الأساس الكمي للعالم الحديث

لفيزياء الكم علاقة وثيقة بتفسير حركة الكواكب (أ.ف.ب)
لفيزياء الكم علاقة وثيقة بتفسير حركة الكواكب (أ.ف.ب)
TT

الأساس الكمي للعالم الحديث

لفيزياء الكم علاقة وثيقة بتفسير حركة الكواكب (أ.ف.ب)
لفيزياء الكم علاقة وثيقة بتفسير حركة الكواكب (أ.ف.ب)

«عفريت لابلاس» كائن فذ، تخيله عالم الرياضيات بيير - سيمون دو لابلاس، خلال نشوة انتصارات عقل عصر التنوير. قدرات هذا «الجن الكلاسيكي»، وليد ثورة نيوتن العلمية، تمكنه من معرفة مكان وسرعة كل مكونات الكون، ولذا يمكننه تحديد مسار الأشياء والتنبؤ بالمستقبل. أما جائزة نوبل في الفيزياء هذا العام فتتعلق بتجارب تدعم رؤية «حديثة» مغايرة، تعبر عن عالم خال من المسارات المحددة. عالم لا يمكن التنبؤ فيه بالمستقبل إلا احتمالياً.
هذا هو كون ميكانيكا الكم، النظرية التي باتت تكهناتها صادمة حتى بالنسبة لمن ساهموا في اكتشافها وتشكيلها. هكذا اعترض أينشتاين على خاصية الاحتماليات: «الإله لا يلعب النرد». حتى نيلز بوهر، الذي جادل أينشتاين في هذا الشأن، فكان له هذا التعليق: «إن لم تصدمك ميكانيكا الكم بعمق فإنك لم تفهمها بعد». بوهر كان يعرف ما يعني جيداً، فكان عميداً للمجموعة (المكونة في معظمها من علماء ألمان) التي ابتكرت التفسير الاحتمالي السائد لميكانيكا الكم، الذي أخذ اسم المدينة التي عمل فيها وجمع بها زملاءه للمداولة (كوبنهاغن).
الجدل الدائر منذ قرن الآن بخصوص الكم يتلخص في مدى تحديد النظرية لإمكانات «عفريت لابلاس»، الكائن الكلاسيكي الذي نتج عن نجاح ميكانيكا نيوتن الباهر في شرح مسارات كواكب المجموعة الشمسية. لكن إذا كان عالم الكم (في تفسير كوبنهاغن) لا يستضيف أي مسارات من الأصل، فلا يمكن مثلاً للإلكترونات أن تدور حول نواة الذرة كالكواكب حول الشمس؛ التصور الكمي للعالم على هذا المستوى يمحو تلك الفكرة، لأنه لا يمنح الإلكترون (أو أي جسيم آخر) مكاناً محدداً وسرعة محددة إلا عندما نرصده. ماذا يفعل إذن؟ كل ما نعرفه أنه يمكن أن يكون موجوداً في أي مكان (باحتمالات متفاوتة). فقط عندما نرصده يمكن تحديد موقعه بدقة (إذا كنا لا نريد معرفة سرعته). أما قبل الرصد (وبعده) فيتصرف وكأنه في كل الأماكن المحتملة في الوقت نفسه، في حالة «تراكب» بين حالات متداخلة ومتشابكة.
ولأن الأشياء ليست لها أماكن إلا عندما نصمم التجارب خصيصاً للكشف عنها، ولأن التجربة التي لا تجري لا يمكن أن تكون لها نتيجة محددة، فلا معنى في العالم الكمي لسؤال «أين الأشياء» بصفة عامة. وإذا انطبقت مثل هذه القيود على «كائن لابلاس»، فهذا معناه أن المتاح له سيكون محصوراً في حساب الاحتمالات وإجراء التجارب لمعرفة ما هو الاحتمال الذي سيتجسد فعلاً، متنازلاً هكذا عن إمكانية التنبؤ بمسار العالم رغم قدراته الحسابية الفائقة.
