نسبت فيزيك امروز و فلسفه
نور چيست؟ ذره است يا موج؟ هر دو؟ هيچكدام؟ همين سوالهاي به ظاهر ساده، بلوايي در نحله هاي فلسفي قرن 20 پديد آورد كه هنوز پس لرزه هاي آن، فرو نحفته است. هنوز پژواك داد و بيداد هاي اينيشتن و بور در شهر سولوي، پيچيده و دامنه ي آن فرن جديد را نيز در بر گرفته است. سر جيمز جينز، كوشيده در اين مقاله، نگاهي از رو به رو به اين بلوا داشته باشد.
* • تصویر ذره ای و تصویر موجی
هرچند از طرز کار طبیعت تصویر کاملی که قابل فهم ما باشد نمی تواند وجود داشته باشد، مع ذلک می توانیم تصاویری که جزئی از حقیقت را به نحو قابل فهم نمایش دهد تصور کنیم. در فیزیک جدید دو تصویر جزئی طبیعت وجود دارد یکی تصویر ذره ای و دیگری تصویر موجی. البته هیچ یک از این دو تصویر آیینة تمام نمای عالم واقع نیست.
به همین قیاس، مثلاً ممکن است در یک اطلس جغرافیایی دو تصویر از آمریکای شمالی که روش تصویری آن ها مختلف باشد داشته باشیم البته هیچ کدام تمام خصوصیات جغرافیایی آمریکا را نشان نمی دهد؛ ولی هریک قسمتی از آن خصوصیات را به خوبی می نمایاند. مثلاً اگر در روش تصویری توجه به ثبات ضریب تصویر مساحات باشد، واضح است که نسبت سطح دو قطعه با دقت نموده خواهد شد ولی شکل آن ها صحیح نیست، و حال آن که در تصویر به روش مرکاتور(1) اشکال صحیح نموده خواهد شد ولی نسبت مساحات درست نیست؛ و مادام که بخواهیم نقشة آمریکا را روی کاغذ مسطح رسم کنیم، این نقص غیرقابل اجتناب است. به عبارت دیگر، تاوان مقید ساختن نقشه به این که باید در کتاب اطلس قابل درج باشد قبول این نقص است.
نقوشی که ما از طبیعت رسم می کنیم دارای همین محدودیت هاست و برای این که نقش طبیعت برای ما قابل درک باشد باید بهای آن را با قبول این محدودیت ها بپردازیم. چون نمی توانیم یک تصویر کامل داشته باشیم دو تصویر ناقص می کشیم و برحسب این که بخواهیم یک خاصیّت یا خاصیّت دیگر طبیعت به دقت معیّن گردد، به این یک یا آن یک رجوع می کنیم. از ملاحظة طبیعت معیّن می شود کدام یک از آن دو تصویر برای مقصود مورد بحث مناسب است؛ مثلاً می دانیم که برای بیان رویداد فوتوالکتریک باید تصویر ذرهّ ای را به کار بریم و برای فهم روشنایی باید تصویر موجی را به کار بریم و غیره.
با این وصف برخی از خواص طبیعت به قدری عام و پردامنه است که هیچ یک از این دو تصویر نمی تواند آن را چنان که باید توصیف کند. در این گونه موارد باید از هر دو تصویر استفاده کنیم، و گاه این دو تصویر اطلاعات مخالف و متناقض می دهند. در این حال حقیقت کدام است؟
مثلاً آیا قانون علیّت بر طبیعت حاکم است یا خیر؟ تصویر ذره ای در پاسخ می گوید: نه.
حرکات ذرات من فقط با حرکات اتفاقی جهش های کانگورو قابل مقایسه است و هیچ قانون علیتی بر این جهش حکمفرما نیست. ولی تصویر موجی در پاسخ می گوید: آری. امواج من در هر لحظه بالضروره و منحصراً به یک صورت از امواج لحظة قبل نتیجه می شوند. و نیز آیا ساختمان نهایی عالم ذره ای است یا نه؟
جواب تصویر ذره ای این است که در عالم، الکتریسیته و تابش و ماده فقط به صورت آحاد غیر قابل تقسیم موجودند. ولی تصویر موجی می گوید که چنین مفهومی اصلاً نمی شناسد.
