نظرية الكوانتوم بين العلم و الفلسفة :
في نهاية القرن التاسع عشر برزت أمام العلماء مجموعة من القضايا و الظواهر التي لا يمكن تفسيرها إلا باعتبار أن الضوء عبارة عن كميات محددة من الطاقة و أول من جاء بهذه الفكرة هو العالم ماكس بلانك عام 1900 عندما قال بأن طاقة الضوء لا يمكن أن تتدفق بشكل متواصل بل بكميات محددة ومتقطعة وكل كمية منها تسمى كوانتم أي الجوهر .ثم تبنى آينشتاين هذه الفكرة عام 1905 لأنه وجد فيها تفسيراً لما يعرف باسم الفعل الكهرضوئي.
ولكن مهلاً ما هو الفعل الكهروضوئي؟
بناء على نظرية أينشتاين فقد تغير مفهوم العلماء للضوء، فقد كانت الفكرة السائدة قبل ذلك أنّ الضوء موجة لأنه يخضع لظواهر الانعكاس والتداخل والانعراج ولكنه إذا امتلك كميات محددة ومتقطعة من الطاقة فهو إذاً مجموعة كبيرة من الجسيمات ..- فكيف يمكن لشيءٍ ما أن يكون له بنيتان مختلفتان ؟
- وهل الضوء موجة أم جسيمات ؟
- وإذا كان موجة فلماذا يتصرف كالجسيمات ؟
- و إذا كان جسيمات فلماذا يتصرف كالأمواج ؟..
بعد عدة سنوات جاء عالم فيزيائي فرنسي يدعى لويس دو برايل:
وزاد الأمر تعقيداً حين قال إنّ طبيعة الضوء الغامضة تنطبق أيضاً على الإلكترونات وعلى كل الجسيمات المجهرية السريعة .و قد أثبت ذلك بإخضاع الإلكترونات لتجربة شقي يانغ فوجد أنّ الإلكترونات تتداخل مثل الضوء ومثل الأمواج .
وتبرز هنا معضلة جديدة :
فالموجة ظاهرة فيزيائية تنشر في وسط ما أو حتى في الخلاء ولكنها تنتشر ضمن مجالٍ مكانيٍ محدد فلا يمكن القول إن هذه الموجة موجودة في مكان محدد في زمن محدد. بينما يمكن تحديد مكان الجسيم في كل لحظة وبناءً على ذلك لا يمكن أن يكون الشي الواحد جسيماً وموجةً معاً .ولكن التجارب العديدة أثبتت أن الضوء والجسيمات المجهرية لها طبيعة مزدوجة فهي أحياناً تتصرف كجسيمات و أحيانا كموجات , ولكن ذلك ليس عشوائياً ولا عبثياً .
وبناءً على هذا الفهم الجديد لحقيقة الأشياء المجهرية:
كان لا بد من وضع قانونٍ ما يصف سلوك هذه الأشياء وقد قام بذلك العالم إيروين شرودينغر الذي تمكّن من صياغة معادلة رياضية موجية تصف هذه الأشياء التي لم تعد تسمى جسيمات .والجدير بالذكر في هذا السياق أن طبيعة هذه الأشياء المزدوجة جعلت من المستحيل التنبؤ بسلوكها وتحديد مكانها ومستوى طاقتها في لحظة ما وكل ما يمكن معرفته هو فقط احتمال وجودها في وضع ما عند لحظة ما وتحت شرط ما .فهي أشياء غير قابلة للتحديد .
ومما سبق :
تبين للعلماء أن طبيعة الأشياء الدقيقة جداُ ( النانوية )هي طبيعة احتمالية غير قابلة للتكهن الدقيق .لقد كانت هذه النظرية بمثابة ثورة علمية غيرت الكثير من المفاهيم وقد حصل الكثير من العلماء في مطلع القرن العشرين على جوائز نوبل بسبب مساهماتهم في بناء هذه النظرية .
إقرأ المزيد ...
بقلمي سليمان أبو طافش✍️
إرسال تعليق
كُن مشرقاً بحروفك، بلسماً بكلماتك