مبرهنة جون بيل : من الفلسفة إلى التكنولوجيا.
قصة قصيرة عن جائزة نوبل ومابعدها.
🧵
قصة قصيرة عن جائزة نوبل ومابعدها.
🧵
هذا الثريد عبارة عن قصة قصيرة عن جائزة نوبل التي أعلنت اليوم بدون استخدام التفاصيل التقنية، والتي لا أبد أن أكتب عنها قريباً إن شاء الله.
هذا الثريد مكون من الأجزاء التالية:
🔶مقدمة
🔶خلاف "فلسفي"
🔶 طريقة نظرية للفصل في الخلاف
🔶 الفيصل التجريبي
🔶تكنولوجيا
هذا الثريد مكون من الأجزاء التالية:
🔶مقدمة
🔶خلاف "فلسفي"
🔶 طريقة نظرية للفصل في الخلاف
🔶 الفيصل التجريبي
🔶تكنولوجيا
🔶مقدمة
عند ظهور ميكانيكا الكم استطاعت هذه النظرية حل العديد من المشاكل العلمية، ومازالت هذه النظرية تفيدنا إلى اليوم.
فنحن نستخدمها في الفيزياء والكيمياء والهندسة. وتقريباً كل تكنولوجيا نستخدمها اليوم تعتمد بطريقة أو بأخرى على استخدامنا لميكانيكا الكم.
ولكن
عند ظهور ميكانيكا الكم استطاعت هذه النظرية حل العديد من المشاكل العلمية، ومازالت هذه النظرية تفيدنا إلى اليوم.
فنحن نستخدمها في الفيزياء والكيمياء والهندسة. وتقريباً كل تكنولوجيا نستخدمها اليوم تعتمد بطريقة أو بأخرى على استخدامنا لميكانيكا الكم.
ولكن
رغم فائدتها العلمية العظيمة، إلا أنها نظرية مختلفة عن كل النظريات العلمية السابقة التي عرفها البشر على مر العصور.
ميكانيكا الكم نظرية إحتمالية، فهي تخبرنا عن الإحتمالات possibilities ممكنة الحدوث، وتحدد بدقة القيمة الإحتمالية probability لكل حدث ممكن.
ميكانيكا الكم نظرية إحتمالية، فهي تخبرنا عن الإحتمالات possibilities ممكنة الحدوث، وتحدد بدقة القيمة الإحتمالية probability لكل حدث ممكن.
ميكانيكا الكم ليست أول نظرية إحتمالية في الفيزياء، فقد سبقتها الفيزياء الإحصائية والتي تفسر الثرموديناميكا.
ولكن
ولكن الإحتمالات الموجودة في ميكانيكا الكم تختلف عن الإحتمالات الموجودة في الفيزياء الإحصائية.
بل تختلف عن كل الإحتمالات التي نعرفها .
لماذا؟
ولكن
ولكن الإحتمالات الموجودة في ميكانيكا الكم تختلف عن الإحتمالات الموجودة في الفيزياء الإحصائية.
بل تختلف عن كل الإحتمالات التي نعرفها .
لماذا؟
في الفيزياء الإحصائية من الممكن أن نحول المعلومات الإحتمالية إلى معلومات مؤكدة، ورغم كون هذا صعب جداً إلا أنه غير مستحيل. المعلومات التي نبحث عنها في الفيزياء الإحصائية موجودة ولكننا لا نعرفها.
في المقابل، المعلومات الإحصائية في ميكانيكا الكم هي كل ما يمكن أن يعرف نظرياً
في المقابل، المعلومات الإحصائية في ميكانيكا الكم هي كل ما يمكن أن يعرف نظرياً
مبرهنة بيل هي الطريقة المستخدمة لإثبات (نظرياً وتجريبياً) أن الإحتمالات في ميكانيكا الكم هي كل ما يوجد، فلا يمكننا أن نتوقع نتائج التجارب بأكثر مما تخبرنا به ميكانيكا الكم.
لماذا؟
لأن هذه هي طبيعة الكائنات الكمية.
هي هكذا.
لماذا؟
لأن هذه هي طبيعة الكائنات الكمية.
هي هكذا.
🔶الخلاف الفلسفي
عدد كبير من فيزيائي الجيل الأول لميكانيكا الكم لم يعجبهم القول بإن الإحتمالات في ميكانيكا الكم هي كل ما يمكن معرفته.
انقسم الناس إلى معسكرين= معسكر بوهر ومعسكر أينشتاين.
اشتد هذا الخلاف واشتهر بين بوهر و أينشتاين، واستمر الخلاف لسنوات طويلة جداً.
عدد كبير من فيزيائي الجيل الأول لميكانيكا الكم لم يعجبهم القول بإن الإحتمالات في ميكانيكا الكم هي كل ما يمكن معرفته.
