د راتلونکې وړاندوېنه کولی شو؟
لیک: سټیفن هاوکینګ
ژباړه: فهیم سپینغر
پخوا زمانو کې، نړۍ په بشپړ ډول تصادفي/خپلسرې ګڼل کېدله. ناورینونه لکه سېلاب، طاعون، زلزلې او اورغورځونې بېدلیله ګڼل کیدل او وړاندوېنه یې نه کېدله. لومړنیو انسانانو دغه شان طبیعي پدیدې د خدایانو او الهو له لورې ګڼلې. د دوی د خدایانو کارونه د وړاندوېنې نه وو. په هیڅ صورت نه پوهېدل چې خدای به څه پېښ کړي. معبدونو ته د تحفو په وړلو او ښه عمل ترسره کولو سره به دوی د خدای پام ځانته اړولو. ډېري کسان لا هم په همدې باور دي او هڅه کوي د خدای په خوشالولو سره خپل تقدیر ښه کړي. دوی په آزموینه کې د بریالي کېدو او ښې نُمرې ترلاسه کولو لپاره، ښه کارونه او مهربانه چلن کوي.
سوکه سوکه د طبیعت منظم تکرارېدونکې پدیدو ته د خلکو پام شو. دغه تکرارېدونکې پديدې د آسماني اجسامو په حرکت کې بېخي څرګندې وې. ځکه خو ستورپوهنه له تاریخي پلوه لومړی علم ګڼل کیږي. کابو درې سوه کاله پخوا نیوټن ستورپوهنې ته قوي ریاضیکي بنسټونه کېښودل. د نیوټن جاذبه نظریې په مرسته لاهم د آسماني اجسامو د حرکت وړاندوېنه کیږي. د ستورپوهنې په متابعت سره، ټولو ته جوته شوه چې نورې طبیعي پدیدې هم د ټاکلي ساینسي قانون تابع دي. دغه څرګندونې موږ ته د ساینسيجبر ذهنیت راکوي. د ساینسيجبر مفکوره د لومړي ځل لپاره د فرانسوي ساینسپوه پییر-سیمون لاپلاس لخوا مطرح شوله. ما به د لاپلاس خبره لفظاً درته نقل کړې وی، خو له دې چې لاپلاس اوږدې، غیرمنظمې او مُغلقې جملې لیکلي، نو خبره به یې معناً ذکر کړم. لاپلاس ویل که په کیهان کې په یوه ټاکلي وخت کې د ذراتو سرعت او ځای وپېژنو، بیا نو کولی شو هر وخت په تېر او راتلونکي کې د دغه ذرو کیفیت محاسبه کړو.
حکایت کې راغلي کله چې ناپلیون له لاپلاس وپوښتل:”نو په دې ډول سیستم کې به د خدای نقش څه وي؟“ ځواب یې ورکړ: ”صیب، زه دې ډول فرضیې ته اړتیا نه لرم.“ فکر نه کوم په دې ځواب کې لاپلاس د خدای له موجودیت انکار کړی. د لاپلاس موخه دا وه چې خدای هېڅکله د ساینس قوانینو کې مداخله نه کوي او هغه نه ماتوي. ټول ساینسپوهان باید په همدې باور وي. یو ساینسي قانون هېڅکله ساینسي قانون نه دی که چېرې د مافوقطبیعي قواوو په مداخلې سره بدلون وکړي.
دغه مفکوره چې وايي:”که په یوه ټاکلي وخت کې د کیهان په حالت پوه شو، کولی شو هر بل وخت یې په حالت وپوهیږو“ د لاپلاس له وخته را په دېخوا د ساینس یو اساسي اصل و. دا اصل په حقیقت کې غیرمستقیم وايي چې اصولاً کولی شو د راتلونکې وړاندوېنه وکړو. خو په عمل کې، د راتلونکې د وړاندوینې لپاره زموږ توانايي ډېره محدوده ده. د معادلو مغلقیت او د بېنظمۍ (Chaos) فکټور د راتلونکې له وړاندونیې موږ عملاً عاجز کړي یو. هغوی چې (Jurassic Park) فلم کتلی پوهیږي به چې په یوه ځای کې ډېر وړ بدلون په بل ځای کې د یوه ډېر ستر بدلون لامل کېدلی شي. د بېنظمۍ نظریې له مخې که یو پتنګ په آسترالیا کې خپل وزر ورپوي، ممکن د نیویارک په سنټرل پارک کې د باران ورېدو لامل شي. خو ستونزه دا ده چې عین کار هرځل نه کیږي. که همدا پتنګ بیا وزر ووهي ممکن په بل ځای کې د بلې پېښې لامل شي، خو په نهایت کې د پتنګ وزر ښورول به په بېلو شکلونو آب او هوا متاثره کوي- چېرې به باران اوروي چېرې به توفان راولي. د همدې بېنظمۍ (Chaos) فکتور له وجهې د آب او هوا وړاندوېنه هم د پوره باور وړ نه ده.
