تفسير العقول المتعددة

تتضمن التفسيرات المختلفة لميكانيكا الكم عادةً شرح الصيغة الرياضية لها، أو رسم صورة فيزيائية لها. ورغم أن البنية الرياضية لها أساس متين، إلا أن هناك جدلاً واسعاً لا يزال قائماً حول تفسيرها الفيزيائي والفلسفي. وتهدف هذه التفسيرات إلى معالجة مفاهيم متنوعة، منها:

1. تطور حالة النظام الكمومي (المُعطى بواسطة الدالة الموجية )، عادةً باستخدام معادلة شرودنغر . هذا المفهوم مقبول عالميًا تقريبًا، ونادرًا ما يُناقش.
2. تُعدّ مشكلة القياس ، المرتبطة بما يُسمى انهيار الدالة الموجية - أي انهيار حالة كمومية إلى قياس محدد (أي حالة ذاتية محددة للدالة الموجية) - مشكلة محورية في تفسير ميكانيكا الكم. ويُشكّل الجدل الدائر حول ما إذا كان هذا الانهيار يحدث بالفعل مشكلة أساسية في تفسير ميكانيكا الكم.

الحل القياسي لمشكلة القياس هو التفسير "الأرثوذكسي" أو "تفسير كوبنهاغن"، الذي يزعم أن الدالة الموجية تنهار نتيجةً للقياس بواسطة مراقب أو جهاز خارجي عن النظام الكمومي. أما التفسير البديل، وهو تفسير العوالم المتعددة، فقد وصفه هيو إيفريت لأول مرة عام 1957 ^{[ 3 ] [ 4 ]} (حيث كان يُسمى تفسير الحالة النسبية، بينما صاغ برايس سيليغمان ديويت مصطلح " العوالم المتعددة" بدءًا من ستينيات القرن العشرين، وتمّ اعتماده نهائيًا في سبعينياته ^{[ 5 ]} ). وقد نفى منهجه في ميكانيكا الكم أن يتطلب القياس انهيارًا موجيًا، بل اقترح أن كل ما هو ضروري حقًا للقياس هو تكوّن اتصال كمومي بين الجسيم وجهاز القياس والمراقب. ^{[ 4 ]}

في صياغة الحالة النسبية الأصلية، اقترح إيفريت وجود دالة موجية كونية واحدة تصف الواقع الموضوعي للكون بأكمله. وذكر أنه عندما تتفاعل الأنظمة الفرعية، يصبح النظام الكلي عبارة عن تراكب لهذه الأنظمة الفرعية. ويشمل ذلك المراقبين وأنظمة القياس، التي تُصبح جزءًا من حالة كونية واحدة (الدالة الموجية) تُوصف دائمًا عبر معادلة شرودنغر (أو بديلها النسبي). أي أن حالات الأنظمة الفرعية المتفاعلة تصبح "متشابكة" بطريقة تجعل أي تعريف لأحدها يستلزم بالضرورة الآخر. وبالتالي، لا يمكن وصف حالة أي نظام فرعي إلا بالنسبة إلى كل نظام فرعي يتفاعل معه (ومن هنا جاء اسم الحالة النسبية).

اقترح إيفريت أن الكون في الواقع غير محدد ككل. على سبيل المثال، تخيل مراقبًا يقيس جسيمًا ما يبدأ في حالة غير محددة، حيث يكون دورانه لأعلى ولأسفل ، أي أنه مزيج من الاحتمالين. عندما يقيس المراقب دوران هذا الجسيم، فإنه يسجله دائمًا إما لأعلى أو لأسفل. تُسمى مشكلة فهم هذا التحول المفاجئ من "لأعلى ولأسفل" إلى "إما لأعلى أو لأسفل" بمشكلة القياس . وفقًا لتفسير الأكوان المتعددة، فإن عملية القياس أجبرت الكون على "انقسام" إلى حالتين، إحداهما بدوران لأعلى والأخرى بدوران لأسفل، وفرعين يمتدان من هاتين الحالتين المستقلتين. يقيس أحد الفرعين دورانًا لأعلى، بينما يقيس الآخر دورانًا لأسفل. يُعلم النظر إلى الجهاز المراقب بالفرع الذي يقف عليه، لكن النظام نفسه غير محدد عند هذه النقطة، وبالتبعية المنطقية، يُفترض أنه غير محدد عند أي مستوى أعلى.

في نظرية الأكوان المتعددة، تُمثل "العوالم" ببساطة تاريخ القياس الكامل حتى لحظة القياس المعنية وأثناءها، حيث يحدث الانقسام. يصف كل "عالم" من هذه "العوالم" حالة مختلفة من دالة الموجة الكونية، ولا يمكنها التواصل فيما بينها. لا يوجد انهيار لدالة الموجة إلى حالة معينة، بل يجد المراقب نفسه في العالم الذي سبق القياس الذي أجراه، وهو غير مدرك للاحتمالات الأخرى التي لا تقل واقعية.