هذا ما دفع أينشتاين للإبداء برأيه الشهير المتعلق بالإله والزهر. بل إن هذه الرؤية، بتخليها عن الكون المنظم بقوانين حتمية، كانت صادمة بشكل جعل البعض يعتقد أنها نبعت عن عقل العلماء الألمان في أعقاب الحرب العالمية الأولى، نتيجة الظروف الاجتماعية والثقافية العاصفة التي سادت جمهورية فايمار! من الإحباط الحاد الذي أعقب الهزيمة، والذي أتى بمناخ ثقافي معادٍ للعقلانية، بمنهجها التحليلي «البارد»، الذي تم اتهامه بفتيت العالم لشراذم فاقدة المعنى، وكبح روح الحياة بمنهج الحتمية السببية «الميت الجامد» (حسب تعبير أوسفالد سبينغلر المؤثر). ولأن هذا الماخ بات معادياً بالذات لعلم الفيزياء، باعتباره مجسداً لذروة النهج المكروه، تسرع فيزيائيو العالم الألماني، حسب هذا الرأي، في التخلص من قوانين الحتمية الكلاسيكية «الجامدة» في سبيل صد الهجوم على مهنتهم ومكانتهم.
حسب هذا الرأي (الذي ظهر عام 1971 في مقال مهم لبول فورمان)، فإن أساس التخلص من الحتمية في فيزياء الكم لم تفرضه التجربة المعملية إنما الظروف الاجتماعية. هذا خطأ فادح بالطبع إذا تعلق الأمر بمحتوى ميكانيكا الكم الرياضي، فالذي فرضه كان تفسير معطيات معملية (مثل أطياف الألوان المنبعثة من المواد عند احتراقها)، وليس الظروف الاجتماعية. بل من الحماقة اعتبار العلم الطبيعي الحديث كمنظومة اجتماعية يقوم من خلالها العلماء بفرض الحقائق عن العالم، كما اعتقد بعض مفكري ما سمي بما بعد الحداثة بعد فورمان: فرغم أنها نابعة عن عقول إنسانية تتلاقى في سياق إجماعي، ميكانيكا الكم ليست كالأساطير التقليدية؛ لأنه، بكل بساطة، لا يمكن على أساس الأخيرة بناء اللابتوب أو التابلت أو المحمول الذي سيقرأ البعض عليه هذا المقال.
لكن ماذا عن تفسير كوبنهاغن، الذي لا يعترف، من حيث المبدأ، بإمكانية معرفة أي شيء عن العالم الطبيعي غير التنبؤ احتمالياً بنتائج التجارب؟ هل تسرع مبتكروه في التخلص من عناصر الواقع المعروفة من حياتنا اليومية (ربما فعلاً لتأثرهم بمحيطهم الثقافي)؟ أينشتاين مثلاً كان رأيه أن ميكانيكا الكم نظرية ناجحة لكنها ليست كاملة؛ بمعنى أن هناك «حقيقة أعمق» تكمن خلف النجاحات، التي يمكن من ثم اشتقاقها من نظرية حتمية أدق، تعيد «عفريت لابلاس» بكامل قدراته السببية الكلاسيكية للعالم.
في هذا السياق حاول أينشتاين (مع بودولسكي وروزين) إيضاح مدى غرابة تنبؤات ميكانيكا الكم في إطار كوبنهاغن، وذلك بالإشارة لوجود حالات تبدو خلالها خاصيات الجسيمات المختلفة متشابكة ومترابطة بصرف النظر عن المسافات التي تفصلها؛ فمثل الإلكترون الذي «لا يعرف مكانه» إلا عند الرصد، لا تعرف هذه الجسيمات «هويتها»، وكأنها تتبادل الخواص بينها في حالة تراكب وتشابك لا تتلاشى إلا مع الرصد التجريبي.
