האם המשמעות היחידה של פיתוח פיזיקת הקוונטים, היתה ניפוץ תשעת היסודות של המדע המודרני או הרבה מעבר לכך ?

כל התוכן באתר הוא בגדר לכאורה…

המדע המודרני החל להתפתח מלפני כ- 500 שנה, כ"מערכת גיוס ידע"   (בגרמנית –  ויסנשאפט).

בשנת 1824 למניינם שונה השם בארה"ב ומאז זה נקרא "סיינס" ותורגם לעברית בשם היומרני ובלא כל קשר לשוני ל"מדע". המדענים החלו להאדיר את אישיותם ואת תחום עיסוקם, עד שבסוף המאה ה-19 הם נתקפו בכזה שגעון גדלות, בהגדירם את המדען ואת יכולות ההבנה שלו עד כדי רמה אבסולוטית ולוגית.
המדעניזם היווה את תשתית "המובן מאליו" של ה"מדעים" ושל האקדמיה כולה וכל קשקוש שנאמר בשם המדע מיד נתפס שם כאמת לוגית. אלילות פנטית זו היא הרבה מעבר לאלילות האדם שפיתח אריסטו.

אריסטו מרד במורו אפלטון שגרס, שמדע כזה הינו פגום מעיקרו, כיוון שמגבלות השכל והתפיסה האנושית מונעות ממנו לתפוס ולהבין את המציאות כפי שהיא באמת. אריסטו טען לעומתו שאכן הצדק אתו, אך ניתן לפתח סוג מדע שיהיה נכון רק "כשלעצמו", שכאילו מה שתופס השכל האנושי בתחום מדעי מסוים הוא כאילו אמיתי ואז ניתן לבנות לוגיקה שתתאים לסוג ידע זה. כשעוסקים בביולוגיה ומתארים את פעילות איברי האדם, ניתן יהיה להתעלם מהנפש המצויה בו וכן להפך.

המדע המודרני לראשונה בהיסטוריה חלק על אפלטון וגם על אריסטו וטען שהמוח האנושי יכול להבין את המציאות אובייקטיבית ולוגית.
בתחילת המאה ה-20 החל להתערער  לחלוטין שגעון גדלות זה, בעיקר על ידי ובאמצעות פיתוח תאוריית הקוונטים ולאחר  כ-25 שנה חוזר עולם האקדמיה למה שהוא היה לפני כן – אוניברסיטה, היינו, מקום בו נלמדים רק אומנויות ולא חוכמות ומה שנשאר מהמדע המודרני הוא רק שברי מיתוסים (האדרה וסגידה לתפיסות אנושיות-אליליות) ונרטיבים ("סיפורים") אקדמיים. החל מנקודת זמן זו, המדע המודרני מתחיל להתגבש ולהפוך למדע פוסט-מודרני, היינו, המדע שלאחר המדע המודרני.
במאמר זה נברר, מי אחראי ליצירת יסוד אלילי זה וליצירת שאר יסודות המדע המודרני.
נתאר את שלבי ההתרסקות של מדע זה ובסוף נתאר כיצד בכירי המדע חיפו על התרסקות זו, כדי שההמון באקדמיה וכל שכן מחוצה לה לא יבחינו כלל בכך, כדי שימשיכו לסגוד למדע ולמדעני האקדמיה.

ראשית, נתאר את שני "הניסויים" המחשבתיים שגרמו לריסוק כל תשעת יסודות המדע:

החתול החי-מת של ארווין שרדינגר

גילויו של האורניום ניתץ את הכתרים שקשרו המדענים למוסד "המעבדה" ולתפיסה האמפירית של הניסוי כמקור ידע לוגי, אובייקטיבי ונייטרלי של המציאות הפיזיקלית והכימית. האורניום לא עבד לפי "הספר" ולא סיפק ידע לוגי לגביו ללא התערבות אנושית, היינו, להגדיר וליצור ניבוי עתידי של התנהגותו, כיוון שלא ניתן היה ליצור חוקיות של פרקי זמן ידועים מראש לפליטת הקרינה מתוכו. בעיה זו יצרה משבר ונקראה מאז "בעיית המדידה". שרדינגר הדגים בעיה זו באמצעות מבחנת זכוכית של ציאניד בתוך קופסה אטומה שלעברה מופנה חומר המכיל אורניום וחתול. כאשר האורניום יפלוט קרינה רדיו-אקטיבית, הקרינה תפגע במבחנה ותשבור אותה. גז הציאניד יפלט מהמבחנה ויקטול את החתול. הרגע שבו החתול מת הוא יוגדר כנמצא בפוזיציה A ואם הוא עדיין חי הוא יוגדר כנמצא בפוזיציהB .


