ميكانيكا الكم
الآثار الفلسفية

المقالة الرئيسة: تفسيرات ميكانيكا الكم
قالب:غير محلولة
أثارت ميكانيكا الكم منذ نشأتها نقاشاتٍ فلسفيةً متنوعةً، وطُوِّر لها العديد من التفسيرات. تركز الحجج على الطبيعة الاحتمالية لميكانيكا الكم، والصعوبات المتعلقة بانهيار الدالة الموجية، ومسألة القياس الكمي ذات الصلة، والكم غير الموضعي. ولريما كان الاتفاق الوحيد في هذه المسائل هو غياب الإجماع العلمي حول أيِّ منها. قال ريتشارد فاينمان ذات مرةٍ: «أعتقد أنني أستطيع القول بثقةٍ إنه لا أحد يفهم ميكانيكا الكم.» أما ستيفن واينبرج فأعرب: «لا يوجد الآن في رأيي تفسير مرضٍ تمامًا لميكانيكا الكم.»
تُجمَع آراء نيلز بور وفيرنر هايزنبيرغ والفيزيائيين الآخرين في الغالب معًا تحت مسمى «تفسير كوبنهاغن». ووفقًا لهذه الآراء مجتمعةً فإن الطبيعة الاحتمالية لميكانيكا الكم ليست سمةً مؤقتةً سيستبدل بها -في نهاية المطاف- نظرية حتمية، ولكنها تشكل بدلاً من ذلك التخلي النهائي عن الفكرة الكلاسيكية «السببية». لقد أكد نيلز بور -على الخصوص- أن أي تطبيقٍ محددٍ جيدًا للشكلية الميكانيكية الكمية يجب أن يشير دائمًا إلى الترتيب التجريبي، بسبب الطبيعة التكاملية للأدلة التي يُحصل عليها في ظل مواقفَ تجريبيةٍ مختلفة. ظلتِ التفسيرات من نمط [مدرسة] كوبنهاغن شائعةً حتى في القرن الحادي والعشرين.
كان ألبرت أينشتاين -أحد مؤسسي نظرية الكم القديمة- ممتعضًا من فشلها الواضح في احترام بعض المبادئ الميتافيزيقية العزيزة، مثل الحتمية والمحلية. تُعرف حوارات أينشتاين المديدة مع نيلز بور حول ماهية ميكانيكا الكم وحالتها باسم مناظرات بور-أينشتاين. رأى أينشتاين أن على ميكانيكا الكم أن تكون نظريةً تحظر صراحةً الفعل عن بعد، وجادل بأن ميكانيكا الكم غيرُ مكتملةٍ، وهو رأي كان صحيحاً ولكنه غيرُ جوهريٍّ ومماثلٌ لكيفية صحة الديناميكا الحرارية، لكن النظرية الأساس الكامنة وراءها هي الميكانيكا الإحصائية. وفي عام 1935 نشر أينشتاين ومعاونوه بوريس بودولسكي وناثان روزين حجةً مفادها أن مبدأ المكان يعني عدم اكتمال ميكانيكا الكم، وهي تجربة فكرية أطلق عليها فيما بعد مفارقة أينشتاين-بودولسكي-روزين (حجة EPR). عام 1964 أظهر جون بل -فيما يُعرف الآن باسم مبرهنة بل (أو عدم مساواة بل)- أن مبدأ (EPR) الخاص بالمكان -مقرونًا مع الحتمية- كان في الواقع غير متوافقٍ مع ميكانيكا الكم؛ فقد تضمن قيودًا على الارتباطات التي تنتجها أنظمة البعد، والتي يمكن للجسيمات المتشابكة أن تنتهكها. مذ ذاك الحين أجري العديد من التجارب للوصول إلى هذه الارتباطات، وكان مُؤدى نتيجة هذه التجارب أنها تنتهك في الواقع عدم مساواة بل، وبالتالي زيف اقتران المكان بالحتمية.
تُظهِر ميكانيكا بوم إمكانية إعادة صياغة ميكانيكا الكم بهدف جعلها حتميةً، ولكن -وبصريح العبارة- على حساب جعلها غير محليةٍ. لا تنتسب الدالة الموجية إلى نظامٍ ماديٍّ فحسب، بل تنسب أيضًا موقعًا حقيقيًا يتطور تطوراً قطعيًّا بموجب معادلةٍ توجيهيةٍ غير محلية. يجري تقديم تطور النظام الفيزيائي في جميع الأوقات من خلال معادلة شرودنغر مقرونةً مع المعادلة التوجيهية؛ لا يوجد أبدًا انهيار للدالة الموجية، وهذا -بدوره أيضًا- يحل معضلة القياس.
يرى تفسير إيفرت للعوالم المتعددة -الذي صيغ في عام 1956- أن الاحتمالات التي وصفتها نظرية الكم تحدث كلُّها متزامنةً في وقتٍ واحدٍ في كونٍ متعددٍ يتألف على الأرجح من أكوانٍ متوازيةٍ مستقلة. ينتج هذا من إزالة بدهيّة انهيار الحزمة الموجية. إن جميع الحالات الممكنة للنظام المَقيس وجهاز القياس -جنبًا إلى جنبٍ مع المراقب- موجودة في تراكب كمي حقيقي. ونحن ندرك السلوكَ غيرَ الحتمي -الذي تحكمه الاحتمالات- في حين إن الكون متعدد [الأكوان] حتمي، وماذاك إلا لأننا لا نلاحظ الكون المتعدد ككل، ولكن كونًا واحدًا موازيًا فقط في كل مرة. كانتِ الطريقة التي يُفترض أن يعمل بها هذا الكون موضوعًا بالضبط لكثيرٍ من الجدل، وقد بُذلت محاولات عدة لفهم هذا واستنباط قاعدة بورن -من ثَمَّ- دونما إجماعٍ حول ما إذا كانت تلك القاعدة ناجحةً أم لا.
ظهرت ميكانيكا الكم العلائقية في أواخر التسعينيات مشتقاً حديثاً لأفكارٍ من نمط [مدرسة] كوبنهاغن، وجرى تطوير ميكانيكا بيشان الكمية (أو اختصارًا QBism) بعد بضع سنوات.