لم يكن من السهل اختبار تلك الأفكار عملياً، لأنه يحتاج إلى تتبع جسيمات أولية منفردة. لكن مع تطور التكنولوجيا تمكن العلماء من تتبع تصرفات الجسيمات، ونتيجة التجارب أشارت إلى أن هناك فعلاً إمكانية لترابط «آني» بين الجسيمات، الذي يشرحه إطار كوبنهاغن بأن معرفتنا بحالة تلك الجسيمات - معرفتنا نحن، وليس «معرفة» الجسيمات لحالتها! - تأتي أصلاً متشابكة (لأن أينشتاين أشار بتحضيرها هكذا)، ولذا فإجراء التجربة على أحدها يجيب على كل الأسئلة التي يمكن الإجابة عنها بخصوصها في صفقة واحدة وآن واحد. هذا باختصار كان موضوع جائزة نوبل في الفيزياء هذا العام.
ذلك لا يعني بالضرورة غياب «الحقيقة الأعمق» التي أرادها أينشتاين. لكنه يشير إلى أن من خلال اللغة التي نستخدمها، النابعة من عالمنا اليومي «الكلاسيكي»، هذا هو كل ما يمكن أن تقوله لنا الطبيعة على المستوى الكمي عند سؤالها؛ لأن المفردات والمفاهيم التي نصف بها العالم ليست معرفة فيه إلا من خلال بحثنا عنها.
في إطار فلسفة كانط للمعرفة هذا معناه أننا لا نعرف «الشيء في ذاته»، ما نعرفه هو ما تمكننا أداتنا الذهنية والفكرية من رصده، الذي يمكن تنظيمه في نظريات يحاكي منطقها بنجاح علاقات الأشياء في العالم الطبيعي. هذا النجاح هو ما يميز المنظومة العلمية عن الأسطورة، وليس بالضرورة التعمق في معنى محتوى الوجود. في الوقت نفسه، فقابلية تلك المنظومة للتطور في ظل المستجدات، لضمان استمرار النجاح، تحرك آفاقها نحو الاتساع المستمر، ومعه يأتي الإطار الحضاري الذي ينبذ المفاهيم الساذجة عن العالم ومعرفتنا له ومكاننا فيه.
ومع اتساع التصور تأتي إمكانية استخدام ما فهماه من مساءلة الكون في سبيل إثراء حياتنا اليومية. جائزة نوبل هذا العام لم تكرم التقدم في المعضلات النظرية المتعلقة بميكانيكا الكم فحسب، إنما كذلك إفساح المجال للطفرات المتلاحقة المتصلة بتطبيقات تكنولوجية مهمة؛ كالمتبلورة في مجال الحاسبات الكمية، الذي ينذر بثورة هائلة في تكنولوجيا المعلومات، والذي تمول الأبحاث فيه شركات عملاقة، من «إي بي إم» إلى «بي إم دابليو»، وحكومات كثيرة، من إسرائيل إلى أستراليا.
في عالمنا العربي ما زال هناك التباس في فهم العلاقة بين البحث في أساسيات المعرفة والتطبيق التقني. الطريق إلى تطبيقات كالحاسبات الكمية، إذا اكتمل، سيكون قد تطرق لأسئلة تتعلق بطبيعة معرفتنا للعالم، ومعناها وحدودها وآفاقها. أسئلة تتطلب المساهمة في سؤالها والإجابة عليها إطاراً فكرياً يعترف أولاً بقيمة البحث فيها، وليس طغيان رؤية نفعية قاصرة لا تأخذ أساسيات المعرفة جدياً. بل وتقر، متخطية دروس التاريخ ومتجاهلة أدلة العصر، بإمكانية التألق في التطبيقات دون استيعاب الأساسيات، فتخسر الاثنين معاً.

