تحدى فاينمان الحدس العام المباشر الذي يرى وجوب دخول الإلكترون من إحدى الشقين، وادعى بدلا من ذلك أن الإلكترون يسلك كل المسارات الممكنة له في آن واحد، من لحظه خروجه من منبعه حتى وصوله إلى شاشة الرصد بذلك يستطيع الإلكترون المرور من كلا الشقين في وقت واحد كل مسار من هذه المسارات الممكنة للإلكترون يتم قرنها بعدد معين، ويكون متوسط هذه الأعداد مساويا لمربع تكامل دالة الموجة. لذلك كانت مقاربة فاينمان لميكانيكا الكم تعطي نفس النتائج التي تعطيها طريقة ميكانيكا الكم. أي طريقة إيجاد الدالة الموجية ψ من معادلة شرودنغر ومن ثم تكامل تربيعها في مدى معين. من الجدير بالذكر هو إمكانية استنتاج احد الطريقتين من الأخرى.

إن ما يشدد عليه فاينمان هو ضرورة التخلي عن التفكير التقليدي في مثل التجارب. فمن الخطأ أن نفكر بأن الإلكترون من لحظة صدوره من المنبع سوف يسلك مسار واحد محدد، وبالتالي سوف يدخل من إحدى الشقين، كما لو كانت طلقة رصاص مثلا. لذلك يقول فاينمان في هذا الشأن:

(إن ما يحق لنا أن نتوقعه هو أن يؤدي فتح الثقب، في كل الأحوال إلى مزيد من الضوء القادم إلى الكاشف، لكن هذا لا يحدث في الواقع. فمن الخطأ إذن أن نقول بأن الضوء يمر من هذا الطريق أو ذاك. ومازال يفلت مني أن أقول جملا من قبيل انه يمر من هنا أو من هناك، لكن من المهم أن تتذكروا أنني، بهذا القول، أقصد وجوب جمع السعات [الأسهم].)¹

هناك طريقة رائعة قرأتها في أحد كتب ستيفن هوكينج Stephen Hawking يشرح فيها كيف يمكن للإلكترون أن يسلك عدة مسارات في أن واحد. تخيل أنك وضعت قطرة حبر على ورقة، ثم بدأت هذه القطرة بالنزول إلى أسفل الورقة ثم وضعت شق دائري صغير في الورقة بحيث تصطدم بها قطرة الحبر. ماذا سيحدث للقطرة؟ سوف تدور حول الشق من الجهتين. أي كما لو قد سلكت مسارين في وقت واحد لكن هذا الكلام لا يحدث لو أنك قمت بدحرجة كرة بيسبول في فتحة.

يجب عليك الآن أن لا تتساءل لماذا إذن لا نرى عدة مسارات في الأجسام العيانية العادية. فلماذا مثلا لا نرى عدة مسارات للكرة عندما يقوم بركلها لاعب الكرة؟ كالعادة، السبب في ذلك هو إهمال تأثيرات نظرية الكم وثابت بلانك. كذلك عندما يتم اقتران عدد بكل مسار للكرة، فأن هذه المسارات تلغي بعضها البعض عدا واحدا منها، وهو المسار الذي تراه.

على الرغم من أن ميكانيكا الكم، ومقاربة فاينمان لميكانيكا الكم تعطيان تنبؤات إحصائية تتوافق مع التجربة، إلا أن تفسير هذه التجربة على الصعيد الفكري والفلسفي ظل غامضا جدا. إذ كيف يتسنى لإلكترون أن يسلك مسارين مختلفين في وقت واحد؟ بهذه الحالة أصبح يتواجد في مكانين مختلفين في وقت واحد!! ثم لماذا يزول أثر التداخل عندما نضع كاشف لرصد الإلكترون من أي شق سيدخل؟ فهل الطبيعة تطوي أسرارها، كما يقول فاينمان، بأنها:

(قد تدبرت أمرها جيدا بحيث تمنعنا من معرفة طريق عملها عندما نضع أجهزة وظيفتها أن تتنبأ عن الطريق الذي اختاره الفوتون نحصل على الجواب المنشود لكن مفعولات التداخل الرائعة تزول! وإذا لم نضع تلك الأجهزة، أي إذا تخلينا عن معرفة طريق الفوتون، فأن مفعولات التداخل تعود إلى الوجود أليس هذا غريبا جدا!؟)²

فهل الإلكترون عندما يراقب يتصرف بشكل، وعندما لا يراقب يتصرف بشكل آخر؟ بهذه الطريقة يكون الإلكترون معتمدا على الراصد حتى يظهر على شكل معين. إن هذا ما تقوله لنا مدرسة كوبنهاغن بقيادة زعيمها بور. لقد أطلقوا على هذا التفسير اسم (انهيار الدالة الموجية) collaps of the wave function.

_________________________________

هوامش

[1] عجائب الضوء والمادة تجريبا وتأويلا، رٌتشارد فاينمان، ترجمة: أدهم السمان (مؤسسة الكويت للتقدم العلمي الطبعة الأولى، 1997).

[2] نفس المصدر السابق.

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