بررسی نظریه دنیاهای موازی و استفاده از آن در روان شناسی موفقیت

این نظریه یکی از عجیبترین و دور از ذهن ترین نتایج نسبیت ونظریه ریسمانهاست. در دنباله ازمایشی موسوم به آزمایش یانگ را در رابطه به جهان های موازی بررسی میکنیم. ماجرا از اینجا آغاز شد که آقای در آزمایشهای خود در زمینه پراش نور به حقیقت عجیبی دست پیدا کرد . همینطور که میدانیم در پدیده پراش وقتی چند فوتون از روزنه ای عبور میکنند به علت خاصیت موجی میتوانند با هم تداخل کنند واثر یکدیگر را خنثی ویا تقویت کنند و به همین دلیل ما در پرده جلوی روزنه به جای یک دایره روشن دوایر روشن و تاریک را بطور متوالی می بینیم دوایر تاریک جائی هستند که فوتونها به آنجا نمیرسند چون تحت تاثیرتداخل با یک فوتون دیگر قرار گرفته اند.

فاینمن این آزمایش را دوباره طوری انجام داد که روزنه فقط قابلیت عبور دادن یک فوتون در هر زمان را داشته باشد به این ترتیب فوتونها یکی یکی از روزنه رد میشوند وقاعدتا دیگر تحت تداخل با فوتون دیگر نخواهند بود پس باید ما فوتونها را در هر نقطه از پرده ببینیم یعنی پرده باید یک دایره روشن را به ما نشان دهد اما نتیجه این آزمایش بر خلاف نظر فاینمن دوباره همان حلقه های روشن وتاریک را نشان داد. در آن زمان فاینمن هیچ توجیهی در این باره نتوانست پیدا کند .در نظر او فوتونهایی نامرئی میتوانستند روی فوتون های او تاثیر بگذارند .این موضوع مقدمه ای بر نظریه چند جهانی است. طبق نظریه جهانهای بسیار زیادی وجود دارند که کنار هم بطور موازی حرکت میکنند به طور عادی ما نمیتوانیم هیچ ارتباطی با جهانهای دیگر داشته باشیم این جهانهای دیگر ممکن است حتی شامل خود شما هم باشند هرجهان ممکن است با جهان مجاور خود اختلاف بسیار جزئی داشته باشد.در این جهان شما این مقاله را میخوانید ودر جهان دیگر از خواندن آن صرف نظر میکنید البته همان طور که شاخه های ریسمانها در نظریه ریسمان در شرایط خاصی با هم برخورد میکنند امکان ارتباط میان دو جهان هم وجود دارد. این امکان تنها در ابعاد کوانتومی و بخصوص کوانتومی نسبیتی مطرح میشود منظور از کوانتومی نسبیتی ابعاد فوق العاده کوچک وسرعتهای بینهایت بزرگ است. به عنوان مثال همان آزمایش فاینمن میتواند به وسیله این نظریه توجیه شود فوتونها که با بیشترین سرعت حرکت میکنند براساس شرایط خاصی که ما نمیدانیم ونمیتوانیم حدس بزنیم میتوانند اثری بر دنیای مجاور خود داشته باشند یعنی عامل منحرف شدن تک فوتونهای فاینمن همان فوتونهایی هستند که در جهان مجاور وجود دارند و بنا به دلایلی می توانند اثر مختصری بر این جهان بگذارند. حال فکر کنید چرا نتوانیم پدیده خواب ورویا را با این نظریه توجیه کنیم ؟ به این ترتیب رویا ئی که شما میبینید رویا نیست بلکه یک واقعیت است که در جهان مجاور در حال اتفاق افتادن است و روح شما)که ممکن است با سرعت نور حرکت کند و تحت آن شرایط خاص میان جهانهای مختلف حرکت کند)این اتفاقها را میبیند وبه این ترتیب ماهیت بعضی از آزمایشهای ما مانند جابجائی کوانتومی(Quantum Teleporation ) زیر سوال میرود آیا آن فوتونی که ناپدید شد و لحظه ای بعد چند متر جلوتر ظاهر شد همان فوتون اولیه است یا با وارد شدن فوتون اول به یک جهان دیگر از آن جهان به این جهان رانده شده ؟ یکی دیگر از نتایج این نظریه از احتمال برخورد دو جهان بدست می آید اگرشرایطی پیش بیاید که دو جهان با یکدیگر برخورد کنند چه اتفاقی می افتد ؟بهترین پاسخی که به این پرسش داده شده این است که نتیجه آن یک بیگ بنگ جدید است یعنی پیش از بیگ بنگی که ما آنرا میشناسیم احتمال وجود فضا و زمان هست وممکن است جهان کنونی ما از بر خورد دو جهان دیگر شکل گرفته باشد .این نظریه آنقدر عجیب و دور از ذهن است که ممکن است شما را یاد داستانهای علمی وتخیلی بیندازد؛ولی مطمئن باشید برای تک تک این نتایج سرنخها وتوجیهاتی وجود دارد که دانشمندان به کمک نظریه ریسمان به آن رسیده اند .

 پاسخ دانشمندان در پی پاسخ به اینکه جهان سه‌بعدی است یا دو بعد بیشتر ندارد ؟

فیزیکدانان در تازه‌ترین تلاشها برای کشف راز نیروی اسرارآمیز جاذبه به این فرضیه توجه کرده‌اند که احتمالا این نیرو و نیز یکی از ابعاد فضا به واسطه نوعی تعامل خاص میان ذرات بنیادی و میدان‌های موجود در یکی از قلمروهای زیرین - بنیاد کیهان بوجود آمده‌اند.

در گسترش این نظریه رویکرد هولوگرافیک به کیهان به منزله یک نظریه راهنما در خدمت دانشمندان قرار گرفته است.

در اطراف ما سه بعد از ابعاد فضا قابل ادراک است. این سه بعد شامل بالا و پایین، جلو و عقب، و چپ و راست است.این سه بعد مکانی به علاوه یک بعد زمانی، کیهان چهار بعدی را که ما در آن ساکن هستیم بوجود می‌آورند.

اما برخی از تازه‌ترین نظریه‌های فیزیکی این ادعای تازه را مطرح ساخته‌اند که یکی از سه بعد مکانی که ما با آن آشنا هستیم واقعیت ندارد و نوعی وهم و تصور ذهن ماست و آنچه واقعیت دارد آن است که ذرات بنیادی و میدانهای موجود در کیهان عملا در یک فضای دو بعدی با هم در تعامل هستند.

بر مبنای این نظریه‌های جدید، نیروی جاذبه نیز واقعیت ندارد بلکه امری موهومی است که به همراه بعد سوم مکان که در تصور ما ظاهر می‌شود، این نیرو نیز پدیدار می‌گردد.

اگر بخواهیم دیدگاه این نظریه‌های جدید را دقیق تر بیان کنیم باید بگوئیم بر مبنای رای این نظریه‌ها شمار ابعاد مکان می‌تواند تابع نظر و دیدگاه ناظران باشد.
به عبارت دیگر فیزیکدانان می‌توانند واقعیت را به گونه مجموعه‌ای در نظر بگیرند که از شماری از قوانین (از جمله قانون جاذبه) در یک کیهان سه بعدی تبعیت می‌کنند و یا آنکه بر مبنای شماری دیگر از قوانین در کیهانی دو بعدی (که در آن نیروی جاذبه وجود ندارد) عمل می‌کنند. علیرغم آنکه توصیفاتی که این دو دیدگاه درباره واقعیت ارائه می‌دهند ظاهرا زمین تا آسمان با یکدیگر فرق دارند اما هر دو نظریه می‌توانند هر آنچه را که ما رویت می‌کنیم و هر شمار از داده‌هایی را که بتوانیم درباره کیهان جمع آوری کنیم بخوبی توضیح می‌دهند.
آنچه که حائز اهمیت است آن است که به زعم این نظریه‌های جدید، انسانها هیچ راهی ندارند که تشخیص دهند کدام یک از این دو دیدگاه دو بعدی یا سه بعدی، واقعی است و کدامیک صرفا ساخته و پرداخته ذهن آدمی است.
هرچند این نظریه‌های جدید با انچه که افراد به صورت متعارف و بر حسب فهم و درک عرفی خود از جهان می‌شناسند فاصله زیادی دارند اما در زندگی روزمره می‌توان به نمونه‌ها و مثالهایی برخورد کرد که با انچه که این نظریه‌ها توصیف می‌کنند شباهت زیادی دارند و به این ترتیب می‌توانند ذهن آدمی را برای فهم رویکردهای تازه آماده سازند.
یکی از این قبیل نمونه‌ها هولوگرام یا تمام نگار است. هولوگرام یک شی دوبعدی است. اما اگر تحت شرایط مناسب از حیث نور پردازی به آن نگاه شود، تصویری سه بعدی با همه جزییات پیش روی بیننده قرار می‌دهد.

به عبارت دیگر همه اطلاعاتی که در یک جهان سه بعدی یافت می‌شود در درون تصویر واقعا دو بعدی هولوگرام مندرج است. فیزیکدانانی که نظریه‌های جدید را پیشنهاد کرده‌اند با تکیه به همین تمثیل می‌گویند کل کیهان را می‌توان یک هولوگرام دو بعدی در نظر گرفت که چون ما از زاویه خاص و تحت شرایط خاصی به آن نظر می‌کنیم در نظر ما به صورت سه بعدی جلوه گر می‌شود.
توصیف هولوگرافیک از کیهان چیزی به مراتب فراتر از نوعی کنجکاوی فکری یا فلسفی است. به عنوان مثال مسائلی که محاسبات انها در یک قلمرو کار بسیار دشوار به شمار می‌آید احیانا با انتقال به قلمروهای دیگر بسادگی قابل حل می‌شود. به این ترتیب می‌توان بسیاری از مسائل لاینحل فیزیک را با منتقل ساختن به کیهان دو بعدی به مسائلی قابل حل تبدیل کرد.
به عنوان مثال به نظر می‌رسد این نظری جدید در تحلیل نتایجی که بتازگی در حوزه فیزیک ذرات پر انرژی بدست امده بسیار مفید باشد.
از این گذشته رویکرد هولوگرافیک به کیهان به فیزیکدانان امکان می‌دهد نظریه بسیار بنیادین کوانتوم گرانشی را که هدف آن تلفیق دو نظریه کوانتومی و نسبیت است و در صدد است تا همه چهار نیروی بنیادین اصلی در کیهان را در ذیل چتر واحدی یگانه و متحد سازد، به صورتی نو و قابل استفاده در اختیار دانشمندان قرار دهد.
نظریه کوانتوم گرانشی که گاهی اوقات از آن با عنوان "نظریه‌ای برای توضیح همه امور‪

(a theory for everything)

نیز استفاده می‌شود مهمترین ابزار نظری دانشمندان برای بررسی اوضاع و احوالی است که در درون سیاهچاله‌ها برقرار است و یا شناخت شرایطی است که تنها چند نانو ثانیه بعد از مه بانگ اولیه و پیدایش کیهان بوجود آمده است.

به اعتقاد فیزیکدانانی که رهیافت تازه را پیشنهاد کرده اند، رویکرد هولوگرافیک می‌تواند به نحو بالقوه راه حل بسیاری از رازها و اسراری را که کشف انها تاکنون برای دانشمندان غیرممکن بوده فراهم آورد.

