اندیشه های اصلی استقراگرایی

پوزیتیویسم: (حاکمییت پوزیوتیسم بر افکار فیزیکدانان)

پیروزی سده ی 18 و 19 به ویژه در زمینه ی ریاضی فیزیک این گمان را برای دانشمندان پیش آورده بود که راه یافتن و پاسخ ها را پیدا کردند و با خرده گرایی و آزمایش روزی خواهند توانست همه چیز را درک کنند . تکیه آنها بر آزمایش بود و اندیشه آنها ساختار زیر را داشت :

آزمایش مطلقأ بر اندیشه چیره است وتنها گزارهای درست است که آزمایش آن را پیشنهاد کرده باشد .آزمون پذیری می بایست همه جا وهمه گیر باشد و همیشه گزاره می بایست در هر جایی تکرار آزمایش را برای سنجش داشته باشد. نتیجه گرفتن از آزمایش تنها به خود گرایی نیاز دارد. ماوراء الطبیعه وجود ندارد و استقراء درست نیست. یعنی اگر بسیاری نمونه ها رفتار همانند داشته باشند نمی توان آن رفتار را گزاره ای بر آنها دانست. دریافت ما مطلق است یعنی هر چیز چنان است که می شناسیم ودر پس واقعیت چیز دیگری نیست که گذشتگان حقیقت می نامیدند . چنان که می بینیم بنیاد این اندیشه با تناقض هایی همراه است. چگونه می توان انتظار داشت که آزمایش خود برای ما گزاره بنویسد و اگر نتیجه گیری در اندیشه دانشمندان نبوده باشد بر چه پایه ای آزمایش را طراحی کرده است زیرا می دانیم که مشاهده ای علمی است که زمینه اش را با هدف ویژه ای آماده کرده باشند و مشکل خام آن گزاره حتی شمار گوناگونی از مشکل های جزئی در ذهن آزمایشگر شکل گرفته است . این که می گویند دریافت ما مطلق است با پیشرفت و دانش سازگاری ندارد و این پیشرفتها شناخت ما را از مقوله ها پیوسته ژرف تر و گوناگون تر می کند.

اندیشه های کارل پوپر :

پوپر استقراء را رد می کرد و ماوراءالطبیعه را کنار می گذاشت و دریافت ها را مطلق می دانست اما می خواست به گونه ای عدم قطعیت را در فلسفه خویش وارد کند وآن را به شکل ابطال پذیری عرضه کند . در ابطال پذیری او، گزاره ای علمی است که بتواند خلاف خود را پیش بینی کند. او برای این نظرش پیشنهاد می کند که اگر در گزاره یp   آن گاه  q، باید نقیض p آن گاه نقیض q یعنی اگر عاملی را که در گزاره وارد کردیم وارون کنیم نتیجه هم وارون شود. او امیدوار است با این پیشنهاد پیشرفت علم که پیوسته با جانشین شدن گزاره با گزاره ای بهتر رخ می دهد مدون کرده باشد . اما چندین خرده بر این پایگاه اندیشه گرفتنی است و هر اندازه هم که او خود را از پوزیتیوسیم ما دور بداند اندیشه او را می توان دگرگونی اندکی نسبت به پوزیتیویسم دانست. یک گزاره تنها به یک عامل وابسته نیست که با وارون شدن آن همه چیز وارون شود . همه پدیده ها گسسته نیستند که باینری عمل کنند یا خود باشند یا وارون آن . اگر بناست گزاره ای جای وارون داشته باشد چرا آن را عملی بدانیم و پیشنهاد کنیم اگر دریافت ما مطلق اند و حقیقتی در پس واقعیت نیست که آشکار نشده باشد بناست که گزاره جای خود را به چه چیزی بدهد و به چه سویی ابطال شود. شایداین برداشت  پوپر از وابستگی گذشته او بوده باشد که گفته بود و نوشته بود چرا کمونیست شدم و با آنکه دیرتر از این گرایش بیزاری جسته بود. شاید بتوان سایه آن اندیشه را در ابطال پذیری اش دید .

اندیشه اصلی استقراگرایی :

 براین مبنا است که علم از مشاهده آغاز می شود ومشاهدات به تعمیم ها وپیش بینی ها می رسد. حال اگریک مورد پیدا شود باگزاره ی مورد قبول سازگار نباشد گزاره ی فوق باطل می شود.تفسیر استقراگرایان از این ابطال این است که استنتاجات علمی هیچ گاه به یقین منتهی نمی شوند. اما آنها براین باورند که این گونه استنتاجات می توانند درجه ی بالایی از احتمال را به بار آورند. رایشنباخ می گوید:"اصل استقرا داورارزش نظریه ها درعلوم است وحذف آن از علم به مثابه ی خلع علوم از مسند قضاوت درباره ی صدق وکذب نظریه های علمی است. بدون این اصل علم به کدام دلیل میان نظریه های علمی وتوصیف های شاعرانه فرق خواهد گذاشت. ولی دقیق تراین است که اصل مجوز استقرا معیار سنجش احتمالات خوانده شود. برای قرن ها روش استقرایی بهترین روش علمی شناخته می شد ودانشمندانی مانند انیشتین مجذوب آن بودند. اما قرن بیستم بیش تر نقد استقراگرایی بوده است تا پذیرش وبسط آن. ناقد اصلی استقراگرایی کارل پوپربود. چند مورد در نگرش جدید به استقراتأثیر داشت که یکی از آنها ظهور نظریه های کوانتوم ونسبیت درفیزیک بود. ظهور جریان های مهم منطقی با عنوان پوزیتیویستهای منطقی یا حلقه ی وین از دلایل آن بود. پوزیتیویستهای منطقی چند هدف مهم را دنبال می کردند. آنها در تلاش بودند که یک زبان مناسب برای فلسفه تهیه کنند وباورشان این بود که بسیاری از سوء تفاهم ها از باب این است که یک زبان مناسب برای فلسفه وجود ندارد وبه این نتیجه رسیدند که اگر یک زبان منطقی ایجاد کنند ، باعث می شود که فلسفه  رشد بیشتری پیدا کند. آنها امیدوار بودند که با ابزار منطق تصویر جامعی از عالم ترسیم کنند. با ور آنها این بود که تنها چیزی که مادر اختیار داریم حس وداده های حسی است وتمام عالم را می توانیم بر اساس حس وداده های حسی به شکل منطقی بازسازی کنیم. آنها متعقد بودند که فلسفه یک فعالیت است نه یک معرفت. اما معتقد بودند که ما باید یک فلسفه ی علمی تهیه کنیم که عقلانی ومتکی به دانشمندان ومدرن باشد. پوپر به مخالفت با اندیشه های پوزیتیونیستی برخاست. پوپر می گوید: راه درس گرفتن از تجربه انجام مشاهدات مکرر نیست. سهم تکرار مشاهدات در قیاس باسهم اندیشه هیج است. بیش تر آنچه می آموزیم به کمک مغزاست. چشم وگوش نیز اهمیت دارند ولی اهمیتشان بیشتر در اندیشه های غلطی است که پیش می نهند. بر همین اساس با استقراگرایان مخالفت ورزیده واستقرا را اسطوره ای بی بنیاد معرفی کرده است. پوپربا بیان این مطلب که نظریات همواره مقدم برمشاهدات هستند طرح نوینی را در عرصه ی روش شناسی علوم تجربی بنیان نهاد. طبق نظر وی روش صحیح علمی عبارت است از آنکه یک نظریه به نحو مستمر در معرض ابطال قرار داده شود. بنابر این یک نظریه برای آنکه مورد قبول باشد باید بتواند از بوته ی آزمونهایی که برای ابطال آن طراحی شده اند سربلند بیرون بیاید. پوپر مصرانه ندا سر می دهد که بگذارید نظریه ها به جای مردم بمیرند.

پوپر با ارائه ی نظریه ی ابطال پذیری تلاش کرد مرز بین نظریه های علمی وغیر علمی را مشخص کند. وی چنین بیان می کند:علمی بودن هر دستگاه در گرو اثبات پذیری به تمام معنای آن نیست، بلکه مربوط بر این است که ساختمان منطقی اش چنان باشد که رد آن به کمک آزمون های تجربی میسر باشد. به عبارت دیگر از دیدگاه پوپر اثبات پذیر نیستند بلکه ابطال پذیرند. پوپر با این دیدگاه به مخالفت با تلقی های رایج از علم پرداخت وبیان کرد که علم ونظریه ها ی علمی هیچگاه از سطح حدس فراتر نمی روند وآنچه که منتهی به پیشرفت علم می شود سلسله ای از حدس ها وابطال ها می باشد. پوپر تاکید می کند برای رسیدن به اندیشه های نو، هیچ دستور منطقی نمی توان تجویز کرد.

منتقدان وی اگر چه در برخی از جنبه ها با او هم عقیده هستند، اما در اینکه وی تنها به ابطال توجه کرده با او مخالفند. از میان مخالفان پوپر، نظریه ی کوهن درباب مفهوم پارادایم از اهمیت بیشتری برخوردار است.

بر خلاف آنچه که پوزیتیویستهای منطقی توجه داشتند، کوهن به یک چرخش تاریخی تکیه می کند ومعتقد می شود که علم یک سیستم پویا است وبه جای معرفت شناسی علم به جامعه شناسی علم توجه می کند. وی نشان داد که علم تکامل تدریجی به سمت حقیقت ندارد بلکه دستخوش انقلاب های دوره ای است که او آن را تغییر پارادایم می داند. پارادایم یکی از مفاهیم کلیدی کهن است. او معتقد است پرادایم یک علم، تا مدتهای مدید تغییر نمی کند ودانشمندان در چارچوب مفهومی آن سر گرم کار خویش هستند. اما دیریا زود بحرانی پیش می آید که پرادایم در هم می شکند وانقلاب علمی را بوجود می آورد که پس از مدتی پرادایم جدیدی بوجود می آید ودوره ای جدید از علم آغاز می شود. مثال کلاسیک تغییر پرادایم عبارتنداز:

1) کار گالیله که باعث برانداختن فیزیک ارسطویی وایجاد نسبیت گالیله ای شد.

2) کار کپلر که باعث کشف بیضوی بودن مدار سیارات شد.

3) ابداع فیزیک جدید توسط نیوتن.

4) نسبیت عام وخاص انیشتین .

5) مکانیک جدید کوانتوم که باعث کنار گذاشتن مکانیک کلاسیک شد.

-----------------------------------------------------------------------------------------

گرد آورندگان:

الهام امیری و نجمه سادات ابطحی

----------------------------------------------------------------------------------------

فلسفه فیزیک کوانتومی(بخش دوم)

معرفت شناسی بور 

چنانکه گفتیم بور و هایزنبرگ در سال 1927 روی مسائل تعبیری مکانیک کوانتومی تا حدی به توافق رسیدند و همچنین کنفرانس سولوی مواضع آنان را مستحکم کرد و تعبیر آنها به عنوان تعبیر سنتی و یا تعبیر کپنهاگی مورد پذیرش اکثریت فیزیکدانان قرار گرفت. نکته ای که در اینجا تذکرش لازم است این است که تعبیر کپنهاگی یک تعبیر یگانه کاملا مشخص نیست و فیزیکدانان طراز اولی که این تعبیر را پذیرفتند همه اجزای آن را به یک درجه قبول نداشتند و بین آنها نیزحداقل از لحاظ الویتی که برای بعضی اصول قائل بودند اختلاف نظر بود. ما در اینجا عمدتا به طرح دیدگاه های معرفت شناختی بور می پردازیم و مقایسه این دیدگاه ها با دیدگاه سایر بنیانگذاران و مدافعان مکتب کپنهاگی را به  نوشتاری دیگر موکول میکنیم. ذیلا به ذکر اندیشه هایی که بور روی آنها تاکید داشت می- پردازیم.

اصل مکملیت

در مورد این اصل چند مطلب مطرح است که هر کدام را جداگانه بحث می کنیم:

 تعریف مکملیت

چنانکه گفتیم هدف بور یافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده های کوانتومی را توجیه کند. او در سال 1927 به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره کومو مطرح کرد . در آنجا او این مساله را مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم تواما یک توصیف علـّی و یک توصیف زمانی-  مکانی از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعة الجمع هستند. برای هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم.

بور در غالب سخنرانی های بعدی اش درباره مکملیت سخن گفت، اما هرگز تعریف صریحی از مکملیت ارائه نداد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.اینشتین در مقاله ای که در ژانویه 1949 نوشت چنین گفت" من علی رغم کوشش بسیاری که کرده ام نتوانسته ام به یک فرمولبندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم." همچنین وایتسکر در مقاله ای که در سال 1955 به مناسبت هفتادمین سالگرد بور نوشت متذکر شد که برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده و به این نتیجه رسیده است که در ظرف 25 سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بوده است.اما وقتی وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح می کند و می پرسد که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا نه ، جواب بور منفی بوده است. ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشتهای در تعریف این اصل به کار ببرند . مثلا پائولی در مقاله ای که در 1933 نوشت دو مفهومی را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلا مختصات) مستلزم طرد دیگری باشد. یعنی هر وسیله تجربی ای که برای اندازه گیری یکی از ایندو به کار رود با وسیله اندازه گیری مفهوم دیگر تداخل تخریبی داشته باشد. پس پائولی مکملیت را به دو مفهومی نسبت داد که به یک نحو توصیف کلاسیک ( مثلا تصویر ذره ای ) مربوط می شود، نه به دو توصیف مانعة الجمع. وایتسکر پیشنهاد کرد که باید میان مکملیت موازی و مکملیت دایره ای تمایز قائل شد. در مکملیت موازی با دو مفهوم مکمل سر و کار داریم که یا تنها در نظریه کوانتوم مانعةالجمع اند (مثل مختصات و اندازه حرکت ) و یا هم در نظریه کلاسیک ناسازگارند وهم در نظریه کوانتوم(مختصات و عدد موجی). در مکملیت دایره ای با دو توصیف مانعة الجمع سر و کار داریم. مثلا مکملیت توصیف زمانی- مکانی و توصیف علـّی  از نوع مکملیت دایره ای است؛چنانکه بور متذکر شده است. وایتسکر در تفسیر نظر بور گفت اگر معادله شرودینگر را به کار ببریم به یک توصیف علـّی می رسیم. اما اگر بخواهیم به یک توصیف زمانی- مکانی برسیم باید به یک اندازه گیری از کمیات کلاسیک مشاهده پذیر متوسل شویم ، ولی چنین عملی باعث تقلیل بسته موج می شود و این کار رفتار علـّی تابع موج را از میان می برد. پس طبق نظر وایتسکر مکملیت میان توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت درست همان مکملیت میان توصیف طبیعت بر حسب تابع موج است. بور این برداشت وایتسکر از مکملیت را رد کرد.

این نشان می دهد که تا چه حد در منظور بور از مکملیت ابهام وجود داشته است(حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده اند)و البته همین باعث شده که اصل مکملیت علی رغم اعتراضات جدی که به آن  وارد کرده اند باقی بماند. با وجود این اگر عبارت زیر از یک سخنرانی بور در 1929 را به عنوان تعریف مکملیت از دیدگاه بور تلقی کنیم( که شاید صریحترین عبارت او در این مورد باشد)  می توانیم تمامی گفته هایی را که از بور در این باره به ما رسیده است توجیه کنیم. در این عبارت بور می گوید :"اصل کوانتوم ما را مجبور می کند که نحوه دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم، بدین معنی که هر استفادۀ مشخص از ( یک دسته ) مفاهیم کلاسیک ، کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارند غیر ممکن می سازد." طبق این بیان اسلوب های توصیف مکمل اند .مثلا توصیف بر حسب مختصات زمانی- مکانی و توصیف بر حسب انتقال انرژی- اندازه حرکت به صورت همزمان امکانپذیر نیست، زیرا این دو نوع  توصیف  مستلزم تدارکات تجربی متفاوتی هستند، بورن موضع بور را اینطور تلخیص کرده است که :"تصویر یگانه ای از از کل جهان تجارب، وجود ندارد."

یکی از ایرادهایی که از همان اوائل به اصل مکملیت وارد می کردند این بود که چرا مکملیت را منحصر به دو خاصیت کرده اند و به سه خاصیت یا بیشتر تعمییم نداده اند. از جمله فون نیومان، به دنبال ادعای بور که مکملیت تصاویر موجی و ذره ای را به فقدان خاصیت جابجایی در متغییرهای مربوطه  نسبت می داد گفته است :" خوب ، چیزهای زیادی هستند که خاصیت جابجایی ندارند، و شما به سهولت می توانید سه اپراتور پیدا کنید که جابجایی پذیر نباشند." وایتسکر این سوال را به طور صریح بررسی کرد و به این نتیجه رسید که دو گانگی موج- ذره حالت یک قضیه منفصله را دارد: واقعیت فیزیکی یا تمرکز نقطه ای دارد و یا در فضا گسترده است . حالت اول را با الگوی ذره ای بیان می کنیم و حالت دوم را با الگوی موجی.

 ارزش اصل مکملیت از نظر بور 

بور طی 35 سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریۀ فلسفی جامع و دقیق درآورد. او فیزیک کوانتومی را زمینه ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت مسائل اساسی رشته های دیگر نظیر روانشناسی ، فیزیولوژی،جامعه شناسی،فلسفه و غیره را حل کند.

او می گفت روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بود و بهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد. روزنفلد،که از بزرگترین اصحاب بور بود ، می گوید که بور کوشش زیادی کرد تا مکملیت را در مورد سایر رشته های علوم بشری به کار ببرد و این کار را کم اهمیت تر از تحقیقات فیزیکی اش تلقی نمی کرد .

گفته شده است که اصل مکملیت بزرگترین اثری است که بور در فلسفه علم باقی گذاشته و جان ویلر آن را " انقلابی ترین عقیدۀ فلسفی معاصر " دانسته است.

نقد اصل مکملیت 

گرچه به طور کلی می توان گفت که اصل مکملیت بور مورد پذیرش غالب فیزیکدانان معاصر قرار گرفته است،اما برخی از فیزیکدانان بزرگ معاصر و از جمله بعضی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی آن را نپذیرفته اند. دیراک در کتاب مکانیک کوانتومی خود از آن یادی نکرد و بعدا هم آن را مورد نقد قرار داد  . بورن نسبت به آن نظر مثبت نداشت و اینشتین این را کار درستی نمی دانست که اجازه بدهیم توصیف نظری مستقیما متکی به احکام تجربی باشد،چنانکه اصل مکملیت بور مدعی است.

تعمیم اصل مکملیت

چنانکه قبلا متذکر شدیم بور خود کوشید که قلمرو کاربرد اصل مکملیت را از حوزه محدود اولیه اش به سایر بخشهای دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده اند. ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می کنیم:

 - مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتم های آن: بور در سخنرانیی که در 1930 در انگلستان ایراد کرد مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعة الجمع با توصیف کامل حرکات اتم های آن دانست.

- مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستم های زنده  : بور طی یک سخنرانی در 1932 در کپنهاگ اصل مکملیت را به زیست شناسی تعمیم داد:"اگر بخواهیم تحقیقات درباره اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که  بتوانیم توصیفی از نقش تک تک اتمها در اعمال حیاتی  به دست دهیم باید حیوان را بکشیم...از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را به عنوان یک نقطۀ شروع در زیست شناسی در نظر گرفت."

- مکملیت مطالعه فرهنگ های ساده : این مطلب را بور در سخنرانیی که در 1938 در کنگرۀ مردم شناسی و نژاد شناسی (در انگلستان) ایراد کرد متذکر شد.

- مکملیت ذهن و موضوع مردم شناسی

- مکملیت قدرت سازمان ملل متحد و حق حاکمیت ملت ها

- مکملیت دانش زمان حال و پیش بینی آینده : طبق تعبیر مکتب کپنهاگ هر چه وضع فعلی سیستمی را دقیق تر مشخص کنیم ،آن را بیشتر مختل می کنیم و در نتیجه دقت پیش بینی آینده کمتر می شود

- مکملیت آزادی اراده و جستجو برای یافتن انگیزه ها : هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه ها برای تصمیم گیری خاص هستیم احساس اختیار نمی کنیم،اما در مواردی که نمی توانیم انگیزه ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم احساس اختیار می کنیم.

- مکملیت محبت و عدالت: برونر می گوید که در سال 1943 (یا اوائل 1944) با بور ملاقات داشته است که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نا بخشودنی شده بود و او نمی دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیرد. این مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود. آنگاه بور به برونر می گوید:"شما نمی توانید یک نفر را توأماً از دید محبت و دید عدالت بشناسید."

- مکملیت علم و مذهب : روس بال استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد علم و دین را دو عنصر مکمل می خواند که گرچه ظاهراً با هم ناسازگارند اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند.

بور معتقد بود که در مورد مسائل اجتماعی و اخلاقی اعتقاد به اصل مکملیت می تواند باعث تحمل آراء دیگران شود. 

