Schrödinger Cat : ഈ പ്രപഞ്ചം നമ്മൾ നോക്കുമ്പോൾ മാത്രം രൂപപ്പെടുന്ന ഒരു മായാലോകമാണോ?

നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണകളെ പാടേ മാറ്റിമറിച്ച ഒന്നാണ് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് (Quantum Mechanics). നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് കാണാൻ കഴിയാത്ത ആറ്റങ്ങളുടെയും ഉപആറ്റോമിക കണങ്ങളുടെയും (Subatomic particles) ലോകത്തെ നിയമങ്ങളെയാണ് ഇത് പ്രതിപാദിക്കുന്നത്. നമ്മൾ നിത്യജീവിതത്തിൽ കാണുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ചലനനിയമങ്ങളിൽ നിന്ന് തികച്ചും വ്യത്യസ്തവും വിചിത്രവുമാണ് ഈ സൂക്ഷ്മ ലോകം. ഈ വിചിത്രതയെ ലോകത്തിന് മുന്നിൽ അവതരിപ്പിക്കാൻ രൂപപ്പെടുത്തിയ ഒന്നാണ് 'ഷ്രോഡിംഗറുടെ പൂച്ച' (Schrödinger's cat) എന്ന ചിന്താപരീക്ഷണം.

ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ആശയമാണ് 'സൂപ്പർപൊസിഷൻ' (Superposition). ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരു കണം ഒരേസമയം ഒന്നിലധികം അവസ്ഥകളിൽ നിലകൊള്ളുന്ന പ്രതിഭാസമാണിത്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഒരേസമയം ഒരിടത്തും മറ്റൊരു സ്ഥലത്തും ഉണ്ടായേക്കാം. ഇത് നമ്മുടെ സാമാന്യ യുക്തിക്ക് നിരക്കുന്നതല്ല. നാം ജീവിക്കുന്ന വലിയ ലോകത്ത് (Macroscopic world) ഒരു പന്ത് ഒരേസമയം രണ്ട് സ്ഥലത്ത് ഇരിക്കുക എന്നത് അസാധ്യമാണ്. എന്നാൽ ആറ്റങ്ങളുടെ ലോകത്ത് ഇതാണ് സ്വാഭാവികം.

ഈ ആശയത്തെ എതിർത്തവരിലൊരാളായിരുന്നു പ്രശസ്ത ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ എർവിൻ ഷ്രോഡിംഗർ. തന്റെ സഹപ്രവർത്തകരായ നീൽസ് ബോർ, ഹൈസൻബെർഗ് എന്നിവർ മുന്നോട്ട് വെച്ച ഈ 'അസംബന്ധം' എത്രത്തോളം യുക്തിരഹിതമാണെന്ന് കാണിക്കാനാണ് അദ്ദേഹം ഒരു പൂച്ചയെ ഉദാഹരണമായി എടുത്തത്. ക്വാണ്ടം ലോകത്തെ നിയമങ്ങൾ വലിയ വസ്തുക്കളിലേക്ക് പ്രയോഗിച്ചാൽ എത്രമാത്രം വിചിത്രമായിരിക്കും എന്ന് ബോധ്യപ്പെടുത്തുകയായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം.

ഇതൊരു യഥാർത്ഥ പരീക്ഷണമല്ല, മറിച്ച് മനസ്സ് കൊണ്ട് ചിന്തിച്ചു നോക്കാവുന്ന ഒരു മാതൃകയാണ്. ഇതിനായി പുറത്ത് നിന്ന് കാണാൻ കഴിയാത്ത, വായു കടക്കാത്ത ഒരു ഉരുക്ക് പെട്ടി സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഈ പെട്ടിക്കുള്ളിൽ ഒരു പൂച്ചയെയും അതിനൊപ്പം സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു സംവിധാനവും സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ സംവിധാനത്തിൽ പ്രധാനമായും നാല് ഘടകങ്ങളാണുള്ളത്:

