Η ΔΙΑΜΑΧΗ ΤΩΝ BOHR -EINSTEIN ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΡΜΗΝΕΊΑ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΉΣ ( ΜΕΡΟΣ 1)
Στις αρχές του 20ου αιώνα, πριν θεμελιωθεί η Κβαντική Θεωρία, δύο τεράστιοι φυσικοί διαφώνησαν, δημιουργώντας το μεγαλύτερο επιστημονικό debate της ιστορίας.
Η Κβαντική Φυσική (Παλαιά Κβαντικη Φυσική) ξεκινά το 1900 όταν ο Plank εισάγει την έννοια της κβάντωσης της ενέργειας της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κατά την αλληλεπίδρασή της με την ύλη.
Πέντε χρόνια αργότερα ο Einstein, γενικεύοντας τις ιδέες του Plank για τη φύση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ότι αυτή αποτελείται από κβάντα, φτάνει στην ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Αυτή η ανακάλυψη του έδωσε το βραβείο
Μέχρι και το 1920 ο Einstein και ο Bohr πρωτοστατούσαν στο νέο τομέα της φυσικής, που στηριζόταν πάνω στην έννοια του κβάντου.
Ο Δανός Niels Bohr δημιούργησε στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης την καλύτερη, πιθανότατα ομάδα στην Κβαντική Φυσική, την ονομαζόμενη “Σχολή της Κοπεγχάγης“.
Το 1926 ένας σπουδαίος φυσικός ο Born, από την ομάδα του Bohr, προτείνει πως η κβαντική μηχανική θα πρέπει να εξηγείται βάσει των πιθανοτήτων και όχι βάσει άλλων αιτιοκρατικών κριτηρίων.
Κάπου εκεί, ο δρόμος του Einstein και του Bohr χωρίζει, διχάζοντας τον επιστημονικό κόσμο και ανοίγοντας ίσως τη μεγαλύτερη αντιπαράθεση στον κόσμο της φυσικής.
«Εγώ, σε κανένα βαθμό, δεν πιστεύω ότι ο Θεός παίζει ζάρια» γράφει ο Αϊνστάιν σε γράμμα του στον Γερμανό φυσικό Born, εκφράζοντας του την διαφωνία του. Αυτή η φράση έχει μείνει στην ιστορία, ενώ αρκετοί την συνδέουν εσφαλμένα με την αμφισβήτηση του Einstein προς την κβαντομηχανική, κάτι που δεν ισχύει. Ο Einstein οφείλει το Νόμπελ του στην έννοια της κβάντωσης, ενώ τα έργα του χρησιμοποιήθηκαν ως θεμέλιοι λίθοι για το «χτίσιμο» της κβαντικής θεωρίας. Αυτό που δεν μπορούσε να αποδεχτεί, ήταν η «τυχαιότητα» μέσα στους νόμους της φυσικής.
5ο συνέδριο Solvay
Στο 5ο συνέδριο του Solvay, το 1927 στις Βρυξέλλες, με θέμα «Ηλεκτρόνια και φωτόνια», πραγματοποιήθηκε μια από τις πιο ιστορικές επιστημονικές συνευρέσεις όλων των εποχών. Από τους 29 σπουδαίους φυσικούς που συμμετείχαν, οι 17 ήταν (ή έγιναν) κάτοχοι βραβείου Νόμπελ Φυσικής.
Αυτό που έκανε το συνέδριο να μείνει στην ιστορία όμως, ήταν η διαμάχη των δύο τιτάνων της φυσικής Einstein και Bohr.
Υπήρξαν δύο ομάδες με αντίπαλες απόψεις.
Η μία ομάδα η “Η Σχολή της Κοπεγχάγης” υπό τον Bohr, στην οποία ήταν επίσης οι: Heisenberg, Pauli, Jordan, Born κ.α.
Βασικά στοιχεία της ερμηνείας της “Σχολής της Κοπεγχάγης” είναι: η “Αρχή της Απροσδιοριστίας” ή “Αβεβαιότητας” του Heisenberg και η “Αρχή της Συμπληρωματικότητας” του Bohr.
Ο Bohr αμφισβητούσε στο μικρόκοσμο την «αιτιότητα» (ανάλογα με την αιτία διαμορφώνεται και το αποτέλεσμα) και την «τοπικότητα» ( λόγω της πεπερασμένης ταχύτητας μετάδοσης της πληροφορίας- με ανώτατο όριο c- τα σώματα δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν ακαριαία). Θεωρούσε πως η πιθανολογική φύση των προβλέψεων στην κβαντομηχανική, ήταν θεμελιώδης για την θεωρία.
Ο παρατηρητής, μέσω της διαδικασίας της μέτρησης, μετέχει στο αποτέλεσμα των μετρήσεων. Άρα δεν έχουμε ακριβείς μετρήσεις των φυσικών φαινομένων και επομένως δεν υπάρχει αντικειμενική πραγματικότητα αλλά πολλές μορφές πραγματικότητας, εξαρτώμενες από τον παρατηρητή που τις μετρά.
Μέσω της αρχής της συμπληρωματικότητας, αποδίδεται από τον Bohr, το χαρακτηριστικό της δυαδικότητας στον υποατομικό κόσμο. Οι ερμηνείες κύμα – σωματίδιο είναι αμοιβαία αποκλυόμενες, δεν είναι αντιφατικές αλλά συμπληρωματικές. (Σε ένα κβαντικό φαινόμενο ο προσδιορισμός των πειραματικών συνθηκών καθορίζει ποιο χαρακτηριστικό θα εκδηλωθεί).
Η “αρχή της συμπληρωματικότητας” αφορά και τα φυσικά μεγέθη, ενώ η “αρχή της αβεβαιότητας” είναι μια εξίσωση που προσδιορίζει τα όρια που επιβάλλονται στη δυνατότητα μας να κάνουμε μετρήσεις στα συμπληρωματικά μεγέθη. Για τον Bohr η παράξενη φύση του κβαντικου κόσμου οφείλεται στη συμπληρωματικότητα.
Στην άλλη ομάδα ήταν οι Einstein, de-Broglie, Schrödinger.
Ο Einstein υποστήριξε τη ρεαλιστική ερμηνεία ότι δηλαδή υπάρχει αντικειμενική πραγματικότητα που δεν εξαρτάται από αυτόν που κάνει τη μέτρηση.
Επομένως ισχύει η «αιτιοκρατία» και η «αρχή της τοπικότητας».
Στο συνέδριο ο Einstein παρουσίασε δύο νοητικά πειράματα ( μονής και διπλής σχισμής) για να αποδείξει ότι η Κβαντομηχανική είναι ελλιπής θεωρία και μπορούμε να προσδιορίσουμε εύκολα τη θέση και συγχρόνως την ορμή ηλεκτρονίου.
Ο Bohr χρησιμοποιώντας την αρχή της Απροσδιοριστίας και συμπληρωματικότητας τα αντέκρουσε με ευκολία.
Μετά την απάντηση του Bohr ο Einstein παραδέχτηκε την ήττα του σε αυτό το γύρο. Συνέχισε όμως την αμφισβήτηση προς τη Σχολή της Κοπεγχάγης.
Η αντιπαράθεση συνεχίστηκε και στο επόμενο στο 6ο συνέδριο Solvay.
Σχετικές αναρτήσεις:
