تصمیمی که الان می گیرید گذشته را تغییر می دهد!

هر تصمیمی که در لحظه حال میگیریم، حتی گذشته را تغییر میدهد!
در عمق ساختار کوانتومی جهان، تحقیقات تازه نشان می‌دهند که انتخاب‌های ما در لحظه «حال» نه تنها مسیر آینده را تعیین می‌کنند، بلکه به شکلی بنیادین ساختار گذشته را نیز بازنویسی می‌کنند. بر اساس مدل‌های نوظهور Retrocausality، یا همان تأثیر از آینده به گذشته، فیزیکدانانی چون Rod Sutherland و Ken Wharton معتقدند که حالت ذرات درهم‌تنیده تحت تأثیر اندازه‌گیری‌هایی قرار می‌گیرد که در آینده انجام می‌شود، چنان که گویی جهان پیشاپیش از تصمیم ما آگاه است و شرایط اولیه را مطابق آن بازچینی می‌کند.

این نظریه می‌گوید تا زمانی که تصمیمی گرفته نشده، گذشته نیز به شکلی «نامعین» باقی می‌ماند — یعنی آنچه ما گذشته می‌نامیم، صرفاً مجموعه‌ای از احتمالات است که با انتخاب‌های فعلی ما شکل نهایی می‌گیرد. در مدل‌هایی مانند Two-State Vector Formalism، حالت ذره‌ها نه تنها از شرایط اولیه بلکه از شرایط نهایی نیز تغذیه می‌کنند، و در نتیجه، آینده و گذشته در ساختاری متقارن از زمان درهم‌تنیده می‌شوند. در این دیدگاه، اندازه‌گیری در آینده می‌تواند مسیر واقعیت را در گذشته تعیین کند، بی‌آنکه قانون فیزیکی شکسته شود.

در چنین تصویری از واقعیت، ما دیگر از گذشته به آینده حرکت نمی‌کنیم، بلکه در هر لحظه‌ی اکنون، با هر تصمیم، ساختار گذشته و آینده را هم‌زمان بازمی‌نویسیم. «اکنون» به صحنه‌ای تبدیل می‌شود که دو جریان زمان در آن به هم می‌رسند و هر انتخاب ما موجی می‌فرستد که نه فقط در آینده، بلکه در گذشته نیز پژواک می‌یابد. اگر این تفسیر درست باشد، آنگاه گذشته مفهومی ایستا نیست — بلکه جهانی زنده و پویا است که در انتظار تصمیم امروز ما معنا می‌یابد.

از نخستین روزهای شکل‌گیری نظریهٔ کوانتوم، فیزیک‌دانان همواره در تلاش بوده‌اند تا برهم‌کنش‌های ظاهراً غیرمحلی و سریع‌تر از نور که مکانیک کوانتومی اقتضا می‌کند را با قوانین سخت‌گیرانهٔ نسبیت سازگار کنند. دکتر راد ساترلند از دانشگاه سیدنی استرالیا معتقد است پاسخ این مسئله در «پس‌علیت» (Retrocausality) نهفته است؛ مفهومی که اجازه می‌دهد اندازه‌گیری‌های کوانتومی بر رویدادهایی در گذشتهٔ خود تأثیر بگذارند. ساترلند با ارائهٔ یک توصیف ریاضی دقیق و جدید، در پی آن است که پس‌علیت را به جریان اصلی فیزیک وارد کند؛ کاری که می‌تواند راه را برای حل برخی از قدیمی‌ترین رازهای فیزیک هموار سازد.

در مقیاس اتم‌ها و ذرات زیراتمی، ماده رفتاری کاملاً متفاوت از مواد ماکروسکوپی‌ای دارد که هر روز با آن‌ها سر و کار داریم. قوانین این دنیای ناآشنا توسط مکانیک کوانتومی بیان می‌شوند؛ با این حال، با وجود دهه‌ها پژوهش و انبوهی از نظریه‌ها و آزمایش‌های انقلابی، هنوز هم تفسیر درست نتایج این مطالعات محل بحث و اختلاف نظر جدی است.

دکتر راد ساترلند توضیح می‌دهد: «مکانیک کوانتومی از نظر پیش‌بینی نتایج اندازه‌گیری‌ها، نظریه‌ای بسیار موفق در فیزیک است. اما هیچ تصویر روشنی از یک واقعیت فیزیکی زیربنایی که این نتایج از آن ناشی می‌شوند، به ما ارائه نمی‌دهد.»

