یوسف خجیر عضو هیئت علمی دانشگاه سوره و مدیر گروه ارتباطات  درباره ISI اظهار کرد: مقاله ISI، مقاله‌ای است که در عرصه بین‌المللی به‌عنوان رفرنس مورد استفاده قرار می‌گیرد و نشریه ISI، نشریه‌ای است که مقالات معتبر و رفرنس جهانی در آن منتشر می‌شود. ISI در واقع نام موسسه‌ای است که با جمع‌آوری مقاله‌های علمی دنیا یک پایگاه داده به نام ISI Web Of Knowledge را تشکیل داده است؛  اطلاعات جمع‌آوری شده بیان می‌کند چه مقدار از مطالب ارائه شده، رفرنس خورده است، دیگران چقدر از آن استفاده کرده‌اند و از کدام قسمت‌های آن بیشتر استفاده شده است؛ سپس بر اساس این مقالات، مجلات ارزیابی می‌شود.

وی افزود: موسسه گزارشی سالانه به نام GCR را از طریق سایت ارائه می‌کند که گزارش استنادی مجله‌های علمی است و مجله‌هایی که مقاله‌های ISI در آن چاپ شده است را معرفی می‌کند؛ به همین دلیل ISI اهمیت پیدا می‌کند و افراد تلاش می‌کنند تا یک مجله یا مقاله ISI داشته باشند.

معیارهای بررسی ISI بودن مقاله چیست؟

خجیر بیان کرد: موسسه ISI کمیته‌ای برای ارزیابی نشریات دارد؛ این کمیته در ارزیابی سالانه نشریه‌ها را برای ورود به ISI بررسی می‌کند؛ چگونگی چاپ نشریه، بین‌المللی بودن منابع، دارا بودن زبان انگلیسی، نحوه نوشتن مقاله، چاپ به موقع و جایگاه آن در کشور موردنظر و جهان از جمله مواردی است که بررسی شده و در صورت داشتن شرایط مورد نظر، ISI بودن مقاله تایید می‌شود.

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره گفت: در موسسه ISI پارامتری به نام ضریب تاثیر نیز در نظر گرفته شده که محاسبه آن بر اساس ارجاعاتی است که  به هر یک از مجله‌های علمی جهان داده می‌شود؛ این ضریب اهمیت نشریات و مقاله‌ها را بالا می‌برد و توسط موسسه تامسون مشخص می‌شود.

ادعای دارالترجمه‌ها در ارائه مقاله ISI

وی اظهار کرد: در حال حاضر بسیاری از سایت‌ها و دارالترجمه‌ها ادعای ارائه مقاله ISI دارند اما نمی‌توان به آسانی به آن‌ها اعتماد کرد؛ زیرا نکته مهم درباره نشریه‌های ISI این است که ISI سالانه برای هر نشریه تغییر می‌کند، یعنی ممکن است یک نشریه یک سال در ISI قرار بگیرد اما سال بعد در آن حضور نداشته باشد.

خجیر افزود: نکته دوم این است که گاهی مقاله‌هایی که توسط این سایت‌ها و دارالترجمه‌ها ارائه می‌شود ضریب تاثیری بسیار پایین داشته و فاقد ارزش هستند، یا اینکه در سال گذشته ضریب تاثیری بالا داشته اما امسال به سمت صفر میل کرده‌اند.

بیشتر بخوانید: چاپ 5 مقاله isi و isc در مجلات بین المللی از سوی محققان ایرانی

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره بیان کرد: بهترین شیوه برای تشخیص ISI داشتن یک مجله یا نشریه، ورود به سایت تامسون است؛ در سایت تامسون رویترز تمام نشریات ISI  وجود دارد و می‌توان صحت ادعای یک مجله‌ برای دارا بودن ISI را بررسی کرد.

چگونه یک مقاله ISI بنویسیم؟

وی اظهار کرد: چارچوبی مرسوم برای نوشتن مقالات ISI وجود دارد؛ هر مقاله ISI باید دارای عنوان، معرفی نویسنده و اطلاعات تماس، چکیده، واژگان کلیدی، مقدمه، بدنه (مبانی نظری، روش تحقیق، یافته‌ها، نتیجه گیری و فهرست منابع) باشد.

خجیر گفت: نکته‌ای که ISI در نوشتن مقالات بر آن تاکید دارد و برایش مهم است، بیان مطالب علمی به‌صورت ساده و پرهیز از عامیانه‌نویسی یا ژورنالیستی‌نویسی است/ف همچنین مقاله باید خلاق ،دارای ایده جدید، تازه و به عبارتی منحصر به فرد باشد.

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره افزود: مقاله ISI به هیچ عنوان نباید کپی یا جعلی باشد، در ایران یک مقاله به سه شکل مختلف نوشته می‌شود، ولی ISI به هیچ وجه این کار را قبول ندارد و مقاله‌ای را می‌پذیرد که جدید بوده و قبل از آن وجود نداشته باشد.

عنوان مقاله ISI چه ویژگی‌هایی دارد؟

وی بیان کرد: عنوان مقاله پارامتری حساس است که باید کوتاه، اما جذاب و منتقل کننده مفهوم باشد؛ یعنی در عین حال که کامل است، جامع و مانع نیز باشد؛ عنوان نباید به‌حدی طولانی باشد که مخاطب را جذب نکند، همچنین نباید خیلی جزئی باشد.

خجیر افزود: در عنوان مقاله ISI نباید از لغات اضافه یا ایهام‌دار استفاده کرد، عنوان باید به نحوی انتخاب شود که بیشترین جذابیت را برای خواننده  و بیشترین ارتباط را با محتوای مقاله داشته باشد.

ویژگی‌های چکیده مقاله ISI چیست؟

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره گفت: چکیده یکی دیگر از موارد مهم در نوشتن یک مقاله ISI و یکی از ارکانی است که در داوری مجله و مقاله بررسی می‌شود؛ برخی از نشریه‌ها چگونگی نوشتن چکیده را در سایت خود بیان می‌کنند تا مخاطبان آن را در نوشتن مقاله مورد توجه قرار دهند.

وی افزود: چکیده مقاله ISI به ۲ شکل آزاد و ساختاری نوشته می‌شود؛ در شکل آزاد چکیده، مطالب در قالب یک پاراگراف کامل مطرح می‌شود. شکل ساختاری چکیده که در ایران هم مرسوم است از چهار قسمتی که در مقاله وجود دارد، تشکیل شده است؛ اکثر مقاله‌های حوزهعلوم انسانی دارای چکیده ساختاری هستند.

بیشتر بخوانید: مقاله ISI عضو هیات علمی واحد علوم و تحقیقات در مجله آمریکایی واشنگتن کوارترلی منتشر شد

خجیر بیان کرد: اصولا چکیده ۱۵۰ کلمه است و باید پس از شکل گرفتن طرح مقاله و بیان روش مورد استفاده در آن که می‎تواند یک جمع‌بندی خوب را ارائه داد، نوشته شود.

بدنه مقاله ISI را چگونه بنویسیم؟

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره گفت: نکته مهم در بدنه مقاله برای ISI، مباحث نظری است؛ بر خلاف ایران که بحث‌های نظری در آن بسیار گسترده است و پیشینه، نظریه، چارچوب نظری مفهومی و ... آورده می‌شود، در ISI این قاعده وجود ندارد.

وی افزود: در ISI برای نوشتن بدنه مقاله، مقدمه، نقشه کلی، مباحث نظری و در انتها سوال یا هدف مطرح می‌شود و اصل موضوع در روش و نتایج است؛ یعنی باید روش تحقیق، مخصوصا روش‌های نو یا روش‌های ترکیبی آمیخته و فراتحلیلی در حوزه علوم انسانی به طور تخصصی با جزئیات کامل توضیح داده شده و  روش تحقیق، جامعه آماری، نحوه نمونه‌گیری و غیره مطرح شود.

خصوصیات یافته‌های مقاله ISI

خجیر اظهار کرد: در بررسی مقاله توسط موسسه ISI، مهم‌ترین قسمت کار روی یافته‌ها انجام می‌شود و ترتیب منطقی و نظم بین آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد؛ مقاله‌هایی که دارای نتایج و یافته‌های گیج کننده یا به اصطلاح فاضل‌وار باشد و خواننده نتواند با آن ارتباط برقرار کرده و مطالب را دریافت کند، توسط موسسه برگردانده می‌شود تا قسمت مورد نظر که مشکل دارد، اصلاح شود.

اهمیت بالای تفسیر نتایج در مقاله ISI

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره بیان کرد: تفسیر نتایج به دست آمده از مقاله دارای اهمیتی بسیار و برای موسسه ISI خیلی مهم است؛ در ایران مقاله‌ها پس از نتیجه‌گیری رها می‌شوند و تفسیری از نتایج صورت نمی‌گیرد، در حالی که ISI بر تفسیر نتایج و اینکه چگونه این نتایج به دست آمده است، تاکیدی بسیار دارد. قسمت آخر مقاله ISI، فهرست منابع است که در انتهای آن آورده می‌شود.

نحوه پیدا کردن نشریه مناسب برای چاپ مقاله ISI

وی گفت: هنگامی که مقاله ISI کامل شد باید برای چاپ یک نشریه یا مجله معتبر را پیدا کرد؛ در انتخاب مجله باید توجه داشت که ISI آن به روز بوده و ضریب تاثیر و تخصصی داشته باشد زیرا موسسه ISI روی تخصصی بودن مجله تاکیدی فراوان دارد؛ به طور مثال فردی که در حوزه رسانه و ارتباطات مقاله می‌نویسد نمی‌تواند به مجله علوم سیاسی مقاله ارائه کند، زیرا باعث رد شدن آن از سوی ISI می‌شود.

خجیر اظهار کرد: بهترین کار در انتخاب یک مجله برای چاپ مقاله ISI، ورود به سایت موسسه تامسون است، در این سایت نشریات مختلف وجود دارد و می‌توان به راحتی انتخاب کرد. روش دیگر و برای حالتی که نشریه برای چاپ مقاله مشخص است، می‌توان با مراجعه به سایت آن نشریه، اطلاعات مورد نظر و نحوه نگارش را مطالعه کرد و بر اساس آن مقاله را نوشت، زیرا هر کدام از نشریه‌ها دارای نحوه نگارش خاص خود هستند.

تمام دلایل مرجوع مقاله ISI که باید رعایت شود

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره گفت: چند نکته باعث برگشت مقاله از سوی موسسه ISI می‌شود که دانستن آنها از نحوه نوشتن مقاله مهم‌تر است، زیرا روش نوشتن مقاله را می‌توان با مطالعه چند کتاب هم یاد گرفت.

وی افزود: یکی از مواردی که در اکثر مواقع باعث برگشت مقاله می‌شود عنوان و ابهامی‌ است که در موضوع وجود دارد؛ عنوان باید درست انتخاب شود و موضوع تکراری نباشد.

خجیر بیان کرد: تخصصی نبودن مقاله و سنخیت نداشتن موضوع یا تخصص آن با مجله‌ای که مقاله در آن چاپ شده یکی دیگر از موارد و عوامل برگشت مقاله ISI است.

عضو هیئت علمی دانشگاه سوره اظهار کرد: رعایت نکردن اصول مقاله‌نویسی که مورد نظر نشریه و بااهمیت است، باعث مرجوع شدن مقاله می‌شود.

وی بیان کرد: دقیق نبودن ارقام، اعداد، آمار، آزمون و نمونه‌گیری از مواردی هستند که موسسه ISI در بررسی مقاله‌ها مورد توجه ویژه قرار داده است؛ متاسفانه در چند سال اخیر چند مقاله ایرانی در دنیا به همین دلیل جعلی شناخته شد.

خجیر گفت: مورد دیگر بحث بر روی نتیجه و تفسیر آن است که برای موسسه ISI خیلی مهم و قابل توجه است؛ مقاله‌هایی که برای دریافت ISI به موسسه ارسال می‌شوند گاهی نتیجه‌گیری ندارند یا کامل نیست و این موضوع یکی دیگر از عواملی است که باعث مرجوع شدن مقاله می‌شود.

وی افزود: نکته آخر توجه به نحوه نوشتن چکیده و رعایت نکاتی است که باید به آن توجه شود؛ ایراد و اشکال در چکیده باعث برگشت مقاله ارسالی به موسسه خواهد شد.

سیکیم، یکی از استان‌های کوچک‌ هندوستان، برفراز ارتفاعات هیمالیا دارد و قرار است یکی از آزمایش‌های مهم‌‌ جالب جهان در آن انجام شود. حزب حاکم در این ایالت برنامه‌ای بلندپروازانه در سر دارد که با اجرای آن، درآمد پایه‌‌ی عمومی برای تمام ۶۱۰،۵۷۷ شهروند این ایالت درنظر گرفته خواهد شد.

اگر این طرح با موفقیت اجرا شود، به‌‌منزله‌‌ی بزرگ‌ترین آزمایش جهانی ایده‌‌ای خواهد بود که هواداران زیادی، ازجمله مارک زاکربرگ دارد. از دیدگاه این افراد، چنین طرحی می‌تواند شبکه‌‌ای از امنیت را در سطح جامعه برقرار کند و در سایه‌‌ی آن، معضلاتی نظیر فقر و اتوماسیون مشاغل حل‌‌وفصل خواهد شد. بااین‌حال، این طرح مخالفانی نیز دارد که می‌‌گویند چنینی اقداماتی انگیزه کارکردن را در افراد کاهش می‌دهد و تاوان‌های سنگینی برای جامعه در پی خواهد داشت.

درآمد پایه‌‌ی همگانی، درآمد عادی و تضمین‌شده‌ی دولت است که به‌‌طور عمومی و بدون قیدوشرط به تمامی شهروندان پرداخت خواهد شد. این طرح به‌‌معنای پرداختی نقدی است که با هدف جایگزینی طیف وسیعی از کمک‌های پرداختی دولت‌ها به شهروندان انجام می‌‌شود و درنهایت، تصمیم‌‌گیری درباره‌ی نحوه‌‌ی خرج‌‌کردن آن را به‌‌عهده‌‌ی افراد قرار می‌‌دهد. پی.‌‌دی. رای، تنها نماینده‌‌ی ایالت سیکیم در پارلمان هندوستان می‌‌گوید:

اگر بخت اجرای این طرح فقط در یک نقطه‌ی جهان وجود داشته باشد، آنجا سیکیم است.

پیش‌‌از‌‌این نیز، سیکیم سابقه‌‌ی عملکرد موفقی داشته است. برای مثال، در سال ۱۹۹۸، این استان یکی از اولین استان‌های هند بود که استفاده از کیسه‌های پلاستیکی را ممنوع کرد. این تصمیم برخلاف تجربه‌‌ی بسیاری از ایالت‌های دیگر این کشور باموفقیت اجرا شد.

همچنین، این کشور برای همه‌‌ی شهروندانش مسکن تأمین کرده‌ است. گفتنی است سیکیم اولین استان ارگانیک هند محسوب می‌شود که استفاده از آفت‌کش‌ها و کودها در آن متوقف شده است.

با داشتن نرخ سواد ۹۸ درصدی، شاخص‌های اجتماعی این استان نیز در میان تمام استان‌های این کشور سرآمد است. افزون‌براین، تنها ۸ درصد شهروندان آن زیر خط فقر زندگی می‌کنند که این آمار در‌مقایسه‌با آمار ۳۰ درصدی این شاخص در سطح کل هند بسیار چشمگیر محسوب می‌‌شود. کارشناسان بر این باورند «مساحت اندک» و «تراکم پایین جمعیت» این استان از عوامل دخیل در موفقیت آن بوده‌‌اند.

رای تأکید می‌‌کند اجرای این طرح با مشکلاتی نیز مواجه خواهد بود و معضل اصلی درنهایت، مسائل سیاسی پیش‌‌ رو است. او می‌‌افزاید:

با افزایش نابرابری جهانی، می‌خواهیم پلی روی این شکاف ایجاد کنیم.

به‌گفته‌ی رای، این طرح قرار است پیش از انتخابات آتی در بهار سال جاری اجرا شود؛ بااین‌‌حال، وی از افشای هزینه‌‌ی احتمالی اجرای آن امتناع می‌‌کند.

گردشگری منبع اصلی درآمد سیکیم است؛ تاآنجاکه سالانه بیش از ۲،۵۰۰،۰۰۰ نفر گردشگر برای بازدید از نقاط دیدنی این ایالت به  آنجا می‌‌روند. همچنین، سیکیم از معدود استان‌های هند است که با مازاد تولید انرژی مواجه است؛ به‌‌گونه‌‌ای‌ که هم‌‌اکنون، ۹۰ درصد از انرژی برق‌‌آبی تولیدی خود را می‌فروشد. ازاین‌رو، قرار است از درآمد بخش‌های گردشگری و انرژی برای تأمین مالی این طرح استفاده شود.

 رای می‌‌گوید هم‌‌اکنون، دولت نشست‌هایی با کارشناسان و سهام‌داران برگزار کرده و انتظار می‌‌رود طرح یادشده تا سال ۲۰۲۲ به مرحله‌‌ی اجرایی برسد.

در‌حال‌حاضر، کشور هند دستگاه امنیت اجتماعی بزرگی دارد و دولت مرکزی به‌‌تنهایی ۵ درصد از تولید ناخالص داخلی خود را صرف پیشبرد ۹۵۰ برنامه می‌‌کند. این برنامه‌‌ها تنوع وسیعی را دربرمی‌‌گیرد. از طرح برنج رایگان و کمک‌‌هزینه برای ساخت مسکن گرفته تا ایجاد شغل برای برخی از ساکنان مناطق روستایی همگی از محورهای اصلی برنامه‌‌های دردست‌‌اجرا هستند.

باوجوداین، اجرای ناکارآمد طرح‌‌ها و نیز انحراف از بودجه به‌‌دلیل فساد در سیستم از مشکلاتی است که این کشور همواره با آن دست‌‌وپنجه نرم می‌‌کند. از‌‌این‌‌رو، بسیاری اختصاص درآمد پایه‌‌ی عمومی را به‌‌عنوان یکی از راه‌حل‌‌های ممکن پیشنهاد کرده‌‌اند. گزارش اقتصادی هند در سال ۲۰۱۷ طرح فعلی را «ایده‌‌ای قدرتمند» قلمداد کرده که باید درباره‌اش بحث شود.

گفتنی است پیش‌ازاین نیز در نقاط دیگری از جهان، چندین آزمایش در مقیاس کوچک‌‌تر با هدف اختصاص درآمد پایه‌‌ی جهانی برای شهروندان انجام شده؛ اما همه‌‌ی آن‌ها به موفقیت‌های محدودی دست یافته بودند.

در آوریل۲۰۱۷، دولت انتاریو در کانادا از آغاز پروژه‌‌ی آزمایشی مشابهی با پوشش ۴،۰۰۰ نفر خبر داد که هزینه‌‌ای بالغ‌‌بر ۱۵۰،۰۰۰،۰۰۰ دلار کانادا (معادل ۱۱۳،۰۰۰،۰۰۰ دلار آمریکا) دربرداشت. این پروژه پس از یک سال تداوم و در پی تغییر دولت محلی، به‌‌‌ناگهان متوقف شد؛ چراکه دولت جدید این برنامه را پرهزینه و ناپایدار قلمداد می‌‌کرد.

دسامبر گذشته در فنلاند نیز، طرح مشابه پرداخت درآمد پایه‌‌ی جهانی پس از اتمام دوره‌‌ی ۲ ساله‌‌ی آزمایشی خود به‌پایان رسید و در‌حال‌حاضر، هیچ برنامه‌ای برای ادامه‌‌ی آن وجود ندارد. این طرح آزمایشی پرداخت ماهیانه‌‌ ۶۳۰ دلار به ۲،۰۰۰ شهروند بیکار در این کشور را شامل می‌‌شد.

در ایالات ‌متحده‌ی آمریکا نیز این طرح را شهرداری شهر استوکتن در کالیفرنیا اجرا کرده‌ است. مقام‌های این شهر سال گذشته اعلام کردند به‌‌مدت ۱۸ ماه، ماهیانه مبلغ ۵۰۰ دلار به شهروندان این شهر پرداخت خواهد شد.

ایده‌‌ی درآمد پایه‌‌ی جهانی حامیان بزرگی در دره‌‌‌ی سیلیکون یافته است که در میان چهره‌های سرشناس‌‌ حامی آن، می‌‌توان به مارک زاکربرگ و ایلان ماسک اشاره کرد.

زاکربرگ طی سخنرانی سال ۲۰۱۷ خود در دانشگاه هاروارد، از نیاز جامعه به «قرارداد اجتماعی جدید» سخن گفت و از ایده‌هایی مانند اختصاص درآمد پایه برای رفاه تمامی افراد حمایت کرد. ماسک نیز با اشاره به عواقب پدیده‌‌ی اتوماسیون در حذف مشاعل انسانی، اجرای چنین طرحی را به‌‌عنوان «گامی ضروری» توصیف کرده است.

بااین‌حال، اقتصاددانان نیز به مشکلات احتمالی متعددی اشاره می‌کنند که اجرای این طرح به‌‌دنبال خواهد داشت. برخی از این موضوع انتقاد می‌‌کنند که تزریق پول نقد به‌‌جای کمک‌‌هایی مانند یارانه‌‌ی موادغذایی، ممکن است موجب صرف هزینه در امور بی‌‌فایده و نادرستی شود.

آن‌‌‌‌ها بر این باورند پرداخت کمک‌‌های نقدی، تورم و افزایش قیمت کالاها را در پی خواهد داشت و متعاقبا قدرت خرید مردم را کاهش خواهد داد. برخی دیگر نیز می‌گویند این درآمد پایه می‌تواند از انگیزه‌ی کارکردن بزداید و درنهایت، جامعه با کاهش جمعیت نیروی کار مواجه شود.

هم‌زمان با اعلام تصمیم دولت مبنی بر اجرای این طرح در سیکیم، پراناب باردان، اقتصاددان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی اعلام کرد منطق پشت سیاست درآمد پایه‌‌ی عمومی در منطقه‌‌ای مانند سیکیم بسیار متفاوت از مکانی نظیر استوکتن است. او می‌‌افزاید:

در کشورهای توسعه‌یافته، هدف اصلی [از چنین طرح‌هایی] بازسازی یا کاهش هزینه‌‌ی طرح‌های رفاهی موجود مانند پوشش مزایای بیمه‌ی بیکاری است. درحالی‌که در کشورهایی با درآمد کم یا متوسط مانند هند، منطق اصلی رسیدگی به مسئله‌‌ی ناامنی اقتصادی در بخشی بزرگ‌تر از جمعیت و بدون دست‌کاری در سیاست‌‌های فعلی مقابله با فقر است و این جمعیت مسلما فقط شامل فقیرترین اقشار جامعه نمی‌‌شود. 

در شش قسمت قبلی، بخش‌های متفاوتی از فیزیک را بررسی کردیم. اگر به‌خاطر داشته باشید، در قسمت قبلی، به‌تفصیل درباره‌ی مکانیک ماتریسی هایزنبرگ و نحوه‌ی پیداش آن سخن گفتیم. در این قسمت، به قُل دیگر مکانیک ماتریسی، یعنی مکانیک موجی می‌پردازیم.

اگر به‌یاد داشته باشید، در قسمت قبلی، مقاله را به سه بخش تقسیم کردیم تا باتوجه‌به حجم زیاد مقاله، خواننده زمان و فرصت کافی برای خواندن و هضم کامل تمامی مطالب را داشته باشد. در این مقاله نیز، از همین روش استفاده و مقاله را به دو قسمت تقسیم کرده‌ایم: در بخش اول، به‌طور جامع درباره‌ی مکانیک موجی و اتفاقات درباره‌ی آن سخن می‌گوییم و در بخش دوم، کمی در زندگی شخصی شرودینگر، این فیزیک‌دان عجیب‌و‌غریب دقیق می‌شویم.

شرودینگر جزو معدود فیزیک‌دانانی است که فهم زندگی علمی‌اش بدون دانستن زندگی شخصی‌اش امکان‌پذیر نیست. همان‌طورکه می‌دانید، در زومیت، قابلیتی به‌عنوان ذخیره‌کردن مقالات وجود دارد؛ بنابراین، اگر به خواندن پیوسته‌ی این قسمت مایل‌اید، آن را در صفحه شخصی‌تان ذخیره کنید تا در روزهای آینده که برای خواندن بخش‌های بعدی می‌آیید، کارتان برای پیداکردن مقاله ساده‌تر باشد.

نحوه‌ی ذخیره‌کردن مقاله

پس از مقدمه‌ای نسبتا طولانی، حال وقت آن است به‌سراغ موضوع اصلی برویم و پیدایش مکانیک موجی را بررسی کنیم.

تولد دوقلوها

تولد ترکیب عظیمی از نظریه‌ی کوانتومی که امروزه با عنوان «مکانیک کوانتومی» مشهور است، رویداد شادی‌بخشی نبود که می‌توانست باشد. در نهایت شگفتی همه‌ی افراد، آنچه به‌دنیا آمد، نه یک نوزاد، بلکه دو نوزاد دوقلو بود و بدتر آنکه دو تولد آن‌ها ماه‌ها از هم فاصله داشت و دکترهای متفاوتی دست‌اندرکار بودند؛ حتی شایعه‌های زشتی درباره‌ی اصل و نسبت این دو نورسیده بر سر زبان‌ها بود.

اروین شرودینگر و همکارانش در مونیخ و برلین مدعی بودند کودکی که آنان «مکانیک موجی» می‌نامیدند، ویژگی تحسینی‌شدنی در کودک دیگر نمی‌بیند. کودک دیگر که ورنر هایزنبرگ و دوستانش در گوتینگن و کپنهاگ مدعی آن بودند، «مکانیک ماتریسی» نامیده می‌شد. شرودینگر درباره‌ی مکانیک ماتریسی می‌گوید:

از آنچه به‌نظر من روش نسبتا دشواری از جبر متعالی غیرتجربی که ناقض هرگونه تجسمی است، اگر نگویم بیزار، مأیوس بودم.

