چالش فیزیک جدید با معلومات تجربی

 به گزارش گروه فرهنگی خبرگزاری دانشجو، متن زیر با عنوان فلسفه فیزیک، چالش اساسی فیزیک جدید، نوشته شهید محسن فخری زاده است که تاکنون کمتر دیده شده است و خبرگزاری مهر متن کامل آن را منتشر می‌کند.

به نام آنکه تعلیم داد انسان را آنچه را که نمی‌دانست.

مدتی این مثنوی تأخیر شد / ‏ مهلتی بایست تا خون شیر شد (حضرت مولانا)

بسیار نگرانم که با نوشتن یا گفتن مطالب سخیف و کم اهمیت وقت عزیزی هدر نرود. شاید این دلیل اصلی کم نوشتن یا کم گفتنم [این]باشد.

فیزیک جدید، فیزیک قرن بیستم، براساس یافته‌های خود چالش‌هایی را در حوزه معرفت بشری، مفاهیم تجربی، فلسفی و حتی عرفانی به وجود آورده است. هرچند که برخی از آن‌ها توسط پاره‌ای از نحله‌ها برای اثبات حقانیت مکتب فکری خود به غلط مورد استفاده قرار گرفته است که به بیان آن‌ها خواهیم پرداخت.

اگر از فیلسوفان علم یا فیلسوفان فیزیک سوال شود که مهمترین چالش به وجود آمده توسط فیزیک جدید چیست. با پاسخ‌های متفاوتی روبرو می‌شویم. برخی مهمترین چالش را نقض اصل علیت می‌دانند و پاره‌ای تغییر در مفهوم نظریه اندازه گیری را عمده‌ترین آن ذکر خواهند کرد و …. اما به نظر این حقیر چالش عمده به وجود آمده مربوط به"ارزش معلومات تجربی می‌شود، یعنی اینکه یافته‌های علوم تجربی تا چه میزان بازنمود واقعیت هستی یا هستی واقعی هست؟

انیشتین براساس یافته‌های پلانگ برای نور ماهیتی دوگانه قائل است. از طرفی نور را ذره می‌پندارد و نام فوتون بر آن می‌نهد و از طرفی موج. این دو خاصیت با هم قابل جمع نیستند، یعنی در برخی آزمایش‌ها خاصیت موجی نور را مشاهده می‌کنیم و در پاره‌ای دیگر خاصیت ذره‌ای. بسته به نوع ترتیبات آزمایش نور یکی از خواص خود را بروز می‌دهد، البته این پدیده مربوط به کل طیف الکترومغناطیس است.

«دوبروی» هم به تأسی از انیشتین برای ذرات مادی همین خاصیت را طرح می‌کند، یعنی ذرات مادی هم دارای خاصیت دوگانه است. این نظریه را آزمایش‌های متعددی به زیب تأیید درآورده است.

حال سوال اینجاست که فوتون یا ذره‌ای مادی مثل الکترون در واقع و نفس الامر چیست؟ موج است یا ذره و یا حالتی دیگر از وجود؟ یعنی ماهیت الکترون یا فوتون قبل از آنکه به مشاهده در آیند چیست؟ در پاسخ فیزیک و فلسفه سکوت می‌کنند. چرا؟ حدود صد سال از تکامل این دو نظریه می‌گذرد و نه تنها به این سوال پاسخ نداده اند بلکه هیچ پیشنهاد تجربی برای دست یازیدن به آن هم ارائه نشده است.

همین وضعیت را در مورد نظریات مربوط به آرایش ذرات در هسته‌های اتم‌ها نیز داریم. کدام مدل هسته‌ای جامع نظریه‌ها است و تمام آزمایش‌ها را توجیه می‌کند؟

فیزیک کوانتومی سوال‌های متعددی است که پاسخ فیزیکدان نمی‌دانم است. به عنوان مثال می‌پرسیم وضعیت الکترون موجود در اتم در گذر از یک تراز به تراز دیگر چگونه است؟ می‌گوید: نمی‌دانم! آنچه معلوم است، این واقعه اتفاق می‌افتد، البته نحله‌های عمل‌گرا و پوزیتیویست می‌گویند مهم نیست که الکترون در جریان این گذر چه وضعی دارد، برای ما نتیجه عملی آن مهم است، البته واضح است که این پاسخ‌ها جان تشنه انسان را که به دنبال دانایی است سیراب نمی‌کند و علاوه بر این همین پرسش‌ها تضمین کننده پیشرفت‌های علمی است، البته نکته اخیر یکی از چالش‌های اساسی با این دو نحله از فیلسوفان علم است، یعنی ما معتقدیم که این گونه اعتقاد ما را به سکون در علم می‌کشاند که آن‌ها دیگران را متهم به آن می‌کنند. چرا که علم با سوال‌های پی در پی رشد می‌کند و هرچه که مانع از تحقیق بیشتر شود محکوم به شکست است.

