«فیزیک کوانتوم» برای کودکان 6 تا 96 ساله

سلام دوست کنجکاو من!

«فیزیک کوانتوم» یه جور علمه که به ما کمک می‌کنه رفتار چیزهای خیلی خیلی کوچولو مثل اتم‌ها و ذره‌ها رو بفهیم. فهمیدنِ این چیزها ممکنه حتی برای بزرگ‌ترها هم مشکل باشه و راستشو بخوای سال‌هاست که یه‌عالمه دانشمند و فیزیکدانِ کله‌گنده روی فهمیدنِ این علم کار کردن؛ بعضی وقت‌ها کلّی گیج‌ و ویج شدن؛ یه‌وقت‌هایی دلشون می‌خواسته از شدت تعجب جیغ بکشن، یه‌وقت‌هایی از شدت خوشحالی! ولی خب من تمام تلاشم رو می‌کنم که امروز با چیزهایی آشنات کنم که خیلی از بزرگ‌ترها نمی‌دونن و می‌تونی بری واسشون پُز بدی!... نه، شوخی کردم. آدم نباید با این چیزها پُز بده.

حالا شروع کنیم؟

خب، فکر کن یه ماشین اسباب‌بازی داری که می‌تونی همون‌جوری که همیشه دلت خواسته، حسابی تیکه‌تیکه‌اش کنی! داخل ماشین اسباب‌بازی پُره از قطعه‌های کوچکی مثل چرخ و چرخ‌دنده و پیچ و فنر واینا دیگه، درسته؟
عه! از کجا می‌دونی ناقلا؟!

درست مثل همین ماشین اسباب‌بازی تکه‌تکه شدۀ فلک‌زده‌‌، همه چیز توی این دنیا از قطعه‌های کوچکی به اسم اتم ساخته شده؛ عین قطعه‌های لِگو ولی خیلی خیلی کوچک طوری که ما هیچ‌جوره نمی‌تونیم ببینیم‌شون؛ و خود این اتم‌ها هم قطعه‌های بازم کوچک‌تری داخل خودشون دارند که بهشون میگیم «ذرات زیر اتمی». تا اینجاش حلّه؟!

حالا، دادادا دام!

اینجاست که «فیزیک کوانتوم وارد می‌شود»!

دانشمندها کشف کردن که این ذرات زیراتمی اصلاً اون‌جوری که ما انتظار داریم رفتار نمی‌کنن. یعنی راستش یه‌موقع‌ها یه کارهای مسخره‌ای می‌کنن که اصلاً با عقل جور درنمیاد! مثلاً اون‌ها می‌تونن همزمان دو جا باشن یا مثلاً جلوی چشم‌تون یهو غیب بشن و یه جای دیگه ظاهر بشن! این چیزها فقط توی دنیای ذره‌های خیلی کوچولو مثل اتم و اینا اتفاق می‌افته که خب ما نمی‌تونیم ببینیم. خود دانشمندها هم با روش‌های پیچیده و دم و دستگاه‌های آن‌چنانی می‌فهمن که داره این اتفاق‌ها می‌افته. اگه این چیزها واسۀ ما اتفاق می‌افتاد و می‌تونستیم ببینیم‌شون که اصلاً سنگ رو سنگ بند نمی‌شد! فکر کن دفتر نقاشیت همزمان هم توی اتاق باشه هم توی حیاط! یا قاشقی که داری باهاش غذا می‌خوری یهو غیب بشه و سر از سینک آشپزخونه دربیاره!

یه چیز دیگه هم توی فیزیک کوانتوم هست که بهش میگن «درهم تنیدگی».
اسمش سخته ولش کن ولی معنیش اینه که... خب راستش معنیش هم سخته ولی قرار شد سعیم رو بکنم دیگه!
این چیزی که اسمش سخته، زمانی اتفاق می‌افته که دو تا از همون ذره‌های زیراتمی یه جورایی با هم چفت بشن، مثل دو تا خواهر یا برادر دوقلو. حالا اگه این دو تا ذره رو هزاران هزار کیلومتر از هم دور کنیم باز هم انگار همدیگه رو حس می‌کنن و رفتارشون شبیه همدیگه است؛ یعنی مثل این‌که یکی از دوقلوها اینجا باشه و یکی دیگه‌شون یه شهر دیگه. بعد هر وقت این گشنه‌اش میشه اون یکی هم توی اون شهر گشنه‌اش بشه؛ هر وقت این خوابش میاد اون یکی هم خمیازه بکشه؛ هر وقت این سردش میشه، اون یکی هم بره جوراب پشمی بپوشه!

