Tο 1935, ο Einstein εξαπολύει την τελική του επίθεση εναντίον της κβαντομηχανικής διατυπώνοντας το παράδοξο EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) αμφισβητώντας ότι η κβαντομηχανική μπορεί να περιγράψει την πραγματικότητα και ότι πρόκειται για μια ατελή θεωρία.Η ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ
Σύμφωνα με τους EPR, ήταν αναγκαία η εισαγωγή κάποιων επιπλέον μεταβλητών (οι περίφημες «κρυμμένες μεταβλητές») που θα εξαφάνιζαν την απροσδιοριστία και την μη-τοπικότητα της κβαντομηχανικής.
Ο John Stewart Bell (1928 - 1990), ένας φυσικός από τη Βόρεια Ιρλανδία, με την διατύπωση του θεωρήματος Bell, έβαλε ταφόπλακα σε κάθε θεωρία κρυμμένων μεταβλητών, ενώ ο Alain Aspect - Γάλλος φυσικός, γεννημένος το 1947 στις αρχές του 1980 επιβεβαίωσε πειραματικά τη θεωρία του Bell.
Μια και ο Alain Aspect είναι υποψήφιος για το Nobel Φυσικής 2011, καλό θα ήταν να γνωρίζουμε τι ακριβώς απέδειξε με το πείραμά του. Για να γίνει αυτό πρέπει να πάρουμε τα πράγματα από την αρχή...
Η «είσοδος» των πιθανοτήτων στη θεμελιώδη φυσική
Είναι η κβαντομηχανική μια πλήρης θεωρία;
Το μόνο που μπορούμε να γνωρίζουμε για ένα σωματίδιο – π.χ. το ηλεκτρόνιο στο άτομο του υδρογόνου – είναι η πιθανότητα να το βρούμε εδώ ή εκεί στο χώρο.
Η πιθανότητα αυτή – η πιθανότητα ανά μονάδα όγκου – δίνεται από το τετράγωνο της κυματοσυνάρτησης του ηλεκτρονίου.
Ποια αναγκαιότητα εισάγει τις πιθανότητες στη φυσική;
Υπάρχει κάποια «λογική» που οδηγεί στην «παράλογη» στατιστική ερμηνεία;
Προφανώς και υπάρχει.
Για να εξηγηθεί για παράδειγμα το μεγαλύτερο μυστήριο του μικροκόσμου – η σταθερότητα των ατόμων – οι φυσικοί έπρεπε να υιοθετήσουν την μόνη λογική εξήγηση, την κβάντωση, στη συνέχεια την κυματική συμπεριφορά της ύλης ως τη μόνη ερμηνεία της κβάντωσης και τέλος την στατιστική ερμηνεία ως την μόνη φυσιολογική εξήγηση της συνύπαρξης κυματικών και σωματιδιακών ιδιοτήτων.
Η στατιστική ερμηνεία δεν υιοθετήθηκε «ελαφρά τη καρδία», αλλά ως αδήριτη ανάγκη.
Ένα ερώτημα που τέθηκε με την εμφάνιση της κβαντομηχανικής ήταν το εξής:
«είναι οι κβαντομηχανικές πιθανότητες θεμελιώδεις ή αποτέλεσμα της ατελούς μας γνώσης;
με άλλα λόγια
«είναι η κβαντομηχανική μια πλήρης θεωρία» ή εκκρεμεί η συμπλήρωσή της μ’ ένα βαθύτερο αιτιοκρατικό υπόστρωμα; (Όπως π.χ. η «συμπλήρωση» της κλασικής θερμοδυναμικής με την κινητική θεωρία και τη στατιστική μηχανική).
Είναι γνωστό ότι ο Einstein πίστευε ότι οι πιθανότητες που υπεισέρχονται στην κβαντομηχανική δεν είναι θεμελιώδεις. Είναι αποτέλεσμα της ατελούς μας γνώσης. Η κβαντομηχανική παρά τις αναμφισβήτητες επιτυχίες της – σύμφωνα πάντα με τον Einstein – δεν πρέπει να θεωρηθεί ως μια τελική θεωρία.
Θα πρέπει να συμπληρωθεί πιθανόν με την εισαγωγή κάποιων κρυμμένων μεταβλητών των οποίων η γνώση θα μας επιτρέψει να προβλέπουμε χωρίς απροσδιοριστία το αποτέλεσμα κάθε κβαντομηχανικού πειράματος.
Ο φημισμένος φυσικός πίστευε ότι κάποτε θα επιτευχθεί η «απο-κβαντομηχανοποίηση» του κόσμου και ο ντετερμινισμός θα επιστρέψει.
Αντιμετώπιζε τα φαινόμενα της κβαντομηχανικής σαν την τυχαία ρίψη ενός κέρματος. Η αδυναμία μας να προβλέψουμε αν θα έρθει κορώνα ή γράμματα οφείλεται στο ότι δεν γνωρίζουμε όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν την κίνηση του κέρματος (τρόπος ρίψης, διακυμάνσεις πυκνότητας του αέρα, ανωμαλίες εδάφους κλπ...).
Αν όλοι οι παράγοντες ήταν γνωστοί και διαθέταμε και έναν υπερυπολογιστή που θα έλυνε τις κλασικές εξισώσεις κίνησης, τότε θα μπορούσαμε να προβλέψουμε το αποτέλεσμα της ρίψης.
Με τον ίδιο τρόπο αντιμετώπιζε και ένα κβαντομηχανικό φαινόμενο, όπως την πιθανότητα διέλευσης ενός σωματιδίου από ένα κλασικά απαγορευμένο φράγμα δυναμικού.
Η σχολή της Κοπεγχάγης (Bohr et al) υποστήριζε ότι οι κβαντομηχανικές πιθανότητες είναι θεμελιώδεις και ότι η φύση είναι εγγενώς πιθανοκρατική. Το γιατί ένα σωματίδιο περνάει ή όχι ένα φράγμα δυναμικού δεν οφείλεται σε κάτι που δεν γνωρίζουμε. Είναι στη φύση των πραγμάτων. Το τι θα κάνει το σωματίδιο σε κάθε συγκεκριμένο πείραμα δεν το ξέρει ούτε ο ...Θεός.
(Γι αυτό ο Einstein ωρυόταν ότι ο Θεός δεν παίζει ζάρια. Μετά από χρόνια ο Hawking ισχυρίστηκε ότι, Θεός όχι μόνο παίζει ζάρια, αλλά μερικές φορές τα ρίχνει και σε μέρη που δεν μπορούμε να τα βρούμε).
Tο 1935, ο Einstein εξαπολύει την τελική του επίθεση εναντίον της κβαντομηχανικής διατυπώνοντας το παράδοξο EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) – [Physical Review 47, 777 (1935)]....
