علوم تجربی مقطع راهنمایی

مسیر کمترین کنش؛ عدم قطعیت به بیانی دیگــر ...!

در تصویر معمول نیوتنی، انسان هیچ جایگاه ویژه ای در جهان ندارد، بلکه تنها یک ناظر است و آنچه در اطرافش رخ میدهد فقط میتواند بواسطه نیروهای خارجی و اثرات آنها تغییر کند. دراین تصویر، با درنظر گرفتن جایگاه و اندازه حرکت هر شی در جهان و نیروی موثر بر آن، هر چیزی که در آینده بوقوع می پیوست قابل پیشگویی بود درصورتیکه انسان هم در آن تصویر وارد میشـدحتی رفتارهایش هم قابل پیشگویی میشــد. بدین ترتیب هیچ جایی برای اراده اختیاری باقی نمیماند. در چنین جهانی هر چیزی از پیش تعیین شده بود و نه تنها آینده، بلکه گذشته هم از پیش تعیین شده میبود. بعبارتی دیگر؛ دانستن همه آنچه که قبلا اتفاق افتاده است، به اندازه همه آنچه که در آینده واقع میشود با قاطعیت کامل امکان پذیر می بود.

در نگرش کوانتومی قرن بیستم، به خصوص قبل از سال 1935، دریافتیم که نمی توانیم جایگاه و اندازه حرکت تک تک اشیاء در جهان را تعیین کنیم. محدودیت ما به دلیل عدم آگاهی نبود، بلکه بدلیل کشف جدیدی بود که انجام گرفت. این کشف درباره ماهیت کوانتومی همه اشیاء و موجودات بود و بیانگر این بود که در مورد هر شی تنها می توان یکی از دو مورد مکان یا اندازه حرکت احتمالی اش را تعیین نمود و رابطه بین این دو مورد را هم نشان میداد. این رابطه، برطبق اصل عدم قطعیت بود. مطابق این اصل، هر تجربه ای که مکان یک شیء را به دقت معین کند باید تجربه کننده را در مورد جایگاه بعدی شی در شک کامل نگه دارد. این تردید به علت فقدان اطلاعات در مورد اندازه حرکت شی، که باید هنگام اندازه گیری موقعیت شی رخ بدهد، بود. با ضعیف شدن دقت اندازه گیری، تا بدانجا که موقعیت شی نامشخص شود و به این ترتیب بخوبی تعیین نشود، موقعیت نامشخص بعدی قابل پیشگویی میشد. پس با از دست دادن اطلاعات در مورد موقعیت شی، قادر به کسب مقداری اطلاعات در مرود موقعیت بعدی آن میشویم؛ یا بعبارت دیگر قادر میشویم کمی درباره در مرود اندازه حرکتش بدانیم. در آن زمان ارائه، این تصویر مبهم از اشیاء بعنوان یک کشف دردسر ساز تلقی میشد تا یک ویژگی بنیادی ماده. و مجددا انسان ناظر، هیچ نقش ویژه ای در آن نداشت. در این نگرش، جهان فقط تا اندازه کمی نسبت به تصویر نیوتنی که نمایش داده میشد پیچیده تر بود.

از سال1935، دیدگاه ما بیشتر به سوی ایده ای که به نوعی ناظر را وارد صحنه میکند تغییر کرده است. اماهنوز کاملا مشخص نیست که این امر چگونه رخ میدهد. یک روش برای گنجاندن ناظر از بسط روش «انتگرال مسیر» در مکانیک کوانتومی توسط ریچـــارد فاینمن حاصل شد. در این تصویر، هر مسیر ممکنی که شی میتواند در راستای رسیدن به موقعیتی ارائه شده در آینده به آن دست یابد در نظر گرفته میشود. سپس عدم قطعیت بطور طبیعی وارد مسئله میشود، چرا که قادر نیستیم با قطعیت بگویم که شی کدام مسیر را در پیش خواهد گرفت. همچون داستان پلیسی که درآن تمامی شخصیتها مظنون هستند، تک تک کارها در نتیجه گیری نهایی نقش خواهند داشت. اگر چه تمامی مسیرها به یک اندازه «مظنون» هستند، ولی برخی از آنها بطور برجسته تری مجرم بنظر میرسند. این مسیرها از بقیه «مشخص تر و برجسته تر»ند، زیرا در اطراف یک مسیر مشخص گردآمده انــد که «مسیر کمترین کنش» خوانده میشود.

چه چیزی تا این اندازه درباره «مسیر کمترین کنش» ویژه و خاص است؟ این مسیر استثنایی است، زیرا خیلی متداول و معمول است. چنین می نماید که هر شیئی که ممکن ترین مسیر حرکت را دنبال میکند با تصویر معمول نیوتنی که بیان میشود شی چطور بیان رفتار کند تطابق دارد. بعبارت دیگر؛ در مسیر کمترین کنش شی سرگذشتی بسیار طبیعی دارد. مثلا می توانیم پیشگویی کنیم که گذشته کجا بوده و آینده به کجا میرود. در این مسیر شی کاملا مطیع قانون است و از قانون علت و معلول تبعیت میکند.

در صورتیکه بیش از یک مسیر کمترین کنش داشته باشیم چه اتفاقی می افتد؟ (در صورتیکه چند مسیر برابر باشند، همگی میتوانند تواما مسیر کمترین کنش باشند.) در آن صورت رفتار شی به گونه ای است که از همه مسیرهای کمترین کنش تبعبت میکند. در حقیقت، اگر همه مسیرهای ممکن، مسیر کمترین کنش باشند شی همچون اشیا معمول از یک جا به جای دیگر حرکت نم یکند. بلکه مثل موج حرکت میکند و در فضا گسترش می یابد تا لحظه ایی که مورد مشاهده واقع شود. هر مسیری، مسیر کمترین کنش یا غیر از آن، مشمول این گستردگی می شود. در لحظه مشاهده، گستردگی برچیده می شود.

و از نگاه من از زمانی است که ناظر وارد صحنه می شود. با کوچکترین مشاهده، همه مسیرها، به یک نقط در یک مسیر کاهش می یابنـد. در کمال شگفتی، این نقطه، نقطه کمترین کنش می گردد. از آن نقطه مسیرهای کمترین کنش جدیدی که از گذشته به سوی آینده امتداد دارند، ممکن می گردد. مثل این می ماند که حافظه جهان به ناگاه دچار شوک شده و بدین ترتیب فراموش میکند که چطور آن شی را به آن محل مشخص در زمان و مکان رسانیده است. و از آنجایی که در زمان حال مشاهده شی صورت «واقعیت» به خود گرفته است، به عنوان مبنایی برای پیش بینی آینده اعتبار می یابد. بنابراین، اساس واقعیت مشاهده شده، مسیر کمترین کنش جدیدی روبه آینده امکان پذیر می شود.

اگر در گذشته مانده باشیم، دیدن آینده را همان گونه ای که در گذشته می دیدیم انتخاب می کنیم. در صورتی که درک و دریافتمـــان از حال را اصلاح کنیم، نگرش اصلاح شده ی ما آینده را عوض می کنـد.!