متغیرهای پنهان در مکانیک کوانتومی بوهمی

شیما اکبری

چکیده

در زمان کنونی، بیشتر فیزیکدانان همچنان یک دیدگاه شکاکانه نسبت به قضیه ی تغییر «متغیرهای نهفته» نظریه ی کوانتومی دارند، بر خلاف پی ریزی موفقیت آمیز یک چنین نظریه ای توسط دیوید بوهم و استدلالات محکم جان. اس . بل در طرفداری از این ایده، بسیاری یا متقاعد شده اند که تفسیر نظریه ی کوانتومی به این روش غیر ممکن است یا اینکه یک چنین تفسیری در واقع نامرتبط خواهد بود. بطور اساسی چنین شک هایی دو علت دارند. اولی به فرضیات ریاضی خاصی می پردازد (فرضیات فون نیومن ، گلیسون ، کوچن ، اسپکر و بل) که می تواند به موضوع متغیرهای نهفته اعمال شود. این فرضیات اغلب با اثبات این که متغیرهای نهفته به راستی غیر ممکن هستند تأیید می شوند، به این معنا که آنها نمی توانند پیش بینی های مکانیک کوانتومی را بازسازی کنند. با این وجود بسیاری از آنها که یک چنین نتیجه گیری انجام می دهند قبول دارند که نشان داده شده است متغیرهای نهفته به شدت خصوصیات پیچیده ای از خود نشان می دهند. دلیل دومی که متغیرهای نهفته نادیده گرفته شوند این است که پیچیده ترین نمونه ی یک نظریه متغیرهای نهفته که از آنِ دیوید بوهم است، ناجایگزیدگی را نشان می دهد. یعنی، در این نظریه این اتفاق می تواند رخ دهد که پیامدهای وقایع در یک مکان فوراً به مکانهای دیگر منتشر می شوند. اگرچه، همانطور که در این مطالعه نشان خواهیم داد، نه فرضیات ریاضی مورد بحث و نه ویژگی ناجایگزیدگی از اهمیت تفسیر نظریه ی کوانتومی متغیرهای نهفته نمی کاهد. این فرضیات نه نشانگر آن هستند که متغیرهای نهفته غیر ممکن هستند و نه اینکه آنها باید بیش از اندازه پیچیده باشند. در خصوص ناجایگزیدگی، این خصوصیت در خود مکانیک کوانتومی حضور دارد و خصوصیت لازم هر نظریه ای است که با پیش بینی های مکانیکی کوانتومی سازگاری دارد. در مطالعه ی حاضر، به مسـأله ی متغیرهای نهفته به صورت زیر پرداخته می‏شود. ابتدا نخستین آنالیز متغیرهای نهفته را که متعلق به فون نیومن است بررسی می‏کنیم و رد مدرک امر محال فون نیومن توسط جان. اس. بل را نقد می کنیم. سپس استدلالات بل در خصوص فرضیات گلیسون، کوچن و اسپکر را توضیح می دهیم. طبق استدلال بل، این فرضیات آخری حاکی از آن نیستند که تفسیرهای متغیرهای نهفته غیر قابل دفاع هستند، اما در عوض اینکه چنین نظریه هایی باید ساختاری بودن را نشان دهند. ساختاری بودن به معنای وابستگی نتایج یک اندازه گیری هم‏ به سیستم و هم به ‏دستگاه اندازه گیری است.این مفهوم در تقابل آشکار با گرایشی است که معتقد به در نظر گرفتن سیستم کوانتومی منزوی(ایزوله)، بدون در نظر گرفتن پیکر بندی سیستم اندازه‏گیری می‏باشد.

اساتید راهنما و مشاور

محمدرضا جلیلیان نصرتی، حسین مهربان