آشتی دادن میان دو نظریه موفق کوانتوم و نسبیت کار بسیار دشواری است.
نظریه کوانتوم که اکنون حدود هشتاد سال از عمر آن می‌گذرد در ابتدا برای توصیف رفتار ذرات بنیادین و نیروهایی که در تراز زیر - اتمی فعالیت دارند ارائه شد.
در این مقیاسها، آثار کوانتومی، ظهور و بروز قابل توجه دارند و فهم نحوه عمل آنها، تنها با بهره‌گیری از نظریه کوانتوم امکان پذیر است.
در قلمرو کوانتومی و جهان زیر-اتمی، هستارها و اشیا در ارتباط با فاعلان شناسایی به گونه‌ای شگفت انگیز و متفاوت با آنچه که در جهان کلان و در سطح اجسام با ابعاد معمولی مشاهده می‌شود، رفتار می‌کنند.
به عنوان نمونه در تراز زیر-اتمی نمی‌توان سرعت و موقعیت ذرات بنیادی را به نحو دقیق و به صورت همزمان تعیین کرد. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ این نکته را بیان می‌کند که ذرات بنیادین دارای مشخصه‌های فیزیکی خاصی هستند که دو به دو با هم خود را به ناظران عرضه می‌کنند و اگر ناظران بخواهند کمیت یکی از این مشخصه‌ها را با دقت زیاد اندازه‌گیری کنند، اطلاعاتشان در مورد کمیت مشخصه دوم که همراه مشخصه اول است، بسیار محدود و غیر دقیق خواهد شد .

این قبیل مشخصه‌ها را می‌توان به صورت احتمالاتی، و با درجات مختلفی از تقریب محاسبه کرد.

 نکته دیگری که نظریه کوانتومی درباره عجایب و غرایب جهان زیر-اتمی توضیح می‌دهد آنست که در جهان کوانتومی همه چیزها در حال سیالان مداوم قرار دارند و حتی فضا لایتناهی که بخش اعظم ان تهی و خالی از ماده و انرژی است نیز از چنین حالتی برخوردار است. فضا سرشار از ذرات مجازی است که به صورت بالقوه کل کیهان را پر کرده‌اند و هر از چندگاه به صورت الله بختکی و رندوم از جهان عدم پا به اقلیم وجود می‌گذارند و دوباره با سرعت رهسپار دیار عدم می‌شوند. به این ترتیب در این اوقیانوس پر از "هیچ" دائما غوغایی برپاست و "هیچ"ها برای ورود به صحنه وجود بیقراری می‌کنند.

در برابر این دیدگاه شگرف که به وسیله نظریه کوانتومی از جهان زیر-اتمی ترسیم می‌شود، نظریه نسبیت که به وسیله اینشتاین و در اوایل قرن بیستم پیشنهاد شد، تصویری کاملا متفاوت از جهان کبیر ارائه می‌دهد.
نظریه نسبیت نظریه‌ای کلاسیک یا غیر کوانتومی است و مدعای اصلی آن اینست که تجمع ماده و انرژی در نقاط مختلف کیهان موجب می‌شود آنچه که فیزیکدانان به آن "پیوستار زمان-مکان" لقب داده‌اند و در واقع تار و پود کیهان را تشکیل می‌دهد، دچار خمش و انحنا شود و همین خمش و انحنا نظیر گودیی که در اثر قرار دادن یک جسم سنگین بر روی یک صفحه یا ورقه لاستیکی بوجود می‌اید موجب می‌شود اجرامی که در اطراف این جسم سنگین قرار دارند در مسیرهای خاصی به حرکت در آیند. به این ترتیب بر مبنای نظریه نسبیت که نظریه‌ای بسیار موفق است و بسیاری از پیش بینی‌های آن با دقت فراوان مورد تایید قرار گرفتهف نیروی جاذبه چیزی نیست جز خمش و انحنای تار و پود کیهان.
در یک نظریه کلاسیک مانند نظریه نسبیت عام هر جسم یا هستار دارای موقعیت و سرعت معین است که می‌توان آنها را با دقت اندازه‌گیری کرد. به عنوان مثال اخترشناسان می‌توانند در هر لحظه موقعیت و سرعت سیارات را در منظومه شمسی با دقت مشخص سازند. از این گذشته بر مبنای این نظریه در هر جای کیهان که ماده و انرژی متراکم موجود نباشد، تار و پود کیهان دچار خمش نیست و در آن بخشها کیهان به صورت مسطح شکل گرفته است.
با این تفاصیل مشکلی که بر سر راه دانشمندان در آشتی دادن میان دو نظریه کوانتومی و نسبیت وجود دارد صرفا آن نیست که در یکی از دو نظریه اجسام دارای سرعتها و موقعیتهای دقیقا قابل محاسبه نیستند و در دیگر می توان این سرعتها و موقعیتها را با دقت محاسبه کرد، بلکه آنچه کار را بیش از پیش دشوار می‌سازد آنست که بر مبنای نظریه کوانتومی همچنان که اشاره شد، حتی در کوچکترین ابعاد کیهان که فیزیکدانان از آن با عنوان ثابت پلانک نام می‌برند و آن را معادل طول بغایت کوچک ‪ ۳۳-۱۰سانتیمتر(یعنی عدد ‪ 1تقسیم بر عدد ‪ ۱۰با ‪ ۳۲0صفر در جلوی آن!) در نظر می‌گیرند نیز بافتار کیهان یعنی تار و پود آن از کف غلغل‌کننده ای از جنس ذرات مجازی ساخته شده که دائما پا به عرصه می‌گذارند و لمحه‌ای بعد (در یک چشم بر هم زدن) ناپدید می‌شوند. حال اگر قرار باشد ماده و فضا این چنین خصلت متلون و دمدمی مزاجی داشته باشند، معادلات فیزیک نسبیت چگونه می‌تواند موقعیت و سرعت آنها را محاسبه کند. پاسخ آنست که معادلات فیزیک نسبیت در شکل کنونی آنها، قادر به انجام این وظیفه نیستند. حال اگر فرض کنیم که ذرات بنیادی از قوانین فیزیک کوانتوم تبعیت می‌کنند و نیروی جاذبه که اثرش در تراز اجرام و هستارهای چگال ظاهر می‌شود، از فیزیک نسبیت پیروی می‌کند، آنگاه با تعارضی غیر قابل جمع و آشتی روبرو خواهیم شد. فیزیکدانان برای رفع این تناقض سالهاست در تلاشند تا فیزیک جدیدی را تکمیل کنند که دو مولفه کوانتومی و گرانشی (جاذبه) را در کنار هم به صورتی صلح آمیز و دوستانه جای می‌دهد. نظریه کوانتوم گرانشی قرار است چنین نقشی را ایفا کند.
در بسیاری از موارد عملی و در تحقیقات فیزیکی روزمره، تعرضی که به صورت ذاتی میان فیزیک کوانتومی و فیزیک نسبی برقرار است مانعی جدی برای دانشمندان بوجود نمی‌آورد زیرا یا اثرات کوانتومی ناچیز به شمار می ایند و یا اثرات جاذبه‌ای و بنابراین می‌توان به صورت تقریبی تاثیرات یکی یا دیگری را در محاسبات منظور داشت. اما زمانی که انحنا بافتار زمان- مکان بسیار بزرگ باشد در آن صورت تاثیر نیروی جاذبه بسیار محسوس می‌گردد.
برای ایجاد چنین انحنای بزرگی می‌باید مقدار عظیمی ماده در یک نقطه از فضا متمرکز شده باشد. در چنین حالتی تنها می‌توان با بهره‌گیری از یک نظریه کوانتوم گرانشی تغییراتی را که در کیهان پدید می‌آید محاسبه کرد.
اما برای آنکه خواننده متوجه شود که به وجود این نظریه در کدام مقیاس نیاز است باید یادآور شد که حتی جرم عظیم خورشید منظومه شمسی نیز نمی تواند انحنایی را که به آن اشاره شد در بافتار کیهان بوجود آورد. برای ایجاد چنان انحنایی که استفاده از کوانتوم گرانشی را ضروری سازد به تجمع مقادیر به مراتب عظیمتری از جرم نیاز است که خورشید منظومه شمسی در قبال آن به ذره‌ای کوچک شبیه خواهد بود.
به عنوان مثال تاثیرات کوانتوم گرانشی در هنگام بروز مه بانگ اولیه که موجب پیدایش کیهان شد کاملا محسوس بوده اند. در آن هنگام کل جرم و انرژی کیهان در یک نقطه تکینگی مجتمع بود. برای فهم انچه که در هنگام وقوع انفجار بزرگ اولیه که به پیدایش کیهان منجر شد، بهره‌گیری از نظریه کوانتوم گرانشی گریز ناپذیر است. بررسی انچه که در درون سیاهچاله‌ها می گذرد نیز نیازمند کاربرد این نظریه است. سیاهچاله‌ها محصول تجمع مقادیر عظیم ماده در بخش کوچکی از فضا هستند. حضور این ماده عظیم در یک محدوده بغایت کوچک موجب پدید آمدن انحنای بزرگی در فضا می‌شود. از آنجا که نیروی جاذبه موجب انحنای بافتار کیهان می‌شود، نظریه کوانتوم گرانشی همچنین می تواند آنچه را که فیزیکدانان "کف یا حباب زمان-مکان ‪ (space-time foam)
می نامند توضیح دهد و در این رهگذر احیانا می‌تواند چشم اندازی کاملا بدیع و تازه در خصوص انچه که واقعیت در زیرین‌ترین ترازهای آن به شمار می‌آید ، پیش روی محققان قرار دهد.
یکی از نوید بخش‌ترین رویکردها برای تکمیل روایتی از نظریه کوانتوم گرانشی رویکرد موسوم به نظریه ریسمانهاست که صورتهای مختلف آن از دهه ‪ ۱۹۷۰به اینسو مطرح شده است. نظریه ریسمانها می‌تواند بر برخی از موانع منطقی که در راه آشتی دادن دو نظریه نسبیت و کوانتوم برقرار است غلبه کند. اما این نظریه هنوز در دست تکمیل است و جهات مختلف آن به واسطه دشواری ساختار ریاضی لازم برای تکمیل آن، هنوز بدرستی فهم نشده است. به بیان دقیق تر در حال حاضر فیزیکدانان برای توضیح رفتار ریسمانها، که فرض می شود بنیادی‌ترین سنگ زیر بنای عالم هستند، ناگزیرند از روابط تقریبی استفاده کنند و هنوز نتوانسته‌اند به معادلات دقیق ریاضی در این زمینه دست پیدا کنند. از این گذشته فیزیکدانان هنوز نتوانسته‌اند به سرنخهایی در این خصوص دست یابند که معادلات مورد نظر را چگونه باید سامان دهند.
مشکل در اینجاست که شماری نامتناهی از کمیات وجود دارند که برای فیزیکدانان روشن نیست چگونه می‌توانند مقادیر آنها را از روی معادلات موجود مشخص سازند.
در سالهای اخیر روایتهای مختلفی که از نظریه ریسمانها ارائه شده، در دستیابی به بسیاری از نتایج درخور توجه و حیرت انگیز توفیق داشته اند و از رهگذر این موفقیتها راههای بدیع و جدیدی برای فهم ساختار کوانتومی زمان-مکان بدست امده است. یکی از جالب توجه‌ترین پیشرفتهایی که از رهگذر پژوهشها در حوزه نظریه ریسمانها بدست امده و در این مقاله به آن پرداخته می شود، منجر به ان شده فیزیکدانان برای نخستین بار بتوانند به توصیفی کامل و بدون تناقض منطقی، بر مبنای آموزه‌های کوانتوم گرانشی، از زمان- مکانی دست یابند که دارای انحنای منفی است. نکته جالب توجه در میان آنکه به نظر می‌رسد برای این قبیل زمان-مکانهای با انحنای منفی، نظریه‌های هولوگرافیک که در ابتدای مقاله به آنها اشاره شد، صادق هستند.
زمان-مکانهای با انحنای منفی در برابر زمان-مکانهای با انحنای صفر و زمان-مکانهای با انحنای مثبت قرار دارند. همه ما کم و بیش از دوران دبستان و خواندن هندسه اقلیدسی با مکان دارای انحنای صفر آشنا هستیم.
زمان-مکان دارای انحنای صفر در قالب صفحات مسطح نشان داده می‌شود.
نمونه‌ای از مکان دارای انحنای مثبت محیط یک کره است که انحنای آن در همه نقاط یکسان است. در حالیکه انحنای سطح یک تخم مرغ، که آنهم نمونه دیگری از مکان دارای انحنای مثبت به شمار می‌اید، در نزدیک دو انتهای تخم مرغ بیشتر است. نمونه از مکان دارای انحنای منفی در قالب منحنیهای موسوم به شلجمی یا هذلولی نشان داده می‌شود.
یک مثال این نوع انحنا را می‌توان در نقشه‌های جغرافیا مشاهده کرد که می کوشند نقشه کشورهای کره زمین را بر روی یک سطح دو بعدی نمایش دهند.
در این قبیل نقشه‌ها کشورهایی که نزدیک به قطب‌ها قرار دارند کشیده تر نشان داده می‌شوند.
یک نقاش مشهور اروپایی که اثارش به فارسی نیز ترجمه شده، به نام ئی.سی اشر ‪( E.C Escher) نمونه‌های درخشانی از این قبیل فضاها با انحنای منفی را در نقاشی‌های خود ترسیم کرده است.
فیزیکدانان با افزودن بعد زمان به این قبیل مکانهای با انحناهای مثبت و منفی، زمان-مکانهای دارای انحنای مثبت و منفی بوجود می‌آورند. یک مثال مشهور از زمان-مکان با انحنای مثبت فضای "دو سیتر ‪"(de Sitter) نامیده می شود که به افتخار دو سیتر فیزیکدان هلندی نامگذاری شده که پیشنهاد دهنده این مفهوم بوده است.
بسیاری از کیهان شناسان بر این باورند که کیهان در نخستین مراحل خود شبیه زمان - مکان دو سیتر بوده است و در پایان کار خود نیز به واسطه شتاب بیش از حدی که اجزای آن پیدا می‌کنند بار دیگر شکل فضای دو سیتر را بخود خواهد گرفت.
ساده‌ترین زمان-مکان با انحنای منفی زمان مکان ضد دو سیتر (‪anti de-Sitter space-time) نام دارد. این زمان مکان شبیه یک مکان هذلولی است با این تفاوت که دارای یک بعد زمان نیز هست.
زمان-مکان ضد دو سیتر بر خلاف کیهان ما که در حال انبساط است، هیچگاه نه انبساط پیدا می‌کند و نه انقباض. این نوع کیهان در همه زمانها یکسان به نظر می‌رسد. هرچند این نوع کیهان با کیهان ما تفاوت زیاد دارد، اما فیزیکدانان دریافته‌اند که این نوع کیهان ضد دو سیتر برای صورت بندی نظریه‌های کوانتوم گرانشی بسیار مفید به شمار می‌ایند


