة هي التعريف.
ما هو القياس بحق الجحيم؟ هل يتم ذلك عندما أقوم بالتسجيل/الكمبيوتر؟ هل عندما "أعرف"؟
وماذا يفترض أن يعني هذا "الوعي الإنساني"؟ القطة ليس لديها ما يكفي من الوعي لتسبب انهيار تراكب التجربة؟
أنا أؤيد مقولة أينشتاين "إن الله لا يلعب النرد"
ومن الغريب أن نؤمن بالاحتمالية باعتبارها نظرية تصف الواقع نفسه وليس فقط الحسابات و"الرياضيات" الموجودة فيه.. والأكثر إغراء بكثير الاعتقاد بأن هناك معايير خفية لا نعرف عنها أي شيء بعد.
في بعض الأحيان يكون الاعتراف بالجهل (مؤقتًا) أكثر حكمة من إدراج الجهل كشيء معروف ومطلق.
لقد حدث ذلك مرة أخرى.
لقد مر الكمبيوتر الذي أستخدمه حاليًا بنوع من الصدمات التي قد تؤدي إلى تعطله.
التعليق السابق هو لي.
إن التفسير الذي بموجبه تكون قطة شرودنغر في حالة تراكب هو التفسير الذي يتطلب وعيًا بشريًا حتى يتم تحديد التجربة.
وهذا التفسير غير مقبول اليوم، ويكتفي معظم العلماء بأن القياس -سواء تم ملاحظته أم لا- يؤدي إلى انهيار الدالة الموجية.
وفقًا لهذا التفسير، لن يتم العثور على القطة أبدًا في حالة تراكب نظرًا لأن الجهاز الذي يتحقق مما إذا كانت الذرة قد تفككت يقوم بإجراء قياس وبالتالي تنهار الدالة الموجية.
وبالمناسبة، حتى لو كان شخص ما يؤمن بالتفسير الذي يتطلب الوعي من أجل انهيار الدالة الموجية، عليه أن يسأل نفسه إذا كان وعي القطة غير كاف لهذا الغرض.
ومع ذلك، لم نعد اليوم بحاجة إلى التكهن.
كل من يقرأ هذا الموقع يعرف أن قطة شرودنغر هي في الواقع قطة وليست مجرد قطة، ولكنها علقت هنا عدة مرات وقالت أشياء معقولة.
كفى إساءة للقطط !!!