പെട്ടി അടച്ച് ഒരു മണിക്കൂർ കാത്തിരിക്കുകയാണെന്ന് കരുതുക. ഈ സമയത്തിനുള്ളിൽ ആറ്റം വിഘടിച്ചാൽ പൂച്ച മരിക്കും, വിഘടിച്ചില്ലെങ്കിൽ പൂച്ച ജീവനോടെ ഇരിക്കും. എന്നാൽ ക്വാണ്ടം നിയമപ്രകാരം, ആ ഒരു മണിക്കൂർ തികയുമ്പോൾ ആ ആറ്റം 'വിഘടിച്ച' അവസ്ഥയിലും 'വിഘടിക്കാത്ത' അവസ്ഥയിലുമായിരിക്കും. അതായത് രണ്ട് അവസ്ഥകളുടെയും ഒരു സംയോജനം (Superposition). അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ, ആ ആറ്റവുമായി ബന്ധിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന പൂച്ചയും ഒരേസമയം ജീവിച്ചിരിക്കുന്നതും മരിച്ചതുമായ ഒരു അവസ്ഥയിലായിരിക്കണം. നാം പെട്ടി തുറന്ന് നോക്കുന്നത് വരെ ഈ അവസ്ഥ തുടരും. പെട്ടി തുറന്ന് നിരീക്ഷിക്കുന്ന നിമിഷം മാത്രമാണ് പ്രകൃതി ഒരു തീരുമാനമെടുക്കുന്നത്.

ഈ പരീക്ഷണം വിരൽ ചൂണ്ടുന്നത് നിരീക്ഷണത്തിന്റെ (Observation) പ്രാധാന്യത്തിലേക്കാണ്. നമ്മൾ ഒരു വസ്തുവിനെ നിരീക്ഷിക്കുന്നത് വരെ അത് സാധ്യതകളുടെ ഒരു കടലിലായിരിക്കും. ക്വാണ്ടം ലോകത്ത് ഇതിനെ 'വേവ് ഫംഗ്ഷൻ' (Wave function) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. നാം ഒരു കണത്തെ നിരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ മാത്രമാണ് ആ തരംഗം ഒരു നിശ്ചിത സ്ഥാനത്തേക്ക് ചുരുങ്ങുന്നത് (Wave function collapse).

ഡബിൾ സ്ലിറ്റ് പരീക്ഷണം (Double Slit Experiment) ഇതിന് മികച്ച ഉദാഹരണമാണ്. ഇലക്ട്രോണുകളെ രണ്ട് വിടവുകളുള്ള ഒരു ഭിത്തിയിലേക്ക് പായിക്കുമ്പോൾ, അവ തരംഗങ്ങളെപ്പോലെ പെരുമാറുകയും രണ്ട് വിടവുകളിലൂടെയും ഒരേസമയം കടന്നുപോവുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ ഒരു ഉപകരണം വെച്ച് ഏത് വിടവിലൂടെയാണ് ഇലക്ട്രോൺ പോകുന്നത് എന്ന് നിരീക്ഷിക്കാൻ ശ്രമിച്ചാൽ, അവ പെട്ടെന്ന് സാധാരണ കണങ്ങളെപ്പോലെ പെരുമാറാൻ തുടങ്ങും. അതായത് നമ്മുടെ നിരീക്ഷണം ആ കണത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെ മാറ്റുന്നു.

യഥാർത്ഥത്തിൽ ഒരു പൂച്ചയ്ക്ക് ഒരേസമയം മരിക്കാനും ജീവിക്കാനും കഴിയില്ല. ഷ്രോഡിംഗർ തന്റെ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഉയർത്തിക്കാട്ടിയതും ഈ വൈരുദ്ധ്യമാണ്. ഇതിന് ശാസ്ത്രം നൽകുന്ന വിശദീകരണം 'ഡീകോഹറൻസ്' (Decoherence) എന്നാണ്.