اگر فضای ضد دوسیتر را به صورت دیسکی بیضی شکل در نظر بگیریم (نظیر نقشه‌های جغرافیایی از کشورهای جهان) در آن صورت زمان - مکان دو سیتر نظیر مجموعه‌ای از این دیسکها خواهد بود که یکی بر روی دیگری جای داده شده و یک استوانه را بوجود آورده است.
هر یک از این لایه‌ها یکی از حالات کیهان را در طول زمان مشخص می‌سازد.
قوانین فیزیک در کیهان ضد دو سیتر مشخص‌های عجیبی خواهند داشت. به عنوان مثال اگر در هر نقطه از کیهان با انحنای منفی از نوع ضد دو سیتر به حالت شناور در فضا به سیر بپردازید احساس می‌کنید در ته چاهی قرار گرفته‌اید که نیروی جاذبه زیادی در آن بر شما اعمال می‌شود. هر جسمی را که در این کیهان پرتاب کنید، نظیر بومرنگ به سمت خود شما باز خواهد گشت.
جالب اینکه زمان بازگشت این شی به سمت شما کاملا مستقل از انست که شما آن را با چه شدتی پرتاب کنید.
تنها فرقی که پیدا می‌شود آن است که هر چه آن را با شدت بیشتری پرتاب کنید، از شما دورتر خواهد شد اما در عوض با سرعت بیشتری به سمت شما باز می گردد.
اگر در این کیهان، فوتونهای نور را که حداکثر سرعت اجسام مادی را واجدند پرتاب کنید این فوتونها عملا فاصله‌ای معادل بی‌نهایت را که کل وسعت این کیهان خواهد بود در زمانی متناهی طی می‌کنند و به سمت شما باز می گردند.
علت این امر آن است که در این نوع کیهان، اجسامی که با سرعت حرکت می کنند بر طبق قوانین نسبیت دچار انقباض زمانی می‌شوند و میزان این انقباض زمانی هرچه که شی دورتر شود بیشتر می‌شود.
مکان ضد دو سیتر هرچند بینهایت است اما دارای مرز یا لبه‌ای است که در بی نهایت واقع شده است.
فیزیکدانان و ریاضی دانان برای ترسیم این مرز از همان مقیاس تحریف شده مکان استفاده می‌کنند که در نقاشی‌های اشر نیز برای ترسیم اجسام مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این حالت مرز مکانی همان محیط دایره یا بیضی یی است که قاعده استوانه را بوجود می‌آورد و مرز زمانی خطی است که به صورت مارپیچ روی بدنه استوانه ترسیم می‌شود. این نوع استوانه یک کیهان ضد دو سیتر را که دارای سه بعد است نمایش می‌دهد.
در این کیهان مرز بینهایت به صورت یک بعد مکان و یک بعد زمان نمایش داده می‌شود. به همین ترتیب در کیهان ضد دو سیتر با چهار بعد ، مرز یا لبه‌ای که بی‌نهایت را مشخص می‌کند دارای دو بعد مکان و یک بعد زمان خواهد بود.
به عبارت دیگر این مرز به صورت یک کره مجسم می‌شود. همین مرز کروی است که فیزیکدانان را به صرفات انداخته تا به سراغ فیزیک هولوگرافیک بروند و از خواص آن برای فهم خواص کیهان ضد دو سیتر و نیز تکمیل نظریه کوانتوم گرانشی بهره بگیرند.
اگر بخواهیم مطلب را به زبان ساده بیان کنیم باید بگوئیم که نظریه کوانتوم گرانشی که در درون یک کیهان ضد دوسیتر به کار گرفته می‌شود کاملا معادل یک نظریه کوانتومی معمولی است که از آن در مرز یا لبه کروی شکل این کیهان استفاده به عمل اید. معنای این امر آن است که دانشمندان می‌توانند برای فهم رفتار ذرات بر اساس نظریه کوانتوم گرانشی (که مشخصه‌های آن هنوز بخوبی فهم نشده اند) از همان مکانیک کوانتومی موجود که بخوبی با آن آشنایی دارند استفاده کنند. در این میان فیزیک هولوگرافیک پل ارتباطی میان این دو قلمرو به شمار می‌آید.

برای فهم بهتر مطلب مثال زیر را در نظر بگیرید.
فرض کنید دو کپی یا نمونه از یک فیلم سینمایی در اختیار دارید. یکی بر روی سلولزهای قدیمی ضبط شده که روی استوانه‌های هفتاد میلی متر پیچیده می شد و با آپارات به نمایش در می‌آمد و دیگری بر روی دی وی دی‌های مدرن ضبط شده است .
روشن است که فرمت ضبط این دو نسخه از فیلم کاملا با هم تفاوت دارند. هر چند که هر دو صحنه‌های مشابهی را بر روی خود ضبط کرده اند.
نسخه اول بر روی نوارهای سلولز ضبط شده که هر کدام از فریم هایش نظیر یک اسلاید است و می‌توان زیر نور به آن نگاه کرد و منظره‌های آن را تشخیص داد.در حالیکه فرمت دوم به صورت دیجیتالی و در قالب شماری از صفرها و یک‌ها رمزنگاری شده‌است. با این حال هر دو فرمت، صحنه‌های یکسانی را نمایش می‌دهند.
دو نظریه کوانتوم متعارف و کوانتوم گرانشی نیز همانند این دو نسخه از فیلم واحد هستند. هرچند فرمت اطلاعات موجود در آنها بکلی متفاوت است، اما هر دو تصویر یک کیهان واحد را نمایش می‌دهند. کیهانی که در آن نظریه کوانتوم گرانشی کاربرد دارد نظیر نسخه دی وی دی است که شبیه دیسکی است که روی آن نوارهای رنگین کمان مانندی ضبط شده، کیهانی که نظریه کوانتوم عادی در آن کاربرد دارد و مرز و لبه کیهان اول به شمار می‌آید شبیه فیلم سلولزی است.
در این کیهان دوم نظریه کوانتوم متعارف که در موزد ذرات بنیادی به کار می‌رود، در حالتی اعمال می‌شود که گویی نیروی جاذبه در مورد این ذرات غایب است و بر انها اثر نمی‌کند.
از دیسک یا لوح فشرده دی وی دی تنها در صورتی می‌توان تصاویر مورد نظر را بدست اورد که بتوان اطلاعات رمز شده دیجیتالی در روی دیسک را به نحو صحیح پردازش کرد. از روی نظریه کوانتومی متعارف که در مورد لبه کیهان ضد دوسیتر به کار می‌رود می‌توان اطلاعاتی درباره نظریه کوانتوم گرانشی و نیز یک بعد اضافی (به اعتبار چهار بعدی بودن کیهان و سه بعدی بودن لبه آن) بدست آورد به شرط آنکه اطلاعات مربوطه به نحو صحیح تحلیل شوند.
معادل بودن دو نظریه کوانتوم گرانشی و کوانتوم معمولی در این کیهان ضد دو سیتر به این معناست که برای هر هستار یا شی‌ای که در یک نظریه راجع به آن سخن گفته شود می‌توان معادلی در نظریه دوم پیدا کرد.
البته این هستارهای معادل ممکن است با یکدیگر اختلافات بسیار زیادی داشته باشند. درست همانگونه نسخه‌های دو گانه فیلم با یکدیگر اختلافات اساسی دارند.
یکی از این دو هستار در درون کیهان جای دارد و ممکن است تنها یک تک ذره باشد. در حالیکه هستار معادل آن که در مرز یا لبه کیهان جای دارد ممکن است مجموعه‌ای از ذرات بنیادی باشد که ما با آنها آشنایی بیشتری داریم. اما این دو مجموعه با یکدیگر معادلند به این معنی که تصویری از یک واقعیت را پیش روی ما می‌گذارند.
به این ترتیب اگر در دورن کیهان دو ذره بنیادی ‪ ۴۰درصد شانس برخورد با یکدیگر را داشته باشند، دو مجموعه یا توده از ذرات که بر روی لبه به عنوان معادل این دو تک ذره به شمار می‌ایند نیز ‪ ۴۰درصد شانس برخورد با یکدیگر را دارند.
اگر بازهم بخواهیم این توضیحات را دقیق تر کنیم می‌توانیم بگوئیم که توده‌های ذراتی که روی لبه یا مرز حضور دارند و نماینده تک ذرات درون کیهان ضد دو سیتر هستند به گونه‌ای با یکدیگر تعامل می‌کنند که شباهت زیادی با نحوه تعامل کوارکها و گلوئونها در کیهان خود ما دارد.
کوارک‌ها اجزای تشکیل‌دهنده پروتونها و نوترونها هستند. گلوئونها نیز مولد نیروهای قدرتمندی هستند که کوارکها را به یکدیگر متصل نگاه می دارند. کوارک‌ها دارای نوعی بار الکتریکی هستند که به سه صورت مختلف ظاهر می‌شوند.
فیزیکدانها با نوعی کج سلیقگی یا به عکس خوش سلیقگی به این سه نوع بار نام رنگهای مختلف کوارک را داده اند. و بنابراین کوارکها را هستارهایی رنگی محسوب کرده اند! علم بررسی رفتار دینامیکی این کوراکها را نیز بر همین اساس کوانتوم کرومودینامیک نامیده‌اند که واژه "کروم ‪ "chromeبه معنای رنگ است.
فرق بین ذراتی که روی لبه کیهان دو سیتر قرار دارند با کوارکها و گلوئونهای عادی که دانشمندان با آنها آشنا هستند آنست که این ذرات دارای شمار زیادی از "رنگ ها" هستند و تعداد این "رنگ ها" به سه محدود نمی‌شود.
فیزیکدانی به نام جرارد هوفت از دانشگاه اوترشت در هلند در سال ‪۱۹۷۴ به بررسی این نظریه پرداخت و در آن هنگام پیش بینی کرد که گلوئونها در روی لبه کیهان ضد دو سیتر رشته‌ها و زنجیره‌هایی را بوجود می‌آورند که شباهت زیادی به ریسمانهایی دارد که در نظریه ریسمانها از آن سخن گفته می شود.
ماهیت این ریسمانها در آن هنگام هنوز برای فیزیکدانان روشن نبود. اما در سال ‪ ۱۹۸۱یک فیزیکدان روس به نام پولیاکف که اکنون در دانشگاه پرینستن است توجه کرد که این ریسمانها عملا در فضایی حضور دارند که از حیث تعداد ابعاد مکانی بالاتر از فضایی است که گلوئونها در آن جای دارند.
همین نکته راه را برای رهیافت تازه هولوگرافیک هموار کرد. در این رهیافت فرض می‌شود که فضاهای با ابعاد بالاتر بخشهای درونی کیهان ضد دو سیتر را تشکیل می‌دهند.
برای درک این نکته که سر و کله این بعد اضافی از کجا ظاهر می‌شود؟ باید کار را از توجه به موقعیت رشته گلوئونها در روی لبه یا مرز کیهان ضد دو سیتر شروع کنیم. ریسمانی که از این گلوئونها بوجود می‌آید از یک نوع به اصطلاح "کلفتی" (thickness) برخوردار است که رابطه مستقیم با شمار گلوئونهایی دارد که در لبه جای دارند. هر چه این گلوئونها بیشتر باشند ریسمان کلفت تر می‌شود

