البروفيسور بنروز، أحد أبرز الخبراء في العالم في النسبية ونظرية الكم، يجمع بين النظريتين
البروفيسور والسيد روجر بنروز
وصل بعض أعظم علماء الفيزياء في العالم إلى القدس هذا الأسبوع لحضور مؤتمر تنظمه أكاديمية العلوم الإسرائيلية، والذي سيختتم يوم الأربعاء، في الذكرى المئوية لنظرية أينشتاين. وأقيمت المحاضرة الافتتاحية يوم الأحد في معهد فان لير القريب. وقد قدمت الأكاديمية شرف افتتاح المؤتمر للبروفيسور روجر بنروز
قدم البروفيسور مناحيم يعاري، رئيس أكاديمية العلوم الإسرائيلية، بإيجاز البروفيسور بنروز:
"لقد أثبت البروفيسور بنروز أنه سيكون من المستحيل نقل الدماغ البشري إلى جهاز كمبيوتر، مهما كانت تكنولوجيا ذلك الكمبيوتر متطورة. أثبت البروفيسور بنروز أن مشكلة التبليط هي مشكلة لا يستطيع الكمبيوتر حلها مهما كانت معقدة، لكن روجر بنروز نجح في ذلك. وأثبت أنه من المستحيل التقليل من عقل البروفيسور بنروز. الاختزالية خاطئة."
وقدم رافي ليفين، عضو الأكاديمية، البروفيسور بنروز بطريقة أكثر تعمقا: "يعتبر البروفيسور السير روجر بنروز من أكسفورد الشخص الأكثر إبداعا في مجال النسبية، باستثناء أينشتاين نفسه. نحن سعداء بوجوده هنا معنا. حصل على وسام الفروسية عام 1994. وقد ألف العديد من الكتب التقنية، ولكنني أريد بشكل خاص أن أشير إلى أن الكتب التي كتبها تحاول شرح وجهة نظره في الفيزياء والوعي الذاتي البشري للجماهير.
"لقد بدأ حياته المهنية كعالم رياضيات. بصفته فيزيائيًا رياضيًا، أثبت روجر النظريات حول النقاط المفردة في النظرية النسبية - الانفجار الكبير والثقوب السوداء كانا الأساس لفوزه بجائزة وولف مع هوكينج. إن التفردات لها آثار على فهمنا لأصل الكون ومصيره المحتمل. وبالإضافة إلى ذلك، فقد وضع ميكانيكا الكم في إطار النسبية العامة، والتي تشمل الجاذبية.
"يبدأ العلم بمحاولة فهم العالم من حولنا. وفي أوائل القرن العشرين، قام أينشتاين وآخرون بزيادة الحجم. كان أينشتاين مهتمًا بمقياس السنوات الضوئية ومقياس قطر الجزيء - وهو موضوع درجة الدكتوراه التي حصل عليها أينشتاين. ولم يتمكن أينشتاين من توحيد ما هو كبير جدًا وما هو صغير جدًا، وهو ما حكمت عليه نظرية الكم. نجح بنروز في القيام بذلك. في الآونة الأخيرة، كان بنروز يحاول فهم الإدراك البشري ومدى ارتباطه بما يمكن للكمبيوتر أن يفعله أو لا يستطيع فعله، لكنه سيتحدث الليلة عن أينشتاين، وجهة نظر أينشتاين.
البروفيسور بنروز: "إنه لشرف عظيم لي أن آتي وأتحدث عن أينشتاين. من المهم بشكل خاص القدوم إلى إسرائيل، لأنه في نهاية أيامه، ساعد أينشتاين، على الرغم من أنه مواطن أمريكي وقال إنه لا يوجد بلد ينتمي إليه، في إنشاء دولة إسرائيل والمشروع الصهيوني. "موضوع المحاضرة كما ذكرنا هو وجهة نظر أينشتاين. قال أينشتاين أنه إذا كانت هناك جوانب مختلفة لظاهرة فيزيائية، حتى لو بدت متناقضة، فإنه يرى أبعد من ذلك ويبحث عن ماهية الشيء نفسه. هناك شيء له وجود عميق: الواقع والموضوعية."