تا اینجای بحث با ذکر چند مثال محدود (که به دلیل جلوگیری از اطاله کلام از ذکر بیشتر مثال‌ها خودداری می‌کنیم) معلوم شد که فیزیک جدید نمی‌دانم‌های بسیاری روی بشر قرار داده است که البته این یک حُسن است، ولی فیزیک نیوتنی این‌ها را مطرح نمی‌کرد که صد البته ناشی از جهل مرکب و مفرط آن بود.

البته لازم است که ماهیت این نمی‌دانم‌ها را از نمی‌دانم ناشی از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ که در اصالت و درستی آن هنوز شک است، جدا کرد. مگر به طریقی این دو را به هم مربوط کرد که البته امری ناشدنی نیست. تشریح چگونگی این ارتباط در برنامه‌های کاری اینجانب است که به حول و قوه الهی بعداً به آن خواهیم پرداخت.

سری به نسبیت انیشتین می‌زنیم. انیشتین با تعمیم نسبیت نیوتنی که صرفاً به نسبیت مکان و سرعت می‌پرداخت، مسئله نسبیت زمان را مطرح کرد. با طرح این نسبیت جهان بینی بشر در همه ابعاد دگرگون شد. در این نظریه، دیگر زمان یک امر ثابت نیست که حوادث با آن سنجیده شود. بلکه زمان زاییده حرکت است و نوع حرکت، چگونگی زمان را مشخص می‌کند. دیگر یک زمان مرجع نداریم. البته اگر چارچوب مرجع اینرسی را بیابیم می‌توانیم زمان آن را زمان مرجع اختیار کنیم، ولی نیک می‌دانیم که چنین چارچوبی وجود ندارد. (البته در جهان مادی، شرح این ماجرا را به آینده موکول می‌کنیم).

پس با این تعبیر هر ناظر که در دستگاه مختصات خاص خود قرار دارد زمان خاص خود را دارد و حوادث را از دید خود بیان می‌کند، که به طور قطع با تعبیر ناظر مستقر در چارچوب مرجع دیگر که شرایط دیگری دارد، متفاوت است.

باید دقت کرد که این [نکته]، بسیار اساسی است. به گونه‌ای که حتی در فیزیولوژی موجودات هم اثر می‌کند. حال این سوال مطرح می‌شود که از دو روایت که دو ناظر متفاوت از یک حادثه واحد بیان می‌کنند، کدام درست است؟

نکته جالب‌تر آنکه فلسفه متعالیه که توسط فیلسوف شهیر عالم اسلام حضرت صدرالدین شیرازی بنیان گذاری شد، به طور مستقل و سه قرن قبل از انیشتین یعنی هم زمان با نیوتن این مطلب را به طریق فلسفی استنباط و طرح می‌کند. فعلاً قصدم از بیان این مطلب این نیست که بگویم نظریه انیشتین بر مبنای نظریه ملاصدراست، بلکه می‌خواهم از این تقارن جهت محکم‌تر بودن بینش نسبیتی استفاده کنم. او هم می‌گوید هر حرکتی زمان خاص خود را دارد. پس باید دقت کرد که در اینجا هم با یک نمی‌دانم ذاتی سروکار داریم.

برخلاف ادعای فیزیک کلاسیک، نمی‌توان کمیات وابسته به هم را برای یک ذره فیزیکی به طور همزمان با دقت صفر اندازه گیری کرد. اندازه گیری دقیق یک کمیت سبب عدم دقت به سمت بی نهایت کمیت وابسته دیگر می‌شود. مثلاً دو کمیت وابسته به هم مکان و تکانه برای موجودی مثل الکترون را در نظر بگیریم اندازه گیری تکانه با دقت بالا سبب می‌شود که نتوانیم هیچ اطلاعاتی در رابطه با مکان آن بدهیم و بالعکس.

همین موضوع را در مورد انرژی و زمان نیز داریم. دانشمندان زیادی در رد یا قبول این فرضیه صحبت کرده اند. از جمله نقادان این فرضیه دانشمند شهیر انیشتین است و از متأخرین می‌توان از کارل پوپر نام برد. پوپر در کتاب منطق اکتشاف علمی بحث مفصلی را در رد این نظریه دارد و به طرح آزمایشی در این رابطه می‌پردازد. از جمله تلاش‌ها برای جلوگیری از خطر ظاهری به وجود آمده از این اصل اختراع نظریه متغیر‌های پنهان است که تا این لحظه بر اساس اطلاعات من اثباتی برای آن یافت نشده است.

