WEBVTT

00:00:07.004 --> 00:00:10.812
مبدأ هايزنبرج لللايقين هو أحد الأفكار القليلة

00:00:10.812 --> 00:00:14.686
المأخوذة من فيزياء الكم والتي توسعت في الثقافة الشعبية العامة.

00:00:14.686 --> 00:00:18.112
ويقضي باستحالة معرفة المكان الدقيق والسرعة

00:00:18.112 --> 00:00:22.893
الدقيقة للجسم في نفس الوقت، ويظهر كاستعارة في كل شيء،

00:00:22.893 --> 00:00:26.409
بدءً بالنقد الأدبي وحتى التعليق الرياضي.

00:00:26.409 --> 00:00:29.429
عادةً ما يُفسّر اللايقين بأنه نتيجة للقياس،

00:00:29.429 --> 00:00:34.561
أي أن قياس موقع الجسم يغير سرعته أو العكس.

00:00:34.561 --> 00:00:38.378
إلا أن الأصل الحقيقي أكثر عمقاً وإثارة.

00:00:38.378 --> 00:00:41.759
يتواجد مبدأ اللايقين لأن كل شيء في الكون

00:00:41.759 --> 00:00:46.318
يعمل كجسيم وكموجة في الوقت نفسه.

00:00:46.318 --> 00:00:50.458
في ميكانيكا الكم، الموقع المحدد والسرعة المحددة لجسم ما

00:00:50.458 --> 00:00:51.896
لا معنى لهما.

00:00:51.896 --> 00:00:53.147
ولاستيعاب ذلك،

00:00:53.147 --> 00:00:57.053
علينا أن نفكر في طبيعة سلوك الجسيم أو الموجة.

00:00:57.053 --> 00:01:01.857
الجسيمات حسب تعريفها توجد في مكان واحد في أي لحظة زمنية.

00:01:01.857 --> 00:01:05.286
يُمككنا تمثيل ذلك برسمٍ يوضح احتمالية إيجاد

00:01:05.286 --> 00:01:09.030
الجسم في مكان معين، الذي يبدو كمسمار،

00:01:09.030 --> 00:01:13.707
في موقع واحد محدد 100%، وليس في أي موقع آخر.

00:01:13.707 --> 00:01:17.621
وعلى الجانب الآخر، الموجات عبارة عن اهتزازات تنتشر في الفضاء

00:01:17.621 --> 00:01:20.338
كالتموجات التي تغطي سطح بِركةٍ ما.

00:01:20.338 --> 00:01:23.767
يُمكننا بوضوح تحديد سمات نمط الموجة ككل،

00:01:23.767 --> 00:01:25.933
والأهم من ذلك طولها الموجي،

00:01:25.933 --> 00:01:28.640
وهو المسافة بين قمّتين متجاورتين،

00:01:28.640 --> 00:01:30.459
أو تجويفين متجاورين.

00:01:30.459 --> 00:01:33.017
لكن لا يُمكننا تخصيص موقع واحد لها،

00:01:33.017 --> 00:01:36.282
إذ توجد احتمالية كبيرة لوجودها في أماكن مختلفة عديدة.

00:01:36.282 --> 00:01:39.099
والطول الموجي أمر أساسي في فيزياء الكم

00:01:39.099 --> 00:01:42.419
لأن الطول الموجي لجسمٍ ما يرتبط بقوته الدافعة،

00:01:42.419 --> 00:01:44.024
الكتلة مضروبة بالسرعة.

00:01:44.024 --> 00:01:46.909
وللجسم سريع الحركة قوة دافعة كبيرة،

00:01:46.909 --> 00:01:50.019
التي تتماشى مع الطول الموجي القصير جدّاً.

00:01:50.019 --> 00:01:54.559
والجسم الثقيل له قوة دافعة كبيرة حتى وإن لم يكن يتحرك بسرعة

00:01:54.559 --> 00:01:57.156
ما يعني مرة أخرى طول موجي قصير.

00:01:57.156 --> 00:02:00.927
ولهذا فنحن لا نلاحظ طبيعة الموجة للأجسام اليومية.

00:02:00.927 --> 00:02:02.644
فلو قذفت كرة بيسبول عالياً في الهواء،

00:02:02.644 --> 00:02:07.029
فإن طولها الموجي يبلغ جزء من مليار من تريليون من تريليون متر

00:02:07.029 --> 00:02:09.364
صغير جدًّا إلى حد يستحيل كشفه.

00:02:09.364 --> 00:02:12.324
الأشياء الصغيرة كالذرات أو الإلكترونات

00:02:12.324 --> 00:02:16.142
يُمكن أن يكون لها أطوال موجية كبيرة بما يكفي لقياسها في التجارب الفيزيائية

00:02:16.142 --> 00:02:19.475
فعندما يكون لدينا موجة نقية، يُصبح من الممكن قياس طولها الموجي.

00:02:19.475 --> 00:02:23.101
ومن ثم قوتها الدافعة، ولكنها
تكون بلا موقع.

