گفت‌و‌گویی با لئون روزنفلد در مورد تعبیر کپنهاکی بور (3)

باکلی. اما هایزنبرگ هم با این‌ که کانتی‌مشرب و حتی افلاطونی‌مشرب‌ بود، توانست مسائل فیزیک آن روزگار را بفهمد و دیدگاهش نیز او را برای این مسائل آماده کرده بود.
ـ برای هایزنبرگ افتخار بزرگی است که در آن مرحله حرف بور را فهمید، گرچه کار بی‌کشاکش نبود. هایزنبرگ روابط عدم قطعیت را کشف کرد و زمینه‌اش از این قرار بود: به شدت احساس می‌شد که مکانیک کوانتومی با فرمول‌بندی ماتریسی هایزنبرگ نظریة کاملی است، طرح منطقی کاملی است، اما برای پدیده‌های نادوره‌ای توضیحی آماده ندارد، چون در واقع نظریه‌ای بود که برای دستگاه‌های دوره‌ای یا چند دوره‌ای ساخته شده بود. این نکته‌ای است که پائولی درموردش اصرار داشت. بعد یک‌مرتبه آسمان سوراخ شد و شرودینگر به کپنهاگ افتاد (منظورم مجموعة دانشی است که در کپنهاگ جمع شده بود) و ندانسته پاسخ این سؤال را هم با خودش آورد. البته او اندیشه‌های به‌کلی متفاوتی در سر داشت و فکر می‌کرد که مکانیک کوانتومی را از بین برده است، اما پائولی زود فهمید و بعد از او هم بور فهمید که فرمالیسم شرودینگر، راه توصیف پدیده‌های نادوره‌ای را به دست می‌دهد، درواقع اولین استفادة کاربردی بور از مکانیک کوانتومی، مطالعة برخورد بود. هر دو طرح [هایزنبرگ و شرودینگر] معادل بود. بنابراین وضع این‌طورها بود.
هایزنبرگ (خیلی عجیب است که) تا مدتی از این اوضاع سر درنمی‌آورد، چون آدم یک‌دنده‌ای بود و می‌گفت "فرمالیسم من کامل است و هیچ‌کس منکر این نیست، بنابراین باید پاسخ این سؤال را هم که چه چیزی مشاهده‌پذیر است و چه چیزی نیست، داشته باشد." فکر می‌کرد که فقط چیزهای مشاهده‌پذیر را وارد نظریه‌اش کرده و چیزهایی را که مشاهده‌پذیر نیستند، مثل مدار الکترون و از این جور چیزها، به آن راه نداده است.
اما پائولی می‌گفت:"درست نیست که مدارها مشاهده‌پذیر نیستند. مدار ماه مشاهده‌پذیر است، بنابراین نظر ما دربارة چیزهای مشاهده‌پذیر و مشاهده‌ناپذیر، چیزی کم دارد."
بعد هایزنبرگ به‌یاد گفت‌وگویش با اینشتین افتاد که ضمن آن سعی کرده بود نظریه‌اش را دربارة مشاهده‌پذیرها توضیح دهد ـ سعی کرده بود توضیح دهد که فقط مشاهده‌پذیرها را وارد نظریه‌اش کرده است ـ و اینشتین در جواب گفته بود: تصمیم گرفتن دربارة این‌که مشاهده‌پذیر چیست و مشاهده‌ناپذیر کدام است به دست ما نیست، بلکه به دست نظریه است! بنابراین وقتی با این مسئله روبه‌رو شد به یاد حرف اینشتین افتاد، و خوب که به آن فکر کرد دریافت که جواب مکانیک کوانتومی به پرسش "چه چیزی مشاهده‌پذیر است و چه چیزی نیست؟" در قواعد جابه‌جایی، که روابط عدم قطعیت را از آن‌ها به‌دست می‌آوریم، نهفته است. این قواعد محدودیتِ متقابل چیزهایی را که می‌توان مشاهده کرد به‌دست می‌دهند.
هایزنبرگ وقتی قواعد جابه‌جایی را به‌دست آورد، فکر می‌کرد که مسئله را به‌کلی حل کرده است. اما بور ناراضی بود. البته بور خیلی تحت تأثیر روابط عدم قطعیت قرار گرفته بود و به‌روشنی می‌دید که راه حل مسئله اساساً از این روابط به‌دست می‌آید، اما این راه حل هنوز با دقت کافی تنسیق نشده بود.