يُفسّر مفهوم العقول المتعددة لنظرية الكمّ على أنه عوالم متعددة، حيث يُبنى التمييز بين هذه العوالم على مستوى المُراقب الفردي. فبدلاً من أن تتفرع العوالم، يتفرع عقل المُراقب نفسه. ^{[ 6 ]} تكمن إشكالية هذا التفسير في أنه يُشير إلى ضرورة وجود المُراقب في حالة تراكب مع ذاته، وهو أمرٌ يبدو غريباً. في بحثهما المنشور عام 1988، جادل ألبرت ولوير بأن عقل المُراقب لا يمكن أن يكون في حالة غير محددة، إذ يجب على المُراقب أن يُجيب بيقين تام على سؤال تحديد حالة النظام الذي رصده. فلو كان عقل المُراقب في حالة تراكب من الحالات، لما استطاع بلوغ هذا اليقين. ^{[ 2 ]} وللتغلب على هذا التناقض، اقترحا أن العقل يجب أن يكون دائماً في حالة محددة، وأن "أجسام" العقول فقط هي التي تكون في حالة تراكب. ^{[ 2 ]}

وبناءً على ذلك، عندما يقيس مراقب نظامًا كميًا ويتشابك معه، ينتج عن ذلك نظام كمي أكبر. ولكل احتمال ضمن هذه الدالة الموجية الأكبر، حالة ذهنية مقابلة في الدماغ. وفي نهاية المطاف، لا تُختبر إلا حالة ذهنية واحدة من هذه الحالات، مما يؤدي إلى تفرع الحالات الأخرى واختفائها، مع أنها حقيقية. ^{[ 7 ]} وبهذه الطريقة، يمتلك كل كائن واعٍ عددًا لا نهائيًا من العقول، يتناسب انتشارها مع سعة الدالة الموجية. وعندما يتحقق مراقب من قياس ما، فإن احتمال إدراك قياس معين يرتبط ارتباطًا مباشرًا بعدد العقول التي يمتلكها حيث يرى ذلك القياس. وبهذه الطريقة، تُستنتج الطبيعة الاحتمالية للقياسات الكمية من خلال تفسير العقول المتعددة.

لنفترض حالة عدم وجود مراقب واعٍ، أي عدم وجود عقل لمراقبة التجربة. في هذه الحالة، سيكون الكاشف في حالة غير محددة. يمر الفوتون ويمتص في آنٍ واحد، وسيبقى في هذه الحالة. تُحجب الارتباطات لأن أيًا من "العقول" المحتملة، أو حالات دالة الموجة، لا يتوافق مع نتائج غير مترابطة. ^{[ 8 ]}

والآن، لنفترض وجود كائن واعٍ يراقب الجهاز. في هذه الحالة، يدخل هذا الكائن أيضًا في حالة غير محددة. ترى عيناه وجسمه ودماغه كلا الدورانين في آنٍ واحد. مع ذلك، يختار العقل عشوائيًا أحد الاتجاهين، وهذا ما يراه. عندما ينظر هذا المراقب إلى الكاشف الثاني، سيرى جسمه كلا النتيجتين. سيختار عقله النتيجة التي تتوافق مع الكاشف الأول، وسيرى المراقب النتائج المتوقعة. لكن رؤية عقل المراقب لإحدى النتيجتين لا تؤثر بشكل مباشر على الحالة البعيدة - ببساطة، لا توجد دالة موجية تخلو من الارتباطات المتوقعة. يحدث الارتباط الحقيقي فقط عندما ينظر الكائن فعليًا إلى الكاشف الثاني. ^{[ 8 ]}

عندما ينظر شخصان إلى كاشفين مختلفين يفحصان الجسيمات المتشابكة، يدخل كلا المراقبين في حالة غير محددة، كما هو الحال مع مراقب واحد. لا يشترط أن تتطابق النتائج - فليس بالضرورة أن تتطابق نتائج المراقب الثاني مع نتائج المراقب الأول. عندما يخبر أحد المراقبين المراقب الثاني بالنتائج، لا يستطيع عقلاهما التواصل، وبالتالي سيتفاعلان فقط مع جسد الآخر، الذي لا يزال في حالة غير محددة. عندما يستجيب المراقب الثاني، سيستجيب جسده بالنتيجة التي تتفق مع نتيجة المراقب الأول. هذا يعني أن عقلَي كلا المراقبين سيكونان في حالة دالة موجية تُعطي دائمًا النتائج المتوقعة، ولكن قد تختلف نتائج كل منهما على حدة. ^{[ 8 ]}

كما رأينا، فإن أي ترابطات تُلاحظ في دالة الموجة لعقول كل مراقب لا تصبح ملموسة إلا بعد التفاعل بين المستقطبات المختلفة. وتتوافق هذه الترابطات على مستوى العقول الفردية مع ظهور اللا-محلية الكمومية (أو ما يعادلها، انتهاك متباينة بيل ). لذا، فإن عالم التعدد لا-محلية، وإلا فإنه لا يستطيع تفسير ترابطات EPR-GHZ.