კომპლემენტარულობის პრინციპი

 სივრცეში ენერგიის გადაცემა ნაწილაკების ან ტალღების საშუალებით ხდება. მაგალითისთვის წარმოვიდგინოთ მაგიდის ნაპირზე დადებული დომინოს ქვა, რომლის მაგიდიდან გადაგდება ორი ხერხითაა შესაძლებელი.

 ვესროლოთ სხვა ქვა(ანუ გადავცეთ წერტილოვანი იმპულსი ნაწილაკის საშუალებით) ან მასთან ახლოს დავაწყოთ დანარჩენი ქვების წყობა და პირველი ქვა მეორეს დავაჯახოთ. მეორე მესამეს დაეჯახება, მესამე მეოთხეს და ა.შ, სანამ ბოლო ქვა ნაპირზე მდგომს არ გადააგდებს მაგიდიდან, ანუ ენერგია მას ტალღის სახით გადავეცით. ყოველდღიურ ცხოვრებაში ენერგიის გადაცემის ამ ორ მექანიზმში წინააღმდეგობები არ დაიმზირება. მაგალითად, კალათბურთის ბურთი ნაწილაკია, ხოლო ხმა ტალღა, მორჩა და დამთავრდა.

 თუმცა, კვანტურ მექანიკაში ყველაფერი ისე არ ხდება, როგორც მაკროსამყაროში. სინათლე, რომელიც ჩვენს წარმოდგენაში ტალღას წარმოადგენს, ისე იქცევა თითქოს ნაწილაკების(ფოტონების) ნაკადს წარმოადგენდეს, ხოლო ელემენტარული ნაწილაკები, როგორიცაა ელექტრონი და მასიური პროტონიც კი, ტალღურ თვისებებს ავლენენ.

 ახლა კი ზემოთ თქმულის საილუსტრაციო მარტივი ექსპერიმენტი ჩავატაროთ. დავუშვათ, რომ გვაქვს დახურული კამერა ჰორიზონტალური ორი თხელი ჭრილით – ერთი კედლის შუა ნაწილს მაღლა, მეორე დაბლა. ახლა კი წარმოვიდგინოთ, რომ ამ ჭრილებისკენ სინათლის პარალელური კონებია მიმართული. შეიძლება ვიფიქროთ, რომ სინათლის შემადგენელი ნაწილაკები ჭრილებს პირდაპირ გაივლიან და კამერის უკანა კედელზე(ეკრანზე) ორი მკაფიო ჭრილის ფორმის განთებული ხაზები გამოჩნდება, რომელთა შორისაც შუქი არ უნდა მოხვდეს.

 პრაქტიკაზე ჩვენ სრულიად განსხვავებულ სურათს ვხედავთ. ჰიუიგენსის პრინციპის მიხედვით, თითოეული ჭრილი მეორადი სინათლის დამოუკიდებელი წყაროს როლს თამაშობს, ამიტომ ეკრანზე, ორ ჭრილს შორის, მათი რხევების ამპლიტუდის მაქსიმუმი უნდა დავინახოთ. კერძოდ, ხმის ტალღები, რომლებიც ორი სტერეოდინამიკიდან გამოდიან, ხმის სიმაღლის პიკს სწორედ მათგან ერთნაირად დაშორებულ ხაზზე იძლევიან. იგივე ნაირად ხდება ერთნაირი მანძილით დაშორებული სინათლის წყაროების შემთხვევაშიც, რომლებიც ეკრანზეა პროექცირებული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ტალღების ამპლიტუდის პიკი იმ სივრცულ ზონაზე მოდის, სადაც, კორპუსკულარული თეორიის მიხედვით, ნაწილაკთა მინიმალური რაოდენობა უნდა მოხვდეს.

