تبلیغات
فیزیک - پیش بینى آینده

فیزیک

دوشنبه 11 بهمن 1389

پیش بینى آینده

نویسنده: امید مرکبی   طبقه بندی: پیش بینى آینده، 

 

پیش بینى آینده

از دست رفتن اطلاعات در سیاهچاله ها و ناتوانى در پیش بینى آینده

استفن هاوكینگ

ترجمه: سلیمان فرهادیان


بشر همیشه دوست داشته است كه آینده را رام خود سازد یا حداقل بتواند آنچه را كه بعداً روى مى دهد پیش گویى كند. به همین دلیل است كه طالع بینى از چنین محبوبیتى برخوردار است. طالع بینى مدعى است حوادثى كه در زمین روى مى دهد با حركت سیارات در آسمان ارتباط دارد. این فرضیه با شیوه هاى علمى قابل آزمایش است، یا اگر طالع بینان جرات كرده و پیش گویى هاى مشخصى ارائه دهند، قابل آزمایش خواهد بود. با این همه طالع بینان آنقدر عاقلند كه پیش بینى هایشان چنان مبهم باشد كه بتوان براى هر پیشامدى به كار برد. هیچ وقت نمى توان اثبات كرد كه عبارت هایى همچون «ممكن است روابط شخصى مستحكم شود» یا «فرصت اقتصادى ارزشمندى به دست خواهید آورد» غلط است.

اما دلیل اصلى كه باعث مى شود اغلب دانشمندان به طالع بینى اعتقاد نداشته باشند، وجود شواهد علمى یا فقدان آن نیست بلكه این است كه با سایر نظریه هایى كه به طور تجربى آزمایش شده اند، هماهنگى ندارد. وقتى كه كپرنیك و گالیله كشف كردند كه سیارات به دور خورشید مى گردند و نه به دور زمین و نیوتن قوانین حاكم بر حركت آنان را كشف كرد، از اعتبار طالع بینى كاسته شد. چرا باید موقعیت سیارات دیگر در پس زمینه آسمان، آنگونه كه از زمین دیده مى شود، با ماكرومولكول هایى روى سیاره اى كوچك كه خود را موجودى هوشمند مى خوانند، ارتباطى داشته باشد؟ با این همه، این چیزى است كه طالع بینى انتظار دارد باور كنیم. براى بعضى از نظریه هایى كه در این كتاب بیان شده است نیز شواهد تجربى بیشترى نسبت به طالع بینى وجود ندارد، اما آنها را مى پذیریم، زیرا با نظریه هایى كه صحت آنها با آزمایش تایید شده است، سازگار است. موفقیت قوانین نیوتن و نظریه هاى دیگر به ایده موجبیت علمى (Scientific determinism) منجر شده است كه اولین بار آن را ماركى دولاپلاس دانشمند فرانسوى در ابتداى قرن نوزدهم ابراز كرد. لاپلاس بیان كرد كه اگر ما موقعیت و سرعت تمام ذرات جهان را در یك لحظه بدانیم مى توانیم با استفاده از قوانین فیزیك وضعیت جهان را در هر زمان دیگرى در گذشته یا آینده پیش گویى كنیم.

به عبارت دیگر اگر موجبیت علمى صحیح باشد، اصولاً مى توان آینده را پیش گویى كرد و نیازى به طالع بینى نیست. البته در عمل حتى نظریه هاى ساده اى همانند نظریه گرانش نیوتن معادلاتى را به وجود مى آورند كه نمى توان آنها را براى بیش از دو ذره، به طور دقیق حل كرد. گذشته از آن، معادلات اغلب خاصیتى به نام آشوب (chaos) دارند، به گونه اى كه تغییر كوچكى در موقعیت یا سرعت در یك زمان مشخص مى تواند به رفتارى كاملاً متفاوت در زمانى دیگر منجر شود. همان طور كه كسانى كه فیلم پارك ژوراسیك را دیده اند مى دانند، یك اختلال كوچك در جایى مى تواند به تغییر بزرگى در جاى دیگر منجر شود. پروانه اى كه بال هایش را در توكیو به هم مى زند مى تواند باعث بارش باران در سنترال پارك نیویورك شود. مشكل اینجاست كه توالى رویدادها تكرارپذیر نیست. بار دیگر كه پروانه بال هایش را به هم مى زند، عوامل متعدد و متفاوت دیگرى حضور دارند و باز هم بر وضعیت آب و هوا تاثیر مى گذارد. به همین دلیل است كه پیش بینى وضع آب و هوا اینقدر غیرقابل اعتماد است.

