Was Schrödinger ever a determinist?

رمية نرد كونية كبرى

تخيل الكون كآلة ساعة ضخمة وتكتك. لقرون، اعتقد العلماء أنه إذا عرفت بالضبط مكان كل ترس ومدى سرعة دورانه، يمكنك التنبؤ بدقة بما سيحدث بعد ذلك، وإلى الأبد. تُسمى هذه الفكرة بـ الحتمية (determinism): وهي الاعتقاد بأن المستقبل مكتوب بالفعل بواسطة الماضي، مثل فيلم تم تصويره بالفعل وينتظر فقط أن يُعرض. ولكن بعد ذلك، في أوائل القرن العشرين، وصلت نوع جديد من العلوم يسمى ميكانيكا الكم (quantum mechanics). اقترحت هذه العلوم أن الطبيعة، عند مستواها الأصغر، لا تعمل كآلة الساعة على الإطلاق. بدلاً من ذلك، هي تتصرف أكثر مثل رمية نرد، حيث يمكنك فقط التنبؤ بـ احتمالات حدوث شيء ما، وليس بالنتيجة نفسها. هذا التحول من "القدر المحتوم" إلى "الصدفة العشوائية" هز عالم الفيزياء في جوهره.

أحد أشهر علماء ذلك العصر، إروين شرودنجر، يُذكر غالباً كالشخص الذي كره هذه الفكرة الجديدة. هو مشهور بتجربة فكرية غريبة تتعلق بقطة تكون ميتة وحية في نفس الوقت، ويعتقد الكثير من الناس أنه استخدمها ليظهر مدى سخافة العشوائية الكمومية. ولكن ماذا لو كنا نقرأ القصة بشكل خاطئ؟ ماذا لو كان الرجل الذي كتب المعادلة الشهيرة التي تصف كيفية تحرك الموجات الكمومية هو في الواقع أكبر معجب بالكون القائم على "رمية النرد" طوال الوقت؟ هذا السؤال مهم لأنه يغير نظرتنا لتاريخ العلم ويجبرنا على التساؤل: هل الكون عشوائي حقاً، أم أننا فقدنا الأدلة لمئة عام؟

---

المتمرد الذي أُسيء فهمه

لفترة طويلة، رسمت كتب التاريخ صورة لإروين شرودنجر كحارس عجوز غاضب، "رجعي" رفض التخلي عن الطرق القديمة. جنباً إلى جنب مع أسماء كبيرة أخرى مثل أينشتاين، غالباً ما يتم وضعه ضمن مجموعة العلماء الذين حاربوا الفكرة الثورية القائلة بأن الطبيعة عشوائية في جوهرها. تقول القصة إن شرودنجر كان يائساً لإثبات أن الكون لا يزال آلة سلسة وقابلة للتنبؤ، تماماً مثل نماذج الساعة في الماضي.

لكن هذه الورقة البحثية الجديدة تشير إلى أن هذه القصة الشهيرة هي نوع من الخلط. يجادل المؤلفان، فلافيو ديل سانتو ونيكولاس جيسين، بأن شرودنجر لم يكن يحارب العشوائية؛ بل كان في الواقع أحد أوائل وأكثر أنصارها راديكالية. وبينما تبدو معادلته الشهيرة (التي تصف كيف تتحرك الجسيمات كموجات) سلسة ومتوقعة للغاية، إلا أن شرودنجر نفسه قضى معظم حياته يجادل بأن الكون في الواقع عبارة عن فوضى إحصائية. لم يكن يحاول إنقاذ الحتمية؛ بل كان يحاول إخبار الجميع أن الحتمية لم تكن حقيقية من الأساس.

الحجج الثلاث للفوضى

تتعمق الورقة في مقالات شرودنجر القديمة، وخاصة مقال بعنوان "اللاحتمية في الفيزياء"، لتظهر أن لديه ثلاثة أسباب ذكية للإيمان بالعشوائية، حتى قبل أن تصبح ميكانيكا الكم هي المعيار السائد.

