فیزیک و فلسفه

فیزیک علمی است که روابط ریاضی یک پدیده را که خاصیت تکرار داشته باشد بصورت یک قانون بیان می کند هر چند ممکن است تعاریف متفاوتی از فیزیک ارائه داد ولی مهم آن است که علم فیزیک در مورد روابط بین اشیاء مادی بحث می کند.

 

فلسفه ، این دانش در پی توضیح اصل پدیده هاست هر چند در تعریف فلسفه بزرگان زیادی اظهار نظر کرده اند می توان این تعریف هگل را ذکر کرد(فلسفه تحقیق اشیاء به اندیشه و دیده خرد است) شاید بتوان گفت فلسفه روشنی بخش راهی است که دانش در آن طی مسیر می کند و به همین دلیل علم و فلسفه رابطه ای بسیار نزدیک و پیوسته برای درک جهان دارند اگر کل دانش را یک خط فرض کنیم تا جایی که مربوط به امور ماده و اشیا می شود را علم مادی و از آن به بعد که در وراء ماده است را ماوراء ماده یا متافیزیک گویند با این مقدمه نظرات فلسفی که توسط فیزیکدانان مطرح شده است را به طور مختصر مرور می کنیم.

 

بسیاری از دانشمندان اعصار گذشته از فلاسفه زمان خود بودند و تقریباً در تمام علوم زمانه خود احاطه داشتند در تاریخ مردانی از علوم مادی بودند که در عین حال دلمشغولی فلسفی نیز داشتند و سعی می کردند دیدگاه فلسفی خود را با پیشرفت علوم همزمان سازند خوب برگردیم به زمان خلق فیزیک به صورت کلاسه شده که از زمان گالیله و اسحاق نیوتن آغاز شد هنگامی که اسحاق نیوتن اصل جاذبه عمومی و گرانش را بنیان نهاد پرسشهایی در مورد علیت مطرح شد از جمله اگر علت وزن جاذبه است پس علت جاذبه چیست؟ هر چند اسحاق نیوتن در جواب می گفت اگر ما با دیدن چرخ دنده های ساعت به طرز کار آن پی ببریم ولی شناختی از نیرویی که باعث نوسان آونگ آن می شود نداشته باشیم همین پیشرفت خود گامی به جلو است و سعی می کرد از حیطه ای که منجر به سئوالات فلسفی می شود دوری کندپس از موفقیت کارهای گالیله و اسحاق نیوتن دیگاه مکانیکی جهان بسیار رونق گرفت ظاهرا با در نظر گرفت هر سیستم به صورت یک دستگاه و بکار بردن قوانین اسحاق نیوتن می توانستند علت حرکات و واکنشهای آن را توضیح دهند و این خود سرآغاز پرسشهایی در مورد موجبیت (جبر و اختیار)شد آیا انسان موجودی دارای اراده است و یا موجودی محکوم به قوانین مکانیکی است تصور مکانیکی که بعد از قرن هفدهم با قوانین اسحاق نیوتن حمایت می شد تصویری کاملا مکانیکی از جهان ترسیم می کرد به طوری که لاپلاس در جایی می گوید اگر ریاضیدان نابغه ای پیدا شد که بتواند تحولات تک تک ذرات یک سیستم را محاسبه کند می تواند پیش بینی کند کل سیستم در لحظه بعد به چه صورت خواهد بود البته تفکر ماشینی فهم بسیاری از مسائل طبیعت را فراهم آورد و در قرن هفدهم مکانیک نیوتنی زیر بنای فلسفه مادی به رهبری هابز بود در این طرز تفکر انسان را همانند ماشینی تصور می کردند که بدنی از ماده دارد حتی احساساتش را ناشی از حرکت مکانیکی ذرات بدنش می دانستند و کل جهان مانند ماشین عظیمی شباهت می یافت که هر کس در جای خود مانند چرخ دنده های ساعت مشغول کار می شد و هیچ اختیاری از خود نداشت و مسئول هیچ یک از اعمال خود نبود چون از خود اراده ای نداشت در این صورت آنچه را که ما از آن احساس به اراده می کنیم چیست؟

 

دکارت می گفت :محقق است که خدا قبلا همه چیز را مقدر کرده است و قدرت اراده فقط ناشی از اینست که ما به قسمی عمل می کنیم که از نیروی خارجی که به سبب آن مجبور به عمل خاصی هستیم آگاه نمی باشیم. دنیای جدیدی که گالیله و نیوتن.. ساخته بودند حتی عامه مردم را درگیر خود کرده بود هرچند مردم بصورت فطری از آن سر باز می زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده می کردند و به مقصود می رسیدند در واقع فیزیک کلاسیک از طرز تفکر موجبیت (دترمی سیسم ) دفاع می کرد و پایه استدلالات آن بر پایه منطق ریاضی بود و ظاهرا چاره ای جز قبول موجبیت در طبیعت نبود امانوئل کانت برای رفع این مشکل در مورد آزادی اراده می گوید اگر عالم فقط همین است (که می بینیم) در این صورت بدیهی است که اراده نمیتواند آزاد باشد یعنی که چیزی را که می بینیم شاید چیزی نباشد که در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون که کسانی که در زنجیر شده اند سایه ها را واقعیت می شمارند و نمی دانستند که سایه ها فقط سایه ای از واقعیت هستند!