ظاهراً این دو تصویر هریک به نحوی حکایت می کنند، ولی باید به یاد داشت که هردوی آن ها به یک اندازه قابل اطمینان نیست. تصویر ذرّه ای برای بیان تحقیقات نظریة سابق کوانتاست که در مبحث پنجم بحث کردیم. ولی ثابت شد که این نظریه نه کامل است و نه دقیق. لذا نظریة جدید کوانتا برای رفع نقایص آن وضع شد و توفیق یافت. تصویر موجی نه فقط نمایش مصور نظریة جدید کوانتاست بلکه به لحاظ امور ریاضی وارد در این نظریه، معادل صحیح آن است لذا پیش بینی های تصویر موجی نمی تواند درست نباشد، و حال آن که از آن تصویر ذرّه ای ممکن است درست یا نادرست باشد. و در مورد اختلاف، گواهی تصویر موجی باید پذیرفته شود؛ هرچند ممکن است مطمئن باشیم که اختلاف ناشی از نوعی نقصان تصویر ذره ای است. امّا در امثلة مذکور پی بردن به مبدأ ممکن اختلاف دشوار نیست.
قوانین ریاضی نظریة کوانتوم نشان می دهد که انتقال انرژی صادر برحسب کوانتوم های کامل است،
ولی وقتی تصویر ذرهّ ای تابش انتقال نور را به صورت یک رشته فوتون های گلوله مانند نمایش می دهد واضح است که این حکم ورای حدّی است که امور تجربی تأیید کرده باشد.
برای توضیح می توان یادآور شد که تراز حساب بانکی شخص همیشه برحسب مضارب صحیح دینار تغییر می کند ولی به سبب این امر نمی توان این تغییرات را معلول حرکت مسکوک های فلزی دینار دانست.
اگر چنین باشد، ممکن است از ما بپرسند چه عاملی برای انتخاب سکه هایی که بابت مال الاجاره حرکت خواهد کرد اتخاذ تصمیم می کند. ممکن است در جواب این سؤال بگوییم صرف اتفاق. البته پاسخ ابلهانه ای است ولی از پرسش ابلهانه تر نیست. به همین نحو، اگر از ابتدا مرتکب این اشتباه شویم که تابش را به صورت فوتون های قابل اشاره و تعیین وصف کنیم، برای اجتناب از مشکلات باید فقط متوسل به صدقه یا شانس بشویم- و منشأ نامعین بودن تصویر ذره ای در اینجاست.
مثلاً فرض کنیم که (چنان که ذیل عنوان امواج اطلاعی در مبحث پنجم دیدیم) آب نقرة پشت آیینه به قدری نازک باشد که فقط نیمی از فوتون های شعاع تابش به سبب برخورد با قشر نقره ای پشت آیینه منعکس شود، و حال آن که نیم دیگر بدون انحراف به راه خود ادامه دهند. فوراً این سؤال مطرح می شود که: عاملی که فوتون های منعکس را معیّن می کند کدام است؟ این پرسشی است که در مورد نظریة ذره ای نور، نیوتن به آن برخورد. وی، در جواب، با دست، اشارة مردد مبهمی به چرخ تقدیر کرد. نیوتن گفته بود که ذره های نوری(2) وی «در معرض قبول ضربات متناوب برای عبور آزاد و انعکاس آزادند». به همین نحو، اگر ما تشعشع یا پرتوزایی (3)را به صورت فوتون های قابل اشاره و تعیین وصف کنیم، فقط انگشت قضا می تواند بز را از گوسفند جدا کند. ولی «بز» و «گوسفند»، همچنان که انگشت قضا، فقط جزئیات تصویر است(4). به محض این که به تصویر موجی که قابل اعتماد بیشتری است بازگردیم، تمام این پیچیدگی های تصویر از بین می رود و با یک حتمیت کامل روبه رو می شویم. مع ذلک، چنان که دیدیم، این حتمیت حاکم بر خود حوادث نیست بلکه فقط بر اطلاع ما دربارة حوادث حکومت می کند. تصویر موجی تبعیت غیرقابل اجتناب آینده را از گذشته نشان نمی دهد، بلکه تبعیت غیرقابل اجتناب نقص اطلاعات آیندة ما را از نقص اطلاعات کنونی ما ظاهر می کند.