كيف رأى أينشتاين النور. لقد كتب عدة مقالات، كتب عن قطر الجزيء، وعن الحركة البراونية (التي جعلت من أينشتاين عالمًا مهمًا حتى لو لم يكتب أي شيء آخر).جائزة نوبل - فكرة أن الضوء يجب أن يعامل كجسيم. في إحدى المقالات، يتصرف الضوء وفقًا لقوانين ماكسويل (كموجة كهرومغناطيسية)، وفي الآخر - كجسيم. ربما كانت لديه رؤية أعمق للضوء - فهو يبدو من بعض الجوانب كموجة ومن جوانب أخرى كجسيم، ولكن هناك نظرة أعمق حيث يتم حل المفارقة، وتسمى هذه النظرية بنظرية الكم، لكن أينشتاين ما زال لا يعرف بالضبط ما كان يدور حوله، كان يعلم فقط أنه يجب أن يكون هناك نوع من التفسير.
ونحن نعلم أنه قال في النظرية النسبية إنه يرى العالم وكأنه يسير على شعاع من الضوء.
أردت أن أتحدث بشكل أساسي عن النسبية الخاصة والنسبية العامة.
"تعتمد النسبية الخاصة على مراقبين مختلفين وكيفية رؤيتهم لنفس الكون، لكنهم يقيسون الوقت والمسافات بشكل مختلف. ومع ذلك، فإن رؤيته لطبيعة الضوء لم تكن معروفة حتى مينكوفسكي. اليوم نقوم بصياغة النظرية النسبية الخاصة بحيث أن الزمان والمكان يجب أن يكون لهما 4 أبعاد، في البداية لم يعجب أينشتاين بهذه الإشارة. ويضيف التعميم على النسبية العامة بعدا آخر وهو الجاذبية."
: هناك العديد من أنظمة الإحداثيات في الزمكان ويمكننا وضعها كما نشاء. الطريقة هي أن تبدأ بنظام إحداثي واحد، ثم تضيف نظامًا آخر، وتجد العلاقة بينهما، وهكذا. في كل نظام إحداثي، ترى شيئًا مختلفًا ولكنها مجرد جوانب أخرى من الكيانات التي تريد رؤيتها. هذه الكيانات هي عوامل موضوعية - المكان والزمان. ندم أينشتاين على الاسم الذي اختاره: النسبية لأنها تدور حول الزمكان المطلق. الزمان والمكان موضوعي، والإحداثيات التي يراها كل مراقب هي الذاتية. يتم التعامل مع هذا على أنه راحة رياضية وليس ما قد يراه مشاهد معين. على سبيل المثال، يرسم الرسام طريقا مستقيما، تكون فيه الخطوط متوازية ولن تلتقي أبدا، في اللوحة ترى أن الخطوط تلتقي في الأفق. هناك طريقة أخرى للنظر إليها وهي طائرة الضريبة. هندسة الرسوم هي طريقة رياضية لوصف الذاتية في اختيار الإحداثيات.:
وانتقل بنروز من أينشتاين إلى النظرية التي طورها بنفسه. الرسم التالي الذي أظهره كان السهم المتجه من العالم الكمي إلى العالم الكلاسيكي - مثل حورية البحر التي تربط عالم البحر بالعالم الخارجي.
تشير منى جيجر إلى وجود صوت في العالم الحقيقي تم إنشاؤه بواسطة جسيم - في العالم الكمي.
المفارقة - تتضمن الفيزياء الكلاسيكية معادلات حتمية تقول إذا كنت تعرف حالة النظام عند نقطة ما، فإنها تخبرك بما سيحدث في أي وقت في المستقبل وما فعلوه في أي نقطة في الماضي. (نيوتن، آينشتاين، ماكسويل). حتى في نظرية الكم هناك أنظمة من المعادلات - التطور الوحدوي / وهي أيضًا معادلات حتمية، ولكنها مختلفة.
يعتقد الناس أن المعادلة الكمومية ليست حتمية ولكن هذا ليس صحيحا. قد تكون معقدة ولكن هذا لا يجعلها غير حتمية. تنشأ المشكلة من التناقض بين مجموعتي المعادلات الحتمية. يجب التعامل مع معادلات البدائل التي يمكن العثور على الفوتون فيها على أنها معادلات تحتوي على أرقام مركبة، وإلا، إذا وضعنا نسبًا مئوية فقط من الاحتمالية فسوف تلغي بعضها البعض. في العلاقة بين الاثنين هناك قسم غير حتمي - مكان تنهار فيه جميع المعادلات.