دو نکته از این اصل مستفاد می‌شود: یک نکته نفی اصل علیت و نکته دیگر عدم شناخت دقیق واقعیات فیزیکی. نکته اول را باید به دو صورت تعبیر کنیم. صورت اول نفی قانون علیت نیوتنی و صورت دوم نفی علیت به صورت تبیین شده توسط فلسفه. به نظر من صورت اول نه تنها مانعی ندارد که می‌تواند پیشرفت در علم هم محسوب شود، ولی صورت دوم از اساس غلط است و با این اصل نمی‌توان اصل علیت را باطل کرد که حتی تقویت هم می‌شود.

نکته دوم به نظرم نکته‌ای است اساسی که ناقدین محترم این اصل به آن توجه نکرده اند و شاید علت این امر این باشد که به دلایل ایدئولوژیک و شاید سیاسی بیشتر بر نکته اول به خصوص در صورت دوم این اصل بافشاری شد. شرح این نکته این است که عالِم برای شناخت طبیعت مجبور به دخالت در آن است و این دخالت سبب می‌شود که برای شناخت یک واقعیت آن را از حالت قبل از شناخت و یا نفس الامر خود خارج سازد، بنابراین موجود شناخته شده موجود قبل از شناسایی نیست. می‌گوید برای مشاهده یک الکترون باید از فوتون استفاده کرد، و این فوتون در برخورد با الکترون وضعیت آن را آن قدر به هم می‌زند که این الکترون دیگر آن الکترون قبل از برخورد نباشد.

دقت کنید که در فیزیک کلاسیک هم این مطالب طرح می‌شد، ولی چون اهمیت عملی قابل توجهی نداشت از کنار آن بی توجه می‌گذشتیم. در اندازه گیری دمای آب می‌گفتیم وقتی دما سنج را در آب قرار می‌دهیم دما سنح باید با آب هم دما شود و برای این کار قدری از انرژی آب را از آن می‌گیرد یا قدری به آن انرژی می‌دهد، بسته به آنکه در دمای پایین‌تری باشد یا بالاتر. پس هیچ گاه دمای واقعی آب قابل اندازه گیری نیست. البته با کوچک کردن دماسنج نسبت به محیط مورد اندازه گیری این خطا را کاهش می‌دهیم، ولی همواره وجود دارد. در فیزیک جدید می‌گوئیم کوچک‌ترین ابزار مشاهده فوتون است و دخالت آن به حدی است که خطای وارد شده غیرقابل چشم پوشی است.

پس نکته اساسی این است: ناظر و منظور یا عالِم و معلوم بر یک دیگر اثر می‌گذارند و این مانع اساسی شناخت واقع و نفس الامر است. در این باره دانشمندان زیادی سخن گفته اند که به دلیل چلوگیری از اطاله کلام از ذکر آن‌ها خودداری می‌کنم و لی بخش قابل توجهی را در کتاب در دست تألیف، با ذکر منبع، آورده ام.

ذکری از فلسفه رئالیستی با بیان صدرالدین شیرازی عذوبت این مطلب را صد چندان می‌کند. از دیدگاه این فیلسوفان ادراک به سه دسته حسی، خیالی و عقلی تقسیم می‌شود. بدین سان، بنابر نظریه تقشیر یا تجرید، مراتب ادراک بر اندازه مبتنی است. با تجریدی ناقص به ادراک حسی و با تجریدی بیشتر به ادراک خیالی و با تجریدی کامل به ادراک عقلی دست می‌یابیم. بر اساس این راه حل، در مراحل ادراک نه مدرِک ارتقا می‌یابد و نه مدرک؛ برخلاف نگرش صدرایی که در این مراحل هم مدرِک و هم مدرک ارتقا می‌یابند.

از منظر حکمت صدرایی آن چیزی که مانع ادراک است مقارنت یک ماهیت یا عوارض نیست، بلکه مانع ادراک نحوه واقعیتی است که ماهیت با آن موجود است. بر اساس نگرش وی، با ادراک حسی صورت خارجی به صورت محسوس و صورت محسوس به صورت خیالی و سپس به ادراک عقلی ارتقا می‌یابد و این خود مستلزم این است که وجود مدرِک نیز همراه با کمال و ارتقای ادراک و مدرک ارتقا یابد. (مطلب اخیر نقل شده از نشریه معرفت فلسفی، شماره ۱۶، ص ۱۱ است.)

پس دقت کنید که فیلسوفان هم با دریافت‌های فلسفی به این واقعیت رسیده اند که شناخت حقایق در واقع و نفس الامر ممکن نیست و این عدم توانایی یک امر ذاتی است، نه عارضی و ربطی به محدودیت در ابزار ندارد آنچنان که انیشتین می‌گفت، بلکه به تأثیر ناظر منظور در یکدیگر مرتبط است.