หน้าเว็บ

วันอาทิตย์ที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2552

ไม่มีอะไรเป็นจริงในควอนตัม

ในกลศาสตร์ควอนตัมมีสมการที่อธิบาย พฤติกรรมของวัตถุที่เล็กมากยิ่งกว่าสิ่งที่เรามองไม่เห็น กล่าวคือมีขนาดเล็กในระดับอะตอมหรือเล็กกว่า ทฤษฎีควอนตัมหนึ่งเดียวเท่านั้นที่ให้คำอธิบายของโลกของสิ่งที่เล็กมากๆ ถ้าปราศจากสมการเหล่านี้แล้ว นักฟิสิกส์คงไม่สามารถออกแบบ หรือทำงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์(ไม่สามารถที่จะทำระเบิดนิวเคลียร์หรือระเบิด อะตอม) ไม่สามารถที่จะสร้างทำแสงเลเซอร์ขึ้นมา หรืออธิบายว่าทำไมรังสีจากดวงอาทิตย์จึงร้อน และถ้าปราศจากกลศาสตร์ควอนตัม วิชาเคมีคงยังจมอยู่ในยุคมืด และคงจะไม่มีวิทยาศาสตร์ของชีวโมเลกุลเกิดขึ้น และยังไม่มีความเข้าใจเกี่ยวกับ DNA และไม่มีพันธุวิศวกรรม

ทฤษฎีควอนตัมบ่งชี้ให้เห็นความสำเร็จสูงที่สุดของวิทยาศาสตร์เท่าที่เคย มีมา มีนัยสำคัญที่กว้างไกล ในการนำไปใช้ได้โตยตรงในทางปฏิบัติ มากกว่าทฤษฎีสัมพันธภาพ การพยากรณ์ที่ประหลาดในโลกของกลศาสตร์ควอนตัม แปลกมาจนแม้แต่ไอน์สไตย์ ก็ยังพบว่ายากต่อการทำความเข้าใจ และปฏิเสธที่จะยอมรับการนำทฤษฎีควอนตัมที่พัฒนาขึ้นโดยชเรอดิงเงอร์และผู้ ร่วมงานของเขามาใช้ ไอน์ไตย์และนักวิทยาศาสตร์อื่นอีกมากมีความรู้สึกว่าจะเป็นการดีกว่าที่ เชื่อว่า สมการในกลศาสตร์ควอนตัม นั้นเป็นอะไรบางอย่างที่ของการเป็นกลวิธีทางคณิตศาสตร์ เพียงปรากฏให้เห็นว่าเป็นเรื่องมีเหตุผลดี ที่นำให้เห็นว่ามีเหตุผลในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมระดับอะตอมและกึ่ง อะตอม แต่ได้ปกปิดความจริงที่ลึกลงไปที่สอดกล้องกันมากกว่า ความเป็นจริงในชีวิตประจำวัน

สำหรับอะไรที่กลศาสตร์ควอนตัมบอกให้ทราบก็คือ ไม่มีอะไรที่เป็นจริง และนั่นเราไม่อาจกล่าวอะไรได้เกี่ยวกับสิ่งต่างๆ ถ้าเราไม่เข้าไปเฝ้ามองมัน แมวของชเรอดิงเงอร์ได้นำเสนอขึ้นมาเพื่อให้เห็นความแตกต่างระหว่างโลกของ ควอนตัมและโลกในชีวิตประจำวันได้ชัดเจน

ในโลกของกลศาสตร์ควอนตัมกฏทางฟิสิกส์ที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวันไม่ สามารถใช้ได้อีกต่อไป แต่แทนเหตุการณ์ต่างๆทีควบคุมด้วยความน่าจะเป็น (probabilities) ตัวอย่างเช่นอะตอมกัมมันตรังสีอาจจะสลายตัวปลดปล่อยอิเลคตรอนตัวหนึ่ง หรือกล่าวได้ว่า อาจจะไม่มีการสลายตัวให้อิเลคตรอนเลยก็ได้ เป็นไปได้ที่จะจัดการทดลองให้เห็น ในทางที่มีโอกาส 50-50 เปอร์เซนต์แน่นอนที่สุด ที่อะตอมหนึ่งหนึ่งในชิ้นของสารกัมมันตรังสีจะสลายตัวในเวลาหนึ่ง และตัวตรวจจับบันทึกการสลายตัว ถ้าการสลายตัวเกิดขึ้น

ชเรอดิงเงอร์ ไม่พอใจเท่ากับที่ไอน์สไตย์ ในการนำทฤษฎีควอนตัมไปใช้ ความพยายามี่จะแสดงการนำไปใช้ทีผิดแผกออกไป โดยการจินตนาการเป็นการทดลองในความคิด โดยการจัดการทดลองในห้องปิดหรือกล่องที่นำแมวที่มีชีวิตมาไว้ภายใน และชุดภาชนะที่ใส่ยาพิษไว้ โดยจัดไว้ในลักษณะที่ ถ้าสารกัมมันตรังสีสลายตัวเกิดขึ้นละก็ ภาชนะที่ใส่ยาพิษก็จะแตก แล้วยาพิษนั้นจะมาทำให้แมวตาย ตามโลกในชีวิตประจำวันเรากล่าวได้ว่ามีโอกาสที่แมวจะตาย 50-50 เปอร์เซนต์ที่แมวจะถูกทำให้ตาย โดยไม่ต้องมองเข้าไปดูภายในกล่อง เรากล่าวได้ค่อนข้างแน่ใจว่า แมวภายในกล่องนั้นไม่ตายก็รอด แต่ตอนนี้เราอยู่กับโลกควอนตัมที่ประหลาด ตามทฤษฎีควอนตัมแล้วไม่มีโอกาสทั้งที่แมวจะอยู่หรือตายที่เปิดรับสาร กัมมันตรังสี และดังนั้นแมวจะมีความจริงใดๆอยู่เมื่อไปสังเกตมัน การสลายตัวของอะตอมจึงไม่มี ทั้งที่เกิดขึ้น และไม่เกิดขึ้น จึงไม่มีทั้งแมวที่ตายและแมวที่มีชีวิต จนกระทั่งเราได้มองเข้าไปในกล่องเพื่อดูว่าอะไรเกิดขึ้น นักทฤษฎีที่ยอมรับกลศาสตร์ควอนตัมรุ่นแรก กล่าวว่าแมวยังคงอยู่ในบางสถานะที่หาค่าไม่ได้ ไม่มีทั้งการตายและการมีชีวิตอยู่ จนกว่าผู้สังเกตมองเข้าไปในกล่อง ดูว่ามีความเป็นไปอะไรในกล่อง นั่นก็คือไม่มีอะไรเป็นจริง นอกจากเราเข้าไปสังเกตหรือสิ่งดังกล่าวได้รับการสังเกต

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น