Wednesday, October 5, 2022

ബെൽ അസമതകളും ഭൗതികത്തിലെ നോബൽ സമ്മാനവും

ജോണ്‍ ബെല്‍

ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തില്‍ എന്നെ ഏറെ ആകര്‍ഷിച്ച ചില അന്വേഷണങ്ങള്‍ക്കാണ് ഈ വര്‍ഷത്തെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ നോബല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്. അലെയ്ന്‍ ആസ്‌പെക്ടിനും മറ്റും നോബല്‍ സമ്മാനം കിട്ടിയതറിഞ്ഞപ്പോള്‍ ഏറെ സന്തോഷം തോന്നി. അതോടൊപ്പം ഒരു വലിയ ദു:ഖവും. ആസ്‌പെക്ടിന്റേയും മറ്റും പരീക്ഷണങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്ന ഗണിതശാസ്ത്ര അസമത(Mathematical Inequality)യെ രൂപീകരിച്ച ജോണ്‍ സ്റ്റെവര്‍ട്ട് ബെല്ലിന് ഇതില്‍ പങ്കാളിയാകാന്‍ കഴിയുന്നില്ലല്ലോയെന്നതാണ് ദു:ഖഹേതു. ബെല്‍ അന്തരിച്ച വര്‍ഷത്തില്‍ അദ്ദേഹത്തെ നോബല്‍ സമ്മാനത്തിനായി പരിഗണിച്ചതായി കേട്ടിട്ടുണ്ട്. മനുഷ്യധിഷണ രൂപീകരിച്ച ഏറ്റവും മഹത്തരമായ ഗണിതവാക്യങ്ങളായി ബെല്ലിന്റെ അസമതയെ വാഴ്ത്തിപ്പറഞ്ഞിട്ടുള്ളത് ഞാന്‍ എവിടെയോ വായിച്ചിട്ടുണ്ട്. ജോണ്‍ ബെല്‍ രചിച്ച 'ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തില്‍ പറയാവുന്നതും പറയാനാവാത്തതും' (Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics) എന്ന പുസ്തകത്തിന്റെ ഒരു ഫോട്ടോസ്റ്റാറ്റ് കോപ്പി കുറേ നാള്‍ എന്റെ പക്കലുണ്ടായിരുന്നു. അതിന് ആമുഖം എഴുതിയിരുന്നത് അലെയ്ന്‍ ആസ്‌പെക്ട് ആണെന്നതും ഓര്‍ക്കുന്നു. ജോണ്‍ ബെല്ലുമായി PCWഡേവിസ് നടത്തിയ ബിബിസി ഇന്റര്‍വ്യു വായിച്ചതും ഓര്‍ക്കുന്നു. 


