หลัง 100 ปีของกลศาสตร์ควอนตัม นักฟิสิกส์ยังไม่สามารถตกลงกันได้
เมื่อเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1925 — หรือเมื่อ 100 ปีที่แล้วพอดี — เวอร์เนอร์ เฮเซนเบิร์ก นักฟิสิกส์ชื่อดัง ได้เขียนจดหมายถึงเพื่อนร่วมงานผู้มีชื่อเสียงไม่แพ้กันอย่าง วอล์ฟกัง โพลี โดยในนั้นเขากล่าวว่า “มุมมองของฉันเกี่ยวกับกลศาสตร์กำลังก้าวเข้าสู่ความคิดที่ก้าวหน้ามากขึ้นทุกวัน” พร้อมทั้งขอคำแนะนำเกี่ยวกับต้นฉบับที่แนบมาที่เขากำลังลังเลอยู่ว่าจะ “สานต่อหรือเผามันทิ้ง”
หลัง 100 ปีของกลศาสตร์ควอนตัม นักฟิสิกส์ยังไม่สามารถตกลงกันได้
ต้นฉบับฉบับนั้นก็คืองาน Umdeutung (แปลว่า การตีความใหม่) ซึ่งถือเป็นจุดกำเนิดของกลศาสตร์ควอนตัมในรูปแบบที่สามารถตรวจสอบได้ทางประสบการณ์ นักวิทยาศาสตร์จึงถือว่าวันที่งานนี้เผยแพร่ คือวันเกิดอย่างเป็นทางการของกลศาสตร์ควอนตัม
ในโอกาสครบรอบ 100 ปีนี้ วารสาร Nature จึงได้ทำสำรวจความคิดเห็นจากนักฟิสิกส์ถึง 1,101 คน ซึ่งเป็นการเปิดมุมมองให้เราเห็นว่า — แม้เวลาจะผ่านไปศตวรรษ — วงการฟิสิกส์ควอนตัมยังคงเต็มไปด้วยการโต้แย้งอย่างดุเดือด
ผลสำรวจชี้ว่า นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่มักไม่เห็นพ้องกันในเรื่องตีความกลศาสตร์ควอนตัม แถมยังไม่มั่นใจในคำตอบของตัวเอง เห็นได้จากข้อเท็จจริงที่มีผู้ตอบแบบสอบถามเพียง 7% จากทั้งหมด 15,582 คน และกว่า 100 คนได้แนบความคิดเห็นเพิ่มเติมมาด้วย
ความเห็นที่แบ่งกันแบบไม่มีใครชนะขาด
หนึ่งในคำถามสำคัญคือ “คุณเห็นด้วยกับการตีความปัญหาการวัดในควอนตัมอย่างไร?” ซึ่งเป็นปัญหาที่คาใจมานานว่า สถานะควอนตัมที่อยู่ในซูเปอร์โพซิชันนั้น “เป็นจริง” แค่ไหนก่อนที่จะมีการวัด
ไม่ปรากฏการตกลงกันอย่างชัดเจน แต่ตัวเต็งคือ การตีความโคเปนเฮเกน ที่มีผู้สนับสนุน 36% ซึ่งสรุปง่ายๆ ว่า โลกควอนตัมต่างจากโลกคลาสสิก และอนุภาคจะมีคุณสมบัติชัดเจนก็ต่อเมื่อถูก “วัด” โดยผู้สังเกตการณ์ในโลกคลาสสิก
อย่างไรก็ตาม การตีความนี้ถูกเรียกเล่นๆ ว่า “เงียบแล้วคำนวณไปเลย” เพราะหลีกเลี่ยงการอธิบายเชิงปรัชญา และเน้นไปที่ผลลัพธ์ทางคณิตศาสตร์ ซึ่งใช้ได้ดีในงานประยุกต์ เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่ที่น่าสังเกตคือ ผู้เลือกแนวทางนี้กว่าครึ่งกลับไม่มั่นใจในคำตอบของตัวเอง
ในขณะที่อีก 64% สนับสนุนแนวทางอื่น ๆ ที่แปลกใหม่และลึกซึ้งกว่า เช่น:
- ทฤษฎีคลื่นนำโบห์ม-เดอ บรอยล์ (7%)
- หลายๆ จักรวาล (Many Worlds) (15%)
- การตีความเชิงข้อมูล (17%)
แสดงให้เห็นว่า ความไม่ลงรอยกันในกลศาสตร์ควอนตัมไม่ใช่เรื่องผิดปกติ แต่เป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการทางความคิด
นักวิจัยอย่าง อีลิส ครัลล์ จาก City University of New York มองว่า ความไม่แน่ใจเหล่านี้แสดงว่า นักฟิสิกส์กำลัง “จริงจัง” กับการตีความ อย่างไรก็ตาม นักปรัชญาฟิสิกส์อย่าง ทิม เมอร์ดลิน จาก NYU ตั้งข้อสังเกตว่า คำถามในแบบสอบถามออกแบบมาคลุมเครือ ทำให้คำตอบขัดแย้งกันได้
ด้าน ฌอน แคโรลล์ นักทฤษฎีฟิสิกส์จาก Johns Hopkins กล่าวว่า แนวคิดที่ว่า “แค่คำนวณได้ผลลัพธ์ก็พอ” คือความคิดที่ผิดมหันต์ เพราะเราเองก็ไม่เชื่อว่าทฤษฎีฟิสิกส์ปัจจุบันเป็น “ทฤษฎีสุดท้าย”
สิ่งหนึ่งที่น่าสนใจคือ แม้จะไม่มีความเห็นพ้อง แต่นักฟิสิกส์เกือบครึ่งเห็นว่า ภาควิชาฟิสิกส์ควรให้ความสำคัญกับรากฐานของทฤษฎีควอนตัมมากกว่านี้ และ 58% เชื่อว่า ผลการทดลองในอนาคตจะช่วยชี้ว่า ทฤษฎีใดจะ “ชนะ”
ท้ายที่สุด การไม่มีข้อสรุปอาจไม่ใช่จุดจบ แต่คือจุดเริ่มต้นของความเข้าใจใหม่ กลศาสตร์ควอนตัม อาจยังคลุมเครือในทางทฤษฎี แต่เป็นทฤษฎีที่ได้รับการยืนยันทางการทดลองมากที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์
ดังนั้น แทนที่จะถามว่าอะไรถูกหรือผิด บางทีเราควรเรียนรู้ที่จะอยู่กับคำถามเดิม ๆ ที่ยังไม่มีคำตอบ
แล้วคุณล่ะ? คิดว่าเฮเซนเบิร์กควรเผาต้นฉบับ Umdeutung ทิ้งหรือเปล่า?