تجزیه ناپذیری سیستم های  کوانتومی 

طبق این اصل سیستم های کوانتومی خواص ذاتی (مستقل از مشاهده)ندارند. یعنی سیستم کوانتومی و وسایل  مشاهده ، یک واحد تجزیه ناپذیر می سازند و در نتیجه خواصی که به سیستم نسبت می دهیم در واقع متعلق به مجموعۀ سیستم و وسیله اندازه گیری است. به قول فاینمن:"در مکانیک کوانتومی  یک رویداد مجموعه ای از شرایط اولیه و شرایط نهایی است." مثلاً وقتی یک الکترون در یک طرف وسیلۀ آزمایش از تفنگ الکترونی خارج می شود و پس از گذشتن از یک  روزنه در طرف دیگر در نقطه ای مشاهده می شود، کل این قضیه یک حادثۀ لایتجزی است.

در توجیه این اصل بور متذکر شد که در فیزیک کوانتومی،برخلاف فیزیک کلاسیک،تفاعل بین سیستم مطالعه و وسیلۀ آزمایش (که شامل ناظر هم می شود) قابل اغماض یا جبران کردنی نیست. بنابراین برای توضیح پدیده های کوانتومی باید تمام تدارکات تجربی را مشخص کرد. به عبارت دیگر پدیده تحت مطالعه و آزمایشگر یک واحد تجزیه ناپذیرمی سازند و هر نوع تعبیری در وضعیت مشاهده که سبب تجزیۀ این پدیده به اجزایش شود باعث محو شدن پدیدۀ اصلی و ظهور یک پدیدۀ جدید می شود،نه آنکه چهرۀ دیگری از همان پدیده را بدست دهد. بنابراین برعکس پدیده های کلاسیک، یک پدیدۀ کوانتومی عبارت از یک رشته حوادث فیزیکی نیست،بلکه یک نوع تشخیص فردی است.

نکتۀ دیگر اینکه ما در فیزیک برای تعیین خواص اشیاء به آزمایش متوسل می شویم. در فیزیک کلاسیک می توان با طرح یک آزمایش پیچیده تمام اطلاعات قابل تصور را دربارۀ سیستم بدست آورد، اما در فیزیک کوانتومی چنین نیست. در اینجا بر خلاف اشیاء کلاسیک که خواص سازگار دارند، یک سیستم  کوانتومی از خود بعضی خواص مانعة الجمع نشان می دهد(مثل خواص ذره ای و خواص موجی). مثلا الکترون تحت بعضی شرایط به صورت ذره جلوه می کند و در بعضی شرایط دیگر به صورت موج. بور این مطلب را اینطور توجیه کرد که الکترون خودش خواص ذاتی ندارد، و این الکترون به علاوۀ سیستم اندازه گیری است که دارای آثار خاص است و بنابراین برای توصیف اشیاء اتمی باید تمام جهات ذیربط تدارکات تجربی را ذکر کرد و از شیوۀ توصیف های مکمل بهره گرفت. به قول بور " در حوزه فیزیک کلاسیک تمام خواص مشخصۀ یک شیء معین را می توان با یک طرح تجربی تعیین کرد، گرچه از لحاظ عملی مناسب است که برای مطالعۀ جنبه های مختلف یک پدیده طرح های متفاوتی را به کار ببریم . در واقع اطلاعاتی که از اینها به دست می آیند یکدیگر را تکمیل می کنند و می توان از ترکیب آنها تصویر واحد منسجمی از رفتار شیء مورد نظر بدست آورد. در فیزیک کوانتومی شواهدی که در مورد اشیاء اتمی از طریق طرح های تجربی مختلف بدست می آوریم نوع جدیدی از مکملیت را نشان می دهند." اما هایزنبرگ معتقد بود که یک سیستم کوانتومی دارای خواص گوناگونی است، و اینها را به صورت بالقوه دارد نه بالفعل،و این سرشت محیط سیستم کوانتومی است که معین می کند کدام یک از اینها به فعلیت خواهد رسید.

به هر حال به جای آنکه بگوییم الکترون، به صورت منزوی، چه خواصی دارد باید شرایطی را که الکترون در آن قرار دارد مشخص کنیم، ودر واقع می توان گفت که الکترون اصطلاحی است که از تحلیل پدیده ها انتزاع می شود. با وجود این می توان به طور قراردادی خواص مشاهده در آزمایشها را به خود سیستم های کوانتومی نسبت داد،به شرط آنکه متوجه قراردادی بودن این امر باشیم و نخواهیم نتایجی در بارۀ کنه اشیاء استنتاج کنیم و به شرط آنکه در مورد خواص ناسازگار روابط عدم قطعیت  را مراعات کنیم. 

ارزش مفاهیم کلاسیک

 هم بانیان مکتب کپنهاگی و هم اینشتین قبول داشتند که یک  محدودیت اساسی در کاربرد مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی وجود دارد اما در مورد این محدودیت نگرش آنها متفاوت بود. بنیانگذاران مکتب کپنهاگی معتقد بودند که  باید تمام مفاهیم فیزیک کلاسیک را حفظ کرد ولی محدودیتی برای کاربرد همزمان آنها قائل شد. برای این کار مفاهیم را به دو مقولۀ مکمل تقسیم می کنیم و تنها آنهایی را که متعلق به یک مقوله هستند بطور همزمان به کار می بریم. از دیدگاه اینها علت ضرورت به کار بردن زبان فیزیک کلاسیک در بحث از حقایق تجربی این است که نمی توان از شیوه های معمولی ادراک صرف نظر کرد و یک مبادلۀ فکری غیر مبهم دربارۀ اطلاعات تجربی بدون اینها میسر نیست.به قول بور:"هر چه هم که پدیده های کوانتومی از حوزۀ توصیف کلاسیک  فراتر بروند باید توضیح تمام شواهد (تجربی) بر حسب اطلاعات کلاسیک باشد. دلیلش اینست که ما از کلمۀ "آزمایش" منظورمان وضعیتی است که در آن می توانیم به دیگران بگوییم چه کرده ایم  و چه آموخته ایم و بنابراین باید توضیح تدارکات تجربی و نتایج مشاهدات را به زبانی غیر مبهم، با استفاده از اصطلاحات فیزیک کلاسیک، بیان کنیم."

از طرف دیگر استفاده از مفاهیم کلاسیک در حوزۀ اتمی تاوانی هم دارد و آن اینست که دیگر نمی توان توصیف واحدی (بر حسب مفاهیم کلاسیک)از پدیده های  اتمی ارائه داد و ضروری است که از توصیف های مکمل  استفاده کنیم. به قول رزنفلد :"تمام موجوداتی که قادر به تحقیقات فیزیکی هستند در ابتدا با جهان فقط در مقیاس ماکروسکوپیک  تفاعل دارند، لذا باید مفاهیمی مناسب پدیده های ماکروسکوپیک بسازند. بنابراین وقتی به کشف دنیای اتمی می پردازند در توصیف آن با مساله روبرو می شوند،و از این جهت ناچارند از شیوۀ توصیف های مکمل استفاده کنند."

هایزنبرگ نیز عقیده داشت که :"ما برای توصیف تدارکات تجربی و نتایج تجربه راهی  جز استفاده از زبان فیزیک کلاسیک نداریم و نمی توانیم چیز های دیگری را جایگزین آنها کنیم ولی البته کاربرد این مفاهیم به علت روابط عدم قطعیت محدودیت پیدا می کند. ما باید این محدودیت را به ذهن بسپاریم ولی نمی توانیم و نباید در اصلاح این مفاهیم بکوشیم."

در مقابل اینها اینشتین معتقد بود که اگر اطلاعات تجربی جدیدی نشان داد که مفهومی اعتبارش را از دست داده است باید آن را کنار گذاشت. او اشکالی نمی دید که مفاهیم کلاسیک کنار گذاشته شود و حتی ضروری می دید که به جای این مفاهیم، مفاهیم کاملا جدید به کار گرفته شود. اما همواره تاکید داشت که مفاهیم نو در عین اینکه اطلاعات جدید را توجیه می کنند نباید به برداشت ما از واقعیت فیزیکی لطمه بزنند.

  علیت

واژۀ علیت در قرون اخیر در میان فیزیکدانان به این معنی به کار رفته است که اطلاعات دقیق از حالت فعلی یک سیستم فیزیکی برای پیش بینی آیندۀ آن کفایت می کند. به عبارت دیگر در جهان قوانین لایتخلفی وجود دارند که به کمک آنها می توان بطور یگانه آیندۀ هر سیستم فیزیکی را از روی وضعیت فعلی آن تعیین کرد.

این تعبیر خاص از علییت را اصل موجبیت (دترمینیسم) می نامند. این اصل در مکانیک نیوتنی اعتبار مطلق داشت ولی پس از تکوین مکانیک کوانتومی بنیانگذاران مکتب کپنهاگی گفتند که دترمینیسم  را باید کنار گذاشت. در میان اینها بور وضعیت خاصی داشت زیرا او حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی جدید اعتبار دترمینیسم را مورد تردید قرار داده بود:"این نویسنده پیشنهاد کرد که تغییر هر حالت یک اتم،که در آن اتم از یک حالت مانا به حالت مانای دیگر می رود،باید یک فرآیند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح بیشتر نیست. در اینجا، آنقدر از توصیف علی دوریم که می توان گفت هر اتم در یک حالت مانا مختار است به هر حالت مانای دیگر  منتقل شود." در سال 1923 نیز بور در مقاله ای که به اتفاق کرامرز و اسلیتر نوشت تخلف از علیت را پیشنهاد کرد که اندک زمانی بعد تجارب بوته – گایگر و کامپتون – سایمون آن را رد کرد. همچنین بور در سخنرانیی که در سال 1925 در کنگرۀ ریاضیدانان اسکاندیناویایی ایراد کرد متذکر شد که پیشرفت فیزیک امکان یک توصیف علی منسجم از پدیده های اتمی را رد کرده است.

بور پس از پی بردن به اصل مکملیت،موضعی میان طرد کامل موجبیت و اعتبار مطلق آن اختیار کرد. در این زمان بور عقیده داشت که قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت(که مصادیق روابط علی هستند) در صورتی دقیقا صدق می کنند که از توصیف زمانی – مکانی حوادث صرفنظر کنیم وبالعکس. به عبارت دیگر،ارائه یک توصیف زمانی – مکانی و یک توصیف علی دقیق برای حوادث فردی به طور همزمان امکان ندارد و یکی از ایندو را باید فدای دیگری کرد. به قول بور:"این وضعیت مخصوصا مانع تلفیق غیر مقید مختصات زمانی – مکانی  و قوانین بقای اندازه حرکت – انرژی که توصیف تصویری علی فیزیک کلاسیک بر مبنای آنهاست می شود. بنابراین یک طرح تجربی که منظور از آن پیدا کردن مکان یک ذرۀ اتمی  در لحظۀ بعدی (بعد از تعیین آن در یک زمان قبلی) است مستلزم انتقال (علی الاصول غیر قابل کنترل) انرژی و اندازه حرکت به ترازهای ثابت و ساعتهای میزان شده (که برای تعریف دستگاه مرجع ضرورت دارند)است. بالعکس استفاده از هر طرحی که برای مطالعۀ ترازمندی انرژی و اندازه حرکت (که برای توجیه خواص ذاتی اشیاء اتمی لازم است) مناسب باشد مستلزم صرف نظر کردن از تفصیلات مختصات زمانی – مکانی ذرات سازندۀ سیستم است."

واقعيت فيزيكي

در فیزیک کلاسیک به عنوان اصل پذیرفته شده بود که یک جهان خارجی مستقل از ذهن وجود دارد که می توان آن  را مشاهده کرد و توصیفی از آن بدست آورد.

در آنجا فرض بر این بود که در جهان خارجی قوانین مستقل از وجود بشر موجودند و بشر قادر است این قوانین را (لا اقل به طور تقریبی) یاد بگیرد. فیزیکدانان کلاسیک وظیفۀ فیزیک را این می دانستند که توصیفی از نظم موجود در طبیعت،مستقل از نقش آزمایشگران ، بدست دهد.

واضح است که برای اندازه گیری یک کمیت فیزیکی باید وسیله ای بکار ببریم و این وسیله تفاعلی با شیء مورد نظر داشته باشد . این تفاعل روی هر دو اثر می گذارد و بنابراین حالت شیء قبل و بعد از اندازه گیری یکی نیست. در فیزیک کلاسیک اعتقاد بر این بود که عمل مشاهده تاثیر قابل ملاحظه ای روی شیء مورد مطالعه نمی گذارد و به علاوه می توان اثر آن را به حساب آورد. بنابراین در فیزیک کلاسیک امکان داشت که وضعیت شیء  را برای زمانهای قبل از مشاهده و زمان های بعد از آن مشخص کرد. در فیزیک کوانتومی مشاهدات روی شیء مورد مطالعه تاثیر می گذارند و این تاثیر را نمی توان به کمتر از یک مقدار معین تقلیل داد، و قابل کنترل هم نیست. بنابراین از دیدگاه بور و همفکران او نمی توان  از رفتار و خواص اشیاء کوانتومی به صورتی مستقل از مشاهده صحبت کرد و نمی توان یک واقعیت  مستقل از مشاهده به پدیده ها نسبت داد. به عبارت دیگر وجود یک شیء و دانش ما دربارۀ آن دو مطلب کاملا جداگانه نیست.به قول بور:"ما در صحنۀ وجود تنها تماشاگر نیستیم، بلکه بازیگر هم هستیم." به عقیدۀ بور وظیفۀ علم این نیست که ماهیت اشیاء را بر ملا کند و توصیفی از جهان خارج بدست دهد،بلکه کار آن این است که رابطه ای بین تجارب مختلف بشر برقرار کند. بنابراین وقتی ما راجع به توصیف طبیعت بحث می کنیم منظورمان توصیف طبیعت مستقل از ذهن انسانها نیست، بلکه منظورمان تجارب بشری است. به قول بور:"این اشتباه است که فکر کنیم وظیفۀ فیزیک پیدا کردن چگونگی طبیعت است. فیزیک مربوط است به آنچه ما می توانیم  در بارۀ  طبیعت بگوییم."

و به قول هایزنبرگ :" فرمول های ریاضی جدید طبیعت را توصیف نمی کنند، بلکه دانش ما را دربارۀ طبیعت بیان می کنند. ما مجبور شده ایم توصیف طبیعت را که قرنها هدف علوم دقیقه به حساب می آمد کنار بگذاریم. تنها چیزی که در زمان حاضر می توان گفت این است که ما در حوزۀ اتمی این وضعیت را قبول کرده ایم، زیرا تجاربمان را به قدر کافی توضیح می دهند." عده ای بور را ایده آلیست به حساب آورده اند. از طرف دیگر افرادی در این مطلب مناقشه کرده اند. واضح است که بور را نمی توان یک رئالیست به مفهوم متداول آن (یعنی اعتقاد به واقعیت فیزیکی مستقل از عمل مشاهده) به حساب آورد. اما بور و پیروان او رئالیسم را به نحو دیگری تعبیر کرده اند. از نظر آنها منظور از رئالیسم این است که تجارب انسانی را می توان بدون ابهام به دیگران منتقل کرد.

به قول بور:

"در واقع از دیدگاه فعلی ما، فیزیک را نباید مطالعۀ چیزی از قبل داده شده دانست، بلکه باید آن را وسیله ای  دانست که می تواند روش هایی برای تنظیم و بررسی تجارب انسانی به وجود آورد.از این لحاظ وظیفۀ ماست که این تجارب را به نحوی مستقل از ذهنیات افراد و بنابراین به صورت عینی توضیح بدهیم،یعنی به نحوی که بتوان آن را بدون ابهام به زبان معمولی بشر به افراد دیگر منتقل کرد." اینکه پدیده های مربوط به ذرات بنیادی قابل تفکیک از وسایل  مشاهده نیستند و اشیاء اتمی واقعیتی در حد اشیاء معمولی ندارند هضمش بسیار مشکل بوده است و هنوز هم بسیاری از بزرگان علم و فلسفه در مقابل آن مقاومت می کنند. برای بور گذشتن از واقعیت پدیده های اتمی قابل قبول بود، زیرا برای او نکتۀ مهم در مورد یک نظریه، سادگی  یا زیبایی آن و یا مراعات برخی اصول نبود، بلکه خالی بودن آن از تناقضات داخلی و انسجام میان روشهای حصول اطلاعات کمی و نحوۀ تعبیر آنها بود. در مقابل اینشتین حاضر بود که با ناسازگاری های کوتاه مدت بسازد ولی اصول مورد قبولش را کنار نگذارد. او اعتقاد به وجود دنیای خارجی مستقل از ذهن را اساس تمام علوم طبیعی می دانست و به  همین جهت حاضر نبود هیچ چیزی را که به واقعیت دنیای فیزیکی خدشه وارد می کند بپذیرد.

____________________________________________________________________________________________________________

منابع: 

1. فرهنگ فلسفی

2. هالینگ، تاریخ فلسفهٔ غرب، صفحه ۱۳

3. سانلي پورفائز

4.  وب سايت اختصاصـي آلبرت اينشتيـن

5.  وب سایت تلسکوپ فضایی هابـل

6. دکترمهدی گلشنی مجله فیزیک1364.3(متن سخنرانی در کنفرانس فیزیک ایران شهریور 1364). 

7 . http://phyphi.blogfa.com/86022.aspx 

8. دانشنامه رشد 

 9.  http://www.falsafeh.com  

10. سانلي پورفائز 

11.http://www.nanoclub.ir  

  12.کتاب نمود واقعيت ازپيتر کوسو 

____________________________________________________________________________________________________________

تهيه و تنظيم:مهناز دهباشي

_____________________________________________________________________________

فلسفه فیزیک کوانتومی(بخش اول)

مقدمه:

در تعریف فلسفه اختلاف نظر فراوانی وجود دارد. یک علت این اختلاف تعاریف، آن است که موضوع فلسفه که زمانی علم علوم و جامع کلیه معارف انسانی بود تغییر کرده و به تدریج علوم طبیعی و انسانی از آن جدا شد و کار بدان جا رسید که پوزیتویست‌ها و نئوپوزیتویست‌ها اصلا وجود فلسفه را به عنوان رشته مستقل معرفت انسانی منکر شدند.وجود مستقل فلسفه به مثابه شکلی از اشکال شعور انسانی است.

