فيزيك و فلسفه

آفتاب‌‌نیوز : ابتداي فلسفه فيزيك
بسياري از دانشمندان اعصار گذشته از فلاسفه زمان خود بودند و تقريباً در تمام علوم زمانه خود احاطه داشتند. در تاريخ مرداني از علوم مادي بودند كه در عين حال دلمشغولي فلسفي نيز داشتند و سعي مي كردند ديدگاه فلسفي خود را با پيشرفت علوم همزمان سازند. اما فيزيك، به صورت كلاسه شده،  از زمان گاليله و اسحاق نيوتن آغاز شد. هنگامي كه اسحاق نيوتن اصل جاذبه عمومي و گرانش را بنيان نهاد پرسشهايي در مورد عليت مطرح شد. از جمله اگر علت وزن جاذبه است پس علت جاذبه چيست؟ هر چند اسحاق نيوتن در جواب مي گفت: "اگر ما با ديدن چرخ دنده هاي ساعت به طرز كار آن پي ببريم ولي شناختي از نيرويي كه باعث نوسان آونگ آن مي شود نداشته باشيم همين پيشرفت خود گامي به جلو است" و سعي مي كرد از حيطه اي كه منجر به سئوالات فلسفي مي شود دوري كند. پس از موفقيت كارهاي گاليله و اسحاق نيوتن ديگاه مكانيكي جهان بسيار رونق گرفت ظاهرا با در نظر گرفتن هر سيستم به صورت يك دستگاه و بكار بردن قوانين اسحاق نيوتن مي توانستند علت حركات و واكنشهاي آن را توضيح دهند و اين خود سرآغاز پرسشهايي در مورد موجبيت (جبر و اختيار) شد. آيا انسان موجودي داراي اراده است و يا موجودي محكوم به قوانين مكانيكي است؟ تصور مكانيكي كه بعد از قرن هفدهم با قوانين اسحاق نيوتن حمايت مي شد تصويري كاملاً مكانيكي از جهان ترسيم مي كرد به طوري كه لاپلاس در جايي مي گويد اگر رياضيدان نابغه اي پيدا شد كه بتواند تحولات تك تك ذرات يك سيستم را محاسبه كند مي تواند پيش بيني كند كل سيستم در لحظه بعد به چه صورت خواهد بود. البته تفكر ماشيني فهم بسياري از مسائل طبيعت را فراهم آورد و در قرن هفدهم مكانيك نيوتني زير بناي فلسفه مادي به رهبري هابز بود در اين طرز تفكر انسان را همانند ماشيني تصور مي كردند كه بدني از ماده دارد حتي احساساتش را ناشي از حركت مكانيكي ذرات بدنش مي دانستند و كل جهان مانند ماشين عظيمي شباهت مي يافت كه هر كس در جاي خود مانند چرخ دنده هاي ساعت مشغول كار مي شد و هيچ اختياري از خود نداشت و مسئول هيچ يك از اعمال خود نبود چون از خود اراده اي نداشت در اين صورت آنچه را كه ما از آن احساس به اراده مي كنيم چيست؟
 
فلسفه فيزيك از ديدگاه فيلسوفان
دكارت مي گفت: محقَّق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن و ... ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمينيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهراً چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست. همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليدكنندگان آن پديده نباشد. اگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد. كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند. البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند، هر چند بطور كامل موفق نشدند. مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهراً شكست ناپذير بنظر ميرسيد، اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد. همعصرِِ نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.

