این آزمایش از آن آزمایش های جذابی است که حقیقتا مرا به فکر فرو برده، قضیه از آزمایش دو شکاف شروع می‌شود (اینجا بخوانید)

در آزمایشِ دو شکاف وقتی اولِ شکافها یک مشاهده گر قرار می‌دادیم تا ببینیم ذره (فوتون یا الکترون) از کدام شکاف عبور می‌کند، به طرزِ عجیب و غریبی طرحِ تداخل از بین می‌رفت! البته توضیحِ این که چرا طرحِ تداخل از بین می‌رود چندان مشکل به نظر نمی‌رسید اما این که چرا طرحِ تداخل از اول به وجود می‌آید تقریبا مسئله ی لاینحلی است!

حالا این جان ویلر یک ایده زده در حدِ بوندسلیگا! در آزمایش دو شکاف وقتی می‌خواستیم طرحِ تداخل از بین برود درست کنارِ شکاف آشکارگر قرار می‌دادیم. در این حالت می‌توانستیم از  بین رفتنِ طرحِ تداخل را به دخالتِ آزمایشگر در هنگامِ عبورِ ذره از شکاف نسبت دهیم (دستِ کم شخصا چنین تصوری داشتم) اما ایده ی ویلر مبتنی بر این بود که سعی کنیم بعد از این که ذره از شکاف عبور کرد و تداخل رخ داد تعیین کنیم که ذره از کدام شکاف عبور کرده، و بعد ببینیم که چه می‌شود.

ویلر برای این کار یک آزمایش فکری پیش‌نهاد کرد، گفت که ما از دو تلسکوپِ کنارِ هم استفاده کنیم که یکی روی شکافِ A و دیگری روی شکافِ B تمرکز کرده باشد، اگر فوتون از شکافِ A  بیاید فقط تلسکوپی که رو به شکافِ A  است آن را آشکار می‌کند و اگر از B  بیاید تلسکوپی که رو به شکافِ B است آن را خواهد دید.

تحلیلِ ویلر قبل از آزمایش این بود (که البته بعدها آزمایش واقعا انجام شد و پیش بینی های ویلر هم صحیح بود) :

اگر از هر کدام از تلسکوپها نگاه کنیم و با جا به جا کردنش خواهیم دید که شدتِ تصویرِ هر کدام از تلسکوپها (شدتِ نور) جداگانه طوری تغییر می‌کند که انگار شکافِ دیگر وجود ندارد و پراشِ تکشکاف رخ داده، اما در کمالِ تعجب وقتی تصویرِ تلسکوپها را با هم ترکیب کنیم (بدونِ این که قبل از ترکیب، اندازه گیری روی نورشان انجام داده باشیم اطلاعاتی راجع به این که کدام فوتون از کدام شکاف عبور کرده، کسب کرده باشیم) شاهدِ فریز های تداخل خواهیم بود!!! یعنی بعد از نابود کردنِ اطلاعاتی که می‌گفت فوتون از کدام شکاف عبور کرده، طرحِ تداخل به وجود می‌آید!

حالا بیاید این رویدادها را از نگاهِ من تحلیل کنیم که صد البته یک نگاهِ شخصی و مبتنی بر اصالت دادن به قوانینِ آمار و احتمال کنارِ قوانینِ کوانتم است:

وقتی رویدادی مثلِ A  و B  «وجود» داشته باشند و ببینیم که این دو با هم رخ نمی‌دهند (احتمالِ اشتراکِ دو پیش‌آمد صفر است) طبقِ قوانینِ احتمال می‌توانم احتمالِ رویدادی مثلِ C  را به صورتِ « C به شرطِ A به علاوه ی C به شرطِ B » بنویسم.

