پلی میان دو دنیای آشتیناپذیر فیزیک: ریاضیدانان امآیتی تناقض فیزیک کلاسیک و کوانتوم را کمرنگ کر…
انتشار: 2026/07/21 18:27 UTC
پلی میان دو دنیای آشتیناپذیر فیزیک: ریاضیدانان امآیتی تناقض فیزیک کلاسیک و کوانتوم را کمرنگ کردند برای بیش از یک قرن، علم فیزیک تحت یک استاندارد دوگانه و آزاردهنده اداره شده است: اجسام بزرگ دنیای روزمره ما (مانند توپ بیسبال و سیارات) از قوانین پیشبینیپذیر فیزیک کلاسیک نیوتن پیروی میکنند، در حالی که ذرات ریز زیراتمی از قوانین غیرمنتظره و احتمالاتی مکانیک کوانتوم تبعیت مینمایند. اکنون، دانشمندان دانشگاه امآیتی (MIT) در پژوهشی خیرهکننده که در ژورنال معتبر Proceedings of the Royal Society A منتشر شده، نشان دادهاند که یک اصل کلیدی در فیزیک کلاسیک میتواند دقیقاً همان نتایج فیزیک کوانتوم را بازتولید کند. این تیم پژوهشی با ترکیب فرمولهای کلاسیک و مفاهیم دینامیک سیالات توانستند نشان دهند که «معادله شرودینگر» در فیزیک کوانتوم و «معادله همیلتون-ژاکوبی» در فیزیک کلاسیک، در صورت محاسبه صحیح چگالی، در واقع از نظر ریاضی کاملاً همارز و یکسان هستند. این دستاورد مکانیک کوانتوم را رد نمیکند، بلکه پلی ریاضی میسازد که با فرمولهای سادهتر فیزیک کلاسیک، محیطهای پیچیده کوانتومی را محاسبه کنیم.در فیزیک کلاسیک، اصل شگفتانگیزی به نام «اصل کمترین کنش» وجود دارد که نشان میدهد طبیعت همواره در بهینهترین حالت ممکن کار میکند. وقتی شما یک توپ را پرتاب میکنید، توپ به طور خودکار و بدون تفکر، دقیقاً مسیری را در فضا انتخاب میکند که به کمترین میزان «کنش فیزیکی» (ترکیبی از انرژی و زمان) نیاز داشته باشد. فیزیکدانان امآیتی از همین اصل بهرهوری کلاسیک برای شبیهسازی رفتار آشفته ذرات کوانتومی استفاده کردند. ارزش عملی این پل ریاضی زمانی مشخص میشود که بخواهیم پدیدههای کوانتومی را در آزمایشگاههای محاسباتی شبیهسازی کنیم؛ برای مثال در آزمایش معروف دو شکاف. در فیزیک کوانتوم، وقتی یک ذره را به سمت دو شکاف شلیک میکنید، ذره مانند یک موج رفتار کرده و به نظر میرسد همزمان از هر دو شکاف عبور میکند. برای محاسبه مکان فرود ذره، دانشمندان مجبور بودند از فرمول پیچیده ریچارد فاینمن به نام «انتگرال مسیر» استفاده کنند که نیازمند محاسبه ریاضی بینهایت مسیر مارپیچ و زیگزاگی برای یک ذره بود؛ یک کابوس محاسباتی واقعی! اما در مدل جدید امآیتی، با فرض اینکه احتمال حضور ذره کوانتومی مانند چگالی جریان یک مایع حرکت میکند، محاسبات بینهایت به راحتی به محاسبات ساده فیزیک کلاسیک تبدیل میشود و تنها با محاسبه دو مسیر کلاسیک (یکی از میان هر شکاف) میتوان به همان نتیجه دقیق کوانتومی دست یافت. پژوهشگران امآیتی از این چارچوب جدید ریاضی برای حل مسائل پیچیدهتری نظیر «تونلزنی کوانتومی» و «درهمتنیدگی» نیز با موفقیت استفاده کردهاند. این ابزار قدرتمند به جای لجاجت بر سر تفاوتهای فلسفی کلاسیک و کوانتوم، یک میانبر ریاضی بسیار ساده و شهودی در اختیار مهندسان قرار میدهد تا با سرعت و کارایی به مراتب بالاتری به طراحی و ساخت کامپیوترهای کوانتومی آینده بپردازند.[منبع]@Science_Focus