انقسم الناس إلى معسكرين= معسكر بوهر ومعسكر أينشتاين.
اشتد هذا الخلاف واشتهر بين بوهر و أينشتاين، واستمر الخلاف لسنوات طويلة جداً.
أينشتاين يقول:
الإحصاء في ميكانكا الكم صحيح، ولكن توجد معلومات (خفية) لا تعرفها نظرية ميكانيكا الكم، وأنه مع الأيام يمكن أن يكتشف الإنسان هذه المعلومات الخفية.
بوهر يقول:
الإحصاء في ميكانيكا الكم صحيح، و(لا) توجد أي معلومات خفية لا تعرفها نظرية ميكانيكا الكم.
الإحصاء في ميكانكا الكم صحيح، ولكن توجد معلومات (خفية) لا تعرفها نظرية ميكانيكا الكم، وأنه مع الأيام يمكن أن يكتشف الإنسان هذه المعلومات الخفية.
بوهر يقول:
الإحصاء في ميكانيكا الكم صحيح، و(لا) توجد أي معلومات خفية لا تعرفها نظرية ميكانيكا الكم.
أينشتاين يقول ميكانيكا الكم ناقصة
و
بوهر يقول ميكانيكا الكم مكتملة.
بعد أن طال الخلاف النظري، اتضح أن الخلاف بين مؤيدي الطبيعة الإحصائية المحضة لميكانكا الكم ومعارضيها أصبح نقاشاً فلسفياً يصعب الفصل فيه.
استمر هذا الخلاف لمدة تقارب ال 40 سنة حتى جاء جون بيل.
و
بوهر يقول ميكانيكا الكم مكتملة.
بعد أن طال الخلاف النظري، اتضح أن الخلاف بين مؤيدي الطبيعة الإحصائية المحضة لميكانكا الكم ومعارضيها أصبح نقاشاً فلسفياً يصعب الفصل فيه.
استمر هذا الخلاف لمدة تقارب ال 40 سنة حتى جاء جون بيل.
🔶إنهاء الخلاف الفلسفي
وجود معلومات خفية يعني أنها معلومات كلاسيكية ينبطق عليها ما نسميه ب ل local realism.
كملة local = الأشياء البعيدة عنك لا يصلك تأثيرها بسرعة أكبر من سرعة الضوء.
كلمة realism = الأشياء لها صفات محددة ومعينة ولا تعتمد هذه الصفات على عملية قياس .
وجود معلومات خفية يعني أنها معلومات كلاسيكية ينبطق عليها ما نسميه ب ل local realism.
كملة local = الأشياء البعيدة عنك لا يصلك تأثيرها بسرعة أكبر من سرعة الضوء.
كلمة realism = الأشياء لها صفات محددة ومعينة ولا تعتمد هذه الصفات على عملية قياس .
النظريات التي تحتوي على هذه المعلومات الخفية تسمى (local hidden variable theories)
اكتشف جون بيل أن توقعات ميكانيكا الكم لبعض التجارب يمكن أن ((تختلف)) عن توقعات أي نظرية تحتوي على local hidden variables.
واو،
الآن عرفنا بعض التجارب التي تستطيع الفصل في الخلاف الطويل!
اكتشف جون بيل أن توقعات ميكانيكا الكم لبعض التجارب يمكن أن ((تختلف)) عن توقعات أي نظرية تحتوي على local hidden variables.
واو،
الآن عرفنا بعض التجارب التي تستطيع الفصل في الخلاف الطويل!
عظيم..
لماذا؟
لأن كل ما نريده هو اختبار واحد يمكن أن يثبت أن ميكانيكا الكم مكتملة.
إذا اختلفت توقعات ميكانيكا الكم عن توقعات النظريات الأخرى فإن التجربة هي الفيصل!
لماذا؟
لأن كل ما نريده هو اختبار واحد يمكن أن يثبت أن ميكانيكا الكم مكتملة.
إذا اختلفت توقعات ميكانيكا الكم عن توقعات النظريات الأخرى فإن التجربة هي الفيصل!
وماهي التجربة التي يمكنها الفصل في الخلاف؟
التجربة عبارة تجربتين منفصلتين، ومن خلال مقارنة نتائج التجربتين يمكن الفصل في الخلاف.
يتم إجراء التجربتين على شيئين مشتركين في حالة كمية واحدة اسمها حالة التشابك الكمي. (لا يخوفك الاسم الرهيب😂)
التجربة عبارة تجربتين منفصلتين، ومن خلال مقارنة نتائج التجربتين يمكن الفصل في الخلاف.