സൂപ്പർപൊസിഷൻ എന്നത് അതീവ ദുർബലമായ ഒരു അവസ്ഥയാണ്. ഒരു കണം പ്രപഞ്ചത്തിലെ മറ്റേതെങ്കിലും കണവുമായി സമ്പർക്കത്തിൽ വന്നാൽ ആ അവസ്ഥ നഷ്ടപ്പെടും. ഒരു ആറ്റത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം അതിനെ ഒരു ശൂന്യതയിൽ ഒറ്റപ്പെടുത്തി നിർത്താം. എന്നാൽ ഒരു പൂച്ച കോടിക്കണക്കിന് ആറ്റങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണ്. അത് ശ്വസിക്കുന്നു, അതിൽ വെളിച്ചം തട്ടുന്നു, വായു തന്മാത്രകൾ അതിൽ വന്ന് ഇടിക്കുന്നു. അതായത്, നാം പെട്ടി തുറക്കുന്നതിന് മുൻപേ പ്രപഞ്ചത്തിലെ വായുവും താപനിലയും ആ പൂച്ചയെ നിരന്തരം 'നിരീക്ഷിച്ചു' കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഈ സമ്പർക്കം പൂച്ചയെ പെട്ടെന്ന് തന്നെ ഏതെങ്കിലും ഒരു ഭൗതിക അവസ്ഥയിലേക്ക് (ജീവൻ അല്ലെങ്കിൽ മരണം) മാറ്റുന്നു.

ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിലെ മറ്റൊരു വിചിത്ര പ്രതിഭാസമാണ് 'ക്വാണ്ടം എന്റാംഗിൾമെന്റ്' (Quantum Entanglement). രണ്ട് കണങ്ങൾ തമ്മിൽ സമ്പർക്കത്തിൽ വന്നാൽ അവ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രണ്ട് അറ്റത്താണെങ്കിലും പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കും എന്നതാണ് ഇതിന്റെ അർത്ഥം. ഒരു കണത്തിന് എന്ത് സംഭവിക്കുന്നുവോ, അത് പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ മറ്റേ കണത്തെ ബാധിക്കും. ഐൻസ്റ്റീൻ ഇതിനെ "ദൂരെയിരുന്ന് പേടിപ്പിക്കുന്ന പ്രവർത്തി" (Spooky action at a distance) എന്ന് വിളിക്കുകയും പരിഹസിക്കുകയും ചെയ്തു. വിവരങ്ങൾ പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കില്ല എന്നതായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ വാദം. എന്നാൽ പിൽക്കാലത്ത് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഈ പ്രതിഭാസം സത്യമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു.

ഇതൊക്കെ വെറും കഥകളാണെന്ന് തോന്നാമെങ്കിലും, നമ്മുടെ നിലനിൽപ്പ് തന്നെ ഇത്തരം ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചാണ്.

മനുഷ്യന്റെ ബോധമനസ്സ് (Consciousness) പോലും ഒരു ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസമാണെന്ന് റോജർ പെൻറോസിനെപ്പോലുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ വാദിക്കുന്നുണ്ട്. ഭൂരിഭാഗം ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഇത് അംഗീകരിക്കുന്നില്ലെങ്കിലും, പ്രപഞ്ചം നമ്മൾ വിചാരിക്കുന്നതിലും എത്രയോ മടങ്ങ് വിചിത്രമാണെന്ന് ഇത് ഓർമ്മിപ്പിക്കുന്നു.

നമ്മൾ കാണുന്ന ലോകം നാം കാണുന്നത് കൊണ്ട് മാത്രം ആ രൂപത്തിൽ നിലനിൽക്കുന്നതാണോ? ഷ്രോഡിംഗറുടെ പൂച്ച ഇന്നും ആ അടഞ്ഞ പെട്ടിക്കുള്ളിൽ സാധ്യതകളുടെ ലോകത്ത് ജീവിക്കുകയും മരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അത് നമ്മോട് പറയുന്നത് ഒന്നേയുള്ളൂ: പ്രപഞ്ചം കൃത്യമായി എഴുതിവെക്കപ്പെട്ട ഒരു പുസ്തകമല്ല, മറിച്ച് ഓരോ നിമിഷവും നമ്മളാൽ കൂടി നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു മഹാത്ഭുതമാണ്.