زمانی که فیزیکدانان به محاسبه نحوه تعامل ریسمانهای روی لبه با یکدیگر می‌پردازند به نتایج عجیبی دست می‌یابند. دو رشته که از حیث کلفتی با یکدیگر تفاوت دارند، چندان با یکدیگر تعامل نمی‌کنند. چنین به نظر می رسد که این ریسمانها به صورت مکانی از یکدیگر جدا هستند.
به عبارت دیگر می‌توان کلفتی ریسمانها را به صورت یک مختصات مکانی تازه در نظر گرفت که از روی لبه به بیرون از آن امتداد می‌یابد.
به عبارت دیگر یک ریسمان نازک، ریسمانی است که کاملا چسبیده به خود لبه است در حالیکه یک ریسمان کلفت به واسطه ضخامتش از لبه فاصله گرفته است.
همین مختصات اضافی که به واسطه کلفتی یا ضخامت ریسمان اصل می‌شود کاملا برای توصیف حرکاتی که در کیهان ضد دو سیتر اتفاق می‌افتد ضرورت دارد.
شمار "رنگهای" روی مرز یا لبه اندازه یا شعاع دایره‌ای را که سطح قاعده کیهان ضد دو سیتر را مشخص می‌سازد، تعیین می‌کند. به عنوان مثال برای آنکه کیهان یا زمان-مکان ضد دو سیتر دارای ابعادی معادل کیهانی باشد که ما در آن بسر می‌بریم شمار " رنگهای" روی مرز آن کیهان می‌باید برابر ‪ ۱۰۶۰باشد.
در بررسی این رهیافت هولوگرافیک روشن می‌شود که یک نوع از زنجیره گلوئون در زمان-مکان چهار بعدی نظیر گراویتون در کیهان ما عمل می‌کند.
گراویتون ذره‌ای است که فیزیکدانان فرض کرده‌اند نیروی جاذبه را در مقیاس کوانتومی رد و بدل می‌کند.
در این رهیافت، جاذبه یا گرانش یک خاصه ظاهرشونده است که از نعامل میان گراویتونها در فضای سه بعدی بوجود می‌آید. وجود ذره‌ای به نام گراویتون شگفت انگیز نیست زیرا فیزیکدانان از سال ‪ ۱۹۷۴به این نکته توجه کرده بودند که معادلات نظریه ریسمان همواره موجب بروز پارامتری برای بیان جاذبه در تراز کوانتومی می‌شود.
بنابراین در مورد نظریه کوانتوم گرانشی که در درون کیهان ضد دو سیتر عمل می‌کند نیز می‌توان انتظار داشت تعامل گلوئون‌ها منجر به ظهور گرانش شود هرچند که این گرانش در فضایی با بعدی بالاتر ظاهر می‌شود.
نتیجه‌ای که از این بحث‌ها بدست می‌آید آن است که رهیافت هولوگرافیک یک شیوه گمانزنانه بی‌در و پیکر نیست بلکه شیوه‌ای اساسی برای مرتبط کردن نظریه ریسمانها (یعنی مهمترین نظریه در بررسی گرانش) به نظریه‌های مربوط به کوارکها و گلوئونهاست که سنگ بنای فیزیک ذرات بنیادین به شمار می ایند.
بالاتر از این، چنین به نظر می‌رسد که رهیافت هولوگرافیک بصیرتهای تازه ای درباره معادلات نظریه ریسمان در اختیار فیزیکدانان قرار داده است.
نظریه ریسمانها اول بار در دهه ‪ ۱۹۶۰مطرح شد و غرض از آن ارائه توصیفی برای بیان تعاملهایی بود که در تراز زیر اتمی با توجه به نیروی موسوم به "نیروی اندر کنش قوی " (strong interaction) به انجام می‌رسید.
اما زمانی که نظریه الکترو کرومودینامیک برای بررسی همین نیرو پیشنهاد شد نظریه ریسمانها موقتا کنار گذارده شد. اما تناظری که میان این دو نظریه وجود داشت حکایت از آن داشت که تلاشهایی که برای بسط نظریه ریسمانها به انجام رسیده اتلاف وقت نبوده است. این دو نظریه در واقع برای توضیف دو روی یک سکه وضع شده بودند.
اگر شرایط مرزی نظریه الکترو کرومودینامیک تغییر داده شود، از طریق تغییر نحوه تعامل ذراتی که روی مرز قرار دارند، نتیجه عبارت خواهد بود از مجموعه‌ای از نظریه‌هایی که شرایط داخلی کیهان ضد دو سیتر را توصیف می کنند.
نکته جالب در اینجاست که این نظریه‌های جدید صرفا می‌توانند دارای نیروی جاذبه و یا نیروی جاذبه به علاوه یک نیروی اضافه، مثلا نیروی الکترو مغناطیس، باشند. فیزیکدانان هنوز نتوانسته‌اند این نکته را حل کنند که کدام نوع خاص از شرایط مرزی صرفا موجب بروز چهار نوع نیرویی می‌شود که نیروهایی اصلی در کیهان ما به شمار می‌ایند.
این چهار نیرو عبارتند از نیروی جاذبه که در مقیاس گسترده عمل می‌کند و نیروی الکترو مغناطیس که بین الکترونها و پروتونها عمل می‌کند و نیروی اندرکنش ضعیف و اندرکنش قوی که پروتونها و نوترونها را در درون هسته اتم به یکدیگر متصل نگاه می‌دارند.
فیزیکدانان نخستین بار در سال ‪ ۱۹۹۷این فرضیه را پیشنهاد کردند که رهیافت هولوگرافیک ممکن است بتواند به یک نظریه ساده الکترو کرومودینامیک در یک مرز یا لبه چهار بعدی منجر شود .
اما به علت دشواری بیش از حد ریاضیاتی که برای فهم مساله مورد نیاز است هنوز نمونه مشخص این نظریه تکمیل نشده است.
رهیافت هولوگرافیک در عین آنکه برای فهم کل کیهان کاربرد دارد می‌تواند به فیزیکدانان برای فهم اتفاقاتی که در درون سیاهچاله‌ها در جریان است کمک کند.
وجود سیاهچاله به وسیله استفن هاوکینگ از دانشگاه کیمبریج پیش بینی شد. هاوکینگ پیشنهاد کرد که سیاهچاله‌ها در دمای معین از خود پرتویی تابش می دهند که به پرتو هاوکینگ شهرت یافته است.
در مورد اجرام فیزیکی معمولی برای توضیح دما، کافی است از مکانیک آماری استفاده شود که رفتار ذرات میکروسکپی سازنده جسم را به دمای آن مرتبط می‌کند. اما در مورد سیاهچاله‌ها چه می‌توان گفت؟ برای تشخیص دمای سیاهچاله‌ها لازم است اجزای میکروسکپی سازنده آنها شناسایی شود. اما تنها یک نظریه کوانتوم گرانشی می‌تواند چنین وظیفه‌ای را به انجام برساند.
برخی از جنبه‌های رفتار ترمودینامیکی سیاهچاله‌ها فیزیکدانان را نگران ساخته بود که شاید به هیچ وجه نتوان یک مدل کوانتوم مکانیکی برای توضیح رفتار سیاهچاله‌ها ارائه داد. اما خوشبختانه برای سیاهچاله‌ای که در درون یک زمان - مکان دو سیتر مفروض انگاشته شود، می‌توان با استفاده از مکانیک کوانتومی عادی که در مورد مرز یا لبه این زمان-مکان یا کیهان خاص اعمال می شود، رفتار ذراتی را که روی مرز این زمان-مکان فرض می‌گردد معادل خود سیاهچاله‌ای گرفت که همچون یک تک ذره درون این زمان-مکان ضد دو سیتری جای دارد.
آنگاه با بررسی رفتار توده ذراتی که روی مرز یا لبه این زمان - مکان یا کیهان دو سیتری واقع شده می‌توان مشخصه‌های سیاهچاله درون آن را بدست اورد. محاسباتی که به این ترتیب به انجام رسیده با نتایجی که هاوکینگ با روشهایی کاملا متفاوت برای تعیین دمای سیاهچاله به انجام رسانده کاملا مطابفت دارد. این نکته نشان می‌دهد که محاسبات انجام شده قابل اعتمادند.
فیزیکدانان همچنین شروع به استفاده از رهیافت هولوگرافیک در جهت معکوس کرده اند. آنان با بهره گرفتن از برخی مشخصه‌های درون سیاهچاله‌ها که با شیوه‌های دیگری محاسبه شده اند، اقدام به بررسی رفتار کوارکها و گلوئونها در دماهای بسیار بالا کرده اند. به عنوان مثال فیزیکدانان دانشگاه واشنگتن کمیتی را به نام "چسبندگی صرف " معرفی کرده‌اند که برای سیالی که براحتی سیلان می‌یابد مقدارش اندک است و در عوض برای سیالی که بسختی حرکت می‌کند از مقدار بالایی برخوردارست.
این محققان در بررسیهای خود به این نتیجه رسیدند که میزان چسبندگی صرف سیاهچاله‌ها بسیار اندک است و کمیت آن از هر مقداری که برای سیالات شناخته شده تعیین شده کوچکتر است. معنای این امر آنست که کوارکها و گلوئونهایی که در دمای بسیار بالا با یکدیگر تعامل می‌کنند از درجه چسبندگی بسیار پائینی برخوردارند.
نتیجه پیش بینی شده به وسیله این فیزیکدانان با آزمایشهایی که به وسیله دستگاه برخورددهنده ذرات بنیادین در بروک هیون به انجام رسید مورد تایید قرار گرفت.
در مورد رهیافت هولوگرافیک پرسشهای بدون پاسخ بسیاری مطرح است. از جمله اینکه آیا می‌توان مدل کیهانی را که در آن زیست می‌کنیم در یک زمان-مکان ضد دو سیتری جای دهیم.
مشخصه اصلی زمان-مکان ضد دو سیتری آن است که مرز زمانی آن بخوبی تعریف شده است. این مرز همواره باقی خواهد ماند. اما کیهانی نظیر کیهان ما که از زمان مه بانگ تاکنون در حال انبساط است دارای این ویژگی نیست.
بنابراین مشخص نیست که ایا می‌توان از روش هولوگرافیک در مورد همه جنبه‌های کیهانشناسی استفاده کرد یا نه. اما درس بزرگی که از این روش می توان اموخت آن است که در بسیاری از موارد مسائلی که در ابتدا غیر قابل حل به نظر می‌رسند، نظیر تئوری گرانش کوانتومی، با یک تغییر دیدگاه مناسب به مسائلی قابل حل تبدیل می‌گردند

تحقیقات اخیر دانشمندان را یک قدم به ساختن شبکه ای که بتواند اطلاعات را به شکل قابل اتکا و کاملا امن در طول فواصل بلند ارسال کند نزدیک تر کرد.

