فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش اول)
فيزيك
فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.
فلسفه ي فيزيك از ديدگاه فيلسوفان
دكارت مي گفت :محقق 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.. 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 (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا 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 توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، 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 ظاهرا 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 هم عصر 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.
مكانيك كوانتومي
هر نظريه ي جديدي كه پا به عرصه ي وجود مي گذارد،بي شك پيامدها ي خاص خود را به همراه دارد،گويي افقي جديد را در برابر ديدگان مي گشايد و به تبع آن طرفداران يا رهرواني به سمت آن نظريه جلب مي شوند. درست همانگونه كه در زمان ورود نسبيت،افق ديد بشر نسبت به دنياي پيرامون دچار تغييراتي ژرف گرديد. زماني كه مكانيك كوانتومي پا به عرصه ي وجود نهاد،به طور عميقي ديدگاه را نسبت به جهان پيرامون دگرگون نمود.در ديدگاه كوانتومي مقياس نگرش با مقياس نسبيتي متفاوت و بسيار كوچكتر از آن بود،مقياسي در حدود اتم و زير اتم.
مكانيك كوانتومي به خوبي ما را در درك هرچه بهتر از ساختار وخواص اتمها ، مولكولها ، جامدات و رفتار ذرات زير اتمي ياري داده است و پيامدهاي بسيار ارزشمندي همچون: ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و… را در پي داشته است،كه همه و همه نتايج مكانيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است.
مكانيك كوانتومي مهم ترين دستاورد علم بشري در توصيف طبيعت است. اين نظريه كه در سالهاي 27-1925 توسط «ورنر هايزنبرگ»، «اروين شرودينگر»، «پل ديراك»، «ماكس پلانك» و چند تن ديگر پايه گذاري شد، اساس تمام ادراك امروزي ما از عالم است. به بيان دقيق تر، مكانيك كوانتومي مجموعه اي از قوانين، روابط رياضي و مفاهيم فلسفي است كه توصيف كننده رفتار ذرات بنيادين تشكيل دهنده عالم است. البته با تعميم همين قوانين و روابط، مي توان رفتار تمام سيستم هاي فيزيكي اي كه پيش از آن بررسي شده بودند را نيز بررسي و تعيين كرد.
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 و عليت 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.
كامپتون مي گويد:
«ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. »
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.
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. 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.
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.
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 به عليت معتقد بود.
|