حاول أينشتاين وزملاؤه على جسر آينشتاين-بودولسكي-روزين إثبات أن الكوانتا ليست نظرية كاملة. وأشار جون بيل إلى أنه من خلال تجربة أينشتاين يمكن إثبات نظرية الكم، لأنك إذا قمت بقياس فوتونين انطلقا إلى مكانين مختلفين، على الرغم من المسافة بينهما 12 مترا، إلا أنهما لا يزالان جزأين من نفس الشيء. وقد تم إثبات هذه المعادلات على مسافة 15 كيلومترًا، ولا يمكن التعامل معها كوحدات كلاسيكية منفصلة. ZA أن الكم هو نظرية غير محلية - هناك علاقة بين الجسيمات البعيدة. وفجأة يختفي الفرق الذي تتعامل فيه النظرية الكمومية مع المسافات الصغيرة - والكلاسيكية مع المسافات الكبيرة - لأنه من المستحيل تعريف 15 كيلومترا بأنها مسافة صغيرة.
هنا تأتي تجربة قطة شرودنغر. "ليس لدي مشكلة في قتل القطة الوهمية. ومن الممكن أيضًا إنقاذه باستخدام مرآة وإظهار القطة في وضع ممتاز - حية وميتة في نفس الوقت."
ولم يذهب أينشتاين بعيداً بما فيه الكفاية. وفي مناظرة مع نيلز بور حاول القول بأن المعادلات غير منطقية، وفي اليوم التالي أثبت بور أنها كذلك، وذلك استنادًا على وجه التحديد إلى نظرية النسبية العامة. وفقا لبنروز: مع ذلك، هناك مفارقة، وكان أينشتاين على حق - بعد فترة معينة، ستصبح الدولتان في النهاية دولة واحدة. "الطاقة التي ستكلفك لتمزيق الجسيمين المتطابقين. ح/على سبيل المثال. يمكن اختبار هذه الأشياء تجريبيًا وفي إطارها سيتم تأكيدها أو دحضها: بعد فترة معينة ينهار النظام في أحد المواقف المحتملة.
وأخيرا، بعض التعليقات على وجهة نظر أينشتاين في المسالمة: "في رأيي - القتل في الحرب مثل القتل". واقتباس آخر: إن مسالمتي هي شعور غريزي بأن الحرب تنفرني لأن قتل البشر أمر بغيض. إن نهجي ليس مستمدًا من أي نظرية فكرية، ولكنه يعتمد على الكراهية الأساسية لأي نوع من الشر. ومقولة أخرى: "لا يمكن الحفاظ على السلام بالقوة، بل بالتفاهم فقط"
ويضيف بنروز، مقتفياً بأينشتاين، أنه يجب أيضاً النظر إلى الصراعات في العالم على أنها شاملة وليست نقاطاً معزولة، وبالإضافة إلى ذلك، أصبح التواصل سهلاً اليوم، لذلك أصبح من السهل علينا معرفة ما هي وجهة نظر الآخرين. على نفس الواقع.
ولمن يتساءلون ماذا يعني العنوان الفرعي: "حورية شرودنغر"؟ حسنًا، كان هذا هو العنوان الذي أعطاه بنروز للشريحة التي رسم فيها حورية البحر هانز كريستيان أندرسن وهي تنظر إلى الشاطئ حيث يمكنك رؤية المنازل والأشجار والطرق بوضوح وفي أسفل اللوحة ترى مزيجًا من الأسماك المرجانية وتحت الماء مخلوقات. تشبيه الأرض هو الفيزياء الكلاسيكية، والبحر هو ميكانيكا الكم، وحورية البحر هي السهم الذي يربط بين الفيزيائيتين.
بلاط بنروز، على موقع Physics Plus
برنامج الأحداث حتى الأربعاء 19.04.2005 (باللغة الإنجليزية، PDF)
شكر خاص أيضًا لنير لاهاف لمساعدته.