1.زندگینامه هایزنبرگ

هایزنبرگ در پنجم دسامبر سال 1901 در شهر دورزبورگ آلمان از پدری به نام آگوست و مادری به نام آنا زاده شد. پدر او استاد دانشگاه و متخصص تاریخ امپراتوری بیزانس بود و بدین ترتیب ورنر جوان در یک محیط خانوادگی دانشگاهی در طبقه ای بالاتر از طبقه متوسط جامعه بزرگ شد. او در دوره دانش آموزی آموختن پیانو را آغاز کرد و در سن 13 سالگی آثار بزرگان موسیقی را با آن نواخت. و تا پایان عمر پیانو زنی عالی باقی ماند. او در دبیرستان حساب دیفرانسیل و انتگرال را بطور خود آموز و پیش از فرارسیدن امتحانات نهایی یاد گرفت. روی توابع بیضوی کار کرد ودر 18 سالگی در انتشار مقاله ای درباره نظریه اعدادتلاش کرد. هایزنبرگ جوان ، پس از جنگ جهانی اول وارد صحنه سیاسی شد در آن زمان پشتیبان جنبش ملی به پرچمداری ارتش بود. در چند نبرد خیابانی علیه گروه های کمونیست شرکت کرد. در دوران دانش آموزی گروهی بنام هایزنبرگ به رهبری وی تشکیل شد که فعالیتهای سیاسی علیه نظام حکومتی کشور پرداختند. علاوه بر فعالیتهای سیاسی به ورزش از جمله اسکی و کوهنوردی نیز می پرداخت. هایزنبرگ شطرنج باز برجسته ای بود شهرت او به دوران کودکی اش برمی گردد معروف است که در کلاس درس در زیر میز و حین تدریس معلم شطرنج بازی می کرده است ؛ و برای فرصت به حریف معمولا ً بدون وزیر بازی می کرد.
هایزنبرگ در سال 1920 وارد دانشگاه مونیخ شد. در آنجا علاوه برتحصیل در رشته فیزیک کتب کلاسیک به خصوص آثار علمی فلاسفه اولیه یونان از افلاطون و ارسطو گرفته تا دیمیقراطیس و تالس را نیز خواند. علاقمندی هایزنبرگ به رابطه بین علوم و فلسفه تا پایان عمر او ادامه داشت. نزدیکترین دوست او در دانشگاه ولفگانگ پاولی بود. هایزنبرگ هنوز دانشجو بود که شواهدی دال بر اعتماد به نفس عظیم از خویش نشان داد. در آن ایام مشکلی به نام پدیده زیمن اسباب زحمت پژوهشگران فیزیک اتمی بود. پدیده مربوط به واکنش توضیح ناپذیر یک اتم واقع در یک میدان مغناطیسی نسبت به میدان بصورت تقسیم شدن خط طیفی آن به بیش از سه خط مورد انتظار بود. وی در مقاله ای که نخستین اثر علمی او بود مدلی ریاضی برای توضیح آن پدیده ابداع و ارائه کرد. در سال 1922 نیاز بوهر در دانشگاه گوتیگن به سخنرانی در باره نظریه کوانتومی و فیزیک اتمی پرداخت هایزنبرگ در نخستین جلسه سخنرانی بوهر از یکی از اظهارات وی انتقاد کرد که پس از بحثی که بین آن دو صورت گرفت در پایان منجر به آشنایی و همکاری دراز مدت آن دو شد. در سال 1925 هایزنبرگ برای حل مسائل ریاضی ساختار اتم ، ریاضیات خاصی را برای حل آن مسائل ابداع و با آن چهار چوب ریاضی لازم را برای تشریح رفتار اتم شناسایی و پی ریزی کرد که این ریاضیات توسط جبر ماتریسی بورن شناسایی شد.
هایزنبرگ در سال 1926 به دعوت نیلز بوهر در انیستیتوی فیزیک نظری کپنهاگ در سمت دستیاری بوهر به فعالیت مشغول شد. هدف همکاری های هایزنبرگ و بوهر در زمینه فیزیک ، ارائه تصویر کاملتری از اتم به منظور راه یافتن به یک نظریه جدید بود که درستی اش به روشهای ریاضی قابل اثبات و پاسخگویی کلیه سئوالات مربوط به خواص و کیفیات مربوط به اتم در آزمایشگاه شد.
هایزنبرگ در بهار سال 1926 یعنی در زمانی که بیست و پنج سال بیشتر از عمرش نمی گذشت برای نشریه علمی «زایتشریفت فور فیزیک» مقاله ای فرستاد که عنوان آن «گفتار درباره محتوای ادراکی سینماتیک و مکانیک کوانتومی» بود. مقاله بیست و هفت صفحه ای مذکور که از دانمارک برای نشریه فرستاده شده بود حاوی فرمول بندی هایزنبرگ از اصل عدم قطعیت معروف خود بود. اصلی که اثبات آن تضمین کننده مکان او در تاریخ علم شد. اهمیت این اصل از آن روست که مصادیق و پیامدهایی چنان دوررس دارد که نه تنها بر فیزیک ذرات درون اتمی بلکه بر همه دانش بشری اثر می گذلرد. انگیزه اصلی منجر به کشف اصل عدم قطعیت کوششهای نظری بود که برای تعیین دقیق شکل مدارهای الکترون های اتم بعمل می آمد ؛ لازمه نشانه کردن یا تعیین مکان الکترون در حال گردش این بود که ابتدا با وسیله ای مانند یک تابش الکترومغناطیسی کوتاه موج روشن و مرئی شود. روشن شدن الکترون با برخورد فوتون های آن تابش به آن تحقق می یافت که اگر یک فوتون تنها هم به آن برخورد نمی کرد آن برخورد در هر حال مکان واقعی الکترون را تغییر می داد. وضعیت مشابه وضعیت برخورد یک توپ بیلیارد با یک توپ دیگر و از جا کنده شدن توپ هدف بود. دیده میشود که در اینجا خودِ وسیله دیدن یعنی نوری که برای رویت و اندازه گیری موقعیت مکانی الکترون بکار میرود با ایجاد یک خطای سنجش در اندازه گیری آن پارامتر حرکت نتیجه کار را کم دقت میکند. دو کمیت موقعیت مکانی وممنتم یک ذره ی بنیادی را بطور همزمان نمی توان اندازه گرفت زیرا به فرض که بتوان الکترون را برای انجام سنجش قدری معطل کرد نفس آن عمل سبب میشود که دیگر اندازه گیری ممنتم الکترون نباشد. نکته در خور توجه اینکه حاصلضرب خطاهای اندازه گیری هر زوج این متغییرها همواره مینیمم ثابتی دارد.
در سال 1927 که هایزنبرگ ، بوهر و دیگران هنوز سرگرم بحث درباره تفسیر کپنهاک از نظریه کوانتومی و ارائه آن بودند ؛ هایزنبرگ سمت استادی فیزیک نظری دانشگاه لایپزیگ آلمان را که به او پیشنهاد شده بود پذیرفت و بدین سان در بیست وشش سالگی جوانترین استادکامل دانشگاه در آلمان شد. هایزنبرگ در لایپزیگ با تبدیل انیستیتوی فیزیک دانشگاه به یک مرکز پژوهشی پیشرو در زمینه های فیزیک اتمی و کوانتومی کمک مهمی به ارتقاء جایگاه علمی آن موسسه کرد. از دانشجویان اولیه او در آنجا میتوان رودلف پیرلز ، ادوارد تلر، کارل فریدریش و فن ویتزساکر را نام برد که همه در سالهای بعد در جهان فیزیک به شهرت رسیدند.
در سال 1933 جایزه فیزیک نوبل را بپاس کمک های متعدد هایزنبرگ به پیشرفت مکانیک کوانتومی به وی اعطا کردند. هایزنبرگ در سال 1958 و در سن پنجاه وشش سالگی به مونیخ بازگشت و عهده دار انیستیتوی فیزیک نظری ماکس پلانک شد. او به سخنرانی های خود در مجامع بین المللی نیز ادامه داد اما محتوی سخنان او بیشتر فلسفی بود تا علمی. او در اواسط سال 1973 به سرطان مبتلا و سخت بیمار شد. سرطان وی ابتدا برای مدتی عقب نشینی کرد و حتی بنظر آمد که وی حتی سلامت خود را بازیافته باشد اما دو سال بعد در ژوئیه سال 1975 وضع جسمانی وی به وخامت گرایید و او شش ماه بعد از آن تاریخ در گذشت.

2.دیدگاه های معرفت شناختی بوهر

1-2.زمینه تاریخی

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاکید داشت حکمت طبیعی حتما باید با تایید قاطع تجربه همراه باشد.در تایید این حرف هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور طی سالهای 1962/1927 عمدتا فلسفی است. بور مخصوصا پس از1927بیشتر اوقات خود را صرف تبیین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله ای قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد. ما در اینجابرای توضیحات بور در مورد مسائل معرفت شناسی ،مناسب می بینیم که مقدمتا مسائلی را که زمینه ساز کار بور در طرح مسائل معرفت شناسی بوده است بررسی کنیم.نظریه قدیم کوانتوم که با کار پلانک در سال 1900 شروع شده و با کارهای بوربه پیشرفتهای شگرفی نایل آمده بود یک نظریه منسجم نبود، بلکه مجموعه ای از فرضیات،اصول وقضایا ، و دستورالعمل های محاسبه ای بود.هر مساله کوانتومی را ابتدا به روش مکانیک کلاسیک حل می- کردند و سپس جواب آن را از غربال شرایط کوانتومی می گذراندند و یا با استفاده از اصل تطابق آن را به زبان کوانتومی در می آوردند، و این کار بیشتر مستلزم حدس های زیرکانه بود تا استدلال های منطقی، و بنابراین غالب فیزیکدانان بزرگ و از جمله بور معتقد شده بودند که باید روشی تازه ایجاد کرد.
در بهار 1925 هایزنبرگ به یک نظریه جدید دست یافت که بورن و یوردان در تابستان همان سال آن را به صورتی متقن در آوردند.این نظریه به نام مکانیک ماتریسی شهرت یافت. در این نظریه مبنای فکری هایزنبرگ این بود که باید روش قدیمی بور در توصیف اتم را کنار گذاشت و توصیفی بر حسب کمیات قابل اندازه گیری را جایگزین آن کرد. بدین ترتیب هایزنبرگ مفاهیم کلاسیک مکان و سرعت الکترون های اتمی را کنار گذاشت. اما دلیل او تنها این نبود که تا کنون کسی این امور را مشاهده نکرده است (زیرا ممکن است پیشرفت تکنیک این اندازه گیری را در آینده میسر سازد) بلکه همچنین این بود که نظریه ای که اینها را قابل مشاهده می دانست(فیزیک کلاسیک) یک نظریه نا موفق بود.او توجه کرد که اطلاعات ما درباره اتمها عمدتا از طریق طیف نوری آنها ، یعنی بسامد نورهای تابیده و شدت آنهاست و در نتیجه تمام جنبه های قابل مشاهده اتم ها با دو حالت مربوط می شود.پس او بجای کمیات سینماتیکی کلاسیک ، کمیات بسامد و شدت نور را اساس کار قرار داد و تحقیق کرد که ببیندآیا می تواند یک نظریه منسجم بسازد که در آن این کمیات قابل مشاهده باشند یا نه؟ نتیجه کار او کشف مکانیک ماتریسی بود که در آن معادلات دینامیکی همان معادلات کلاسیک بودند اما سینماتیک آنها متفاوت بود. در مکانیک ماتریسی به هر کمیت کلاسیک یک ماتریس نسبت داده می- شد . نظریه هایزنبرگ به علت تازگی ساختار ریاضی آن برای فیزیکدانان آن عصر چندان مطبوع نبود.
از طرف دیگر شرودینگر طی شش ماه اول سال 1926 چهار مقاله نوشت که در آنها فرمولبندی دیگری از نظریه کوانتوم را عرضه میکرد.در این مقالات شرودینگر معادله جدیدی را معرفی کرد که جوابهای آن (ψ) می بایست اطلاعات فیزیکی مناسب را در اختیار ما بگذارد . شرودینگر نظریه کوانتوم را یک نظریه موجی می دانست و معتقد بود که اعداد ناپیوسته ای که از حل فیزیکی معادله او نتیجه می شود معرف بسامد های مجاز سیستم فیزیکی اند نه انرژی های آن .اتم می تواند در حالات ارتعاشی معینی بسر ببرد و اگر دو تا از ارتعشات مانای سیستم ، مثلا با بسامد های 1ν و 2ν همزمان تحریک شوند پدیده زنش رخ می دهد و نوری با بسامد

 2ν- 1ν = ν تشعشع می شود.بدین ترتیب برای تعبیر تشعشع نیازی به فرض جهش های کوانتومی نیست.
در مورد اینکه چگونه می توان با تصویر موجی ظهور جلوه های ذره ای را توجیه کرد شرودینگر به بسته موج متوسل شد ، اما در همان اوائل لورنتس به او خاطر نشان کرد که بسته موج به علت گسترشی که در زمان پیدا می کند نمی تواند نشان دهندۀ اشیایی باشد که ما به آنها یک وجود پایدار نسبت می دهیم .
چند روز پس از آنکه شرودینگر چهارمین مقاله اش را درباره مکانیک موجی برای چاپ فرستاد (ژوئن 1926 ) بورن طی مقاله ای تعبیر موجی شرودینگر را غیر قابل دفاع خواند و برای اولین بار تعبیر آماری را برای تابع موج پیشنهاد کرد .او فضای آرایش در نظریه شرودینگر را به کار برد تا فرایند های پراکندگی را توضیح دهد ، ودر این کار مربع قدر مطلق تابع موج در فضای آرایش را به عنوان احتمال پیدا کردن ذره در ناحیه خاصی از فضا در نظر گرفت بدون آنکه بگوید در فضای حقیقی چه رخ می دهد.
ریاضیات مورد استفاده در روش شرودینگر برای فیزیکدانان آن دهه تازگی نداشت ، بعلاوه به کار گرفتن روش شرودینگر برای حل مسائل فیزیکی آسانتر می نمود . بدین جهت استقبالی که از آن شد بیشتر از استقبالی بود که از مکانیک ماتریسی هایزنبرگ به عمل آمد . اما نه هایزنبرگ روش شرودینگر را می پسندید و نه شرودینگر روش هایزنبرگ را ، تا آنکه شرودینگر در ماه مارس و اکارت در ماه ژوئن 1926 به طور مستقل معادل بودن این دو روش را از لحاظ ریاضی، ثابت کردند، با وجود این برای محاسبات اتمی عملا روش شرودینگر به کار گرفته شد.
بدین ترتیب در اواسط سال 1926 فرمولبندی ریاضی نظریه کوانتوم کامل به نظر می رسید ، اما تعبیر فیزیکی آن کاملا مشخص نبود و بنابراین وقت آن رسیده بود که ساختار ریاضی را به زبان فیزیکی تفسیر کنند.
بور نه در تکوین مکانیک موجی سهمی داشت و نه در تدوین مکانیک ماتریسی نقشی ، اما پس از آنکه نشان داده شد که ایندو از نظر ریاضی معادلند ، او نقش مهمی برای تعبیر فیزیکی مکانیک -کوانتوم ایفا کرد.
بور نظریه شرودینگر را می پسندید اما تعبیری را که او از معادله خود ارائه می داد نمی پسندید. اعتراض بور این بود که چگونه موج می تواند سبب رویداد های ناپیوسته ای نظیر تیک در شمارشگر گایگر شود و چگونه می توان با تعبیر شرودینگر تابش جسم سیاه را (که باعث وارد شدن عنصر نا پیوستگی در فیزیک شده بود) توجیه کرد؟ همچنین بور برخالف فرمولبندی هایزنبرگ فرمولبندی ریاضی را برای دادن یک تعبیر فیزیکی کافی نمی دید .
در پی دعوت بور شرودینگر در سپتامبر 1926 به کپنهاگ آمد که درباره مکانیک موجی سخنرانی کند و در بحث های حول آن شرکت کند. در آنجا بحث های داغی میان شرودینگر و بور درگرفت که منجر به خستگی مفرط و کسالت شرودینگر شد و او بدون آنکه بتواند عقایدش درباره مکانیک موجی و طرد جهش های کوانتومی را به بور بقبولاند با حالت یاس کپنهاگ را ترک کرد.
سفر شرودینگر به کپنهاگ باعث پیدایش تحریکی در انستیتوی بور در جهت یافتن یک تعبیر فیزیکی برای نظریه کوانتوم شد و در این میان بور و هایزنبرگ بیش از همه کوشیدند . اما بین این دو نیز در مورد مبانی اولیه مورد قبول اختلاف نظر بود.
هایزنبرگ فکر می کرد که یک ساختار ریاضی خالی از تناقض در اختیار دارد و تنها مسئله این است که چگونه می توان این ریاضیات را برای توضیح مشاهدات تجربی به کار برد .
اما بور به کامل بودن فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی اعتقاد نداشت و دنبال این بود که یک اصل عام برای تعبیر فیزیکی نظریه کوانتوم بیابد که مستقل از ریاضیات مورد استفاده باشد .
پس از بحث های مفصل سر انجام بور برای استراحت به نروژ رفت و هایزنبرگ در کپنهاگ ماند. در این مدت که ایندو از هم جدا بودند بور به دور نمایی از اصل مکملیت رسید و هایزنبرگ به روابط عدم قطعیت.
مشکلی که بور را به خود مشغول داشته بود این بود که در روابط νh E = وp=h/λ  کمیات طرف چپ (یعنی E,p) جزو مشخصات ذرات به حساب می آیند اما کمیات طرف راست (یعنی  λوν)جزو خواص امواج شمرده می شوند. بنایر این هر دو معادله هم درباره ذره صحبت می کنند و هم درباره موج، و البته این سوال مطرح بود که چگونه یک موجود فیزیکی می تواند هم موج باشد هم ذره .
جوابی که بور به آن رسید این بود که انرژی و اندازه حرکت را با یک طرح تجربی می توان تعیین کرد و طول موج و بسامد را با طرحی دیگر. اما این دو آزمایش مختلف اند و بنابراین خواص "ناسازگار" الکترون در آزمایشهای متفاوتی ظاهر می شوند نه در یک آزمایش . پس تناقضی در کار نیست . خواص ذره ای و خواص موجی هر دو برای یک توصیف فیزیکی کامل لازم اند اما در یکجا جمع نمی شوند. بور بعدا اینها را جنبه های مکمل یک وجود فیزیکی (مثلا الکترون) نامید. او از این نوع دوگانگی که شامل دو جز مکمل و مانعة الجمع است، به عنوان مکملیت یاد کرد.
اما سوالی که برای هایزنبرگ مطرح بود این بود که چگونه نتیجه مشاهدات را به کمک فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی بیان کند.مثلا در حالی که در نظریه کوانتومی هایزنبرگ جایی برای مسیر یک الکترون وجود ندارد چگونه می توان مسیر یک الکترون در اتاقک ابری را توسط ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی توجیه کرد؟
چیزی که در این مورد به هایزنبرگ کمک کرد حرفی بود که پیش از آن اینشتین به او زده بود :"این نظریه است که معین میکند چه چیزی را می توان مشاهده کرد."هایزنبرگ با خود گفت شاید تنها حالاتی در طبیعت اتفاق می افتند که قابل نمایش توسط طرح ریاضی مکانیک کوانتومی باشند. (همانطور که اینشتین فرض کرده بود که زمان واقعی t همان است که در تبدیلات لورنتس وارد می- شود ) و محدودیت هایی که در طبیعت وجود دارد همانهایی هستند که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم پیش بینی می کند. از این دیدگاه ، این ساختار ریاضی است که معین می کند چه سوالاتی را می توان به هنگام آزمایش مطرح کرد و در مورد چه چیزهایی باید انتظار جواب داشت . مثلا ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی شامل این واقعیت است که برخی از کمیات فیزیکی خاصیت جابجایی را ندارند (مثل مختصات و اندازه حرکت که برای آنها رابطه x(Px)=(Px)x برقرار نیست ) و در نتیجه در کاربرد همزمان آنها محدویت وجود دارد . هایزنبرگ برای اینکه از این نتیجه گیری مطمئن شود به برخی از آزمایشهای ذهنی متوسل شد و با آنها نشان داد که اگر بخواهیم مکان الکترون را اندازه- گیری کنیم اندازه حرکت آن را تغییر می دهیم و بالعکس، و میان عدم قطعیت در مکان و عدم قطعیت در اندازه حرکت الکترون رابطه زیر برقرار است ~ h Δ p.Δx
هایزنبرگ این روابط را روابط عدم قطیت نامید . از نظر هایزنبرگ وجود این نوع محدودیت ناشی از تفاعلی است که بین شیء مورد آزمایش و وسیله اندازه گیری صورت می گیرد و ربطی به دقت وسایل اندازه گیری ندارد.همچنین این روابط حاکی از آنند که در کاربرد مفاهیم کلاسیک برای اشیاء اتمی محدودیتی وجود دارد.بدین ترتیب با توجه به اینکه مکان واندازه حرکت توامأ قابل اندازه گیری دقیق نیستند باید ازنسبت دادن مسیر به الکترون صرف نظر کرد . بنابراین آنچه که در اتاقک ابری می بینیم مسیر واقعی الکترون نیست ، بلکه مجموعه ای از قطرات آب است که هر یک از آن ها مکان تقریبی الکترون را بدست می دهد و از روی دنباله قطرات می توان سرعت الکترون را تخمین زد. محاسبه نشان داد که برای حاصلضرب خطا های مکان و اندازه حرکت حد پایینی وجود دارد.
وقتی بور به کپنهاگ بازگشت هایزنبرگ متن اولیه مقاله ای را که درباره روابط عدم قطعیت نوشته بود به او نشان داد. بور چند تذکر اصلاحی به او داد، اما اعتراض عمده اش این بود که چرا دوگانگی موج – ذره را مبنا نگرفته است و اولویتی برای جنبه ذره ای قائل است. آزمایش های ذهنی متعددی مورد بحث قرار گرفت و بور توانست همه آنها را با استفاده از دو تصویر ذره ای و موجی توجیه کندو البته همه اینها روابط عدم قطعیت را تایید می کرد.
بور روابط عدم قطعیت را قبول کرد ، اما تعبیر هایزنبرگ در مورد منشاء این روابط را نپذیرفت . هایزنبرگ این روابط را ناشی از ساختار ریاضی نظریه کوانتوم می دانست و معتقد بود که :"ما یک طرح ریاضی منسجم داریم و آن هر چه را که قابل مشاهده است به ما می گوید . چیزی در طبیعت وجود ندارد که قابل توصیف با این طرح ریاضی نباشد ."اما بور معتقد بود که اولا "وضوح ریاضی به تنهایی امتیازی نیست " و "یک توضیح فیزیکی کامل باید مطلقا مقدم بر فرمولبندی ریاضی شود "و ثانیا در هر اثبات روابط عدم قطعیت از طریق تحلیل آزمایش های ذهنی ،از روابط  λ=h/pو E=hν که حاکی از دوگانگی موج- ذره است، استفاده می شود. بنابراین باید دوگانگی موج-ذره را اساس قرار داد و به طور کلی از توصیف های مکمل مانعة الجمع بهره گرفت. در مقابل ، هایزنبرگ نیازی به توسل به مفاهیمی نظیر موج و ذره برای پدیده های اتمی نمی دید و معتقد بود که ساختار ریاضی نظریه کوانتوم اجازه پیش بینی نتایج هرگونه تجربه ای را به ما می دهد.
سرانجام بور قبول کرد که روابط عدم قطعیت بیانی ریاضی از مفهوم مکملیت است زیرا صدق این روابط تضمین می کند که استفاده از اصل مکملیت به تناقض نینجامد و هیچ وضعیت فیزیکی نتوان یافت که تواما و با دقت کامل هر دو وجه مکمل یک پدیده را نشان دهد بدون آنکه از روابط عدم قطعیت تخلف شود. از نظر هایزنبرگ نیز وجود دو توصیف مکمل برای یک واقعیت فیزیکی قابل هضم شد ، زیرا ثابت شد که اگر با معادلات هایزنبرگ که شبیه معادلات مکانیک نیوتنی است و شامل معادلات حرکت برای "مختصات " و " اندازه حرکت " ذرات است شروع کنیم ، با یک تبدیل ریاضی می توان آنها را به صورتی درآورد که یادآور جنبه موجی است. بنابراین امکان بازی کردن با تصویر مکمل ،نظیرش را در ساختار ریاضی نظریه کوانتوم دارد.
مباحثات بور و هایزنبرگ آنها را به سوی تعبیری از نظریه کوانتوم که به تعبیر کپنهاگی شهرت دارد سوق داد. روابط عدم قطعیت و اصل مکملیت از مبانی اصلی این تعبیرند.
در سپتامبر 1927 کنگره بین اللملی فیزیک در شهر کومو(در ایتالیا ) برگزار شد. در این کنگره بور برای اولین بار به طور رسمی موضوع مکملیت را به فیزیکدانان معرفی کرد. خلاصۀ حرف بور این بود که از یک طرف تعریف حالت یک سیستم فیزیکی مستلزم حذف تمام عوامل خارجی است (زیرا برای یک سیستم باز هیچ حالتی نمی توان تعریف کرد ) و البته دراین صورت هر مشاهده ای غیر ممکن است و زمان و مکان معنای معمولی شان را از دست می دهند. از طرف دیگر برای آنکه مشاهده امکان پذیر باشد باید تفاعلی با عوامل مناسب اندازه گیری (غیر متعلق به سیستم)صورت بگیرد و دراین حالت یک تعریف روشن از سیستم میسر نیست و جایی برای علیت به معنای معمولی آن وجود ندارد. بنابراین باید توصیف زمانی- مکانی و صدق علیت را جنبه های مکمل و مانعة الجمع به حساب آوریم . بور برای روشن شدن مطلب ، نظریه موجی نور را با آن مقایسه کرد. نظریه موجی یک توصیف کافی از انتشار نور در فضا و زمان می دهد، در حالی که نظریه ذره ای، تفاعل نور و ماده را بر حسب انرژی و اندازه حرکت بیان می کند. بنابراین طبق نظر بور راه را برای یک توصیف علی و زمانی- مکانی پدیده های نوری بسته است.
در فیزیک کلاسیک هم قوانین بقای انرژی و اندازه حرکت (که مصادیق علیت اند و معرف توصیف علی ) را داریم و هم توصیف زمانی – مکانی را . اما در مکانیک کوانتومی به علت روابط