1. كذبة "الدقة المثالية"
أولاً، هاجم شرودنجر فكرة أننا يمكننا معرفة نقطة البداية لأي شيء بدقة تامة. في الرؤية القديمة "للساعة"، إذا عرفت السرعة والموقع الدقيقين لكرية ما، يمكنك التنبؤ بدقة بمكان هبوطها. جادل شرودنجر بأن هذا مجرد خدعة رياضية، "مصطنعة". وأشار إلى أن افتراض إمكانية قياس السرعة بدقة لانهائية هو أمر مستحيل. في الواقع، حتى في الفيزياء الكلاسيكية (فيزياء الأشياء اليومية)، لا تؤدي الظروف الأولية المتطابقة إلى نتائج متطابقة؛ بل تؤدي فقط إلى نفس الإحصاءات أو الأنماط. الأمر يشبه محاولة التنبؤ بالمسار الدقيق لورقة شجر تسقط في عاصفة؛ حتى لو كنت تعتقد أنك تعرف الرياح تماماً، فإن التمايلات الصغيرة غير القابلة للقياس تعني أن النتيجة ستكون دائماً مفاجأة نوعاً ما.

2. الساعة المعطلة والشارع ذو الاتجاه الواحد
ثانياً، نظر إلى كيفية تغير الأشياء بمرور الوقت. كانت الرؤية القديمة تقول إن الطبيعة تتبع قوانين صارمة وعكوسة (إذا قمت بتشغيل فيلم لكوكب يدور للخلف، فسيظل منطقياً). جادل شرودنجر بأن الطبيعة مليئة في الواقع بـ "عدم الاستمرارية" و"عدم العكوسية". وصف الاعتقاد بالقوانين الصارمة بأنه "تحيز فلسفي" أو "عرف قديم" رفض العلماء التخلي عنه ببساطة. وبدلاً من ذلك، اقترح أن قوانين الطبيعة تشبه "لعبة حظ". وأشار إلى أن معظم الأشياء في الطبيعة هي شوارع ذات اتجاه واحد (مثل بيضة تنكسر؛ فهي لا تعود لتتصلح أبداً)، مما يشير إلى أن الكون لا يتبع نصاً صارماً ومكتوباً مسبقاً، بل يرمي النرد في كل خطوة.

3. حد المعلومات المحدودة
أخيراً، قدم شرودنجر حجة مذهلة للعقل حول المعلومات. اقترح أن الطبيعة قد تتكون من عدد محدود من الإجابات بـ "نعم أو لا"، مثل سلسلة من الأصفار والآحاد (بتات المعلومات). جادل بأنه إذا كان على الطبيعة وصف كل تفصيل في الكون بدقة لانهائية، فسيطلب ذلك قدراً لانهائياً من المعلومات، وهو أمر مستحيل. وبما أن الطبيعة لديها حد على مقدار المعلومات التي يمكن أن تحتفظ بها، فلا يمكنها أن تكون آلة دقيقة وحتمية تماماً. بدلاً من ذلك، يجب أن تكون ضبابية وعشوائية بعض الشيء. كانت هذه فكرة استشرافية للغاية، حيث سبقت مفهوم "نظرية المعلومات" الحديث بعقود قبل تسميتها رسمياً.

الحقيقة الراديكالية

تخلص الورقة إلى أن رؤية شرودنجر كانت في الواقع أكثر راديكالية مما أدركنا. بينما يستخدم العلماء المعاصرون الذين يعتقدون أن الكون عبارة عن موجة ضخمة وغير متغيرة (يُطلق عليهم "الإيفريتيون" - Everettians) معادلته لإثبات أن كل شيء حتمي، ربما كان شرودنجر نفسه يرفع عينيه بسخرية تجاه هذه الفكرة. لقد كان يؤمن بأن الطبيعة "اللاحتمية" للفيزياء كانت واضحة قبل اكتشاف ميكانيكا الكم بفترة طويلة.

يقترح المؤلفان أن عبقرية شرودنجر الحقيقية كانت في رؤيته أن الكون لم يكن آلة ساعة من الأساس. كان جزءاً من مجموعة من العلماء في فيينا الذين تعلموا أن "كل ما يحدث في الطبيعة هو نتيجة لأحداث عشوائية". تجادل الورقة بأننا أسينا قراءة شرودنجر لمدة قرن، ظانين أنه كان الشرير في قصة العشوائية، بينما في الواقع كان أحد أبطالها الأكثر صوتاً. لم يكتفِ بقبول نهاية الحتمية؛ بل كان يحاول إخبارنا أن الحتمية كانت أسطورة طوال الوقت.