هایزنبرگ در نامه‌ای به ولفگانگ پائولی درباره‌ی مکانیک موجی می نویسد:

هرچه‌بیشتر درباره‌ی بخش فیزیکی نظریه‌ی شرودینگر فکر می‌کنم، آن را نفرت‌انگیزتر می‌یابم. آنچه شرودینگر درباره‌ی تجسم‌پذیری می‌نویسد، احتمالا کاملا درست نیست (یکی از تعبیرهای مطلوب بور) یا به‌عبارتِ‌دیگر، مزخرف است.

 برای مدتی به‌نظر می‌رسید فیزیک نسخه‌ی دوکودکی مکانیک کوانتومی را با رقابت نگران‌کننده ازلحاظ موضوعات و میراث و عنوان حمایت کند؛ اما خوشبختانه بودند کسانی که هر دو کودک را فهمیدند و قدرشناسی کردند. درنهایت، همه آسوده‌خاطر شدند و دریافتند که هر دو دوقلوها سالم و قانونی و شایسته‌ی نامِ‌خانوادگی مکانیک کوانتومی‌اند.

امیدها و بیم‌ها

پل دیراک معتقد بود دوستان نظریه‌پردازِ او را نه‌تنها اُمیدهایشان، بلکه درست به‌همان اندازه بیم‌هایشان هدایت می‌کند. او می‌گوید برای پژوهشگران نظری دشوار است که این ترس‌ها را نادیده بگیرند تا مبادا کارشان شامل نقص‌هایی پنهان و مصیبت‌بار باشد و افکارشان تحت‌تأثیر این نگرانی چنان‌که باید، منطقی نباشد:

شاید فکر کنید پژوهشگر موفق موضوع کارش را به‌آرامی و بدون هیجان و با ذهنی کاملا منطقی مرور و بررسی می‌کند و به طریقی سراسر عقلانی، توسعه اندیشه‌هایش را هرچه باشد، پیش می‌برد؛ اما این دورازواقعیت است. پژوهشگر هم انسان است و اگر امیدهای بزرگی دارد، ترس‌های بزرگی نیز دارد؛ درنتیجه، روند کارهایش بسیار آشفته است. او نمی‌تواند تمامی توجهش را بر خط صحیح توسعه متمرکز کند.

اگر وحشتی اساسی توسعه‌ی نظریه کوانتومی را در حین دو دهه‌ی نخستین آن تهدید می‌کرد، بدون شک مفهوم «دوگانگی موجی‌ذره‌ای» بود و ضرورت آن به این دلیل بود که ایجاب می‌کرد نور در بعضی آزمایش‌ها به‌صورت موج‌گونه و در آزمایش‌های دیگر به‌صورت ذره‌گونه ظاهر شود.

اینشتین ازجمله نخستین افرادی بود که با این معمای دوگانگی روبه‌رو شد. با وجود شواهد نظری و تجربی که در درازمدت برای موجی‌بودن نور به‌اثبات رسیده بود، اینشتین برای توضیح ویژگی‌های معمابرانگیز اثر فوتوالکتریک، نظریه‌ای ذره‌ای پیشنهاد کرد.

معادله‌ی E=hv اینشتین برای انرژی E ذره‌ی نور یا فوتون برحسب اتفاق، مضمون دوگانگی را مطرح می‌کند. این معادله E ویژگی نور به‌عنوان یک ذره را با فرکانس v که ویژگی نور به‌عنوان یک موج است، ترکیب می‌کند که در مقالات پیشین نیز درباره‌ی ماهیت آن صحبت کرده‌ایم.

از دیدگاه منطقی، این تناقضی بود که به‌جز اینشتین، هیچ نظریه‌پردازی شجاعت روبه‌روشدن با آن را نداشت. چگونه نور می‌تواند دو چیز اساسا متفاوت، یعنی موج و ذره در یک زمان باشد؟ به‌نظر می‌رسید دوگانگی تهدید و نقض بنیادی باشد که اگر درباره‌ی آن راه پافشاری شود، باعث سقوط کل بنای فیزیک نظری شود.

برادران دوبروی

در میان نظریه‌پردازان، نخستین کسی که پس از اینشتین با مسئله‌ی معمای موجی‌ذره‌ای روبه‌رو شد، نجیب‌زاده‌ای فرانسوی به‌نام لویی ویکتور دوبروی بود. وی پسر جوان‌تر خانواده‌ای اشرافی و مشهور بود. لویی دوبروی عنوان شاه‌زادگی داشت؛ اما گمان نمی‌رفت حرفه‌ای عقلانی و اندیشمندانه و کم‌تحرک همچون علم را دنبال کند. برای دوک دوبروی سال‌خورده، پدربزرگ لویی، علم بانوی پیری بود که به دلبری از مردان پیر خشنود بود.

بااین‌حال، موریس، برادر بزرگ‌تر لویی، موفق شد وجهه‌ی خوبی در فیزیک تجربی به‌دست آورد؛ درحالی‌که هم‌زمان حرفه‌ی دریانوردی را بیشتر سنّتی دنبال می‌کرد. لویی تحت‌تأثیر برادرش و بدون شک با حمایت او مقابل مخالفت خانواده‌اش، فیزیک‌دانی نظری شد؛ درحالی‌که قبلا مدرکی غیر علمی در تاریخ باستان و شناسایی خط‌های کهن کسب کرده بود.

با آغاز سال ۱۹۱۳، موریس دوبروی کاری آزمایشی درباره‌ی پرتوهای X انجام داده بود که در آن، دستِ‌کم برای آزمایشگران مسئله‌ی موجی‌ذره‌ای اجتناب‌ناپذیر است. نخستین آزمایش‌های پرتو X او به این کشف انجامید که باریکه‌های پرتو X با یکدیگر تداخل و نقش‌های تاریک و روشن خاصی ایجاد می‌کنند.

این‌ گونه آثار پراش تقريبا یک قرن پیش در آزمایش‌هایی با نور معمولی مشاهده و با نظریه‌ی موجی توضیح داده شده بود. یکی از کاشفان پراش پرتو X با این مفهوم ضمنی که باریکه‌های پرتو X را می‌توان به‌صورت دسته‌هایی از امواج دانست، ویلیام براگ، آزمایشگر بریتانیایی بود که قبلا شواهد قانع‌کننده‌ای یافته بود که پرتوهای X خواص ذره‌ای دارند.

براگ ابتدا به پرتوهای X به‌صورت امواج از دریچه‌ی چشمان پسرش می‌نگریست. پسر او، لاورنس براگ، معادله‌ی معروفی ابداع کرد و به‌کار گرفت که پرتوهای X را به‌صورت امواج بررسی و تحلیل جزئیات نقش‌های پراش پرتو X را امکان‌پذیر می‌کرد.

براگ‌ها با داشتن تجربه‌ی عینی و مشخص با پرتوهای X هم به‌صورت ذرات و هم به‌صورت امواج و به‌عنوان آزمايشگران، بدون آنکه ترس از نظریه‌پردازان آنان را تهدید کند، از نخستین کسانی بودند که تشخیص دادند نه نظریه‌ی موجی و نه نظريه‌ی ذره‌ای به‌خودی‌خود کافی نیستند. در سال ۱۹۱۲، براگ سالخورده‌تر نوشت:

مسئله‌، تصمیم‌گیری میان نظریه‌های مربوط‌به پرتوهای X نیست؛ بلکه یافتن نظریه‌ای است که توانایی‌های هر دو را داشته باشد.

در اوایل سال‌های ۱۹۲۰، موریس دوبروی به‌قدر کافی با رفتار پرتو X آشنا شده بود که در عقیده‌ی براگ سهیم شود و این دیدگاه را به برادرش، لویی، منتقل کند. در آن موقع، لویی متوجه استعدادهایش در جایگاه نظریه‌پرداز شده بود. لویی دوبروی می‌نویسد:

برادرم پرتوهای X را ترکیبی از موج و ذره می‌دانست؛ اما چون نظریه‌پرداز نبود، ایده‌های روشن و خاصی درباره‌ی موضوع نداشت.

برای مدتی دو برادر درباره‌ی آزمایش‌هایی شامل بررسی پس‌زنی الکترون‌های تولیدشده در پراکندگی پرتوهای X با مواد جامد باهم کار می‌کردند.

در این کار تجربی و حین بحث‌های طولانی درباره‌ی تفسیر آزمایش‌ها، لویی دوبروی به تفکرات و تاملات عمیقی درباره‌ی لزوم وابستگی همیشگی جنبه‌های موجی با جنبه‌های ذره‌ای رهنمون شد. او به این دید تازه رسید که دوگانگی موجی‌ذره‌ای تقارنی طبیعی است که نه‌تنها برای تابش‌هایی مانند نور و پرتوهای X به‌کار می‌آید؛ بلکه برای اجزای اولیه‌ی سازنده‌ی ماده، به‌ویژه الکترون‌ها، نيز مناسب است.

از زمان کار جی. جی. تامسون در اواخر دهه‌ی ۱۸۹۰، الکترون‌ها به‌صورت ذرات ریز حامل بار و جرم معین شناخته شده بودند. در زمانی‌که دوبروی نظریه‌اش را فرمول‌بندی کرد، هیچ‌گونه دلیلی وجود نداشت که نشان دهد الكترون‌ها بتوانند به‌جز ذره، به‌صورت دیگری ظاهر شوند. باوجوداین، برپایه‌ی باور قاطع دوبروی درباره‌ی تقارن موج‌ذره و استدلال درباره‌ی راه‌هایی که عمدتا نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین مطرح می‌کرد، دوبروی به چند نتیجه‌ی بسیار مهم رسید که پیش‌بینی می‌کرد الکترون‌ها و ذره‌های دیگر اجزای سازنده‌ی ماده باید رفتار موجی از خود نشان دهند.

امواج مادی

استدلال دوبروی با این فرض آغاز شد: ایده‌ی اساسی نظریه‌ی کوانتومی، ناممکن‌بودن درنظرگرفتن جزئی منزوی از انرژی بدون نسبت‌دادن فرکانس معینی به آن است. همچنین، ذرات تابش، ذرات ماده در سطحی از موجودیت‌اند که اساسا فرایندی تناوبی است. محتوای فیزیکی معادله‌ی پلانک‌اینشتین E=hv با جمله‌ی E برای انرژی و عامل vبرای فرکانس چنین بود.

همچنین، دوبروی نشان داد طول موج فوتون، یک ویژگی موجی با تکانه‌ی فوتون، یک ویژگی ذره‌ای را می‌تواند با ترکیب E=hv با معادله‌ی دیگر  حاصل از نسبیت خاص به‌هم مربوط کند. ترکیب این دو معادله بدین‌صورت درمی‌آید:

 hv =

که از آن می‌توانیم رابطه‌ی زیر را به‌دست آوریم:

hv/c = mc

چون سرعت فوتون c است، جمله‌ی mc در آخرین معادله را می‌توان به‌عنوان تکانه‌ی فوتون p درنظرگرفت، بنابراین:

p = hv/c 

اکنون با گذر از دیدگاه ذره‌ای و ملاحظات تکانه به دیدگاه موجی، با استفاده از معادله‌ی λv = c که طول موج λ، فرکانس v و سرعت c امواج نور را به‌هم مربوط می‌کند، فرکانس v را محاسبه می‌کنیم:

v = c/λ

هرگاه این تعریف فرکانس در معادله‌ی تكانه‌اولی گذاشته شود، خواهیم داشت:

p = h/λ

این معادله هنوز مربوط‌به فوتون‌ها است؛ اما دوبروی دلیلی نداشت که چرا نباید الکترون‌ها و ذره‌های دیگر نیز که قطعات منزوی انرژی‌اند، فركانس‌ها و طول موج‌های وابسته به‌هم نداشته باشند. با راه پیچیده‌تر از آنچه در اینجا بیان شد؛ اما با شروع معادله‌ی انرژی، دوبروی معادله‌ی تکانه‌ی شماره‌ی ۲ را برای همه‌ی نوع ذرات مادی توجیه کرد. این سهم عمده‌ی دوبروی بود که پیشنهاد می‌کرد الکترون‌ها و همه‌ی ذره‌های دیگر نه‌تنها تکانه و خواص انرژی، آن‌طورکه جی.جی.تامسون ده‌ها سال پیش ثابت کرده بود، بلکه طول موج مرموزی نیز دارند.

بنابراین، معادله‌ی تکانه‌طول موج شماره‌ی ۲ دوبروی به رابطه‌ی انرژی‌فرکانس پلانک‌اینشتین (رابطه‌ی شماره‌ی ۸) به‌عنوان معادله‌ی دوگانگی دیگر با یک کمیت ذره‌ای (تکانه‌ی p) در یک طرف و یک کمیت موجی (طول موج λ) در طرف دیگر پیوست و ثابت پلانک همیشه حاضر h بین آن‌ها قرار گرفت.

همراه اینشتین در جدال با کپنهاگ

برای اینشتین دستِ‌کم استدلال نظری دوبروی قانع‌کننده و تقریبا ازلحاظ جامعیت و سادگی بدیهی بود. وقتی اینشتین به‌وسيله‌ی دوستش، پل لانژون، از کار دوبروی آگاه شد، با فصاحت اینشتینی پاسخ داد دوبروی گوشه‌ای از پرده‌ی بزرگ را بالا زده است. گفتنی است دوبروی نظریه‌اش را به‌عنوان پایان‌نامه‌ی دکتری به لانژون ارائه کرده بود.

اینشتین از آرمان مکانیک موجی جدید حمایت می‌کرد و امتیاز آن برای دوبروی سرنوشت‌ساز بود؛ چراکه جهان علم در آن زمان، به هریک از گفته‌های مرد آلمانی چشم دوخته بود؛ زیرا او در اوج شهرت بود. با تأکید بر اهمیت مکانیک موجی، دانشمندان سرشناس فعالیت بسیاری برای تسریع توسعه‌ی آن انجام دادند.

ابتدا اینشتین، تنها فیزیک‌دان سرشناسی بود که از اثر دوبروی طرفداری می‌کرد. دوبروی در جامعه‌ی علمی بیگانه نبود و در کپنهاگ و گوتینگن شناخته شده بود؛ اما اعتبار چندانی نداشت. چند مباحثه‌ی غیردوستانه‌ دوبروی و بعضی از همکاران فرانسوی‌اش را درمقابل بور و کپنهاگی‌ها قرار داده بود که معمولا افراد اخير در آن برنده شده بودند.

مشهورترین این رقابت‌ها به عنصر ۷۲ مربوط می‌شد. در پاریس، این عنصر را وابسته به عناصر خاکی نادر می‌دانستند و آن را «سِلتیُم» می‌نامیدند؛ درحالی‌که در کپنهاگ آن را «هافنیم» (صورت لاتینی کپنهاگ) نام گذاشته بودند و برمبنای پیشنهاد بور، به عنصر «زیرکونیم» مربوط می‌شد.

وقتی درستی دیدگاه بور و همکارانش در این مورد و چند مورد دیگر ثابت شد، دوبروی و حامیان او حامی نظریه‌های نادرست شناخته شدند. همان‌طورکه انتظار می‌رفت، ایده‌ی اصلی دوبروی درباره‌ی امواج الکترون، در کپنهاگ و دیگر جاهایی زیر نفوذ بور جدی گرفته نشد.

امواج الکترون مشاهده شد

سرانجام در سال ۱۹۲۷، کلینتون دیویسن و لستر گرمر در ایالات متحده‌ی آمریکا و جی. پی. تامسون، یگانه پسر جی. جی. تامسون، در انگلستان کشف تجربی امواج الکترون پیش‌بینی‌شده‌ی نظريه‌ی دوبروی را گزارش کردند.

آزمایش‌های دیویسن‌ و گرمر کامل‌تر و قطعی‌تر از آزمایش‌های تامسون بود و تقريبا طی یک دهه تحولات تجربی دشوار شکل گرفت. وقتی آزمایش‌های نهایی موفقیت‌آمیز انجام شد که باريكه‌ی الکترون با انرژی پایین دقیقا معین تشکیل و به وجه بلور نیکل هدایت شد که به‌طور خاصی آماده شده بود و بخش‌هایی پراکنده‌شده از آن باریکه با آشکارساز متحرکی جمع‌آوری شد.

آزمایش‌های انجام‌شده با این دستگاه نشان داد الکترون‌ها به‌طور یکنواخت در همه‌ی جهات پراکنده شده‌اند؛ بلکه در شرایط معینی، جریان مشخصی از الکترون‌ها در جهتی مشاهده شد که برای آن زاویه‌ی فرود بر سطح بلور برابر با زاویه‌ی بازتاب بود. اگر برای الکترون‌ها سطح نیکل کاملا مسطح و صاف بود، این نتیجه چندان شگفت‌انگیز نبود. اگر گوی لاستیکی را به دیواره‌ی صاف و مسطحی پرتاب کنید، با زاویه‌های برابر با زاویه‌ی فرود بازمی‌گردد.

باوجوداین، برای الکترون‌های ذره‌گونه سطح نیکل را نمی‌توان کاملا صاف و هموار درنظرگرفت. الکترون‌ها ذراتی بسیار کوچک‌تر و کم‌جرم‌تر از اتم‌های نیکل هستند. بازتاب ذرات الکترون از سطح نیکل بنابر توصیف هوشمندانه‌ی دیویسن شبیه این است که تعدادی ساچمه به‌طور منظم از توده‌ای از گلوله‌های بزرگ توپ بازبتابند. مشکل این است که سطح متشکل از گلوله‌های بزرگ توپ، دُرشت‌بافت‌تر و زمخت‌تر از آن است که بازتابنده‌ی ذرات کوچکی همچون ساچمه باشد.

دیویسن و گرمر داده‌هایشان را با این فرض به‌طور موفقیت‌آمیز تحلیل کردند که باريكه‌ی الكترون انگار باریکه‌ای از پرتوهای X با ویژگی‌های موجی باشد،. لارنس براگ بازتاب امواج X از سطوح بلورها را این گونه درنظر گرفته بود که بازتاب پرتوهای منفرد این اثر را تولید می‌کند.

پرتوی اولیه از سطح بلور بازمی‌تابد و به پرتوهای ثانویه‌ی بازتابیده از لایه‌های متوالی اتم‌های بلور می‌پیوندند. پرتوهای بازتابیده هم اولیه و هم ثانویه در‌صورتی جبهه‌ی موج هماهنگ و تقویت‌شده ایجاد می‌کنند که امواج به‌طور هماهنگ طوری به‌هم پیوندند که ستیغ‌ها بر ستیغ‌ها و پاستیغ‌ها بر پاستیغ‌ها بیفتند. معادله‌ی براگ این شرط را تضمین می‌کرد و او این معادله را برای تعیین ساختارهای بلور به‌کار گرفت.

دیویسن و گرمر دریافتند درصورتی می‌توانند داده‌های اسرارآمیزشان را توجیه کنند که تصویر پذیرفته‌شده‌ی باريكه‌ی الكترون به‌صورت رگباری از ذره‌ها را کنار بگذارد و به‌جای آن فرض کنند می‌توان از معادله‌ی براگ استفاده کرد.

این دلیل تحسین‌برانگیزی بر درستی دیدگاه نظری بود که دوبروی درحدود همان زمانی‌ بیان کرده بودند که دیوسن و گرمر آزمایش‌هایشان را شروع کردند. نظریه‌ی دوبروی می‌توانست راهنمای قدرتمندی برای طرح و تفسیر آزمایش‌های آنان باشد؛ زیرا نظریه می‌توانست جزئیات و حواشی آنچه را پیش‌بینی کند که دیویسن و گرمر مشاهده می‌کردند. باوجوداین، همچنان که بارها دیده‌ایم، آزمایشگران همیشه در تماس نزدیک با نظریه‌پردازان نیستند و برعکس.

دیوسن و گرمر مقاله‌ی دوبروی را نخوانده بودند تا بعدها پژوهشی نظام‌مند را برای امواج الكترون آغاز کنند. آزمایش‌های آنان ازلحاظ حقوقی اقامه‌ی دعوی حق ثبت اکتشاف مشهوری را باب کرد. طرفين اصلی اقامه‌ی دعوی شرکت‌های جنرال‌الکتریک و وسترن‌الکتریک بودند. جنرال‌الکتریک تقاضای حق ثبت اختراع لامپ خلأ سه الکترودی (تریود) را کرده بود؛ شبیه به طرحی که قبلا در مالکیت شرکت وسترن‌الکتریک بود.

جنرال‌الکتریک مدعی آن بود که وسیله‌ی مدنظرشان لامپی با خلأ بسیار قوی است؛ درحالی‌که کار لامپ وسترن‌الکتریک به میزان درخورملاحظه‌ای هوا نیاز داشت. بنابر استدلال جنرال‌الکتریک، مولکول‌های هوا یون‌های مثبت ایجاد می‌کردند که سپس، با بمباران سطح اکسیدی کاتد، الکترون‌هایی آزاد می‌شود که مورد‌نیاز کار لامپ است.

وسترن‌الکتریک امیدوار بود با جمع آوری شواهد آزمایشگاهی، درباره‌ی آثار بمباران یون‌های مثبت بر سطوح اکسیدی، استدلال مذکور را ابطال کند. این کار را گرمر با راهنمایی دیویسن، در آزمایشگاه‌های وسترن‌الکتریک آغار کرد. ادعای جنرال‌الکتریک رد شد و سرانجام، اقامه‌ی دعوی به‌نفع وسترن‌الکتریک پایان یافت.

آزمایش‌های بمباران پس از حل‌و‌فصل دعوی ادامه یافت؛ تاآنجاکه بمباران سطوح فلزی برهنه‌ی بدون پوشش اکسیدی را نیز دربرگرفت. بنابر اظهارات گرمر، همچنین ممکن بود با تغییر ظرفیت بعض الکترودها گسیل حاصل از بمباران الکترون را اندازه‌گیری کرد. بنابراین این کار را که سرانجام به نمایش زیبایی از امواج الکترون انجامید، به‌عنوان نوعی کار فرعی انجام شد.

بررسی‌های الکترون به‌مدت چند سال ادامه یافت و داده‌ها نقشی همواره عجیب‌تر و پیچیده‌تر را نشان می‌داد. سرنخ اصلی به‌طور تصادفی هنگامی آشکار شد که یک فلاسک هوای مایع منفجر شد و لامپ تخلیه‌شده‌ی شامل هدف نیکل را خُرد کرد. بازسازی این اسباب مستلزم تمیزکردن سطح نیکل با گاززدایی در دمای زیاد بود.

این کار باعث تشکیل چند بلور نیکل بزرگ پیش‌بینی نشده بود که در هدف نیکل اولیه وجود نداشت. اکنون پیچیدگی‌ها به بلورها نسبت داده شد و آزمایش‌ها با یک تک بلور نیکل آغاز شد که سطوح بازتاب آن را می‌شد در جهت‌های کنترل‌شده‌ای قرار داد.

تا سال ۱۹۴۶، دیویسن و گرمر از نظریه‌ی امواج الکترون دوبروی بی‌خبر بودند. در یکی از گردهمایی‌های انجمن بریتانیایی برای پیشرفت علم که در اکسفورد برپا شد، دیویسن از نظریه‌ی موجی جدید آگاه شد و دریافت نقش داده‌های ناشی از بمباران که او و گرمر تا اندازه‌ای دال بر رفتار پرتو X یافته بودند، درواقع، از پدیده‌های موجی حکایت می‌کند. گرمر می‌نویسد:

بلافاصله نظریه، رهنمون آزمایش‌ها شد و آزمایش‌ها به‌سرعت موفقیت‌آمیز شدند.

دیویسن با کاشف دیگر امواج الکترون به‌نام جی. پی. تامسون به‌طور مشترک جایزه‌ی نوبل سال ۱۹۳۷ را دریافت کردند. جی. پی. تامسون چنین گفته بود که برای کار با امواج الکترون، الهام وقتی به ذهنش خطور کرد که آزمایش دیگری را مشاهده می‌کرد؛ آزمایشی که بعدا نتایجی به‌دست داد که کاملا نادرست و ناشی از اشکال در وسایل بود.

 زیبایی مقدم بر علم

تا اینجای داستان، بصیرت نظری تقارن موجی‌ذره‌ای لویی دوبروی را بیان کرده‌ایم. همچنین، متوجه شدیم چگونه دوبروی و همکارانش در پاریس با راه‌های گوناگون خودشان را از محور کپنهاگ‌گوتینگن جدا کردند و امکان کار نظری بیشتر درباره‌ی مکانیک امواج الکترون به‌وسيله‌ی دست‌اندرکاران پابرجای فیزیک کوانتومی را نامحتمل ساختند. بدین‌‌سان بود که اروین شرودینگر فرد علمی یکه و تنهای مستقر در زوریخ، پس از دوبروی، معمار اصلی مکانیک موجی الکترون شد.

شرودینگر در سال ۱۸۸۷ در وین زاده شد. شرودینگر و بور و بورن تقریبا هم‌سن و بزرگ‌تر از دیگر بنیان‌گذاران مکانیک کوانتومی، یعنی هایزنبرگ و دیراک و پائولی بودند که همه‌ی آنان درحدود سال‌های ۱۹۰۰ به‌دنیا آمده بودند. پدر شرودینگر، رودلف، نه‌تنها شغل خانوادگی لینولئوم را باموفقیت پیش می‌برد؛ بلکه فعالیتی نزدیک به علاقه‌ی حرفه‌ای در گیاه‌شناسی و شیمی و نقاشی ایتالیایی نیز داشت. یکی از زندگینامه‌نویسان شرودینگر، ویلیام اسکات، درباره‌ی پیوند محکم پدر و پسر می‌نویسد:

به‌عنوان دوست و معلم و شریک خستگی‌ناپذیر در مباحثه، رودلف شرودینگر در حیات عقلانی پرشور و سرزنده‌اش با پسر و تنها فرزندش سهیم بود. شرودینگر با نگاهی به گذشته به دوران طفولیتش، به‌خاطر می‌آورد پدرش دادگاه استینافی برای همه‌ی موضوعات مفید بود.