1926. വര്‍ഷാന്ത്യമാകുമ്പോഴേക്കും ക്വാണ്ടംബലതന്ത്രത്തിലെ മര്‍മ്മപ്രധാനസിദ്ധാന്തങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച ഗണിതശാസ്ത്രചട്ടക്കൂട് ഏതാണ്ട് പൂര്‍ണ്ണമായിത്തന്നെ രൂപപ്പെട്ടുകഴിഞ്ഞിരുന്നു. എങ്കിലും, ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്ന ഗണിതശാസ്ത്രസമീകരണങ്ങളുടെ ഭൗതികവ്യാഖ്യാനങ്ങള്‍ പൂര്‍ണ്ണമായും വ്യക്തമായിരുന്നില്ല. വ്യാഖ്യാനങ്ങളിലെ വിയോജിപ്പുകള്‍ വളരെ ശക്തമായിരുന്നു. 1927ലും 1930ലും നടന്ന സോള്‍വേ കോണ്‍ഫറന്‍സുകള്‍ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ വ്യാഖ്യാനത്തെക്കുറിച്ചുളള സംവാദം കൊണ്ട് ശ്രദ്ധേയമായി. ഐന്‍സ്റ്റൈനും നീല്‍സ്‌ബോറും തമ്മില്‍ നടന്ന മഹത്‌സംവാദം, വ്യത്യസ്ത വ്യാഖ്യാനങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്ന രണ്ടു വിരുദ്ധ സ്‌ക്കൂളുകള്‍ക്കു ജന്മം നല്കി. അനിശ്ചിതത്വനിയമത്തെക്കുറിച്ചുളള, സോള്‍വേ കോണ്‍ഫറന്‍സുകളിലെ ബോര്‍-ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സംവാദത്തിന്റെ ഫലം 'ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പരാജയപ്പെട്ടെങ്കിലും ബോധ്യപ്പെട്ടില്ല'എന്നതായിരുന്നു. ഹൈസന്‍ബര്‍ഗ് സമീകരണങ്ങളുടെ സാധുതയെ അദ്ദേഹം സ്വീകരിച്ചുവെങ്കിലും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം അപൂര്‍ണ്ണമാണെന്ന നിലപാട് തുടര്‍ന്നു. ഇക്കാര്യം ശരിയായ രൂപത്തില്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രബന്ധം 1935ല്‍ ഫിസിക്കല്‍ റിവ്യൂവില്‍ പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തി. 'ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തെ കുറിച്ചുളള ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്ര വിശദീകരണങ്ങള്‍ പൂര്‍ണ്ണമാണോ?''എന്ന ശീര്‍ഷകത്തിലുളള ഈ പ്രബന്ധം ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍, ബോറിസ് പെഡോള്‍സ്‌കി, നാഥന്‍ റോസ്സണ്‍ എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്നു തയ്യാറാക്കിയതായിരുന്നു. ഒരു ചിന്താപരീക്ഷണമായിരുന്നു അത്. ഇത് ഇപിആര്‍ പ്രബന്ധം എന്നറിയപ്പെട്ടു. 

ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തേയും ഒരു ഭൗതികസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പൂര്‍ണ്ണതയേയും നിര്‍വചിച്ചുകൊണ്ടാണ് ഇ.പി.ആര്‍.പ്രബന്ധം ആരംഭിക്കുന്നത്. ഈ നിര്‍വചനങ്ങള്‍ ഇങ്ങനെയാണ്. 

(1) ഭൗതികവ്യവസ്ഥയെ ഒട്ടുംതന്നെ അലോസരപ്പെടുത്താതെ ഒരു ഭൗതികരാശിയുടെ മൂല്യം നിശിതമായ നിശ്ചിതത്വത്തോടെ (പൂര്‍ണ്ണമായ സംഭാവ്യതയോടെ) പ്രവചിക്കാനാകുമെങ്കില്‍ അത് ഭൗതികയാഥാര്‍ഥ്യത്തിന്റെ ഒരു മൂലകത്തെ പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നുണ്ട്. 

(2) ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തിന്റെ ഓരോ മൂലകത്തിനും അതിനെ സംബന്ധിച്ച ഭൗതികശാസ്ത്രസിദ്ധാന്തത്തില്‍ ഒരു പൂരകഭാഗ(counter part)മുണ്ടെങ്കില്‍ ആ സിദ്ധാന്തം പൂര്‍ണമാണെന്നു കരുതാവുന്നതാണ്. 

ഈ നിര്‍വചനങ്ങളുടെ തുടര്‍ച്ചയായി ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രപരമായ വിശദീകരണങ്ങളുടെ സാമാന്യസ്വഭാവവും ഒരു സവിശേഷ ഉദാഹരണവും വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഡേവിഡ് ബോം (David Bohm) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ പരിഷ്‌ക്കരിച്ച് അവതരിപ്പിച്ച ചിന്താപരീക്ഷണമാണ് പില്‍ക്കാലത്ത് ഏറെ പ്രചരിതമായത്.