כיוון שגם אחרי אינספור ניסויים של סוג ניסוי זה לא ניתן ליצור חוקיות של פרקי זמן ידועים מראש של פליטת הקרינה, לכן המדע עומד אובד עצות ביחס לידיעה אובייקטיבית בכל רגע נתון של הניסוי, האם החתול נמצא בפוזיציה A או B, לכן כל זמן שלא מתערבים בבדיקה פיזית של מצבו האמפירי של החתול, מבחינה מדעית הוא נמצא בו-זמנית גם במצב A וגם במצב B, היינו, החתול נמצא במצב של סופרפוזיציה ומבחינה מדעית, מצבו מוגדר כחי ומת בו-זמנית.
כאמור, רק אם המדען יבצע פעולה סובייקטיבית ויפתח את מכסה הקופסה, או לחילופין אם הקופסה שקופה רק כאשר המדען יביט בקופסה, החתול יקרוס מבחינה אמפירית ממצב של סופרפוזיציה למצב של פוזיציה A או B.
אם כן, בכל מקרה לא ניתן לברר אובייקטיבית אלא רק על ידי בחירתו החופשית של האדם על מצבו של החתול. ניסוי זה יצר שבר בבסיס המדע וריסוק מספר יסודות של המדע המודרני, שנעמוד עליו בהמשך.

נעבור כעת לניסוי מחשבתי נוסף, שנערך בוריאציות שונות, ניסוי שריסק את כל תשעת יסודות המדע המודרני:

"ניסוי שני הסדקים"

-נוסה במציאות בגרגירי חול ובמים ולראשונה בשנת 1801 למניינם נוסה על ידי הפיזיקאי תומס יאנג באור, כאשר הוא העביר קרני אור דרך שני סדקים זעירים במחיצה אטומה, כשמרחקם זה מזה היה קטן מאוד. הם פגעו במסך שהוצב במקביל למחיצה המרוחק ממנה, במרחב הניתן לצפיה נוחה (מס' ס"מ).  הוא הסיק שהאור פועל כגל.

המרחק בין הסדקים חייב להיות קרוב לאורך גל של גלי האור (בהנחה שהאור הוא גל), שהוא בערך כמה אלפיות מ"מ, מרחק שלא היה קיים בניסוי של יאנג ואכן הניסוי שלו לא היה מדויק. מסיבה זו בין השאר, עדיין לא היה ברור האם האור הוא גל או חלקיק. יש לציין, שאמירה זו שהאור הוא גל או חלקיק הנכתבת פעמים רבות בספרות המחקר הפיזיקלית, היא שגויה בתכלית, כיוון שהמדע אינו יודע דבר על מהותו של האור או החומר וכוונת אמירה זו היא גם לגבי צורת הפעולה של האור או החומר וגם בצורת פעולה זו מדובר רק מבחינת המודל המתמטי.

בראשית המאה ה-20 החלו לבצע "ניסויים" מחשבתיים מתוך השערה, שאם האור מורכב מחלקיקים (שאינשטיין כינה אותם פוטונים) הוא חייב "להתנהג" כמו גרגיר חול וכך צריך "להתנהג" כל חומר אם הוא מורכב מחלקיקים (או אלקטרונים, לפי השערת המודל המתמטי של נילס בוהר שישנם כביכול אטומים המורכבים גם מאלקטרונים) ואם האור הוא גל, ההשערה היתה שיש לאור תכונות "התנהגות" מסוימת של גל מים. מקבץ השערות זה הלוטה בערפילי הדמיון ו"הניסויים" המחשבתיים שהסתמכו על השערות אלו, יצרו בעיות קשות ביותר שהובילו לריסוק כל יסודות המדע המודרני.
ניסוי זה בפוטונים ואלקטרונים ניתן לבצע רק במחשבה ולא בניסוי מעשי. הסיבות לכך הינן:
א.  במודל המתמטי הדמיוני של האטום שניסח נילס בוהר, "גודל" האטום הוא אחד חלקי מאה מליון ס"מ ו"גודל" הרדיוס של האלקטרון הוא עשרים חלקי טריליון ס"מ והמהירות של אלקטרונים מסוימים (כגון אלקטרונים בקרינת בטא) היא כמעט כמהירות האור (אתר "הטלסקופ האוסטרלי"). לכן, גם אם היו האלקטרון והאטום קיימים באמת בטבע, לא ניתן היה לבצע איתם את הניסוי, כי הם לא היו ניתנים לשליטה וצפייה בשום מיקרוסקופ, אף לא אלקטרוני, מפאת קוטנם.