استفن ریتر و همکارانش در موسسه اپتیک کوانتومی مکس‎پلانک در گارچینگ آلمان یک شبکه ابتدایی بین دو نقطه راه اندازی کرده اند. آن ها معتقدند که این دلیلی برای اثبات ایده شان است و می تواند روزی گسترش یافته و برای ایجاد شبکه های اطلاعاتی کوانتومی در مقیاس بزرگ به کار رود. این شبکه امنیت ارسال پیام را از طریق رمزنگاری با استفاده از حالت کوانتومی فوتون ها تامین می کنند.

ریتر در مورد این نوع شبکه ها توضیح می دهد: «این امید وجود دارد که اینترنت کوانتومی تبادل اطلاعات کوانتومی را در مقیاس جهانی مشابه حالتی که امروزه در مورد اطلاعات سنتی وجود دارد میسر سازد».

شبکه اطلاعاتی کوانتومی از نظر علمی بسیار مورد توجه است چرا که مستعد استراق سمع نیست. رمز نگاری کوانتومی، که نخستین بار در سال ۱۹۸۴ توسط چارلز بنت از IBM و گیلز برسارد از دانشگاه مونترآل معرفی شده است و مبتنی بر ارسال اطلاعات کد شده با حالت کوانتومی فوتون هاست، به عقیده ی بسیاری غیر قابل شکستن است.

طبق یک قانون اساسی مکانیک کوانتومی وقتی یک سیستم کوانتومی مورد اندازه گیری قرار می گیرد، طبیعتش دستخوش تغییر می شود. به همین خاطر اطلاعاتی که با خواص کوانتومی ذرات –نظیر قطبش فوتون ها- کد شده اند ارتباط امن بین دو نقطه را امکان‌پذیر می‌سازد. هر گونه استراق سمعی لزوما خواص کوانتومی را به شکل محسوسی تغییر می دهد.

شبکه های اطلاعت کوانتومی اولیه قبلا ساخته شده اند. حداقل ۳ شرکت در حال حاضر دارای دستگاه های اطلاعاتی کوانتومی در بازار هستند. در سال ۲۰۰۸ نیز شهر وین اقدام به نصب یک شبکه ی اطلاعات کوانتومی کرد که توسط اتحادیه ی اروپا حمایت می شد. اما در این شبکه ها برخی نقطه ها تنها به عنوان فرستنده ی اطلاعات هستند و برخی دیگر تنها گیرنده.

ریتر و همکارانش نقاط همه منظوره ای ساخته اند که قادر به دریافت، ذخیره سازی و ارسال اطلاعات کوانتومی هستند. آن ها این نقاط را در یک شبکه ی اطلاعات کوانتومی اولیه با استفاده از اتم های روبیدیوم که کمابیش به صورت دائمی در حفره های نوری محصور شده اند ساختند. (حفره های نوری تله های اتمی هستند که در دماهای بسیار پایین که در آن لیزرها برای شکل دهی به اتم ها مورد استفاده قرار می گیرند ساخته می شوند) در این سیستم اطلاعات کوانتومی اتم های روبیدیوم به صورت قطبش فوتون ها کد شده و سپس فوتون ها به عنوان حامل های اطلاعات مورد استفاده قرار گرفتند.

ریتر معتقد است که اتم ها تنهای روبیدیوم حافظه های کوانتومی خوبی هستند و فوتون های منفرد نیز برای انتقال اطلاعات ایده آل می باشند. دو نقطه ی مورد آزمایش ۲۱ متر از هم فاصله داشتند و البته اتصال فیبر نوری بین آن ها بیش از ۶۰ متر طول داشت.

ریتر توضیح می دهد که: «کار بسیار دشوار بود چون اطلاعات کوانتومی بسیار شکننده هستند و برای جلوگیری از تغییر و یا حتی از دست رفتن اطلاعات نیاز به کنترل کامل بر روی تمام اجزای شبکه ی کوانتومی داشتیم.» او اضافه می کند که همکارش گرهارد رمپه ده سال گذشته را صرف توسعه و بهبود سیستم های حفره ای تک اتمی برای ایجاد یک رابطه ی دوطرفه بین ماده و نور کرده است که در نهایت این نمایش اولیه از یک شبکه ی کوانتومی را امکان پذیر ساخته است.

ریتر می گوید که تیمش برای ارتقای تک تک بخش های این سیستم ابتدایی استراتژی خاصی دارد. یک مسیر بدیهی برای بهبود سیستم می تواند گسترش آن باشد به نحوی که از شبکه های دو نقطه ای فراتر رفته و معماری شبکه های پیچیده تر را نیز تحقق بخشد. هدف بلند مدت دیگر گروه نیز ساخت تکرار کننده های کوانتومی مبتنی بر سیستم های حفره ه ای تک اتمی است که ارتباطات کوانتومی در طول مسافت های بلند را مقدور می سازد.

 دانش های بنیادی - با آزمایش‌های جدید، حوزه نفوذ مکانیک کوانتوم به مولکول‌های خیلی بزرگ هم کشیده شده و مولکول‌های بزرگ هم می‌توانند دوگانگی موج- ذره‌ای نظریه کوانتوم یا همان آزمایش فرضی گربه شرودینگر را نشان دهند.

مجید جویا: پژوهشگران در اتریش چیزی را ساخته‌اند که خود به آن «چاق‌ترین گربه شرودینگر دیده شده تاکنون» می‌گویند. آنها سوپرپوزیشن کوانتومی (که در آن، یک ذره می‌تواند در آن واحد، در دو حالت قرار داشته باشد) را برای مولکول‌هایی به نمایش گذاشتند که هر یک از 430 اتم تشکیل شده بودند؛ یعنی چندین برابر بزرگ‌تر از مولکول‌های مورد استفاده در آزمایش‌های قبلی.

به گزارش نیچر، در آزمایش ذهنی مشهوری که در سال 1935 توسط اروین شرودینگر ترتیب داده شده بود تا پارادوکس‌های ظاهری نظریه کوانتوم را توضیح دهد، بسته به وضعیت اتم (قوانین کوانتوم وضعیت اتم را مشخص می‌کنند)، یک گربه می‌توانست، همزمان هم مسموم شده باشد و هم نشده باشد. از آنجا که نظریه کوانتوم الزام می‌داشت که این قوانین، سوپرپوزیشن را ممکن سازند، به نظر می‌رسید که گربه شرودینگر می‌توانست همزمان در ترکیبی از دو حالت «زنده» و «مرده»، وجود داشته باشد.

این پارادوکس، این سوال را به ذهن متبادر ساخت که چگونه و در چه زمانی، قوانین دنیای کوانتوم (که در آنها چیزهایی مانند اتم‌ها می‌توانند در آن واحد در چندین وضعیت وجود داشته باشند) با مکانیک کلاسیک جایگزین می‌شوند که دنیای ماکروسکوپی تجربیات هر روزه ما را مدیریت می‌کنند، دنیایی که در آن هر چیزی تنها یک وضعیت دارد و نمی‌تواند در آن واحد در دو حالت متفاوت قرار داشته باشد. به این حالت، گذار کوانتوم به کلاسیک گفته می‌شود.

عموما گمان بر این است که «کوانتیدگی» در فرایندی که گسستگی نام دارد گم می‌شود، فرایندی که در آن آشفتگی در محیط پیرامونی، تابع موج کوانتومی را که توضیح‌دهنده بروز سوپرپوزیشن‌های چندحالتی است، وامی‌دارد تا به یک حالت مشخص کلاسیک فروبپاشد. هر چقدر که جسم بزرگ‌تر باشد، تمایل به گسستگی بیشتر می‌شود، چرا که احتمال تعامل با محیط بیرون بیشتر می‌شود.

یک جلوه انطباق کوانتومی، تداخلی است که می‌تواند بین ذرات کوانتومی که از میان دو یا تعداد بیشتری از شکاف‌های باریک رد می‌شوند، رخ دهد. در دنیای کلاسیک، ذرات بدون تغییر مسیر حرکت خود عبور می‌کنند، مانند توپ‌های فوتبالی که از میان یک دروازه عبور می‌کنند. ولی ذرات کوانتوم می‌توانند مانند امواج رفتار کنند، و هنگامی که از شکاف عبور می‌کنند با یکدیگر تداخل کنند، و یکدیگر را یا تقویت و یا خنثی کنند تا یک سری نوارهای تاریک و روشن ایجاد کنند. این تداخل ذرات کوانتومی، که اولین بار در سال 1927 / 1306 در الکترون‌ها دیده شد،‌ نتیجه عبور یک ذره از بیش از یک شکاف است:‌ یک سوپرپوزیشن کوانتومی.

هنگامی که ابعاد آزمایش بزرگ‌تر می‌شود، در یک نقطه رفتار کوانتومی (تداخل) باید جای خود را به رفتار کلاسیک (بدون تداخل) بدهد. ولی این ذرات را چقدر می‌توان بزرگ کرد بدون این که این گذار رخ دهد؟


در سال 1999 / 1378، گروهی در دانشگاه وین، با استفاده از پرتوهایی از مولکول 60 اتمی کربن که به شکل یک کره توخالی بود، تداخل را یک آزمایش با شکاف‌های متعدد نشان دادند. اکنون مارکوس ارنت، یکی از پژوهشگرانی که در آزمایش قبلی شرکت داشت، و همکارانش از اتریش، آلمان، ایالات متحده و سوئیس، اثر مشابهی را نمایش دادند؛ آن هم با استفاده از مولکول‌های بسیار بزرگ‌تری که فقط به این منظور ساخته شده بودند و با داشتن 430 اتم، تا 6 نانومتر پهنا داشتند. این‌ها حتی از برخی از مولکول‌های پروتئین، (مانند انسولین) هم بزرگ‌تر هستند.

در آزمایش این گروه، پرتوهای نور از میان سه سری شکاف می‌گذرند. اولین شکاف، از یک قطعه نیترید سیلیکون ساخته شده که روی آن، شبکه‌ای از شکاف‌هایی به پهنای 90 نانومتر ایجاد شده تا مولکول‌ها را به حالت گسسته‌ای ببرد که در آن، تمام موج‌های ماده، هماهنگ با هم هستند. دومی، یک «شبکه مجازی» با استفاده از نور لیزر است و در آن، چند آینه نور لیزر را به گونه‌ای می‌تابانند که موج ایستایی از نور و تاریکی ایجاد شود، این شکاف، الگوی تداخل را ایجاد می‌کند. شبکه سوم، که آن هم از جنس نیترید سیلیکون است، مانند یک ماسک عمل می‌کند تا قسمت‌هایی از الگوی تداخل را به یک طیف‌سنج جرمی چهار قطبی هدایت کند، که تعداد مولکول‌هایی را که از آن می‌گذرند می‌شمرد.