ഇ.പി.ആര്‍.ചിന്താപരീക്ഷണത്തെ പരീക്ഷണശാലയില്‍ പരിശോധിക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഒരു അസമത(Inequality) രൂപപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ടാണ് ജോണ്‍ ബെല്‍ രംഗത്തെത്തുന്നത്. തന്റെ സൈദ്ധാന്തികനിഗമനങ്ങളിലെത്തുന്നതിന് ഇ.പി.ആര്‍.പരീക്ഷണത്തില്‍ പരാമര്‍ശിക്കപ്പെടുന്ന കണികകളുടെ സ്വഭാവമോ അവയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ബലങ്ങളോ ബെല്‍ പരിഗണിക്കുന്നില്ല. മറിച്ച്, വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട കണികകളില്‍ ഒരേസമയംതന്നെ നടത്തുന്ന മാനകപരീക്ഷണ(Measurement experiments)ങ്ങളില്‍ പരിഗണിക്കേണ്ടുന്ന പരസ്പര ബന്ധങ്ങളുടെ സൈദ്ധാന്തിക അതിര്‍ത്തികള്‍ നിര്‍വ്വചിക്കുകയും എല്ലാ മാനകപ്രക്രിയകളേയും നയിക്കുന്ന ഒരു തര്‍ക്കശാസ്ത്രനിയമം രൂപപ്പെടുത്തുകയുമാണ് ജോണ്‍ബെല്‍ ചെയ്തത്. ഇതിലേക്ക് മൂന്ന് അടിസ്ഥാന സങ്കല്പനങ്ങള്‍ അദ്ദേഹം സ്വീകരിക്കുന്നു. 

1. എല്ലാ ക്വാണ്ടം കണികകളും വ്യക്തമായി നിര്‍വ്വചിക്കപ്പെട്ട ഭൗതികഗുണങ്ങള്‍ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. 

2. ഏതെങ്കിലും സന്ദേശം പ്രകാശവേഗത്തേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നില്ല. 

3. ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം തര്‍ക്കശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനനിയമങ്ങളെ അംഗീകരിക്കുന്നുണ്ട്. 

ഒന്നാമത്തെ സങ്കല്പനം ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തെ കുറിച്ചുളളതാണ്. ഇത് നിരീക്ഷകന് പുറത്തുളള വസ്തുനുഷ്ഠയാഥാര്‍ത്ഥ്യം എന്ന സങ്കല്പനത്തെ അംഗീകരിക്കുന്നു. നിരീക്ഷകന്റെ ബോധത്തിനു പുറത്തു സ്വതന്ത്രമായി നിലനില്ക്കുന്ന ബാഹ്യലോകത്തെ കുറിച്ചാണ് ഇതു പറയുന്നത്. ഒരു കണികയിലെ ഭൗതികസ്വാധീനങ്ങള്‍ സ്ഥലീയമായി വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട അടുത്ത കണികയില്‍ അതേസമയംതന്നെ അനുഭവപ്പെടുന്നില്ലെന്നതാണ് രണ്ടാമത്തെ സങ്കല്പനം. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ പ്രത്യേക ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തം നല്‍കുന്ന നിര്‍ദ്ദേശമാണിത്. ഇവയോടൊപ്പം തര്‍ക്കശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനനിയമങ്ങളെ കൂടി സ്വീകരിച്ചുകൊണ്ട്, ഇരു കണികകളുടേയും ഒരേസമയത്തെ മാനകപരീക്ഷണങ്ങളില്‍ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന ഫലങ്ങളിലെ സാധ്യമാകുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ നിശിതമായ അതിരുകള്‍ ഒരു ഗണിതശാസ്ത്ര അസമതയിലൂടെ ജോണ്‍ബെല്‍ പ്രസ്താവിച്ചു. 