شاید شناخته‌شده‌ترین نمونه از این راز، پرسش دربارهٔ ماهیت نور باشد: آیا نور موج است یا ذره؟ در حالی که ویژگی‌های موج‌گونهٔ نور، مانند پراش و تداخل، قرن‌هاست مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، مکانیک کوانتومی به‌روشنی نشان می‌دهد که نور به صورت بسته‌های گسستهٔ انرژی به نام فوتون حرکت می‌کند؛ درست مانند ذرات. از سوی دیگر، ذراتی مانند الکترون‌ها نیز به‌طور قطعی رفتارهای موج‌گونه از خود نشان می‌دهند.

ذرات اتمی و زیراتمی رفتاری بسیار متفاوت از مواد ماکروسکوپی دارند که در زندگی روزمره با آن‌ها تعامل داریم. در برابر چنین مشاهدات شگفت‌انگیزی، یک پرسش بنیادی مطرح می‌شود: آیا نور و الکترون‌ها واقعاً می‌توانند هم‌زمان هم ذره باشند و هم موج، یا این درک محدود فعلی ما از فیزیک است که واقعیتی عمیق‌تر را پنهان کرده است؟ در نهایت، این تنها یکی از پرسش‌های فراوان دربارهٔ ماهیت واقعی مکانیک کوانتومی است.

شکستن محلیت

امروزه یکی از جنبه‌های پرمطالعه در این بحث، پدیدهٔ عجیب «درهم‌تنیدگی کوانتومی» است. اگر دو یا چند ذره درهم‌تنیده باشند و ناظری حالت کوانتومی یکی از آن‌ها را اندازه‌گیری کند، مکانیک کوانتومی ظاهراً ایجاب می‌کند که این اندازه‌گیری بلافاصله بر حالت ذرات درهم‌تنیدهٔ دیگر تأثیر بگذارد، صرف‌نظر از این‌که فاصلهٔ آن‌ها از یکدیگر چقدر زیاد باشد.

بسیاری از فیزیک‌دانان، از جمله اینشتین، با این ایده مخالفت کرده‌اند. اینشتین استدلال می‌کرد که بر اساس نظریهٔ نسبیت او، چنین برهم‌کنش‌های «غیرمحلی» که مستلزم انتقال تأثیرات با سرعتی بیشتر از نور هستند، باید ناممکن باشند.

این نگرانی‌ها در دههٔ ۱۹۶۰ توسط جان استوارت بل در قالب یک آزمایش فکری مشهور مطرح شد. بل بررسی کرد که آیا پیش‌بینی‌های کوانتومی دربارهٔ جفت ذرات درهم‌تنیده را می‌توان با وجود «متغیرهای پنهان محلی» توضیح داد یا نه؛ یعنی ویژگی‌هایی ناشناخته و غیرقابل آشکارسازی که این توهم ارتباط میان ذرات را ایجاد می‌کنند، در حالی که در واقع ذرات مستقل از یکدیگر باقی می‌مانند.

در این نمودار فاینمن از نابودی الکترون–پوزیترون، زمان از چپ به راست جریان دارد. اگر این نمودار با در نظر گرفتن پس‌علیت تفسیر شود، الکترون (e⁻) نابود نشده، بلکه به پوزیترون (e⁺) تبدیل شده و به عقب در زمان حرکت می‌کند.

ساترلند می‌گوید: «بررسی‌های او به قضیهٔ بل انجامید که ظاهراً نشان می‌دهد هر تصویر پنهانی از این نوع، ناگزیر باید غیرمحلی باشد. این امر مستلزم آن است که ارتباط‌هایی میان موجوداتی که از نظر مکانی بسیار از هم جدا شده‌اند، برقرار بماند.»

از دههٔ ۱۹۷۰ به بعد، فیزیک‌دانان راه‌های نوآورانه‌ای برای تحقق عملی آزمایش فکری بل ابداع کردند. از آن زمان تاکنون، نسخه‌های پیشرفته‌تر این آزمایش بارها و بارها نشان داده‌اند که نتایج پیش‌بینی‌شده توسط مکانیک کوانتومی و فرض‌شده در قضیهٔ بل واقعاً در طبیعت رخ می‌دهند؛ امری که ظاهراً در تضاد مستقیم با نسبیت است.

امروزه هنوز مشخص نیست که آیا این مشاهدات توصیف نهایی از واقعیت را ارائه می‌دهند یا این‌که می‌توان با شناسایی یک فرض طبیعی اما نادرست در استنتاج قضیهٔ بل، از آن عبور کرد و محلیت را دوباره برقرار ساخت. در حال حاضر، این مسئله به یک بن‌بست در نظریهٔ کوانتوم تبدیل شده و به نظر می‌رسد بحث دربارهٔ تفسیر آن پایانی ندارد.