تحصیلات رسمی شرودینگر در مدرسه‌ای آغاز شد که درس‌های اصلی آن زبان‌های باستان و ادبیات بود. از مادربزرگ مادری‌اش که انگلیسی بود، زبان انگلیسی را با مهارت کامل آموخت. در سال‌های بعد، او زبان انگلیسی را مسلط و روان می‌نوشت و صحبت می‌کرد. توانایی او در زبان‌های جدید دیگر نیز چشمگیر بود. او با مخاطبان فرانسه و اسپانیایی‌زبانش به همان روانی زبان آلمانی و انگلیسی صحبت و از آن‌ها پذیرایی می‌کرد.

اندکی پس از مرگ فاجعه‌آميز لودیگ بولتزمن، شرودینگر وارد دانشگاه وین شد. نفوذ بولتزمن هنوز در حلقه‌ی مدرسان فیزیک نظری پابرجا بود که جانشین او، فردریک هازنورل، تدریس می‌کرد. بعدها، شرودینگر طی سال‌های زیادی همچنان درس‌های هازنورل را به‌عنوان والاترین مدل می‌دانست و طرز تفکر بولتزمن را اولین عشقش در علم تلقی می‌کرد. او باور داشت هیچ‌چیز دیگری او را آن‌چنان به‌وجد نیاورده بود و باردیگر هرگز آن‌چنان مشعوف نخواهد کرد.

در بدو امر، شرودینگر مواجهه با تحولات جدید در نظریه‌ی اتمی را دشوار یافت:

تضادهای ذاتی آن در‌مقایسه‌با تحولات ناب و بی‌چون‌وچرا و روشن استقلال بولتزمن، ناپخته و خشن به‌نظر می‌رسید. می‌توان گفت حتی برای مدتی از آن گریزان بودم.

 شوروشوق شرودینگر درباره‌ی مسائل فلسفی و ریاضی استادان و هم‌شاگردی‌های او را تحت‌تأثیر قرار می‌داد. با حضور او در سمینار ریاضی، یکی در گوش شاگرد تازه‌وارد نجواکنان گفت: «این شرودینگر است».

در سال ۱۹۱۸ و پس از جنگ جهانی اول، شرودینگر مشتاقانه منتظر حرفه‌ای در جایگاه فیزیک‌دان نیمه‌وقت و فیلسوف تمام‌وقت بود. او آماده بود کار تدریس فیزیک نظری را به‌خوبی انجام دهد؛ اما برای سایر اوقات خودش را وقف فلسفه کند.

شرودینگر چند سال نوعی حرفه‌ی دانشگاهی سیار را دنبال کرد که در زندگی دانشگاهی آلمان معمول بود. پس از اقامت‌های کوتاه در ینا و اشتوتگارت و برسلا، سرانجام شش سال در دانشگاه زوریخ ساکن شد؛ جایی‌که کلازیوس و اینشتین در میان پیشینیان او بودند. این فعال‌ترین دوران زندگی‌اش بود که در آن، کار بزرگ مکانیک موجی تکمیل شد. سپس در سال ۱۹۲۷، ماکس پلانک بازنشسته شد و شرودینگر را متقاعد کرد به‌عنوان جانشین او به برلین برود. برای مدتی زندگی در برلین مطبوع بود. پلانک و اینشتین و ماکس فون‌لاوه آنجا بودند و برلین مرکز مهم پژوهش نظری و تجربی بود.

بعدها، بلای نازی نازل شد و شرودینگر به مهاجرت دسته‌جمعی روشن‌فکران پیشرو آلمان پیوست. او یهودی نبود و یکی از معدود دانشمندان آلمانی بود که بدون اخراج‌شدن مهاجرت کرد. باردیگر سفر او آغاز شد: ابتدا به اکسفورد رفت. سپس، به گراتی و باردیگر بازگشت به اکسفورد. از آنجا به گنت و درنهایت، به رم رفت؛ جایی‌که با ایمون دِ والرا، ریاضی‌دان و دانشمند و نخست‌وزیر ایرلندی آشنا شد. دِ والرا مؤسسه‌ای برای مطالعات پیشرفته با مدلی برگرفته از مؤسسه‌ی پرینستون در دوبلین طراحی کرده بود؛ اما بودجه‌ی مالی آن کافی نبود.

ابتدا مطالعات پژوهشی به دو مدرسه‌ی کاغذومدادی محدود می‌شد: یکی مدرسه‌ی مطالعات سلتی و دیگری مدرسه‌ی فیزیک نظری که دِ والرا شرودینگر را برای مدیریت آن دعوت کرده بود. شرودینگر دعوت را پذیرفت و باردیگر در ایرلند بی‌طرف زندگی را آرام و توأم با صلح و سازندگی یافت. او در دوبلین مدرسی محبوب بود و خود را با معلوماتی که درباره‌ی موسیقی ایرلندی و طراحی سلتی و زبان گالی داشت، عزیز ایرلندی‌ها کرده بود. باوجوداین، آب‌وهوای ایرلند مناسب حال او نبود. ضعف سلامتی و اشتیاق برای زادگاهش اتریش، او را در سال ۱۹۵۶ به وین بازگرداند.

شرودینگر در عشق و علم، مجذوب زیبایی بود. او به ماکس بورن می‌نویسد:

هدفی بالاتر از آن ندارم که زیبایی علم را به‌دست آورم؛ چراکه زیبایی را مقدم بر علم می‌دانم.

کار علمی شرودینگر به‌طور چشمگیری گسترده بود. یکی از اولین تلاش‌های او به نظریه‌ای درباره‌ی ادراک رنگ مربوط می‌شد. گاه‌و‌بی‌گاه، او تقریبا به همه‌ی وجوه فیزیک جدید می‌پرداخت: مکانیک آماری، پراش پرتو X، نسبیت عام، نظریه‌ی وحدت میدان، نظریه‌ی گرماهای ویژه و مکانیک موجی.

در سال ۱۹۴۴، شرودینگر کتاب کوچکی به‌نام «حیات چیست؟» را منتشر کرد که یکی از نخستین گشت‌وگذارها در قلمرو زیست‌شناسی مولکولی محسوب می‌شود. فرانسیس کریک که با جیمز واتسن مدل مارپیچ دوگانه‌ی DNA را کشف کردند، می‌گوید کتاب شرودینگر بانی عمده‌ی تغییر رشته‌ی او از فیزیک به زیست‌شناسی مولکولی بود.

شرودینگر مانند اینشتین و بور در گوناگونی علاقه‌هایش یگانگی را یافت. او در پیش‌گفتار کتاب «زندگی چیست؟»، از اندک راه‌های صریح و قاطع تفکر مطرح سخن می‌گوید که بارهاوبارها در مواقع گوناگون به آن رجوع کرده است.

معادله‌ی شرودینگر

شرودینگر می‌گوید کارش درباره‌ی مکانیک موجی را نه‌تنها مدیون دوبروی، بلکه مدیون اظهارات مختصر، ولی بی‌نهایت دوراندیشانه‌ی اینشتین و مکانیک دوگانه‌ای است که تقریبا یک قرن پیش‌ازآن، ویلیام روان هامیلتون، فیزیک‌دان و ریاضی‌دان ایرلندی، پدید آورده بود.

مدتی پیش از آنکه این ظن به‌وجود آید که جهان فیزیکی از موجودات موجی‌ذره‌ای ساخته شده، هامیلتون نظریه‌ی وحدت یافته‌ای از پرتو نور و حرکت ذره را تدوین کرده بود. دینامیک هامیلتون همراه‌با استنتاج منطقی آن ایجاب می‌کرد که به هر ذره‌ای سیستمی از امواج وابسته باشد.

هامیلتون این نتیجه‌گیری را بیان نکرد. احتمالا او حتی فکر آن را هم نمی‌کرد؛ زیرا در سال‌های ۱۸۳۰، هیچ‌ دلیلی وجود نداشت که ذره‌ها جنبه‌های موجی داشته باشند. بااین‌حال، مکانیک دوگانه‌ی هامیلتون زیبایی ریاضی صوری داشت که آن را به‌مدت ۹۰ سالی زنده نگه داشت که لازم بود مضمون دوگانگی با کار دوبروی و اینشتین احیا شود. بنابراین، برای شرودینگر طبیعی بود تا به نظریه‌ی هامیلتون بازگردد و آن را در مکانیک موجی کامل‌تر وسعت بخشد.

مبنای نظریه‌ی هامیلتون قیاسی است بین اپتیک باریکه‌ی نوری که به‌عنوان پرتو درنظر گرفته می‌شود و مکانیک ذره‌ی مادی. باوجوداین، این تصویر آن‌چنان که شرودینگر متذکر می‌شود، برآوردی تقریبی است؛ زیرا نور چیزی بیشتر از دسته‌ای پرتو است. پرتوها ساختار ظریف موج‌گونه دارند که به پدیده‌هایی مانند پراش و تداخل می‌انجامد.

اپتیک پرتو چیزی درباره‌ی این آثار نمی‌گوید. پرتو صرفا شکلی راحت، اما تقریبی از نظریه‌ی اپتیکی گسترده‌تر و ظریف‌تر است. نظریه‌ی کامل‌تر که می‌توان آن را «اپتیک موجی» نامید، تصویر مشروحی از ساختار موجی است که چگونگی آثار پراش و تداخل را توضیح و نشان می‌دهد که پرتوها موجودات خیالی عمود بر جبهه‌های موج‌اند.

شرودینگر با بهره‌گیری از قیاس به‌عنوان دلیل اصلی‌اش استدلال می‌کند این وجه تشابه مکانیک‌اپتیک باید در همه‌ی سطوح برقرار باشد؛ به‌طوری‌که اگر اپتیک پرتو تقریبی از اپتیک موجی باشد؛ پس مکانیک معمولی، نظیر اپتیک پرتو، در طرح هامیلتون تقریبی برای مکانیک بنیادی‌تر، یعنی مکانیک موجی جدید است: «مکانیک معمولی برای مکانیک موجی مانند اپتیک پرتو برای اپتیک موجی است».

اگر اپتیک موجی ساختار موج‌گونه‌ی امواج نور را نشان دهد، مکانیک جدید قاعدتا،ساختار موجی ذره‌های مادی، مانند الکترون‌ها را نشان خواهد داد. شرودینگر با شروع این حکم‌های معقول و باورپذیر، جنبه‌های ریاضی نظریه‌اش را با آمیزش چهار جزء سازنده به‌دست آورد: استدلال‌های هامیلتون، معادله‌ی دیفرانسیل بنیادی اپتیک، معادله‌ی انرژی‌فرکانس پلانک (E = hv) و معادله‌ی تکانه‌طول موج دوبروی (p = h/λ)

پس از چند شروع نادرست، او به معادله‌ای دیفرانسیلی رسید که امروزه، دانشجویان فیزیک و شیمی آن را «معادله‌ی شرودینگر» می‌شناسند. این معادله به‌زودی در انواع شگفت‌انگیزی از مسائل اتمی و مولکولی توفیق یافت. او به‌جز آنکه راهی برای تشخیص نیازهای نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین در معادله‌اش نیافت، محدودیتی که درباره‌ی اتم‌ها و مولکول‌ها چندان اهمیتی ندارد، فقط در مدت ۶ ماه، نظریه‌ی کامل ریاضی کوانتومی را تدوین کرده بود. به‌گفته‌ی ماکس جامر، تاریخ‌نویس علم، مقاله‌های ۱۹۲۶ شرودینگر بی‌تردید یکی از موفقیت‌های مؤثر تاریخ علم بود. درواقع، تحولات بعدی نظریه‌ی کوانتومی غیرنسبیتی تاحدزیادی صرفا شرح و تفصیل و کاربرد کار شرودینگر بود.

معادله‌ی شرودینگر ازلحاظ ریاضی معادله‌ای معمولی است. این معادله که شبیه به معادله‌های به‌دست‌آمده برای نشان‌دادن انواع امواج دیگر، نظیر امواج آب، امواج الکترومغناطیسی، امواج نور و امواج صوت است. همچنین، معادله‌ی انرژی است که به زبان ریاضی خاصی بیان می‌کند انرژی کل سیستم مدنظر فرضا یک اتم هیدروژن برابر انرژی جنبشی اتم به‌علاوه‌ی انرژی ظرفیت آن است. این درست هم‌ارز کوانتوم مکانیکی اصل پایستگی انرژی کلاسیک است. جواب این معادله یک تابع موج است که شرودینگر و افراد بعد از او آن را با حرف یونانی Ψ نشان می‌دهند و آن را «سای» می‌نامند.

نام تابع موج به این دلیل انتخاب شده که بنابر انتظار، خواص موج‌گونه را می‌نمایاند. تابع موج بستگی دارد به موضع ارزیابی در زمان و فضا؛ بنابراین، شکل ریاضی آن زمانی است که تک‌ذره‌ای مانند الکترون را توصیف می‌کند (فرمول Ψ برحسب x و y و z و زمان) و در آن، y و x و z مختصات مشخص‌کننده‌ی یک نقطه در فضا و t متغیر زمان است. اتم یا مولکول دست‌نخورده با زمان تغییر نمی‌کند. در‌این‌باره t را می‌توانیم از تابع موج حذف کنیم و برای یک تک‌ذره تابع ψ را برحسب x و y و z بنویسیم.

آسان برای نوآموزان، سخت برای متخصصان

به‌اعتقاد آبراهام پیس، بهترین واقعه‌نگار فیزیک قرن بیستم، مکانیک کوانتومی مانند ارزیابی ولادیمیر هورویتس از موسیقی موزارت برای نوآموزان بسیار آسان و برای خبرگان و متخصصان بسیار دشوار است. منظور او این است که با برداشتی سطحی از مکانیک کوانتومی، می‌توان محاسباتی انجام داد. به‌بیانی دیگر، می‌توان نت‌هایی نواخت؛ اما شناخت کامل اینکه این محاسبات چه معنایی دارند (مانند تبحر و خبرگی هورویتس از موزارت) کار بسیار دشواری است. تفسیر فیزیکی معادله‌ی شرودینگر و شرح‌و‌بسط آن، همچنان پس از گذشت مدت‌ها از مقاله‌های اولیه‌ی شرودینگر، موضوعی مناسب برای جروبحثی پرشور است.

نخستین مسئله‌ی تفسیری که شرودینگر، سپس بورن و بعد از آن پائولی مطرح کردند، معنی فیزیکی تابع موج بود. این مفهوم سرانجام به‌شکلی کاملا غیرمنتظره شکل گرفت و سال‌ها موجب بحث و گفت‌وگو شد. بورن و پائولی به این نتیجه رسیدند که تابع موج معنی آماری تحویل‌ناپذیر دارد. برای تک‌الکترون یک اتم آزاد مربع تابع موج ψ2 احتمال یافتن الکترون در یا نزدیک مکان معینی را اندازه‌گیری می‌کند. هرجا ψ2 مقدار بیشتری داشته باشد، مثلا نزدیک مرکز اتم، احتمالا الکترون یافت می‌شود. به‌عبارتِ‌دیگر، مکانیک کوانتومی نوعی مکانیک آماری است.

مکانیک کوانتومی با مکانیک آماری کلاسیک کلازیوس، ماکسول، بولتزمن و گیبس عمیقا تفاوت دارد؛ مکانیک کوانتومی که مبتنی بر واقعیت فیزیکی زیربنایی مشتمل بر مولکو‌ل‌ها است. می‎توانیم ناظر این قلمرو مولکولی باشیم و ببینیم چگونه مولکول‌ها آمارها را تولید می‌کنند؛ اما شواهد نظری و تجربی که طی سال‌های بسیار انباشته شده‌اند، بیشتر فیزیک‌دانان عصر جدید را متقاعد کرده تصویری آماری که مکانیک کوانتومی ارائه می‌کنند، این تفسیر زیربنایی را ندارد. به‌نظر می‌رسد واقعیت نمایی در قلمرو کوانتومی، آماری باشدو به کلامی دیگر، می‌توان گفت انگار همین است که هست.

اصل عدم‌قطعیت هایزنبرگ

در قسمت شمار‌ه‌ی ۶، کامل این اصل و نکات مربوط‌به آن را بررسی کردیم. براساس این اصل، دانستیم که حاصل ضرب عدم‌قطعیت کمیت مکان و تکانه یک ذره همواره باید از مقدار ثابتی بزرگ‌تر باشد.

هایزنبرگ این نتیجه‌گیری بنیادی را با درنظرگرفتن اندازه‌گیری مکان با میکروسکوپ خاص ملموس‌تر کرد. پس از یادآوری بور، او می‌دانست توان تفکیک هر میکروسکوپ به طول موج نور تشکیل‌دهنده‌ی تصویر بستگی دارد. هرچه طول موج کوتاه‌تر باشد، توان تفکیک بیشتر است.

برای اندازه‌گیری دقیق مکان الکترون در یک اتم، طول موج کوچکی لازم است، درواقع، به‌قدری کوچک که پرتوهای نور لازم واقعا پرتوهای گاما هستند. فوتون‌های این پرتو بسیار پرانرژی‌اند. هر فوتون پرتوگاما حامل انرژی بسیار زیادتری از انرژی‌ای است که الکترون را در یک اتم نگه می‌دارد. هرگاه چنین فوتونی با الکترون اتمی برخورد کند و آن را در میکروسکوپ هایزنبرگ پراکنده سازد، احتمالا طوری الکترون را از اتم بیرون می‌اندازد که هرگز بازنگردد.

نتیجه آنکه الکترون و اتم حاوی آن، در فرایند اندازه‌گیری چنان آسیب شدیدی می‌بینند که برای اندازه‌گیری‌های بیشتر مفید نخواهند بود. اندازه‌گیری بامعنی برای یک الکترون خاص امکان‌پذیر است؛ اما نه بیشتر و بی‌شک ناممکن است که به‌طور پیوسته، دائما مسیر الکترون را در اتم یا هرجای دیگر دنبال کنیم. نظریه‌پردازان کوانتومی می‌گویند اگر نتوان مسیرهای الکترون را اندازه‌گیری کرد، نظریه‌ آن‌ها را به‌رسمیت نمی‌شناسد. حرکت مداری الکترون‌های اتمی آن‌طور‌که بور و زومرفلد تصویر می‌کردند، ممکن نیست!

اگر الکترون‌های اتم آن‌طورکه استدلال هایزنبرگ نشان می‌دهد، گریزپا باشند، چگونه می‌توانیم امیدوار باشیم تصویری مفید از ساختار الکترونی اتم تشکیل دهیم که حاوی عدم‌قطعیت باشد و بازهم چیزی درباره‌ی الکترون‌های درون یک اتم آشکار کند؟ بدیهی است هیچ نظریه‌ی اتمی‌ای بر مبنای تک‌تک الکترون‌هایی که مسیرهای معینی را دنبال کنند، پذیرفتنی نیست. بااین‌حال، خوشبختانه ما به نظریه‌ای از این نوع نیازی نداریم. می‌توان نظریه‌ی اتمی را تدوین کرد که به‌جای قطعیت‌ها با احتمالات سروکار داشته باشد.

برای مثال، فرض کنیم مشاهداتی روی اتم‌های بسیاری انجام دهیم؛ چون اندازه‌گیری‌های مکان‌یابی الکترون احتمال آشفتگی ویرانگر اتم مشاهده‌شده را دارند. باید متوجه باشیم هر اتم فقط برای یک مشاهده مناسب است. اگر میکروسکوپ پرتوگامای هایزنبرگ را به‌کار گیریم، هر اندازه‌گیری بیش از یک مکان ممکن الکترون در اتم را ثبت نمی‌کند. نتایج بسیاری از اندازه‌گیری‌های این‌چنینی، تصویر آماری ترکیبی از جایگاه الکترون‌های اتم را به‌دست می‌دهد.

میکروسکوپ هایزنبرگ هرگز تحقق نیافته است. این آزمایشی فکری است که اصول فیزیکی را نقض می‌کند. بااین‌حال، به‌لحاظ فنی عملی نیست؛ ولی روش‌های کاملا تثبیت‌شده‌ی پراش پرتو X همان کار را انجام می‌دهد. با تحلیل پرتوهای X بازتابیده از بسیاری اتم‌های درون یک بلور، می‌توان نقشه‌ای آماری ساخت که نشان دهد الکترون‌ها کجا در اتم‌های بلور جای گرفته‌اند و در کجا نیستند.

تهیه‌ی نقشه‌های آماری دقیق از چگالی‌های الکترون در اتم‌ها به‌طور تجربی دشوار است؛ اما توابع موج شرودینگر اصولا همان داستان را می‌گوید. تصویر آماری پیراسته‌ای از الکترون‌ها در اتم را می‌توان با به‌کارگرفتن فرمول‌بندی مناسبی از معادله‌ی شرودینگر محاسبه کرد. برای اتم آزاد این معادله‌ تابع موج را در هر مکانی از این اتم مشخص می‌کند و احتمال یافتن الکترون در آن مکان را محاسبه می‌کند.

طرح اصل هایزنبرگ فراتر از تکانه و مکان به متغیرهای دینامیکی دیگر گسترش می‌یابد و با همان شیوه‌ی عدم‌قطعیت دوجانبه به‌هم مربوط می‌شوند. مهم‌ترین این ارتباط‌ها رابطه‌ی انرژی و زمان با یکدیگر است. هرگاه عدم‌قطعیت‌های زمان و انرژی را داشته باشیم، نامعادله‌ی زیر که درحقیقت تعمیمی از اصل عدم‌قطعیت هایزنبرگ است، صدق می‌کند:

ΔEΔt≥ℏ2

کُنه مکانیک کوانتومی

معادله‌ی شرودینگر این ویژگی را دارد که برای ریاضی‌دانان عادی و بی‌هیجان است. این معادله خطی است؛ یعنی هرگاه پاسخ‌های Ψ1 و Ψ2 داشته باشد، برهم‌نهی Ψ1 + Ψ2  پاسخ آن است. آزمایشگران که ازطریق آزمودن ریاضی اظهارنظرهای نظریه‌پردازان امرارمعاش می‌کنند، راه‌های مبتکرانه و بدیعی برای مشاهده‌ی حالات برهم‌نهش یافته‌اند و تحقیقاتشان آنان را فراتر از ریاضیات، به آنچه راهنمایی کرده که ریچارد فایمن آن را «کُنه مکانیک کوانتومی» می‌نامد.

نخستین نمونه از آزمایش‌های طراحی‌شده برای نشان‌دادن حالات برهم‌نهشی مرکب از یک منبع نور، دو دیافراگم یکی شامل یک شکاف و دیگری شامل دو شکاف بود و سرانجام، یک صفحه‌ی عکاسی به‌عنوان آشکارساز به‌کار گرفته می‌شد. اگر طول موج λ نور در‌مقایسه‌با فاصله‌ی a بین دو شکاف کوچک باشد، روی صفحه‌ی عکاسی نوارهای روشن و تاریک ظاهر می‌شود که فاصله‌ی مراکز نوارهای λD/a روشن است. D فاصله‌ی بین شکاف و صفحه‌ی عکاسی است.

از اوایل قرن نوزدهم، نوارهای روشن و تاریک در آزمایش‌هایی از این نوع، به‌عنوان دلیل پدیده‌های تداخل پذیرفته شده بود. نور را قطار موجی درنظر می‌گرفتند که پس از عبور از شکافی پراشیده (پراکنده) می‌شد. دو شکاف دو قطار موج پراشیده ایجاد می‌کند که هم‌پوشانی دارند.

در ناحیه‌ی هم‌پوشانی، جایی‌ هر دو خنثی می‌شوند که ستیغ‌های یک قطار موج بر پاستیغ‌های قطار دیگر می‌افتند و جایی‌ تقویت می‌شوند که ستیغ‌ها بر ستیغ‌ها و پاستیغ‌ها بر پاستیغ‌ها می‌افتند. نوارهای روشن جایی است که تقویت و نوارهای تاریک جایی است که خنثی‌شدن صورت می‌گیرد. همه‌ی این‌ها به‌آسانی به زبان ریاضی مکانیک موجی شرودینگر بیان می‌شود. قطارهای موج پراشیده‌ی جدا از هم با دو تابع موج Ψ1 و Ψ2 مشخص می‌شوند و ناحیه‌ی هم‌پوشانی، جایی است که تداخل صورت می‌گیرد و با حاصل جمع دو تابع موج برابر است یعنی:

Ψ1 + Ψ2

معمولا آزمایش دو شکاف با منبع نور قوی انجام می‌گیرد که فوتون‌های بسیاری را در یک زمان به دستگاه می‌فرستد. باوجوداین، آزمایش را با منبع ضعیفی نیز می‌توان انجام داد که در هر زمان فقط یک فوتون از فضای بین دیافراگم دو شکاف و صفحه‌ی عکاسی بگذرد. حتی در این وضع، اگر زمان کافی وجود داشته باشد تا صفحه‌ی عکاسی فوتون‌های بسیاری را آشکار کند، نقش تداخل نوارهای روشن و تاریک ظاهر می‌شود. به‌گفته‌ی فاینمن، این پدیده‌ای است که توضیح آن به‌طریق کلاسیک مطلقا ناممکن است.

مسئله این است که این آزمایش ما را با منظره‌ی جالب تداخل یک تک فوتون با خودش روبه‌رو می‌کند. فوتون از هر دو شکاف می‌گذرد و حالت برهم‌نهشی ایجاد می‌کند که حاصل جمع Ψ1 و Ψ2  نشان داده می‌شود و نتیجه‌ی آن طرح تداخل است. از این نتیجه‌گیری عجیب‌وغریب گریزی نیست. اگر شکاف را مسدود یا فوتون را وادار کنیم که از یک شکاف بگذرد، نقش تداخل‌ناپذیر می‌شود.