~ h Δ p.Δx و t ~ h. ΔEΔ این امر میسر نیست.این روابط نشان می دهند که دقیقترین توصیف زمانی- مکانی همراه است با افزایش عدم قطعیت در اندازه حرکت و انرژی ، یعنی از دست دادن دقت در توصیف علی.
سخنرانی بور در این کنفرانس خیلی خوب درک نشد. به قول ماکس یامر " فیزیکدان ها که سرگرم کاربردهای نظریه جدید برای مسائل حل نشدۀ فیزیک اتمی بودند بیش از آن فکرشان مشغول بود که بتوانند به این مسائل تعبیری توجه کنند. فلاسفه هم فاقد اطلاعات فنی بودند که بتوانند در مباحثات شرکت کنند."
چند هفته بعد از کنفرانس کوموپنجمین کنفرانس سولوی دربروکسل تشکیل شد (24-29 اکتبر 1927). اوج این کنفرانس بحث های عمومی بود که در انتهای آن در گرفت.لورنتس رئیس کنفرانس از بور خواست که درباره مسائل معرفت شناختی مکانیک کوانتومی صحبت کند. بور دعوت لورنتس را پذیرفت و سخنرانیی شبیه سخنرانی اش در کومو ایراد کرد.
انيشتین که در این کنفرانس حاضر بود برای اولین بار یک گزارش جامع درباره تعبیر مکملیت شنید. او با نظراتی که بور،بورن،وهایزنبرگ در این کنفرانس ابراز داشتند مخالف بود، و در جلسات رسمی کنفرانس جز اعتراض ساده ای که به تعبیر آماری مکانیک کوانتومی کرد چیز دیگری نگفت، اما در جلسات غیر رسمی بور را به مبارزه طلبید.
اوتو اشترن می گوید که اینشتین به هنگام صبحانه با طرح یک آزمایش ذهنی زیبا، شبهاتی بر نظریه کوانتوم وارد می کرد. پائولی و هایزنبرگ به اعتراضات اینشتین توجهی نمی کردند و نسبت به آنها حساسیت نشان نمی دادند، اما بور روی آنها کار می کرد و شب موقع صرف شام شبهات اینشتین را جواب می داد و مساله را روشن می کرد.اینشتین با طرح آزمایش های ذهنی می خواست نشان دهدکه تفاعل میان اشیاء اتمی و وسائل اندازه گیری آنقدرها که هایزنبرگ و بور می گویند پیچیده نیست و می توان روابط عدم قطعیت را نقض کرد. بور در مقابل می کوشید که نشان دهد در استدلالات اینشتین مغالطه ای وجود دارد و الا دقتی بیش از پیش بینی روابط عدم قطعیت بدست نمی آید.
نتیجه ای که فیزیکدانان در این کنفرانس به آن رسیدند این بود که مکانیک کوانتومی ، با تعبیری که بور- هایزنبرگ از آن داشتند حاوی تناقضات داخلی نیست و تجارب موجود را به خوبی توجیه می- کند. از کنفرانس 1927 به بعد این تعبیر ، که به تعبیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی معروف است و بر محور اصول مکملیت و عدم قطعیت دور می زند ، مقبولیت عام یافته و هنوز هم مورد قبول اکثریت فیزیکدانان است.

بدین ترتیب کاوش برای یافتن یک نظریه منسجم اتمی در پنجمین کنفرانس سولوی به پایان رسید . اما بحث بور و اینشتین با این کنفرانس خاتمه نیافت، بلکه با حدت بیشتر در ششمین کنفرانس سولوی که در 1930 در بروکسل تشکیل شد ادامه یافت. در آنجا اینشتین یک آزمایش ذهنی طرح کرد، که در آن ظاهرا از روابط عدم قطعیت هایزنبرگ تخلف می شد. او جعبه ای حاوی اشعه الکترومغناطیسی در نظر گرفت که دریچه ای در یکی از درهایش دارد. این دریچه توسط یک مکانیسم مرتبط با یک ساعت باز و بسته می شود. جعبه را وزن می کنیم و سپس آن را برای مدت زمانی کوتاه باز می گذاریم تا یک فوتون خارج شود و باز جعبه را وزن می کنیم .در این صورت از لحاظ اصولی ، هم زمان خروج فوتون را با دقت دلخواه داریم و هم انرژی آن را و بدین ترتیب رابطه t ~ h . . ΔE. Δt نقض می شود.بور از این آزمایش ذهنی خیلی ناراحت شده بود و سراسر آن شب از پیش یک فیزیکدان به نزد فیزیکدان دیگر می رفت تا او را قانع کند که اگر حرف اینشتین درست باشد باید ختم فیزیک را گرفت.سرانجام صبح روز بعد جواب اینشتین را یافت. بور نشان داد که اینشتین در محاسباتش تاثیری را که میدان ثقل ، طبق نسبیت عام، روی میزان کردن ساعتها می گذارد در نظر نگرفته است و با در نظر گرفتن این مطلب تخلفی از روابط عدم قطعیت رخ نمی دهد. البته اینشتین به اشتباهش اقرار کرد ولی درست قانع نشد. بور ظاهرا پیروز شده بود،ولی در بقیه عمرش همواره در ذهنش با اینشتین در مجادله بود و گفته اند که عکسی که از تخته سیاه بور درست یک روز قبل از فوت او گرفته شده شامل طرح آزمایشی است که در 1930 مورد بحث او و اینشتین قرار گرفته بود.(
بعد از پایان ششمین کنفرانس سولوی، مساله تعبیر مکانیک کوانتومی از دیدگاه بور یک مساله خاتمه یافته تلقی می شد،اما اینشتین هنوز قانع نشده بود،ولی از این به بعد دیگر برای او مساله عدم انسجام مکانیک کوانتومی مطرح نبود، بلکه مساله کامل بودن آن مطرح بود.
در حقیقت، هیچ گاه نمی‌توان گفت که فلسفه چیست؛ یعنی هیچ گاه نمی‌توان گفت: فلسفه این است و جز این نیست؛ زیرا فلسفه، آزادترین نوع فعالیت آدمی است و نمی‌توان آن را محدود به امری خاص کرد. اما با آنهم می‌توان فلسفه را چنین تعریف کرد که : فلسفه عبارت از علمی است که کلی‌ترین قوانین حاکم بر طبیعت، انسان و جامعه را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد.
یک ویژگی عمدهٔ موضوعات فلسفی، ابدی و همیشگی بودنشان است. یعنی همیشه وجود داشته و همیشه وجود خواهند داشت و در هر دوره‌ای، بر حسب شرایط آن عصر و پیشرفت علوم مختلف، پاسخ‌های جدیدی به این مسائل ارائه می‌گردد.
فلسفه، مطالعه واقعیت است، اما نه آن جنبه‌ای از واقعیت که علوم گوناگون بدان پرداخته‌اند. به عنوان نمونه، علم فیزیک درباره اجسام مادی از آن جنبه که حرکت و سکون دارند و علم زیست‌شناسی درباره موجودات از آن حیث که حیات دارند، به پژوهش و بررسی می‌پردازد. ولی در فلسفه کلی ترین امری که بتوان با آن سر و کار داشت، یعنی وجود موضوع تفکر قرار می‌گیرد؛ به عبارت دیگر، در فلسفه، اصل وجود به طور مطلق و فارغ از هر گونه قید و شرطی مطرح می‌گردد. به همین دلیل ارسطو در تعریف فلسفه می‌گوید: "فلسفه علم به احوال موجودات است، از آن حیث که وجود دارند.

_____________________________________________________________________________

منابع:

1. فرهنگ فلسفی

2. هالینگ، تاریخ فلسفهٔ غرب، صفحه ۱۳

3. سانلي پورفائز

4.  وب سايت اختصاصـي آلبرت اينشتيـن

5.  وب سایت تلسکوپ فضایی هابـل

6. دکترمهدی گلشنی مجله فیزیک1364.3(متن سخنرانی در کنفرانس فیزیک ایران شهریور 1364).

7 . http://phyphi.blogfa.com/86022.aspx

8. دانشنامه رشد

 9.  http://www.falsafeh.com 

10. سانلي پورفائز

11.http://www.nanoclub.ir 

  12.کتاب نمود واقعيت ازپيتر کوسو

_____________________________________________________________________________

تهيه و تنظيم:مهناز دهباشي

علیت (گذری بر فلسفه ی مکانیک کوانتومی )

پيش گفتار
  انسان هنگامي توانست به تفکر فلسفي بپردازد که موفق گرديد وسايل معيشتي خود را براحتي تأمين کند و در ساية رفاه و آسايش, فراغت خاطري پيدا کرد تا فراتر از مسائل جزئي و حوادث روزمره بينديشد و دربارة مسائل مهمتر تحقيق نمايد تا نه تنها قادر به پيش‌بيني حوادث گردد, بلکه آنها را بفهمد و تبيين کند.
اما از لحاظ تاريخي, تفکر فلسفي کي, کجا و توسط چه کسي و يا کساني آغاز گرديده, هنوز معلوم نشده و شايد هيچوقت بدرستي روشن نشود, وليکن تمدني که امروزه بدستياري اروپائيان در جهان برتري يافته, بيگمان دنبالة آن است که يونانيهاي قديم, بنياد نموده و آنها خود, مباني و اصول آن را از ملل باستاني مشرق زمين, يعني مصر, سوريه, کلده, ايران و هندوستان دريافت نموده‌اند.
 در واقع يونانيان نخستين مردم متمدني بوده‌اند که واژة فلسفه و مفهوم و مضمون آن را آفريده‌اند. فلسفه شکل معرّب واژه يوناني «فيلوسوفيا» بمعناي دانش دوستي است. بنابرين بايد يونان باستان را زادگاه و گهوارة انديشة فلسفي باختري و ديگر دانشهايي دانست که از بيست و پنج سدة پيش تاکنون راههاي شناخت عقلي جهان را به روي آدمي گشوده است. بدون ترديد شکلهاي ديگري از انديشة فلسفي و شناخت کم و بيش عقلي جهان پيراموني آدمي در دوران تاريخ, پيش از پيدايش يونان تاريخي, نزد ملتها و اقوام ديگر در تمدنهاي شرقي باستان بوده است اما آنچه انديشة فلسفي يوناني را از انديشه‌هاي همانند آن جدا مي‌سازد, ويژگيهاي خاص آن است.
بهر رو ظاهراً مهمترين مسئله براي دانشمندان «ايوني» که اولين متفکران فلسفي يونان باستان, محسوب مي‌شوند, ساختار جهان بوده است. از اينرو, اولين پرسش آنان اين بود که «جهان از چه ساخته شده است؟» شايد آنان چنين فکر مي‌کرده اند که اولاً، تحت تکثرات و تغييرات بظاهر بي نظم, يک ثبات و وحدت پنهاني وجود دارد که اگر هم بوسيلة حس, ادراک نشود با عقل قابل دريافت است. و ثانياً، اين ثبات را مي‌توان در جوهري که جهان از آن, ساخته شده پيدا کرد.
اين دانشمندان به تجربه دريافته بودند که هيچ چيز در جهان, ثبات و قراري ندارد, همه چيز دائماً در تغيير و دگرگوني است. البته ممکن است رشد طبيعي ادامه پيدا کند, اما تضميني وجود ندارد زيرا هر آن, ممکن است بوسيلة عوامل خارجي متوقف شود. بهرحال همه چيز قابل زوال است و هيچ چيز براي هميشه باقي نمي‌ماند اما در عين حال, حيات تجديد مي‌شود و ادامه پيدا مي‌کند. بعبارت ديگر, اين تغييرات بصورت زايشي حاصل مي شود و بين موجودات جهان يک نوع خويشاوندي مشاهده مي‌گردد, گويي همة آنها از يک تبارند از اينرو, معتقد گرديدند اصل و مبدأ جهان مادي, جوهر واحدي است که همه چيز از آن, پديد آمده اند.
اما در اينجا پرسش ديگري نيز قابل طرح است و آن اينکه اگر اصل و مبدأ جهان مادي, يک جوهر واحد بوده, چرا به همان حالت اولية خود يعني بصورت تودة ساکن و بيجان آب و هوا و يا هر چيز ديگر باقي نماند؟ علت محرکه‌‌اي که براي اولين بار موجب تغيير شد چه بود؟ اين پرسش به اين دليل مطرح مي‌شود که ما مي‌دانيم که مادة بيجان و ساکن براي به حرکت درآمدن نيازمند نيروي محرک خارجي است و بهمين دليل, ارسطو آنان را از اين جهت که لزوم وجود محرک بيروني را ناديده گرفته‌اند, مورد انتقاد قرار مي‌دهد و مي‌گويد:
بر پاية اين نظريات مي‌توان گفت که تنها علت, همان علّت باصطلاح مادي است اما همچنانکه انسانها در اين راه پيش مي‌رفتند, خود شيء (يا موضوع) راه را به روي ايشان مي‌گشود و آنان را به جستجوي بيشتر وادار مي‌ساخت. زيرا هرچند که بتواند درست باشد که هر گونه پيدايش و تباهي (کون و فساد) از يک يا بيشتر از يک چيز روي دهد, اما چرا چنين روي مي‌دهد و علت آن چيست؟ زيرا خود موضوع انگيزة دگرگوني خودش نمي‌شود. مقصودم اين است که مثلاً چوب يا مفرغ (برنز) هنگامي که هر يک از آنها دگرگون مي‌شود, هيچيک, علت آن [دگرگوني] نيستند؛ نه چوب يک تختخواب را مي‌سازد, و نه برنز يک تنديس را؛ بلکه چيز ديگري است, که چنانکه ما از آن تعبير مي‌کنيم, چيزي است که سرچشمه (يا مبدأ) حرکت است.
اما بظاهر فلاسفة قديم خود متوجه اين مسئله بوده‌اند و شايد بهمين دليل است که هيچيک از آنان «خاک» را جوهر اولية جهان نمي‌دانستند, بلکه جوهرهايي مانند آب, آتش, هوا و يا مادة نامتعين را عنصر اوليه مي‌شمردند بزعم اينکه اين جوهرها, حرکت خود را تبيين مي‌کنند, مثلاً جوش و خروش بيپايان امواج دريا, شعلة سرکش آتش و يا وزش باد در نظر آنان مي‌توانست دلالت داشته باشد بر اينکه آنها بطور ابدي زنده هستند و از اينرو همواره در تکاپو و جوش و خروشند.
بهررو, انسان از آنجا که يک موجود انديشه ورز است همواره کوشش مي‌کند که از محيط خود معرفت بيشتري بدست آورد, و براي تحصيل چنين معرفتي تنها يک روش مطمئن پيش رو دارد و آن, روش علم است روشي که بطور مستقيم, طبيعت را بوسيلة مشاهده و آزمايش مورد پرسش قرار مي‌دهد. نخستين پاسخ اين پرسشها اين است که گردش جهان بمقتضاي عقل است. وقايع و حوادث آن, منوط به بخت و اتفاق نيست, بلکه تابع قوانين است و در جهان امري بنام شبکة ترتّب حوادث و يا نقشة وقايع وجود دارد که رويدادها بموجب آن, سامان مي‌گيرند.
بنابرين با کشف و توصيف شبکة ترتب حوادث و يا نقشه وقايع _ که بمدد علوم فيزيک و رياضي, حاصل مي‌شود _ مي‌توان تا حدودي حوادث را پيش‌بيني کرد وليکن ما بعنوان انسان نمي‌توانيم تنها به پيش بيني حوادث قانع باشيم؛ بلکه ما در جستجوي فهم و تبيين آنها نيز هستيم. از اينرو, مي‌توانيم بگوييم: اگر در جهان شبکة ترتب حوادثي وجود دارد, پس مدبر کارگاهي هست که نقشه کش و نقشه نگار اين حوادث است حال ما مي‌خواهيم بدانيم اين کارگاه چيست و چرا اينگونه کار مي‌کند و طرز ديگري کار نمي‌کند؟ در اينجا ما از مرز علم عبور مي‌کنيم و به فلسفه متوسل مي‌شويم در «آنجاييکه علم متوقف مي‌شود, فلسفه آغاز مي‌گردد».

لزوم وجود فلسفه در علم
همزمان با پيدايي نظريه هاي علمي، فلسفه ي علم نيز پا به عرصه ي وجود نهاد. هدف فلسفه ي علم سرو سامان دادن به بي نظمي هاي علم است. بر اين اساس فلسفه هاي متفاوت و گاهي متضاد براي علم بويژه فيزيک پديدار گشته و برخورد با اين فلسفه ها، الزاما با نرمش همراه نبوده است. کشفيات فيزيکي قرن بيستم، فلسفه ي علم را شديدا تحت تاثير قرارداد و ديدگاه هاي نوين فلسفي پا به عرصه ي وجود نهادند.
فلسفه توضيحي است براي بي نظمي طبيعي مجموعه اي از تجارب يا دانسته ها. بنابراين براي هر مجموعه اي از تجارب يا دانسته ها نظير ادبيات، هنر، علم  فلسفه اي وجود دارد.

هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ي يک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عميق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذير نيست. در واقع بر عهده ي فلسفه ي علم است که حوزه ي فعاليتهاي يک دانش از جمله فيزيک، اهداف و اعتبار گزاره هاي آن را تعيين کند و روش به دست آوردن نتايج را توضيح دهد. اين فلسفه ي علم است که نشان مي دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست.
علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد.
در فيزيک هيچ فلسفه اي غايت انديشه هاي فلسفي نيست و هرگاه فلسفه ي خاصي به چنين اعتباري برسد، با انديشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطي شد. سياه ترين دوران زندگي انسان زماني بود که فلسفه و فيزيک ارسطويي از حمايت ديني برخوردار و غايت فلسفه ي علوم طبيعي قلمداد شد. در قرون وسطي گزاره هاي علمي، زماني معتبر بودند که با گزاره هاي پذيرفته شده ي قبلي سازگار بودند. پس آزمون گزاره هاي جديد عملي بيهوده شمرده مي شد و تنها سازگاري آنها با گزاره هاي قبلي کفايت مي کرد. علاوه بر آن بانيان گزاره هاي ناسازگار با مجازات رو به رومي شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ي گاليله به همين دليل بود. بنابراين نتيجه ي آزمايشهاي گاليله پيش از آنکه يک تلاش علمي باشد، يک حرکت انقلابي براي سرنگوني يک نظام فکري  حکومتي بر انديشه ي انسان بود.