سربېره پر دې چې د راتلونکې وړاندوېنه عملاً ممکن نه وه، خو بیا هم ساینسيجبر په نولسمه پېړۍ کې دوګم او مبهم پاتې و. په شلمه پېړۍ کې دوه پرمختګونه د دې لامل شول چې د راتلونکې د بشپړې وړاندوېنې په هکله د لاپلاس نظریه بېاهمیته شي. له دغه دوو پرمختګونو لومړی یې کوانتوم میخانیک و. کوانتوم میخانیک د لومړي ځل لپاره په 1900 کې د آلماني فزیکپوه ماکس پلانک له لورې د موقتي فرضیې په توګه وړاندې شو، چې یو عجیب پاراډاکس پرې حل کړي. د نولسمې پېړۍ کلاسیک نظریې چې د لاپلاس له وخته راپیل دي، وايي”یو تود جسم مثلاً سور رنګه تود فلز باید د تشعشع په ډول چاپېریال ته خپله تودوخه ولېږدوي. دغه فلز به خپله انرژي د رادیويي څپو، له سور لاندې څپو، د لیدو وړ نور، فرابنفش، اېکس او ګاما څپو په توګه لېږدوي. “د نولسمې پېړۍ د حاکمو نظریاتو له مخې دغه ټولې څپې په عین اندازه له جسمه بهر راوځي او چاپیریال ته لیږدول کیږي. که ريښتیا هم داسې وی، دا نه یوازې په دې معنی ده چې موږ ټول به د جلدي سرطان له امله مړه شوي وی، بلکې په کیهان کې به ټولو شیانو یو شان تودوخه درلودی. خو عملاً وینو چې داسې نه ده او حقیقت په واضح ډول معکوس دی.
پلانک وویل د ستونزې د حل لپاره موږ باید دغه نظریه چې وايي”د تودوخې خپرېدل (تشعشع) هر قیمت غوره کولی شي“ له پامه ورغورځوو. پر ځای یې باید ووایو چې تشعشع په ټاکلي اندازه پاکټ یا بستو یا کوانت کې خپریږي. بېخي داسې لکه موږ بوره له دوکانه په غیرمعین یا آزاد ډول نه اخلو بلکې په ټاکلې اندازه مثلاً کیلوګرام پاکټ کې یې اخلو. ضمناً د اېکس او فرابنفش څپو پاکټ/کوانت د سورلاندې یا لیدو وړ څپو د پاکټ/کوانت په پرتله ډېره انرژي لري. دا په دې معنی ده چې که موږ یو جسم هر څومره تود کړو، هېڅکله به یو کوانت فرابنفش یا ایکس څپه تشعشع نه کړي؛ خو لمر یې تشعشع کوي. په همدې دلیل زموږ بدن/پوست د چای په توده پیاله هغسې نه سوزي لکه لمر یې چې سوزوي.
پلانک د کوانت مفکوره ریاضیکي چل ګڼلی و، نه فزیکي حقیقت. خو فزیکپوهان لګیا شول نورې هغه کړنې چې کوانتایز یا منفصل قیمت لري نه مسلسل، ترلاسه کړي. مثلاً دوی څرګنده کړه چې بنسټیزې ذرې د وړې کُرې په توګه عمل کوي او پر خپل محور څرخيږي. خو څرخېدل یا سپین (Spin) یې هر قیمت نشي غوره کولی. بلکې قیمت یې باید د یوګونو واحد له مضربونو څخه وي. له دې چې دغه واحد ډېر ووړ دی، نو د چټکې منفصلې سلسلې په اوږدو کې د دغه ذرې سوکه کېدلو ته د چا پام نه کیږي. بالمقابل ثابت، متواتر او مسلسله پروسه ورته ښکاري. خو د اتوم په اندازه وړې کُرې ته د سپین منفصل خاصیت ډېر مهم دی.