پژوهشگران این آزمایش، در مقاله‌ای که در نیچر منتشر شده، گزارش داده‌اند که هنگامی که پرتوی خروجی از چپ به راست پیمایش می‌شود، این تعداد به طور منظم بالا و پایین می‌رود، امری که نشان‌دهنده تداخل است و به تبع آن می‌توان گفت که سوپرپوزیشن اتفاق افتاده است.

با وجود این که این آزمایش خیلی شبیه به آزمایش کلاسیک گربه شرودینگر به نظر نمی‌رسد، به دنبال اثرات کوانتومی مشابهی می‌گردد. این آزمایش مانند این است که خود گربه‌ها را به شبکه‌های تداخل شلیک کنیم، به جای این که سرنوشت یک گربه را به یک رخداد مقیاس اتمی وابسته کنیم.

مارتین پلنیو، پژوهشگر فیزیک کوانتوم از دانشگاه اولم آلمان، این تحقیق را بخشی از یک خط پژوهشی مهم می‌داند: «شاید ما با این آزمایش، به درک عمیق و جدیدی از طبیعت نظریه کوانتوم نرسیده باشیم، اما این امید وجود دارد که با بهبود روزافزون شیوه‌های آزمایش، بتوانیم در نهایت چیز جدیدی را کشف کنیم».

به گفته آرنت، چنین آزمایش‌هایی باید در نهایت امکان آزمایش جنبه‌های بنیادین نظریه کوانتوم را فراهم کنند، مانند این که چگونه با مشاهده، تابع موجی فرو می‌پاشد: «باید در آزمایش‌های آینده دور، پیش‌بینی‌هایی از قبیل این که جاذبه بعد از یک مرز جرمی مشخص شامل فروپاشی تابع موجی است یا نه، در جرم‌هایی به مراتب بیشتر از این، قابل انجام شوند».

آیا موجودات زنده، (شاید نه گربه‌ها، ولی موجودات ذره‌بینی مانند باکتری‌ها) را می‌توان در حالت انطباق کوانتومی قرار داد؟ این کار برای ویروس‌ها انجام شده است، (البته کوچک‌ترین آنها که تنها چند نانومتر پهنا دارند) هرچند در مورد این که ویروس‌ها باید موجود زنده تلقی شوند یا نه، وجود ندارد. آرنت می‌گوید: «در چنین آزمایش‌هایی، استفاده از مولکول‌های ساخته شده دانشمندان خیلی ساده‌تر از کار با ویروس‌ها است». ولی وی این را نیز می‌افزاید که اگر بتوان به همه مسائل تکنیکی متعدد آن (که کم هم نیستند) پرداخت، «من دلیلی نمی‌بینم که نتوان این کار را انجام داد».

تله پورت چيست؟انتقال انسان و اشياء بصورت نور

طرفداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا علاقه فراواني به درك چگونگي تله پورت دارند. در اين سريال هنرپيشگان فيلم پس از قرار گرفتن در نقطه ‌اي از سفينه اينترپرايز كه ترانسپورتر نام دارد خود را در يك آن به اتاقي ديگر، سياره‌ اي ديگر و يا كهكشاني ديگر مي‌فرستند..

نويسندگان داستانهاي علمي ــ تخيلي به اين تكنولوژي تله پورت نام داده ‌اند و در آن تمام ذرات جسم انسان از يك موقعيت جغرافيايي به موقعيت ديگري در كهكشان ارسال شده و در مقصد همان جسم با مشخصات واقعي مجدداً بازسازي مي‌شود. چگونگي عمليات انتقال كوانتمي در داستانها و فيلمهاي سينمايي و تلويزيوني توضيح داده نشده است. ولي عموماً به اين صورت اتفاق مي‌افتد كه در ابتدا اطلاعات مولكولي اجسام را اسكن كرده و پس از ارسال به مقصد، اطلاعات دريافت شده كاملا شبيه اصل بازسازي مي‌شود. در مرحله آخر مونتاژ اطلاعات دريافتي لزوماً نبايد از مواد جسم اصلي استفاده شود و مي‌توان از اتمهايي كه به نسخه اصلي شباهت دارند استفاده كرد. دستگاه تله پورت در داستانهاي خيالي شباهت كامل به دستگاههاي فكس كنوني دارد و تفاوت آن در توانايي اسكن اجسام به صورت سه بعدي و از بين بردن همزمان اطلاعات اصلي اجسام است. تله پورت كوانتومي به انتقال ذرات اطلاعات كامپيوتري كه كيو بيت

Quantum bits

نام دارند اطلاق مي‌شود. علت نامگذاري اين تكنولوژي به تله پورت انتقال اجسام تبديل شده به كيو بيت به يك محل ديگر است.
علم با تئوري داستانها خيالي سريال پيشتازان فضا موافق نيست اما در دهه گذشته دانشمندان قدمهاي بزرگي در بخش تله پورت كوانتوم برداشته ‌اند. در ابتدا با موضوع تله پورت به صورت جدي برخورد نمي‌شد و دليل آن عدم اطمينان دانشمندان از مكانيسم اصول كوانتوم و عدم امكان اندازه گيري در مراحل اسكن و ارسال تمام ذرات اطلاعاتي اسكن شده يك اتم به مقصد بود. به زباني ساده تر آن چه كه با استفاده از تكنولوژي كوانتوم در مبدا اسكن مي‌شد قادر نبود مشابه خود را در مقصد مجدداً بازسازي كند. سرانجام گروهي شامل 6 محقق و دانشمند از كشورهاي مختلف براي مشكل اسكن كوانتومي يك راه حل منطقي يافتند. آنها با استفاده از تكنيكي كه «انشتاين ــ پودالوسكي ــ روسن» نام دارد به مشكلات انتقال اطلاعات با كوانتوم خاتمه دادند.
در سال 1993 اين 6 دانشمند كه چارلز اچ بنت از آي بي ام و ويليام ووتر فيزيكدان دانشگاه ويليامز ماساچوست عضو آن بودند موافقت اصولي خود را با امكان ساخت نوعي تله پورت جهت انتقال اشياء در صورت از بين بردن نسخه اصلي ابراز داشتند. پس از گذشت يك سال پروژه تله پورت به صورت آزمايشي در سيستم‌هاي گوناگون آغاز شد. در ابتداي پروژه يك فوتون، منبع نور منسجم، چرخش هسته‌ اي و يون محصور شده مورد آزمايش قرار گرفت.
ويليام ووتر در سال 1993 در مقاله ‌اي انجام تئوري تله پورت به طريق كوانتوم را عملي دانست. به نظر او تنها اطلاعات كوانتومي مي‌تواند ضمن جابجايي اجسام نسخه اصلي را در مقصد از بين برده و اجازه تكثير و يا كپي برداري از آن را ندهد. اطلاعات كوانتومي اشيا را جسم تلقي مي‌كند و نمي‌تواند بدون نابود كردن اصل شبيه آن را مجدداً خلق كند. تفاوت بين فكس و تله پورت در اين است كه دستگاه فكس نسخه ناقص غير دقيق و مبهمي را چاپ مي‌كند و نسخه اصلي را دست نخورده باقي مي‌گذارد.
ووتر و همكارانش نشان دادند از مشكلات اصولي كوانتوم عدم توانايي در اندازه گيري و اسكن دقيق ذرات بسيار ريز اتم در مبدا است كه سبب مي‌شود مشابه جسم در مقصد دقيقاً مانند اصل آن نباشد. ووتر با ارائه تئوري ديگري كه از فرضيه

Spooky action at a distance

«عمليات شبح و روح در فاصله دور» الهام گرفته اعتقاد دارد اگر 2 ذره را با هم ارتباط داده و درگير كنيم، آنها در موقعيتي قرار خواهند گرفت تا مانند يك شي عمل كنند. هر عمل و تغييري كه در اصل يكي از آنها وارد كنيم دقيقاً منجر به ايجاد همان تغيير در ديگري خواهد شد اگر چه فاصله بين دو ذره بسيار زياد باشد

Entanglement

روش درگيري در ارتباط دو ذره اطلاعاتي دور از هم است. پس از برش فوتون و تقسيم آن به دو قسمت، فوتون‌ تقسيم شده در جهت مخالف ديگري به حركت درآمده و در واقع تله پورت مي‌شود در چنين شرايطي انجام هر تغييراتي در فوتون اوليه فوتون دوم را هم تحريك كرده و اثرات تغيير در آن هم مشاهده خواهد شد.
ساموئل برانشتاين تئوري ووتر را تائيد كرده و آن را به گونه ديگري توضيح مي‌دهد. او مي‌گويد فرضيه درگيري و ارتباط ذره ‌ها با يكديگر مانند رابطه عاشقانه بين دو زوج است كه كاملاً به خصوصيات اخلاقي طرف ديگر خود آشنا هستند و مي‌توانند به جاي ديگري به هرگونه سئوالي پاسخ دهند اگر چه در ميان آنها هزاران مايل فاصله باشد.
از ديگر موفقيت‌هاي تئوري تله پورت در سال 1993، انتقال تعدادي كيو بيت با كمك فوتون از يك آزمايشگاه واقع در زيرزمين دانشكده پزشكي به آزمايشگاهي ديگر در فاصله 2 كيلومتري است. اين آزمايش به نام گيسين از ديگر اعضاي تيم فيزيكدانان و 20 تن از دانشجويان فارغ ‌التحصيل بخش تحقيقات دانشگاه ژنو كشور سوئيس به ثبت رسيده است. گيسين يك سال پس از آن به ركورد ديگري دست يافت و توانست با موفقيت يك فوتون را در مسافت 4 مايلي جابجا كند.
ابتدا در سال 1997 و سپس در سال 1998نيكلاس گيسين در راس تيمي از دانشمندان موفق به انتقال اولين حجم نوري 2 بعدي به نقطه ‌اي ديگر (از يك گوشه ميز به گوشه ديگر ميز) شد.
ساموئل برانشتاين پرفسور مشهور رشته انفورماتيك دانشگاه بنگور ولز انگلستان انجام آزمايشهاي موفقيت آميز گيسين را قدم مهمي در رسيدن به هدف تله پورت دانست.
تله پورت در صورت رسيدن كامل به اهداف آن براي انسان بسيار مفيد خواهد بود. نيكلاس گيسين مي‌گويد با تكنولوژي فعلي تله پورت يك بعد فيزيكي مانند مداد بيشتر به رويا شباهت دارد و واقعيت اين است كه برخلاف داستانهاي خيالي، دانشمندان حتي راجع به انتقال انسان فكر هم نمي‌كنند. در آينده نزديك از كوانتوم در بخشهاي گوناگون علم و در حل مشكلات روزانه اشخاص و كسب و كار، كامپيوتر، تلفن راه دور، ارتباط با اينترنت، سيستم‌هاي امنيتي، نقل و انتقال الكترونيكي وجوه بانكي و راي گيري الكترونيكي استفاده خواهد شد.
آنتون زيلينگر فيزيكدان دانشگاه وين در اتريش از اعضاي تيم تله پورت كوانتومي در سال 1997 بود. او اعتقاد دارد تكنولوژي كوانتوم در آينده نزديك ابتدا كامپيوتر و روشهاي ارتباطي و مخابراتي را متحول خواهد ساخت؛ تغييراتي مانند ارسال پيامهاي سري سوار بر امواج فيبر نوري توسط كامپيوتر جهت گشودن اسامي رمز بدون ترس از دستيابي شخص و يا كامپيوتر ديگري به آن رمز دور از ذهن به نظر نمي‌رسد.