فيزيك كلاسيك از ديدگاه فلسفه 
فيزيك كلاسيك با اين تناقضات وارد مرحله جديدي مي شد. اوايل قرن بيستم مصادف شد با چند انقلاب فكري در محدوده ها ي مختلف فيزيك. از ذرات زير اتمي تا كهكشانها دستخوش تحولات جدي گشت. نظريه كلاسيك در مورد اثر گذاري دو جسم متحرك از راه دور فرض مي كرد كه در تمام فضا ماده اي به نام اتر وجود دارد و سرعت نور را نيز بي نهايت فرض مي كرد. اثبات عدم و جود اتر و آزمايشهايي كه براي آشكارسازي اتر صورت گرفت دانشمندان را متقاعد كرد كه اتر اصلا و جود خارجي ندارد و با عث شد ديدگاهي كاملتر از نظريه كلاسيك شكل گيرد؛ نظريه جديد نسبيت انيشتن كه با فرض و اثبات متناهي بودن سرعت نور توانست بسياري از تناقضات را حل كند. يكي از مسائلي كه مكانيك كلاسيك نمي توانست آن را توضيح دهد پديده تشعشع بود كه پاسخ به آن منجر به پيدايش حوزه جديدي در دنياي اتمي شد اين انقلاب جديد انقلاب مكانيك كوانتومي بود. نام ماكس پلانك خود را در اين تحولات نشان مي دهد كه تابش را نيز چيزي مادي فرض كرد كه از اتمها تشكيل شده بودند او پديده تشعشع را همانند رگباري از انرژي تصور كرد و آنرا منقطع دانست كه اين مقادير جداي انرژي تابش را كوانتوم ناميد. تئوري او چند سال بعد توسط انيشتين فرمول بندي شد و به طور عملي در آزمايش فوتو الكتريك به اثبات رسيد و از اين رهگذر مفهوم فوتون وارد فيزيك شد. بعد از شكل گيري مكانيك كوانتومي كه افرادي مانند هايزنبرگ و بور در آن نقش اساسي داشتند و تحولات فيزيك جديد باعث نگرشهاي جديدي شد. تصويري كه ما از طبيعت داريم تنها جزئي از حقيقت است كه بصورت قابل فهم مي توانيم تصور كنيم. در فيزيك جديد دو تصوير  از طبيعت وجود دارد: تصوير ذره اي  و تصوير موجي كه هر كدام براي خود اهميت دارند؛ مثلاً براي فهم پديده فوتوالكتريك از تصوير ذره اي استفاده مي كنيم يا براي فهم پديده تداخل از خاصيت موجي استفاده مي كنيم. آيا طبيعت با اين دوگانگي قابل فهم است؟ در اينجا مي خواهم مثال تاريخي در مورد دوگانگيهاي قوانين ساخته شده بدست بشر را يادآور شوم. حركات اجرام آسماني همواره جالب بوده است و بطلميوس در دوران زمين مركزي توانست با فرض اينكه زمين مركز جهان است با دقت خوبي مدارات سيارات و زمان طلوع و غروب آنها را محاسبه كند. قرنها بعد كوپرنيك ادعا كرد كه زمين مركز جهان نيست و مانند ذره اي كوچك همانند سيارات ديگر گرد خورشيد مي گردد. اين نظريه نيز توانست با دقت حركت اجرام سماوي را پيشگويي كند. پس دو سيستم كه هر دو نتايج تقريبا يكساني دارند در دست داشتند ولي كدام يك حقيقت را پيش بيني مي كرد؟ اگر هر دو به يك صورت زمان بر آمدن سياره اي را پيشگويي مي كنند كداميك بر ديگري ترجيح دارد؟
اگر هدف علم فقط پيشگويي وقايع آينده بصورت يك قانون باشد در آن صورت نمي توان يك قانون را واقعيت بيروني اشياء دانست. شايد گفته انيشتين در مورد قوانين فيزيك جالب باشد كه مي گفت : "قوانين فيزيك بايد ساده باشند .پس اگر دو نظريه كه نتايج معادلي داشته باشند در دست داشته باشيم آنكه ساده تر است قابل قبول تر است" اين نشان مي دهد كه دانش هيچگاه نمي تواند ادعا كند آنچه را كه بيان مي كند حقيقت مطلق است.
لاپلاس گفته بود اگر حالت فعلي تك تك ذرات را بدانيم حالت بعدي آن را مي توانيم محاسبه كنيم كه اين به نوعي بيان قانون عليت است و مكانيك كلاسيك عليت را به وضوح نشان مي دهد. اما فيزيك جديد و اصل عدم قطعيت هايزنبرگ در مكانيك كوانتومي بيان مي كند كه ما زمان حال يك ذره را هم نمي توانيم با دقت تعيين كنيم پس پيشگويي بعدي ما نيز نمي تواند دقيق باشد و نيز مي گويد ما تنها مي توانيم شناختي صرفاً آماري داشته باشيم و آينده اي كه پيش بيني مي كنيم نيز آماري خواهد بود و هيچگاه نمي توانيم با دقت آينده را پيش بيني كنيم براي مثال اگر بخواهيم جاي يك الكترون را دور هسته بدانيم بايد دسته نوري كه خود داراي انرژي هستند از آن بازتاب كند و چون الكترون كوچك است پس بايد نوري با طول موج كوتاه را مورد استفاده قرار دهيم. يعني هر چقدر بخواهيم دقيق تر باشيم، بايد طول موجها كوتاهي بكار ببريم كه خود داراي انرژي بيشتري هستند و باعث انحراف الكترون از مسير قبلي آن مي شوند. بعبارتي مي توان گفت هر تلاش براي شناخت دقيق جهان (البته از نقطه نظر ما)  به عامل مزاحمي بر مي خورد كه فقط اجازه مي دهد شناخت نسبي از آن كسب كنيم. هر چند بعضي ها عدم قطعيت را قبول ندارند و مي گويند كه اين بخاطر جهل ماست، با اينحال فيزيكدانان جديد در مورد موجبيت نظرات جديدي ارائه كردند. بورن در كتاب فلسفه طبيعي علت و شانس مي نويسد شكي نيست كه فرماليزم مكانيك كوانتومي و تعبير آماري آن در تنظيم و پيش بيني تجارب فيزيكي خيلي موفق بوده است. اما آيا اشتياق به فهم و توضيح اشياء را مي توان با نظريه اي كه وضوحًا و بي پروا آماري و غير موجبيتي است ارضا كند؟ آيا مي توانيم به قبول شانس و نه علت به عنوان قانون متعالي جهان فيزيكي راضي باشيم.  جواب اينست كه عليت به مفهوم درست آن حذف نمي شود بلكه تنها تعبير سنتي از آن كه با دترمينيسم (جبرگرايي ) تطبيق مي كند، حذف ميشود. عليت در تعريف، اين اصل است كه يك واقعيت فيزيكي بستگي به ديگري دارد و كاوش حقيقي، كشف اين و ابستگي است و اين هنوز در مكانيك كوانتومي صادق است گرچه اشيا مورد مشاهده كه براي آنها اين وابستگي ادعا مي شود متفاوتند، اينها احتمالات حوادث بنيادي هستند و نه خود حوادث فردي. 
آلبرت انيشتين با مكانيك كوانتومي كاملا موافق نبود او معتقد بود يك نظريه كامل بايد خود رويداد ها را توصيف كند نه فقط احتمال آنها را او مي گويد: "من ناچارم اعتراف كنم كه براي تعبير آماري ارزشي گذرا قائلم من هنوز به امكان ارائه طرحي از واقعيت يعني نظريه اي كه بتواند خود اشياء را نمايش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ايمان دارم." انيشتين تا زمان مرگش حاضر به قبول مكانيك كوانتومي نشد.
منبع : دانشنامه رشد