* كاتب مصري


مقالات ذات صلة

هل يحد «الحوار الوطني» من «قلق» المصريين بشأن الأوضاع السياسية والاقتصادية؟

شمال افريقيا هل يحد «الحوار الوطني» من «قلق» المصريين بشأن الأوضاع السياسية والاقتصادية؟

هل يحد «الحوار الوطني» من «قلق» المصريين بشأن الأوضاع السياسية والاقتصادية؟

حفلت الجلسة الافتتاحية لـ«الحوار الوطني»، الذي دعا إليه الرئيس المصري عبد الفتاح السيسي قبل أكثر من عام، برسائل سياسية حملتها كلمات المتحدثين، ومشاركات أحزاب سياسية وشخصيات معارضة كانت قد توارت عن المشهد السياسي المصري طيلة السنوات الماضية. وأكد مشاركون في «الحوار الوطني» ومراقبون تحدثوا لـ«الشرق الأوسط»، أهمية انطلاق جلسات الحوار، في ظل «قلق مجتمعي حول مستقبل الاقتصاد، وبخاصة مع ارتفاع معدلات التضخم وتسببه في أعباء معيشية متصاعدة»، مؤكدين أن توضيح الحقائق بشفافية كاملة، وتعزيز التواصل بين مؤسسات الدولة والمواطنين «يمثل ضرورة لاحتواء قلق الرأي العام، ودفعه لتقبل الإجراءات الحكومية لمعالجة الأز

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
شمال افريقيا السيسي يبحث انعكاسات التطورات الإقليمية على الأمن القومي المصري

السيسي يبحث انعكاسات التطورات الإقليمية على الأمن القومي المصري

عقد الرئيس المصري عبد الفتاح السيسي، اجتماعاً، أمس (الخميس)، مع كبار قادة القوات المسلحة في مقر القيادة الاستراتيجية بالعاصمة الإدارية الجديدة، لمتابعة دور الجيش في حماية الحدود، وبحث انعكاسات التطورات الإقليمية على الأمن القومي للبلاد. وقال المستشار أحمد فهمي، المتحدث الرسمي باسم الرئاسة المصرية، في إفادة رسمية، إن «الاجتماع تطرق إلى تطورات الأوضاع على الساحتين الإقليمية والدولية، وانعكاساتها على الأمن القومي في ظل الظروف والتحديات الحالية بالمنطقة». وقُبيل الاجتماع تفقد الرئيس المصري الأكاديمية العسكرية المصرية، وعدداً من المنشآت في مقر القيادة الاستراتيجية بالعاصمة الإدارية. وأوضح المتحدث ب

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
شمال افريقيا مصر: ظاهرة «المقاتلين الأجانب» تهدد أمن واستقرار الدول

مصر: ظاهرة «المقاتلين الأجانب» تهدد أمن واستقرار الدول

قالت مصر إن «استمرار ظاهرة (المقاتلين الأجانب) يهدد أمن واستقرار الدول». وأكدت أن «نشاط التنظيمات (الإرهابية) في أفريقيا أدى لتهديد السلم المجتمعي».

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
شمال افريقيا حادث تصادم بمصر يجدد الحديث عن مخاطر «السرعة الزائدة»

حادث تصادم بمصر يجدد الحديث عن مخاطر «السرعة الزائدة»

جدد حادث تصادم في مصر الحديث بشأن مخاطر «السرعة الزائدة» التي تتسبب في وقوع حوادث سير، لا سيما على الطرق السريعة في البلاد. وأعلنت وزارة الصحة المصرية، (الخميس)، مصرع 17 شخصاً وإصابة 29 آخرين، جراء حادث سير على طريق الخارجة - أسيوط (جنوب القاهرة).

منى أبو النصر (القاهرة)
شمال افريقيا مصريون يساهمون في إغاثة النازحين من السودان

مصريون يساهمون في إغاثة النازحين من السودان

بعد 3 أيام عصيبة أمضتها المسنة السودانية زينب عمر، في معبر «أشكيت» من دون مياه نظيفة أو وجبات مُشبعة، فوجئت لدى وصولها إلى معبر «قسطل» المصري بوجود متطوعين مصريين يقدمون مياهاً وعصائر ووجبات جافة مكونة من «علب فول وتونة وحلاوة وجبن بجانب أكياس الشيبسي»، قبل الدخول إلى المكاتب المصرية وإنهاء إجراءات الدخول المكونة من عدة مراحل؛ من بينها «التفتيش، والجمارك، والجوازات، والحجر الصحي، والكشف الطبي»، والتي تستغرق عادة نحو 3 ساعات. ويسعى المتطوعون المصريون لتخفيف مُعاناة النازحين من السودان وخصوصاً أبناء الخرطوم الفارين من الحرب والسيدات والأطفال والمسنات، بالتعاون مع جمعيات ومؤسسات أهلية مصرية، على