پس از موفقيت تيم فيزيكدانان دانشگاه ملي اتريش در تله پورت نور از يك آزمايشگاه به آزمايشگاه ديگر دكتر ديويد وايت هاوس، سردبير بخش اخبار علمي بي بي سي به تعدادي از سئوالات شنوندگان خود در مورد جابجايي به راه دور پاسخ گفت.

جابجايي نور چه اثري بر زندگي مردم دارد؟

كامپيوترهاي بسيار سريع آينده بر اساس تشعشات نوري با به كارگيري انرژي اتم و يا مكانيسم كوانتوم طراحي خواهند شد و استفاده از نور و كوانتوم سرعت كامپيوترها را بيش از يك تريليون بار افزايش خواهد داد.

تله پورت انسان در سريال

Star Trek

چگونه انجام مي‌شود و آيا شباهتي با موفقيت‌هاي دانشمندان فيزيك دارد؟

در آن فيلم بدن انسان به ميلياردها ذره اطلاعاتي تبديل شده و پس از تله پورت، در مقصد كيوبيت‌ها مجدداً بازسازي شده و شخصيت و هويت هنرپيشه اصلي از بين رفته و كپي آن به زندگي ادامه مي‌دهد. اين تئوري هيچ شباهتي با فرضيه هاي دانشمندان ندارد

آيا زماني خواهد رسيد كه ما بتوانيم اشياء را به حركت در آوريم؟

با تكنولوژي موجود جواب منفي است. به نظر مي‌رسد جابجايي فوتون كه فاقد وزن است بيشترين موفقيت ما تا امروز بوده است. در چند سال آينده ما قادر خواهيم بود يك اتم را تله پورت كنيم، برخي از دانشمندان از آن هم فراتر رفته و مي‌‌گويند در آينده نه چندان دور ما شاهد جابجايي ويروس از يك نقطه به نقطه ‌اي ديگر خواهيم بود.

آيا سرانجام روزي خواهد رسيد تا انسان تله پورت شود؟

براي تله پورت انسان به دانشي بيش از آنچه كه اكنون در اختيار است احتياج داريم. ما بايد موقعيت دقيق هر اتم انسان را بدانيم تا مقدمات تله پورت انسان فراهم شود. اين تعداد اتم شايد بيش از عدد 1 با 19 صفر در مقابل آن باشد. براي جابجايي چنين اطلاعاتي با سريعترين سيستم ارسال موجود ما به زماني بيش از عمر كهكشان خود نياز داريم كه در حدود 15 ميليارد سال است. از مشكلات ديگر تله پورت انسان، مسائل حقوقي آن است به طور مثال اگر قرار باشد پس از تله پورت اصل نابود شود، آيا از بين بردن اصل جنايت تلقي مي‌شود؟ و يا چه كسي و يا سازمان مي‌تواند تطابق كامل ميان نسخه اصلي و بازسازي شده را تضمين كند؟
به هرحال دوستداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا احتمالاً بايد زمان زيادي را در انتظار باشند تا روياي تله پورت به واقعيت بپيوندد.

 مطالعه‌ي فيزيك كوانتمي در سال 1900 آغاز شد؛ ماكس پلانك براي اولين بار مفهوم آن را به جهان علم معرفي مي‌كند. آلبرت اينشتين با اينكه خود از اولين كساني بود كه ايده كوانتوم را مطرح كرده‌است، هيچوقت نتوانست فيزيك كوانتوم را به عنوان يك تئوري كامل بپذيرد، بلكه آنرا تنها يك تبيين مي‌دانست.بعد هايزنبرگ اصل عدم قطعيت را مطرح كرد به اين معنا كه ما فقط با مشاهده‌ي جسم كوانتمي رفتار آن ماده را تغيير مي‌دهيم. لذا هرگز نمي‌توانيم به طور كامل طبيعت جسم كوانتمي يا خواص آن را همچون سرعت و موقعيت آن مطمئن شويم. 

تئوري آگاهي كوانتومي مدعي است كه فيريك كلاسيك نمي‌تواند آگاهي را بطور كامل تبيين كند. مدافعين آگاهي كوانتومي استدلال مي‌كنند كيفيات ادراكي مثل صدا، مزه و بويايي و تجارب دروني آگاهي يعني حافظه و رويا ديدن را كه قسمت ضروري تجارب انساني مي‌باشند، به دليل عدم تبيين رضايت بخش توسط فيزيك كلاسيك نمي‌توان ناديده گرفت، لذا همواره در تلاشند تا با تكيه بر كوانتوم مدرن پرده از اسرار اين معماي پيچيده بردارند.
در مكانيك كلاسيكي جهان قابل اندازه گيري است. اگر موقعيت و سرعت اوليه مجموعه‌اي از ذرات مشخص باشد، آينده آن ذرات قابل پيش بيني است اما در فيزيك كوانتوم هيج راهي براي تعيين حالات واقعي جهان وجود ندارد.
شايعترين تفسير استاندارد از مكانيك كوانتوم تفسير كپنهاگي است كه توسط بوهر و هايزنبرگ ارائه شده‌است. از نقطه نظر كوانتوم كپنهاگي تابع موج فقط احتمال حضور ذره كوانتومي در فضا – زمان را نشان مي‌دهد. از اين رو اين امواج احتمالاتي در طول زمان با توجه به معادلات ارائه شده پخش مي‌شوند، ليكن وقتي مشاهده‌اي رخ مي‌دهد اين امواج در يك نقطه خاص متمركز مي‌شود و هويت ذره‌اي موج كوانتومي پديدار مي‌گردد، كه معني اين ادعا اين است كه مشاهده، يك ذره را در يك جايگاه واقعي قرار مي‌دهد،چرا كه در آن لحظه، ذره بوسيله موج احتمال منتشر قابل تبيين نيست. از اينرو در مكانيك كوانتومي، مشاهده نقش منحصربه فردي بازي مي‌كند (برخلاف مكانيك نيوتني كه مشاهده يك اتفاق در ديناميك پديده‌ها است و فيزيك به كار خود ادامه خواهد داد چه اندازه گيري شود و چه نشود؟). اما در اين زمينه سؤال مهمي مطرح مي‌شود كه: يك اندازه گيري شامل چه چيزهايي است؟ آيا حتماً اين عمل به صورت آگاهانه صورت مي‌گيرد (يعني بايد يك مشاهده گر هوشمند حضور داشته باشد)؟چرا كه اگر سيستم اندازه گيري، يك سيستم فيزيكي ديگر باشد، باز پديده قابل توصيف بوسيله يك تابع موج خواهد بود. بنابراين دليلي براي تقليل تابع موج وجود ندارد. از ديدگاه كپنهاگي، مكانيك كوانتوم تنها براي پيش بيني احتمال حالات مختلف قبل از مشاهدات خاص، كاربرد دارد. آنچه كه يك مشاهده را تشكيل مي‌دهد، مستقيما توسط تئوري مشخص نمي‌شود، بلكه رفتار سيستم بعد از مشاهده كاملا متفاوت از رفتار معمولي آن مي‌باشد. طي مشاهده، تابع موج كه سيستم را توصيف مي‌كند به يكي از چندين حالت مختلف تقليل مي‌يابد. از اينرو اگر مشاهده‌اي صورت نگيرد اين تقليل رخ نخواهد داد.

خارج از معماری
آگاهی، جهان فیزیکی را دگرگون می­کند
Outside the Architecture Knowledge Transform the Physical World

رویه شکل گیری یک چیز قبل از اینکه ماده، شکل خارجی به خود بگیرد شروع می­شود. فیزیکدانان کوانتوم آن را فاز "پیش ماده" می­نامند؛ تابع موج کوانتومی. اگرچه تابع موج کوانتومی با دقت بالایی قابل محاسبه است اما نمی­توان آن را ماده به حساب آورد. در واقع هیچ چیز نیست. امواج کوانتومی قادر به حرکتند و بسیار بسیار سریع حرکت می­کنند؛ در حقیقت آنها می­توانند سریع­تر از نور حرکت کنند. این بدان مفهوم است که آنها قادرند در زمان رو به عقب یا رو به جلو حرکت کنند. فیزیکدانها ذراتی را که قادر به حرکت سریع­تر از سرعت نور هستند (اگر چنین چیزهایی در واقع وجود داشته باشند)، "تاکیون" می­نامند.

انیشتین و فیزیکدانهای بعد از او نشان دادند هر چیزی که بتواند سریع­تر از نور حرکت کند را می­توان به صورت توالی زمانی معکوس مشاهده کرد. برخی از ناظران، این توالی زمانی را به صورت نمایش یک فیلم مشاهده می­کنند، در حالی که از نظر بقیه، فیلم بطور معکوس پخش می­شود. هرچند بسیار خارق­العاده و خیالی به نظر می­رسد اما نمونه­های ریاضی چنین چیز­هایی بسیار خوب تعریف شده­اند و می­­توان گفت که حداقل از نظر ریاضی به خوبی درک می­شوند.خاصیت دیگر موج کوانتومی این است که در مکان و زمانی که احتمال وقوع چیزی می­رود نمایان می­شود؛ به عبارت دیگر، معیاری برای احتمال وقوع یک واقعه است. یک تعبیر شگفت انگیز این است که بگوییم این احتمال نه تنها در ذهن ما وجود دارد بلکه در فضا و زمان حرکت می­کند. به عبارت دیگر، این موج هم درون ذهن ما و هم خارج از آن در جهان قرار دارد. بطور خلاصه، موج کوانتومی، موجی از احتمال است که با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت می­کند و ذهن ما را به جهان مادی پیوند می­زند.به نظر من، اندیشه موجب تغییر شدت موج کوانتومی می­شود. بدین ترتیب، شدت موج کوانتومی معیاری برای احتمال وقوع رویدادهاست. به عقیده من، هرچه آگاهی و هوشیاری فرد مشاهده کننده بیشتر باشد، احتمال وقوع رویداد هم بالاست. "یوجین ویگنر" یکی از اولین فیزیکدانانی بود که گفت آگاهی، موج کوانتومی و درنتیجه جهان فیزیکی را دگرگون می­کند. او که در سال 1967 جایزه نوبل را برد چنین می­نویسد:در مکانیک کوانتومی، آگاه بودن باید نقش متفاوتی نسبت به ابزارهای اندازه­گیری بی­جان داشته باشد. به عبارت دیگر، آنچه یک فرد حین عمل متقابل به دست می­آورد و نتیجه مشاهده نامیده می­شود، تابع موج سیستم را تغییر می­دهد. به علاوه، تابع موج تغییر یافته قبل از دریافت اثر عکس­العملی که وارد آگاهی­اش شده است، غیر قابل پیش بینی است. ورود یک اثر و به آگاهی درآمدن آن است که تابع موج را دگرگون می­کند، چراکه این امر ارزیابی ما را از احتمال تاثیرات متفاوتی که توقع دریافت آنها را در آینده داریم تغییر می­دهد. در اینجاست که آگاهی به صورتی اجتناب ناپذیر و غیر قابل تغییر وارد نظریه می­گردد.خصوصیات و شرایط فیزیکی شیمیایی نه تنها آگاهی را بوجود می­آورند بلکه بطور عمیقی، احساسات (موجودات) را تحت تاثیر قرار می­دهند. اما آیا آگاهی نیز تاثیری بر شرایط فیزیکی شیمیایی دارد؟ به عبارت دیگر، آیا با مطالعه طبیعت می­توان نتیجه گرفت که بدن انسان از قوانین فیزیک طبعیت نمی­کند؟ پاسخ متداول به این پرسش (نه) است. بدن بر ذهن اثر می­گذارد ولی ذهن بر بدن تاثیری نمی­گذارد.درک اینکه "اجسام فیزیکی" و "ارزش­های معنوی" کیفیتی یکسان از هستی­اند تا حدودی باعث آرامش ذهنی من شده است. هرچه باشد، این تنها نگرش شناخته شده­ای است که با ساختار کوانتومی سازگاری دارد.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.
آرش پوراسماعیل

خارج از معماری
کل جهان از یک الکترون ساخته شده است!
Outside the ArchitectureThe Whole World Is Made Of An Electron !