خلاصه داستانی داریم با این ذرات! اما حالا کجاشو دیدی! بذار یه چیز دیگه هم درباره‌شون بگم برگ‌ریزون!

به یه جور مسابقۀ پنالتی زدن فکر کن که البته یه‌خورده با چیزهایی که قبلاً دیدی فرق می‌کنه. کلی توپ جلوت هست که می‌تونی شوت‌شون کنی، اما اولاً به جای یکی، دو تا دروازه داریم و ثانیاً دروازه‌بان نداریم؛ فقط یه دیوار پشت دروازه‌ها هست که با هر ضربه‌ای که بهش می‌خوره نشون میده که هر توپ از کدوم دروازه رد شده و این‌جوری می‌تونی امتیازهات رو بشماری؛ مثلاً آخرش می‌بینی هفت تا گل زدی به دروازه سمت راستی، یازده تا هم زدی دروازه سمت چپی. تا اینجاش که مشکلی نیست؟

اما... اگه دروازه‌ها رو خیلی خیلی کوچولو کنیم و به جای توپ، ذرات زیراتمی شوت کنیم چی؟... البته چون تو خیلی باهوشی فکر کنم تا اینجاش رو بتونی حدس بزنی. یادت هست دیگه، ذرات زیراتمی کلاً باهامون شوخی دارن و رفتارشون غیرعادیه پس عجیب نیست اگه بهت بگم بعضی از این توپ‌های زیراتمی اصلاً از هیچ دروازه‌ای رد نمیشن، بعضیاشون هم همزمان از هر دوتا دروازه رد میشن! جل‌الخالق! خلاصه که هیچ‌جوره نمی‌تونیم بشمریم چندتا گل زدیم!

اما قسمت خفن ماجرا اینجاست:

اگه یه داور بذاریم که پشت دروازه‌ها وایسته و ببینه توپ‌ها دارن کجا میرن، می‌دونی چی میشه؟ همین توپ‌های زیراتمیِ شیطون و ناقلا، یهو سرشون رو می‌اندازن پایین و هرکدوم مثل بچۀ آدم از یکی از دروازه‌ها رد میشن، انگار نه انگار که دو دقیقۀ پیش داشتن چه آتیشی می‌سوزوندن! حالا اگه آقا یا خانوم داور یه لحظه سرش رو برگردونه و نگاه‌شون نکنه دوباره شروع می‌کنن به جنگولک‌بازی!

گفتم دیگه، اگه قرار بود چیزهای دور و برمون مثل ذرات زیراتمی رفتار کنن، دنیامون واقعاً عجیب‌غریب و مسخره می‌شد.

اما حالا با همۀ این حرف‌ها، این «فیزیک کوانتوم» به چه درد می‌خوره؟
به خیلی دردها! اما یکیش رو واست میگم که از همه مهم‌تره:

قبلش یه سؤال بپرسم. چندتا وسیلۀ الکترونیکی رو که خودت هم ازشون استفاده می‌کنی نام ببر.

آفرین: تبلت، لپ‌تاپ، تلویزیون، گوشی موبایل... اگه اهل بازی کردن باشی، وسایلی مثل ایکس‌باکس، پی‌اس فور، پی‌اس فایو...
به اینا میگیم وسایل الکترونیک چون توشون از یه ذرۀ شیطون زیراتمی استفاده میشه به اسم «الکترون». خب حالا تو بهم بگو اگه دانشمندها «فیزیک کوانتوم» بلد نبودن و نمی‌دونستن ذرات زیراتمی، به‌خصوص همین جناب الکترون چه‌جوری رفتار می‌کنه، چه‌جوری می‌تونستن ازش برای ساختن این وسایل استفاده کنن؟ معلومه که نمی‌تونستن و اون‌وقت ما هیچ‌کدوم از این وسایل رو نداشتیم. فکرشو بکن!

واسۀ اینه که «فیزیک کوانتوم» این‌قدر مهمه و واسۀ اینه که من سعی کردم اینا رو واست توضیح بدم، چون شاید در آینده، تو هم دوست داشته باشی یکی از همون دانشمندهای باحالی بشی که سعی می‌‍کنن سر از کار این ذرات دربیارن؛ ذراتی که همه‌چیزِ این دنیا؛ هر چی که دور و برمون می‌بینیم از اون‌ها ساخته شده و هرچقدر بیشتر ازشون سردربیاریم، می‌تونیم وسیله‌های بیشتری برای راحتی و تفریحِ خودمون و بقیه بسازیم و حالش رو ببریم.

مرسی که هستی!

دوست تو؛ فرهاد
بهار 1402 - گوهردشت کرج