මේ ලිපිවල ඇතැම් විට අංශුවෙහි ප්‍රවේගය පිහිටීම ආදී වශයෙන් ව්‍යවහාර වනු දැකිය හැකි ය. එහෙත් ඒ සෑම අවස්ථාවක ම ඉන් කියැවෙන්නේ වෙනත් අංශුවකට හෝ වස්තුවකට හෝ සාපේක්‍ෂව යම්කිසි රාමුවක් විෂයයෙහි අංශුවෙහි ප්‍රවේගය හෝ පිහිටීම හෝ බව වටහාගත යුතු ය. අංශුවකට හෝ වස්තුවකට හෝ නිරපේක්‍ෂ පිහිටීමක් හෝ ප්‍රවේගයක් හෝ නැත. එබැවින් යම්කිසි අතපසු වීමක් නිසා සාපේක්‍ෂතාව සඳහන් වී නොමැති නම් කියැවීමෙහි දී එහි සාපේක්‍ෂතාව සහිතව කියවීමට පුරුදුවීම වැදගත් වෙයි.
උඩ දමන ලද කාසියක් ආපසු පෙළොවට වැටීමෙන් පසු කාසිය උඩදැමූ අයට හෝ වෙනත් නිරීක්‍ෂකයකුට හෝ සාපේක්‍ෂව පිහිටුම් දෙකකින් එකක් පමණක් ගන්නා බව අපි සඳහන් කළෙමු. එහි දී කාසියේ රූපය ඇති පැත්ත එක්කෝ උඩුඅත් සිරස අතට හැරී තිබිය යුතු ය. නැතහොත් ඒ පැත්ත යටිඅත් සිරස අතට හැරී තිබිය යුතු ය. වෙනත් අයුරකින් කියන්නේ නම් රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට ඇඳි රේඛාව උඩුඅත් සිරස සමග සාදන කෝණය එක්කෝ ශූන්‍ය වෙයි. නැත්නම් π වෙයි.
එහෙත් කාසිය පොළොවෙන් උඩට චලනය වන අවස්ථාවක දී හෝ ආපසු පොළොවට ඇදී එන අවස්ථාවක දී හෝ කාසියේ රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට අඳින රේඛාව උඩුඅත් සිරස සමග 0 හා π අතර පිහිටි ඕනෑම කෝණයක් (එම කෝණ දෙකත් ඇතුළුව) සෑදිය හැකි ය. එසේ වුවත් ඕනෑම අවස්ථාවක එම කෝණය නිශ්චිත අගයක් ගනියි. ආරෝහණයේ දී හෝ අවරෝහණයේ දී හෝ කෝණය වෙනස් වෙයි. කාසිය භ්‍රමණය වන බැවින් එසේ කෝණයේ වෙනස්වීමක් සිදුවෙයි.
කාසිය උඩට හෝ පහතට හෝ චලනය වන ඕනෑම අවස්ථාවක දී කාසියට ඇත්තේ එක් පිහිටීමක් පමණ ය. ඒ ඕනෑම අවස්ථාවක කාසියේ ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත පිහිටීමක් ඇති අතර කාසියේ රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට අඳින රේඛාව උඩුඅත් සිරස සමග නිශ්චිත කෝණයක් සාදයි. එමෙන් ම එම රේඛාව කාසියෙහි ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය ඔස්සේ යන තිරස් තලය මත ඇතිකරන ප්‍රක්‍ෂෙපණය එම තලයෙහි අචල රේඛාවක් සමග නිශ්චිත කෝණයක් සාදයි. එනම් කාසියට යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අවකාශයෙහි නිශ්චිත පිහිටීමක් වෙයි.
එපමණක් නො වේ. කාසියෙහි ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත ප්‍රවේගයකින් චලනය වෙයි. එමෙන් ම කාසියට නිශ්චිත කෝණික ප්‍රවේගයක් ද වෙයි. වෙනත් අයුරකින් කියන්නේ නම් කාසියෙහි ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත පිහිටීමක්, කාසියෙහි රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට ඇඳි රේඛාවට නිශ්චිත පිහිටීමක්, ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත ප්‍රවේගයක්, එබැවින් කාසියට නිශ්චිත රේඛීය ගම්‍යතාවක්, හා කාසියට නිශ්චිත කෝණික ප්‍රවේගයක්, එබැවින් කාසියට නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක් වෙයි.
සම්භාව්‍ය කාසියක් සඳහා අපට මේ සියළු රාශි එක්විට නිරීක්‍ෂණය කළහැකි අතර ඒ සඳහා විවිධ උපක්‍රම භාවිතා කළ හැකි ය. උදාහරණයක් වශයෙන් අපට කාසියේ ඡායාරූපයක් ගත හැකි ය. එවිට අපට ලැබෙනු ඇත්තේ කාසියේ පිහිටීම පිළිබඳ නිශ්චිත වැටහීමකි. අප කාසියේ යම් ගුණයක් නිරීක්‍ෂණය කළ පමණින් කාසියේ අවස්ථාව වෙනස් නො වේ. යම් ක්‍ෂණයක දී අප මැන්නත් නැතත් කාසියට අදාළ පිහිටීම (ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයේ පිහිටීම මෙන් ම කාසියෙහි ඇළවීම), අදාළ රේඛීය ගම්‍යතාව හා කෝණික ගම්‍යතාව වෙයි.
මැනීමෙන් ඒ කිසිදු අගයක් වෙනස් නොවන අතර අපට ලැබෙන්නේ මැනීමට පෙර කාසියෙහි ඒ ඒ ගුණවලට තිබූ අගයන් ය. මෙහි දී වැදගත් වන්නේ මැනීම හේතුවෙන් කාසියේ අවස්ථාව වෙනස් නො වීම ය. එමෙන් ම පිහිටීම් (ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි පිහිටීම හා කාසියේ ඇළවීම) හා ගම්‍යතා (රේඛීය හා කෝණික) එක්විට මැනගත හැකි වීම ය. මෙය අපේ සාමාන්‍ය අත්දැකීම වන අතර සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය අංශුවල හා වස්තුවල ගුණයක් ද වෙයි.
එහෙත් ක්වොන්ටම් අංශු හා වස්තු සම්බන්ධයෙන් එවැන්නක් කිවහැකි නො වේ. කාසිය ක්වොන්ටම් වස්තුවක් යැයි අපි උපකල්පනය කරමු. එහෙත් උපකල්පනයත් සමග අපි අමාරුවේ වැටෙන්නෙමු. ක්වොන්ටම් අංශුවක හෝ වස්තුවක හෝ පිහිටීම දන්නේ නම් අපි එහි ගම්‍යතා නොදනිමු. ක්වොන්ටම් කාසිය හා එහි ඇළවීම අප දන්නේ, එනම් අපට නිරීක්‍ෂණය කළ හැක්කේ, ඒ වෙනුවෙන් යම් පරිත්‍යාගයක් කිරීමෙනි. ඒ පරිත්‍යාගය හේතුවෙන් අපට කාසියේ ගම්‍යතා ගැන කිසිවක් කිව නො හැකි ය. එයට හේතුව කාසියට රේඛීය ගම්‍යතා මෙන් ම කෝණික ගම්‍යතා ද රාශියක් තිබීම ය.
උදාහරණයක් වශයෙන් ගතහොත් කාසියෙහි ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට රේඛීය ගම්‍යතා රාශියක් වෙයි. එබැවින් ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට රේඛීය ප්‍රවේග රාශියක් වෙයි. ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයට ප්‍රවේග රාශියක් ඇත්නම් ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි ප්‍රවේගයක් අපට නිරීක්‍ෂණය කළ නො හැකි ය. අප ප්‍රවේග රාශියක් ඇති ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයක් නිරී’ක්‍ෂණය කරන්නේ කෙසේ ද? එසේත් නැත්නම් කෝණික ප්‍රවේග රාශියක් සහිත කාසියක් නිරීක්‍ෂණය කරන්නේ කෙසේ ද? අප කැමරාවකින් ක්වොන්ටම් කාසියක ඡායාරූපයක් ලබාගතහොත් අපට කිනම් සේයාරුවක් ලැබේ ද?
එහෙත් එයටත් වඩා බැරෑරුම් ප්‍රශ්නයක් වෙයි. අපට ක්වොන්ටම් කාසියක් උඩ දැමිය හැකි ද? ක්වොන්ටම් කාසිය උඩදැමීමට එය අතට ගත යුතු ය. එනම් ක්වොන්ටම් කාසියට නිශ්චිත පිහිටීමක් තිබිය යුතු ය. එය අපේ අතේ රඳවාගෙන සිටීම හේතුවෙන් එයට නිශ්චිත පිහිටීමක් ලැබෙයි. ක්වොන්ටම් කාසියට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත පිහිටීමක් ඇති බැවින් එයට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත රේඛීය ප්‍රවේගයක් තිබිය නො හැකි ය. එමෙන් ම ක්වොන්ටම් කාසියට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත ඇළවීමක් තිබෙන බැවින් එයට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක් ද තිබිය නො හැකි ය.
සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය කාසියක් උඩ දැමීමට පෙර අපි එය නිශ්චලව අතේ රඳවා ගනිමු. එනම් අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියට, එනම් අප දන්නා සාමාන්‍ය කාසියකට, අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත පිහිටීමක් ද ගම්‍යතාවක් (ප්‍රවේගයක්) ද වෙයි. අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියේ ගම්‍යතාව ශූන්‍ය වෙයි. ඒ අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසිය නිශ්චලතාවේ පිහිටි බැවිනි. නිව්ටෝනීය කාසියක් සම්බන්ධයෙන් එහි ප්‍රශ්නයක් නැත්තේ ඒ කාසිවලට යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව එක්විට පිහිටීමක් මෙන් ම ගම්‍යතාවක් ද තිබිය හැකි බැවිනි.
කාසිය උඩදැමීමේ දී අප කරන්නේ එසේ අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චලතාවෙන් අපේ අතේ රඳවා ගත් කාසියට උඩු අතට ආවේගයක් ලබා දීම ය. ඒ ආවේගය හේතුවෙන් නිව්ටෝනීය කාසියට උඩු අතට (සිරස්ව වීම අනිවාර්ය නො වේ) ප්‍රවේගයක් ද භ්‍රමණයක් ද (කෝණික ප්‍රවේගයක්) ලැබෙයි. වෙනත් වචනවලින් කිවහොත් ආවේගයත් සමග අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියට නිශ්චිත ඇළවීමක් සහිත පිහිටීමක් ද නිශ්චිත රේඛීය හා කෝණික ගම්‍යතා ද වෙයි. සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය භෞතික විද්‍යාවට අනුව එසේ වීමට ඉඩකඩ ඇතිවා පමණක් නොව එය එසේ ම සිදුවිය යුතු ය.
එහෙත් ක්වොන්ටම් භෞතිකයෙහි දී එය එසේ සිදු නො වෙයි. එයට හේතුව ක්වොන්ටම් භෞතිකයෙහි දී යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අංශුවකට හෝ වස්තුවකට හෝ එක්විට පිහිටීමක් හා අදාළ නිශ්චිත ගම්‍යතාවක් තිබිය නොහැකි වීම ය. ස්කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි පිහිටීම දත්විට ක්වොන්ටම් කාසියට නිශ්චිත රේඛීය ගම්‍යතාවක් (ප්‍රවේගයක්) තිබිය නො හැකි ය. එමෙන් ම ක්වොන්ටම් කාසියේ ඇළවීම දත්විට නිරීක්‍ෂකයාට ස්පේක්‍ෂව නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක් (ප්‍රවේගයක්) තිබිය නො හැකි ය.
පළමුවෙන් ම ක්වොන්ටම් කාසියක් නිශ්චලව අතේ රඳවාගත නො හැකි ය. එයට හේතුව එසේ අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චලව අතේ රඳවා ගැනීම යනු අපට සාපේක්‍ෂව ක්වොන්ටම් කාසියට එක්විට ඇළවීමක් ඇතුළු පිහිටීමක් හා ශූන්‍ය වූ නිශ්චිත රේඛීය හා කෝණික ගම්‍යතා තිබීම ය. එනම් අපට ඒ ගුණවලට නිශ්චිත අගයන් මැනීමෙන් ලබාගැනීමට හැකි වීම ය. එහෙත් ක්වොන්ටම් භෞතිකයෙන් කියැවෙන්නේ අපට ක්වොන්ටම් අංශුවක පිහිටීම් හා ගම්‍යතා එක්විට මැනගැනීමට නො හැකිවීම ය. ක්වොන්ටම් කාසියට ආවේගයක් ලබාදීමේ දී ද අපට එවැනි ප්‍රශ්නවලට මුහුණදීමට සිදු වෙයි.
එසේ නම් අප ක්වොන්ටම් කාසියක් උඩ විසිකරන්නේ (ප්‍රක්‍ෂෙපණය කරන්නේ) කෙසේ ද? එය කළ නොහැක්කක් ද නො වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝන ෆෝටෝන ආදිය ක්වොන්ටම් අංශු වශයෙන් සැලකෙයි. ෆෝටෝන ධාරා ප්‍රක්‍ෂෙපණය කිරීම සුලබ අත්දැකීමකි. සුප්‍රසිද්ධ ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී ද ෆෝටෝන හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන වැනි අංශු ප්‍රක්‍ෂෙපණය කෙරෙයි. මෙහි දී සිදුවන්නේ කුමක් දැයි අප විශ්ලේෂණය කල යුතු ය.
ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශුව සිදුරු එකකින් යන්නේ ද නැත්නම් දෙකෙන් ම යන්නේ ද යන ප්‍රශ්නය ඇතිවෙයි. බටහිර භෞතික විද්‍යාඥයන්ට අනුව එය එක් සිදුරකින් පමණක් යන බව දැනගත්විට අදාළ අංශුව, අංශුවක් ලෙස ද සිදුරු දෙක ම ඔස්සේ යන බව දන්නා විට අදාළ අංශුව තරංගයක් ලෙස ද ක්‍රියාකරයි. අදාළ අංශුව කිසිවිටෙකත් එක්විට අංශුවක් හා තරංගයක් ලෙස ක්‍රියා නො කරයි.
මේ පරීක්‍ෂණයෙහි විවිධ ස්වරූප අපි පසුව සාකච්ඡා කරමු. පසුගිය වසරේ සිදුකරන ලද පරීක්‍ෂණ හේතුවෙන් ඒ පිළිබඳ බටහිර භෞතික විද්‍යාඥයන්ගේ අවධානය නැවතත් යොමු වී ඇත. ඒ පිළිබඳ සාකච්ඡාවකට පෙර ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශු ප්‍රක්‍ෂෙප කෙරෙන්නේ කෙසේ ද යන්න දැන සිටිය යුතු ය. පැහැදිලිව ම මේ පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශුව (එය ෆෝටෝනයක් වුවත් ප්‍රොටෝනයක් වුවත් අපි එයට අංශුවක් යැයි කියමු. ඇතැම් විට එය අංශුවක්වත් තරංගයක්වත් නොවිය හැකි ය) එක් සිදුරක් තුළින් යන්නේ ද සිදුරු දෙකම තුළින් යන්නේ ද ආදී ප්‍රශ්න සාකච්ඡා කෙරෙයි.
මෙහි දී කිවහැක්කේ අදාළ අංශුවට නිශ්චිත පිහිටීමක් නැති බව ය. අදාළ අංශුව එක් සිදුරක් තුලින් නැත්නම් සිදුරු දෙකම තුළින් ගමන් කරන්නේ ද යන ප්‍රශ්නය පැන නගින්නේ එබැවිනි. අදාළ අංශුවට නිශ්චිත පිහිටීමක් නැතිවුවත් නිශ්චිත ගම්‍යතාවක් වෙයි. එය එසේ ම විය හැකි යැයි වෙනත් කරුණක් නිසා ද සිතිය හැකි ය. ගම්‍යතාව යන්න ශක්තිය සමග බැඳී ඇත. ඒ අතර පිහිටීම යන්න කාලය සමග බැඳී ඇත. ඒ එසේ වන්නේ අයින්ස්ටයිනීය සාපේක්‍ෂතාවාදය හේතුවෙනි.
අයින්ස්ටයිනීය සාපේක්‍ෂතාවාදය අනුව කාලය හා අවකාශය එකිනෙකින් වෙන්වී නැත. කාලය හා අවකාශය අවකාශ –- කාලය නමින් එකම සන්තානයක් (continuum) වෙයි. එබැවින් යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාප්ක්‍ෂව අංශුවක පිහිටීම හා කාලයෙහි අගය එකට ගැටගැසී ඇත. ඉන් ව්‍යුත්පන්න කළහැකි කරුණක් වනුයේ යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අංශුවක ගම්‍යතාව හා ශක්තිය එකට බැඳී ඇති බව ය. එය ශක්ති –- ගම්‍යතාව (energy – momentum) ලෙස හැඳින්වෙයි.