 

کانت بدین صورت عقیده خود را بیان می کند که پدیده ها فقط نشانه ها و نمایشهایی از حقیقت مطلق هستند نه خود حقیقت و استدلال می کند که منشاء اصلی آنها باید در جایی غیر از این عالم پدیده ها باشد بطوری که هر چند یک پدیده با پدیده دیگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتی برای قبول علیت بین تولید کنندگان آن پدیده نباشداگر، توجه خود را به پدیده ها معطوف کنیم ظاهرا قوانین ماشینی و جبر درست هستند و اگر بتوانیم با حقیقتی که اساس و اصل پدیده ها ست تماس حاصل کنیم شاید ببینیم که چنین قانونی وجود ندارد کانت در ادامه می گوید هدفش اثبات آزادی اراده نبود بلکه فقط می خواست این مسئله را حل کند که حداقل طبیعت و آزادی متضاد هم نیستند البته آنان سعی می کردند آزادی اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور کامل موفق نشدند مکانیک نیوتنی توسط فرمولهای ریاضی پایه ریزی شده بود و ظاهرا شکست ناپذیر بنظر میرسید اما پس از مدتی مشخص شد آنگونه که در ابتدا فکر می کردند نمی توانند تمام پدیده ها را توجیه کنند از جمله خواص نور که خاصیت دوگانه ای از خود نشان می داد هم عصر نیوتن، هویگنس از لحاظ هندسی ثابت کرد که نور دارای خاصیت موجی است هر چند بعضی از پدیده ها با در نظر گرفتن خاصیت ذره ای نور قابل توجیه بوده با این حال در پدیده ها یی مانند تداخل و پراش نظریه ذره ای دچار مشکل می شد و در عوض نظریه موجی به طور کامل آنها را توجیه می کرد.

 

فیزیک کلاسیک با این تناقضات وارد مرحله جدیدی می شد اوایل قرن بیستم مصادف شد با چند انقلاب فکری در محدوده ها ی مختلف فیزیک از ذرات زیر اتمی تا کهکشانها دستخوش تحولات جدی گشت نظریه کلاسیک در مورد اثر گذاری دو جسم متحرک از راه دور فرض می کرد که در تمام فضا ماده ای به نام اتر وجود دارد و سرعت نور را نیز بی نهایت فرض می کرد اثبات عدم و جود اتر و آزمایشهایی که برای آشکارسازی اتر صورت گرفت دانشمندان را متقاعد کرد که اتر اصلا و جود خارجی ندارد و با عث شد دیدگاهی کامل تر از نظریه کلاسیک شکل گیرد، نظریه جدید نسبیت انیشتن که با فرض و اثبات متناهی بودن سرعت نور توانست بسیاری از تناقضات را حل کند.یکی از مسائلی که مکانیک کلاسیک نمی توانست آن را توضیح دهد پدیده تشعشع بود که پاسخ به آن منجر به پیدایش حوزه جدیدی در دنیای اتمی شد این انقلاب جدید انقلاب مکانیک کوانتومی بود نام ماکس پلانک خود را در این تحولات نشان می دهد که تابش را نیز چیزی مادی فرض کرد که از اتمها تشکیل شده بودند او پدیده تشعشع را همانند رگباری از انرژی تصور کرد و آنرا منقطع دانست که این مقادیر جدای انرژی تابش را کوانتوم نامید. تئوری او چند سال بعد توسط انیشتین فرمول بندی شد و به طور عملی در آزمایش فوتو الکتریک به اثبات رسید و از این رهگذر مفهوم فوتون وارد فیزیک شد.

 