അലയ്ന്‍ ആസ്‌പെക്ടും മറ്റും നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ജോണ്‍ബെല്ലിന്റെ ഈ അസമതകളെ പരിശോധനക്ക് വിധേയമാക്കുകയുണ്ടായി. ആസ്‌പെക്ടിന്റെ പരീക്ഷണം ക്വാണ്ടം കണികകളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഈ അസമതകള്‍ അസാധുവാണെന്നു വ്യക്തമായി തെളിയിച്ചു. ഈ അസമതകള്‍ അനുവദിക്കുന്നതിനേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം സ്ഥലീയമായി വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട ക്വാണ്ടം കണികകള്‍ ആവശ്യപ്പെടുന്നുണ്ടെന്ന നിഗമനത്തിലാണ് ആസ്‌പെക്ട് എത്തിച്ചേരുന്നത്. പ്രപഞ്ചം അതിന്റെ സാകല്യത്തില്‍ തദ്ദേശീയമല്ലാത്ത പ്രഭാവങ്ങളെ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. അതായത്, ജോണ്‍ ബെല്‍ സ്വീകരിച്ച സങ്കല്പനങ്ങളില്‍ ഒരെണ്ണമെങ്കിലും സ്വീകാര്യമല്ലെന്നു വരുന്നു. ഇവയില്‍ ഏതെങ്കിലും ഒരു സങ്കല്പനത്തെ ഉപേക്ഷിക്കേണ്ടിവരികയാണെങ്കില്‍, പഴയ ഈഥര്‍ സിദ്ധാന്തത്തിലേക്കു തിരിച്ചുപോകേണ്ടി വന്നാല്‍പോലും, സവിശേഷ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ നിര്‍ദ്ദേശമായിരിക്കും താന്‍ ഉപേക്ഷിക്കുകയെന്നും, ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തെ കുറിച്ചുളള സങ്കല്പനത്തെ സംരക്ഷിക്കുകയെന്നത് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ കടമയാണെന്നും നേരത്തെ ഞാന്‍ സൂചിപ്പിച്ച അഭിമുഖസംഭാഷണത്തില്‍ ജോണ്‍ ബെല്‍ പറയുന്നുണ്ട്. മനുഷ്യബോധത്തിനു പുറത്തുനില്ക്കുന്ന ഭൗതികപ്രപഞ്ചമെന്ന യാഥാര്‍ത്ഥ്യത്തെ കുറിച്ചുളള സങ്കല്പനത്തെ ഉപേക്ഷിച്ചുകൊണ്ട് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ക്ക് പ്രവര്‍ത്തിക്കാനാവില്ലെന്ന കാര്യത്തിലാണ് ജോണ്‍ ബെല്‍ ഊന്നിയത്. എന്നാല്‍, ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലെ പ്രാദേശികമല്ലാത്തപ്രഭാവങ്ങളും വിദൂര,പരസ്പരാശ്രിതത്വങ്ങളും സന്ദേശപ്രേക്ഷണത്തിന് ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയില്ലെന്ന് തെളിയിക്കാവുന്നതിനാല്‍, സവിശേഷ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തിന് ഇത് ഒരു വെല്ലുവിളിയും ഉയര്‍ത്തുന്നില്ലെന്ന് ബോധ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. 


ഞാന്‍ എഴുതിയ 'ശാസ്ത്രവും തത്ത്വചിന്തയും' എന്ന പുസ്തകത്തില്‍ ഈ പരീക്ഷണങ്ങളെ കുറിച്ചു പറയുകയും പരീക്ഷണഫലങ്ങളെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സ്വീകരിച്ച ശുദ്ധയഥാതഥവാദത്തിന്റെ പരാജയമായി വ്യാഖ്യാനിക്കാവുന്നതാണെന്ന് എഴുതുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. മനുഷ്യബോധത്തിനു പുറത്തു സ്വതന്ത്രമായി നില്‍ക്കുന്ന പ്രകൃതിയെ കുറിച്ചുള്ള, വസ്തുനിഷ്ഠതയുടെ സങ്കല്‍പ്പനത്തിനെതിരായ വെല്ലുവിളികള്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ളില്‍ നിന്നു തന്നെ  ഉയരുന്നുണ്ടെന്നാണ് ഇതു സൂചിപ്പിക്കുന്നതെന്നും ഞാന്‍ എഴുതി. (ഇതിനെ ചൂണ്ടി, ബോര്‍ - ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സംവാദവും അതിന്റെ തത്ത്വചിന്താപരിണതികളും തീര്‍പ്പു കല്‍പ്പിക്കപ്പെട്ട വിഷയമായി ഞാന്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് ഈ പുസ്തകത്തെ നിരൂപണം ചെയ്ത തത്ത്വചിന്താ അദ്ധ്യാപകനായ എന്‍.കെ.ഷിനോദ് എഴുതിയിരുന്നു. എന്റെ നിലപാട് അങ്ങനെയല്ല. ഞാന്‍ തന്നെയും ആ വിഷയത്തില്‍ ഇപ്പോഴും സന്ദേഹിയാണ്.)