آنچه دربارة تابش صادق است دربارة الکتریسیته نیز صحیح است. می دانیم که انتقال الکتریسیته نیز همیشه برحسب مضارب صحیح واحد الکترون است، ولی به سبب این حکم نمی توان یک جریان الکتریسیته را مرکب از بارانی از ذرّات قابل اشاره و تعیین دانست. در حقیقت، نظریة کوانتوم به طور قطع چنین تعبیری را مردود می داند. اگر دو گلولة A و Bروی میز بیلیارد برخورد کنند، ممکن است A به راست و B به چپ برود. وقتی دو الکترون A و B نیز برخورد کنند، متوقعیم بتوان گفت که A به راست و B به چپ خواهد رفت؛ ولی درحقیقت چنین نیست. زیرا ما مجاز نیستیم دو الکترونی را که با هم برخوردند عین دو الکترونی بدانیم که پس از برخورد وجود دارند؛ بلکه باید چنین تصور کنیم که دو الکترون A و B که با یکدیگر برخوردند تبدیل به قطره ای از سیال الکتریک شدند، سپس این قطره تقسیم شده و دو الکترون جدید C و D را به وجود آورده است. حال اگر بپرسیم الکترون A پس از برخورد به کدام سمت رفته است، جواب این است که الکترون A پس از برخورد دیگر وجود ندارد. ولی جواب سطحی این است که احتمال میل به راست یا چپ مساوی است، زیرا این همانی یا عینیت A و C یا A و D امری است که تصمیم راجع به آن فقط به مدد قرعه کشی ممکن است.
ولی این قرعه کشی در طبیعت وجود ندارد بلکه فقط در عالم ذهن ماست.
پس می بینیم که تصویر ذره ای از این حیث که در طبیعت ترجیح بلا مرجح قایل است نادرست است. این امر یک خاصیت طبیعت نیست، بلکه از خواص طرز نگاه ما به طبیعت است. به علاوه، تصویر ذره ای از این حیث نیز که عناصر ترکیب کنندة عالم خواه ماده خواه تابش را به صورت ذره ای نمایش می دهد نادرست است. عناصر ترکیب کنندة عالم ساختمان ذره ای ندارند، بلکه خاصیت حوادث یا رویدادهایی است که در آن ها تأثیر دارد. همان طور که در مقایسة سابق یادآور شدیم، تمام دریافت ها و پرداخت های یک حساب بانکی به صورت آحاد کامل ریالی است. ولی این پرداخت ها مرکب از سکه های ریالی که به این سوی و آن سوی پرواز کنند نیست. در این زمینه می توان کمی پیش تر رفت. ما فقط به وسیلة انرژی یا ذراتی که از ماده صادر می شود آن را می شناسیم، ولی این به معنی تجویز این فرض نیست که خود ماده اتم های جوهری (ذره) یا اتم های انرژی است. زیرا این فرض مانند آن است که تراز حساب بانکی خود را مرکب از توده ای از سکه های ریالی بدانیم.
• اصول جدید فلسفی
دیدیم که مساعی ما برای کشف طبیعت واقعی جهان به ناچار بیهوده است. پس اگر بخواهیم پیشرفتی داشته باشیم، باید مقصد دیگر و اصول فلسفی جدیدی که تا به حال به کار نبسته ایم انتخاب کنیم. در این زمینه دو راه به نظر می رسد: نخست آنچه لایب نیتس استدلال احتمالی یا استحسان(5) می نامد که در آن از جستجوی یقین صرف نظر می شود و فقط منظور این است که از شقوق مختلفی که در پیش باشد منحصراً به آنچه احتمال صدق بیشتری دارد توجه و دقت کنیم. ولی چگونه می توانیم بدانیم کدام یک از شقوق مورد بحث احتمال صدق بیشتری دارد؟ این مطلب مدت ها مورد بحث بوده است. مخصوصاً هـ جفریز (6) در این باره به تفصیل پرداخته است. برای مقصود ما کافی است به اصلی که می توان آن را «اصل موضوع سادگی» (7) نامید متّکی گردیم.
بنابراین اصل، بین دو فرض آن یک که ساده تر است به حقیقت نزدیک تر است.