ב.  גם אם האטום והאלקטרון היו באמת קיימים וגם היה ניתן לשלוט בהם ולכוונם, עדיין מבחינה טכנית לא היה ניתן ליצור את התנאים הדרושים לניסוי, כיוון ש,,בכל מקרה המרחק בין שני הסדקים, צריך להיות קטן בהרבה מהמרחק בין שניהם לבין המסך ורוחב הסדקים עצמם צריך להיות קטן עוד יותר". לכן, ,,כדי לבצע את "ניסוי שני הסדקים" באלומה של אלקטרונים, המרחק בין שני הסדקים צריך להיות בסביבות אורך ה"גל" של ה"גלים" הקשורים בתנועתם של אלקטרונים… זהו בערך המרחק בין אטומים בחומר מוצק ולכן אי אפשר לערוך את הניסוי ממש… עם קיר אטום לחלוטין בשני סדקים המוגדרים באופן חד. במלים אחרות, הניסוי הוא ניסוי אידיאלי, שאיננו ניתן לביצוע מעשי".   


אפילו בניסוי שני הסדקים בגרגירי חול, חוסר הבהירות המעשית גדול בהרבה מהבהיר והידוע – ,,החלקיקים פוגעים במסך… מה שנראה על המסך הוא כתם אור קטן (= במסך האמור להיות רגיש לפגיעת הגרגרים על ידי יצירת תגובה של פליטת אור במסך), שבהתבוננות מדויקת יותר אולי ייפרד לשני כתמים… הקו הגרפי המתאר את רישומי הפגיעות מכל סדק אינו עולה ויורד בצורה חדה אלא משתפל בהדרגה, משום שלחלקיקים יש אולי מהירות לא ודאית קטנה בציר האנכי (= אם מתייחסים לתיאור בצורה גרפית), שקשה מאוד לשלוט עליה והגורמת לפיזור לא ודאיי קטן של הפגיעות.

בניסוי מעשי, למשל בגרגירי חול, הפיזור הזה יהיה בדרך כלל גדול מהמרחק בין הסדקים ולכן אי אפשר יהיה להבדיל בין הפגיעות השייכות לכל סדק. לפיכך, מה שנראה על המסך, הוא כתם אחיד שאי אפשר להפריד אותו לחלקים (= כדי להצליח לשייך כל אחד מהם לסדק שממנו הוא עבר)". הציטוטים דלעיל הובאו מ"תורת הקוונטים – מציאות ומיסתורין" (עמ' 86-90, פרופ. אד הונורס ד"ר יואב בן-דב, הוצ' דביר, תשנ"ח).

ראינו עד כה שבפיזיקה העוסקת בחומר שאמורה להיות עיסוק חישובי מדויק עם אבחנה מדויקת קיים שימוש רחב ברמה הפיזיקלית הפשוטה במלים המביעות ספקנות פיזיקלית – "אולי", "לא ודאי", "אקראי", "כאילו", "אילו יכל להתקיים", "בערך" וכו' וכו'. לכן מובן, שכאשר מדובר על הבנות מורכבות יותר בפיזיקה, חוסר הידע והמבוכה רק מעצימים את עצמם ומעוררים לעתים אף גיחוך.
נתייחס למשל ל"קבוע של מקס פון פלנק", או בקיצור "קבוע פלנק" (פלנק היה מיוצרי תאוריית הקוונטים), המהווה מושג מכונן בפיזיקת הקוונטים. לשם חלוקת אנרגיה למנות בגוף שחור, תיאר זאת בולצמן (בהנחה שבגוף שחור זה קיימים רק חלקיקים) כמנות ההולכות וקטנות עד כדי שאיפה לאפס, בעוד שפלנק הניח שבגוף זה ישנם גלים אלקטרו-מגנטיים ולא חלקיקים ואז התברר לו שחלוקה אנרגטית כזו תמיד תהיה מורכבת ממנות קבועות שאינן הולכות וקטנות ולמנה זו הוא קרא "קוונט" (ביוונית: כמות) ומכך יצא לו, שאנרגיה תהיה תמיד שווה למכפלת "קבוע" זה במספר התנודות שמבצע גל בשניה. הצרפתי דה-ברוי ((DE DROGLIEהסתמך על כך ויצר משוואה: מכפלת מסה (כמות החומר) של גוף במהירות שבו נע הגוף שווה ל"קבוע פלנק" חלקי אורך גל. באגף האחרון של המשוואה  מדובר בכל מקרה באופי גלי של החומר ואילו באגף השני ניתן להתייחס אליו כבעל אופי חלקיקי, מצב שיצר בהמשך בעיות מושגיות בהסבר של "הניסוי".