ഈ വര്‍ഷത്തെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ നോബല്‍ സമ്മാനം എന്റെ ശാസ്ത്ര, തത്വചിന്താ താല്‍പ്പര്യങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിഷയത്തിനാണെന്നു പറഞ്ഞു കൊണ്ടാണല്ലോ ഞാന്‍ തുടങ്ങിയത്. ഈ വിഷയത്തെ ആധാരമാക്കുന്ന ഒരു മലയാളപുസ്തകം 2005ല്‍ മാതൃഭൂമി ബുക്‌സിലൂടെ ഞാന്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരുന്നു. ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലെ ദാര്‍ശനികപ്രശ്‌നങ്ങള്‍. അതിന്റെ രണ്ടാമത്തെ പതിപ്പ് “ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിലെ ദാര്‍ശനികപ്രശ്‌നങ്ങള്‍” എന്ന ശീര്‍ഷകത്തില്‍ 2013ലും പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഈ വിഷയത്തില്‍ മലയാളത്തില്‍ എഴുതപ്പെടുന്ന ആദ്യത്തെ പുസ്തകമായിരുന്നു ഇത്. (മറ്റു രചനകള്‍ എന്റെ ശ്രദ്ധയില്‍ പെട്ടിട്ടില്ല എന്ന അര്‍ത്ഥത്തില്‍ മാത്രം ഈ വാക്യം വായിക്കുക. ഈ പുസ്തകത്തിന് പല പതിപ്പുകള്‍ ഉണ്ടാകേണ്ടതായിരുന്നു. എന്നാല്‍, ഈ പുസ്തകം പലപ്പോഴും പ്രദര്‍ശനശാലകളിലൊന്നും പ്രത്യക്ഷപ്പെടാതെ മാറ്റിനിര്‍ത്തപ്പെട്ട അനുഭവമാണ് ഉണ്ടായിരുന്നത്.) ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിലെ വ്യാഖ്യാനപ്രശ്‌നങ്ങള്‍ എന്ന ശീര്‍ഷകത്തില്‍ കേരളത്തിലെ  ചില കോളേജുകളില്‍ സെമിനാറുകളില്‍ ഞാന്‍ ഈ വിഷയം അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തിരുന്നു. കാലിക്കറ്റ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയുടെ ബിരുദാനന്തര ബിരുദ കോഴ്‌സിന് ഈ വിഷയത്തെ ആധാരമാക്കി Foundational Problem in Quantum Mechanics എന്ന ശീര്‍ഷകത്തില്‍ ഒരു സ്‌പെഷ്യല്‍ പേപ്പര്‍ ഞാന്‍ തയ്യാറാക്കിയ (പരിമിതികളുള്ള) സിലബസിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്തപ്പെട്ടിരുന്നു. ഇപ്പോള്‍ ആ രൂപത്തില്‍ അതു നിലനില്‍ക്കുന്നില്ലെന്നു തോന്നുന്നു.



No comments:

POPULAR POSTS

"യെവമ്മാരടെ മുട്ടന്‍ കള്ളങ്ങള്‍ക്ക് ഞായോം കേക്കൂല്ല."

"യെവമ്മാരടെ മുട്ടന്‍ കള്ളങ്ങള്‍ക്ക് ഞായോം കേക്കൂല്ല."

ഓട്ടോ റെനേ കാസ്റ്റിലോയുടെ ' അരാഷ്ട്രീയബുദ്ധിജീവികള്‍ ' എന്ന കവിത ഞാന്‍ വായിക്കുന്നത് 1982 ലാണ് . കെ . ജി . ശങ്കരപ്പിളളയുടെ വിവര്...