لږ مخکې له دې چې خلک په ساینسيجبر باندې د کوانتومي ځانګړنو په اغېز پوه شي. په1927 کال کې وېرنر هایزنبرګ بل آلماني فزیکپوه وښودله چې په عین وخت کې نشو کولی د یوې ذرې سرعت او ځای دقیق معلوم کړو. د دې لپاره چې پوه شو ذره چېرته ده باید د نور وړانګه پرې واچوو. خو د پلانک د نظریې له مخې موږ نشو کولی په تصادفي ډول یو مقدار نور وکاروو. موږ باید یو کوانت نور وکاروو. که په متحرکه ذره یو کوانت نور وتوغوو، دا کار باعث کیږي ترڅو د ذرې مسیر یا سرعت بدلون وکړي. د دې لپاره چې د ذرې ځای دقیق معلوم کړو موږ باید وړې څپې لکه فرابنفش، ایکس او ګاما څپې وکاروو. خو بیا هم د پلانک د نظریې په اساس د دغه څپو کوانت د لیدو وړ څپو د کوانت په پرتله ډېره انرژي لري. نو دغه څپې د ذرې سرعت ته ډېر مزاحمت کوي او د ذرې سرعت ته بدلون ورکوي. دا مطلوب حالت نه دی؛ ځکه هرڅومره چې د ذرې سرعت دقیق معلوم کړو، د ذرې ځای غیر دقیق ترلاسه کیږي او بالعکس که د ذرې ځای دقیق معلوم کړو، سرعت یې دقیق نشو ترلاسه کولی. دغه موضوع د هایزنبرګ عدم قطعیت قاعده کې خلاصه شوې. دغه قاعده هایزنبرګ داسې فرمولبندي کړې: د ذرې د سرعت عدم قطعیت او د ځای عدم قطیعت حاصلضرب، د هغه قیمت څخه ستر دی چې د پلانک ثابت او د ذرې د کتلې دوه چنده له حاصلتقسیم څخه ترلاسه شوی (∆x.∆v ≥h/2m).
د لاپلاس ساینسيجبر نظریه چې وايي”په یوه وخت کې د ذرې د سرعت او ځای په پوهیدو سره کولی شو هر وخت یې ځای او سرعت ترلاسه کړو. “د هایزنبرګ عدم قطعیت اصل له امله ضعیفه شوه. څنګه کولی شو د راتلونکې وړاندوینه وکړو، داسې حال کې چې همدا اوس د ذرې سرعت او ځای همزمان نشو محاسبه کولی؟ مهمه نه ده چې څومره قوي کمپیوټر لرو، خو که چېرې ناسم او غیر دقیق معلومات ورکړو، نو غیر دقیق وړاندوېنه به موږ ته بېرته راکړي.
انشټین، په طبیعت کې د تصادف له موجودیت څخه ناخوښ و. د انشټین نظر د نوموړي په یوه جمله کې راټول دی چې ویل به یې:”خدای کَمسايي بازي نه کوي-چې د کَمسايي هر ډډه راووتله هماغه دې شي. “داسې ښکاري انشټین حس کړې وه چې عدم قطعیت حقیقت نه بلکې موقتي قاعده ده. داسې یې انګیرله چې یو پټ حقیقت شته دی چې له مخې یې د ذرې سرعت او ځای په عین وخت کې په دقیق ډول محاسبه کولی شو. د انشټین دغه نظریه د لاپلاس د ساینسيجبر نظریې تکاملي بڼه ګڼلی شو. دغه پټ حقیقت به خدای ته معلوم وي، د نور کوانتومي ځانګړنې له وجهې به یې موږ اوس نشو لیدلی، یوازې به یې خدای لیدلی شي.
په دې هکله د انشټین نظر ته د پټو متحولینو نظریه وايي. داسې برېښې چې د پټو متحولینو نظریه د هایزنبرګ عدم قطیعت قاعدې ته په فزیک کې د شاملېدو زمینهسازي کوي. د دغه نظریې پلویان د بېلابېلو ساینسپوهانو او حتی د ساینسفیلسوفانو د نظریاتو پر اساس د کیهان ذهني انځور جوړوي. خو د پټ متحولینو نظریه په هر صورت غلطه ده.
انګریز فزیکپوه جان بېل داسې تجربي آزموینه ترسره کړه چې پر مټ یې کولی شوی د پټو متغیرونو نظریه غلطه ثابته کړي. کله یې چې په ډېر دقت تجربه ترسره کړه، د تجربې پایلې د پټو متغیرونو سره په ټکر کې وي. په دې توګه ښکاري چې ان خدای عدم قطعیت اصل کې را ګیر دی او نشي کولی په یوه وخت کې د ذرې سرعت او ځای تشخیص کړي. ټول شواهد دغه مسئله روښانه کوي چې خدای هغه کَمساييباز دی، چې په هر ممکن وخت کې کَمساييبازي کوي.