بنابراین اگرچه قوانین الكترودینامیك كوانتوم ما را قادر مى سازد كه اصولاً هر چیزى را در شیمى و زیست شناسى محاسبه كنیم، در پیش گویى رفتار انسان براساس معادلات ریاضى موفقیت چندانى نداشتیم. با این همه اغلب دانشمندان به رغم این مشكلات عملى، این ایده را پذیرفته اند كه اصولاً آینده قابل پیش گویى است.در نگاه اول شاید به نظر برسد كه اصل عدم قطعیت كه مى گوید موقعیت و سرعت یك ذره را نمى توان به طور همزمان با دقت اندازه گرفت، موجبیت را با مشكل مواجه سازد. هر چه كه موقعیت یك ذره را با دقت بیشترى اندازه بگیریم، دقت اندازه گیرى سرعت كمتر مى شود و برعكس. از بیان موجبیت علمى لاپلاس برمى آید كه اگر مكان و سرعت ذرات را در یك زمان مشخص بدانیم، مى توانیم موقعیت و سرعت آنها را هر زمان دیگرى در گذشته و آینده بدانیم. اما در شرایطى كه اصل عدم قطعیت مانع از آن مى شود كه مكان و سرعت ذرات را در یك زمان مشخص به طور دقیق تعیین كنیم، چگونه مى توانیم حتى اولین گام ها را برداریم. رایانه هاى ما هر چقدر كه عالى باشند، وقتى كه اطلاعات غلط وارد مى كنیم، پیش گویى هاى غلطى نیز دریافت مى داریم.

با این همه موجبیت به صورت اصلاح شده در نظریه جدیدى كه مكانیك كوانتوم (Quantum Mechanics) نام دارد و اصل عدم قطعیت را شامل مى شود، مجدداً مطرح شده است. تقریباً مى توان گفت كه در مكانیك كوانتوم مى شود نیمى از آنچه را كه از دیدگاه كلاسیك لاپلاس انتظار داریم، به دقت پیش بینى كرد. یك ذره در مكانیك كوانتوم، مكان یا سرعت كاملاً دقیقى ندارد، اما مى توان حالت آن را با استفاده از مفهومى كه تابع موج (Wave Function) نام دارد، نشان داد. تابع موج عددى به هر نقطه از فضا نسبت مى دهد كه احتمال یافتن ذره مورد نظر را در آن موقعیت بیان مى كند. میزان تغییر تابع موج از یك نقطه به نقطه دیگر بیانگر آن است كه سرعت محتمل ذرات مختلف چقدر است. بعضى از توابع موج در نقطه مشخصى از فضا داراى قله اى نیز هستند. در چنین مواردى میزان عدم قطعیت در مكان ذره مقدار كوچكى است. با این همه مى توان در نمودار مشاهده كرد كه در چنین مواردى تابع موج در نزدیكى قله موج به سرعت تغییر كرده، از یك طرف بالا رفته و از طرف دیگر پایین مى آید. این نكته بیانگر آن است كه توزیع احتمال سرعت در گسترده وسیعى پخش شده است.

از طرف دیگر قطار پیوسته اى از امواج را در نظر بگیرید. در این حالت عدم قطعیت مكان زیاد است، اما سرعت عدم قطعیت كمى دارد. بنابراین در توصیف یك ذره به وسیله تابع موج، سرعت و مكان آن كاملاً مشخص نیست. یعنى در تابع موج اصل عدم قطعیت رعایت شده است. اكنون دریافتیم كه تابع موج تمام چیزى است كه مى توان به روشنى بیان كرد. حتى نمى توان تصور كرد كه ذره سرعت و مكان مشخص دارد كه شیطان مى داند، اما از چشم ما پنهان است. این نظریه هاى «متغیرهاى پنهان» نتایجى را پیش گویى مى كند كه با مشاهدات هماهنگى ندارد. حتى شیطان هم دچار محدودیت اصل عدم قطعیت است و نمى تواند مكان و سرعت را بداند، او هم فقط مى تواند تابع موج را بداند.

نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
  • ابر برچسبها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :