กล่องแสงของไอน์สไตน์ (Einstein’s light box)

กล่องแสงของไอน์สไตน์ (Einstein’s light box)

การมาถึงของหลักความไม่แน่นอนนั้นถือว่าได้ว่าสร้างความเป็นสบายใจให้กับไอน์ไตน์เป็นอย่างมากเพราะดูเหมือนว่าโลกควอนตัมนั้นมันช่างแปลกประหลาดเป็นไปด้วยความน่าจะเป็นต่างจากโลกที่เราคุ้นเคยอยากมากมาย ไอน์สไตน์นั้นการตีความควอนตัมแบบโคเพนเฮเกนนั้นยังไม่สมบูรณ์ เขาจึงได้เสนอการทดลองทางความคิดเพื่อโจมตีว่าจริงแล้วหลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กนั้นจริงๆแล้วไม่เป็นจริง ในงานประชุมวิชาการ โซลเวย์ (Solvey Conference) ไอน์สไตน์ได้เสนอแนวคิดให้กับบอร์

ไอน์สไตน์เสนอว่ามีกล่องที่ประจุแสงไว้ในกล้อง(มองว่ามีอนุภาคโฟตอนเต็มไปหมดก็ได้) ภายในกล้องนั้นมีนาฬิกาที่ควบคุมประตูเล็กๆให้เปิดออกในช่วงเวลาที่เรากำหนด ขณะที่ประตูเปิดนั้น โฟตอนบางส่วนนั้นอาจจะวิ่งออกไป เราทำการชั่งน้ำหนักก่อนและหลักประตูเปิดแล้วปิดเรารู้ว่ามวลที่หดหายไปเท่าไรนั้นต้องเป็นมวลของแสงที่หนีออกไปจากกล้อง จากทฤษฏีของไอน์สไตน์ E=mc^2 นั้นทำให้เรารู้พลังงาน

จึงทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและเวลาตามหลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กนั้นไม่เป็นจริงอีกต่อไป เพราะเราสามารถคำนวนช่วงเวลาและพลังได้อย่างแน่นอนพร้อมๆกัน แนวคิดของไอน์สไตน์นั้นสร้างความหนักใจให้กับบอร์มากๆเพราะหากหลักความไม่แน่นอนโดนล้มนั้นหมายถึงโครงสร้างการตีความของโคเพนเฮเกนต้องสั่นคล่อนไปด้วย

ตามประวัติศาสตร์บอร์กลับไปยังโรงแรมและคิดหาคำอธิบายตลอดทั่งคืน สุดท้ายเขาก็เห็นจุดบอดในแบบจำลองของไอนส์ไตน์ซึ่งเป็นผลมาจากทฤษฏีสัมพัธภาพของไอนส์ไตน์เอง!!

บอร์เสนอว่าการที่เราต้องทำการชั่งน้ำหนักของกล่องนั้นเราต้องแขวนกล้องกับสปริงภายใต้แรงโน้มถ่วง เมื่อเปิดกล่องให้โฟตอนบางส่วนออกมานั้นจะทำให้กล้องนั้นเกิดการยกตัวขึ้น(เพราะเบาลง) แต่อย่างที่เรารู้อยู่ว่ากระบวนการวัดนั้นอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก และจากทฤษฏีสัมพัธภาพของไอน์สไตน์ เวลานั้นจะผ่านไปไม่เท่ากันในแต่ล่ะความสูงเพราะความโน้มถ่วงไม่เท่ากัน (เราอาจจะคิดว่ากล้องนั้นขยับขึ้นไปเพียงระยะเล็กน้อยมากๆแต่อย่างไรผลของแรงโน้มถ่วงนั้นก็มีอยู่ดี) ผลข้างต้นทำให้การคำนวนช่วงเวลาที่กล้องเปิดมีความไม่แน่นอน การนำเรื่องนี้เข้ามาคิดนั้นสุดท้ายเราสามารถพิสูจน์ได้ว่าหลักของความไม่แน่นอนนั้นยังคงเป็นจริงอยู่ (เพื่อให้เห็นภาพอาจจะต้องตามคณิตศาสตร์)

สุดท้ายควอมตัมแบบโคเพนเฮเกนนั้นยังคงอยู่ได้แต่นี้ก็ไม่ได้เป็นเพียงครั้งเดี่ยวที่ไอน์สไตน์หาทางโจมตีควอนตัม