هایزنبرگ سعی کرده بود معنای عدم قطعیت را به‌کمک یک آزمایش معروف میکروسکوپی ـ میکروسکوپ گامای هایزنبرگ ـ نشان دهد، که فکرش از گفت‌وگویی که در دوران تحصیل با یکی از همکلاسی‌هایش داشت به مغزش راه یافته بود. دوستش، ظاهراً به‌قصد شوخی پرسیده بود: "الکترون را چه‌طور می‌توان دید؟" وقتی این گفت‌وگو به‌یادش آمد، چنین استدلال کرد که وقتی با پرتوهای گاما به یک الکترون نگاه می‌کنیم، به‌دلیل اثر کامپتون، الکترون در راستای خاصی پراکنده می‌شود، بنابراین وقتی به الکترون نگاه می‌کنیم، اندازه حرکت آن ‌را برهم می‌زنیم؛ اندازة حرکتش را گُم می‌کنیم، این یکی از توضیحاتی بود که می‌داد. بور این توضیح را بُل گرفت، چون می‌دید که به‌کلی غلط است. بور قبول داشت که الکترون در اثر پدیدة کامپتون اندازه حرکت جدیدی کسب می‌کند. اما می‌گفت که می‌توانیم تغییر اندازه حرکت را محاسبه کنیم، و بنابراین می‌توانیم تصحیح لازم را به‌عمل بیاوریم. پس این چیزی نیست که نتوانیم بشناسیم یا مشاهده کنیم.
پیت. هم‌چنین استدلال‌های هایزنبرگ مستلزم وجود الکترون با مکان و اندازه حرکت بسیار دقیقی است که در اثر مشاهده برهم می‌خورد.
ـ بله، بور فوراً این نظر را رد کرد و از راه تحلیل دقیق فرایند نشان داد که عدم قطعیت در مکان، ناشی از گشادگی زاویه‌ای تابة الکترونی است که برای تشکیل شدن تصویر ضروری است، و نشان داد که همین گشادگی زاویه‌ای باعث به‌وجود آمدن عدم قطعیت در راستای گسیل الکترون می‌شود، این اختلاف، عدم قطعیت در اندازه حرکت را به‌وجود می‌آورد، و همه چیز درست در می‌آید.
پیت. آیا در این‌جا درست نیست بگویم که،‌ به‌همان صورت که از کار هایزنبرگ برمی‌آمد، الکترون دارای مسیر یا مداری بوده است؟
ـ نه، یقیناً نه. یک وضع لحظه‌ای بوده که نه در اول و نه در آخرش، مکان یا اندازه حرکت معینی را نمی‌شده مشاهده کرد. این امر بور را به تحلیل خاص خودش هدایت کرد. او معتقد بود که روابط عدم قطعیت مستلزم دو نحوة نگرش به اشیاء اتمی است که، وقتی حالت کاملاً آرمانی را در نظر بگیریم، مانعه‌الجمعند.
پیت.پس نمی‌توان گفت که الکترون مسیری داشته است.
ـ نه. اولین پیامدش این است که مفاهیم مکانیکی و سینماتیکی را نمی‌توان به‌عنوان صفات اشیاء اتمی به‌کار برد، بلکه [این مفاهیم] رابطه‌ای را میان شیء اتمی و دستگاهی که ما می‌سازیم بیان می‌کنند. به‌طوری که چیزی که دستگاه نشان می‌دهد مفهوم مورد بحث را بیان یا تعریف می‌کند. ما دستگاهی داریم که از آن چیزی به‌دست می‌آوریم که اسمش را مکان می‌گذاریم، دستگاه دیگری داریم که از آن چیزی را که اندازه حرکت می‌نامیم می‌توانیم به‌دست بیاوریم. ما هریک از این دو دستگاه را می‌توانیم درمورد شیء به‌کار ببریم ـ اختیارش به‌دست خود ماست. جوابی به‌دست می‌آوریم، اما اگر این جواب را با یکی از دو دستگاه به‌دست آورده باشیم امکان این‌را که جنبة مکمل آن‌را هم مهار کنیم از دست می‌دهیم.
پیت. این اواخر، هایزنبرگ از وجود بالقوه صحبت می‌کند، این‌که با تعبیر بور یکی نیست؟ یا شاید هم هست؟
ـ وقتی واژة مبهمی مثل قوه را به‌کار می‌برید، می‌توانید هر معنایی که دلتان می‌خواهد به آن بدهید. می‌توانید بگویید که تابع موج یا بردار حالت، یا هر چیز دیگری که اسمش را می‌گذارید، شامل بی‌نهایت جواب بالقوه به سؤال است. وقتی که اندازه‌گیری‌ای انجام می‌دهید، مثلاً مکان را اندازه می‌گیرید، تابع موجی به‌دست می‌آورید که جای‌گزیده است، و اگر آن ‌را تحلیل کنید بسته‌موجی است که شامل مقادیر اندازه حرکت است. در این‌جا می‌توانید واژة وجود بالقوه را به‌کار ببرید. بور هرگز با این اندیشة هایزنبرگ آشنایی نداشت اما حدس می‌توانم بزنم که چه واکنشی در برابر آن نشان می‌داد. احیاناً می‌گفت:"بسیار خوب، این هم واژه‌ای است"، "وجود بالقوه"! اگر مفید است، چه اشکالی دارد، به‌کارش می‌بریم." اما من شخصاً این کاربرد خاص را نمی‌دانم چیست."