چگونه یک تک فوتون می‌تواند در یک زمان از دو شکاف جدا از هم بگذرد؟

فاینمن از یافتن توضیحی برای معمای آزمایش‌های تداخلی این‌چنینی مطمئن نیست و چنین می‌گوید:

نمی‌توانیم چگونگی کار این معما را به‌صورت تبیین و بازکردن توضیح دهیم. ما به شما می‌گوییم چگونه کار می‌کند. برای اینکه به شما بگوییم چگونه کار می‌کند، درباره‌ی ویژگی‌های اساسی همه‌ی مکانیک کوانتومی مطالبی گفته‌ایم.

جن ویلر یک فوتون در دستگاه تداخل را به‌صورت اژدهای دودآلودی توصیف می‌کند که خاستگاه آن دمش را نشان می‌دهد و جایی‌که آشکارسازی می‌شود، دهانش را نشان می‌دهد؛ اما در جاهای دیگر فقط دود وجود دارد. در این فاصله، حق نداریم درباره‌ی محل حضورش حرفی بزنیم.

چنین شگفتی و غرابتی به فوتون‌ها منحصر نیست. آزمایش‌های تداخل با باریکه‌ای از الکترون‌ها و نوترون‌ها و حتی اتم‌ها نیز انجام شده است. همه‌ی این چیزها سرشت موجی‌شان را در طرح‌های تداخل واضح نشان می‌دهند و همان‌قدر دودآلودند که مسیر فوتون‌ها در عبور از دستگاه آلوده است.

آزمایش دو شکاف

شکافی را درنظر بگیرید که چندین توپ را به‌طور مرتب به آن شلیک می‌کنیم. توپ‌هایی که از شکاف رد می‌شوند، مستقیما پیش می‌روند و به صفحه‌ی پشت برخورد می‌کنند. یک شکاف دیگر درکنار قبلی ایجاد می‌کنیم. با تکرار آزمایش، پرواضح است که توپ‌ها از هر دو شکاف عبور می‌کنند و ردی که در صفحه‌ی پشت به‌جا می‌گذارند، شبیه همان دو شکاف است، این پدیده کاملا واضح و پیش‌بینی‌پذیر است.

اگر این آزمایش را با امواج نور یا هر نوع امواج دیگری انجام دهیم، وقتی از یک شکاف استفاده شود، بیشترین روشنایی یا اثر امواج مستقیما در پشت شکاف و روی صفحه ظاهر می‌شود که شبیه توپ‌ها است. اکنون همین کار با دو شکاف انجام می‌شود. نتیجه کار روی صفحه‌ی پشتی، الگویی تداخلی است که برای امواج رخ می دهد. یک نوار روشن در مرکز و نوارهای کم‌نورتر در مجاور آن؛ چراکه امواج در هنگام ردشدن از دو شکاف با یکدیگر برهم‌نهی و تداخل و بخشی از دو موج با یکدیگر تداخل سازنده دارند که درحقیقت، همان نقطه‌ی روشن است. بخشی دیگری از امواج که با یکدیگر تداخل مخرب داشته‌ و به‌نوعی همدیگر را خنثی کرده‌اند، صفحه‌های تاریک را ایجاد می‌کنند. جالب اینکه نوار مرکزی روی صفحه در راستایی قرار می‌گیرد که از وسط دو شکاف می‌گذرد.

توماس یانگ همین تداخل را برای نور دید که تعبیر آن موجی‌بودن نور است. بااین‌حال، موضوع بسیار عجیب‌تر از این تعبیر است؛ چراکه نور خاصیت ذره‌ای‌بودن خود را به‌ویژه در پدیده‌ی فتوالکتریک اینشتین به‌نمایش گذاشته است و نام «فوتون» این‌گونه برای ذرات نور انتخاب شد. بنابراین، می‌توان گفت: «نور هم موج است و هم ذره». هضم این دوگانگی نیز ممکن است؛ ولی این پایان کار نیست؛ چراکه اکنون با آزمایشی روبه‌رو خواهیم شد که جهان فیزیک و تمامی پژوهشگران را میخ‌کوب کرده است.

آزمایش دو شکاف بسیار عجیب‌تر است. در آزمایش یانگ، سیلی از فوتون‌ها به‌سمت دو شکاف حرکت می‌کنند و تداخل امواج را به‌نمایش می‌گذارند. باوجوداین، اگر بتوانیم فوتون‌ها را تک‌به‌تک به‌سمت شکاف‌ها گسیل کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟ انتظار ما این است که در این حالت، الگویی شبیه به حالتی رخ دهد که توپ‌ها را شلیک می‌کنیم. پس، دقیقا منتظریم که در پشت شکاف دو نوار روشن ایجاد شود.

سرانجام تفنگ نوری اختراع شد؛ به‌طوری‌که قادر بود هربار فقط یک فوتون شلیک کند. آزمایش دو شکاف با این شیوه تکرار شد؛ با این تفاوت که به‌جای صفحه‌‌ی پشت، از کاغذ عکاسی استفاده شد؛ زیرا یک فوتون کم‌‌نورتر از آن است که روی صفحه‌ی معمولی دیده شود. میلیون‌ها فوتون به‌صورت تک‌تک به‌سمت شکاف‌ها شلیک شد. دانشمندان این کاغذ عکاسی را ظاهر کردند تا آنچه را مشاهده کنند که انتظار داشتند. بااین‌حال، الگویی دیدند که یکی از دهن‌کجی‌های بزرگ‌ طبیعت به تصورات ذهنی ما را به‌نمایش می‌گذارد. الگویی که دانشمندان دیدند، الگوی تداخل موجی بود.

در این حالت، بحث دوگانگی موج‌وذره‌ی نور مطرح نیست. حتی اگر فوتون شبیه موج عمل کند؛ چون از یک شکاف می‌گذرد، بازهم باید اثر خود را پشت آن شکاف به‌جا بگذارد. این درحالی‌ است که الگوی تداخل، تعبیری بسیار عجیب پیش رو می‌گذارد: اینکه فوتون متوجه می‌شود که در مسیر مقابلش یک شکاف وجود دارد یا دو شکاف. اگر یک شکاف بود، همچون توپ از آن می‌گذرد؛ اما اگر دو شکاف درمقابل خود ببیند، هم‌زمان از هر دو شکاف می‌گذرد.

باتوجه‌به داده‌های آزمایش، تنها تفسیری که می‌توان ارائه داد، بدین‌شرح است: یک فوتون پس از شلیک به دو فوتون تقسیم می‌شود و این دو فوتون هرکدام از یک شکاف می‌گذرند و در پشت شکاف‌ها همچون امواج تداخل می‌کنند. سپس، همدیگر را در آغوش می‌گیرند و دوباره یک فوتون می‌شود و روی صفحه‌ی عکاسی فرود می‌آیند.

این آزمایش را با تفنگ الکترونی نیز انجام می‌دهیم. الکترون‌ها در اتاق ابر ویلسون شبیه حرکت یک ذره، مسیر واضحی از خود به‌جای می‌گذارند. این بدان معنی است که الکترون‌ها ذره هستند؛ اما آنچه در پشت صفحه مشاهده می‌کنید، الگوی تداخل امواج است. این آزمایش حتی با شلیک یک الکترون در هر ثانیه نیز انجام شده است. این پدیده حتی برای مولکول‌های «باکی بال» شامل ۶۰ اتم کربن و نیز مولکول‌هایی شامل ۸۰۰ اتم به همان نتیجه‌ی الگوی تداخلی امواج ختم شده است. مولکول‌های باکی بال در زیر میکروسکوپ الکترونی هیچ تفاوتی با توپ‌هایی ندارند که در ابتدا شلیک کردیم.

 این مولکول‌ها نیز هم‌زمان از هر دو شکاف عبور می‌کنند و درنهایت، می‌توان گفت ذرات از هر دو شکاف می‌گذرند؟

دانشمندان نیز با همین پرسش درگیر شدند؛ ازاین‌رو، تصمیم گرفتند ردیاب‌هایی همچون چشم آدمی درکنار شکاف‌ها قرار دهند تا متوجه شوند این فوتون‌ها یا ذره‌های دیگری که شلیک می‌شود، از یک شکاف عبور می‌کنند یا از هر دو؟ این‌بار نیز طبیعت قصد ندارد جوابی دقیق به انسان دهد.

به‌محض قرارگرفتن ردیاب‌ها برای مشاهده‌ی مسیر عبور ذرات، الگوی تداخلی محو می‌شود و آنچه باقی می‌ماند، آثار این ذرات به‌صورت دو نوار روی صفحه‌ی پشت شکاف‌ها است. هر ذره از یک شکاف عبور و مستقیم به صفحه برخورد می‌کند. چشمان خود را لحظه‌ای ببندید و تصور کنید نور به دو شکاف تابیده و صفحه‌ی پشت آن با چند نوار روشن شده است. همین که کلید ردیاب روشن می‌شود، بلافاصله تمام آن نوارها ازبین می‌روند و فقط دو نوار روشن در راستای دو شکاف باقی می‌ماند و دقیقا در لحظه‌ی خاموش‌شدن ردیاب، مجددا تصویر چند نوار ظاهر می‌شود.

در تمام طول عمرتان پدیده‌ای عجیب‌تر از این مشاهده کرده‌اید؟

تصور اولیه آن بود که ردیاب‌ها در حرکت ذره‌ها به‌سوی شکاف‌ها اختلال ایجاد می‌کنند. احتمالا جان ویلر آمریکایی نیز چنین حدسی زد و طرحی پیشنهاد داد که ردیاب‌ها را به پشت شکاف‌ها منتقل می‌کند. در این آزمایش، صفحه‌ی پشت باید دقیقا در آخرین لحظه‌ پیش از برخورد فوتون، با یک دستگاه ردیاب نوری جایگزین شود. بدین‌ترتیب می‌شد فهمید فوتون از کدام شکاف عبور کرده است. با این روش به‌محض عبور هر ذره از شکاف یا شکاف‌ها، مسیر آن کشف‌کردنی است. چند سال بعد که این آزمایش اجرایی شد، نتیجه این بود وقتی صفحه‌ی معمولی در جای خود قرار داشت، فوتون طبق الگوی تداخل رفتار می‌کرد؛ اما همین که در لحظه‌ی آخر، ردیاب جایگزین آن می‌شد، فوتون الگوی تداخل را کنار می‌گذاشت و همچون ذره می‌شد.

مشاهده‌گر باعث تغییر رفتار فوتون‌ها می‌شود؟ گویا فوتون‌ها و دیگر ذره‌ها همچون الکترون قبل از رسیدن به شکاف‌ها، دست آدمی را می‌خوانند، انگار که آن‌ها آینده را پیش‌بینی می‌کنند.

اگر نخواهیم این تفسیر را بپذیریم باید بگوییم ردیاب مسیر گذشته‌ی فوتون را تغییر می‌دهد. به‌بیانی شفاف‌تر، «آنچه گذشته، هنوز نگذشته است». مشاهده‌گر گذشته و تاریخ را تغییر می‌دهد. این، به‌معنای ازمیان‌رفتن تقدم زمانی در علت‌و‌معلول و درنتیجه، فروپاشی علّیّت است. این تعبیر نیز پیچیدگی‌های خاص خود را دارد. تفسیرهای دیگری نیز وجود دارد؛ نظیر تفسیر کپنهاگی که بور بنیان‌گذاری کرد و تفسیر بوهم.

جنجالی‌ترین تعبیر نیز، تفسیر جهان‌های موازی است که در قسمت بعدی، مفصل آن را بررسی خواهیم کرد.

قضیه‌ی بل

جان بل، فیزیک‌دان نظری ایرلندی، آن‌قدر خودسر بود که خود را مهندس کوانتومی بنامد. او در آزمایشگاه عظیم اروپایی ذره‌های بنیادی در مرز فرانسه، نزدیک ژنو مستقر بود.

این آزمایشگاه با نام سرن (CERN) مخفف مرکز اروپایی تحقیقات هسته‌ای (European Organization for Nuclear Research) مشهور است. او در مقام مهندس، سهم مهمی در نظریه‌ی کانونی‌کردن باریکه در شتاب‌دهنده‌ی بزرگ‌ذره داشت. او در بیشترین دوره‌ی کاری‌اش علاقه‌ی شدیدی به مباحثه‌ی پایان‌ناپذیر درباره‌ی مبانی مکانیک کوانتومی داشت. در سال ۱۹۶۴ که بل ۳۴ ساله بود، در مجله‌ای ناشناخته مقاله‌ای کوتاه، ولی دشوار با عنوان «درباره‌ی پارادوکس اینشتین و پادولسکی و روزن» منتشر کرد. فحوای مطلب این مقاله قضیه‌ای بود که به‌صورت نامعادله‌ای ریاضی تدوین شده بود که برای هر نظریه‌ی متغیر و پنهانی معتبر بود که فرض موضعیت را ارضا می‌کرد. بااین‌حال چنان‌که انتظار می‌رفت، برای مکانیک کوانتومی معتبر نبود. در این زمینه، باردیگر بگومگوهایی با اینشتین و پادولسکی و روزن مطرح بود.

به‌مدت پنج سال، مقاله‌ی بل اغلب نادیده گرفته شد. سپس، ناگهان فیزیک‌دانان تجربی به این نتیجه رسیدند که قضیه‌ی بل قضیه‌ای بیش از راه دیگری برای رسیدن به استنتاجات اینشتین و پادولسکی و روزن است و نامعادله را می‌توان به‌طور تجربی آزمود. جرمی برنشتین در زندگینامه‌ی مختصر بل می‌نویسد:

آنچه در چنین امتحانی به‌خطر می‌افتاد، چیزی کمتر از معنی و اعتبار نظریه‌ی کوانتومی نبود. معتبربودن نامعادله‌ی بل، به‌معنی آن بود که همه‌ی اظهارات شهودی اینشتین درباره‌ی ناکاملی اساسی نظریه‌ی کوانتومی همواره درست بوده است. نقض نامعادله به‌معنی آن بود که دستِ‌کم همچنان‌که بسیاری از دانشمندان باور دارند، نظر بور و هایزنبرگ همواره درست بوده و بازگشت به فیزیک کلاسیک ناممکن است.

آزمایش‌ها آسان نبودند و روش‌های مناسب برای تولید فوتون‌های هم‌بسته (درهم‌پیچیده) باید توسعه می‌یافت. فوتون‌ها را باید با لوله به مکان‌هایی منتقل می‌کردند که کیلومترها از هم فاصله داشتند تا هم‌بستگی‌ها را بتوان بررسی و زمان بین یک اثر در یک مکان و نتیجه‌ی آن را در مکان دیگر اندازه‌گیری کرد.

نخستین آزمایش‌ها در اوایل سال‌های ۱۹۷۰ گزارش شد و بعدها بسط و پالایش یافتند تا ضعف‌های آن را ازبین ببرند. اکنون، داده‌های تجربی آشکارا با قضیه‌ی بل مخالف‌اند و این به‌معنی پیروزی مکانیک کوانتومی و شکست مفهوم نظریه‌ی جبری موضعی (محلی) اینشتین است.

بل به برنشتین گفت:

از جهاتی متأسفم. برای من چنان معقول است بپذیرم که فوتون‌ها در آن آزمایش‌ها برنامه‌هایی با خود داشته‌اند؛ برنامه‌هایی که از پیش هم‌بسته بوده‌اند و به فوتون‌ها می‌گوید، چه رفتاری داشته باشند. درست همان‌طورکه واقعیت‌گرایی موضعی (محلی) اینشتین ممکن می‌دانست. این امر به‌قدری منطقی بود که فکر می‌کنم زمانی اینشتین متوجه آن شد و دیگران نظیر بور، هایزنبرگ، بورن و پائولی از توجه به آن امتناع ورزیدند. او مردی معقول و منطقی بود. برای من مایه‌ی تأسف است که ایده‌ی اینشتین مؤثر نیست. ایده‌ی منطقی مؤثر نیست.

بنابراین، مفهوم موضعی‌بودن که اینشتین امیدوار بود بتواند به آن تکیه کند، تأیید نشد و به‌جای آن، آزمایش‌ها ناموضعی‌بودن را آشکار کردند که اینشتین آن را شبح‌وار (Spooky) می‌نامید. اندازه‌گیری روی یک فوتون از یک زوج به‌هم‌پیچیده احتمالا بلافاصله یا به‌هرحال سریع‌تر از سرعت نور بر اندازه‌گیری فوتون دیگر اثر می‌کند. آیا این اثر با نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین مبنی بر اینکه هیچ سیگنالی نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور منتشر شود، مغایرت دارد؟ درواقع، نه. ناموضعی‌بودن کوانتوم‌ مکانیکی نمی‌تواند وسیله‌ای برای ارسال پیام‌ها باشد؛ زیرا داده‌های اندازه‌گیری‌ها کاملا کاتوره‌ای‌ هستند و در کنترل آزمایشگر نیستند. آنچه به شما می‌رسد دریافت می‌کنید، نه آنچه می‌خواهید در پیام باشد. بنابراین، به‌طوری‌که آبنر شیمونی می نویسد، به‌رغم ناموضعی‌بودن کوانتوم مکانیکی، هم‌زیستی مسالمت‌آمیزی میان مکانیک کوانتومی و نظریه‌ی نسبیت وجود دارد.

پایان قسمت اول

پیشنهاد می‌کنیم پس از گذشت ۲۴ ساعت از مطالعه‌ی این بخش، بخش دوم این مقاله را مطالعه کنید.

تا بدین‌جا، اطلاعات گوناگونی درباره‌ی مکانیک موجی و اتفاقات علمی آن دوران را شرح داده‌ایم. همان‌طورکه در ابتدای متن اشاره کردیم، در بخش دوم این مقاله کمی بیشتر در زندگی شخصی شرودینگر دقیق می‌شویم تا پیشرفت‌ها و اکتشاف‌های علمی او را بهتر درک کنیم. شرودینگر ازجمله دانشمندانی است که زندگی شخصی پرحاشیه‌ای داشته و در تمام طول عمرش، همواره در‌حال‌طی فراز‌و‌نشیب‌های متعدد بوده است و هیچ‌گاه ثبات را به‌معنای واقعی کلمه در زندگی شخصی نچشیده است. در بررسی زندگی شخصی شرودینگر، سعی کرده‌ایم بیش از هر موضوعی بر فعالیت‌های علمی‌اش تمرکز کنیم و از پرداختن به اطلاعات حاشیه‌ای، نظیر زندگی خانوادگی و ارتباطات متعدد او، تاحدممکن بپرهیزیم.

شرودینگر و دومین انقلاب کوانتومی

اوایل نوامبر۱۹۲۵ به‌درخواست پیتر دبی، قرار شد شرودینگر درباره‌ی تحقیقات دوبروی که در مجله‌ی آنال دو فیزیک منتشر شده بود، برای فیزیک‌دانانی دانشگاه فنی زوریخ سخنرانی کند. این سخنرانی بخشی از سلسله‌سخنرانی‌های مستمری بود که دانشگاه فنی زوریخ و دانشگاه زوریخ به‌نوبت برگزار می‌کردند تا مگر هریک بتوانند چند نفری را جذب کنند. زمان دقیق برگزاری این سخنرانی خاص جایی ثبت نشده؛ اما باید اواخر نوامبر یا اوایل دسامبر قبل از پایان ترم تحصیلی باشد. فلیکس بلوخ، فیزیک‌دان سوئیسی که در سال ۱۹۲۵ دانشجوی دانشگاه فنی زوریخ بود، در سخنرانی‌اش در انجمن فیزیک آمریکا در سال ۱۹۷۹، به‌یاد می‌آورد:

شرودینگر در کمال سادگی توضیح داد چگونه دوبروی به ذره، موج نسبت داده و چگونه توانسته قواعد کوانتش نیلز بوهر و زومرفلد را با جایگزینی مضرب درستی از امواج روی مدارهای ایستا به‌دست آورد. در پایان سخنرانی، دبی بی‌رودروایسی گفته بود این شیوه‌ی سخنرانی بچگانه است. ازآنجاکه دانشجوی زومرفلد بود، آموخته بود باید با امواج درست رفتار کند و معادله‌ی موج را به‌کار ببرد. تذکر دبی جدی گرفته نشد و تأثیر چندانی بر گروه نداشت؛ اما شرودینگر ازآن‌پس، در ایده‌هایش آشکارا تجدیدنظر کرد.

نخستین فکر شرودینگر این بود که دنباله‌ی کار دوبروی را بگیرد و معادله‌ی موجی پیدا کند تا با آن رفتار الکترون را در ساده‌ترین اتم، یعنی اتم هیدروژن، توصیف کند. او نتایج نظریه‌ی نسبیت خاص را در محاسبات خود وارد کرد و احتمالا در اوایل سال ۱۹۲۵، «معادله‌ی نسبیتی هیدروژن» را به‌دست آورد. متأسفانه این معادله چندان مؤثر نبود. پیش‌گویی‌های این معادله‌ی نسبیتی با مشاهده‌های اتم‌های واقعی وفق نمی‌داد. امروزه، می‌دانیم دلیل این اتفاق آن این بوده که شرودینگر اسپین کوانتومی الکترون را در محاسبات خود منظور نکرده بود که شگفت نیست؛ چون آن روزها ایده‌ی اسپین هنوز وارد مکانیک کوانتومی نشده بود. بااین‌حال، توجه به این آغاز نادرست مهم است؛ چون از این موضوع حکایت می‌کند که فیزیک‌دانان کوانتومی در چه اوضاع پرآشوبی دست‌وپنجه نرم می‌کردند و برای به‌دست‌آوردن معادله‌ی موج الكترون باید اسپین منظور می‌شد که نوعی خاصیت ذره است.

طولی نکشید که شرودینگر این اوضاع نابه‌سامان را پشت‌سر گذاشت. در تعطیلات کریسمس پیش رو، او فرصت یافت به‌دور از زوریخ در هوای پاک و مناظر کوهستانی آروسا افکارش را نظم بخشد و بر مشکلات غلبه کند.

علم و تمایل به زیبایی

شرودینگر در مصاحبت با زنان افراط داشت؛ اما از یادداشت‌های روزانه‌ی او چنین برمی‌آید که این هم‌نشینی‌ها نظربازی ساده‌ای بیش نبود. بیشتر اوقات او فقط عاشق بود یا به‌خود تلقین می‌کرد که عاشق است و آن‌گاه که عاشق بود از زندگی لذت می‌برد و خلاقیت علمی‌اش بارور می‌شد. همین، یکی از دلایلی است که نمی‌توان این جنبه از زندگی خصوصی شرودینگر را نادیده انگاشت؛ حتی در زندگینامه‌ی علمی او.

تاریخ‌نگار علم، آبراهام پایس که خود به این‌ نوع مسائل علاقه دارد، ذکر این نکته را لازم دانسته و در کتابش به‌نام «قيد باطنی»، از موفقیت خیره‌کننده‌ی شرودینگر ۳۸ ساله در دسامبر۱۹۲۵ چنین یاد می‌کند؛

روزی هرمان وایل به من می‌گفت شرودینگر شاهکارش را با ارضای امیال جنسی در اواخر سنین شکوفایی علمی خلق کرد.

 البته وایل که معشوق آنی شرودینگر بود، چه‌بسا از این موضوع اطلاع داشت. نکته اینجا است که شرودینگر در آروسا تنها نبود. در دو کریسمس پیشین او با آنی آنجا بود؛ اما این‌بار هم‌نشین قدیمی‌اش از وین او را همراهی می‌کرد. نمی‌دانیم این دختر کیست؛ چون دفتر خاطرات شرودینگر موضوعاتی ازاین‌دست را به‌صراحت ذکر کرده است؛ اما دفتری که حاکی از این واقعه‌ی خاص باشد، گم شده است.

این دختر هرکس که باشد، به‌نظر می‌رسد احساسات شرودینگر برای فعالیت خلاقانه‌ را در طول سال ۱۹۲۶ به‌غليان درآورده باشد. این دختر سبب شد شرودینگر ۶ مقاله‌ی علمی عمده‌ی خود درباره‌ی مکانیک موجی را بنویسد. بااین‌حال، همه‌چیز از ماجرایی آغاز شد که در ابتدا، گامی به عقب به‌نظر می‌رسید. فحوای کلام اینکه باید به‌مرور دوباره‌ی به آنچه بپردازیم که درواقع دوبروی انجام داده است.

همان‌طورکه در ابتدای مقاله نیز اشاره کردیم، برادر بزرگ‌تر لویی دوبروی، او را ترغیب کرد وارد دنیای علم شود و درنهایت، لویی دوبروی به فیزیک‌دان تبدیل شد. دوبروی کارش را از دو فرمول E = hv و p = hv/c آغاز کرد که اینشتین برای کوانتوم‌های نور به‌دست آورده بود. چون طول موج λ با معادله‌ی λ = c/v به فرکانس v مربوط می‌شود، با جایگزینی ساده‌ای دریافت که pλ = h یا به‌بیانِ ساده‌تر، تکانه‌ی هر سامانه‌ی کوانتومی ضرب در طول موج آن برابر است با ثابت پلانک.

دراصل، این رابطه برای هر سامانه‌ای برقرار است و به ما می‌گوید امواج نور تكانه دارند و نیز به هر الکترون و ذره‌ی دیگر موجی وابسته است. افزون‌براین، چون تکانه‌ی هر آنچه را بتوانیم ببینیم یا لمس کنیم، در‌مقایسه‌با ثابت پلانک بسیار بزرگ است، آن‌گاه رفتار موجی این‌ گونه سامانه‌ها به‌اندازه‌ای کوچک می‌شود که نمی‌توان به آن پی برد.

شرودینگر که نتوانسته بود معادله‌ی نسبیتی الکترون را به‌دست آورد، درباره‌ی اساس آن مشغول تحقیق شد. او از معادله‌ی موج استاندارد مکانیک کلاسیک شروع کرد و رابطه‌ی میان طول موج و تکانه را که دوبروی کشف کرده بود، در این معادله قرار داد. او به معادله‌ی موج الكترونی رسید که شبیه به معادله‌ی موج نور و امواج الکترومغناطیسی دیگر بود که آن را ماکسول در قرن نوزدهم به‌دست آورده بود.