«الخوذ البيضاء» يطالب الأمم المتحدة بالحصول على خرائط «السجون السرية» من الأسد

لقطة جوية تظهر تجمع الناس في سجن صيدنايا (أ.ف.ب)
لقطة جوية تظهر تجمع الناس في سجن صيدنايا (أ.ف.ب)
TT

«الخوذ البيضاء» يطالب الأمم المتحدة بالحصول على خرائط «السجون السرية» من الأسد

لقطة جوية تظهر تجمع الناس في سجن صيدنايا (أ.ف.ب)
لقطة جوية تظهر تجمع الناس في سجن صيدنايا (أ.ف.ب)

أعلن جهاز «الخوذ البيضاء»، اليوم (الثلاثاء)، أنه قدم طلباً إلى الأمم المتحدة للحصول على خرائط بمواقع «السجون السرية» من الرئيس بشار الأسد الذي فرّ، الأحد، مع دخول فصائل المعارضة بقيادة «هيئة تحرير الشام» دمشق، وإعلانها إسقاط حكمه، وفقاً لـ«وكالة الصحافة الفرنسية».

وأكد نائب وزير الخارجية الروسي، سيرغي ريابكوف، في مقابلة مع شبكة أميركية، اليوم (الثلاثاء)، أن الأسد داخل روسيا، في أول تأكيد رسمي من موسكو لما سبق أن أوردته وكالات أنباء روسية.

وقال مدير جهاز «الخوذ البيضاء»، رائد الصالح، في منشور على منصة «إكس» اليوم: «أرسلنا (...) طلباً للأمم المتحدة عبر وسيط دولي لمطالبة روسيا بالضغط على المجرم (...) بشار الأسد لتسليمه خرائط بمواقع السجون السرية، وقوائم بأسماء المعتقلين، لنتمكن من الوصول إليهم بأسرع وقت ممكن».

ومنذ بداية الاحتجاجات التي تحوّلت إلى نزاع مسلّح في عام 2011، توفي أكثر من 100 ألف شخص في السجون خصوصاً تحت التعذيب، وفق تقديرات للمرصد السوري لحقوق الإنسان تعود إلى عام 2022.

وأفاد المرصد بأنّ الفترة ذاتها شهدت احتجاز نحو 30 ألف شخص في سجن صيدنايا الواقع على مسافة نحو 30 كيلومتراً من العاصمة دمشق، ولم يُطلق سراح سوى 6 آلاف منهم.

من جانبها، أحصت منظمة العفو الدولية آلاف عمليات الإعدام، مندّدة بـ«سياسة إبادة حقيقية» في سجن صيدنايا الذي وصفته بـ«المسلخ البشري».

وأعلنت فصائل المعارضة تحرير المحتجزين في السجون بما فيها سجن صيدنايا الذي يُعد من أكبر السجون السورية، وتفيد منظمات غير حكومية بتعرّض المساجين فيه للتعذيب.

وأعلن جهاز «الخوذ البيضاء»، اليوم، «انتهاء عمليات البحث عن معتقلين محتملين في زنازين وسراديب سريّة غير مكتشفة» داخل سجن صيدنايا «من دون العثور على أي زنازين وسراديب سرية لم تُفتح بعد».

غير أنّ الكثير من العائلات لا تزال مقتنعة بأنّ عدداً كبيراً من أقربائها محتجزون في سجون سرية تحت الأرض.

وقال رائد الصالح: «توحُّش وإجرام لا يمكن وصفه مارسه نظام الأسد البائد في قتل السوريين واعتقالهم وتعذيبهم».