هميشه وقتى سخن از اينشتين به ميان مى آيد، ذهن هامتوجه نظريه نسبيت و پيامدهاى انقلابى آن در فيزيک مى شود. اما کمتر کسىاين نکته را به خاطر مى آورد که اينشتين همانطور که در اولين انقلاب علمىقرن بيستم يعنى نظريه نسبيت سهيم بود، در انقلاب ديگر يعنى فيزيک کوانتومىنيز نقش بسزايى داشت. حتى جايزه نوبل هم به خاطر مقاله «اثر فوتوالکتريک»که تاييدى بر کوانتومى بودن نور بود، به او اهدا شد. اما بازى سرنوشتآنگونه شکل گرفت که يکى از بزرگترين حاميان مکانيک کوانتومى، منتقد ترازاول آن نيز باشد. اين مقاله نگاهى است به واکنش اينشتين نسبت به مکانيککوانتومى و مباحثات او با فيزيکدانان بانى نظريه کوانتوم به ويژه نيلزبور. هدف توصيف اتفاقاتى است که در تاريخ کوانتوم افتاده است و تنها درموارد ضرورى مسائل علمى ذکر شده است.



کنگره سولوى



همهچيز از کنگره سولوى شروع شد. بانى اين سرى کنگره ها، يک صنعتگر آلمانى بهنام ارنست سولوى بود. او اولين کنگره بين المللى سولوى را کمى قبل از شروعجنگ جهانى اول، در شهر بروکسل برگزار کرد. قرار بر اين بود که در اينکنفرانس ها حدود 30 نفر از فيزيکدانان برجسته دعوت شوند و بر روى موضوع ازقبل تعيين شده اى، بحث و بررسى کنند. از سال 1911 تا 1927 پنج کنگره بااين روش برگزار شد و هر کدام به يکى از پيشرفت هاى فيزيک در آن سال هااختصاص داشت. معروف ترين کنگره سولوى در سال 1927 و با موضوع فيزيککوانتومى برگزار شد. در بين شرکت کنندگان در اين کنفرانس 9 فيزيکدان نظرىحضور داشتند که بعد ها همه آنها به خاطر سهم مهمى که در شکل گيرى نظريهکوانتوم داشتند، برنده جايزه نوبل شدند. ماکس پلانک، نيلز بور، ورنرهايزنبرگ، اروين شرودينگر و... آلبرت اينشتين از جمله آن فيزيکدان هابودند. اما اينشتين هنگام شرکت در کنگره به خاطر نظريه نسبيت و همين طوردريافت جايزه نوبل به قدر کافى مشهور بود. به همين دليل نظر او براى ديگرفيزيکدان ها اهميت زيادى داشت. هنگام برگزارى پنجمين کنگره سولوى يکى، دوسال بود که از ارائه فرمول بندى شسته رفته اى از مکانيک کوانتومى مى گذشت.ماکس بورن يک فرمول بندى آمارى از مکانيک کوانتومى منتشر کرده بود وهايزنبرگ هم اصل عدم قطعيت (uncertainty principle) خود را مطرح کرده بود.نيلز بور نيز براساس اين دستاوردها تعبير معرفت شناختى خود را از مکانيککوانتومى پيشنهاد کرده بود که در ضمن آن ايده مکمليت (complementarity) رانيز معرفى مى کرد. همه اين موارد دلايلى کافى بودند که اينشتين در تمامطول کنفرانس با بور و هايزنبرگ به بحث بنشيند.



تعبير کپنهاگى



نکتهمهم در اصل عدم قطعيت هايزنبرگ اين بود که، نمى توان مکان و تکانه (ياسرعت) يک ذره را به طور همزمان و به طور دقيق اندازه گيرى کرد. با اندازهگيرى مکان عدم قطعيتى در اندازه گيرى سرعت به وجود مى آيد و بالعکس. بامطرح شدن اين اصل جنجال برانگيز خيلى ها عدم قطعيت را ذاتى طبيعت دانستندو گفتند که اين مشکل دستگاه اندازه گيرى يا ناظر نيست. به اين ترتيب اصلعليت را زير سئوال بردند، به اين معنى
که وقتى نمى توانيم زمان حاليک سيستم را به طور دقيق بدانيم پس از آينده آن نيز چيزى نمى دانيم و ازآنجا که اين جهل به ذات طبيعت و نه به دستگاه اندازه گيرى مربوط است،روابط على مخدوش مى شود. اين نتيجه گيرى از يک اصل کاملاً فيزيکى يکى ازجنبه هاى تعبيرى بود که بعدها به «تعبير کپنهاگى» از مکانيک کوانتومىمعروف شد. از ديگر مولفه هاى تعبير کپنهاگى ويژگى آمارى و احتمالاتى پديدههاى زيراتمى بود. براى مثال اگر ناظرى سرعت ذره اى را در راستاى معينىاندازه گيرى کند، به احتمال X يک مقدار خاص و به احتمال Y مقدار ديگرى رابه دست مى آورد. روى دادن هر کدام از اين احتمالات هم کاملاً تصادفى است وهيچ مکانيسمى براى چگونگى اتفاق آنها بيان نمى شود. نکته ديگر تعبيرکپنهاگى انکار واقعيت فيزيکى بود، به اين معنا که فرمول بندى مکانيککوانتومى تنها واقعيت موجود است. پيش بينى نتايج و کارآمد بودن فرمول بندىکافى است و لازم نيست که اين فرمول بندى حتماً با يک واقعيت عينى فيزيکىمتناظر باشد.