بعد از شکل گیری مکانیک کوانتومی که افرادی مانند هایزنبرگ و بور در آن نقش اساسی داشتند و تحولات فیزیک جدید باعث نگرشهای جدیدی شد تصویری که ما از طبیعت داریم تنها جزئی از حقیقت است که بصورت قابل فهم می توانیم تصور کنیم در فیزیک جدید دو تصویر جزئی از طبیعت وجود دارد تصویر جزئی و تصویر موجی که هر کدام برای خود اهمیت دارند مثلا برای فهم پدیده فوتوالکتریک از تصویر ذره ای استفاده می کنیم یا برای فهم پدیده تداخل از خاصیت موجی استفاده می کنیم آیا طبیعت با این دوگانگی قابل فهم است؟ در اینجا می خواهم مثال تاریخی در مورد دوگانگیهای قوانین ساخته شده بدست بشر را یادآور شوم حرکات اجرام آسمانی همواره جالب بوده است و بطلمیوس در دوران زمین مرکزی توانست با فرض اینکه زمین مرکز جهان است با دقت خوبی مدارات سیارات و زمان طلوع و غروب آنها را محاسبه کند. قرنها بعد کوپرنیک ادعا کرد که زمین مرکز جهان نیست و مانند ذره ای کوچک همانند سیارات دیگر گرد خورشید می گردد این نظریه نیز توانست با دقت حرکت اجرام سماوی را پیشگویی کند پس دو سیستم که هر دو نتایج تقریبا یکسانی دارند در دست داشتند ولی کدام یک حقیقت را پیش بینی می کرد؟ اگر هر دو به یک صورت زمان بر آمدن سیاره ای را پیشگویی می کنند کدامیک بر دیگری ترجیح دارد؟

 

اگر هدف علم فقط پیشگویی وقایع آینده بصورت یک قانون باشد در آن صورت نمی توان یک قانون را واقعیت بیرونی اشیاء دانست شاید گفته انیشتین در مورد قوانین فیزیک جالب باشد که می گفت :قوانین فیزیک باید ساده باشند .پس اگر دو نظریه که نتایج معادلی داشته باشند در دست داشته باشیم آنکه ساده تر است قابل قبول تر است این نشان می دهد که دانش هیچگاه نمی تواند ادعا کند آنچه را که بیان می کند حقیقت مطلق است.

 

لاپلاس گفته بود اگر حالت فعلی تک تک ذرات را بدانیم حالت بعدی آن را می توانیم محاسبه کنیم که این به نوعی بیان قانون علیت است و مکانیک کلاسیک علیت را به وضوح نشان می دهد اما فیزیک جدید و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ در مکانیک کوانتومی بیان می کند که ما زمان حال یک ذره را هم نمی توانیم با دقت تعیین کنیم پس پیشگویی بعدی ما نیز نمی تواند دقیق باشد و نیز می گوید ما تنها می توانیم شناختی صرفا آماری داشته باشیم و آینده ای که پیش بینی می کنیم نیز آماری خواهد بود و هیچگاه نمی توانیم با دقت آینده را پیش بینی کنیم برای مثال اگر بخواهیم جای یک الکترون را دور هسته بدانیم باید دسته نوری که خود دارای انرژی هستند از آن بازتاب کند و چون الکترون کوچک است پس باید نوری با طول موج کوتاه را مورد استفاده قرار دهیم یعنی هر چقدر بخواهیم دقیق تر باشیم، باید طول موجها کوتاهی بکار ببریم که خود دارای انرژی بیشتری هستند و باعث انحراف الکترون از مسیر قبلی آن می شوند بعبارتی می توان گفت هر تلاش برای شناخت دقیق(البته از نقطه نظر ما) جهان به عامل مزاحمی بر می خورد که فقط اجازه می دهد شناخت نسبی از آن کسب کنیم هر چند بعضی ها عدم قطعیت را قبول ندارند و می گویند که این بخاطر جهل ماست با این حال فیزیک جدید در مورد موجبیت نظرات جدیدی ارائه کردند بورن در کتاب فلسفه طبیعی علت و شانس می نویسد شکی نیست که فرمالیزم مکانیک کوانتومی و تعبیر آماری آن در تنظیم و پیش بینی تجارب فیزیکی خیلی موفق بوده اما آیا اشتیاق به فهم و توضیح اشیاء را می توان با نظریه ای که وضوحا و بی پروا آماری و غیر موجبیتی است ارضا کند آیا، می توانیم به قبول شانس و نه علت به عنوان قانون متعالی جهان فیزیکی راضی باشیم.

 

به این سئوال جواب اینست که علیت به مفهوم درست آن حذف نمی شود بلکه تنها تعبیر سنتی از آن که با دترمی سیسم (جبرگرایی ) تطبیق می کند حذف میشود…علیت در تعریف، این اصل است که یک واقعیت فیزیکی بستگی به دیگری دارد و کاوش حقیقی کشف این و ابستگی است و این هنوز در مکانیک کوانتومی صادق است گرچه اشیا مورد مشاهده که برای آنها این وابستگی ادعا می شود متفاوتند، اینها احتمالات حوادث بنیادی هستند و نه خود حوادث فردی .

 

آلبرت انیشتین با مکانیک کوانتومی کاملا موافق نبود او معتقد بود یک نظریه کامل باید خود رویداد ها را توصیف کند نه فقط احتمال آنها را او می گوید: من ناچارم اعتراف کنم که برای تعبیر آماری ارزشی گذرا قائلم من هنوز به امکان ارائه طرحی از واقعیت یعنی نظریه ای که بتواند خود اشیاء را نمایش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ایمان دارم. انیشتین تا زمان مرگش حاضر به قبول مکانیک کوانتومی نشد.