يتم إجراء التجربتين على شيئين مشتركين في حالة كمية واحدة اسمها حالة التشابك الكمي. (لا يخوفك الاسم الرهيب😂)
ومن خلال مقارنة نتائج التجربتين نستطيع الفصل بين توقعات ميكانيكا الكم، والتوقعات الممكنة لكل نظرية أخرى فيه معلومات خفية محلية.
تقنياً نسمي هي المعلومات correlations
تقنياً نسمي هي المعلومات correlations
🔶الاختبار التجريبي: الفيصل
حاول العديد من الفيزيائين القيام بتجارب يمكن تنفيذها في المعمل -باستخدام الأدوات المتوفرة وقتها- تستطيع اختبار مبرهنة بيل.
الفائزين الثلاثة بالجائزة اليوم هم من بدأوا وساهموا بشكل كبير بالتجارب في هذا الباب.
حاول العديد من الفيزيائين القيام بتجارب يمكن تنفيذها في المعمل -باستخدام الأدوات المتوفرة وقتها- تستطيع اختبار مبرهنة بيل.
الفائزين الثلاثة بالجائزة اليوم هم من بدأوا وساهموا بشكل كبير بالتجارب في هذا الباب.
مصادر للاستزادة؟
مجموعة من أوراق العلماء الثلاثة ذات الصلة بالجائزة موجودة في صفحة PRL وهي متاحة بالمجان.
مجموعة من أوراق العلماء الثلاثة ذات الصلة بالجائزة موجودة في صفحة PRL وهي متاحة بالمجان.
🔶التكنولوجيا
بعد أن أصبح إختبار مبرهنة بيل شيء روتيني يحدث في المعمل، جاءت الفكرة العبقرية في استخدام تجارب مبرهنة بيل في التشفير الآمن.
عظمة على عظمة:
مبرهنة بيل التي كُتبت في البداية لكي تحل خلاف فلسفي، أصبحت اليوم الأداة التي ستستخدم في تكنولوجيا التشفير الكمي.
عظيم🔥
بعد أن أصبح إختبار مبرهنة بيل شيء روتيني يحدث في المعمل، جاءت الفكرة العبقرية في استخدام تجارب مبرهنة بيل في التشفير الآمن.
عظمة على عظمة:
مبرهنة بيل التي كُتبت في البداية لكي تحل خلاف فلسفي، أصبحت اليوم الأداة التي ستستخدم في تكنولوجيا التشفير الكمي.
عظيم🔥
وبهذا الشيء العظيم نصل إلى نهاية الثريد .
الحمد لله على السلامة 😂. وصلنا نهاية القصة القصيرة عن مبرهنة بيل.
إن شاء في المستقبل القريب أكتب ثريد عن التفاصيل التقنية التي لم أتكلم عنها اليوم.
الحمد لله على السلامة 😂. وصلنا نهاية القصة القصيرة عن مبرهنة بيل.
إن شاء في المستقبل القريب أكتب ثريد عن التفاصيل التقنية التي لم أتكلم عنها اليوم.
🔆لو عجبك هذا الثريد:
1- لو سمحت روح لأول تغريدة وسوي إعادة نشر.
2- تابعني (@alezzi_mm) عشان نكمل هرجة ميكانيكا الكم في المستقبل القريب.
1- لو سمحت روح لأول تغريدة وسوي إعادة نشر.
2- تابعني (@alezzi_mm) عشان نكمل هرجة ميكانيكا الكم في المستقبل القريب.
لو متحمس وتحب تقرأ ثريد ثاني عن ميكانيكا الكم، فهذا الثريد عن معادلة شرودينجر رح يعجبك.
@KhalidJamal149 وهذه الأسئلة هي جزء من الأمور التقنية التي قلت في البداية وأيضاً في النهاية أني سأكتب عن بعضها.
لو أكتب عنها كلها أحتاج ثريد أبو 100 تغريدة😂
لو أكتب عنها كلها أحتاج ثريد أبو 100 تغريدة😂
وبالمناسبة من قبل إعلان الجائزة وأنا أنوي الحديث عن ميكانيكا الكم ككل.
بشكل عام وبالترتيب، وبأسلوب الصورة الكبيرة أولاً، ومن ثم التفاصيل.
بشكل عام وبالترتيب، وبأسلوب الصورة الكبيرة أولاً، ومن ثم التفاصيل.
بالمناسبة أسلوبك النقدي الجميل @KhalidJamal149 يعجبني جداً، فلا تحرمنا منه.
@mqazf777 في الحقيقة اقتراحك أمس حفزني للكتابة، شكراً لك👍
الخلاف بين أينشتاين وبوهر مرتبط ارتباط وثيق ب "مبدأ عدم اليقين".
ثريد عن سبعة أخطاء شائعة حول مبدأ عدم اليقين:
ثريد عن سبعة أخطاء شائعة حول مبدأ عدم اليقين:
جاري تحميل الاقتراحات...