فيزيک و  بينش فلسفي در قرن بيستم
فيزيک مهمنرين عرصه تحولات علمى قرن بيستم را تشکيل مى داد. طرح فرضيه نسبيت در ابنداى اين قرن توسط آلبرت اينشتين معناى جديدى به علم فيزيک داد.  ديگر زمان و مکان بعنوان دو موجود بيگانه از هم به حيات خود پايان دادند و ديوار چينى  ايکه ماده و انرژى را از هم جدا مى کرد، فرو ريخت. فيزيک از اين طريق نگرش نوينى از دنياى بى نهايت بزرگ هاى نجوم و دنياى بى نهايت کوچک هاى اتم تدارک ديد.
مكانيك كوانتومى جديد مى گويد كه وضعيت هر دستگاهى از ذرات، كاملاً با تابع موج اش مشخص مى شود اما اين تابع موج، به جاى آنكه، همانند مكانيك كلاسيك محل و سرعت دقيق هر ذره را مشخص سازد، تنها احتمال وقوع ذره در محل هاى خاص، با سرعت هاى خاص را تعيين مى كند، به شرط آنكه اندازه گيرى هاى مناسب انجام گيرد. فيزيک بعنوان مثبت ترين رشته از علوم طبيعى نشان داد که حتى عمومي ترين قوانين آن هم، تنها در محدوديت معينى صدق مى کنند.
انتقال اطلاعات در ذرات اتمى سريعتر از نور است. اين پديده لزوم مدلى بهتر از نسبيت را آشکار ساخته است، چرا که نسبيت اساسأ اهميتى براى اطلاعات در مجموعه ى تشکيل دهنده ى جهان قائل نيست.
نسبيت درک جديدي از هندسه مطرح مى کند که مبانى جهان بينى بظاهر تغيير ناپذير ما را دگرگون مى سازد. يعني در حقيقت اين پيش فرض ها،  خود در مجموعه اى از اعتقادات و استدلات فلسفى و علمى پيچيده مى باشند،  که در شرايط بحرانى پوسته شان کنار رفته،  و تحجر خود را نشان داده، و نياز به تکامل عاليتر را ضرورى مي سازند.بعنى درک ما از خصلت جهان، ساختمان جهان،  مبدا و پايان جهان بصورت پيش فرضى ( گاه ناآگاهانه) در فعاليت هاى علمى ما جاى دارد.  بر خلاف تصور تجربه گرايان،  مطالعه اين مبانى بى مصرف نبوده، بلکه ممکن است که اسباب دگرگونى هاى بنيادى علوم را فراهم آورد.
تازه بيش از نسبيت مى بايست پيشرفت هاى بعدى در علم فيزيک يعنى نظريه هاي کوانتوم در فيزيک هسته اى را بررسى نمود. اين پيشرفت ها برخى از پايه اى ترين تصورات عقل سليم ما از جهان،  نظير عليت را، زير سئوال کشيده اند. عليت که علت بر معلول تقدم دارد،  و نه بر عکس.
در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ عليت در رابطه با پديده هاى مادى درک مى شود. در حاليکه در مکانيک کوانتوم رابطه ي علت و معلول را بايد از طريق انتقال اطلاعات مورد بررسي قرار داد. بنابرابن اگر پديده هاى جهان ترکيبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند،  در آنصورت عليت از زاويه يک خاصيت پديده مورد نظر ممکن است با عليت از زاويه خاصيت ديگر آن در نقطه مقابل هم قرار گيرد. در نتيجه ممکن است مجبور شويم که کل مفهوم متافيزيکى تقدم و تأخر را در چارچوب ديگرى مطرح کنيم.
فيزيک کوانتوم به ما آموخت که محدوديت مفاهيم علت و معلول درهر عرصه را نيز درک کنيم و با حدود اين "عمومى ترين" قانون طبيعت نيز آشنا شويم.

 فلسفه در فيزيک کلاسيک
يکي از نتايج فلسفي فيزيک کلاسيک اين بود که يک دنياي عيني خارج از ذهن انسان وجود دارد و بر اين بنيان بود که وجود و رفتار فرايندهاي فيزيکي بستگي به مشاهده ي آنها ندارد و در واقع فرض بود که قوانيني مستقل از وجود بشر در دنياي خارجي وجود دارند که بشر قادر به ياد گرفتن آنان به وسيله ي علم فيزيک است به طوري که فيزيکدانان وظيفه ي فيزيک کلاسيک را توصيف نظم موجود در طبيعت، مستقل از نقش آزمايشگران آن، مي دانستند. اما با ورود مکانيک کوانتومي در ابتداي قرن بيستم مباني فلسفي فيزيک کلاسيک در هم مي ريزد و دانشمنداني چون بور، هايزنبرگ و پائولي و غيره که بنيانگذاران مکتب کپنهانگي هستند اين اصل را حکم مي کند که آنچه قابل مشاهده است واقعيت دارد و وراي آن واقعيتي ندارد. به اعتقاد اينان فيزيک تنها مي تواند ارتباطي بين پديده هاي قابل مشاهده و در دسترس برقرار کند و خارج از آن از عهده ي فيزيک ساقط است همچنين تنها مسائلي وجود دارند که با مکانيک کوانتومي قابل حل باشند يعني کوانتوم آخرين جاده در راه شناخت جهان است و اين مهم قدر مشترک تمام طرفداران اين مکتب مي باشد که فرماليزم رياضي نظريه ي کوانتوم را حرف آخر مي شمارند اما با اين همه باز طرفداران اين مکتب به چندين گروه اعتقادي زير مجموعه اي تقسيم مي شوند. يکي از تغييرات مهمي که در مکتب کپنهانگي توسط مکانيک کوانتومي ارائه شد اصل طرد موجبيت (دترمي نيسم) است. طبق اصل موجبيت هر حادثه علتي دارد در واقع همان اصل عليت عامه.
واژه ي عليت به معناي اطلاع دقيق از وضع فعلي سيستم براي پيش بيني آينده ي آن سيستم توسط قوانين ثابت جهان مي باشد. در ابتدا فيزيکدانان عليت را همسان با قانونمند بودن مي گرفتند که بعد از آن با وارد شدن قوانين رياضي عليت معناي بستگي تابعي نيز به خود گرفت اين اصل در قوانين مکانيک نيوتن کاملاً صادق بود اما با تکوين مکانيک کوانتوم طرفداران مکتب کپنهانگي، دترمينيسم را رد کردند چرا که به اعتقاد آنان براي پيش بيني آينده ي يک سيستم بايد مواضع و سرعتهاي فعلي اجزاي آن سيستم را بدانيم اما طبق اصل عدم قطعيت نمي توان هر دوي اينها را در يک لحظه تعيين کرد لذا آينده ي سيستم قابل پيش بيني نيست البته طرفداران اين مکتب اصل عليت را تنها در مواضع اتمي رد کردند چرا که اعتقاد داشتند اصل عليت از تجربه در قوانين ماکروسکوپي بدست آمده ولي در مورد اشياء خرد و ميکروسکوپي صادق نيست مانند «اکسنر» که تنهاعليت را درسطح ميکروسکوپي مي پذيرد ومعتقد است قوانين ماکروسکوپي،  قوانين مطلق نيستند بلکه قوانين احتمال هستند بنابراين در آنها پيش بيني رويدادهاي فردي مشخص نيست البته در اين ميان "بور" حتي قبل از ظهور مکانيک کوانتومي نيز دترمينيسم را رد کرده بود او پيشنهاد کرد که «هر تغيير حالت يک اتم که در آن اتم از يک حالت ايستاده به حالت ايستاده ي ديگر مي رود بايد يک فرايند واحد به حساب آورده شود که قابل تشريح نيست در اينجا آنقدر از توصيف علّي دوريم که مي توان گفت هر اتم در حالت ايستاده مختار است به هر حالت ايستاده ي ديگر منتقل شود» به اين ترتيب بسياري از فيزيکدانان با پيروي از بور، هايزنبرگ و بورن و ... موجبيت را از دنياي اتمي طرد کردند به طوري که آثار طرد دترمينيسم را در فلسفه "پيرس" نيز مي توان ببينيم چرا که مي گويد طبيعت بر پايه ي شانس است و هر چه مشاهدات ما دقيق تر باشد انحراف از قوانين بيشتر است و همچنين «ويتگشتين» خرافات را چيزي جز اعتقاد به ارتباط علّي نمي داند و "هرمان ويل"در طي مقاله ي رابطه ي علي با روش آماري فيزيک ميگويد" آيا آمار صرفاً يک راه ميان بُر براي رسيدن به بعضي از نتايج علّي است يا حاکي از اين است که هيچ همبستگي علي در جهان حکمفرما نيست".
«پوزيتويسم»حاکم برذهن اکثر فيزيکدانان عصر ما نتيجه ي حاکميت مکتب کپنهانگي است به طوري که طرفداران «پوزيتويسم» نيز ايده ي واقعيت را کنار مي گذارند زيرا آن را قابل توصيف نمي دانند و بر اين اعتقادند که تنها چيزهايي که ما مي توانيم بدانيم مشاهدتمان و اعمالمان است به طوري که پائولي از طرفداران اين مکتب نوشت «تنها بايد کميت هايي را وارد فيزيک کردکه علي الاصول قابل مشاهده باشند». در مقابل دانشمندان بزرگي چون بوهم، انيشتين و دوبروي نيز به چشم مي خورند که به طور کامل مخالف مکتب کپنهانگي هستند چرا که بر اين اعتقادند که نظريه ها براي توصيف واقعيت فيزيکي کاربرد دارند و تنها ابزار محاسبه نيستند به طوري که انيشتين مي گويد« من علاقه اي به شناخت اين پديده يا آن پديده اين عنصر يا آن طيف عنصر ندارم من مي خواهم انديشه هاي خدا را بشناسم، بقيه جزئيات است.» او يکي از مخالفان بزرگ طرد عليت بود چرا که اين را اصلي مي دانست که جزء ضرورت است و از جمله صفاتي بود که او از مکانيک نيوتني نگه داشت و در طي نامه اي به مناسبت بيستمين سالگرد وفات نيوتن مي نويسد «اين تنها در نظريه ي کوانتوم است که روش ديفرانسيل نيوتن کفايت نمي کند و در واقع عليت اکيد معتبر نيست اما هنوز حرف آخر زده نشده است» آنچنان که وقتي متذکر شدند که عبور اتم از يک حالت به حالت ديگر تابع قوانين آماري است و در واقع اصل بقاي انرژي و اندازه حرکت را براي رويدادهاي بنيادي اتمي طرد کردند انيشتين در طي نامه اي به بورن نوشت «عقيده ي بور درباره ي تشعشع خيلي توجه مرا جلب کرد اما من نمي توانم عليت اکيد را ترک کنم بدون آنکه محکمتر از گذشته از آن دفاع کرده باشم براي من قابل تحمّل نيست که يک الکترون که تحت تأثير اشعه قرار گرفته است نه تنها زمان عبور بلکه جهت حرکتش را نيز خود اختيار کند در اين حالت من ترجيح مي دهم يک پنبه دوز يا يک کارمند قمارخانه باشم تا يک فيزيکدان» و در جايي ديگر مي گويد «البته ممکن است من در اشتباه باشم ولي اين حق را دارم که اشتباه کنم.» به اين ترتيب طرد موجبيت در دنياي اتمي باعث سرکوب کردن مخالفان نشد چرا که در اين ميان دانشمندان بزرگي وجود دارند که معتقدند نپذيرفتن اصل عليت در دنياي کوانتومي به دليل ناقص بودن توصيفات کوانتومي است. به قول والس گاردن«مطمئناً معقول است که غرايب کوانتومي را ناشي از توصيف ناقص بدانيم تا ويژگي هاي درک نکردني جهان مسلماً معقول تر است که فرض کنيم نظريه ي ما ناقص است تا آنکه استدلال کنيم که واقعيت عجيب و غريب است ما بايد مکانيک کوانتومي را به عنوان کاملترين نظريه ي موجود تلقي کنيم و در عين حال بکوشيم که نظريه اي بهتر و کامل تر از واقعيت ارائه دهيم» با اين همه اکثريت فيزيکدانان به پيروي از مکتب کپنهانگيِ فيزيک کوانتومي نظريات انيشتين و موافقين او را نپذيرفتند و گروهي به طور کامل عليت را مفهوم کلاسيک دانستند و گروه محتاط تر ديگر عليت را امري غير قابل اثبات پنداشتند. به طور کل روابط عدم قطعيت هايزنبرگ کليد اصلي براي طرد اصل عليت در دنياي کوانتوم بود به طوري که وقتي هايزنبرگ بي اعتباري قانون عليت را مطرح مي کند بورن پا را فراتر مي گذارد و تو خالي بودن اين قانون را حکم قرار مي دهد چرا که به اعتقاد او عليت در فيزيک اين است که اگر حالت يک سيستم بسته در يک لحظه معلوم باشدقوانين طبيعي حالت آن را در هر لحظه بعدي تعيين مي کند و اين جمله ي شرطي است که با اگر شروع مي شود که حاکي از بطلان قانون عليت نيست بلکه توخالي بودن آن را اثبات مي کند به اين منوال که قوانين طبيعت چنين هستند که تعيين دقيق حالت يک سيستم را در يک زمان ناميسر مي سازد پس قانون عليت به مفهوم معمولي، آن را مي توان رد کرد يا پذيرفت .
با اين مختصر مقدمه از اصل عليت و بررسي نظر مخالفان و موافقين اين اصل به بررسي اصل عليت ميرسيم.

اصل عليت
نتايج بنيادى نظريه هاى علمى به سرعت در ديگر حوزه هاى انديشه تأثير مى گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومى قانون عليت را نقض مى كند و بنابراين مى توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اى وانهيم. اين كه نظريه هاى علمى خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمى  موضوعاتى است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسى قرار مى گيرند. موجبيت (Determinism) و عليت (Causation) نمونه هايى از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومى مورد توجه مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيرى كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايى از فيزيك و شيمى گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اى است كه انديشه بشرى را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبرى است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكى پيچيده است بايد رفتارش جبرى باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاى بشرى صرفاً ناشى از قوانين فيزيكى است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مى رسد كه يك راه حل براى ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبرى نباشند و اين چيزى بود كه حداقل به نظر مى رسيد توسط مكانيك كوانتومى حاصل شده است. به عنوان نمونه، كامپتون يكى از فيزيكدانان برجسته بعد از ظهور مكانيك كوانتومى مى نويسد: «ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكى را به عنوان شاهدى عليه آزادى انسان به كار بريم. » و اين شد كه يك فيزيكدان ديگر ابايى از ديندار بودن نداشت. اما تمامى اين بدفهمى ها را مى توان به پاى يكى دانستن مفهوم«عليت» با «موجبيت» نوشت. دو مفهومى كه در فيزيك كلاسيك يكى پنداشته مى شدند و ناچاراً طرد يكى به طرد ديگرى مى انجامد. اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتى اگر افراطى ترين تعبير از مكانيك كوانتومى به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقى خواهد گذاشت. در ادامه  از اين صحبت مى شود كه معناى دقيق موجبيت چيست و چگونه در فيزيك كلاسيك با عليت گره مى خورد.
از جمله كسانى كه در دنياى كلاسيك به موجبيت مى پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوى است. وى اصل عليت عمومى را اين چنين بيان مى كند:«ميان رخدادهاى اكنون و رخدادهاى گذشته اتصال ژرفى وجود دارد، اتصالى كه بر اين اصل استوار است: چيزى نمى تواند بدون علتى كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد» لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مى گفت همانقدر كه ?=?*? حتمى است، وقوع رخداد ها نيز قطعى خواهد بود. لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مى داند :«ما بايد حالت كنونى جهان را معلول حالت قبلى و علت حالت بعدى آن بدانيم. متفكرى كه تمامى نيروهاى مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مى داند، و همچنين مكان لحظه اى تمامى اشياى جهان را مى داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاى اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وى به اندازه كافى قادر باشد تا تمامى داده ها را تحليل كند؛ براى وى هيچ چيزى غير قطعى نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. » مشاهده مى كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط على دقيق در جهان اشاره مى كند، بلكه بر پيش بينى پذيرى حالت هاى بعدى نيز صحه مى گذارد. مشروط بر اين كه آن كسى كه به پيش بينى مى پردازد از تمامى وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامى قوانين حاكم بر عالم آگاهى داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواى محاسبه كنندگى نامحدودى بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگى فراوانى برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتى كه توسط هوش انسانى انجام مى شود تقريبى و ناقص است. بنابراين اگر اين را فرض كنيم كه «علل يكسان همواره معلول هاى يكسان را نتيجه مى دهند» موجبيت را با عليت يكى دانسته ايم. به همين دليل به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت على گفته مى شود، علاوه براين كه حاوى موجبيت پيش بينى گرايانه نيز هست.
اما آنچه فيزيكدانان را وا مى داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطى بود كه براى معادلات فيزيكى مى نوشتند. همانطور كه مى دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطى قطعى و معين هستند. به عنوان مثال در رابطه  F=maاگر شما جرم يك جسم و شتاب وارد بر آن را بدانيد به صورت قطعى مى توانيد مقدار نيرو را محاسبه كنيد و به جرم مورد نظر نسبت دهيد. پس اين رابطه يك رابطه موجبيتى است. اما اين سؤال پيش مى آيد كه آيا نيرو علت شتاب گرفتن جسم است يا شتاب وارد بر جسم علت وارد آمدن نيرو است؟ همانطور كه مشاهده مى كنيم شكل رابطه اين را نشان نمى دهد. به همين دليل بهتر است روابط فيزيكى را بر حسب تغييرات بنويسيم. به عنوان نمونه در رابطه مذكور به جاى شتاب مى توان نسبت تغيير سرعت به تغيير زمان را نوشت. در اين صورت رابطه از حالت تقارن خارج مى شود و بر اين نكته دلالت مى كند كه نيرو علت تغيير سرعت و در نتيجه شتاب شده است. پس معادلات فيزيكى علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اى موجبيتى هستند، علت و معلول را نيز مشخص مى كنند. به همين دليل الگوى عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوى تابعى» عليت معروف شده است، الگويى كه در مكانيك كوانتومى به «الگوى شرطى عليت» تغيير پيدا مى كند. اما ببينيم كه چرا مكانيك كوانتومى به طرد موجبيت مى انجامد. همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مى شود اگر كسى مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مى تواند با توجه به نيروهاى حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامى لحظات بعدى بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومى نمى توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشى از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمى تواند هم مكان قطعى داشته باشد و هم داراى سرعت مشخصى باشد. بنابراين مى توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسى در مورد جهان كوانتومى اعتبار ندارد. اين استدلالى كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسى كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمى تواند در يك لحظه بعضى از كميت ها را به صورت قطعى داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتنى بر يك مغالطه است و نمى تواند معتبر باشد. چرا كه از نفى مقدم يك گزاره شرطى(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفى تالى (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدى) را نتيجه گرفته است. دليل قوى تر براى نفى موجبيت در مكانيك كوانتومى وجود احتمالات در روابط كوانتومى است. در نظريه كوانتوم ديگر نمى توان گفت كه مقدار انرژى در لحظه بعدى فلان مقدار قطعى است. بلكه صرفاً مى توان گفت كه با فلان احتمال انرژى فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشى از جهل ما نيست و على الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلى اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مى توان با عليت باور داشت. دليلى ندارد كه اگر در فيزيك كلاسيك به غلط موجبيت با عليت يكى پنداشته مى شود در فيزيك كوانتومى نيز اين دو مفهوم يكى باشند. بايد بازتعريفى از رابطه على كرد كه رخدادهاى كوانتومى را شامل رابطه على كند و اين چيزى است كه در فلسفه مكانيك كوانتومى به صورت جدى مورد پيگيرى قرار گرفته است.
آيا، مي توانيم به قبول شانس و نه علت به عنوان قانون متعالي جهان فيزيکي راضي باشيم. به اين سئوال جواب اينست که عليت به مفهوم درست آن حذف نمي شود بلکه تنها تعبير سنتي از آن که با دترمي سيسم (جبرگرايي ) تطبيق مي کند حذف ميشود…عليت در تعريف، اين اصل است که يک واقعيت فيزيکي بستگي به ديگري دارد و کاوش حقيقي کشف اين و ابستگي است و اين هنوز در مکانيک کوانتومي صادق است گرچه اشيا مورد مشاهده که براي آنها اين وابستگي ادعا مي شود متفاوتند، اينها احتمالات حوادث بنيادي هستند و نه خود حوادث فردي .
نكته پايانى اين است كه آيا يكى دانستن موجبيت با عليت در مكانيك كلاسيك موجه است؟ مى توان نشان داد كه در مكانيك كلاسيك نيز رابطه اى موجبيتى باشد ولى حكايت گر رابطه على نباشد و بالعكس. به عنوان مثال بسيارى از روابط فيزيك را نمى توان بر اساس تغييرات يكطرفه نوشت. مثلاً مى دانيم كه براساس را بطه گاز ها در دماى ثابت، اگر حجم يك گاز را دوبرابر كنيم فشار آن نصف مى شود. پرسش اين است كه آيا دو برابر شدن حجم علت كاهش فشار شده است يا كاهش فشار باعث بالارفتن حجم؟بنابراين برخى از روابط فيزيك كلاسيك نيز نمى توانند تمايزى ميان علت و معلول برقرار كنند.

