فرمول بندی تازه و جنجالی نظریه ی کوانتوم با رعایت تقارن زمانی

تا به حال فکر کرده اید چرا ما می توانیم گذشته را به یاد بیاوریم ولی آینده را نه؟!

استیون هاوکینگ این پدیده را “پیکان روانی زمان” نامیده است. اگر چه این سوال، بسیار عجیب به نظر می رسد اما باید بگوییم که علت آن مفهوم بسیار ساده ای است: عدم تقارن. نظریه ی جدیدی توانسته ارتباط دقیق بین این سوال و عدم تقارن را پیدا کند. 

این پژوهش در واقع درک جدیدی از مفاهیم بنیادی و فلسفی مانند انتخاب، اختیار و علیت را ارائه می کند یا شاید بتوان گفت این مفاهیم را منقلب می کند. اصل علیت را که می شناسید؟ اصلی که طبق آن، در هر رویدادی می توان یک علت و یک معلول تعریف کرد. این ایده در نظریه ی کوانتوم به این صورت بیان می شود که انتخاب های ما در زمان حال می تواند وقایع آینده را تحت تاثیر قرار دهد اما بر روی رویدادهای گذشته، تاثیری ندارد. اما حالا این نظریه ی جدید می گوید نیازی نیست علیت را به عنوان یک اصل زیربنایی فیزیک در نظر بگیریم!
دانشمندان برای رسیدن به این نتیجه ی جنجالی، مفهوم و معنای واقعی انتخاب در نظریه ی کوانتوم را تجزیه تحلیل کردند. تصور ما این است که یک اندازه گیری کننده می تواند نوع اندازه گیری روی یک سیستم را انتخاب کند، اما نمی تواند نتیحه ی اندازه گیری را انتخاب کند.

از طرفی اصل علیت می گوید انتخاب نوع اندازه گیری فقط می تواند نتایج اندازه گیری های آینده را تغییر دهد نه نتایج اندازه گیری هایی که در گذشته انجام شده اند، اما این نظریه ی جدید که از نظر زمانی متقارن است می گوید نتیجه‌ی اندازه گیری می تواند هم روی نتایج اندازه گیری‌های آینده و هم روی اندازه گیری های گذشته موثر باشد.

(قبلاً نتیجه ای مشابهی با بررسی آزمایش ویلر بدست آمده بود) 

با توجه به نتیجه ی قسمت اول می توان اصل علیت را به صورت محدودیتی در نظر گرفت که در زمان های مختلف و روی اطلاعات متغیرهای مختلف اعمال می شود.
 این محدودیت از نظر زمانی متقارن نیست زیرا فقط بر انتخاب نوع اندازه گیری موثر است، در حالیکه هم انتخاب اندازه گیری و هم نتیجه ی آن در واقع مربوط به آینده هستند. نتیجه ی پژوهش حاضر نشان می دهد که این عدم تقارن ناشی از آن است که نظریه ی کوانتومی به صورت نامتقارن، فرمول بندی شده است.
بگذارید کمی دقیق تر شویم: نظریه کوانتوم براساس مفاهیم نامتقارنی بنا شده است. این مفاهیم اساسی بیان می کنند که ما از گذشته آگاهیم، اما آینده را فقط می توانیم پیش بینی کنیم. این بیان، درست نیست، چرا که مفهوم احتمال، مستقل از زمان بوده و بنابراین از لحاظ فیزیکی باید فرمول بندی متقارنی از لحاظ زمان داشته باشد. بنابراین دانشمندان در این پژوهش جدید، مفهوم جدیدی از اندازه گیری را تعریف می کنند که فقط بر اساس متغیر های گذشته تعریف نمی شود بلکه می تواند به متغیر های آینده هم وابسته باشد. در این روش، اندازه گیری به عنوان اختیار و انتخاب کاربر در نظر گرفته نمی شود، بلکه اطلاعاتی در مورد رویداد های ممکن در نواحی مختلف فضا زمان را ارائه می کند.
در فرمول بندی متقارن نظریه ی کوانتوم، هم اصل علیت و هم پیکان روانی زمان، از شرایط مرزی بدست می آیند، اما مقدار آن ها می تواند دلخواه و اختیاری باشد. بنابراین در این فرمول بندی جدید ممکن است علیت در برخی بخش های کائنات نقض شود. این پژوهش نشان می دهد که اگر تقارن زمانی را به عنوان یکی از ویژگی های قوانین اساسی فیزیک بپذیریم، باید احتمال پدیده هایی فراتر از نظریه ی کوانتومی استاندارد حاضر را هم در نظر بگیریم. اینکه کدام یک از این پدیده ها وجود دارند و کجا باید به دنیال آن ها بگردیم، هنوز یک پرسش بزرگ و بی پاسخ است.
نظر شما در مورد این فرمول بندی تازه و جنجالی چیست؟ آیا علیت واقعا نقض می شود؟