هل الوعي يفسر ميكانيكا الكم؟

ومن أكثر الجوانب المحيرة لميكانيكا الكم أن الجسيمات دون الذرية الصغيرة لا يبدو أنها "تختار" حالة حتى يقيسها مراقب خارجي. وفعل القياس يحول كل الاحتمالات الغامضة لما يمكن أن يحدث إلى نتيجة محددة وملموسة. بينما توفر رياضيات ميكانيكا الكم قواعد لكيفية عمل هذه العملية ، فإن هذه الرياضيات لا تشرح حقا ما يعنيه ذلك من الناحية العملية. وإحدى الأفكار هي أن الوعي - إدراك ذواتنا وتأثيرنا على محيطنا - يلعب دورا رئيسيا في القياس وأن تجربتنا للكون هي التي تحوله من مجرد تخيل إلى حقيقي حقا.

ولكن إذا كانت هذه هي الحالة، فهل من الممكن أن يفسر الوعي البشري بعضا من غرابة ميكانيكا الكم؟. ميكانيكا الكم هي القواعد التي تحكم الجسيمات دون الذرية التي يتكون منها الكون. وتخبرنا ميكانيكا الكم أننا نعيش في عالم أساسي غير محدد. بعبارة أخرى، على الأقل عندما يتعلق الأمر بعالم الجسيمات الصغيرة، من المستحيل، بغض النظر عن مدى ذكاء العلماء في تصميمهم التجريبي أو مدى معرفتهم الكاملة بالظروف الأولية لتلك التجربة، للتنبؤ على وجه اليقين بنتيجة أي تجربة.

وفي العالم العياني، يعمل كل شيء وفقا لقوانين الفيزياء الحتمية.

وعندما يقوم الفيزيائيون بإجراء تجربة على الأنظمة الكمومية (على سبيل المثال، محاولة قياس مستويات طاقة الإلكترون في الذرة)، فهم غير متأكدين تماما من الإجابة التي سيحصلون عليها. بدلا من ذلك، تتنبأ معادلات ميكانيكا الكم باحتمالات مستويات الطاقة هذه. وبمجرد أن يجري العلماء التجربة بالفعل، فإنهم يحصلون على إحدى تلك النتائج، وفجأة يصبح الكون حتميا مرة أخرى؛ بمجرد أن يعرف العلماء مستوى طاقة الإلكترون، على سبيل المثال، فإنهم يعرفون بالضبط ما الذي سيفعله، لأن "وظيفة الموجة" تنهار ويختار الجسيم مستوى طاقة معينا.

وهذا التحول من اللاحتمية إلى الحتمية أمر غريب تماما، ولا توجد نظرية أخرى في الفيزياء تعمل بنفس الطريقة. ما الذي يجعل عملية القياس مميزة جدا؟ تحدث تفاعلات كمية لا تعد ولا تحصى في الكون طوال الوقت. فهل تختبر هذه التفاعلات نفس النوع من التقليب حتى عندما لا ينظر أحد؟.

ويقول التفسير القياسي لميكانيكا الكم، المعروف باسم تفسير كوبنهاغن، تجاهل كل هذا والتركيز فقط على الحصول على النتائج. من وجهة النظر هذ، فإن العالم دون الذري غامض بشكل أساسي ويجب ألا يحاول الناس تطوير صور متماسكة لما يحدث. بدلا من ذلك، يجب على العلماء أن يحسبوا أنفسهم محظوظين لأنهم على الأقل يستطيعون إجراء تنبؤات باستخدام معادلات ميكانيكا الكم.

لكن بالنسبة لكثير من الناس، هذا غير مُرض. يبدو أن هناك شيئا مميزا بشكل لا يصدق حول عملية القياس يظهر فقط في نظرية الكم. ويصبح هذا التخصص أكثر إثارة للإعجاب عند مقارنة القياس، على سبيل المثال، بأي تفاعل آخر.

وعلى سبيل المثال، في سحابة غاز بعيدة، في عمق الفضاء بين النجوم، لا يوجد أحد في الجوار؛ لا أحد يشاهد. إذا اصطدمت ذرتان ببعضهما داخل سحابة الغاز هذه، فهذا تفاعل كمي، لذلك يجب تطبيق قواعد ميكانيكا الكم. لكن لا يوجد "قياس" ولا نتيجة - إنه مجرد واحد من تريليونات من التفاعلات العشوائية تحدث كل يوم، دون أن يلاحظها البشر. وهكذا تخبرنا قواعد ميكانيكا الكم أن التفاعل يظل غير محدد.

إقرأ المزيد

أهم اكتشافات علمية غريبة ورائعة لعام 2022!

ولكن إذا اصطدمت هاتان الذرتان معا داخل المختبر، فيمكن للعلماء قياس وتسجيل ما حدث. ونظرا لحدوث القياس، تخبرنا نفس قواعد ميكانيكا الكم أن اللاحتمية انقلبت لتصبح حتمية - وهذا ما سمح لي بكتابة نتيجة ملموسة.

ما الفرق بين هاتين الحالتين؟ كلاهما يشتمل على جسيمات دون ذرية تتفاعل مع جسيمات دون ذرية أخرى. وكل خطوة في عملية القياس تتضمن جسيمات دون ذرية على مستوى ما، لذلك لا ينبغي أن يكون هناك هروب من القواعد الكمية المعتادة التي تنص على أن النتيجة يجب أن تكون غير محددة.

ويشير بعض المنظرين، مثل عالم فيزياء الكم الرائد يوجين ويغنر، إلى أن الاختلاف الوحيد بين هذين السيناريوهين هو أن أحدهما يتضمن مراقبا واع ومفكرا والآخر لا يتضمن ذلك. وهكذا، فإن ما يسمى "الانهيار" في ميكانيكا الكم (الانتقال من الاحتمالات غير المحددة إلى نتيجة ملموسة) يعتمد على الوعي.

ولأن الوعي مهم جدا للبشر، فإننا نميل إلى الاعتقاد بوجود شيء مميز فيه. بعد كل شيء، الحيوانات هي الكيانات الواعية الوحيدة المعروفة التي تسكن الكون. وإحدى طرق تفسير قواعد ميكانيكا الكم هي اتباع المنطق أعلاه إلى نهايته القصوى: ما نسميه قياسا هو في الحقيقة تدخل عامل واع في سلسلة من التفاعلات دون الذرية العادية.

ويتطلب هذا الخط من التفكير أن يكون الوعي مختلفا عن جميع الفيزياء الأخرى في الكون. خلاف ذلك، يمكن للعلماء (ويفعلون) أن يجادلوا بأن الوعي بحد ذاته مجرد مجموع التفاعلات دون الذرية المختلفة. إذا كان الأمر كذلك، فلا توجد نقطة نهاية في سلسلة القياس. وإذا كان الأمر كذلك، فإن ما يفعله العلماء في المختبر لا يختلف حقا عما يحدث في السحب الغازية العشوائية.

وعلى الرغم من أنه ليس نظرية فيزيائية بشكل صارم، فإن مفهوم الوعي باعتباره مختلفا ومنفصلا عن الكون المادي له تقليد طويل في الفلسفة واللاهوت.

ومع ذلك، حتى يتمكن شخص ما من اكتشاف طريقة لاختبار هذا المفهوم للوعي على أنه منفصل عن بقية القوانين الفيزيائية في تجربة علمية، يجب أن يظل في عالم الفلسفة والتخمين.

المصدر: لايف ساينس