بنابر نظریه­ای که جان ویلر و ریچارد فاینمن ارائه داده­اند، تمامی اجزاء جهان می­توانند به یک ذره واحد تقلیل پیدا کنند. مثلا یک الکترون را در نظر بگیرید. این ذره کوچک الکتریکی، نه تنها در ساختمان اتم و مولکول، بلکه در سیستم عصبی انسان هم نقش عمده­ای دارد. بدون وجود الکترون، تمامی فعل و انفعالات شیمیایی متوقف خواهند شد. الکترون­ها محکم به پشت صفحه تلویزیون برخورد کرده، سبب انفجارهای کوچکی می­شوند که اخبار عصرگاهی را به شبکیه چشم شما می­رساند. اما چطور امکان دارد تنها یک الکترون در کل جهان وجود داشته باشد.
پاسخ این است: باید بگذاریم الکترون در زمان به عقب سفر کند! اگر الکترون بتواند این حیله کوچک را به کار بندد، قادر است در دو یا چند نقطه به طور همزمان ظاهر شود و بطور مشابه، می­تواند در تعداد بسیار زیادی از نقاط بطور همزمان حاضر شده و جهان کاملی از الکترون­ها را تشکیل دهد. تصور کنید که می­توانید فقط برای ده ثانیه در زمان به عقب بازگردید. در اینصورت آیا می­توانید در یک زمان در دو نقطه حضور داشته باشید، حضوری واقعی؟ برای درک چگونگی این کار، تصور کنید از دری وارد اتاقی شده و بر روی صندلی می­نشینید و بعد درست در همین لحظه، از صندلی خود بلند شده و قدم زنان به سوی در دیگر حرکت کرده و با کمی فاصله زمانی، خارج می­شوید. حال اگر ساعت­ها برای ده ثانیه بطور معکوس کار کنند، این صحنه از دید ناظران چگونه خواهد بود؟ در نظر بگیرید که ابتدا ده ثانیه مانده به ساعت یک وارد اتاق شده­اید. در ساعت یک از صندلی­اتان بلند شده و از در دیگر خارج می­شوید و ده ثانیه قبل از اینکه صندلی­اتان را ترک کنید به آنجا رسیده­اید. اگرچه این عمل برای شما کاملا عادی به نظر می­رسد ولی برای هر فرد دیگری که در اتاق است، عجیب خواهد بود چون در ساعت 10 ثانیه به یک شما را ایستاده بر هر دو در می­بیند؛ به تعبیر دیگر شما در یک زمان در دو نقطه بوده­اید.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.
آرش پوراسماعیل

خارج از معماری
گستردگی فضا به چه اندازه است؟
Outside the ArchitectureExpanse of Space Is How Much? I

گستردگی فضا به چه اندازه است؟ آیا تا بی­نهایت ادامه دارد؟ انیشتین نه تنها این موارد را روشن کرد، بلکه چگونگی معنی بخشیدن به این گونه پرسش­ها را نیز به ما آموخت. باید بی­طرف باشیم و مشخص کنیم که چگونه می­خواهیم پاسخ را تجربه کنیم. خیال پردازی صرف کافی نیست. اگر قادر به سفری اکتشافی در فضا باشیم، در می­یابیم که فضا هیچ اندازه تثبیت شده­ای ندارد. اندازه فضا متناسب با خواست ماست. بستگی دارد که با چه سرعتی از میان آن عبور کنیم. هرقدر سریع­تر حرکت کنیم، زمان و مسافت حرکت، کوتاه­تر می­شود. این به آن سبب است که بر مبنای نسبیت، ساعت­های در حال حرکت، آهسته­تر کار می­کنند و طول­های در حرکت، در راستای حرکت کوتاه­تر و فشرده­تر می­شوند.

مثلا فاصله میان خورشید و زمین حدود 150 میلیون کیلومتر است و زمانی که ناظری بر روی زمین باشیم، 500 ثانیه طول می­کشد تا نور این فاصله را طی کند. حال اگر خودتان این فاصله را طی کنید چه اتفاقی می­افتد؟ به طور حتم، اینکه در چه محدوده زمانی راه را طی خواهید کرد، بستگی به سرعت حرکتتان دارد. طبق نظریه نسبیت، وقتی به سرعت نور می­رسید با موارد حیرت آوری مواجه خواهید شد. فرض کنید با سرعتی معادل ده درصد سرعت نور از زمین به سمت خورشید پرتاب شوید؛ در این­صورت، سفر شما 5000 ثانیه طول خواهد کشید (حدودا 83 دقیقه) ولی زمانی که سرعتتان را افزایش دهید، مدت زمان سفر، سریع­تر از حد انتظارتان کاهش می­یابد. در سرعتی معادل 71 درصد سرعت نور، سفرتان 500 ثانیه طول می­کشد، مشابه زمانی که در نظر افراد ناظر روی زمین طول می­کشد تا نور از خورشید به زمین برسد. در سرعتی معادل 94 درصد سرعت نور، فقط 180 ثانیه درون فضاپیما هستید (3 دقیقه) و با سرعت 99 درصد سرعت نور، فقط یک دقیقه طول می­کشد تا به خورشید برسید. بالاخره اگر قادر به حرکت با سرعت نور باشید، دقیقا زمانی که زمین را ترک می­کنید در خورشید خواهید بود. به هر حال تا هر اندازه، جهان برای ما پهناور به نظر برسد، در مورد نور، گذر از میان آن اصلا زمانی نمی­برد. در سرعت نور، زمان تمام سفرها به صفر می­رسد. راه دیگر توجیه این مطلب این است که تصور کنید در فضاپیمای خود هستید و کل جهان را با سرعت طی می­کنید. در این حالت، مشاهده می­کنید که زمین از شما دور و خورشید نزدیک می­شود. فاصله زمین تا خورشید مقیاس طولی بسیار بزرگی را می­سازد و همان طور که می­دانید، مقیاس­های در حال حرکت از نطر طولی کوچک می­شوند. اکنون چون شما این مقیاس بزرگ را با سرعتی معادل 99 درصد سرعت نور طی می­کنید، از نظر طولی به 60 ثانیه نوری یا 18 میلیون کیلومتر کاهش می­یابد، اگر سرعت را افزایش بدهید، می­توانید این فاصله را به کمتر از یک قدم کاهش دهید. بنابراین فضا تا چه اندازه گسترده است؟ همان­قدر که ما آن را گسترده بینگاریم. اگر با سرعت نور فکر کنیم، اندازه­اش تا حد نقطه کاهش می­یابد.
منبع: آلن ولف، فرد. ١٣٨۴. ترجمه شهریار تقی شهرستانی. متافیزیک از نگاه فیزیک، نشر یاهو. تهران.لینک
آرش پوراسماعیل

 فیزیکدانان کوانتمی دانشگاه کالیفرنیا کشف عجیبی کرده اند که به گونه ای نشان می دهد جسمی که در مقابل یک فرد قرار گرفته و دیده می شود می تواند به صورت همزمان در جهانی موازی نیز وجود داشته باشد. این کشف به واسطه ذره ای کوچک و فلزی انجام گرفته است؛ براده ای به قطر یک تار مو، جسمی که بسیار ریز است اما در عین حال می توان آن را با چشم غیر مسلح نیز مشاهده کرد.دانشمندان این ذره را در کاسه ای مخروطی و تاریک سرد کرده و تمامی هوای اطراف آن را به منظور حذف ارتعاش خارج کردند. سپس محققان ذره را مانند یک دیاپازون حرکت داده و مشاهده کردند ذره در زمانی واحد حرکت کرده و متوقف می شود.چگونه این پدیده را درک کنیم؟برای درک این پدیده که کاملا غیر ممکن به نظر می رسد، باید بسیار بسیار کوچک اندیشید، حتی کوچکتر از اتمها، الکترونهایی که به دور هسته اتم در گردشند، در آن واحد در حالتهای چند گانه حرکت می کنند که ثابت کردن آنها تقریبا غیر ممکن است. به بیان ساده تر می توان گفت زمانی که فردی در شهر اکلاهاما به دیدن مادر خود می رود در جهان موازی که ذرات اتمی وی در آن حضور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشای تلویزیون است.به گفته دانشمندان شاید این پدیده کاملا غیر واقعی به نظر آید اما بر پایه علم حقیقی رخ می دهد. بر اساس یکی از نظریه های فیزیکی زمانی که پدیده ای در یک حالت مشاهده می شود این پدیده جهان را به دو بخش تقسیم می کند. نظریه چند حالتی بر این پایه استوار است که جهان فعلی طی مشاهده انسان متوقف شده و انسان تنها یکی از واقعیات در حال وقوع را مشاهده می کند. برای مثال می تواند توپ فوتبال را ببیند که در هوا در پرواز است، اما شاید در جهان موازی این توپ در همان لحظه سقوط کرده باشد و یا شاید اصلا فردی در آن لحظه مشغول بازی فوتبال نباشد.بسیاری از فیزیکدانان بزرگ پایه های علمی جهان چند حالتی را حتی اگر نتوان آن را به اثبات رساند قبول دارند. "شان کرول" از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا یکی از این فیزیکدانان بوده و معتقد است تا زمانی که نتوان تمدنهای فوق پیشرفته بیگانه را تصور کرد که پی به واقعیت این نظریه برده اند، انسانها تحت تاثیر امکان وجود جهانهای دیگر قرار نخواهند گرفت. وی در عین حال معتقد است هرگز فردی قادر به ابداع دستگاهی نخواهد بود که با استفاده از آن بتوان میان این جهانها ارتباط برقرار کرد.درک واقعیت جهان موازی بستگی شدیدی به درک انسان از زمان دارد. به گفته "کرول" ما زمان را به صورت واقعی احساس نمی کنیم، تنها شاهد گذشت آن هستیم. برای مثال گذشت زمان در هنگام یک مسابقه هیجان انگیز بسیار سریع و در سر کلاس یک درس کسل کننده کاملا کند است. یا هنگامی که فردی تلاش دارد با تاخیر در دفتر کارش حاضر نشود، دقایق برای وی با سرعتی باور نکردنی می گذرند اما چند دقیقه باقی مانده از ساعت کار به راحتی با چندین ساعت برابری می کنند.بازگشت به آینده"فرد آلن ولف" از دانشمندان فیزیک کوانتم نیز معتقد است زمان به شکل یک خیابان یک طرفه به نظر می آید که از گذشته به سوی حال در حرکت است، اما با در نظر گرفتن نظریه های قابل ملاحظه ای که در سطح کوانتمی ارائه شده اند، ذرات در آن واحد به سمت عقب و جلو در حرکتند. در صورتی که بتوانیم از بخش "جلو و عقب رفتن در آن واحد" صرف نظر کنیم، شانس درک بخشی از فیزیک را از خود گرفته ایم.به گفته "ولف" زمان در ماشینهای کوانتمی به صورت مستقیم حرکت نمی کند بلکه حرکتی زیگزاگ داشته و به همین دلیل وی معتقد است امکان ساختن ماشینی که بتواند زمان را منحرف کند، وجود دارد.