تفسيرات ميكانيكا الكم | شرح مفصل
مقدمة
ميكانيكا الكم هي فرع أساسي من فروع الفيزياء التي تتعامل
مع سلوك المادة والطاقة على المستوى المجهري. إنها نظرية أحدثت ثورة في فهمنا
للكون وأدت إلى العديد من التطورات التكنولوجية. على الرغم من نجاحها المذهل ،
غالبًا ما تُعتبر ميكانيكا الكم واحدة من أكثر الموضوعات المربكة والمثيرة للجدل
في جميع العلوم. في هذه المقالة ، سوف نستكشف تفسير ميكانيكا الكم ونحاول إلقاء
بعض الضوء على هذا الموضوع الرائع.
ما هي ميكانيكا الكم؟
ميكانيكا الكم هي إطار رياضي يصف سلوك الجسيمات على المستوى
دون الذري. تم تطويره لأول مرة في أوائل القرن العشرين من قبل علماء الفيزياء مثل
ماكس بلانك وألبرت أينشتاين ونيلز بور وفيرنر هايزنبرغ وإروين شرودنجر وآخرين.
ميكانيكا الكم هي نظرية غير كلاسيكية تختلف اختلافًا كبيرًا عن الميكانيكا
الكلاسيكية ، والتي تصف سلوك الأشياء في المقاييس العيانية.
أحد المبادئ الأساسية لميكانيكا الكم هو ازدواجية الموجة
والجسيم ، والتي تنص على أن الجسيمات يمكن أن تتصرف مثل الموجات ويمكن أن تتصرف
الموجات مثل الجسيمات. مبدأ آخر هو التراكب ، والذي ينص على أن الجسيمات يمكن أن
توجد في حالات متعددة في وقت واحد. المبدأ الثالث هو التشابك ، والذي يصف كيف يمكن
للجسيمات أن تترابط بطريقة تعتمد فيها حالة أحد الجسيمات على حالة جسيم آخر ، حتى
لو كانت مفصولة بمسافات كبيرة.
تفسيرات ميكانيكا الكم
على الرغم من نجاحها الهائل ، إلا أن لميكانيكا الكم العديد
من التفسيرات ، لكل منها مزاياها وعيوبها. فيما يلي بعض التفسيرات الأكثر شيوعًا
لميكانيكا الكم:
تفسير كوبنهاغن
ربما يكون تفسير كوبنهاجن هو التفسير الأكثر شهرة والمقبول
على نطاق واسع لميكانيكا الكم. تم تطويره بواسطة Niels Bohr و Werner Heisenberg في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي. وفقًا لهذا التفسير ، توجد
الجسيمات في تراكب الحالات حتى يتم ملاحظتها ، وعند هذه النقطة تنهار وظيفة الموجة
ويأخذ الجسيم حالة محددة. يُنتقد هذا التفسير أحيانًا لاعتماده على المراقب وعدم
وجود تفسير واضح لانهيار الدالة الموجية.
تفسير العوالم المتعددة
تم تطوير تفسير العوالم المتعددة بواسطة Hugh Everett في الخمسينيات من القرن الماضي. وفقًا لهذا التفسير ، لا تنهار
وظيفة الموجة عند ملاحظتها. بدلاً من ذلك ، ينقسم الكون إلى عدة فروع ، حيث يمثل
كل فرع نتيجة مختلفة للقياس. يُنتقد هذا التفسير أحيانًا بسبب آثاره التي تبدو
غريبة ، مثل وجود عدد لا حصر له من الأكوان المتوازية.
ترجمة الطيار الموجة
تم تطوير تفسير الموجة التجريبية بواسطة Louis de Broglie و David Bohm في الخمسينيات من القرن الماضي. وفقًا لهذا
التفسير ، تسترشد الجسيمات بموجة تجريبية تحدد سلوكها. يتم أحيانًا انتقاد هذا
التفسير بسبب عدم منطقته وعدم وجود تفسير واضح للموجة التجريبية.
تفسير انهيار الهدف
تم تطوير تفسير الانهيار الموضوعي بواسطة جيانكارلو غيراردي
وألبرتو ريميني وتوليو ويبر في الثمانينيات. وفقًا لهذا التفسير ، تنهار وظيفة
الموجة تلقائيًا بسبب عملية فيزيائية موضوعية. يُنتقد هذا التفسير أحيانًا بسبب
اعتماده على عملية غير خاضعة للمراقبة وعدم وجود تفسير واضح لكيفية حدوثه.
تفسير علائقي
تم تطوير التفسير العلائقي من قبل كارلو روفيلي في
التسعينيات. وفقًا لهذا التفسير ، فإن الكيانات الأساسية للكون ليست جسيمات أو
مجالات ، بل هي علاقات بين الأنظمة الفيزيائية. يُنتقد هذا التفسير أحيانًا
لافتقاره إلى صورة مادية واضحة للعالم وعدم وجود تفسير واضح لكيفية إقامة
العلاقات.
خاتمة
في الختام ، تعتبر ميكانيكا الكم موضوعًا رائعًا ومعقدًا له
العديد من التفسيرات ، ولكل منها نقاط قوتها وضعفها. على الرغم من الخلافات
المحيطة
في تفسيرها ، أثبتت ميكانيكا الكم أنها نظرية ناجحة بشكل لا
يصدق أدت إلى العديد من التطورات التكنولوجية ، بما في ذلك تطوير أجهزة الكمبيوتر
والليزر والترانزستورات.
من المهم أن نلاحظ أن تفسير ميكانيكا الكم هو مجال بحث
مستمر ونشط ، مع أفكار ونظريات جديدة يتم اقتراحها طوال الوقت. يعتقد العديد من الفيزيائيين
أن الفهم الأفضل لميكانيكا الكم سيتطلب تحولًا جوهريًا في فهمنا لطبيعة الواقع
نفسه.
من أجل فهم تفسير ميكانيكا الكم بشكل كامل ، يجب أن يكون لدى المرء أساس متين في الرياضيات
اقراء ايضا ما هي كتلة الإلكترون؟