وقتی انسان فکرش را می‌کند، محاسبات او مثل کشف دوبروی آن‌قدر ساده است که خواه‌ناخواه این سؤال به ذهن خطور می‌کند: «چرا من به آن فکر نکردم؟» باوجوداین، تا وقتی شرودینگر آن را نیافت، اصلا ساده نبود. چه‌بسا خود شرودینگر هم به این سادگی پی برده باشد؛ چون قبل از آنکه او کشفش را علنی کند، از دو راه پیچیده‌تر نیز توانست معادله‌ی موج معروفش را به جهان علم بقبولاند.

این معادله برخلاف معادله‌ی نسبیتی شرودینگر، توانست مقادیر درست اعداد کوانتومی را درست پیش‌گویی کند که از آزمایش به‌دست می‌آمد. اینشتین حق داشت بگوید: «معادله‌ی دوبروی چیزی بیش از نوعی شباهت ریاضی را حکایت می‌کند».

آنچه در این بررسی باورکردنی نبود، آن بود که با نادیده‌گرفتن نتایج نظریه‌ی نسبیت خاص این معادله درست از آب درمی‌آمد که نباید چنین می‌بود. در بازنگری آنچه گذشت، می‌توانیم بگوییم نادیده‌گرفتن نظریه‌ی نسبیت خاص درواقع اثر اسپین را حذف می‌کرد. معادله‌ی مناسب توصیف امواج کوانتومی، با ادغام نسبیت و اسپین به‌دست می‌آید؛ اما تصادفا با نادیده‌گرفتن این دو نیز می‌توان آن را به‌دست آورد. گاهی جوایز نوبل به این‌ گونه بخت‌واقبال‌ها بستگی دارد.

پس از کریسمس سال ۱۹۲۵، همه‌چیز به‌سرعت پیش می‌رفت. در آغاز ترم تحصیلی بعدی در زوریخ، شرودینگر خطابه‌ی دیگری ایراد کرد. در سال ۱۹۷۶، بلوک چنین یاد می‌کند که شرودینگر با این کلمات خطابه‌ی خود را شروع کرد:

همکار من دبی پیشنهاد کرد برای الکترون در اتم هیدروژن باید معادله‌ی موجی داشته باشیم. حالا من این معادله را یافته‌ام.

 این گفته فقط تاحدی درست است؛ چون برای یافتن توصیف ریاضی کامل اتم هیدروژن برحسب معادله‌ی غیرنسبیتی هیدروژن به کارهای سخت زیادی نیاز بود. باوجوداین، با یاری همکاران او در زوریخ، شرودینگر نخستین مقاله درباره‌ی مکانیک موجی را تکمیل کرد و به مجله‌ی «آنالن دِر فیزیک» فرستاد که ۲۷ژانویه۱۹۲۶ منتشر شد. یعنی یک ماه زودتر از شاهکاری که در آروسا انجام داد و ۱۳مارس۱۹۲۶ انتشار یافت.

در همین دوران، این مجله مقاله‌ی دیگری نیز از شرودینگر دریافت کرد که در آن، مطالب مقاله‌ی پیشین خود را بیشتر پرورانده بود و در پی آن، چهار مقاله‌ی او پشت‌سرهم به این مجله ارسال و آخرین آن‌ها روز ۵سپتامبر۱۹۲۶ چاپ شد. گویا مقالات او تمامی ندارد: شرودینگر مقاله‌ی مروری جامعی با عنوان «نظریه‌ی موجی مکانیک اتم‌ها و مولکول‌ها» نوشت و روز ۶سپتامبر۱۹۲۶ آن را تکمیل و در مجله‌ی انگلیسی‌زبان Physical Reviews در دسامبر۱۹۲۶ منتشر کرد.

یک سال بیشتر از ناکامی معادله‌ی نسبیتی هیدروژن نگذشته بود که مکانیک موجی کامل شد. مقالات سرنوشت‌ساز در مجلدی به زبان آلمانی گردآوری شد و در سال ۱۹۲۸ به زبان انگلیسی انتشار یافت. این مجلد طغيان خلاقیت خیره‌کننده‌ی بی‌همتایی در علم بود که از کسی به سن‌وسال شرودینگر در سال ۱۹۲۶ سر می‌زد و فقط خلاقیت آلبرت اینشتین جوان در سال به‌یادماندنی ۱۹۰۵ می‌توانست با آن برابری کند. خود اینشتین نیز به‌وجد آمده بود و در می۱۹۲۶ به دوستش، مایکل بسو می‌نویسد:

شرودینگر با چند مقاله‌ی شگفت‌انگیز سر برآورده است.

نتایج تحقیقات شرودینگر حتی خود او را نیز حیرت‌‌زده کرده بود. وی در مقدمه‌ای که برای کتاب مجموعه‌مقالاتش درباره‌ی مکانیک موجی نوشت، می‌گوید:

اخیرا دختر جوانی به من نوشته است: «شما که کارتان را شروع کردید، نمی‌دانستید چه نتیجه‌ی هوشمندانه‌ای خواهد داشت، مگر نه؟» این نکته که با تمام وجود آن را می‌پذیرم، حکایت از این واقعیت دارد که مقالات گردآمده در این مجلد در اصل هر یک در زمان‌های مختلف نوشته شده‌اند. وقتی مقاله‌های بخش‌های اول را می‌نوشتم، از بیشتر نتایج مقاله‌های بخش‌های بعدی ناآگاه بودم. ازاین‌رو، چیدمان مطالب به ترتیب و نظمی نیست که مطلوب باشد و نیز این مقالات نمایانگر رشد گام‌به‌گام ایده‌ها است.

سوار بر موج

امواج شرودینگر مثالی کلاسیک از نوعی فرایند پیوسته بود؛ حال‌ آنکه ماتریس‌های هایزنبرگ توصیفی کلاسیک از نوعی فرایند گسسته بودند که شرودینگر آن را تهوع‌آور یافت. شروردینگر در می۱۹۲۶ در مجله‌ی «آنالن دِر فیزیک»، مقاله‌ای به‌نام «در باب رابطه‌ی مکانیک کوانتومی هایزنبرگ، بورن، جوردن با مکانیک کوانتومی من» منتشر کرد. وی در این مقاله می‌نویسد:

نظریه‌ی من از ایده‌ی لویی دوبروی و ایده‌های کوتاه، اما آینده‌نگرانه‌ی آلبرت اینشتین الهام گرفته بود و مطلقا از جزئیات نظریه‌ی هایزنبرگ آگاه نبودم. درباره‌ی نظریه‌ی او شنیده بودم؛ اما روش‌های او آن‌قدر برایم پیچیده بود که اگر نگویم مرا دفع کرد، باید بپذیرم از آن روی‌گردان شدم.

شرودینگر دریافت این دو نظریه در حل مسائل یکسان فیزیک اتمی نه‌تنها جواب‌های یکسان (درست) به‌دست می‌دهند؛ بلکه از نظر ریاضی نیز هم‌ارزند. در این وضعیت، اگر نگوییم شرودینگر تکان خورد، باید بگوییم شگفت‌زده شد. هرگاه متغیرهای متناظر با مکان و تکانه را در معادله‌ی موج شرودینگر با دو عبارت، موسوم به عملگر، با نظریه‌ی هایزنبرگ جایگزین کنیم، می‌توانیم مکانیک ماتریسی را از مکانیک موجی به‌دست آوریم. ریاضی‌دانان چنین فرایندی را «جایگزین‌سازی» می‌گویند که وارونه نیز عمل می‌کند؛ یعنی از مکانیک ماتریسی نیز می‌توان به مکانیک موجی رسید.

شرودینگر تنها کسی نبود که به ارتباط میان این دو نظریه پی برد. پائولی نیز متوجه این ارتباط شده بود و قبل از اینکه مقاله‌ی شرودینگر را دیده باشد، در آوریل۱۹۲۶ در نامه‌ای به جوردن، به این نکته اشاره کرد. کارل اکارت آمریکایی نیز که در پاسادنا زندگی می‌کرد، قبل از اینکه نسخه‌های مجله‌ی «آنالن دِر فیزیک» حاوی مقاله‌ی شرودینگر به کالیفرنیا برسد، در می و ژوئن۱۹۲۶ دو مقاله در‌این‌باره نوشت. دستاورد اکارت به‌گفته‌ی خودش در نخستین مقاله از دو مقاله‌ای که نوشت چنین بود:

ادغام نتایج شرودینگر، هایزنبرگ، بورن و جوردن در قالب ریاضی یکسان بزرگ‌ترین گواهی است که تاکنون برای اثبات درستی این دو نظریه‌ی ناهمسان به‌دست آمده است.

بااین‌حال، حرف آخر را پل دیراک زد. شرودینگر و پائولی و اکارت هریک به تجربه دریافته بودند که تنها با چند جایگزینی، مکانیک ماتریسی و مکانیک موجی هم‌ارز یکدیگرند؛ اما هیچ‌کدام نتوانسته بودند بگویند چرا باید چنین شود. دیراک روش دیگری برای دست‌وپنجه نرم‌کردن با جهان کوانتومی توسعه داد که آن را نظریه‌ی «تبدیل» نامید و با استفاده از نوعی ریاضیات نامأنوس ثابت کرد گویش‌های مختلف مکانیک کوانتومی زیرسایه‌های این نظریه‌ی فرازان هستند. انجمن سلطنتی مقاله‌ی او را که این نظریه‌ی جدید را توصیف می‌کرد، در شماره‌ی دسامبر۱۹۲۶ مجله‌ی انجمن چاپ کرد. جوردن نیز هم‌زمان با دیراک کار مشابهی انجام داد که اصلا در حد‌واندازه‌های کار دیراک نبود.

بدون اینکه وارد بحث ریاضیاتی شویم که دیراک از آن استفاده کرد، بهترین راه درک دستاورد دیراک این است از تشابهی کمک بگیریم که هاینس پاگلز در کتابش به‌نام «رمز کیهانی» آن را به‌کار برده است. او می‌گوید:

درخت را می‌توان به دو یا چند زبان، مثلا فارسی و انگلیسی توصیف کرد. این دو توصیف چه بسا یکی نیستند و در مثالی که زدیم حتی الفبای یکسانی هم ندارند؛ اما هر دو یک مفهوم را توصیف می‌کنند و به‌کمک کتاب لغت و قواعد دستور زبان، می‌توان یکی را به دیگری ترجمه کرد.

همچنین، در جایی دیگر می‌گوید:

اینکه نمایش‌های مختلف دستخوش قوانین تبدیل هستند، ایده‌ی بنیادینی محسوب می‌شود و این ناورداها هستند که ساختار واقعی هر شیئی را بنا می‌کنند.

نظریه‌ی تبدیل نظریه‌ی کامل مکانیک کوانتومی است. در دهه‌ی ۱۹۲۰، فیزیک‌دانان گمنام معدودی به این موضوع پرداختند. آنان ریاضیات پیچیده را دوست نداشتند و بیشترشان مثل خودِ هایزنبرگ، تا قبل از سال ۱۹۲۶ ماتریس‌ها را نمی‌شناختند. آن‌ها می‌گفتند:

اگر در حل مسائل عملی، مکانیک ماتریسی با مکانیک موجی هم‌ارز است، آن‌گاه که خواستی مسئله‌ای را حل کنی، می‌توانی هرکدام را که دوست داری به‌کار ببری.

ازاین‌رو، مردم به مکانیک موجی تمایل داشتند؛ چون آن‌ها همه با رفتار موج آشنا بودند یا فکرمی‌کردند آشنا هستند. این امر در آغاز برای شرودینگر خبر خوشایندی بود.

مشکل شرودینگر این بود که گیرم ریاضیات بگوید مکانیک ماتریسی و مکانیک موجی هم‌ارزند؛ اما تصویری فیزیکی از آنچه در درون اتم می‌گذرد، به‌دست نمی‌دهد. چگونه می‌توان پرش کوانتومی گسسته‌ای را با تابع موج پیوسته‌ای آشتی داد؟ او تابستان۱۹۲۶ را به این مسئله فکر کرد؛ اما به‌جایی نرسید و در نامه‌ای به‌تاریخ ۲۵اوت به ويلهلم وین چنین نوشت؛

اثر فوتوالکتریک [که در قسمت سوم به‌تفصیل بررسی شد] دستاوردهای نظریه‌ی کلاسیک را به بزرگ‌ترین رقابت مفهومی می‌کشاند. دیگر نمی‌خواهم با بورن هم‌عقیده باشم که فرایندی از این نوع کاملا اتفاقی است. امروزه، دیگر بر این باور نیستم مفهومی که چهار سال از آن مشتاقانه حمایت کردم، چیز چندانی برای گفتن دارد.

در این ایام، نگرانی شرودینگر به‌ویژه از تعبیر آماری بود؛ چون در ژوئن۱۹۲۶ ماکس بورن روش تازه‌ای برای تعبیر تابع موج مطرح کرده بود. پیشنهاد وی این بود که تابع موج را می‌توان برای محاسبه‌ی احتمال یافتن سامانه‌ای کوانتومی چون الکترون در نقطه‌ی مفروضی از فضا به‌کار برد. یکی از مشخصه‌های موج، اندازه یا دامنه‌ی موج است که از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر تغییر می‌کند و بورن دریافت مجذور دامنه‌ی تابع موج شرودینگر می‌تواند معیاری از احتمال باشد. او پیشنهاد کرد ذراتی مانند الکترون سامانه‌های واقعی هستند؛ اما جایی که آن‌ها را پیدا می‌کنیم، به دامنه‌ی احتمال‌هایی بستگی دارد که به‌ نوعی موج خیالی وابسته هستند.

از دیدگاه شرودینگر این مسئله از آن حکایت می‌کرد سامانه‌ای چون الکترون مسیر معینی در فضا ندارد؛ بلکه بودن چنین سامانه‌ای در ناحیه‌ی مفروضی از فضا را احتمالات تعیین می‌کنند. باوجوداین به‌گمان شرودینگر، ذره به طریقی با میدانی هدایت می‌شود که از معادله‌ی موج پیروی می‌کند؛ ازاین‌رو، ذره مثل موج سوار، بر موج سوار می‌شود. همه‌چیز به سلیقه‌ی ناظر بستگی دارد که حالا بخواهد ذره را واقعی درنظر بگیرد یا موج هدایت‌کننده را.

 شرودینگر باید از ایده‌های پیشین خود مبنی بر اهمیت فرایندهای آماری حتی در بنیادی‌ترین پدیده‌های فیزیکی دست بردارد. تقدیر بر این بود شرودینگری که قبلا پیشنهاد می‌کرد قوانین بنیادی فیزیک آماری هستند و در اقلیت بود، ازاین‌پس نیز که ایده‌ی نقش اساسی آمار را در رفتار جهان کوانتومی رد می‌کرد، باید همچنان در اقلیت باشد.

شرودینگر با چنین افکار پریشانی برای گذراندن تعطیلات همراه همسرش به تیرول جنوبی و آن‌گاه در اواخر سپتامبر به کپنهاگ رفت تا با بوهر و همکارانش، ازجمله هایزنبرگ درباره‌ی مکانیک کوانتومی گفت‌وگو کند. هایزنبرگ در آن زمان در مؤسسه‌ی بوهر کار می‌کرد.

چهارم اکتبر شرودینگر درباره‌ی مکانیک کوانتومی خطابه‌ای ایراد کرد؛ اما جنبه‌ی مهم دیدار این بود که فرصتی فراهم آورد تا ایده‌هایش، به‌ویژه معضل پرش‌های کوانتومی را با بوهر در میان بگذارد. برای این کار فرصت فراوان بود؛ چون آن‌ها در منزل بوهر اقامت داشتند. هریک از این دو مرد با تمام توان پایبند دیدگاه‌های خود بودند. جزئیات این پایبندی را می‌توانیم از خاطراتی دنبال کنیم که هایزنبرگ از این مناقشه و پیامدهای آن در کتاب «جزء و کل» خود نقل کرده است:

گرچه بوهر معمولا در برخورد با مردم رفتاری ملاحظه‌کارانه و دوستانه داشت، اکنون از دیدگاه من، فرد متعصب سرسختی بود که کمترین سازشی را برنمی‌تافت یا هرگز باور نداشت بتواند خطایی مرتکب شود.

شرودینگر نیز همان اندازه خودرأی بود. قلم از وصف بحث‌های شورانگیز این دو و ژرفای باورهایشان قاصر است که در بندبند آنچه بر زبان می‌راندند تجلی می‌یافت. دیدگاه مستحکم شرودینگر این بود که اگر قرار بود برای توصیف حرکت الكترون در حین پرش‌های کوانتومی قانونی وجود نداشته باشد، آن‌گاه کل ایده‌ی پرش‌های کوانتومی خیالی پوشالی بیش نیست. باور بوهر که سخت به آن اعتقاد داشت، چنین بود:

کاملا درست می‌گویید؛ اما این ثابت نمی‌کند پرش‌های کوانتومی وجود ندارند؛ بلکه فقط ثابت می‌کند نمی‌توانیم آن‌ها را در ذهن خود به‌تصویر بکشیم. مفاهیم تصویری که با آن‌ها زندگی روزمره و آزمایش‌های فیزیک کلاسیک را توصیف می‌کنیم، در توصیف پرش‌های کوانتومی ناکارآمدند.

در جریان این مناقشه، شرودینگر دیگاه معروفش را بیان می‌کند؛

هرگاه این پرش کوانتومی لعنتی به‌راستی ماندگار باشد، باید به‌حال خودم تأسف بخورم که چرا گرفتار نظریه‌ی کوانتومی شدم.

این مناقشه به فرجام نرسید؛ اما شرودینگر، بوهر و هایزنبرگ را عمیقا به تفکر واداشت که نظریه‌ی کوانتومی آن‌ها را به کجا می‌کشاند؟ تعمق درباره‌ی پرسش‌هایی که در حین بازدید شرودینگر از کپنهاگ مطرح شد، هایزنبرگ را به بزرگ‌ترین کشف بعدی خود رهنمون ساخت که همان واپسین قطعه‌ی معمای جورچین مکانیک کوانتومی بود. این کشف در شبی از زمستان در اتاق زیر شیروانی در کپنهاگ به فکر او خطور کرد و شرودینگر که مدتی طولانی در ایالات متحده‌ی آمریکا اقامت داشت تا آوریل۱۹۲۷ که به اروپا بازگشت، از این ایده‌ی جدید باخبر نشد.

کوانتوم عدم‌قطعیتی

دانشمندان کپنهاگ قانع شده بودند خودشان راست می‌گفتند که دریافته بودند حتی فیزیک‌دانان برجسته را نمی‌توانند از تلاش برای ساختن مدل‌های تصویری از فرایندهای اتمی بازدارند. در ماه‌هایی که شرودینگر از کپنهاگ دیدن می‌کرد، تعبیر فیزیکی فیزیک کوانتومی موضوع اصلی بحث‌های بین بوهر و هایزنبرگ بود و درون‌مایه‌ی بحث‌ها قطعه‌ی دیگر معما بود که ماکس بورن پیدا کرده بود. یکی از مسائل عمده‌ای که طی چند هفته مانده به کریسمس مشغله‌ی فکری آن‌ها بود، این بود که چگونه دو گویش مکانیک کوانتومی جدید را با مسئله‌ی ساده‌ای چون مسير الکترون در اتاقک ابری آشتی دهند.

اتاقک ابری وسیله‌ی نسبتا ساده‌ای است. این وسیله از جعبه‌ی درزبندی‌شده‌ای محتوی بخارآب اشباع تشکیل شده است و پنجره‌ی شیشه‌ای دارد که از پشت آن می‌توان اتفاق‌های در درون اتاقک را تماشا کرد یا از آن عکس گرفت. اگر ذره‌ای مانند الکترون از درون اتاقی عبور کند، شبیه به هواپیمای بلندپروازی که در دنباله‌ی خود مسیر دودی سفیدرنگی در آسمان به‌جا می‌گذارد، پشت‌سرش مسیر متراکمی به‌وجود می‌آورد. در دهه‌ی ۱۸۹۰، چارلز ویلسون اتاقک ابری را اختراع کرد و در سال ۱۹۲۷، برای کارش جایزه‌ی نوبل گرفت. پس از سال ۱۹۱۰، پاتریک بلکت روش ويلسون را کامل کرد و در سال ۱۹۴۸، برای آن جایزه‌ی نوبل گرفت. این جوایز نشان‌دهنده‌ی اهمیت اتاقک ابری در فیزیک جدید است. این کمترین فاصله‌ای بود که در دهه‌ی ۱۹۲۰ می‌شد به الكترون نزدیک شد و مسیر الکترون به‌راستی شبیه به مسیری بود که ذرات سریع به‌وجود می‌آوردند.

بوهر و هایزنبرگ سردرگم بودند؛ چون مفهوم مسیر با ایده‌های مکانیک ماتریسی جور درنمی‌آمد؛ اما در نظریه‌ی موج می‌توان دسته‌ای از امواج جای‌گزیده به‌نام بسته‌ی موج داشت که باهم حرکت می‌کنند و این خود مستلزم آن است که باریکه‌ای از ماده در پهنایی به‌مراتب بزرگ‌تر از قطر اتم پخش شده باشد. البته، این چیزی نبود که در اتاقک ابری دیده می‌شد. شایان ذکر است خود هایزنبرگ ایده‌های مکانیک ماتریسی را مکانیک کوانتومی می‌گفت؛ هرچند امروزه این عبارت مکانیک موجی را شامل می‌شود.

در اوایل سال جدید که بحث آن‌ها هفته‌ها تا پاسی از نیمه‌شب بالا می‌گرفت، بوهر و هایزنبرگ هر دو کاملا درمانده و عصبی شده بودند، وقتی بوهر تصمیم گرفت در فوریه‌ی۱۹۲۷ برای اسکی به نروژ برود، هایزنبرگ خوشحال شد تا با آسودگیِ‌خیال به این مسائل بسیارپیچیده فکر کند. او در آپارتمانی مشرف به کپنهاگ در طبقه‌ی بالای ساختمانی این کار را انجام داد که مؤسسه‌ی بوهر در آن واقع بود.

هایزنبرگ پی برد آنچه در اتاقک ابری مشاهده می‌کنیم، ردیفی از قطرات آب است که الكترون آن‌ها را به‌حال تراکم درآورده است. این ردیف مسیری نیست که الكترون دراتاقک ابری می‌پیماید؛ بلکه رشته‌ای از نقاط گسسته‌ی پهنی است که الکترون از آن‌ها گذشته و شبیه به ردیفی از نقاطی است که با اتصال آن‌ها مسیری خلق می‌شود. نمی‌دانیم الكترون در بین این نقاط چه می‌کند؛ درست همان‌گونه که نمی‌دانیم الکترون هنگام پرش بین ترازهای انرژی اتم چه می‌کند. ازاین‌رو، هایزنبرگ استدلال کرد سؤال درست این است: مکانیک کوانتومی می‌تواند این واقعیت را نمایش دهد الکترون تقریبا خود را در مکان خاصی می‌یابد و تقریبا با سرعت مفروضی حرکت می‌کند؟ می‌توانیم این تقریب‌ها را آن‌قدر کوچک بگیریم که مشکلات آزمایشی به‌بار نیاورند؟

با چنین بینشی هایزنبرگ به‌سرعت به مؤسسه برمی‌گردد و بلافاصله به‌کمک رياضيات ثابت می‌کند که اگر سامانه‌ی کوانتومی از قاعده‌ی ساده‌ای پیروی کند که به اصل «عدم‌قطعیت هایزنبرگ» معروف است، آن‌گاه همه‌چیز درست از آب درمی‌آید. در قسمت هفتم و بخش قبلی مفصل آن را بررسی کردیم.

چنین ایده‌ای را بسیاری، ازجمله شرودینگر نپذیرفتند. وقتی بوهر از نروژ برگشت، در ابتدا گمان برد هایزنبرگ به‌خطا رفته است و مفهومی که از عدم‌قطعیت ارائه می‌داد، با دیدگاه بوهر از جهان کوانتومی سازگار نبود. چند ماه بحث‌های داغی بین متخصصان درگرفت و سرانجام، ادراک جدیدی از جهان کوانتومی پدید آمد و بیش از نیم قرن خِرَد جمعی شد. چنین اجماعی به «تعبیر کپنهاگی» شهرت یافت که بوهر به‌شدت از آن بدش می‌آمد.

سریع‌تر از نور

در سال ۱۹۳۵، اینشتین در مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته در پرینستون مستقر بود. او با دو همکار جوانش، یعنی بوریس پودولسکی و ناتان روزن، کار می‌کرد و این سه به این نتیجه رسیده بودند که ایده‌ی فروریزش توابع موج در تعبیر کپنهاگی کاملا بی‌معنی از دیدگاه آن‌ها است. مقاله‌ی آن‌ها که «باطل نمای ای‌پی‌آر (EPR ParadoX) را توصیف می‌کرد، هرچند باطل‌نمایی در کار نبود، با عنوان «آیا توصیف کوانتوم مکانیکی واقعیت را می‌توان کامل دانست؟» در مجله‌ی Physical Reviews در می۱۹۳۵ منتشر شد. آن‌ها این باطل‌نما را برحسب اندازه‌گیری مکان و تکانه توصیف کردند. اکنون، می‌خواهیم با مثال ساده‌ی اسپین الكترون آن را توضیح دهیم.