00:02:23.101 --> 00:02:25.248
يُمكننا تحديد موقع الجسيم جيداً،

00:02:25.248 --> 00:02:28.489
ولكنه لا يملك طولاً موجياً، فلا نعرف قوته الدافعة.

00:02:28.489 --> 00:02:31.600
وللحصول على جسيم بموقع وقوة دافعة،

00:02:31.600 --> 00:02:33.760
يلزمنا مزج الصورتين

00:02:33.760 --> 00:02:37.163
لعمل رسم بياني يتألف من موجات، ولكن في مناطق صغيرة فقط.

00:02:37.163 --> 00:02:38.800
كيف يمكننا فعل ذلك؟

00:02:38.800 --> 00:02:41.554
من خلال مزج الموجات بأطوال موجية مختلفة،

00:02:41.554 --> 00:02:46.528
ما يعني إعطاء الجسم الكمي احتمالية الحصول على قوى دافعة مختلفة.

00:02:46.528 --> 00:02:49.282
عندما نضيف موجتين، نجد أن هناك أماكن

00:02:49.282 --> 00:02:52.055
تصطف فيها القمم مكونةً موجةً أكبر،

00:02:52.055 --> 00:02:55.821
وأماكن أخرى حيث قمم مكانٍ واحدٍ تملأ تجاويف مكانٍ آخرٍ.

00:02:55.821 --> 00:02:58.279
وينتج عن ذلك وجود مناطق فيها موجات

00:02:58.279 --> 00:03:01.106
تفصلها مناطق بلا موجات على الإطلاق.

00:03:01.106 --> 00:03:02.590
وعندما نضيف موجة ثالثة،

00:03:02.590 --> 00:03:05.709
يكبر حجم المناطق التي تخلو من الموجات،

00:03:05.709 --> 00:03:09.891
وإضافة موجة رابعة يعطي نفس النتيجة، مع زيادة ضآلة المناطق الأكثر تموُّجاً

00:03:09.891 --> 00:03:13.089
وإذا تابعنا إضافة الموجات، يتكون لدينا حزمة موجية

00:03:13.089 --> 00:03:16.168
مع طولٍ موجيٍ واضحٍ في منطقةٍ واحدةٍ صغيرة.

00:03:16.168 --> 00:03:20.224
هذا جسمٌ كميٌّ له طبيعة الموجة والجسيم.

00:03:20.224 --> 00:03:23.311
ولكن لتحقيق ذلك، اضطررنا لفقدان اليقين

00:03:23.311 --> 00:03:25.805
حول الموقع والقوة الدافعة.

00:03:25.805 --> 00:03:28.223
المواقع ليست محصورة بنقطة واحدة.

00:03:28.223 --> 00:03:30.918
وتوجد احتمالية كبيرة لإيجادها داخل بعض نطاقات

00:03:30.918 --> 00:03:32.837
مركز الحزمة الموجية،

00:03:32.837 --> 00:03:35.586
وقد صنعنا الحزمة الموجية بإضافة الكثير من الموجات،

00:03:35.586 --> 00:03:38.012
ما يعني وجود احتمالية إيجادها

00:03:38.012 --> 00:03:41.291
مع قوة دافعة تصاحب أياً من تلك الموجات.

00:03:41.291 --> 00:03:44.740
الموقع والقوة الدافعة كلاهما غير محددٍ الآن،

00:03:44.740 --> 00:03:46.816
والشكوك متصلة ببعضها.

00:03:46.816 --> 00:03:49.209
وإن أردت تقليل لايقينية الموقع

00:03:49.209 --> 00:03:52.628
من خلال صنع حزمة موجية أصغر، فيلزمك إضافة مزيدٍ من الموجات،

00:03:52.628 --> 00:03:54.865
ما يعني لايقينيةً أكبر للقوة الدافعة.

00:03:54.865 --> 00:03:58.047
ولو أردت تحديد القوة الدافعة بشكل أفضل، فيلزمك حزمةٌ موجيةٌ أكبر،

00:03:58.047 --> 00:04:01.012
ما يعني لا يقينية أكبر للموقع.

00:04:01.012 --> 00:04:03.221
وهذا هو مبدأ اللايقين لهايزنبرج،

00:04:03.221 --> 00:04:08.207
الذي وضعه الفيزيائي الألماني فيرنر هايزنبرج عام 1927.

00:04:08.207 --> 00:04:12.589
وهذا اللايقين لا يتعلق بسوء أو جودة القياس،

00:04:12.589 --> 00:04:17.107
ولكنه نتيجة حتمية تصاحب مزج طبيعتي الجسيم و الموجة.

00:04:17.107 --> 00:04:20.663
ومبدأ اللايقين ليس حدّاً عمليّاً على القياس فحسب،

00:04:20.663 --> 00:04:23.733
بل هو حد على الخصائص التي قد يمتلكها الجسم،

00:04:23.733 --> 00:04:28.157
والموجود في البنية الأساسية للكون نفسه.