د انشټین په پرتله نور ساینسپوهان، دې ته ډېر چمتو وو ترڅو د نولسمې پېړۍ د ساینسيجبر نظریه اصلاح کړي. د آلماني فزیکپوه هایزنبرګ، اتریشي فزیکپوه شرویدنګر او انګریز فزیکپوه پاول دیراک له لورې یوه نوې نظریه-کوانتوم میخانیک وړاندې شوه. پاول دیراک په کامبریج کې له زماني اړخه له ما مخکې لوکاسیَن پروفیسور(Lucasian Professor) و. که څه هم کوانتوم میخانیک نیږدې اویا کاله کیږي چې منځته راغلی، خو خلک په بشپړ ډول تر اوسه نه دي پرې پوه. ان هغه کسان چې په محاسبو کې یې کاروي نه پرې پوهیږي. د اندېښنې وړ حالت دی؛ ځکه کوانتوم میخانیک د فزیکي نړۍ د کلاسیک تصور او واقعیت څخه په بشپړ ډول توپير لري. په کوانتومي میخانیک کې ذرې ځانګړی سرعت او ځای نه لري. بلکې د څپې تابع په توګه ښودل کیږي. دا د فضا په هره نقطه کې یو عدد دی. د څپې تابع اندازه، موږ ته د ذرې د ځای موندلو احتمال راکوي. له یوې نقطې تر بلې نقطې پورې چې د څپېتابع قیمت بدلون وکړي، دغه بدلون د ذرې سرعت ښيي. کولی شو د څپې داسې تابع ولرو چې په یوه وړه برخه کې په ډېر شدت لوړه شوې وي. دا په دې معنی ده چې د ځای عدم قطعیت کم دی. اما د څپې تابع په څوکه کې په چټکۍ سره بدلون کوي-په یوه خوا کې پورته او په بله کې ښکته وي. په دې صورت کې به د سرعت عدم قطعیت ډېر وي. په ورته ډول کولی شو د څپې داسې تابع ولرو چې د سرعت عدم قطعیت یې کم، خو د ځای عدم قطعیت یې ډېر وي.
د څپې تابع د ذرې په اړه ټول هغه شیان چې باید پرې پوه شو لري. مثلاً په عین وخت کې یې ځای او سرعت ترلاسه کولی شو. که په یوه ټاکلي وخت کې د څپې تابع ولرو، قیمت یې په نورو وختونو کې د شرویدنګر معادلې په مرسته ترلاسه کولی شو. په دې اساس لاهم ساینسيجبر شته دی، خو نه په هغه توګه لکه لاپلاس چې تصور کړی و. د دې پر ځای چې وکولی شو د ذرې د سرعت او ځای وړاندوېنه وکړو، یوازې کولی شو د څپې تابع وړاندوېنه وکړو. دا په دې معنی ده چې موږ د نولسمې پېړۍ د کلاسیکې نظریې په اساس د وړاندوېنې یوازې نیمايي برخه کولی شو.
که څه هم کوانتوم میخانیک د سرعت او ځای د همزمان ترلاسه کولو پر مهال د عدم قطعیت لامل کیږي؛ خو په سر د دې هم موږ ته اجازه راکوي چې د سرعت او ځای ترکیب په قطیعت ترلاسه کړو. اما د قطعیت دغه درجه د وروستیو بدلونونو له وجهې ګواښل کیږي. ستونزه ځکه راپورته کیږي چې جاذبه، فضا-وخت تر هغه بريده پېچلی شي، چې په فضا کې داسې سیمې منځته راولي چې موږ یې اصلاً نشو لیدلی.
دغه شان سیمې د تورې سمڅې د ننه دي. دا په دې معنی چې موږ نه یوازې عملاً بلکې آن د ریاضيکي اصولو په اساس نشو کولی د تورې سمڅې دننه ذرې ووینو. که یې لیدلی نشو، نو نشو کولی د دوی ځای او سرعت اندازه کړو. بیا نو دا مسئله راپورته کیږي چې آیا تورې سمڅې د وړاندوینې په هکله تر هغه زیات محدودیت رامنځته کوي، له کوم چې کوانتوم میخانیک رامنځته کړی و؟
نتیجتاً، د لاپلاس له لورې وړاندې شوې کلاسیکه نظریه چې ویل یې”که په ټاکلي وخت کې د ذرې د سرعت او ځای دقیق قیمت ولرو، د ذرې د راتلونکې وړاندوېنه په بشپړ ډول کولی شو. “د هایزنبرګ د عدم قطعیت اصل له مطرح کېدو وروسته، باید لږ اصلاح شوې وی؛ ځکه د عدم قطعیت اصل له مخې موږ نشو کولی همزمان د ذرې سرعت او ځای وپېژنو. سره له دې کوانتوم میخانیک بیا هم د سرعت او ځای د ترکیبي وړاندوېنې امکان موږ ته راکوي. اما دغه محدوده وړاندوېنه د تورو سمڅو د بحث په راتلو سره ناممکنه کیږي.
آیا حاکم فزیکي قوانین موږ ته دا امکان راکوي، چې د راتلونکې دقیقه وړاندوېنه وکړو او پوه شو چې موږ ته څه راپېښیږي؟
که یې لنډ ځواب کړو، هو او نه. اصولاً قوانین موږ ته اجازه راکوي چې د راتلونکې وړاندوېنه وکړو، اما په عمل کې محاسبې تر ډېره، ډېرې پېچلې دي.