دو الكترون را درنظر بگیرید که از نوعی سامانه‌ی کوانتومی (برای مثال هسته‌ی اتمی) در دو جهت مختلف بیرون رانده می‌شوند؛ اما طبق قوانین تقارن، اسپین‌های مخالف هم دارند. بنابر تعبیر کپنهاگی، هیچ‌کدام از الكترون‌ها تا وقتی اندازه‌گیری نشده باشند، اسپین معینی ندارند و هریک در حالت برهم‌نهی پنجاه‌پنجاه از اسپین بالا و اسپین پایین هستند تا اینکه اندازه‌گیری شوند. آن‌گاه فقط‌وفقط براثر اندازه‌گیری است که تابع موج به یکی از دو حالت اسپین بالا یا اسپین پایین فرومی‌ریزد. در این مثال، قوانین تقارن از آن حکایت می‌کند که اسپین یکی از الکترون‌ها باید مخالف اسپین الكترون دیگر باشد. وقتی هر دو الکترون در حالت‌های برهم‌نهی باشند، آنچه گفتیم درست است. بااین‌حال، به‌معنی این است که لحظه‌ای که یکی از الكترون‌ها را اندازه می‌گیریم، الکترون دیگر که ممکن است حالا دور شده باشد (در اصل در آن سوی جهان باشد)، در این لحظه، به حالت اسپین مخالف فرومی‌ریزد.

الکترون دوم چگونه از اندازه‌گیری الکترون اول آگاه می‌شود؟ اینشتین ارتباط بین دو الكترون را نوعی كنش از دور خیالی درنظرگرفت که می‌توانست با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت کند. حال، همه‌ی سامانه‌های کوانتومی باید با چنین شیوه‌ای باهم ارتباط داشته باشند.

یکی از اصول موضوع‌های نظریه‌ی نسبیت که هر آزمونی را پشت‌سر گذاشته، این است که هیچ سیگنالی نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند؛ ازاین‌رو، اینشتین با این استدلال خط بطلانی بر ایده‌ی بوهر کشید. مقاله‌ی ای‌پی‌آر نتیجه گرفت تعبیر کپنهاگی واقعیت خواص سامانه‌ی دوم را بسته به فرایند اندازه‌گیری روی سامانه‌ی اول می‌داند که به‌هیچ‌وجه سامانه‌ی دوم را مختل نمی‌کند. انتظار نمی‌رود تعریف معقولی از واقعیت چنین اجازه‌ای را روا دارد.

تعبیری که اینشتین می‌پسندید، این است که نوعی حقیقت زیربنایی یا سازوکاری پنهان وجود دارد که عملکرد جهان را کنترل می‌کند و عدم‌قطعیت را به‌وجود می‌آورد و سبب می‌شود تابع موج فروریزد و...؛ هرچند درحقیقت، هریک از الکترون‌های مثال ما همیشه اسپین خوش‌تعریفی دارند. به‌بیانِ دیگر، همه‌چیز حقیقی است، نه در حالت‌های برهم‌نهی، چه ما به آن‌ها نگاه کنیم چه نکنیم. این ایده که جهان حتی در سطح کوانتومی از اشيای حقیقی تشکیل‌شده که صرف‌نظر از نگاه کردن یا نکردن ما وجود دارد و اینکه هیچ ارتباطی نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند، به «حقیقت موضعی» معروف است.

اینشتین زنده نماند تا سلسله‌آزمایش‌های باشکوهی را شاهد باشد که ثابت کردند این حقیقت موضعی توصیف درستی از جهان نیست. مفهوم این آزمایش‌ها این است که ناگزیریم یا قسمت موضعی (مجاز دانستن ارتباطات سريع‌تر از نور) را رها کنیم یا حقیقت (توسل به توابع موج فروریزان) را؛ آن‌گونه که خواهیم گفت دنبال موضوع کاملا متفاوتی باشیم. باوجوداین، کسی در سال ۱۹۳۵ این مطالب را نمی‌دانست و به‌ویژه شرودینگر با دیدن مقاله‌ی ای‌پی‌آر خوشحال شد. او بی‌درنگ به اینشتین نوشت:

تعبير من این است که مکانیک کوانتومی نداریم که با نظریه‌ی نسبیت، یعنی با ارسال پیام‌هایی با سرعت معین، سازگار باشد.

سپس، وی در مقاله‌ای که بعدها در همان سال در مجله‌ی مجموعه‌مقالات انجمن فلسفی کمبریج منتشر کرد، نوشت:

درک‌کردنی نیست که نظریه بنابر خواسته‌ی آزمایشگر اجازه دهد تا سامانه از حالتی به حالت دیگر برود؛ بدون اینکه آزمایشگر حتی به آن دسترسی داشته باشد.

 از اینجا بود که گربه‌ی معروف شرودینگر سر برآورد.

گربه در جعبه

ایده‌هایی که در آزمایش فکری معروف «گربه‌ی شرودینگر» مطرح شده، درواقع، بیشتر ایده‌های اینشتین هستند که از مکاتبات طولانی بین شرودینگر و اینشتین نشئت می‌گیرند و مقاله‌ی ای‌پی‌آر باعث آن‌ها شدند و هم‌اینک در آرشیو اینشتین در دانشگاه پرینستون نگه‌داری می‌شوند. اینشتین دو جعبه‌ی بسته و توپ تنهایی را درنظرگرفت که وقتی اندازه‌گیری می‌کنیم، مثلا با بررسی داخل جعبه‌ها، می‌تواند درون یکی از این دو جعبه باشد. عقل سلیم ایجاب می‌کند توپ همواره داخل یکی از این دو جعبه باشد، نه در هر دوِ آن‌ها و تعبیر کپنهاگی می‌گوید قبل از بازکردن جعبه‌ها تابع موج پنجاه‌پنجاه هر دو جعبه را اشغال می‌کند. چنان‌که یکی از جعبه‌ها را بازکنیم، تابع موج فرومی‌ریزد و آن‌گاه توپ در یکی از این دو جعبه قرار می‌گیرد. اینشتین این‌چنین ادامه می‌دهد؛

حال، اصل جداسازی را معرفی می‌کنم. جعبه‌ی دوم از آنچه در جعبه‌ی اول رخ می‌دهد، مستقل است.

در نامه‌ای که اینشتین بعدا می‌نویسد، از برهان خلف دیگری استفاده می‎کند. وی به شرودینگر ایده‌ی مقداری باروت را پیشنهاد می‌کند که احتمالا روزی در عرض یک سال منفجر خواهد شد. تابع موج باروت در آن سال متشکل از برهم‌نهی دو حالت است: یکی تابع موج باروت منفجرنشده و دیگری تابع موج باروت منفجرشده.

در آغاز، تابع ψ حالت ماکروسکوپیک نسبتا خوش‌تعریفی را مشخص می‌کند. باوجوداین طبق معادله‌ی شما، پس از گذشت یک سال اوضاع چنین نمی‌ماند. درعوض، تابع ψ و مخلوطی از سامانه‌های منفجرنشده و منفجرشده را توصیف می‌کند. هیچ تعبیری وجود ندارد که بگوید این تابع ψ وضعیت واقعی را توصیف می‌کند. حقیقت این است که حالتی بین دو حالت منفجرنشده و منفجرشده وجود ندارد.

شرودینگر از مقاله‌ی ای‌پی‌آر و مکاتباتشان با اینشتین الهام گرفت و مقاله‌ی بلندی نوشت که درکش را از نظریه‌ای بیان می‌کرد که خود در ابداع آن دست داشت. در سال ۱۹۳۵، شرودینگر این مقاله را در مجله‌ی «دی ناتورویسنشافتن» چاپ کرد. عنوان این مقاله «وضعیت کنونی مکانیک کوانتومی» بود و دنیا را با دو عبارت «تنیدگی» و «باطل‌نمای گربه» آشنا کرد که به‌طور مثال، باطل‌نمای ای‌پی‌آر باطل‌نمایی هم نبود. جان تریمر آن را به‌شیوه‌ی زیبایی به انگلیسی ترجمه کرد و در سال ۱۹۸۰ در مجموعه‌‌مقالات انجمن فلسفی آمریکا چاپ شد. این مقاله را در کتاب «نظریه‌ی کوانتومی و اندازه‌گیری» به ویراستاری ویلر و زورک نیز می‌توان یافت. طی سال‌ها روایت‌های گوناگونی از آزمایش گربه در جاهای مختلف آمده است؛ ازاین‌رو، بهتر این است به این منبع رجوع کنیم و آن را از زبان خود شرودینگر بشنویم:

آزمایش‌های مسخره‌تری نیز می‌توان ترتیب داد. گربه‌ای همراه‌با نوعی وسیله‌ای شیطانی که باید آن را از دسترس مستقیم گربه دور نگه داشت، درون اطاقکی فولادی حبس شده است. در شمارنده‌ی گایگری، مقدار بسیار کمی ماده‌ی رادیواکتیو وجود دارد که چه‌بسا در عرض یک ساعت، یکی از اتم‌های آن با احتمال برابر و شاید صفر واپاشد. اگر چنین شود، لامپ گایگر تخلیه می‌شود و براثر رله‌ی چکشی آزاد می‌شود که فلاسک کوچک هیدروسیانیک اسید را می‌شکند. چنان‌که کل این سامانه را یک ساعت به‌حال خود رها سازیم، می‌توانیم بگوییم اگر در این مدت، هیچ‌یک از اتم‌ها وا نپاشند، گربه هنوز زنده می‌ماند. اولین واپاشی اتمی گربه را می‌کشد. تابع (سای) کل سامانه که بتواند این اوضاع را توصیف کند، باید مخلوطی برابر از حالت‌های گربه‌ی زنده و گربه‌ی مرده را داشته باشد. در این‌گونه موارد، عدم‌قطعیت اصلی که به قلمرو اتمی مربوط است، به عدم‌قطعیت در قلمرو ماکروسکوپیک انتقال می‌یابد که می‌توان آن را با مشاهده‌ی مستقیم برطرف ساخت.

به‌بیانِ دیگر، برطبق روایتی از مکانیک کوانتومی که معمولا تدریس می‌شود و در قرن بیستم تقریبا همگان آن را پذیرفته‌اند، تا وقتی کسی داخل اتاقک را نگاه نکرده و با عمل مشاهده تابع موج را فرونریخته باشد، گربه هم زنده است و هم مُرده؛ به‌بیانی دیگر نه مُرده است، نه زنده.

این معادلات مطلبی درباره‌ی توابع موج فروریخته نمی‌گویند. به‌یاد داشته باشید آنچه گفتیم، ایده‌ی خلق‌الساعه‌ی بوهر است و واقعیت ندارد. این ایده، تنها پیام مهمی است که از آزمایش فکری شرودینگر می‌توان دریافت کرد. جای تأکید دارد که این آزمایش تنها ذهنی است و تاکنون، کسی چنین کاری با گربه‌ی واقعی نکرده است.

هرچند ایده‌ی گربه در جعبه‌ی شرودینگر توجه زیادی در سال ۱۹۳۵ جلب نکرد؛ اما دستِ‌کم اینشتین به اهمیت باطل‌نمای شرودینگر پی برد و شرودینگر قبل از اینکه مقاله‌اش چاپ شود، آن را در نامه‌ای با اینشتین درمیان گذاشت و اینشتین پاسخ داد:

گربه‌ی شما نشان می‌دهد در ارزیابی سرشت نظریه‌ی کنونی باهم موافق هستیم. تابع موج ψ که هم گربه‌ی زنده را در خود دارد و هم گربه‌ی مرده را، نمی‌تواند توصیفی از دنیای واقعی باشد.

شرودینگر درست می‌گفت:

سرشت مفهوم فروریزش تابع موج بی‌معنی است و راه‌های به‌مراتب بهتری برای درک ساز و کارهای مکانیک کوانتومی وجود دارد.

در قسمت بعدی، به موضوع هیجان‌انگیز جهان‌های موازی خواهیم پرداخت. پیشنهاد می‌کنیم به‌هیچ‌وجه قسمت بعدی را از دست ندهید.

فیسبوک در ۱۵ سال گذشته، بسیاری از مفاهیم از ارتباط با دوستان تا دشمنی و دعوا با افراد مختلف و مفهوم حریم خصوصی و حتی قربانی‌شدن در دام تبلیغات سیاسی را برای ما تغییر داده است. تغییرات مذکور همیشه به‌سمت مثبت‌بودن نبوده‌اند و برخی اوقات، خسارت‌هایی هم برای مردم به‌بار آورده‌اند. به‌هرحال، فیسبوک علاوه‌بر کمک‌های فرهنگی و اجتماعی، مفهوم رایانش را نیز تغییر داده است.

بسیاری از سرویس‌های بزرگ امروزی از نتفلیکس گرفته تا وب‌سایت‌های بزرگانی همچون والمارت و اوبر، از فناوری‌هایی استفاده می‌کنند که روزی فیسبوک آن‌ها را توسعه داده است. این غول شبکه‌های اجتماعی فناوری‌ها را برای بهبود زیرساخت‌های فنی‌اش توسعه داد و سپس، دراختیار جهانیان قرار داد.

فیسبوک در مسیر جذب میلیون‌ها و بعد میلیاردها کاربر، باید ابزارهایی برای زیرساختش توسعه می‌داد؛ ابزارهایی مخصوص فرایندهای مختلف از ذخیره‌سازی داده که حجم بالای اطلاعات کاربران را بتواند کنترل کند تا طراحی‌های سخت‌افزاری برای پایگاه‌های داده که میزبان مراکز داده باشند. از آخرین فناوری‌ها نیز می‌توان به روش‌هایی برای توسعه‌ی رابط کاربری اپلیکیشن‌ها و وب‌سایت فیسبوک اشاره کرد.

نکته‌ی مهم آن است که فیسبوک پس از توسعه‌ی ابزارها، آن‌ها را برای خود نگه نداشت و اکثر محصولات ایجادشده را به‌صورت متن‌باز عرضه کرد. درنتیجه، هرکس می‌تواند از نوآوری‌های فیسبوک استفاده کند و آن‌ها را تغییر دهد و به‌اشتراک بگذارد.

به‌اعتقاد جیم زملین، مدیر اجرایی بنیاد لینوکس، فیسبوک یکی از نیروهای محرکه‌ی مهم در جامعه‌ی متن‌باز محسوب می‌شود که برای سال‌ها، محصولات و ابزارهای حیاتی را به آن تزریق کرد. بنیاد لینوکس امروز میزبان گروهی ویژه برای حفظ و توسعه‌ی زبان GraphQL است؛ زبانی که فیسبوک برای حفظ ارتباط بین اپلیکیشن‌ها و سرورها طراحی کرد و امروزه، بسیاری از شرکت‌های دیگر از آن استفاده می‌کنند.

به‌دلیل سیاستی که فیسبوک در عرضه‌ی فناوری‌هایش پیش گرفت، بسیاری از آن‌ها به استانداردهای صنعت فناوری تبدیل شدند. آدام نیری، یکی از مدیران فنی Airbnb، دراین‌باره می‌گوید:

فیسبوک نه‌تنها در تغییر شیوه‌ی ساخت سرورهای ما، بلکه در روش کدنویسی برای گوشی‌های هوشمند و مرورگرها نیز نقشی اساسی ایفا کرده است. تمام اکوسیستم با فناوری‌هایی پیش می‌رود که فیسبوک در آن‌ها پیش‌گام بود و بعدا به‌صورت متن‌باز عرضه کرد.

تولد کلان‌داده

یکی از مشارکت‌های مهم و اولیه‌ی فیسبوک در جامعه‌ی بزرگ رایانش کاساندرا (Cassandra) بود. کاساندرا سیستم پایگاه داده‌ای است که می‌توان آن را در بین صدها یا هزارها سِرور گسترش داد.

فیسبوک اولین شرکتی نبود که چنین پایگاه داده‌ای داشت. آمازون و گوگل هر دو مقاله‌هایی منتشر کرده بودند که نوآوری‌های پایگاه داده‌ی توزیع‌شده‌ی خود را نشان دهند. البته، هیچ‌یک از آن‌ها کد نهایی نوآوری را برای استفاده‌ی دیگران منتشر نکرده بودند. مهندسان فیسبوک، یعنی آویناش لاکشمن که در انتشار مقاله‌ی آمازون شرکت داشت و پراشانت مالک، ایده‌های آمازون و گوگل را در آن فناوری ترکیب کردند و کاساندرا را توسعه دادند. آن‌ها سپس در سال ۲۰۰۸، کد آن را منتشر کردند. شرکت‌های دیگر به‌سرعت این فناوری را به‌کار گرفتند که از میان آن‌ها می‌توان به شرکت معتبر خدمات اَبری، یعنی رک‌اسپیس (Rackspace) اشاره کرد.

جاناتان الیس، یکی از کارمندان رک‌اسپیس بود که از سرویس کاساندرا استفاده می‌کرد. او در سال ۲۰۱۰، شرکت را ترک و دیتااستکس (DataStax) را با تمرکز بر استفاده از کاساندرا برای مشتریان سازمانی تأسیس کرد. جاناتان درباره‌ی سرویس فیسبوک می‌گوید:

آن‌ها فراتر از کپی‌کردن یا الهام‌گرفتن صِرف از محصول آمازون و گوگل رفتند و در ارائه‌ی سرویس کاملا متفاوت خود،‌ نوآوری‌های زیادی داشتند.

امروز، کاساندرا در مقام یازدهم محبوب‌ترین پایگاه‌های داده‌ی جهان قرار دارد. غو‌ل‌هایی همچون اپل، نتفلیکس،اینستاگرام و اوبر همگی کاربران کاساندرا و مشارکت‌کنندگان در بهبود و توسعه‌ی آن هستند.

پلتفرم فشرده‌سازی داده‌ی هادوپ (Hadoop) یکی از دستاوردهای متن‌باز دیگر فیسبوک محسوب می‌شود. این پلتفرم امروزه، به‌نوعی عضو جدانشدنیِ دنیای کلان‌داده است. البته، سهم عمده‌ای از پروژه‌ی هادوپ که طبق مقاله‌ای از گوگل انجام شد، برعهده‌ی یاهو بود. فیسبوک یکی از اولین شرکت‌های خارج از یاهو بود که از آن پلتفرم استفاده کرد و ابزارهای جدید را نیز برایش توسعه داد. هادوپ در توسعه‌ی استارتاپ‌های متعددی همچون کلودِرا (Cloudera) هم نقش داشت؛ استارتاپی که یکی از محققان سابق فیسبوک، یعنی جف هامرباخر، آن را تأسیس کرد.

فیسبوک در هوش مصنوعی نیز سرمایه‌گذاری‌‌های بزرگی کرده تا با استفاده از آن، کاربردهای بیشتری برای داده‌های خود بیابد. برخی از تحقیق‌ها و دستاوردهای آن شرکت درباره‌ی این شاخه از علم نیز منتشر شده‌اند. در سال ۲۰۱۵، آن‌ها استفاده از برخی از الگوریتم‌های هوش مصنوعی خود را متن‌باز کردند. آن‌ها پلتفرم مشهور هوش مصنوعی، یعنی تورچ (Torch) را برای این کار درنظر گرفتند. اقدام فیسبوک تقریبا یک سال پیش از آن بود که گوگل پلتفرم مشهور تِنسورفِلو (TensorFlow) را ارائه داد.

غول شبکه‌های اجتماعی در ادامه‌ی توسعه‌ی ابزارهای هوش مصنوعی، تورچ را پیشرفت داد و پای‌تورچ (PyTorch) را عرضه کرد. امروزه، پای‌تورچ به‌عنوان سومین پلتفرم محبوب هوش مصنوعی در جهان شناخته می‌شود.

بازکردن مراکز داده

توسعه‌ی نرم‌افزاری که بتواند میلیون‌ها کاربر را مدیریت کند، برای فیسبوک کافی نبود. آن‌ها باید کامپیوترها و حتی ساختمان‌های لازم برای مدیریت آن حجم از داده را نیز طراحی می‌کردند.

یکی از مراکز داده‌ی فیسبوک

فیسبوک در مسیر طراحی و توسعه، به ایده‌های نامعمول دست یافت؛ از مراکز داده‌ی موسوم به اوپن ایر (Open Air) که از هوای بیرون به‌جای سیستم‌های خنک‌کننده‌ی صنعتی برای خنک‌سازی مرکز داده استفاده می‌کنند تا سِرورهای ماژولار که امکان جابه‌جایی پردازنده‌ها و دیگر قطعات را به مدیران می‌دهند.

فیسبوک فناوری‌های فوق را به‌همراه بسیاری از دستاوردهای دیگر با عنوان پروژه‌ی اوپن کامپیوتر (Open Compute Project) عرضه کرد که امروزه، به‌عنوان سازمانی مستقل شناخته می‌شود. غول شبکه‌های اجتماعی در سال ۲۰۱۱، اوپن کامپیوتر را معرفی کرد و در همان زمان، با انتقادهایی روبه‌رو شد. با وجود آنکه نرم‌افزار متن‌باز در آن زمان به بلوغ و ثباتی نسبی رسیده بود، هنوز نمی‌شد درباره‌ی مفیدبودن یا نبودن ایده‌های فیسبوک برای شرکت‌های دیگر اظهارنظر کرد.

باوجود تمام مشکلاتی که در ابتدای عرضه‌ی فناوری مرکز داده بر سر راه فیسبوک ایجاد شد، شرکت‌های دیگر، همچون شرکت تایوانی کوانتا (Quanta) شروع به فروش کامپیوتر براساس طراحی فیسبوک کردند. پس از مدتی، شرکت‌هایی همچون رک‌اسپیس و مایکروسافت و اپل نیز طراحی‌های سخت‌افزاری اختصاصی سخت‌افزاری خود را به ایده‌ی اولیه‌ی فیسبوک اضافه کردند.

امروزه، فیسبوک با شرکت‌های مخابراتی همچون Ericsson و Deutsche Telekom همکاری می‌کند تا زیرساخت‌های متن‌باز مخابراتی را توسعه دهند. پروژه‌‌ی مذکور با نام تله‌کام اینفرا (Telecom Infra Project) شناخته می‌شود که آنتنی با برد طولانی به‌نام ARIES را شامل می‌شود. به‌علاوه، سیستمی برای ارتباط برج‌های مخابراتی به‌نام تِراگراف (Terragraph) نیز در آن پروژه وجود دارد.

تکمیل‌کردن پازل

فیسبوک در دهه‌ی ابتدایی خود، اکثرا ابزارهای متن‌بازی را عرضه می‌کرد که به‌نوعی در پشت‌صحنه‌ی زیرساختی دنیای فناوری نقش داشتند. به‌عنوان مثال، اگرچه نتفلیکس از کاساندرا استفاده کرد تا اطلاعات کاربران را مدیریت کند، آن کاربران هیچ تعاملی با کد فیسبوک در وب‌سایت نتفلیکس نداشتند.

از سال ۲۰۱۳، تأثیرات پروژه‌های فیسبوک ملموس‌تر شد. در آن سال، فیسبوک کتابخانه‌ی متن‌باز جاوااسکریپتی با نام ری‌اکت (React) عرضه کرد که امروزه علاوه‌بر وب‌سایت خودش، در بسیاری از دیگر سرویس‌ها برای ساختن رابط‌های کاربری بهینه‌شده در وب استفاده می‌کنند.

ری‌اکت برای محبوب و مشهورشدن به کمی زمان نیاز داشت؛ اما امروزه، این کتابخانه پراستفاده‌ترین کتابخانه برای ساخت اپلیکیشن‌های سمت کاربر (Front End) محسوب می‌شود که کتابخانه‌ی گوگل، یعنی انگولار (Angular) را به‌نوعی کنار زد. امروزه، غول‌هایی همچون Airbnb و نتفلیکس و والمارت از ری‌اکت استفاده می‌کنند.

کوینسی لارسن، از بنیان‌گذاران سرویس آموزش برنامه‌نویسی FreeCodeCamp می‌گوید:

از سال ۲۰۱۵، به‌ناگهان دیدم دوستانم در سان‌فرانسیسکو، ابزارهایی همچون JQuery و Angular را با کتابخانه‌ای جدید به‌نام React جایگزین می‌کنند و اعتقاد عجیبی هم به آن دارند.

عرضه‌ی ری‌اکت نِیتیو (React Native) در سال ۲۰۱۵، تأثیر زیادی بر افزایش محبوبیت کتابخانه‌ی فیسبوک گذاشت. این ابزار به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد با استفاده از ابزار ری‌اکت، اپلیکیشن‌های بومی اندروید و iOSتوسعه دهند. به‌بیان‌ِ دیگر، آن‌ها با استفاده از یک کد، هم برای وب و هم موبایل اپلیکیشن توسعه می‌دهند.

گرگ ریز، مدیر نوآوری شرکت مشاوره‌‌ای رایت‌پوینت (Rightpoint) می‌گوید فیسبوک اولین شرکتی نبود که ابزاری برای توسعه‌ی اپلیکیشن‌های موبایل با تکنولوژی‌های وب توسعه می‌دهد. به‌علاوه، آن‌ها اولین عرضه‌کننده‌ی کتابخانه‌ی متن‌باز برای اپلیکیشن‌های وب نیز نبودند؛ اما وجه تمایز فیسبوک، ترکیب این دو ایده با یکدیگر بود. او می‌گوید کار فیسبوک تکه‌ی آخر پازل در توسعه‌ی اپلیکیشن‌ها را کامل کرد.

تا وقتی مخاطبان خود را به‌خوبی نشناسید، نمی‌توانید محصولی توسعه دهید که کاربران عاشق آن هستند. اگر می‌خواهید احتمال موفقیت تجربه‌ی کاربری را به‌حداکثر برسانید، قبل از هرگونه تصمیم‌گیری درباره‌ی طراحی محصول، باید تحقیقات متعددی انجام دهید. تحقیقات مبتنی بر کاربر درواقع فرایند درک نیازها و خواسته‌ها و رفتارهای کاربر است که براساس مشاهده‌های مختلف و جمع‌آوری بازخورد انجام می‌شود. این اقدام‌ها یکی از مظایف مهم‌ طراحان تجربه‌ی کاربری و اصلی‌ترین بخش فرایند طراحی UX به‌شمار می‌رود. بدون تحقیقات مناسب و کافی، طراحی محصول صرفا براساس فرضیات شخصی پیش می‌رود و عملا محکوم به شکست است. به‌عبارتِ‌دیگر، توسعه‌ی محصول فارغ از تحقیقات قوی کاربری، مانند ساخت خانه‌ای است که پایه‌ی مستحکم و مطمئنی ندارد.