واژه نامه
اصل موجبيت «دترمينيسم» (Determinism): اين تز که هر چه رخ مي دهد  بوسيل? يک سلسله ضروري علّي تعيين مي شود. شکل خاصي از اين تز مي گويد که با دانستن حالت جهان در يک لحظه مي توان آينده آن را بطور دقيق پيش بيني کرد.
سنخيت بين علت و معلول  (Same Cause, Same Effect): علل يکسان معلولات يکسان بدنبال دارند.
فيزيک کلاسيک  (Classical Physics): فيزيک نظري رايج تا اوايل قرن بيستم، يعني فيزيک قبل از نسبيت و کوانتوم. فيزيک کلاسيک عمدتا بر مکانيک نيوتني ، نظري? ماکسول  و ترموديناميک، مبتني بود.
فيزيک کوانتومي  (Quantum Physics): منظور فيزيکي است که بر اساس نظري? کوانتوم بنا شده است.
مکانيک کوانتومي  (QM): مکانيکي که جايگزين مکانيک نيوتني شد تا توصيفي دقيق از رفتار سيستم هاي اتمي و زير اتمي بدست دهد. در اين نظريه بعضي سوالات فقط جواب احتمالي دارند.
نسبيت    (Relativity): نظري? بنيادي اينشتين دربار? فضا – زمان – گرانش.
پوزيتيويسم  (Positivism): مکتبي که مي گويد علم صرفا با کميات قابل مشاهده سروکار دارد و هدف آن دادن نظمي به مشاهدات است بدون آنکه صحبتي از يک واقعيت زيربنايي شود.
پوزيتيويسم منطقي  (Logical Positivism): مکتبي که در ده? 1920 بوسيل? اعضاي حلق? وين (شليک، کارناپ و ... ) بوجود آمد. اين گروه روي مسئل? معنا تمرکز کردند و اصل تحقيق پذيري را ارائه دادند که بر مبناي آن معيار معنا دار بودن يک گزاره غير تحليلي (يعني غير رياضي و غير منطقي) تحقيق پذيري تجربي است.
                                                                           
جمع آوري مطالب: شهره کارخانه يوسفي

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش دوم)

تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي

تفكر فلسفي فيزيكدانان در زمان پيدايش مكانيك كوانتومي دچار تغيير و يا شايد به بيان بهتر تزلزل عميقي گرديد.براي آندسته ازفيزيكداناني كه صدها سال با جبر نيوتني يا اصل عليت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولي را به يك علت خاص ربط مي‌دانند بسيار دردناك بود كه دست از اين تفكر بردارند چرا كه اين تفكر بخوبي با وقايع دنيايي قابل مشاهده سازگاري مي نمود.گردش زمين تنها معلول نيروي گرانشي است كه خورشيد برآن وارد مي‌كند، انحراف نور ستارگان دور دست از يك مسير مستقيم، تنها معلول انحناي فضا – زمان است  و دامنه اين تفكر جبري به جائي رسيد كه لاپلاس رياضيدان فرانسوي بيان نمود كه حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ينده آن است. اين تفكر به ما مي‌گويد كه با آگاهي از موقعيت كنوني هر چيزي مي توان آينده ي آن چيز را به طور بسيار دقيقي پيش بيني نمود. بنابراين همه چيز از جبر نيوتني يا اصل موجبيت يا عليت پيروي مي كرد ولي با  پيدايش فيزيك كوانتومي و اصل عدم قطعيت همه چيز تغيير نمود و ترديد و احتمال بر دنياي زير سايه انداخت .غير قابل پيش بيني بودن برخي از وقايع – تاثير روش هاي اندازه‌گيري بر روي سيستمهاي مورد آزمايش- ناتواني مطلق دراندازه گيري همزمان متغيرها‌ي مكمل(چون تكانه و مكان ذرات يا خاصيت موجي و ذره‌اي فوتون) از جمله پيامدهاي مكانيك كوانتومي بود. اين فيزيك جديد به ما مي‌‌گويد نمي‌توان با قطعيت مسير يك ذره‌اي را بادانستن تمامي حالات كنونيش پيش‌بيني كرد، ما هرگز نمي‌توانيم بفهميم در پديده تداخل الكترون مورد نظر ما از كدام يك از دو شكاف دستگاه عبور كرده است.مكانيك كوانتومي همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت اين اجازه را به ما نمي‌دهد كه با دانستن حالت كنوني يك سيستم با قطعيت از آينده آن صحبت كنيم.همه جا صحبت ازميانگين‌ها و احتمال در ميان است و همين موضوع بود كه اينشتين را وادار به بيان اين جمله كرد : خدا هرگز تاس نمي‌اندازد.

اين تفكر كه نمي‌توان با قطعيت از رفتار آينده يك سيستم صحبت كرد و اين اندازه‌گيري‌ها است كه به پديده‌ها رنگ واقعيت مي‌بخشد به تفكر كپنها گي معروف است كه بوهر سردمدار آن بود.اين تعبير از جهان اطراف ما به ما مي‌گويد كه تصور مكان و تكانه مشخص براي يك ذره همانند الكترون تا موقعيكه اندازه‌گيري نشده‌اند بي معناست در اين اندازه گيري شي و دستگاه اندازه گيري توامان نتايج حاصل از اندازه‌‌گيري را مشخص مي‌كنند. ولي آيا مي‌توان پذيرفت كه فرآيند اندازه‌گيري مي‌تواند روي جهان تاثير بگذارد؟ آيا يك الكترون داراي بارالكتريكي است يا اينكه اين دستگاه اندازه‌گيري است كه براي الكترون باري مشخص در نظر مي‌گيرد. كوانتوم فرآيند اندازه گيري را مختل كننده و تاثيرگذار فرض مي‌كند تا جائيكه بوهر باني تفكر كپنهاگي بيان مي‌دارد كه خواصي مانند ماهيت موجي يا ذره‌اي يك فوتون يا الكترون يا بار الكتريكي ، تكانه ، محل و سرعت يك ذره، تا هنگامي كه اندازه‌گيري نشده‌اند وجود ندارد يا غير واقعي هستند به عبارت كلي تر يك سيستم كوانتومي فاقد خواص است .اينشتين  به واقعيت عيني معتقد بود،  اينكه جهان فيزيكي مستقل از هر نوع فرآيند اندازه‌گيري است، و به اين موضوع ايمان راسخ داشت. مكانيك كوانتومي نه تنها قادر به توصيف رفتار ذرات زير اتمي است بلكه با تعميم آن مي‌‌توان رفتار اجرام ماكروسكوپي همانند يك توپ تنيس يا يك جسم قابل مشاهده ديگر را تعيين نمود و همين عامل موجب شده است تا فيزيكي كوانتومي را يك نظريه بنيادي كه رفتار جهان را توصيف مي كند در نظر بگيريم همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت. 

مكانيك كوانتومي داراي پيامدهايي فلسفي بود كه بوهر يكي از سردمداران بيانات فلسفي در دفاع از اين نگاه جديد به جهان پيرامون بود. بوهر در پاسخ به نواقصي كه اينشتين و حاميان او مطرح مي‌نمودند با قاطعيت شروع به دفاع فلسفي از اين ايده جديد مي نمود. او پديده تكميل يا اصل مكمليت را كه مبتني بر اصل عدم قطعيت‌هايزنبرگ بود را براي تاثير اندازه گيري بر سيستم كوانتومي مطرح كرد. بر اساس اين اصل، اندازه گيري خاصيتي از يك سيستم است و درهنگام اندازه گيري يك خاصيت از يك سيستم اطلاعات ما در مورد ساير خاص آن سيستم از بين مي‌رود مثلا اگر بنا باشد خاصيت موجي نور را اندازه گيري كنيم اطلاعات ما در مورد خاصيت ذره اي آن به كلي از ميان مي رود. همچنين در تعبير كپنهاگي واقعيت تا هنگاميكه اندازه‌گيري نشود وجود ندارد بر همين اساس تصور بار و تكانه و… براي يك الكترون تا هنگاميكه اين كميت‌ها اندازه‌گيري نشوند بي‌معنا خواهد بود در سال گذشته يك جوان ايراني بنام پرفسور شهريار صديق افشار با انجام آزمايشي بربخشي از اصل مكمليت بوهر خط بطلان كشيد و سلطۀ هشتاد سالۀ آ‎ن بر فيزيك كوانتومي را در معرض تزلزل و تباهي قرار داد. 

آزمايش افشار 

 بور در طول شكل گيري فيزيك كوانتومي بي مهابا از آن جانبداري مي‌كرد هر جا به بن بست مي‌رسيد يا توسط منتقدان فيزيك كوانتمي به چالش كشيده مي شد با بنا نهادن يك اصل فلسفي از ايده كوانتومي دفاع ميكرد. وقتي سال 1935 اروين شرودينگر آزمايش گربه را پيش كشيد( اين آزمايش فكري به آزمايش گربه شرودينگر نيز معروف است) و در آن مسئله تاثير اندازه‌گيري بر يك سيستم و اينكه چگونه صرف مشاهده مي‌تواند زندگي يا مرگ گربه را رقم بزند، تناقض موضوع فرآ‎يند اندازه‌گيري در فيزيك كوانتومي را با درك عمومي بر ملا ساخت ولي اين ادعا كه اندازه‌گيري بر روي يك سيستم كوانتومي تاثيرگذر است جزء لاينفك فيزيك كوانتومي است كه تاكنون هيچ آزمايشي آنرا نقض ننموده است ولي اين موضوع كه اندازه‌گيري خاصيتي از يك سيستم اطلاعات ما را در مورد ساير خواص آن سيستم از بين مي‌برد.در ژوئيه 2004 با اعلام نتيجه آزمايشي كه پروفسور افشار از دانشگاه روان انجام داد به چالش كشيده شد ايده ناتواني در اندازه‌گيري همزمان متغيرهاي مكمل كه از اصل مكمليت بوهر استنتاج مي‌شود به طرز جالبي توسط آزمايش افشار رد شده است.افشار طي انجام يك آزمايش به طور عملي موفق شد كه همزمان ماهيت موجي و ذره‌اي نور را مورد اندازه‌گيري و مشاهده قرار دهد. نتيجه اين آزمايش به طور آشكارا با اصل مكمليت در تناقض است بنابراين هواداران تعبير كپنهاگي يا بايد نتيجه اين آزمايش را در قالب اصل مكمليت توجيه نمايند يا دست از حمايت از اين اصل بردارند ولي آنگونه كه مشخص است موضع دوم محتمل تر به نظر مي‌آيد. بر همين اساس تاريخ بارديگر درحال تكرارشدن است و نيمه اول قرن بيست ويكم همانند نيمه اول قرن بيستم شاهد جدل‌هاي تازه‌اي بين هواداران تعبير كپنهاگي و هواداران واقعيت عيني (اينشتين نيز به واقعيت عيني معتقد بود و عقيده داشت كه واقعيت‌ها مستقل از اندازه‌گيري هستند) خواهد بود.

قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم، نظريه پردازان براي تشريح گروه متفاوتي از پديده ها كه متضمن نور و الكترومغناطيس بودند، از مدل اساسي ديگري استفاده كردند كه عبارت بود از: (انتشار) امواج درمحيطهاي ميانجي پيوسته . ولي در اوايل قرن حاضر به نظر مي رسيد كه چند آزمايش حيرت انگيز، استفاده از هر دو مدل موج و ذره را براي هر دو نوع از پديده ها ايجاب مي كند. ازيك طرف، معادله انيشتين درباره اثر فتوالكتريك و كار كامپتون بر روي پراكندگي فوتون نشان داد كه نور در بسته هاي مجزا و منفصل، با انرژي و اندازه حركت معين، گسيل مي گردد وبسيار شبيه به جرياني از ذرات عمل مي كند، و از طرف ديگر و در مقابل آن، الكترون ها كه همواره به صورت ذرات تصوير مي شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ويژگي هاي امواج است، از خود نشان دادند. امواج، پيوسته و گسترده اند و به موجب فاز بر يكديگر تاثير متقابل دارند؛ اما ذرات، گسسته و به مكاني خاص محدودند و تاثير متقابل آنها براساس اندازه حركت است. به نظرمي رسد هيچ راهي براي تلفيق اين دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد.

در نظريه كوانتوم، هيچ مدل وحدت يافته اي از اتم پيدا نشده است. مدل اوليه بور درباره اتم به سادگي قابل تصوير و تجسم بود: الكترون هاي ذره وار در حركت خود پيرامون هسته، به مانند يك منظومه شمسي كوچك، از مدارهايي تبعيت مي كنند. ولي اتم در نظريه كوانتوم به هيچ وجه قابل تصوير و تصور نيست. ممكن است كسي بكوشد تا الگوهاي موج هاي احتمال را كه فضاي پيرامون هسته را پر كرده اند، شبيه نوسان هاي يك سمفوني سه بعدي ازاصوات موسيقيايي كه پيچيدگي حيرت انگيزي دارند، تصور كند؛ ولي اين تمثيل كمك زيادي به ما نمي كند، اتم در دسترس مشاهده مستقيم قرار ندارد و بر وفق كيفيات حسي ، قابل تصورنيست؛ حتي نمي توان آن را براساس مفاهيم كلاسيك نظير فضا، زمان و عليت به گونه اي منسجم توضيح داد. رفتارشي بسيار خرد با رفتار اشياي تجربه روزمره، متفاوت است. ما مي توانيم آنجه را در آزمايشها رخ مي دهد با معادلات آماري توضيح دهيم، ولي نمي توانيم صفات كلاسيك اورانوس را به ساكنان جهان اتمي نسبت دهيم.

در بسط و توسعه هايي كه طي سالهاي اخير در نظريه كوانتوم، به سمت قلمروهاي هسته اي ومادون هسته اي حاصل شده است، خصلت احتمالي نظريه اوليه كوانتوم، همچنان محفوظ، مانده است. نظريه ميدان كوانتومي، تعميمي است از نظريه كوانتوم كه با نظريه نسبيت خاص، هماهنگ و منسجم است. از اين نظريه با موفقيت بسيار در برهم كنشهاي الكترومغناطيس وبرهم كنش هاي مادون هسته اي (كروموديناميك كوانتومي يا نظريه كوارك) و نظريه الكتروضعيف، بهره برداري شده است. اجازه دهيد چالشي را كه نظريه كوانتوم در قبال اصالت واقع ابراز كرده است، دنبال كنيم. نيلز بور از به كارگيري مدل هاي موج و ذره و ديگر زوج ها از مجموعه هاي مفاهيم متضاد، حمايت مي كرد. بحث بور درباره آنچه او آن را اصل مكمليت ناميد، چند موضوع را شامل شد. بور تاكيد داشت كه سخن ما درباره يك سيستم اتمي بايد همواره به يك آرايش آزمايشگاهي مربوط باشد؛ ما هرگز نمي توانيم درباره يك سيستم اتمي به تنهايي و في نفسه و عين معلوم را در هر آزمايشي مد نظر قرار دهيم. نمي توان هيچ خط فاصل دقيقي بين روند مشاهده و شيء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه آزمايش، ما بازيگريم نه صرفا تماشاچي و ابزار آزمايشي مورد استفاده را خود برمي گزينيم. بور اظهار داشت كه آنچه بايد به حساب آيد، روند تعاملي (كنشي - واكنشي) مشاهد است، نه ذهن يا شعور مشاهده گر. 

موضوع ديگر در نوشتار بور، محدوديت مفهومي درك بشر است. در اينجا، انسان به عنوان يك عالم (داننده) و نه يك آزمايشگر، كانون توجه قرار مي گيرد. بور، با شكاكيت كانت درباره امكان شناخت جهان في نفسه سهيم است. اگر سعي ما آن باشد كه قالب هاي مفهومي خاص را بر طبيعت تحميل كنيم، در اين صورت استفاده تام از ساير مدل ها را مانع شده ايم. بدين سان، بايد بين توصيفات كامل علي يا فضا- زماني، بين مدل هاي موج يا ذره، بين اطلاع دقيق از مكان يا اندازه حركت، يكي را برگزينيم. هرچه بيشتر از يك مجموعه مفاهيم استفاده شود، كمتر مي توان مجموعه مكمل را به طور همزمان به كار برد. اين محدوديت دوجانبه از آن جهت رخ مي دهد كه جهان اتمي را نمي توان بر وفق مفاهيم فيزيك كلاسيك و پديده هاي مشاهده پذير توضيح داد.

بنابراين، چگونه مفاهيم فيزيك كوانتومي به واقعيت جهان مربوط مي شود؟ ديدگاههاي مختلف درباره جايگاه نظريه ها در علم، تعبير و تفسير متفاوتي از نظريه كوانتوم مي كنند.
1- اصالت واقع كلاسيك. نيوتن و تقريبا تمام فيزيكدانان قرن نوزدهم، نظريه ها را توصيفات طبيعت ، آن گونه كه في نفسه و مستقل از مشاهده گر تحقق دارد، تلقي مي كردند. فضا (مكان)، زمان، جرم، و ساير كيفيات اوليه خواص همه اشياي واقعي اند. مدل هاي مفهومي، نسخه بدل هايي از جهانند كه ما را قادر مي سازند تا ساختار مشاهده ناپذير جهان را با اصطلاحات مانوس كلاسيك مجسم كنيم. اينشتاين اين سنت را با پافشاري بر اين نكته ادامه داد كه يك توصيف كامل از سيستم اتمي، مستلزم مشخص كردن متغيرهاي كلاسيك مكان - زماني است كه حالت آن را به گونه اي عيني و غيرمبهم، تعيين كند. او بر آن بود كه چون نظريه كوانتوم چنين نيست پس نظريه اي ناقص است و عاقبت به وسيله نظريه اي كه انتظارهاي كلاسيك را تحقق بخشد، كنار گذاشته خواهد شد. 

2- ابزارانگاري. مطابق اين راي، نظريه ها ساخته هاي مفيد بشر و تمهيدهايي براي محاسبه اند كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پيش بيني ها به كار مي آيند. آنها همچنين ابزارهايي عملي براي دستيابي به كنترل فني شمرده مي شوند. مبناي داوري درباره آنها، مفيدبودنشان در به ثمر رساندن اين اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعيت (كه براي ما امري دست نيافتني است). مدل ها، مجعول هايي تخيلي اند كه موقتا براي ساختن نظريه ها استفاده مي شوند و پس از آن مي توان آنها را كنار نهاد؛ آنها بازنمودهاي حقيقي جهان نيستند. اگرچه مي توانيم از معادلات كوانتومي براي پيش بيني پديده هاي مشاهده پذير استفاده كنيم، امانمي توانيم در ميان مشاهداتمان از اتم سخن بگوييم.                                                                         
اغلب چنين پنداشته مي شود كه بور قاعدتا بايد ابزارگرا باشد، زيرا او در بحث طولاني با آينشتاين، اصالت واقع كلاسيك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت آن است كه مفاهيم كلاسيك را نمي توان بدون ابهام براي تشريح سيستم هاي اتمي موجود به كار برد. از مفاهيم كلاسيك فقط مي توان براي توضيح پديده هاي مشاهده پذير، در موقعيت هاي ويژه آزمايشگاهي استفاده كرد. ما نمي توانيم جهان را آن گونه كه في نفسه تحقق دارد، جداي از تاثير متقابل ما با آن، مجسم كنيم. بور، به ميزان زيادي با نقد طرفداران ابزارانگاري از اصالت واقع كلاسيك موافق بود ولي او به طور مشخص از ابزارانگاري حمايت نمي كرد و با تحليل دقيق تر به نظر مي رسد كه اوگزينه سومي را اختيار كرده باشد. 

3-اصالت واقع نقادانه. قايلين به اصالت واقع نقادانه، نظريه ها را بازنمود هايي ناتمام ازجنبه هاي محدود جهان، آن گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقي مي كنند. نظريه ها به ما اجازه مي دهند تا جنبه هاي مختلف جهان را كه در موقعيتهاي گوناگون آزمايشگاهي آشكار مي شوند، به يكديگر مرتبط كنيم. از نظر حاميان اصالت واقع نقادانه، مدل ها، اگرچه انتزاعي و گزينشي اند اما براي مجسم كردن ساختارهاي جهان كه موجب اين كنشهاي متقابلند، كوششهايي ضروري به حساب مي آيند. در اين نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تاييد پيش بيني ها آزموني است براي فهم معتبر ولي خود پيش بيني، هدف علم نيست.