ایده‌ی این که طرحِ تداخل نباید رخ دهد هم از چنین توانایی نشات می‌گرفت (C رویدادِ برخورد به پرده و A  و  B هم رویدادِ عبور از شکافِ A و B  ) حالا که طرحِ تداخل رخ می‌دهد (یعنی آن قانونِ احتمالی صحتِ خود را از دست داده) بنده این طوری تحلیل می‌کنم که: قوانینِ آمار و احتمال که غلط نیست، چرا که مبتنی بر یک پایه ی ریاضی محکم است، لاجرم باید بپذیرم که رویدادِ A  و B وجود ندارند! (می‌توان نشان داد هیچ ترکیبی از رویدادهای A و B نمی‌تواند با قوانینِ احتمال فریزِ تداخلی ایجاد کند)

اما وقتی این رویدادها را اندازه می‌گیریم در واقع آنها را به «وجود» می‌آوریم. یعنی هر رویدادی وقتی وجود دارد که اندازه اش می‌گیریم اما وقتی اندازه اش نگیریم دیگر وجود ندارد، یعنی این ایده که «جهانِ فیزیکی مستقل از نگاه کردنِ ما باید همان شکلی باشد که ما وقتی نگاه می‌کنیم آن را می‌بینیم» غلط است و شکلِ جهان ِ ما به این خاطر این گونه است که ما این‌گونه اندازه اش می‌گیریم! حالا با این تحلیل:

در قسمتِ اول وقتی آشکارسازِ عبور را در دمِ شکافها می‌گذاشتیم، ما رویدادِ مربوط به مکانِ شکاف را در خودِ مکانِ شکاف به وجود می‌آوردیم، اما با آزمایشِ انتخابِ تاخیر دارِ ویلر حالا داریم این رویداد ِ مربوط به مکانِ شکاف را در جایی دورتر از مکانِ شکاف به وجود می‌آورم، و این یعنی نقضِ اصلِ موضِعیت (البته اگر به وجود آوردنِ یک رویداد را یک اتفاقِ فیزیکی تلقی کنید)

اصلِ موضعیت به طورِ خلاصه می‌گوید که هر اتفاقِ فیزیکی معلولِ اتفاقاتِ اطرافش است (به این اطراف همان local  میگویند و اصل هم اسمش locality  است)

مثالهای دیگری هم از اصلِ نقضِ موضعیت در کوانتم وجود دارد، گویا اصلا کوانتم با اینشتین سرِ ناسازگاری دارد.

این ایده که اطلاعاتِ ما و بازی با آنها می‌تواند واقعیت‌های دنیای فیزیکی را تغییر دهد هیجان انگیز است، ما در چندین سالِ نوری آنطرفتر می‌توانیم اطلاعاتِ عبورِ فوتون از یک شکاف را به وجود بیاوریم یا از بین ببریم و در نتیجه ی این عملِ اختیاری ما، رویدادی را که مروبط به سالهای نوری آنطرفتر بوده را ایجاد یا نابود کنیم و ماهیتِ فیزیکی را که تشخیص می‌دهیم را عوض کنیم، شاید به خاطرِ همین است که فیزیکدانانی مثلِ جان ویلر اصالت را به اطلاعات داده اند و گفته اند که فیزیک چیزی جز اطلاعات نیست و شاید ما درونِ یک کامپیوترِ بزرگ پر از اطلاعات هستیم!

یک موردِ جالب که بهتر است قبل از پایانِ داستان به آن اشاره کنیم این است که فرض کنید بخواهیم با یک تلسکوپ از دور رصد کنیم که نور از کدام شکاف می‌آید، برای این کار ما باید دهانه ی تلسکوپ را آن قدر بزرگ بگیریم که توانِ تفکیک بینِ دو شکاف وجود داشته باشد، اما حدِ دهانه برای تفکیکِ دو شکاف این قدر بزرگ است که چند نوارِ روشن و تاریک درونش می‌افتد و در نتیجه طرحِ تداخل از بین می‌رود! مثلِ این که کوانتم همیشه خیلی زیرکانه از زیرِ بارِ نقضِ اصلِ عدمِ قطعیت در می‌رود، هر چه قدر هم که آزمایشتان هوشمندانه باشد!

در واقع ایده ی اصلی ویلر استفاده از تیوپی است که فوتون را از شکاف تا پرده مشایعت کند! دستِ کم به نظر ِ من!