تابه‌امروز در حوزه‌ی تجربه‌ی کاربری، طیف گسترده‌ای از  تکنیک‌های تحقیقاتی معرفی‌شده و روشن نیست برای هر نوع پروژه‌ی خاص، باید از چه روشی استفاده کنید. به‌همین‌دلیل، یکی از سؤالاتی که همه‌ی طراحان با آن مواجه‌اند، این است: «چه نوع تحقیقاتی باید انجام دهم؟» مطلب حاضر به شما کمک می‌کند روش‌شناسی تحقیقاتی خود را باتوجه‌به اهدافی بیابید که سعی می‌کنید آن‌ها را محقق کنید.

قبل از شروع تحقیقات، هدف خود را مشخص کنید

پیش از آنکه رویکردی خاص برای تحقیقات UX انتخاب کنید، باید به این پرسش اساسی پاسخ بدهید: «چه چیزی می‌خواهید درباره‌ی کاربر بدانید و چرا باید از این اطلاعات آگاهی داشته باشید؟»

زمانی‌که می‌دانید دقیقا به‌دنبال چه اطلاعاتی هستید، می‌توانید درباره‌ی چگونگی پیداکردن یا جمع‌آوری آن فکر کنید. احتمالا پاسخ شما در یکی از گروه‌های زیر طبقه‌بندی می‌شود:

• کاری که مردم انجام می‌دهند / مشکلی که با آن مواجه‌اند
• آنچه مردم به آن نیاز دارند
• آنچه مردم می‌خواهند
• مردم می‌توانند از محصول خاص استفاده کنند؟

تحقیقات کمّی و کیفی

پس از مشخص‌شدن هدف تحقیقات، متوجه می‌شوید باید از رویکردهای تحقیقاتی کیفی استفاده کنید یا روش‌شناسی‌های کمّی.

تحقیقات کمّی (مقداری)

تحقیقات کمّی (Quantitative) به تحقیقاتی گفته می‌شود که نتایج آن می‌توانند در قالب اعداد ارائه شوند؛ مثلا چه تعداد یا چه مدت یا چه میزان. این تحقیقات معمولا به‌منظور افزایش و ارتقای «مفاد» (Context) استفاده می‌شوند. برای نمونه، کاربران برای تکمیل وظیفه‌ای خاص در پروتوتایپ A، زمان کمتری درمقایسه‌با به پروتوتایپ B صرف می‌کنند. نتایج این تحقیقات با عنوان «داده‌های مقداری» شناخته می‌شوند.

نمونه‌ی پیچیده‌ی داده‌های مقداری را در تجزیه‌وتحلیل‌های وب‌سایتتان می‌توانید مشاهده کنید. معیارهایی نظیر نرخ بازدیدهای هر صفحه، زمان صرف‌شده‌ی کاربر در وب‌سایت، میزان گشت‌وگذار در وب‌سایت، تعداد دفعات بازدید در طول زمان، همگی داده‌هایی کمّی هستند و نشان می‌دهد چه اتفاقی در وب‌سایت شما می‌افتد. شاخص خالص ترویج‌کنندگان (Net Promoter Score)، سهولت استفاده، نرخ تکمیل، درک برند، مدت‌زمان صرف‌شده روی هر وظیفه و کلیک‌های ماوس، نمونه‌های دیگری از داده‌های کمّی UX هستند.

مزایای تحقیقات کمّی کاربر

• جمع‌آوری داده‌های کمّی نسبتا آسان است و لزوما زیاد طول نمی‌کشد و می‌توانید روی گروه بزرگ‌تری از پاسخ‌دهندگان کار کنید.
• نتایج سریع
• باتوجه‌به ماهیت عددی نتایج، تطبیق پیشرفت‌های UX با KPIهای شرکت ساده‌تر خواهد بود و پیرو آن، سرمایه‌گذاری در هر بخش توجیه‌پذیر می‌شود.
• تحقیقات کمّی معمولا عینی و ملموس‌ترند (درحالی‌که هدایت شرکت‌کنندگان ازطریق پرسش‌های پیچیده سخت‌تر است) و علمی‌تر ارزیابی می‌شوند (احتمال ورود سوگیری‌های انسانی به آن‌ها کمتر است).
• ازآنجاکه مطالعات کمّی روی تعداد بیشتری از شرکت‌کنندگان انجام می‌شود، آن‌ها نمایندگان بهتری برای کل جامعه‌ی هدف محسوب می‌شوند.
• تصویرسازی داده‌های خام این تحقیقات ساده‌تر است.
• مردم عاشق آمار و ارقام هستند.

تحقیقات کیفی

«تحقیقات کیفی» به تحقیقاتی اطلاق می‌شود که نتایج آن در قالب مشاهده‌ها، دیدگاه‌ها، ایده‌ها و احساس‌ها به‌دست می‌آید و به شما اجازه می‌دهد داستانی درباره‌ی تجربه‌ی شرکت‌کنندگان ارائه کنید. اگر خروجی تحقیقات کمّی را پاسخ به سؤال «چه چیزی» بدانیم، خروجی تحقیقات کیفی، به «چرا»ها پاسخ می‌دهد.

تحقیقات کیفی عموما به دو گروه تقسیم می‌شوند: تحقیقات رفتاری و تحقیقات نگرشی. به‌عنوان‌ مثال، تحقیقات رفتاری نحوه‌ی استفاده افراد از محصول شما را بررسی می‌کنند و تحقیقات نگرشی این موضوع را ارزیابی می‌کنند که مردم درباره‌ی محصولتان چه فکر می‌کنند.

مزایای تحقیقات کیفی کاربر

• شما به ذهنیت و احساس افرادی پی می‌برید که از محصول استفاده می‌کنند.
• تحقیقات کیفی نکاتی برایتان آشکار می‌کند که در تحقیقات کمّی مشخص نمی‌شوند. برای نمونه، اگر ترافیک یکی از صفحات وب‌سایتتان در‌حال‌کاهش است، شما درجه‌ی اول دلیل ماجرا را  شاهد هستید.
• گاهی اوقات، شرکت‌کنندگان احساس خود را به موضوع راحت‌تر بیان می‌کنند تا اینکه بخواهند پاسخ «بله» یا «خیر» را تیک بزنند.
• این شواهد سنّتی و بعضا شخصی، ممکن است بیشتر از داده‌های نظری متقاعدکننده باشند؛ مخصوصا شواهدی که از احساسات کاربران مشتق می‌شوند. ذی‌نفعان شما نیز می‌توانند خودشان این شواهد را ببینند یا بشنوند.
• درحالی‌که تحقیقات کمّی اندازه و مقدار و نرخ را ارائه می‌کند، تحقیقات کیفی به‌سادگی به این نتیجه منتهی می‌شوند که یک مسئله چرا و چگونه حل می‌شود.

هریک از شیوه‌های خاص تحقیقات مبتنی بر کاربر ممکن است در گروه کمّی یا کیفی رده‌بندی شوند. درنهایت، متوجه می‌شوید با ترکیبی از شیوه‌های کمّی و کیفی می‌توانید تمام زوایای مدنظر را پوشش دهید.

تحقیقات نظارت‌شده و غیرنظارتی

نکته‌ای که در مبحث کاربردپذیری محصول نیز به آن اشاره کردیم، این بود که آیا تحقیقات و آزمون کاربر را به‌صورت نظارت‌شده (Moderated) اجرا می‌کنید یا روش‌های غیرنظارتی (Unmoderated) را انتخاب می‌کنید. یادآوری می‌کنیم وقتی شما یا محقق یا ناظر در طول آزمون حضور دارید، درواقع، تحقیقات نظارت‌شده‌ای را برگزار می‌کنید. بااین‌حال، اگر شرکت‌کننده به‌تنهایی و بدون حضور شخص دیگری تکالیف آزمون را در اتاقی انجام دهد، آزمونتان غیرنظارتی است.

آزمون نظارت‌نشده

در حالت عمومی، آزمون‌هایی که زیرنظر ناظر یا مدیر (مشاهده‌گر) انجام نمی‌شوند، آزمون‌های غیرنظارتی نام دارند. ممکن است جلسات این آزمون ضبط شوند تا بعدا به‌عنوان بخشی از تحقیقی کیفی بررسی شوند یا داده‌های آن‌ها جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل شود و در تحقیقات کمّی استفاده شود.

در آزمون نظارت‌نشده، شرکت‌کننده با محصولی دیجیتال تعامل خواهد داشت و باید به پرسش‌هایی پاسخ دهد یا تکالیفی را انجام دهد. پس از اتمام جلسه، محقق UX نتایج را بررسی و به مشکلاتی توجه می‌کند که کاربر تجربه کرده است.

برای اجرای آزمون نظارت‌نشده به پلتفرم یا سرویس آنلاین خاصی نیاز دارید. این سرویس کمک می‌کند مطالعه‌ی خود را تنظیم کنید و شرکت‌کنندگان را بیابید و داده‌ها را تجزیه‌وتحلیل کنید. به‌همین‌دلیل، آزمون نظارت‌نشده بسیار ارزان‌تر و سریع‌تر از جلسات نظارت‌شده پیش می‌رود.

نکته‌ی مهم این است که در آزمون نظارت‌نشده، نتایج را «پس از» روی‌دادن اتفاق‌ها مشاهده می‌کنید و فرصتی برای طرح پرسش‌های مشروح ندارید. بنابراین، اگر اتفاق غیرمنتظره‌ای رخ دهد، ناچارید آزمون را تکرار کنید تا به ریشه‌ی ماجرا پی ببرید.

آزمون نظارت‌شده

در آزمون نظارت‌شده، مدیر یا ناظر یا شخص ثالث ازراه‌دور شرکت‌کنندگان را زیرنظر دارد. مهم‌ترین انگیزه‌ی برگزاری جلسات نظارت‌شده این است که می‌توانید در محیطی فعال و زنده، شرکت‌کنندگان را همراهی کنید. در چنین وضعیتی، می‌توانید هم‌زمان با مشاهده‌ی کاری که شرکت‌کنندگان انجام می‌دهند، با آن‌ها مکالماتی کنید که به درک بهتر رفتار و نگرش آن‌ها در زمینه‌ی کاربردپذیری کمک کند. به‌علاوه، اگر متوجه شدید برخی از قسمت‌های آزمون گیج‌کننده است، می‌توانید اسکریپت خود را اصلاح و تعدیل کنید.

یکی دیگر از مزایای جلسات نظارت‌شده این است که همکاران یا ذی‌نفعان می‌توانند به‌صورت ناشناس آزمون را مشاهده کنند. این راهکار فرصتی عالی برای حضور افرادی است که معمولا حضور فعالی در آزمون‌های مبتنی بر کاربر ندارند و غالبا پرسش‌های خود را برای محققان ارسال می‌کنند.

راهنمای روش‌های تحقیقاتی کاربرمحور

در این بخش، برخی از شیوه‌های رایج‌ استفاده‌شده‌ی محققان UX را معرفی می‌کنیم. برخی از این شیوه‌ها هم به‌صورت نظارت‌شده و هم به‌صورت غیرنظارتی اجرا‌شدنی هستند و بسته به چگونگی تنظیمات مطالعاتتان، بازخوردهایی کیفی یا کمّی جمع‌آوری می‌کنند. بااین‌حال، توضیحات ما برمبنای مزیت‌ها و کاربردهای رایج شیوه‌ها ارائه می‌شود.

آزمون A/B

(کمّی و غیرنظارتی)

در آزمون A/B، به قطعه‌ی نرم‌افزاری شخص ثالث نیاز دارید. این نرم‌افزار کمک می‌کند دو صفحه‌ی مختلف وب را راه‌اندازی کنید. بسته به هدف تحقیقات، عناصر دو صفحه تاحدودی باهم متفاوت هستند. به‌عنوان‌ مثال، اگر نمی‌توانید درباره‌ی متن دکمه‌ی «خرید» تصمیم‌گیری کنید، با اجرای آزمون A/B، دو صفحه‌ی وب راه‌اندازی می‌کنید که در یکی از آن‌ها، دکمه‌ی مذکور با عنوان «اضافه‌کردن به سبد خرید» و در دیگری با عنوان «همین حالا می‌خرم» برچسب‌گذاری شده است. سپس، ۵۰ درصد از ترافیک را به هر صفحه هدایت می‌کنید. در‌این‌صورت، متوجه می‌شوید آیا تغییر عنوان دکمه‌ی خرید، تغییری در تعداد کلیک‌ها به‌وجود می‌آورد یا خیر.

مرتب‌سازی کارت‌ها

(کمّی و نظارت‌شده یا غیرنظارتی)

در شیوه‌‌ی مرتب‌سازی کارت‌ها (Card Sorting)، فهرستی از آیتم‌ها به شرکت‌کنندگان ارائه می‌شود؛ مثلا تمام محصولات سوپرمارکت آنلاین. سپس، از شرکت‌کنندگان خواسته می‌شود آیتم‌ها را به‌شیوه‌ای دسته‌بندی کنند که ازنظر آن‌ها، منطقی‌ترین و بهترین تجربه را فراهم کند. بسته به نوع آزمون، شرکت‌کنندگان می‌توانند برای گروه‌هایشان نام انتخاب کنند یا هر گروه را به طبقه‌ها و زیرشاخه‌های بالقوه تقسیم کنند. در حوزه‌ی طراحی UX، مرتب‌سازی کارت ممکن است به سه حالت دیده شود:

مرتب‌سازی باز: از شرکت‌کنندگان خواسته می‌شود کارت‌ها را به‌شیوه‌ای مرتب کنند که برای آن‌ها بامفهوم‌تر است. سپس، آن‌ها باید برای هر دسته یا طبقه نامی انتخاب کنند که به‌خوبی محتوای آن را توصیف کند.

مرتب‌سازی بسته: شرکت‌کنندگان کارت‌ها را در گروه‌هایی مرتب می‌کنند که تعریف و برچسب‌گذاری کرده‌اید. برای نمونه، صفحه‌ی جدیدی برای «ساعت» راه‌اندازی کرده‌اید و نمی‌دانید باید آن را در گروه «لوازم تزیینی» رده‌بندی کنید یا «جواهرات». دراین‌صورت، با آزمون مرتب‌سازی بسته پاسختان را به‌روشنی پیدا می‌کنید.

مرتب‌سازی هیبرید یا ترکیبی: همان‌طورکه حدس می‌زنید، این روش ترکیبی از مرتب‌سازی باز و بسته است. شرکت‌کنندگان می‌توانند کارت‌ها را در دسته‌هایی مرتب کنند که از قبل تعریف کرده‌اید. پس‌ازآن، اگر حس کردند= دسته‌بندی‌ها مناسب و دقیق نیست، دسته‌بندی‌های خودشان را ایجاد می‌کنند.

اگرچه مشهورترین تصویری که از شیوه‌ی مرتب‌سازی کارت وجود دارد، کاغذ یادداشت‌هایی است که به تخته‌سفیدی الصاق شده است. بااین‌حال در دنیای واقعی، جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل اطلاعات همه‌ی کارت‌ها کار بسیار سخت و مشکل‌سازی است. مرتب‌سازی کارت آنلاین، مشکلات مذکور را با حذف کاغذ یادداشت‌های چسب‌دار و تلاش برای سازمان‌دهی دستی کارت‌ها برطرف می‌کند.

تجزیه‌وتحلیل کلیک‌استریم (Clickstream)

(کمّی و غیرنظارتی)

کلیک‌استریم (Clickstream) رکوردی از مسیرها (URL)هایی هستند که در طول ناوبری شرکت‌کنندگان دنبال شده‌اند. کلیک‌استریم اجازه می‌دهد در همان زمانی‌که شرکت‌کنندگان در‌حال‌انجام وظایفشان هستند، درصد مسیری را بررسی کنید که طی می‌کنند. درنهایت نیز، وضعیت نهایی آن‌ها همچون تکمیل کار، خطا، رهاکردن کار یا کمبود وقت را مشاهده می‌کنید. برخی از نرم‌افزارهای پیشرفته‌تر، حتی تحلیل حرارتی را نیز انجام می‌دهند که به تجزیه‌وتحلیل رفتاری کاربران کمک می‌کند. تحلیل حرارتی ناطق متراکمی است که کاربران روی آن کلیک کرده‌اند.

اغلب اوقات، مورداستفاده‌ی کلیک استریم‌ها به ارزیابی قیف فروش و محاسبه‌ی نرخ تبدیل کمک می‌کند. برای نمونه، تصویر زیر کلیک‌استریم مطالعه‌ای است که روی وب‌سایت مسافرتی نروژی انجام‌ شده و مسیر غالب کاربران را در انجام یک وظیفه (رزروکردن بلیت) نشان می‌دهد.

آزمون کلیکی

(کمّی یا کیفی و نظارت‌شده یا غیرنظارتی)

آزمون‌های کلیکی (Click Testing) راهی سریع و آسان برای بررسی تصاویر استاتیک هستند و نشان می‌دهند آیا کاربران روی تصاویر کلیک می‌کنند یا خیر. این آزمون می‌تواند برای اعتبارسنجی طراحی وب‌سایت یا پروتوتایپ‌های وایرفریم به‌کار گرفته شود.

آزمون مفهوم (آزمون پروتوتایپ)

(کمّی یا کیفی و نظارت‌شده یا غیرنظارتی)

طرح مفهومی‌ها و پروتوتایپ‌ها، نمونه‌ی ارزان‌قیمت و اولیه‌ی محصول یا طراحی هستند که مهندسان از آن‌ها برای آزمایش کارکرد محصول واقعی استفاده می‌کنند. تیم محصول هم به‌کمک پروتوتایپ درک بهتری از اهداف و مباحث به‌دست می‌آورد. طراحان UX پروتوتایپ‌ها را با کاربران واقعی آزمایش می‌کنند و از آن‌ها بازخورد می‌گیرند تا اگر بخشی از تجربه‌ی کاربری اشتباه است، زودتر آن را اصلاح کنند. پروتوتایپ‌ها در بلندمدت به صرفه‌جویی در زمان و پول و منابع شما کمک می‌کنند.

اگر می‌خواهید بیشترین بهره را از آزمون پروتوتایپ ببرید، به شرکت‌کنندگان باید یادآوری کنید پروتوتایپ همان محصول نهایی نیست؛ بلکه بیشتر شبیه به طرح است. سپس، از آن‌ها بخواهید هرآنچه را که به آن نپرداخته‌اید یا هر ویژگی که ازنظر آن‌ها مطلوب نیست، به شما اطلاع دهند.

آزمون مفهومی را می‌توان به‌صورت فردی یا گروهی و در حالت حضوری یا آنلاین انجام داد.

بازخورد مشتری یا مطالعه‌ی صدای مشتری

(کمّی یا کیفی و غیرنظارتی)

هدف از بازخورد مشتری یا مطالعه‌ی VoC، جمع‌آوری داده‌های «صحیح» درباره‌ی شرکت‌کنندگانی است که از وب‌سایت بازدید می‌کنند. می‌توان گفت مطالعات VoC، واقعا راه دیگری برای برگزاری تحقیقاتی است که در‌حال‌حاضر انجام می‌دهید؛ زیرا در این آزمون، همیشه در‌حال بازخوردگرفتن از کاربران هستید. می‌توانید با استفاده از این داده‌ها، بازدیدکنندگان را بخش‌بندی و پرسونای آن‌ها را مشخص کنید.

تحقیقات VoC بینش‌ها و اطلاعاتی در اختیارتان می‌گذارد که در محیط مصنوعی یا با سناریوهای مجازی وظایف به‌دست نمی‌آورید:

• می‌توانید آمار ارزشمندی درباره‌ی افرادی به‌دست آورید که کاربر شما محسوب می‌شوند و آنچه از وب‌سایتتان می‌خواهند.
• متوجه می‌شوید آیا کاربران زمانی وب‌سایت را ترک می‌کنند که کار خود را به‌پایان برده‌اند؟
• متوجه می‌شوید آیا تجربه‌ی آنلاین بازدیدکنندگان مثبت یا خنثی یا منفی است.
• می‌توانید شاخص خالص ترویج‌کنندگان (NPS) را به‌دست آورید و ببینید آیا بازدیدکنندگان وب‌سایتتان را به دیگران توصیه می‌کنند؟

کاربران ازطریق لینک بازخورد، دکمه، فرم یا ایمیل انتخاب می‌کنند. سپس، آن‌ها درحالی‌که ایده‌ی مشخص و واضحی از اهداف خود دارند، از وب‌سایت مرتبط بازدید می‌کنند. هنگامی‌که بازدیدکنندگان به صفحه‌ی اصلی یا هر صفحه‌ی هدف درنظر گرفته‌‌شده رسیدند، از آن‌ها دعوت می‌کنید در نظرسنجی کوتاهی شرکت کنند. پیش از اینکه کاربران، به سؤالات نظرسنجی جواب دهند، از آن‌ها خواسته می‌شود کاری که در‌حال‌انجامش بودند، به‌صورت عادی ادامه دهند و تکمیل کنند. به‌عبارتِ‌دیگر، کاربران فقط زمانی را در وب‌سایت سپری می‌کنند که برای رسیدن به اهداف خود نیاز دارند. پس‌ازآنکه کار آن‌ها به‌پایان رسید، پاسخ به پرسش‌نامه‌ها را آغاز می‌کنند.

می‌توانید در پرسش‌نامه، مجموعه‌ای از سؤالات کیفی را با هدف درک بهتر تجربه‌ی کاربران مطرح کنید. به‌عنوان‌ مثال، از آن‌ها بپرسید:

• برای انجام چه‌ کاری به وب‌سایت آمده بودید؟
• می‌توانید کمی از خودتان بگویید؟
• موفق شدید کاری دلخواهتان را انجام دهید؟
• از تجربه‌ی خود راضی بودید؟
• تا چه حد این وب‌سایت را به دیگران پیشنهاد می‌دهید؟
• از دیدگاه شما، چگونه می‌توان این وب‌سایت را بهبود داد؟

آزمون مطلوبیت

(کمّی یا کیفی و نظارت‌شده یا غیرنظارتی)

تحقیقاتی که با محور مطلوبیت انجام می‌شود، کمک می‌کند کیفیت محصول یا برند خود را تاحدودی شناسایی کنید. شما محصول (پروتوتایپ یا وب‌سایت زنده یا حتی برخی از تصاویر بازاریابی) را به شرکت‌کنندگان نشان می‌دهید. سپس، از آن‌ها می‌خواهید آنچه می‌بینند، با استفاده از فهرستی از کلمات تعیین‌شده توصیف کنند. باتوجه‌به داده‌های این تحقیقات، متوجه می‌شوید چه درصدی از کاربران محصول شما را «عالی» یا نحوه‌ی تعاملات شما را «عجیب» ارزیابی می‌کنند.

مطالعه‌ی خاطرات روزانه یا دوربین

«مطالعه‌ی خاطرات روزانه» اطلاعات تجربه‌ی کاربر را در طول دوره‌ای بلندمدت جمع‌آوری می‌کند. در این روش، شرکت‌کنندگان تجربه‌ی خود را با محصول یا سرویس خاص در دفتر یادداشت می‌کنند. آن‌ها می‌توانند تصاویری از اتفاقات را به خاطراتشان ضمیمه کنند یا فعالیت‌های دیگری را برای ثبت تجربه‌ی خود درنظر بگیرند. پس از پایان دوره‌ی مطالعات، محققان نتایج به‌دست‌آمده را تجزیه‌وتحلیل می‌کنند.

مطالعات خاطرات روزانه فارغ از تأثیرات محققان یا اتفاقات غیرطبیعی خارج از خانه پیش می‌روند. نیلسون نورمن‌گروپ، یکی از شرکت‌های معتبر تحقیقات تجربه‌ی کاربری، در یکی از مقالات خود برخی از رفتارهای بلندمدت کاربران را عنوان می‌کند:

• آن‌ها چه زمانی از روز با محصول در تعامل‌اند؟
• آن‌ها چگونه محتوا را با دیگران به‌اشتراک می‌گذارند؟
• تا چه سطحی با محصول ارتباط برقرار می‌کنند؟
• استفاده‌ی دائمی آن‌ها از محصول چیست؟
• جریان کاری آن‌ها برای تکمیل وظایف (Tasks) طولانی‌تر چیست؟
• چه چیزی به آن‌ها انگیزه می‌دهد تا وظایف (Tasks) خاصی را اجرا کنند؟
• این سیستم تا چه حد قابل آموزش و یادگیری است؟
• مشتریان در طول زمان، ‌تا چه حد به سیستم یا محصول وفادار هستند؟
• آن‌ها چگونه برند را پس از تعامل با تشکیلات مرتبط درک می‌کنند؟
• تأثیر جمعی نقاط تماس یا تاچ‌پوینت‌های چندگانه‌ی سرویس چیست؟

در قسمت‌های آینده، فرایند اجرای آزمون‌های کاربری و مزایای هریک از شیوه‌ها و روش انتخاب بهترین ترکیب از آزمون‌ها را توضیح می‌دهیم.      

به‌تازگی، دانشمندان دریافته‌اند افزایش گرما ترکیب فیتوپلانکتون‌ها را تغییر خواهد داد. فیتوپلانکتون‌ها جانداران بسیار ریزی هستند که در دریاها زندگی می‌کنند و نور را جذب می‌کنند و بازتاب می‌دهند. به‌گفته‌ی آن‌ها در دهه‌های پیش‌رو، تعداد کمتری از این جانداران در دریاها موجود خواهند بود. این موضوع سبب می‌شود تا سال ۲۱۰۰، رنگ بیش از ۵۰ درصد دریاهای جهان تغییر کند.

فیتوپلانکتون‌ها نقش بسیار مهمی در اقیانوس‌ها برعهده دارند. این جانداران علاوه‌بر تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی و مصرف کربن دی‌اکسید، نخستین حلقه در زنجیره‌ی غذایی دریایی به‌شمار می‌روند. همچنین، آن‌ها نقشی بسیار مهم در تعیین رنگ فعلی اقیانوس‌ها ایفا می‌کنند.