معرفی پس‌علیت

ساترلند در پژوهش‌های خود از نظریه‌ای دفاع می‌کند که به باور او می‌تواند سرانجام به این بن‌بست پایان دهد. او استدلال می‌کند که برای پرهیز از نیاز به تأثیرات سریع‌تر از نور که قضیهٔ بل القا می‌کند، باید از یکی از ریشه‌دارترین فرضیات فیزیک فاصله بگیریم: این‌که یک رویداد فقط می‌تواند توسط رویدادهایی در گذشتهٔ خود ایجاد شود.

به گفتهٔ ساترلند: «برای عده‌ای روشن شده است که می‌توان از نتایج اثبات مشهور جان بل پرهیز کرد، اگر این فرض را کمی تعدیل کنیم که تنها می‌توانیم رو به جلو در زمان تأثیر بگذاریم.»

پدیدهٔ درهم‌تنیدگی کوانتومی در مقیاس زیراتمی رخ می‌دهد. برای توجیه نظریهٔ پس‌علیت، ساترلند به اصل عدم قطعیت هایزنبرگ استناد می‌کند. این اصل بیان می‌کند که هرگز نمی‌توان مکان و تکانهٔ یک ذرهٔ کوانتومی را به‌طور هم‌زمان با دقت کامل دانست. بنابراین، اگر دقت اندازه‌گیری یکی از این کمیت‌ها افزایش یابد، دقت دیگری کاهش پیدا می‌کند.

بر اساس این قانون، ساترلند اشاره می‌کند که مقادیر آیندهٔ برخی کمیت‌ها در فیزیک هرگز به‌طور دقیق قابل تعیین نیستند و در نتیجه نمی‌توان آن‌ها را بر اساس اندازه‌گیری‌های پیشین پیش‌بینی کرد. این موضوع امکان آن را باز می‌گذارد که انتخاب آزمایشگر برای اندازه‌گیری بعدی، بر مقادیر پیشین که در اندازه‌گیری قبلی نامعلوم باقی مانده بودند، تأثیر بگذارد.

این منطق با جنبهٔ آشنای دیگری از مکانیک کوانتومی تقویت می‌شود: این‌که اندازه‌گیری‌ها نه‌تنها اطلاعاتی دربارهٔ حالت کوانتومی ذره فراهم می‌کنند، بلکه خود نیز تأثیری دارند که می‌تواند آن حالت را تغییر دهد. مطابق با این دیدگاه، وضعیت از نظر زمانی متقارن است و انتخاب ناظر در نوع برهم‌کنش اندازه‌گیری، نه‌تنها بر رویدادهای آینده، بلکه بر رویدادهای گذشته نیز اثر می‌گذارد.

سازگاری با نظریهٔ کوانتوم

این ایده که برهم‌کنش‌های ظاهراً غیرمحلی را می‌توان با اثرگذاری رو به عقب در زمان توضیح داد، پیش‌تر نیز توسط دیگران مطرح شده بود. با این حال، تا امروز بیشتر این بحث‌ها فاقد یک توصیف ریاضی دقیق از پس‌علیت بوده‌اند. ساترلند در پژوهش خود برای نخستین بار چنین توصیفی را ارائه داده و نشان داده است که چگونه می‌توان آن را با سایر بخش‌های فیزیک تلفیق کرد.

در این چارچوب، نظریهٔ او با موفقیت پیش‌بینی‌های کلیدی مکانیک کوانتومی را بازتولید می‌کند، در حالی که اجازه می‌دهد ذرات درهم‌تنیده به‌گونه‌ای مستقل در نظر گرفته شوند؛ به این معنا که هیچ تأثیر سریع‌تر از نور میان آن‌ها رخ نمی‌دهد.

علاوه بر این، مدل پس‌علیتی ساترلند به او امکان می‌دهد توصیفی دقیق‌تر از سامانه‌هایی با هر تعداد دلخواهی از ذرات کوانتومی درهم‌تنیده ارائه کند. در برداشت‌های رایج مکانیک کوانتومی، چنین وضعیتی مستلزم توصیفی پیچیده و تا حدی انتزاعی در فضایی با ابعاد بالاتر است. ساترلند توضیح می‌دهد: «توصیف استاندارد مکانیک کوانتومی از N ذرهٔ برهم‌کنش‌کننده در یک “فضای پیکربندی” ریاضی با ۳N بعد صورت می‌گیرد. در مقابل، تصویر پس‌علیتی از واقعیت به‌طور کامل در همان فضای فیزیکی معمول سه‌بعدی قرار دارد.»