بعد التجارب الكثيرة التي أجريت حول التأكد من صحة فرضية الأمواج المادية، بات إنكارها شيء صعب جدا. لكن السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو ما هي الطبيعة النهائية للمادة؟ موجات أم جسيمات؟ إن المادة والطاقة وجهان لعملة واحدة، يتصرفان تحت ظروف معينة وكأنهما موجات مثل تجربة الشق المزدوج وتصادم الالكترونات مع الشرائح البلورية الرقيقة جدا، وفي أحيان أخرى يتصرفان على أنهما سيل من الجسيمات مثل التأثير الكهروضوئي بالنسبة للإشعاع، وجميع التصادمات الذرية بالنسبة للجسيمات المادية. لا نود هنا أن نتكلم عن الموجات الكهرومغناطيسية والجسيمات المادية وكأنهما شيئان مختلفان في الماهية، فكما بينا في السابق من النظرية النسبية الخاصة، أن المادة والطاقة متكافئتان تماما هناك ظاهرة شهيرة تبين بوضوح صدق هذا المبدأ، تسمى ظاهرة الإنتاج الزوجي Pair Production التي تنبأ بها ديراك Dirac، عندما دمج النظرية النسبية الخاصة بميكانيكا الكم. تتنبأ النظرية بانحلال الإشعاع الكهرومغناطيسي (الفوتون) تحت ظروف معينة إلى إلكترون وبوزيترون positron، وهذا الاخير يشارك الالكترون في جميع خصائصه، الا أن شحنته موجبة، ومن الممكن أيضا أن يحدث العكس، أي يندمج الإلكترون مع البوزيترون لينتج فوتون ضوئي. إذن لا فرق بين الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الفوتونات (الطاقة) وبين الجسيمات الذرية جميعها (المادة). لنعد الآن إلى الإشكال الذي طرحناه منذ قليل ما هي ماهية المادة أو الطاقة، أهي موجة أم جسيم؟ في الحقيقة لسنا أمام خيارات كثيرة، فالحل الأمثل هو قبول الاثنان معا، وهذا ما يسمى بالطبيعة الازدواجية للموجة والجسيم The wave – particle duality وهاتان الطبيعتين متممتين لبعض وليستا متناقضتين، فتظهر إحداهما في غياب الأخرى على حسب الظروف المتاحة، ولا يمكن رؤية الاثنتان معا في وقت واحد إن الأمر يشبه كثيرا قطعة النقود المعدنية، فلا يمكنك رؤية الوجهان دفعة واحدة، وكلما رأيت صورة أحد الوجهين بشكل أفضل، ساءت رؤية الوجه الآخر حتى يختفي تماما. ستكون أفضل طريقة تفعلها لرؤية الوجهان معا، هي وضع القطعة المعدنية بشكل موازي لمستوى النظر، لكن وللأسف عندها لن ترى إلا جزء ضئيل من الوجهين. بكلمات أخرى، لقد أعطيت لكل وجه 50% من حسن وإساءة النظر.

لعلك تتساءل لماذا إذن لا تظهر الأجسام العيانية العادية بشكل موجات؟ السبب في ذلك هو كبر كتل الأجسام العادية بالنسبة للأجسام الذرية. لو عدنا إلى معادلة دي بروي
λ = h/mv، لوجدنا أن هناك تناسب عكسي بين الكتلة وطول الموجة. إذا عوضنا عن m في المعادلة ذاتها بقيمة كبيرة جدا، يصبح الطول الموجي صغير جدا جدا، ولا يمكن الشعور به أبدا. إن المعادلة تحتوي على الثابت لذلك فالمعادلة مهمة حين يصبح ثابت بلانك مهما. وهذا ما رأيناه في نظرية بلانك حول اشعاع الجسم الاسود، ونظرية اينشتاين في التأثير الكهروضوئي، ونظرية كومتون في الاستطارة، ونظرية بور حول الإلكترون. حيث تؤول تلك النظريات الى التقريب الكلاسيكي في الجمل التي يكون فيها ثابت بلانك مهملا وهذا ما بيناه في مبدأ المقابلة الذي طرحه بور.

مواضيع ذات صلة

Equipartition and the quantum oscillator

philosophical implications of quantum mechanics

Crystal diffraction

Measurement of position and momentum

Probability wave amplitudes

The uncertainty principle

First principles of quantum mechanics

Watching the electrons

An experiment with electrons

An experiment with waves

An experiment with bullets

Chance and likelihood