به خوبي مي توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته هاي او همواره واضح نبوده است - صورتي ازاصالت واقع نقادانه را پذيرفته بود. او در بحث با آينشتاين، واقعيت الكترون ها يا اتم ها را انكارنكرد، بلكه مدعي بود كه آنها از آن رسته اشيايي نيستند كه توصيفات فضا - زماني كلاسيك را بپذيرند. وي پديدارشناسي ماخ را كه واقعيت اتم ها را مورد ترديد قرار مي داد، نپذيرفت. هنري فولس ، اين بحث را چنين خلاصه مي كند: او (بور) چارچوب كلاسيك را كنار گذاشت و استنباط واقع گرايانه را درباره توصيف علمي طبيعت حفظ نمود. آنچه او طرد مي كند اصالت واقع نيست، بلكه تعبير كلاسيك آن است. بور، واقعيت سيستم اتمي را كه با سيستم مشاهده گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبيرهاي ذهن گرا از نظريه كوانتوم كه مشاهده را يك برهم كنش ذهني - فيزيكي تلقي مي كنند، بور از برهم كنش هاي فيزيكي ميان سيستم هاي ابزاري و اتمي، در وضعيت كامل آزمايشگاهي، سخن مي گويد. به علاوه، موج و ذره يا اندازه حركت و موقعيت مكاني يا ديگر وصف هاي مكمل، حتي اگر هم به روشني قابل اطلاق نباشند، بر يك شيء واحد صدق مي كنند. آنها از نمودهاي متفاوت سيستم اتمي واحد حكايت مي كنند. فولس مي نويسد: بور احتجاج مي كند كه اين گونه باز نمودها، انتزاع هايي هستند كه در امكان توصيف يك پديده به عنوان كنش متقابل ميان سيستم هاي مشاهده گر و سيستم هاي اتمي، نقشي حياتي ايفا مي كنند، اما نمي توانند خواص يك واقعيت مستقل را تصوير كنند ... ما مي توانيم چنين واقعيتي را به حسب توانايي آن براي ايجاد برهم كنش هاي گوناگون توصيف كنيم؛ برهم كنش هايي كه نظريه مذكور، آنها را تامين كننده شواهد مكمل درباره شيء واحد قلمداد مي كند. بور نگرش اصالت واقع كلاسيك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتي با خواص معين كلاسيك است، نپذيرفت. ولي با وجود اين، بر آن بود كه جهاني واقعي وجود دارد كه دركنش متقابل، توانايي ايجاد پديده هاي مشاهده پذير را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااين نتيجه گيري به پايان مي رساند: هستي شناسي اي كه اين نحوه تعبير و تفسير از پيام بور مستلزم آن است، اشياي فيزيكي را نه مطابق با چارچوب كلاسيك و از راه خواص معين كه با خواص پديده ها مطابقند، بلكه از طريق توان آنها براي ظاهر شدن در نمودهاي گوناگون پديده ها، توصيف مي كند. بدين ترتيب در چارچوب مكمليت، حفظ استنباط واقع گرايانه و پذيرفتن كامل بودن نظريه كوانتوم فقط با تجديد نظر در فهم ما از ماهيت يك واقعيت مستقل فيزيكي و اينكه ما چگونه مي توانيم آن را بشناسيم، ممكن است.

كوتاه سخن اينكه ما بايد اكيدا جدايي قاطع بين مشاهده گر و شيء مشاهده شده را كه درفيزيك كلاسيك فرض مي شد، انكار كنيم. براساس نظريه كوانتوم، مشاهده گر همواره يك شريك و سهيم به حساب مي آيد. 

در مكمليت، استفاده از يك مدل، استفاده از مدل هاي ديگر را محدود مي سازد. مدل ها، بازنمودهاي نمادين (سمبوليك) از وجوه واقعيت متعاملند كه نمي توانند منحصرا بر وفق شباهت هايي كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به طور كاملا غيرمستقيم، با جهان اتمي و يا با پديده هاي مشاهده پذير، مربوطند. ولي ما مجبور نيستيم ابزارانگاري اي را بپذيريم كه نظريه ها و مدل ها را ابزارهاي فكري و عملي مفيدي مي انگارد كه درباره جهان چيزي به ما نمي گويند.

خود بور پيشنهاد كرد كه ايده مكمليت قابل بسط به ساير پديده هايي است كه با دو نوع مدل، تحليل پذيرند. مانند: مدل هاي مكانيستي و ارگانيك در زيست شناسي، مدل هاي رفتارگرايانه و درون نگرانه در روان شناسي، مدل هاي جبرواختيار در فلسفه، يا مدل هاي عدل الهي و عشق الهي در الهيات. بعضي نويسندگان پا را فراتر نهاده و از مكمليت علم ودين سخن مي گويند. بدين سان سي.اي. كولسون پس از تشريح دوگانگي موج - ذره وتعميم بور از آن، علم و دين را توضيح هاي مكمل درباره واقعيت مي نامد. من به اين گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با ديده شك مي نگرم و در زير چند شرط رابراي به كار بردن مفهوم مكمليت مطرح مي كنم:

1-مدل ها بايد فقط در صورتي مكمل يكديگر ناميده شوند كه به يك موجود واحد و يك گونه واحد منطقي اشاره كنند. موج و ذره، مدل هايي براي يك موجود منفرد (مثلا يك الكترون) در يك موقعيت منفرد (مثلا در يك آزمايش دو شكاف) به شمار مي آيند. آنها هر دو در يك سطح منطقي قرار دارند و قبلا در يك شعبه از علم استعمال شده اند. اين شرايط در مورد علم و دين صدق نمي كند. آن دو، نوعا در موقعيت هايي متفاوت پديد مي آيند و در زندگي انسان وظايف مختلفي را به انجام مي رسانند. ازاين رو، من علم و دين را زبان هاي بديل مي دانم و اصطلاح مكمليت را به مدل هاي مربوط به يك گونه واحد منطقي و در چارچوب يك زبان خاص، محدودمي كنم؛ نظير مدلهاي انسان وار و غيرانسان وار براي خداوند.   

2-بايد روشن شود كه كاربرد اصطلاح مذكور در خارج از فيزيك، تمثيلي است و نه استدلالي . بايد دلايل مستقلي براي ارزش دو مدل بديل و يا مجموعه هايي از ساخت ها درحوزه ديگر وجود داشته باشد. نمي توان فرض كرد كه مدل هاي مفيد در فيزيك، در ساير رشته هانيز ثمربخش باشند.

3-مكمليت، هيچ توجيهي را براي پذيرش غيرنقادانه حصرهاي دووجهي فراهم نمي آورد. اين اصطلاح را نمي توان براي اجتناب از پرداختن به ناهماهنگي ها يا وتو كردن جست وجوي وحدت، به كار برد. درباره ويژگي متناقض نما در دوگانگي موج - ذره نبايد مبالغه شود. مانمي گوييم كه يك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه مي گوييم رفتاري موج گونه و ذره وار ازخود نشان مي دهد. به علاوه، ما يك صورتبندي رياضي وحدت يافته در اختيار داريم كه لااقل، پيش بيني هايي احتمالي را فراهم مي آورد، حتي اگر تلاش هاي گذشته، هيچ نظريه اي را بهتر ازنظريه كوانتوم در مطابقت با داده ها به دست نداده باشد. ما نمي توانيم تحقيق براي مدلهاي وحدت بخش جديد را طرد كنيم. انسجام، حتي اگر با اعتراف به محدوديت هاي زبان و تفكربشري تعديل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش انديشه مندانه به صورت يك آرمان باقي مي ماند.

اينشتين و مكانيك كوانتومي

نظريه كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي اينشتين شد و راهش را از سايرين جدا كرد چراكه طرز فكري كه نسبيت‌‌ها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به اينشتين نمي‌داد كه جهان عيني و علّي را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.

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. 

..................................................................................................................................

هم اكنون مكانيك كوانتومي در مسير پيشرفت بي هيچ مشكلي داراي سرعتي حيرت آور است.و تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريه‌هاي نسبيت و كوانتوم فراهم نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريه‌ائي جديد يا ايجاد تغييري درآن نمي‌بينند.

..................................................................................................................................

منابع:درج شده در پست قبل 

گردآوری: افشان مافی

..................................................................................................................................

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 ی فیزیک از دیدگاه فیلسوفان

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.

..................................................................................................................................

منابع: 

www.hosc.blogfa.com

روزنامه ي كيهان                               www.kayhannews.ir

    فصلنامه ي ذهن                                www.zehnmag.org 

   روزنامه ي ايران                                  www.magiran.com

www.hupaa.com

www.daneshnameh.roshd.ir

گردآوری: افشان مافی

Between classical and quantum

Between classical and quantum

Landsman, Nicolaas P. (2005) Between classical and quantum

Abstract

The relationship between classical and quantum theory is of central importance to the philosophy of physics, and any interpretation of quantum mechanics has to clarify it. Our discussion of this relationship is partly historical and conceptual, but mostly technical and mathematically rigorous, including over 500 references. For example, we sketch how certain intuitive ideas of the founders of quantum theory have fared in the light of current mathematical knowledge. One such idea that has certainly stood the test of time is Heisenberg's `quantum-theoretical Umdeutung (reinterpretation) of classical observables', which lies at the basis of quantization theory. Similarly, Bohr's correspondence principle (in somewhat revised form) and Schroedinger's wave packets (or coherent states) continue to be of great importance in understanding classical behaviour from quantum mechanics. On the other hand, no consensus has been reached on the Copenhagen Interpretation, but in view of the parodies of it one typically finds in the literature we describe it in detail.
On the assumption that quantum mechanics is universal and complete, we discuss three ways in which classical physics has so far been believed to emerge from quantum physics, namely in the limit h -> 0 of small Planck's constant (in a finite system), in the limit N goes to infinity of a large system with $N$ degrees of freedom (at fixed h), and through decoherence and consistent histories. The first limit is closely related to modern quantization theory and microlocal analysis, whereas the second involves methods of C*-algebras and the concepts of superselection sectors and macroscopic observables. In these limits, the classical world does not emerge as a sharply defined objective reality, but rather as an approximate appearance relative to certain ``classical" states and observables. Decoherence subsequently clarifies the role of such states, in that they are ``einselected", i.e. robust against coupling to the environment. Furthermore, the nature of classical observables is elucidated by the fact that they typically define (approximately) consistent sets of histories.
This combination of ideas and techniques does not quite resolve the measurement problem, but it does make the point that classicality results from the elimination of certain states and observables from quantum theory.
Thus the classical world is not created by observation (as Heisenberg once claimed), but rather   by the lack of it

:Full text available as
PDF - Requires a viewer, such as Adobe Acrobat Reader or other PDF viewer

لینک دانلود مقاله:

Between classical and quantum

:Resource

دیدگاه های فلسفی بور(بخش دوم)

۲-اصل  مکملیت:

برای بررسی عقاید و نظریات بور لازم می بینم ابتدا اصل مکملی بور را در غالب تعریف بیان کنیم:

الگوهای موجی و ذره ای مکمل یکدیگرند اگر سرشت موج گونه تابش توسط یک اندازه گیری ثابت شود آنگاه اثبات سرشت ذره گونه بودن آن به کمک همان انداه گیری محال است و بالعکس.

در مورد این اصل چند مطلب مطرح است که از هر کدام جداگانه بحث می کنیم:

تعریف مکملیت:

هدف بوریافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده های کوانتومی را تعبیر کند.او در سال 1927به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره" کومو" مطرح کرد.در آنجا او مسئله را به این صورت مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم تواًماٌ یک توصیف علی و یک توصیف زمانی –مکانی از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعه الجمع هستند.برای دادن هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم.

بور در غالب سخنرانیهای بعدی اش درباره مکملیت سخن گفت،اما هرگز تعریف صریحی از مکملیت ارائه نکرد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.اینشتن در مقاله ای که در ژانویه 1949 منتشر کرد چنین گفت:

"من علی رغم کوشش بسیاری که کرده ام نتوانسته ام به یک فرمولبندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم ".

همچنین وایتسکر در مقاله ای که در سال 1955 به مناسبت هفتادمین سالگرد تولد بور نوشت متذکر شد که برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده وبه این نتیجه رسیده که در ظرف 25سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بود .اما وقتی وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح کرد و پرسید که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا نه ،بور جواب منفی داد.        می بینیم که ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشتهای خودشان را در تعریف این اصل بکار ببرند.مثلاٌپائولی در مقاله ای که در سال 1933 نوشت   "دو مفهومی" را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلاٌمختصات ) مستلزم طرد دیگری (مثلاٌ اندازه حرکت) باشد .یعنی وسیله تجربیی که برای اندازه گیری یکی از این دو به کار برود با وسیله اندازه گیری کمیت دیگر تداخل تخریبی داشته باشد.پس پائولی مکملیت را به دو مفهومی نسبت داد که به یک نحو توصیف کلاسیک (مثلاٌ تصویر ذره ای ) مربوط می شود، نه به دو توصیف مانعه الجمع .

وایتسکر پیشنهاد داد که باید میان مکملیت متوازی و مکملیت دوری تمایز قائل شد .در مکملیت متوازی با دو مفهوم مکمل سروکار داریم که یا تنها در نظریه کوانتوم مانعه الجمع اند(مثل مختصات و اندازه حرکت) ویا هم در نظریه کلاسیک ناسازگارند و هم در نظریه کوانتوم(مثل مختصات و عدد موجی ). در مکملیت دوری هم با دو توصیف مانعه الجمع سروکار داریم .مثلاٌ مکملیت توصیف زمانی –مکانی و توصیف علی از نوع مکملیت دوری است.

این ها نشان می دهد که تا چه حد در منظور بوراز مکملیت ابهام وجود داشته است حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده اند و البته همین ابهام باعث شده که اصل مکملیت علی رغم اعتراضات جدیی که به آن وارد کرده اند باقی بماند.

نوشته زیر از یک سخنرانی بور در سال1929 است :

"(اصل کوانتوم ) ما را مجبور می کند که نحوه ی دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم ،بدین معنی که هر استفاده مشخص از یک دسته مفاهیم کلاسیک کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارندغیر ممکن می سازد ."

بور طی 35 سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریه فلسفی جامع دقیق درآورد.او فیزیک را زمینه ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت مسائل اساسی رشته های دیگر نظیر روانشناسی،فیزیولوژی،جامعه شناسی،فلسفه وغیره را حل کند.او می گفت:"روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بودوبهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد."

جان ویلر نیز این نظریه را "انقلابی ترین اندیشه فلسفی معاصر " دانسته است.

تعمیم مکملیت:

چنانکه قبلاٌ متذکر شدیم بور خودش کوشید که قلمرو کاربرد مکمیت را از حوزه محدود اولیه اش به سایر بخشهای دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده اند ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می کنیم :

--- مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتمهای آن :

بور در سخنرانیی که در 1930 در انگلستان ایراد کرد مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعه الجمع با توصیف کامل حرکات اتمهای آن دانست.

---مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستمهای زنده :

بور طی یک سخنرانی در 1932 در کپنهاگ اصل مکملیت را به زیست شناسی تعمیم داد،:"اگر بخواهیم تحقیقات درباره اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که بتوانیم توصیفی از نقش تک تک اتمها در اعمال حیاتی به دست بدهیم باید حیوان را بکشیم ...از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را به عنوان یک نقطه شروع در زیست شناسی در نظر گرفت".

---مکملیت مطالعه فرهنگ های ساده و فرهنگ های پیشرفته: این مطلب را بور در سخنرانیی که در 1938 در کنگره مردم شناسی و نژاد شناسی (در انگلستان ) ایراد کرد متذکر شد .

---مکملیت ذهن و موضوع مورد شناسایی.

---مکملیت قدرت سازمان ملل متحد و حق حاکمیت ملتها.

---مکملیت دانش زمان حال و پیش بینی آینده:

طبق تعبیر کپنهاگی هر چه وضع فعلی سیستمی را دقیق تر مشخص کنیم ،آن را بیشتر مختل می کنیم و در نتیجه دقت پیش بینی آینده کمتر می شود.

---مکملیت آزادی اراده و جستجو برای یافتن انگیزه ها:

هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه برای یک تصمیم گیری خاص هستیم احساس اختیار نمی کنیم ،اما در مواردی که نمی توانیم انگیزه ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم احساس اختیار می کنیم.

---مکملیت محبت و عدالت:

برونر می گوید که در سال 1943 با بور ملاقات داشت و بور به او گفت که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نابخشودنی شده بود و او نمی دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیردواین مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود.آنگاه بور به برونر می گوید:"شما نمی تواند یک نفر را تواًماٌ از دید محبت و دید عدالت بشناسید."

---مکملیت علم و مذهب:

روس بال استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد علم و دین را دو عنصر مکمل می خواند که گرچه ظاهراٌبا هم ناسازگارند اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند.

پائولی ماده و روح را دو عنصر بنیادی و مکمل واقعیت می دانست.از نظر او امکان ندارد بتوانیم پدیده های روحی را بر اساس یک نظریه مربوط به ماده توضیح دهیم .روح و جسم روی هم یک شیء کامل می سازند که در آن رابطه این دو عنصر مثل رابطه جابجایی و اندازه حرکت در مکانیک کوانتومی است یعنی هر دو به عنوان عناصرمختلف یک کل (واقعیت)مورد نیازند.

حال می خواهیم این نکته را مورد بررسی قرار دهیم که این ایده از کجا واز چه زمانی در ذهن بور ایجاد شد:

الف-یکی از منابع احتمالی اصل مکملیت داستان ماجراهای یک دانشجوی دانمارکی مولر است .هانس بور فرزند نیلس بور می گوید که پدرش مکرراٌ به داستان مولر رجوع می کرد و مشکلات دانشجو در رسیدن به یک تصمیم را نمونه کاملی از کاربرد اندیشه مکملیت در روانشناسی می دید .او غالباٌ وقتی می خواست مکملیت را برای کسی توضیح دهد وی را به این داستان ارجاع می داد.خود بور در مورد داستان می گوید:

"برای اینکه این نکته را روشن کنم به خودم اجازه می دهم که از یک شاعر و فیلسوف دانمارکی به نام پال مارتین مولر ،که تقریباٌ صد سال پیش می زیست ، نقل کنم.او داستانی ناتمام باقی گذاشت که هنوز پیرو جوان در این کشور با شعف آن را می خوانند در این داستان که ماجراهای یک دانشجوی دانمارکی نام دارد موًلف توصیفی زنده و الهام بخش از برخورد بین جهات مختلف وضعیت ما بدست می دهد و این توصیف با بحث، بین حلقه ای از دانشجویان ،که صاحب منشهای مختلف و نگرشهای گوناگون نسبت به زندگی هستند روشن می شود."

در این داستان یک دانشجو می کوشد برای پسر عمویش توضیح بدهد که چرا نمی تواند از موقعیت خود برای شغل استفاده کند و همچنین مشکلاتی را که با جریان افکارش دارد گزارش می دهد.او وقتی دارد درباره اندیشه های خودش فکر می کند گیج می شود و خود را در یک تسلسل بی انتها می بیند:

"تفصحات بی پایان من،این را غیر ممکن ساخته است که به جایی برسم .به علاوه من مشغول فکر کردن درباره اندیشه هایم ،در مورد وضعیتی که در آن هستم ،می شوم .من حتی فکر می کنم که دراین باره مشغول تفکر هستم و بدین ترتیب خود را در یک سیر قهقرایی از من هایی که یکدیگر را تماشا می کنند تجزیه شده می بینم .من نمی دانم که در کدامیک از این من ها متوقف شوم و به محض آنکه در یکی متوقف می شوم باز احساس گیجی می کنم ،چنانکه گویی دارم به یک ورطه عمیق بی انتها نگاه می کنم ،و تفکرم به یک سر درد وحشتناک منتهی می شود."

پسر عموی آن دانشجو جواب می دهد که نمی تواند در این مورد کمکی به او بکند ،زیرا این از حیطه عملش خارج است ، و سپس ادامه می دهد:

"من هم اگر در این خیالات واهی فوق انسانی وارد شوم مثل شما دیوانه می شوم .خط فکری من این است که به اشیای محسوس بچسبم ودر مسیر عرف عامه قدم بردارم."

ارتباطی که بور بین این داستان و مکملیت می دید این بود که اولاٌ یک اندیشه و فکر کردن درباره آن اندیشه دو چیز مکمل و مانعه الجمع هستند و ثانیاٌاز دید او مسائل مهمی که در مقابل ما قرار دارد مسائل مربوط به هستی یا واقعیت یا ساخت عقل انسانی و محدودیت های آن نیست ،بلکه مسائل مربوط به انتقال و مبادله مفاهیم است و این، انتقال بدون ابهام تجارب ،است که استفاده از مکملیت را ایجاب می کند.

ب-یکی دیگر از منابع احتمالی بور در رسیدن به ایده مکملیت کارهای ریمان در مورد نمایش توابع مختلط چند ارزشی است .ریمان پیشنهاد کرده بود که برای هر مقدار متغیر مستقل ،مقادیر مختلف تابع در سطوح مختلفی ،موسوم به سطوح ریمانی نمایش داده شوند.در این حالت در هر یک از این سطوح با یک تابع تک ارزشی سروکارداریم.بور می گفت عبارات توصیفی نیز چنین وضعی دارند.مثلاٌ وقتی می گوییم :یک سیب سرخ داریم ،هدف ما در این توصیف می تواند سیب باشد یا اشعه نورانی که به چشم می خورد یا تاًثیری که در چشم ایجاد می کند و... و معمولاٌ این زمینه  توصیف است که روشن می کند آیا ما جنبه ی فیزیکی قضیه را مورد نظر داریم یا جنبه فیزیولوژیکی آن را ،یا جنبه روانی آن را و.....بور با استفاده از این تشابه می خواست بگوید که مسائل و مشکلات فلسفی مربوط به فرایند های روانشناختی ناشی از کاربرد غیر دقیق مفاهیم است .از این مسائل می توان پرهیز کرد اگر سطوح واقعیت متفاوتی برای کاربردهای مختلف هر مفهوم بکار ببریم ،احتمال دارد که بور از طریق برادرش هرالد به این تشابه پی برده باشد ،زیرا هرالد تز دکترایش را درباره کارهای ریمان نوشته بود .