 თუ ასეთი კამერისკენ ელექტრონების კონას მივმართავთ, ეკრანზე ტალღებისთვის დამახასიათებელი, გამოსხივების ინტენსიურობის პიკებისა და ვარდნების ზოლები გამოჩნდება, ანუ ელექტრონი იქცევა როგორც ტალღა. მეორეს მხრივ, თუ ელექტრონებს თითო-თითოდ ”გავისვრით”, ყოველი მათგანი ეკრანზე მკაფიო კვალს დატოვებს – ანუ მოიქცევა როგორც ნაწილაკი. ფოტონების შემთხვევაშიც იგივე ხდება – მათი ნაკადი ტალღის თვისებებს ავლენს, ხოლო ცალკეული ფოტონი იქცევა როგორც ნაწილაკი. მიკროსამყაროში, ობიექტები, რომლებიც ნაწილაკურ ბუნებას ავლენენ, თითქოს ისიც სულ ”ახსოვთ”, რომ მათ ტალღური ბუნებაც გააჩნიათ და პირიქით. მიკროსამყაროს ობიექტთა ამ უცნაურ თვისებას კვანტურ-ტალღური დუალიზმი ეწოდება.

 კომპლემენტარულობის პრინციპი – ამ ფაქტის მარტივი კონსტატაციაა. პრინციპის მიხედვით კვანტური ობიექტი შეგვიძლია წარმოვადგინოთ როგორც ნაწილაკი ან როგორც ტალღა და ეს წარმოდგენები არ ეწინააღმდეგება ერთმანეთს – ისინი ერთმანეთს ავსებენ, რაზეც თვითონ პრინციპის სახელიც მეტყველებს.

 აშკარაა, რომ მიკროსამყაროს ობიექტების ქცევა პრინციპულად განსხვავდება ჩვენთვის ჩვეული მაკროსამყაროს ობიექტების ქცევისაგან. მაგრამ რატომ? სინამდვილეში ელექტრონები და ფოტონები არც ნაწილაკები არიან და არც ტალღები, არამედ სრულიად განსხვავებული რამ თავიანთი შინაგანი ბუნებით, რის გამოც არ ემორჩილებიან ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრებისთვის ჩვეული ტერმინებით აღწერას. თუ კიდევ უფრო ვეცდებით ჩვენთვის ნაცნობი პარადიგმების ჩარჩოებში მათ მოქცევას, კიდევ უფრო მეტ პარადოქსებს წავაწყდებით. ასე რომ, მთავარი დასკვნა შემდეგშია – ჩვენს მიერ დამზერადი დუალიზმი არა კვანტური ობიექტებისთვის თანდაყოლილი ვისებებითაა გაჩენილი, არამედ კატეგორიების არასრულფასოვნებით, რომლებითაც ჩვენ ვაზროვნებთ.

3 comments

  1. თუ არ ვცდები, ორი ჭრილის ექსპერიმენტში ელექტრონების თუ ფოტონების “თითო-თითოდ გასროლის” შემთხვევაშიც კი, როცა “გასროლების” რაოდენობა დიდია, ეკრანზე ინტერფერენციული სურათი ჩნდება. შესაბამისად, ცალკეული ფოტონი თუ ელექტრონიც ავლენს ტალღურ ბუნებას.

  2. აინშტაინის ფარდობითობა დიდი სისულელეა, რადგან დრო არ არსებობს. ამ სისულელემ დაკვირვება “გაამრუდა” და ჩიხში შეიყვანა, რაც კვანტური ფიზიკის კვლევებაც წარმოაჩინა. ადამიანს ხელეწიფება ცვალოს თავისი დაკვირვების მასშტაბები და ინტენსივობა. ამიტომ დაკვირვების შედეგები შედარებითია დაკვირვების შედეგების მასშტაბისა და ინტენსივობის შესაბამისად, რასაც ბრწინვალედ აღწერს კვანტური ფიზიკა. შეუძლებელია ობიექტური სამყაროს მთლიანი სურათის დანახვა, თუ რატომ ეს კიდევ ცალკე საკითხია, თუმცა პასუხები ფილოსოფიურად ძალიან მარტივია, რომლის გამოყენებით ფორმულებში გადაყვანა კომპლექსური კვლევის საგანია და ახალ ტექნოლოგიურ ერას შექმნის, თუ წესიერად მოიქცეცვა ადამიანი.

  3. ”აინშტაინის ფარდობითობა დიდი სისულელეა”, ამას რომ ასე ადვილად ამბობთ, ე.ი.ხვალვე უნდა ველოდე თქვენ ნაშრომს ცნობილ მეცნიერულ ჟურნალებში.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.