"הניסוי"

בניסוי מחשבתי זה אמורה להימצא מחיצה אטומה בה ישנם שני סדקים זעירים זה מעל זה וכמעט צמודים זה לזה. במרחק זעיר, במקביל למחיצה זו אמור להיות מסך המרוח בחומר הפולט אור במקום שפוגע בו דבר כלשהו. בניסוי מחשבתי זה, כאמור, מדובר שכאילו יש ודאי במציאות אלקטרון ושכאילו ניתן לשגר אלקטרון בודד או יותר לכיוון שני הסדקים, אך אין יודעים בוודאות על "התנהגותו" של האלקטרון  בסביבות הסדקים ודרך איזה סדק הוא עובר ואולי הוא עובר בבת-אחת דרך שני הסדקים, על אף שהוא חלקיק בודד וגם אז הוא פוגע בו-זמנית במסך במספר מקומות ויוצר כעין ענן ואז ניתן להתייחס אליו כאל גל שניתן לחשבו על פי פונקציית הגלים שניסח שרדינגר ב"מכניקת הגלים" שיצר בפיזיקת הקוונטים. אם "משגרים" אלקטרון לעבר המחיצה, כאשר סוגרים סדק אחד, אז פתאום על המסך לא אמורה להופיע פגיעה בצורת גל, אלא בצורת חלקיק. זאת אומרת שהחלקיק כאילו "ידע" שסגרו לו סדק אחד ולכן הוא מסתדר גם על המסך בצורה חלקיקית. גם כששני הסדקים פתוחים, אם מציבים מונה (חיישן) ליד אחד הסדקים (אף שמידת יעילותו של מונה כזה מוטלת בספק) כדי לבדוק דרך איזה סדק עובר האלקטרון, האלקטרון כאילו משתף פעולה עם החיישן. במצב זה ,,כל אלקטרון אכן מתגלה כביכול ליד אחד מהסדקים, העליון או התחתון. אבל כעת, אם נתבונן כביכול במסך, נגלה שפסי ההתאבכות (= שנוצרו לפני שהצבנו לשם בדיקה את המונה, פסים אלו התקבלו על המסך כאשר "שיגרנו" את האלקטרונים דרך הסדקים והאלקטרון אז התנהג כגל, שניתן לחשבו על פי פונקצית דה-ברוי) נעלמים… כביכול, האלקטרון "חוזר למוטב" ומפסיק לעבור דרך שני הסדקים יחדיו. ברגע שבו אנו מנסים לבדוק את המעבר הזה… יש כאן משהו מוזר.  אותן תוצאות של הניסוי … מתקבלות כתוצאה משתי פעולות פיזיקליות שונות לחלוטין.  הפעולה הראשונה היא סגירת הסדק העליון והפעולה השנייה היא המדידה באמצעות המונה, המלמדת אותנו באיזה סדק האלקטרון עבר. מה שמשותף להן, אינם התנאים הפיזיים שבהם נמצא האלקטרון, אלא משהו שקשור בידיעה שלנו: בשני המקרים, אנו יודעים בדיוק באיזה סדק האלקטרון עבר.  נראה איפוא, כאילו עצם ביצוע המדידה (ולא המדידה עצמה) מאפשרת לנו לדעת שהוא עבר בסדק מסוים ולא הפרטים הטכניים של אופן ביצוע המדידה הזאת, הוא הגורם להיעלמותם של פסי ההתאבכות… מתברר שזו תכונה כללית: אם מבצעים בדרך כלשהי מדידה של מקום האלקטרון בעת מעברו בסדקים, אזי האלקטרון מתגלה בסדק אחד ויחיד, אבל פסי ההתאבכות נעלמים.


לעומת זאת,
אם אין מבצעים מדידה כזאת, אז האלקטרון "מתנהג" כאילו הוא עבר דרך שני הסדקים בבת-אחת ופסי ההתאבכות (על המסך) מופיעים. כלומר, האלקטרון מתגלה כחלקיק כאשר מודדים את מקומו, אבל הוא "מתנהג" כאילו הוא היה גל כאשר אין מודדים את מקומו" (שם, עמ' 193). ,,וריאציה נוספת על הניסוי הזה, המבליטה עוד יותר את ה"התנהגות" המוזרה של עצמים קוונטים, הוא הניסוי של "בחירה מושהית"…שהציע הפיזיקאי האמריקאי ג'ון וילר בסוף שנות ה-70. …בוריאציה זו נראה איפוא כאילו, שלאחר שהאלקטרון כבר עבר את הסדקים הוא עדיין חופשי "להחליט" בדיעבד (השפעת העתיד על העבר), אם הוא עבר אותם כחלקיק או גל וזאת על פי החלטתנו, איזו סוג מדידה לבצע  (ניפוץ יסודות המדע הנוצרי של דטרמיניזם, מטריאליזם והשויון).

 

Leave a comment

האימייל לא יוצג באתר.