Tafsiran-tafsiran Yang Wujud Untuk Memahami Alam Kuantum

Oleh: Admin Fiziklah!

Dunia kuantum, seperti yang kita tahu adalah dunia bagi jasad berskala kecil yang melibatkan atom, zarah keunsuran dan apa-apa jua objek dalam julat 100 nanometer ke bawah. Skala kuantum ini juga sering disebut sebagai alam kuantum (quantum realm). Jika Mekanik Klasik adalah hukum fizik yang mentadbir jasad-jasad berskala makroskopik (yang mampu dilihat oleh mata kasar), Mekanik Kuantum pula adalah hukum yang mentadbir atom dan zarah dalam alam kuantum.

Rumus matematik (yang agak rumit) yang dinamakan fungsi gelombang (wave function) adalah “alat” yang menerangkan keadaan sesuatu sistem kuantum. Fungsi gelombang memberikan “pilihan” atau kebarangkalian kepada sesuatu zarah untuk mempunyai pelbagai sifat fizikal seperti kedudukan, momentum, dan sebagainya.

Hal ini bermakna, setiap zarah tidak mempunyai kedudukan atau momentum yang mutlak/sebenar pada satu-satu masa sehinggalah pengukuran (measurement) dilakukan. Apabila zarah tersebut diukur bagi mendapatkan kedudukannya, maka gelombang fungsi tersebut akan runtuh (collapse) dan hanya satu kedudukan sahaja yang akan “dipilih” untuk menjadi kedudukannya. Dengan kata lain, pada skala kuantum, kewujudan zarah dan atom adalah kebarangkalian semata-mata dan pengukuran menyebabkan sesuatu sifat itu menjadi mutlak.

Kita tidak benar-benar tahu apa yang berlaku dalam alam kuantum kerana ia terlalu kecil untuk disaksikan, tetapi kita mampu menafsir berdasarkan beberapa pandangan paara ahli. Tafsiran seperti yang telah disebut diberi gelaran Tafsiran Copenhagen (Copengen Interpretation) yang diasaskan oleh Neils Bohr dan dianggap tafsiran “piawai” bagi Mekanik Kuantum. Eksperimen bayangan (thought experiment) Kucing Schrödinger memberikan analogi mudah bagi menerangkan tafsiran ini. Selain tafsiran ini, terdapat banyak tafsiran lain dalam cubaan menerangkan apakah sebenarnya yang berlaku pada skala kuantum.

Tafsiran yang kedua popular selepas Copenhagen adalah Tafsiran Pelbagai Dunia (Many Worlds Interpretation). Ia mungkin kedengaran seperti sebuah cereka sains, tetapi, teruskan bersama kami! Menurut tafsiran ini, apabila sesuatu pengukuran dilakukan, semua kemungkinan yang diterangkan oleh gelombang fungsi akan berlaku serentak. Bagaimana? Apabila sifat sesuatu zarah diukur, alam semesta akan bercabang dan menjadi banyak, sering disebut sebagai multimesta (multiverse). Setiap alam semesta akan memiliki realiti yang berbeza dan mewakili salah satu daripada pelbagai kemungkinan tadi. Hasilnya, alam-alam semesta ini wujud secara selari dan jika kita hidup di alam semesta A misalnya, kita tidak akan tahu apa yang berlaku di alam semesta B, C dan sebagainya – kita tidak tahu pun bahawa alam-alam semesta yang tadi itu wujud! Tafsiran ini merupakan idea asas bagi filem-filem cereka sains yang menjadikan alam semesta selari (parallel universe) sebagai tema utama filem.

Tafsiran Sejarah Sejajar (Consistent Histories Interpretation) menyatakan bahawa kebarangkalian tidak merujuk kepada pengukuran, tetapi kepada keadaan fizikal di dalam sistem itu sendiri. Pengasasnya, Robert Griffiths menekankan bahawa kemungkinan untuk wujud pelbagai realiti di dalam alam kuantum sebagai sesuatu yang tidak munasabah. Menurutnya lagi, anda boleh mengambil gambar sebuah gunung dari pelbagai sudut, dan gambar-gambar tersebut boleh digabungkan untuk menghasilkan satu gambar yang sejajar dengan realiti atau keadaan sebenar gunung tersebut. Dalam fizik kuantum, anda boleh mengukur sifat sesuatu zarah (posisi atau halaju), walau bagaimanapun, anda tidak akan mampu menggabungkan kedua-dua pengukuran ini bagi membentuk gambaran yang sejajar dengan realiti zarah tersebut sebelum pengukuran dilaksanakan. Hal ini kerana, tiada posisi dan momentum sebenar yang wujud serentak sebelum pengukuran. Hakikat bahawa gelombang fungsi mampu menerangkan keadaan sebegitu bermakna ia adalah konstruk matematik semata-mata bagi mengira kebarangkalian jujukan peristiwa atau sejarah. Dalam kehidupan sebenar, peristiwa-peristiwa terbabit akan memberitahu cerita yang sejajar.

Selain daripada tiga tafsiran di atas, Mekanik Kuantum mempunyai pelbagai tafsiran lain yang cuba untuk menerangkannya. Dalam sebuah tinjauan, majoriti fizikawan memilih Tafsiran Copenhagen sebagai tafsiran kegemaran mereka. Sesungguhnya, setakat ini, kita tidak tahu jika ada tafsiran yang lebih tepat berbanding tafsiran-tafsiran lain. Sehingga itu, anda mempunyai kebebasan untuk memilih pegangan anda dalam hal ini!