با یک مقایسة ساده- هرچند خیلی مصنوعی است- دربارة این اصول توضحیی می دهیم: فرض کنیم که در مرکز اروپا دهقانی زندگی می کند که هرگز دریا را نه دیده و نه دربارة آن شنیده است؛ و حتی نمی تواند دربارة آن چیزی بخواند. ولی دارای یک دستگاه رادیوی بسیار عالی است که می تواند پیام هر کشتی ای را در عالم دریافت کند. به علاوه، فرض کنیم که هر کشتی علی الدوام به نحو ثابتی موضع خود را خب می دهد، مثلاً می گوید:
کشتی کویین مری 26 72 – 10 41
معنای این پیام این است که در این لحظه ای که پیام می فرستیم کشتی کویین مری در عرض شمالی چهل و یک درجه و ده دقیقه و در طول غربی هفتاد و دو درجه و بیست و شش دقیقه واقع است.
در آغاز کار ممکن است شنیدن این پیام های گوناگون برای وی سرگرم کننده باشد ولی پس از مدتی ممکن است
این پیام ها را ثبت کند و اگر کنجکاو باشد ممکن است کوشش کند که در این پیام های گوناگون نظم و ترتیب یا روش معیّنی کشف کند. به زودی ملاحظه خواهد کرد که تمام عرض ها بین 90+ و 90- و تمام طول ها بین 180+ و 180- هستند. و اگر سعی کند این ارقام را روی کاغذ شطرنجی نمایش دهد، خواهد دید که اوضاع متوالی هریک از کشتی ها یک رشتة اتصالی تشکیل می دهند و ممکن است در عالم ذهن خود فرستندگان این پیام ها را اشیاء متحرکی تصور کند. سپس خواهید دید که هریک از این اشیاء فرضی تقریباً با سرعت یکنواختی روی نقشه حرکت می کنند، هرچند که این قانون دقیق و عمومی نیست. مثلاً ممکن است یک کشتی از طول 170 درجه تا طول 174 درجه را در یک روز و تا طول 178 درجه را در روز بعد بپیماید ولی در روز سوم ممکن است به طول منهای 178 درجه (178-) برسد؛ که بدین قیاس ظاهراً در یک روز 356 درجه حرکت کرده است. به علاوه، یک کشتی ممکن است در نزدیکی عرض صفر روزانه به
طور منظم 4 در طول حرکت کند ولی این حرکت روزانه اش با افزایش عرض تندتر شود و موقعی که عرض نزدیک 90 درجه برسد از هر حدی سریع تر شود.*
اگر با وصف طبیعت نامأنوس قوانین این امر شنوندة ما بتواند قوانین صحیح تغییرات این اعداد را به دست آرد، سپس خواهد توانست حرکات کشتی ها را پیش بینی کند یا، به عبارت دقیق تر، خواهد توانست- بدون این فرض که سروکار وی با حرکات یا کشتی هاست- پیش بینی کند وقتی کلید رادیو را باز خواهد کرد چه خواهد شنید. دهقان ما قادر خواهد بود که نتیجة هر تجربة خود را پیش بینی کند زیرا تنها تجربه ای که در حدود قدرت اوست این است که پیچ رادیو را بچرخاند و و گوش کند.
کسانی که دربارة مقاصد علم طرز فکر تحققی دارند عقیده خواهند داشت که اطلاع دهقان خیالی ما کاملاً رضایت بخش است. زیرا وی شبکة ترتٌب حوادث یا راه و رسم وقایع را کشف کرده است، و لذا می تواند با دقت پیش بینی کند؛ دیگر چه می تواند بخواهد؟ یک تصویر ذهنی تجملّی است که افزوده است ولی تجمّل بی ثمری است، زیرا اگر تصویر ذهنی هیچ شباهتی با حقیقت امر نداشته باشد ارزشی نخواهد داشت و اگر شباهت داشته باشد برای وی غیر قابل درک است زیرا فرض ما این است که شنوندة ما توانایی تصور دریا یا کشتی را ندارد.
# منبع: سایت - کانون ایرانی پژوهشگران حکمت و فلسفه (کانون حکمت و فلسفه)67- determinism اصل حتمیت یا تقدیر.
68- causality69-جیمز، سرجیمز، فیزیک و فلسفه، برگردان، علی قلی بیانی، تهران، علت فرهنگی، 1381، ص ص 248-204
Linkback: https://irmeta.com/meta/b748/t1718/
اشتراک و بوک مارک کردن این تاپیک در شبکه های اجتماعی
۳۱ خرداد ۱۳۸۹ - ۰۶:۵۹:۱۶