اينشتين بر ضد بور



اينشتينبه هيچ وجه نمى توانست زير بار يک چنين تعبيرى برود. او فيزيکدانى بود کههمواره به دنبال کشف طبيعت بود و يک چنين نظريه اى با اين نتايج عجيب وغيرشهودى او را راضى نمى کرد. اينشتين به رئاليسم اعتقاد داشت و نمىتوانست بپذيرد که مشاهده کننده واقعيت يک پديده فيزيکى را تعيين مى کند.او معتقد بود که فيزيکدان ها به ايده آليسمى از نوع بارکلى روى آورده اندکه آنها را سرمست کرده است و از هدف اصلى علم و همچنين فيزيک دور شده اند.به همين دليل بود که در کنگره سولوى به شدت در مقابل نظريات بور وهايزنبرگ موضع گيرى کرد. هايزنبرگ در خاطرات خود مى نويسد: «همه بحث ها درسر ميز غذا شکل مى گرفت و نه در تالار کنفرانس و بور و اينشتين کانون همهبحث ها بودند. بحث معمولاً از سر ميز صبحانه شروع مى شد و اينشتين آزمايشفکرى جديدى که گمان مى کرد اصل عدم قطعيت را رد مى کند، مطرح مى کرد. پساز بحث هاى بسيار در طول روز، بور سر ميز شام به اينشتين ثابت مى کرد کهآن آزمايش هم نمى تواند اصل عدم قطعيت را خدشه دار کند. اينشتين کمىناراحت مى شد، اما صبح روز بعد با يک آزمايش فکرى ديگر که پيچيده تر ازآزمايش قبلى بود، از راه مى رسيد. پس از چند روز پاول اهرنفست فيزيکدانهلندى که دوست اينشتين بود گفت: من به جاى تو خجالت مى کشم، استدلال هاىتو در برابر مکانيک کوانتومى شبيه استدلال هايى است که مخالفانت در برابرنظريه نسبيت مى آورند.» اينشتين با اين آزمايش هاى فکرى مى خواست وجودناسازگارى در مکانيک کوانتومى را نشان دهد تا بتواند آن را رد کند، اماموفق نشد. او هميشه مى گفت نمى تواند قبول کند که خدا شير يا خط بازى مىکند. او معتقد بود اگر خدا مى خواست تاس بازى کند اين کار را به طور کاملانجام مى داد و در آن صورت ما ديگر مجبور نبوديم به دنبال قوانين طبيعتبگرديم، چرا که ديگر قانونى نمى توانست وجود داشته باشد. جواب بور بهتمامى اين جملات نغز اين بود که: ما هم وظيفه نداريم براى خدا در ادارهکردن جهان تعيين تکليف کنيم. به اين ترتيب بور در پنجمين کنگره سولوىتوانست از سازگارى منطقى تعبير کپنهاگى دفاع کند. اما بحث هاى اينشتين وبور به ششمين کنگره سولوى در سال 1930 نيز کشيده شد و باز هم اينشتيننتوانست نتيجه اى بگيرد. پس از آن تلاش کرد که ناقص بودن مکانيک کوانتومىرا نشان دهد.



اينشتين، پودلسکى و روزن



اينشتيندر ادامه تلاش هايش براى اثبات ناقص بودن تعبير استاندارد مکانيککوانتومى، مقاله اى را در سال 1935 با همکارى پودلسکى و روزن منتشر کرد.اين مقاله با عنوان «آيا توصيف مکانيک کوانتومى از واقعيت فيزيکى مى تواندکامل باشد؟» بعدها با نام اختصارى EPR معروف شد. آنها در مقاله شان سعىکردند که با يک آزمايش فکرى نشان دهند عناصرى از واقعيت وجود دارند که درتوصيف کوانتومى وارد نشده اند و بنابراين مکانيک کوانتومى ناقص است. طبقنظر اينشتين نظريه اى کامل است که هر عنصرى از واقعيت فيزيکى مابه ازايىدر آن داشته باشد. چهار ماه بعد، بور در مقاله اى با همان عنوان آزمايشEPR را رد کرد و نشان داد که استدلال آنها مغالطه آميز است.اما اين پايانماجرا نبود. نه اينشتين و نه بور، هيچکدام راضى نشده بودند. اينشتين تاپايان عمرش در سال 1955 همچنان مشکلات مکانيک کوانتومى را يادآورى مى کرد.در مورد بور هم معروف است عکسى که از تخته سياه او درست يک روز قبل از مرگاو گرفته شده، شامل طرح آزمايشى است که در سال 1930 مورد بحث او و اينشتينبوده است. اينشتين هيچ گاه مکانيک کوانتومى را نپذيرفت و در بهترين حالتقبول کرد که اين نظريه، فقط يک نظريه
موقتى است که کامل نيست وفيزيکدانان بايد به دنبال نظريه اى ديگر باشند. نظريه اى که هم به عليت وهم به رئاليسم مقيد باشد و در عين حال زيبا و ساده نيز باشد.