فلسفه فيزيك: ماجراي يك سوءبرداشت
نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي
گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك
كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد
عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به
هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد
بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي
گيرند. موجبيت (Determinism) و عليت (Causation) نمونه هايي از اين مفاهيم
هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و
در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است
سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و
هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران
باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم
هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين
فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي
بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در
تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه
قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط
مكانيك كوانتومي حاصل شده است. به عنوان نمونه، كامپتون يكي از فيزيكدانان
برجسته بعد از ظهور مكانيك كوانتومي مي نويسد: «ديگر قابل توجيه نيست كه
قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. » و اين شد
كه يك فيزيكدان ديگر ابايي از ديندار بودن نداشت. اما تمامي اين بدفهمي ها
را مي توان به پاي يكي دانستن مفهوم«عليت» با «موجبيت» نوشت. دو مفهومي كه
در فيزيك كلاسيك يكي پنداشته مي شدند و ناچاراً طرد يكي به طرد ديگري مي
انجامد. اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و
بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت
بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت. در ادامه اين مقاله از اين صحبت مي شود
كه معناي دقيق موجبيت چيست و چگونه در فيزيك كلاسيك با عليت گره مي خورد.
از
جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان،
فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است. وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي
كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي
كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد
وجود داشته باشد» لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود
كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.
لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد
حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه
تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان
لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت
بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه
تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي
هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود.
»مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره
مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر
اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و
نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از
قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از
پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني
انجام مي شود تقريبي و ناقص است. بنابراين اگر اين را فرض كنيم كه «علل
يكسان همواره معلول هاي يكسان را نتيجه مي دهند» موجبيت را با عليت يكي
دانسته ايم. به همين دليل به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته
مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.
اما
آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل
روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط
موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند. به عنوان مثال در رابطه
ma=F اگر شما جرم يك جسم و شتاب وارد بر آن را بدانيد به صورت قطعي مي
توانيد مقدار نيرو را محاسبه كنيد و به جرم مورد نظر نسبت دهيد. پس اين
رابطه يك رابطه موجبيتي است. اما اين سؤال پيش مي آيد كه آيا نيرو علت شتاب
گرفتن جسم است يا شتاب وارد بر جسم علت وارد آمدن نيرو است؟ همانطور كه
مشاهده مي كنيم شكل رابطه اين را نشان نمي دهد. به همين دليل بهتر است
روابط فيزيكي را بر حسب تغييرات بنويسيم. به عنوان نمونه در رابطه مذكور به
جاي شتاب مي توان نسبت تغيير سرعت به تغيير زمان را نوشت. در اين صورت
رابطه از حالت تقارن خارج مي شود و بر اين نكته دلالت مي كند كه نيرو علت
تغيير سرعت و در نتيجه شتاب شده است. پس معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه
حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به
همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده
است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي
كند. اما ببينيم كه چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد. همانطور
كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك
لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در
تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك
كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم
شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي
تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي
توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد.
اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش
حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها
را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر
يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره
شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در
لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك
كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي
توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي
توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان
نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان
حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته
است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان با عليت باور
داشت. دليلي ندارد كه اگر در فيزيك كلاسيك به غلط موجبيت با عليت يكي
پنداشته مي شود در فيزيك كوانتومي نيز اين دو مفهوم يكي باشند. بايد
بازتعريفي از رابطه علي كرد كه رخدادهاي كوانتومي را شامل رابطه علي كند و
اين چيزي است كه در فلسفه مكانيك كوانتومي به صورت جدي مورد پيگيري قرار
گرفته است.
نكته پاياني اين است كه آيا يكي دانستن موجبيت با عليت
در مكانيك كلاسيك موجه است؟ مي توان نشان داد كه در مكانيك كلاسيك نيز
رابطه اي موجبيتي باشد ولي حكايت گر رابطه علي نباشد و بالعكس. به عنوان
مثال بسياري از روابط فيزيك را نمي توان بر اساس تغييرات يكطرفه نوشت.
مثلاً مي دانيم كه براساس را بطه گاز ها در دماي ثابت، اگر حجم يك گاز را
دوبرابر كنيم فشار آن نصف مي شود. پرسش اين است كه آيا دو برابر شدن حجم
علت كاهش فشار شده است يا كاهش فشار باعث بالارفتن حجم؟بنابراين برخي از
روابط فيزيك كلاسيك نيز نمي توانند تمايزي ميان علت و معلول برقرار كنند.
* درباره ديويد بوهم (David Bohm)
ديويد
بوهم در سال ۱۹۱۷ در آمريكا متولد شد و در سال ۱۹۴۳ مدرك دكتراي فيزيك خود
را زير نظر اوپنهايمر از دانشگاه بركلي اخذ كرد. وي مدتي را در دانشگاه
پرينستون مشغول بود ولي در جريان مكارتي گري ناچار شد آمريكا را ترك كند و
اكثر باقي عمر خود را در انگليس سپري كرد و در نهايت در سال ۱۹۹۲ در گذشت.
وي در اثر ملاقات با انيشتين تحت تأثير انتقادات وي به تعبير غير موجبيتي
از كوانتوم قرار مي گيرد و باعث مي شود كه به اين مسأله فكر كند كه آيا
كوانتوم نيز مي تواند مثل مكانيك كلاسيك موجبيتي باشد. در اثر تلاش هاي وي
تعبير موجبيتي جديدي از كوانتوم به نام تعبير بوهمي به وجود آمد، تعبيري كه
در ميان فيزيكدانان از مقبوليت برخوردارنيست. انديشه هاي وي به عنوان يك
فيلسوف بيشتر در حوزه هاي آگاهي، اطلاعات و نگاه كل گرايانه به جهان مطرح
بوده است. از جمله كتابهاي وي مي توان به «كليت و نظم در برگيرنده»
(Wholeness and the Implicate Order) اشاره كرد. اخيراً كتابي با نام «ذهن،
ماده و نظم دربرگيرنده» ( Mind، Matter and the Implicate Order) توسط
پاوو پيلكانن (P.Pylkkanen) از سوي انتشارات اشپرينگر منتشر شده است كه
انديشه هاي فلسفي بوهم را مورد تحليل قرار داده است.
* براي مطالعه بيشتر
از
جمله كتاب هاي ترجمه شده به زبان فارسي كه مفصلاً به مسأله موجبيت مي
پردازد كتاب «جهان باز، برهاني در تأييد نامعينيگري» نوشته كارل پوپر است
كه توسط انتشارات سروش و با ترجمه احمد آرام منتشر شده است. كتاب «الفباي
موجبيت»(A Primer on Determinism) نوشته جان ارمن (J. Earman) موجبيت را از
آغاز تاكنون مورد تحليل قرار داده است.
ابوتراب يغمايي
روزنامه ايران، شماره 3775 به تاريخ 9/8/86، صفحه 10 (فرهنگ و انديشه)