فیتوپلانکتون زیر میکروسکوپ

هرچه فیتوپلانکتون‌های بیشتری در آب حضور داشته باشند، دریاها کمتر آبی‌رنگ به‌نظر خواهند آمد و احتمال بیشتری وجود دارد که متمایل به رنگ سبز باشند. این مطالعه‌ی جدید تأثیر احتمالی این تغییرات را بر رنگ اقیانوس‌ها و سیاره هم‌زمان با گرمایش زمین مدل‌سازی کرده است.

دکتر استفانی دوتکویچ، نویسنده‌ی اصلی مطالعه‌ی اخیر از مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT) در کمبریج ایالات متحده‌ی آمریکا، به بی‌بی‌سی نیوز گفت:

آنچه یافتیم این است که رنگ [اقیانوس‌ها] تغییر خواهد کرد، احتمالا نه به آن اندازه‌ای که با چشم ببینید؛ اما قطعا حسگرها می‌توانند این تغییر را درک کنند. این تغییر احتمالا یکی از نخستین سیگنال‌های هشدار به این مسئله خواهد بود که ما اکولوژی اقیانوس‌ها را تغییر داده‌ایم.

علاوه‌بر تغییرات در رنگ آبی اقیانوس‌ها، احتمالا تغییراتی در رنگ سبز دریاها را نیز شاهد خواهیم بود

پژوهشگران خاطرنشان کردند این تغییرات تأثیر غیرمستقیم تغییرات اقلیمی محسوب می‌شود؛ زیرا گرمایش، جریان آب دریاها را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد و این مسئله به‌نوبه‌ی خود مقدار غذای دردسترس را برای فیتوپلانکتون‌ها تغییر می‌دهد.

تفاوت دیگر مطالعه‌ی اخیر با بررسی‌های پیشین این است که این‌بار پژوهشگران صرفا به اندازه‌گیری‌های نور بازتابیده از فیتوپلانکتون‌ها نگاه کرده‌اند.

در گذشته، دانشمندان از اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای سبزینه (کلروفیل) یا رنگ‌دانه‌ی جاذب نور موجود در فیتوپلانکتون‌ها استفاده می‌کردند. بااین‌حال، آن‌ها در حل تفاوت بین تنوع طبیعی و گرمایش القاشده‌ی انسانی روی این رنگ‌دانه‌ی سبز با مشکل مواجه بودند. پژوهشگران معتقدند برای اطمینان قطعی از این مسئله که تغییرات اقلیمی روی سبزینه تأثیر می‌گذارد، ۳۰ تا ۴۰ سال زمان نیاز خواهد بود.

پژوهشگران معتقدند اقیانوس اطلس‌شمالی یکی از نخستین محل‌های بازتاب‌دهنده‌ی این تغییر خواهد بود. این تغییر سپس، در بخش‌هایی از اقیانوس منجمد جنوبی به‌وقوع خواهد پیوست.

الگوهای طبیعی مشاهده‌شدنی در رودخانه‌ی اوکراینی دنیپر، براثر تکامل فیتوپلانکتون‌ها در فصول گرم را سیانوباکتری‌ها پوشانده‌اند

تیم پژوهشی آنچه که درصورت گرمایش زمین تا سه درجه‌ی سلسیوس در پایان سده‌ی جاری بر سر اقیانوس‌ها خواهد آمد، مدل‌سازی کردند. گرمایش زمین درصورتی درحدود تقریبی این مقدار خواهد بود که تمام کشورها به تعهدات خود در توافقنامه‌ی اقلیمی پاریس پایبند بمانند.

دکتر دوتکویچ گفت:

تا پایان سده‌ی بیست‌ویکم، تفاوت چشمگیری در رنگ ۵۰ درصد از اقیانوس‌ها به‌وجود خواهد آمد.

این تغییر می‌تواند به‌صورت بالقوه کاملا جدی باشد. انواع گوناگون فیتوپلانکتون‌ها نور را به‌صورت متفاوتی جذب می‌کنند و اگر تغییرات اقلیمی موجب تغییر مکان جامعه‌ای از این جانداران به محلی دیگر شود، این مسئله انواع شبکه‌های غذایی قابل‌پشتیبانیِ فیتوپلانکتون‌ها را نیز تغییر خواهد داد.

همچنین، تیم پژوهشی معتقد است جهان تغییرات را در برخی از سایه‌های سبزی نیز شاهد خواهد بود که در اقیانوس‌ها مشاهده می‌شوند. این تغییر از آن نظر اتفاق می‌افتد که برخی از گونه‌های فیتوپلانکتون‌ها به‌خوبی به محیطی گرم‌تر واکنش نشان خواهند داد و توده‌های متنوع‌تری از جانداران دریایی را ایجاد خواهند کرد. به‌گفته‌ی پژوهشگران، تأثیر‌ این مسئله احتمالا با ظهور مناطق سبزتر در نزدیکی استوا و قطب‌ها نمایان خواهد شد.

این مطالعه در مجله‌ی ارتباطات طبیعت (Nature Communications) منتشر شده است.

دیدگاه عمومی بر این است «انسان هوشمند» باید حضورش در جهان را اعلام کند. هم‌اکنون، دانشمندان این کار را با فرستادن پیام‌هایی به فضا انجام می‌دهند. البته، شاید مهم‌ترین بخش مسئله جواب این سؤال است: چه کسی می‌تواند این پیام‌ها را بشنود؟ در تلاش برای تماس با فرازمینی‌ها، استانداردهایی در ارسال پیام باید رعایت شوند؛ چراکه نتایج این کار می‌تواند باعث انقلابی در زندگی و حتی فناوری بشر شود.

در دهه‌ی ۱۹۷۰، اولین تلاش‌ها با ارسال امواج رادیویی در قالب «پیام آرسیبو» (Arecibo Message) برای خوشه‌ستاره‌ای در فاصله‌ی ۲۵،۰۰۰ سال نوری انجام شد. در سال ۲۰۱۷، این پیام‌های رادیویی به سیاره‌ای فرستاده شد که احتمال حیات در آن می‌رفت و تنها ۱۲ سال نوری با زمین فاصله داشت. هرچند درنظر برخی دانشمندان این کار‌ها باشکوه بود، افرادی همچون هنگ شانگ (Hang Shuang) و همکارانش در دانشگاه هوانوردی و ستاره‌شناسی نانجینگ چین این روش را بسیار ناکارآمد می‌دانند.

امواج رادیویی به‌سرعت منتشر می‌شوند و غبار بین‌ستاره‌ای آن‌ها را جذب یا پراکنده می‌کند. منابع تولید امواج رادیویی در دنیا بسیار زیاد هستند و به‌راحتی می‌توانند باعث کاهش کیفیت امواج ارسالی بشر شوند؛ اما هنگ شانگ به‌همراه انتقاد، پیشنهادی نیز ارائه می‌کند و آن‌هم استفاده از اشعه‌ی ایکس (X ray) به‌جای امواج رادیویی است.

اشعه‌ی ایکس ثبات بیشتری از امواج رادیویی دارد؛ همچنان‌که قدرت نفوذ و عبور از ذرات گردوغبار نیز از دیگر مزیت‌های آن‌ است. اشعه‌ی ایکس نویز کمتری دارد و امکان اشتباه‌گرفتن آن نیز کمتر است؛ بنابراین، گزینه‌ی بهتری برای ارتباط بین‌ستاره‌ای محسوب می‌شود. البته، ارزش امواج ایکس به‌عنوان ابزار ارتباطی روی زمین نا‌مشخص است و پژوهش‌های بسیار کمی برای استفاده از آن‌ها بر انتقال پیام وجود دارد. ازاین‌رو، هنگ و همکارانش نمونه‌ی اولیه‌ای از فرستنده‌گیرنده‌ی خاصی با پرتو ایکس برای اهداف مشخص ساخته‌اند. به‌نوعی، این ارتباطات اشعه‌ی ایکس (X-COM) نوع جدیدی از ارتباط است که با انتقال سریع اطلاعات می‌تواند در مواردی همچون ارتباط با عمق فضا و خاموشی ارتباطات مفید باشد.

یکی از اهداف XCOM پایداری ارتباط و انتقال اطلاعات هنگامی است که فضاپیمایی وارد جوّ زمین می‌شود. در لحظاتی بحرانی از ورود فضاپیما به جوّ زمین، تمامی ارتباطات قطع می‌شود. این پدیده از دمای بالا ایجادشده در اطراف سفینه‌ ناشی است که به «خاموشی ورودمجدد» (Reentry Blackouts) یا «خاموشی یونیزاسیون» (Ionization Blackouts) معروف است. ایجاد حالت یونیزاسیون دراثر گرمای فرود فضاپیما، باعث اختلال ارسال امواج رادیویی است و به‌قولی ارتباطات قطع یا خاموش می‌شود. این پدیده‌ را فضاپیماهای مرکوری (Mercury) و جمنای (Gemini) و آپلو (Apollo) نیز تجربه کرده‌اند.

در زمان حیاتی فرود در جمنای ۲، این خاموشی ارتباط ۹ دقیقه و ۵ ثانیه طول کشید و در فضاپیمای کلمبیا بخشی از فاجعه‌ی تلخ سقوط بود. در این وضعیت، خاموشی ارتباطات اغلب بین ارتفاع بیش از ۵۰ تا ۸۰ کیلومتر اتفاق می‌افتد و قبل و بعد از آن ارتباط میسر است. این پلاسما سد محکمی برای عبور امواج رادیویی است؛ درحالی‌که اشعه‌ی ایکس به‌راحتی از آن عبور می‌کند. آقای هنگ و همکارانش در نمونه‌ی اولیه‌ی این رادیو توانستند پیام رمزگذاری‌شده‌ای را درون امواج ایکس از میان خلأ مخابره کنند و در سمت دیگر، آن را با رمزگشایی بازیابی کنند.

البته درعمل، این دستگاه نیز نمی‌تواند سیگنال‌ها را به‌طور مستقیم به زمین ارسال کند. درمقابل، تیم پژوهش قصد دارند پیام را به ماهوارهای مخابره کنند و سپس، به‌وسیله‌ی ابزارهای معمول به زمین ارسال کنند. دلیل انجام این شیوه آن است که اگرچه پرتو ایکس از میان گردوغبار می‌تواند عبور کند، گازهای موجود در جوّ زمین آن‌ها را جذب می‌کنند و این شیوه‌ی کار روشی معمول در «اخترشناسی اشعه‌ی ایکس» است. نتایج ارتباطات اشعه‌ی ایکس هنگ را متقاعد کرده‌ که دستگاه XCOM نمونه‌ای مؤثرتر از فرستنده‌های فضایی است. به‌نوعی این فرستنده همانند لامپ سیگنال (Signal Lamp) است که با ارسال پیام موس (با قطع و وصل کردن نور) وقتی‌ ارتباط رادیویی ناممکن و همراه‌با پارازیت است، ارتباط امن و پایدار را ممکن می‌کند.

برای اجتناب از جذب اشعه‌ی ایکس به‌وسیله‌ی جوّ، باید از دستگاه XCOM در فضا استفاده‌ شود. در حالت ایده‌آل، می‌توان آن را روی سمت دیگر ماه قرار داد تا بدون دخالت زمین به‌کار خود ادامه دهد. اخیرا سازمان ملی فضایی چین (CNSA) با فرود کاوشگر چانگ‌ ای-4 (Chang e-4) نشان داد می‌تواند تجهیزاتی را روی ماه پیاده کند. در‌عین‌حال، علاقه‌مندی‌ لازم در آژانس فضایی چین برای کشف و دسترسی به اطلاعات موجودات هوشمند فضایی نیز دیده‌ می‌شود. استفاده از دستگاه XCOM می‌تواند باعث شود چشم‌بادامی‌ها اولین نمایندگان موفق بشر در ارتباط راه دور با بیگانگان باشند.

شورولت اواسط آذر، نسخه‌ی جدیدی از پیک‌آپ پهن‌پیکر سیلورادو را معرفی کرد که به‌زودی، قرار است به‌طور رسمی رونمایی شود. این وانت ویژگی‌های جالبی داشت که توجه هر فردی را به‌خود جلب می‌کرد. اکنون جزئیات بیشتری از پیک‌آپ شورولت سیلورادو ۲۰۲۰ منتشر شده است. در ابتدا، باید بدانید این وانت خشن می‌تواند وزنی افزون‌بر ۱۵،۸۷۵ کیلوگرم را یدک بکشد. این رقم تقریبا‌ ۱۸۰ کیلوگرم بیشتر از وانت پهن‌پیکر رم HD مجهز به پیشرانه‌ی دیزلی هیولاصفت کامینز (Cummins) است. مهم‌تر از همه اینکه پیک‌آپ شورولت سیلورادو افزایش ۵۲ درصد در ظرفیت یدک‌کشی درمقایسه‌با نسل قبل خود دارد. 

این ارقام شگفت‌آور ناشی از این واقعیت است که سیلورادو HD جدید از هر نظر، بزرگ‌تر از نسل پیشین خود طراحی شده و فقط درباره‌ی افزایش اندازه در جلوپنجره‌ی آن صحبت نمی‌کنیم. مهندسان شورولت می‌گویند طول سیلورادو ۲۰۲۰ بزرگ‌تر و عریض‌تر شده؛ درحالی‌که فاصله‌ی محوری آن ۱۳ سانتی‌متر درمقایسه‌با مدل‌های دوکابین افزایش یافته است. درواقع، طول کلی کابین با کفی استاندارد تقریبا ۳۰ سانتی‌متر بزرگ‌تر از نسل قبلی این وانت است و درمقایسه‌با آن، تقریبا ۵ سانتی‌متر نیز ارتفاع بلندتری دارد.

بااین‌حال، چنین ظرفیت یدک‌کشی بسیار زیادی به‌تنهایی با ابعاد بزرگ‌تر بدنه ممکن نمی‌شود. در ترکیب با پیشرانه، جعبه‌دنده‌ی اتوماتیک ۱۰ سرعته‌ی جدیدی برای تعویض دنده وجود دارد و شورولت می‌گوید تمام قطعات سیستم انتقال قدرت ارتقا یافته‌اند. علاوه‌براین، برای بهبود ظرفیت حمل بار از قاب نردبانی و سیستم تعلیق بهبودیافته استفاده و سیستم خنک‌کاری پیشرانه نیز به‌منظور کاهش حرارت به‌روزرسانی شده است.

دستیابی به بیشینه‌ی ظرفیت یدک‌کشی به‌طور مشخص به ساختار مناسبی نیاز دارد؛ یعنی در این مدل به نسخه‌ی تک‌کابین شورولت سیلورادو HD با چهارچرخ در عقب نیاز داریم. زیر کاپوت از پیشرانه ۶.۶ لیتری خورجینی ۸ سیلندر توربودیزل دورامکس (Duramax) استفاده می‌شود که ۴۴۵ اسب‌بخار قدرت و ۱۲۳۴ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌کند. این قدرت به میزان درخورتوجهی بیشتر از توان خروجی وانت پهن‌پیکر رم است.

برای کسانی که به حمل بارهای خیلی سنگین احتیاج ندارند، گفته می‌شود اخبار مهمی درباره‌ی وانت پیک‌آپ شورولت سیلورادو در راه خواهد بود و پیش‌بینی می‌شود خبر اصلی آن، استفاده از پیشرانه ۶.۸ لیتری خورجینی ۸ سیلندر بنزینی شورولت باشد. این پیشرانه سیستم تزریق سوخت مستقیم و ۴۰۱ اسب‌بخار قدرت و ۶۲۹ نیوتن‌متر گشتاور دارد. این پیشرانه افزایش بسیار جزئی درمقایسه‌با پیشرانه‌ی ۶ لیتری قدیمی دارد. 

همه‌ی فناوری‌های جدید در نسخه‌ی جدید پیک‌آپ شورولت سیلورادو وجود دارد که حداقل آن شامل استفاده از ۱۵ دوربین به‌عنوان بخشی از سیستم پایش تریلر درون خودرو است. اپلیکیشن‌های الکترونیکی برای سیستم تریلر نیز درحال‌توسعه است که می‌تواند قابلیت‌های چشمگیری برای کسانی فراهم آورد که تریلر بزرگ بکسل می‌کنند. سیستم‌های کمکی ترمز، نگه‌داشتن در شیب، کنترل چرخش تریلر و کنترل یکپارچه ترمز تریلر از دیگر امکانات پیک‌آپ جدید سیلورادو است. سیستم کنترل ترمز تریلر باعث خواهد شد حمل بارهای سنگین روی تریلی به‌سادگی امکان‌پذیر شود. سرنشینان وانت سیلورادو نیز به‌دلیل افزایش متوسط ​​۸ سانتی‌متر در فضای داخل کابین، از فضای بزرگ‌تری برای استراحت لذت خواهند برد.

شورولت هنوز قیمت مدل جدید وانت پهن‌پیکر سیلورادو ۲۰۲۰ را اعلام نکرده؛ اما انتظار می‌رود تا اوایل تابستان، راهی نمایندگی‌های مجاز این خودروساز شود.

در چند روز گذشته بیش از ۴۰ مومیائی جدید از دوران بطلمیوسی در یک قبرستان باستانی رونمایی شدند. این قبرستان یکی از چند سایتی است که وزارت میراث باستانی مصر در نظر دارد امسال بازگشایی کند.

این سایت سال گذشته به‌عنوان یک مقبره خانوادگی در تونه الجبل (Tuna el-Gebel) کشف شد. تونه الجبل در ایالت منیا (Minya) و تقریبا در میانه کشور و در سمت چپ ساحل رودخانه نیل جای گرفته است. این ایالت نام خود را به‌نوعی از نام خوفو سازنده هرم بزرگ جیزه گرفته و در عین‌حال‌که نزدیکی این منطقه با مقبره آمنمحت نشان از اهمیت و جایگاه ویژه آن در مصر باستان دارد، در دوره‌های مصر بطلمیوسی،‌ مصر رومی و حتی مصر عربی نیز هیچ‌گاه از اهمیت آن کاسته نشده‌ است.
قبرستان باستانی در منطقه‌ای نه‌چندان دور از شهر مینا قرار داد. هرچند این منطقه جزیی از مصر علیا به شمار می‌رود و از همین رو می‌تواند مرکز توجه باشد؛ ولی کشف آثار باستانی همچون آرامگاه پت‌اوزیریس (Petosiris) کشیش باستانی مصر و یک دخمه مملو از شاهین، لک لک و بابون‌های مومیایی‌شده، این ناحیه را به بهشت باستان‌شناسان تبدیل کرده‌ است. فرهنگ شگفت‌انگیز مصری با مومیایی کردن هزاران حیوان، گنجینه بزرگی از دانش و فرصت‌های اقتصادی به مصر امروز داده است. از همین رو، وزارت میراث باستانی مصر با گذاشتن پستی در فیسبوک و توییتر به معرفی این سایت پرداخت و از شخصیت‌های برجسته خارجی و روزنامه‌نگاران برای بازدید از این سایت دعوت کرد.

این آرامگاه در بین سال‌های ۳۰ تا ۳۲۳ قبل از میلاد با اتاقک‌های متعدد ساخته شده است. اتاقک‌ها ازطریق یک راهرو و تعدادی پله در دسترس بازدیدکنندگان قرار می‌گیرند. خالد الانانی (Khaled El-Enany) وزیر میراث باستانی در طی سخنرانی خود گفت:

این مقبره به احتمال زیاد متعلق به یک خانواده‌ از طبقه متوسط جامعه است. اعضای این مقبره شامل بدن بیش از ۴۰ مرد،‌ زن و کودک است.

این سایت که با حمایت وزارتخانه و زیر نظر باستان‌شناسانی از دانشگاه مینا اداره می‌شود، اقدام به ارائه جزییات بیشتری از نتایج کاوش‌ها کرد. این آرامگاه اولین‌بار در فوریه سال ۲۰۱۸ کشف و به‌تدریج بخش‌های درونی و تعدادی تابوت‌دان‌ (Sarcophagus) نیز کاوش شد. استفاده از تابوت‌دان نیز یک شیوه معمول در آرامگاه تونه الجبل است. در این روش بدن‌ها درون تابوتی میان یک تابوت‌دان از جنس چوب و سنگ قرار می‌گرفتند و به‌نوعی تابوت و بدن از صدمات محافظت می‌شد. جنس تابوت‌دان‌ها نیز معمولا بنا به اهمیت متوفی از چوب تا سنگ متغیر بود. بعضی از مومیائی‌های این آرامگاه تنها در میان شن و ماسه روی زمین و در میان نوارهای کتانی پیچیده شده بودند؛ ولی همگی وضعیت خوبی دارند. حتی برخی از مومیائی‌های بالغ هنوز تکه‌هایی از کارتونیج (Cartonnage) مصری با جنسی از پاپیروس‌های قدیمی که شیوه مطلوب مصر بطلمیوسی و به‌منظور زیبای مومیائی استفاده می‌شدند را روی پاهای خود حفظ کرده بودند.

درکنار این‌ها، اشیاء دیگری از صنایع دستی همچون کاسه‌ها که از دوران روم و عصر بیزانس بود، در معرض دید قرار گرفتند. بنا به‌گفته‌ی وزیر خالد الانی این اولین دعوت برای بازدید است و البته این روند بازدیدها در ماه‌های آینده نیز ادامه خواهد داشت. ریشه‌های فرهنگ و سیاست مصر مدت‌ها است که ازطریق باستان‌شناسی به هم گره خورده‌اند. شارون واکسمن خبرنگار قدیمی نیویورک تایمز و نویسنده کتاب‌های، چپاول؛ جنگ بر سر گنجینه‌های گمشده در دوران باستان و کتاب مصر باستان بخشی جدایی‌ناپذیر از هویت مصر مدرن، معتقد است مصریان همیشه کشفیات بزرگ را به‌خوبی مطرح می‌کنند. باید گفت که دلیل این اتحاد سیاست و باستان‌شناسی اهمیت گنجینه‌های باستانی در جذب توریست و احیای صنعت پرمنفعت گردشگری است که باعث شده اقتصاد مصر بتواند به حیات خود ادامه دهد. پس از وقوع بهار عربی و تحولات خاورمیانه در سال ۲۰۱۱ صنعت گردشگری در این منطقه افول کرد و این وضعیت حتی در کشوری همچون امارات نیز محسوس بود؛ اما در ادامه گردشگرهای آمریکایی‌ که سعی می‌کردند از این معرکه دور بمانند، به‌تدریج سفر به مصر را آغاز کردند.

گزارشی که تابستان گذشته توسط سازمان جهانی گردشگری (UNWTO) منتشر شد، نشان داد که مصر رشد خوبی را در صنعت توریسم تجربه کرده است. در سال ۲۰۱۷ با افزایش تمایل گردشگرها از غرب و اروپای مرکزی برای سفر به مصر،‌ این کشور به‌عنوان الگویی برای گردشگری خاورمیانه معرفی شد. توجه به تبلیغات و اجرای هدفمند سیاست‌های دولتی باعث شده که گردشگرها از خاورمیانه و آسیا نیز تمایل به گردشگری در مصر داشته باشند و از این طریق اقتصاد رنجور مصر جانی دوباره پیدا کند. این روند برنامه‌ریزی‌شده اخیرا شدت گرفته و در چند ماه قبل نیز مقامات اقدام به رونمایی از جسد یک زن ۳۰۰۰ ساله درون تابوت‌دان کردند و فقط چند روز بعد ۸ مومیایی دیگر از دوران بطلمیوس در داخل تابوت‌هایی از جنس سنگ آهک کشف شدند. خانم وکسمن معتقد است توریسم  بهاقتصاد مصر جان می‌دهد و در حقیقت شاید تنها مانع پیش روی مصر، نگه‌داری از حجم بزرگ گنجینه‌های باستانی خواهدبود.

براساس آمارها، کانن، پس از آنکه چند سال با اختلاف از رقبای خود در بازار دوربین‌های بدون آینه عقب بود، سال گذشته توانسته است به‌لطف عرضه‌ی کانن EOS R بیشترین سهم از بازار این محصول را در ژاپن به خود اختصاص دهد.

مؤسسه‌ی BCN Awards داده‌های مرتبط با سهم بازار شرکت‌ها در ژاپن را منتشر کرده و بر این اساس، کانن سال ۲۰۱۸ را با تصاحب ۳۱.۶ درصد از سهم بازار دوربین‌های بدون‌آینه به پایان رسانده است؛ این یعنی شرکت مذکور موفق شده به یکه‌تازی طولانی‌مدت المپوس پایان دهد. پس از کانن، الیمپوس با ۲۳.۵ و سونی با ۲۲.۷ درصد از سهم بازار ژاپن به ترتیب در رتبه‌های دوم و سوم قرار گرفتند.

براساس داده‌های مبتنی بر محل فروش، کانن حالا بر بازار بدون‌آینه‌ها حکمرانی می‌کند؛ اتفاقی که از سال ۲۰۱۵ تاکنون بی‌سابقه بوده است. کانن سال ۲۰۱۵ تنها ۱۳.۶ درصد از این بازار را در اختیار داشت. رقمی که در مقایسه با  سهم ۳۴.۵ درصدی الیمپوس و سهم ۲۴.۸ درصدی سونی بسیار ناچیز بود.

در حوزه‌ی دوربین‌های DSLR نیز کانن همچنان با تسخیر ۵۷.۴ درصد از بازار نسبت به نیکون با ۳۹.۳ درصد و پنتاکسبا ۳.۱ درصد، بهتر عمل کرده و موفق شده است همچون ۶ سال گذشته قاطعانه در صدر باقی بماند.

البته باید خاطرنشان کرد که سهم کانن و پنتاکس نسبت به سال گذشته با اندکی کاهش مواجه شده؛ در حالی‌که نیکون موفق به افزایش سهم خود از بازار دوربین‌های دیجیتال شده است. کانن، پنتاکس و نیکون سال گذشته به ترتیب ۶۱.۱ درصد، ۴.۲ درصد و ۳۴.۴ درصد از بازار دوربین‌های DSLR را در اختیار داشتند.