ج-و اما آخرین و به نظر ما محتمل ترین منبع برای اخذ اندیشه مکملیت برخی از مطالبی است که ویلیام جیمز در کتاب اصول روانشناسی خویش آورده است.روزنفلد معتقد است که بور اندیشه مکملیت را از جیمز نگرفته و مستقلاٌ بدان رسیده بود اما به نظر ما از روی تاًکیدی که بور روی کاربرد مکملیت در روانشناسی دارد و بعضی از این موارد به قبل از 1932 بر می گردد می توان حدس زد که احتملاٌ بور از اندیشه های ویلیام جیمز در رسیدن به این ایده بهره گرفته بود .مثلاٌبور در سال 1929 گفته است:

"ما باید در حالت کلی آماده پذیرش این حقیقت باشیم که توضیح کامل در مورد یک شی ئ ممکن است مستلزم استفاده از دیدگاه های مختلف باشد ،دیدگاه هایی که قابل ترکیب برای ارائه یک توصیف یگانه نیستند ..ما احتمالاٌ از طریق مسائل روانشناسی با ضرورت توسل به شیوه های مکمل یا دو جانبه توصیف کاملاٌ آشنا هستیم."

همچنین یکی از شاگردان وایتسکر که تزش را در مورد بور نوشته است می گوید :

"بور در زمستان1931-1932 دائماٌ در حال خواندن کتابهای جیمز بوده است."

اکنون موقع آن رسیده است که مستقیماٌ سراغ کتاب روانشناسی جیمز برویم و بنگریم که او چگونه به ایده مکملیت در روانشناسی رسیده بود.ویلیام جیمز در کتاب اصول روانشناسی خود فصلی دارد موسوم به رابطه اذهان با سایر اشیاء که در آن بخشی بنام "بیهوشی در اشخاص مبتلا به هیستری "باز کرده است.در آنجا می گوید که در اشخاص مبتلا به هیستری گاهی شنوایی و بویایی و ....نا پدید می شود (به طور کامل یا ناقص ) و گاهی تمامی پوست دستها ،پاها، صورت و... حساسیتشان را از دست می دهند این نوع بی حسی را می توان به طرق عجیب و غریب زایل کرد .یکی از طرق احیای این حساسیت استفاده از بیهوشی به طریق هیپنوتیزم است.ژانه و بینه نشان داده اند که در زمان بیهوشی و توًام با آن حساسیت در اعضای بی حس وجود دارد ، اما به شکل یک شعور ثانوی که کاملاٌ  از شعور اولی یا اصلی جداست .وجود این شعوررا می توان به طرق عجیب و غریب (مثلاٌ هیپنوتیزم) تایید کرد.در بعضی افراد مبتلا به هیستری این زمینه وجود دارد که میدان توجهشان خیلی محدود است و نمی توانند در یک زمان به بیش از یک مطلب فکر کنند .آنها وقتی با یک فرد صحبت می کنند تمامی چیزهای دیگر را فراموش می کنند .ژانه مریضی داشت به نام لوسی که وقتی با کسی صحبت می کرد قادر نبود شخص دیگری را ببیند یا صحبت هایش را بشنود .اگر کسی پشت سر او می ایستاد و وی را صدا می زد و یا با صدای بلند در گوش او حرف می زد، لوسی صورتش را برنمی گرداند.اگر در جلوی او قرار می گرفتند و به او اشیایی را نشان می دادند متوجه نمی شد .وقتی هم که متوجه آن شخص ثالث می شد فکر می کرد تازه وارد شده است و به او خوش آمد می گفت .ژانه دریافت که اگر در مورد این اشخاص ، هنگامی که با شخص دیگری در محاوره هستند ،شخصی از عقب آنها بیاید و به طور آهسته بگوید که دستشان را بلند کنند یا کار دیگری بکنند آن کار را خواهند داد در این حالت شخص با شعور اولیه اش به مکالمه ی قبلی ادامه می دهد و از کارهایی که دست او می کند آگاه نیست.بالعکس شعور ثانوی که این اعمال را کنترل می کند از شعور دیگر آگاهی ندارد .ژانه این مطلب را در مورد لوسی به اثبات رساند .او هنگامی که لوسی در حالت هیپنوتیزم بسر می برد دامن وی را با کارتهایی که شماره گذاری  شده بود پوشاند .ژ انه به لوسی گفت که وقتی بیدار می شود نباید کارتهایی را که شماره شان مضربی از سه است ببیند .وقتی لوسی بیدار شد ودر مورد کارتهایی که روی دامنش بود مورد سوًال قرار گرفت ، وی کارت ها را شمرد و گفت تنها کارتهایی را می بیند که شماره شان مضربی از سه نیست ، او نسبت به کارتهایی نظیر 9،12،18،...نابینا بود .اما وقتی لوسی را به محاوره با شخص دیگری مشغول کردند و شعور اولی او اشتغال پیدا کرد ،در پی در خواستی که از طریق شخص ثالث از وی شد ،دستش نوشت که کارتهایی که روی دامنش قرار دارند دارای شماره های 9،12 ، 18 ، ...هستند .همچنین وقتی به او گفته شد که تمام کارتهایی را که آنجا بودند بردارد تنها این کارتها را برداشت جیمز بر اساس این قبیل آزمایشها نتیجه گرفت که :

"لااقل در بعضی اشخاص ،مجموعه آگاهیهای آنها (شعورشان )را می توان به دو بخش تجزیه کرد که با هم وجود دارند اما یکدیگر را نادیده می گیرند وتمامی آگاهی ها را بین خود تقسیم می کنند .اینها مکمل هستند .شما اگر شیئی را به یکی از این دو شعور خو بدهید ،آن را از شعور دیگر حذف می کنید ....آنچه شعور بالایی می داند شعور پایینی از آن غافل است و بالعکس."

اگر جملات فوق را با اصل مکملی بور معادل قرار دهیم رابطه منطقی زیبایی بین آنها خواهیم دید.

گردآورنده ی مطالب:زهره گودرزی معظمی

دیدگاه های فلسفی بور(بخش اول)

بعد ازتکوین نظریه کوانتوم در اواخر دهه سوم قرن بیستم کم کم نظر فیلسوفان فیزیکدان و فیزیکدانان فیلسوف مشرب متوجه جنبه های معرفت شناختی این نظریه شد واز آن زمان تا به حال مخصوصاٌ در دو دهه اخیر بسیار درباره تاًثیر مکانیک کوانتومی روی جریان تفکر فلسفی معاصر نوشته شده است . اما متاًسفانه جز در مواردی معدود کمتر درباره تاًثیری که فلسفه و علی الخصوص آثار فلسفی قرن نوزدهم روی تفکر فیزیکی معاصر گذاشته است صحبت شده است.ما در اینجا درباره برخی نظرات فیلسوفان قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم که احتمالاٌ روی بور تاًثیر گذاشته اند صحبت خواهیم کرد . و همچنین نگاهی گذرا بر افکار بور خواهیم داشت و اتفاقاتی را که احتمالاٌ منجر به ارائه" اصل مکملی بور" شده مورد بررسی قرار خواهیم داد.

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان ،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاًکید داشت حکمت طبیعی حتماٌ باید با تاًیید قاطع تجربه همراه باشد .در تاًیید این سخن هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور در سالهای 1927-1962 عمدتاٌ فلسفی است. بور مخصوصاٌ پس از سال 1927 بیشتر اوقات خود را صرف تبین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد.

 دیدگاههای معرفت شناختی بور

اولین آشنایی بور با بحثهای فلسفی مربوط می شود به سالهای اول قرن بیستم که در آن سالها او و برادرش هرالد در جلساتی که با شرکت پدرشان و فیلسوف دانمارکی هوفدینگ و برخی دیگر از دوستان خانواده ،در شبهای شنبه ،منعقد می شد حضور می یافتند و به بحثهای معرفت شناسی گوش می دادند.این مباحثات تاٌثیر عمیقی روی بور گذاشت و بین او و هوفدینگ یک دوستی پایدار برقرار کرد.

بور در سال 1903 وارد دانشگاه کپنهاگ شد و درسی در منطق و تاریخ فلسفه با هوفدینگ گرفت .در سال 1905 بور و برادرش هرالد و عده ای دیگر از دانشجویان دانشگاه کپنهاگ باشگاهی به اسم اکلپتیکا تاًسیس کردند.اینها کارشان بحث درباره آن دسته از مسائل فلسفی و معرفت شناختی بود که در دروس فلسفه استادشان هوفدینگ مطرح شده بود و البته برای رفع اشکال به او رجوع می کردند. بور در آخرین مصاحبه اش متذکر شد که او در ابتدا خیلی علاقه به مسائل فلسفی داشته و حتی در دوران دانشجویی اش در صدد آن بوده است که مقاله ای درباره معرفت شناسی بنویسد.بور از طریق هوفدینگ با آثار و افکار کیرکگارد فیلسوف اگزیستانسیالیست دانمارکی و ویلیام جیمز(کتاب اصول روانشناسی وی معروفبود  ومورد قبول و مطالعه هوفدینگ وبورقرار گرفت )  آمریکایی آشنا شد. هوفدینگ از شاگردان برجسته کیرگکارد و شارح افکار او بود و خود هوفدینگ به تاًثر از افکار کیرگکارد اقرار کرده است.

چنانچه خواهیم دید به نظر می رسد که بور در بسیاری از اندیشه هایش از آثار کیرگکارد ،هوفدینگ ،ویلیام جیمز و برخی دیگر از فیلسوفان متاًثر شده باشد و ما ،در آثار بور اشاراتی هر چند غیر مستقیم ،به این مطلب می بینیم .مثلاٌبور در مورد کیرکگارد می گوید :

"او (کیرکگارد )وقتی من تزم را در خانه یک کشیش (دزفونن) می نوشتم تاًثیری قوی روی من گذاشت .ومن آثاراو را شب و روز می خواندم."

همچنین بور در یادداشتی که در سال 1909 به همراه کتاب مراحل در مسیر زندگی(نوشته کیرکگارد)برای برادرش هرالد به هدیه تولد او ،فرستاد نوشت:

"فکر نمی کنم که پیدا کردن چیزی بهتر از این (هدیه)کار آسانی باشد.به هر حال من از خواندن آن بسیار لذت بردم و حتی فکر می کنم یکی از لذت بخش ترین آثاری باشد که تا به حال خوانده ام.

البته بور این را هم در آن نامه نوشت که با همه ی عقاید کیر کگارد موافق نیست .در 1927مقالاتی به مناسبت هشتادوپنجمین سالگردتولد هوفدینگ نوشته شد .از جمله نویسندگان این مقالات بور بود.اودر این مقاله به تاًثیر عقاید هودینگ روی کارهای علمی خودش اقرار و از کوششهای هوفدینگ برای پیدا کردن یک تعبیر مناسب برای فرمالیزم مکانیک کوانتومی یاد کرد . خود هوفدینگ نیز در اشاره به این مقاله بور نوشت:

مخصوصاٌ مقاله نیلس بور برای من  شادی آور فراوان آورد .آقای بور اظهار می دارد که در کتابهای من اندیشه هایی یافته است که به دانشمندان علوم در فهم کارهایشان کمک می کند .

در مورد تاًثر بور از ویلیام جیمز دو نظریه وجود دارد یکی نظریه برخی از فیلسوفان علم و مورخین علم است که معتقدند بور از همان اوایل از طریق هوفدینگ با آثار جیمز آشنا شده بود و دیگری نظر روزنفلد(از اصحاب خاص بور) است که معتقد بود آشنایی بور با افکار و آثار ویلیام جیمز از طریق دوست روانشناس او ،روبین صورت گرفته و آن هم در سالهای 1932 به بعد.ولی نظر ما این است که بور با افکار ویلیام جیمز از خیلی قبل و قبل از آنچه روزنفلد می گوید آشنا بوده است و دلیل ما اولاٌ این است که هوفدینگ در سال 1904 به امریکا رفت و با ویلیام جیمز ملاقات داشت و سپس به کپنهاگ برگشت ،اینکه بور در ملاقاتهایی که با هوفدینگ داشت درباره افکار ویلیام جیمز چیزی نشنیده باشد امری بعید است ثانیا ٌبور خودش در مصاحبه ای که کوهن و پیترسن در هفدهم نوامبر 1962(یک روز قبل از فوت بور)با وی داشتند در مورد آشنایی اش با آثار جیمز چنین گفت:

"من در واقع اثر ویلیام جیمز را خواندم...فکر می کنم ،سیر اندیشه را خواندم ...این به خاطر این است که من با مردم درباره مطالب دیگر صحبت می کردم و در آن موقع روبین به من توصیه کرد که چیزی از ویلیام جیمز بخوانم .جیمز به نظر من خیلی جالب آمد ."

کوهن از بور پرسید که آیا این قضیه قبل از 1912بوده است؟جواب بور این بود که "بله"خیلی قبل از آن بوده است.

بنابر این با وجود نظرات مختلف راجع به دیدگاه فلسفی بور و اینکه برخی مدعی اند که برای رفع خستگی ها به مطالعه آثار کیرکگارد و ویلیام جیمز و... می کرده ولی به نظر ما حق این است که بور در عین کوشش طاقت فرسایی که برای حل مسائل فیزیکی زمان خود می کرده لااقل در بعضی موارداز اندیشه های فیلسوفان مذکور بهره گرفته بود.ما در اینجا برخی از مسائل مهم فیزیکی – فلسفی را که به نظر می رسد بور در مورد آنها از فلاسفه و علمای قرن نوزدهم متاثر شده باشد ذکر می کنیم:

1-مدل اتمی بور که احتمال می دهیم این نظریه تحت تاًثیر نظریات کیرکگارد ویا کتاب اصول اندیشه ویلیام جیمز باشد .

2-مکملیت که نشان خواهیم داد که الگوی ذهنی بور درباره این نظریه کلی احتمالاٌچه چیز بوده و تعمیم این نظریه ما را به کجاها خواهد رسانید .

1-مدل اتمی بور:

(جهش از یک حالت ایستاده به یک حالت ایستاده دیگر):

می دانیم که طبق الگویی که بور در سال 1913 ارائه داد یک اتم دارای عده ای حالات ایستاده است و اگر از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده دیگری برود تشعشع صورت می گیرید.در مورد اینکه، الهام بخش بور در مورد این مدل چه بوده است صحبتهای مختلفی شده است که از میان آنها دو امکان زیر محتمل تر به نظر می رسد :

الف-طبق نظر کیرکگارد در افرادبشر سه دیدگاه نسبت به زندگی و یا سه مرحله در زندگی وجود دارد :

مرحله زیباشناختی

مرحله اخلاقی

مرحله مذهبی

هر مرحله یک دوره مستقل است و هیچ فرمولی مراحل مختلف را به هم وصل نمی کند .تحویل از یک مرحله به مرحله دیگر به صورت پیوسته نیست و جهش وار صورت می گیرد .مرحله زیبا شناختی مربوط به افرادی می شود که در زندگی آنها دوام و ثباتی نیست و می خواهند طعم همه تجارب را بچشند و از چیزهایی که آنها را مقید و محدود می کند گریزانند .در مرحله اخلاقی که سقراط نمونه مجسم آن است ،در دوره حکومت قانون هستیم و در این دوران فرد به زندگی خود شکل و حد می بخشد .برای فردی که در این مرحله است یک رشته مفررات جهانی وجود دارد و او مقید است که به این مقررات عمل کند .در کتاب" یا این یا آن" نوشته کیر کگارد بحثی وجود  دارد بین معتقدین به این دو دیدگاه ،یک پیرمرد از دیدگاه اخلاقی دفاع می کند ویک جوان از دیدگاه زیباشناختی و این به عهده خواننده است که بین ای دو دیدگاه تصمیم بگیرد و البته خود نویسنده به وضوح طرفدار دیدگاه اخلاقی است. در مرحله مذهبی فرد خود را در ارتباطی بی واسطه با امری والا می بیند .یکی از قهرمانان گذار از مرحله اخلاقی به مرحله مذهبی ابراهیم است ،در دستوری که به ابراهیم برای قربانی کردن فرزندش داده می شود ،خداوند چیزی را از ابراهیم می خواهد که از دیدگاه اخلاقی ممنوع است. در اینجاست که شخص خودش باید تصمیم بگیرد و قوانین جهانی نمی توانند به او کمک کنند.

به عقیده کیرکگارد : هر مرحله به نظر می رسد که چیزی کامل و بسته باشد .نه اشاره ای به جلو دارد و نه به عقب.

اما هوفدینگ اندیشه کیرگاردی نمی پسندیداو انتقاد داشت که چرا کیرکگارد دنبال یافتن انگیزه ای برای عبور از یک حالت به حالت دیگر نیست و چرا عبور از یک مرحله به مرحله دیگر را امری ممکن تلقی می کند نه ضروری .هوفدینگ عقیده داشت که شاید در زیر سطح آگاهی ما که در آن به نظر می رسد تصمیماتمان ناگهانی و نا پیوسته باشد ،یک رابطه علی وجود داشته باشد ،بدون آنکه ما به آن توجه داشته باشیم.

الگوی اتمی بور شبیه الگوی کیرکگارد است .اتم در حالتهای ایستا شبیه مراحل زندگی در دیدگاه کیرکگارد است و عبور از یک حالت ایستا به حالت ایستاده دیگر شبیه تحولات غیر قابل توضیح و ناگهانی شخصیت (از یک دیدگاه به دیدگاه دیگر )است.به علاوه بور جهش از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده دیگر را امری غیر علمی و اختیاری می دانست (چنانکه کیرکگارد می گفت انسان در جهش از یکی از این مراحل به مرحله دیگر دارای اختیار است).

ب-عده ای معتقدند که درطرح حالات ایستاده جهش بین آنها بور از فصل "سیر اندیشه "کتاب اصول روانشناسی ویلیام جیمز (چاپ1890)الهام گرفته است در آنجا ویلیام جیمز می گوید که سیر اندیشه مانند زندگی یک پرنده از پروازها و توقف های متناوب تشکیل شده است و این مکانهای توقف را "بخش های گوهری" ومواضع پروازرا "بخش های گذران سیر اندیشه "می نامد،ایستگاه های توقف در سیر اندیشه شامل ادراکاتی می شود ،نظیر تصورات حسی که می توان آنها را برای مدت های بسیار طویل در ذهن نگه داشت .در حالی که بخشهای گذران شامل آن ادراکاتی و افکاری هستند که ما را به نتیجه واحدی می رسانند.

گردآورنده ی مطالب:زهره گودرزی معظمی

من, کوانتوم , زندگی

                                                         یکی بود یکی نبود.

غیر از .... نمی دونم ,میگن اولش هیچی نبود....

یه دفعه همه جا روشن شد و گرم....

یه عالمه چيز باسرعت خیلی زیاد پرتاب شدند و اونقدر بهم برخورد کردند تا کم کم سرعتشون کم شد و سردتر شدند و

 شدند...

کهکشان ..و منظومه ..و ستاره ..و سیاره ..و من و شما.

.....یعنی ما از همون چیزی ساخته شدیم که آسمون و همه ستاره هاش..

پس چرا ما نشدیم ستاره..و ننشستیم یه جای دور توی آسمون؟!

واسه همینم اومدیم که از کار خلقت سر در بیاریم و بفهمیم چی شد که اینجوری شد..

هر چی ساختیم و گفتیم یه جاش غلط بود ..یه چيزی کم داشت... ما مونده بودیم بیرون و همه چی رو میدیدیم غیر از خودمون.

”جهان مثل ساعت کار میکند“,“جهان احتیاج به ناظر ندارد“.....

این یعنی ما جداییم از اون چيزی که از اول همه رو خلق کرد. 

ولی یه رابطه ای پیدا کرديم..یه سری قانون و فرمول که میگه

”جهان بدون حضور ما متفاوت خواهد بود“...و این یعنی....من هستم.

 

تئوری کوانتوم اولش یه چیزایی میگه که خیلی به فیزیک شبیه نیست،یا بهتره بگم بیشتر متا فیزیک ، یا حداقل اینطور به نظر میاد...

مثلا ”اصل عدم قطعیت“،(بر خلاف دیدگاه کلاسیکی مکانیک نیوتنی) میگه: نمیشه در مورد یک شی هر دو خصوصیت مکان و اندازه حرکت رو همزمان بدونیم، اگر یکی از این دو را با قطعیت (دقت) کامل تعیین کنیم، تمامی اطلاعات در مورد دیگری را از دست خواهیم داد، یعنی حتی در صورت داشتن بهترین و دقیقترین مشاهده ، جهان همیشه تا حدی نامعین خواهد بود.

همیشه، تا حدی، نامعین ... سه کلمه کوتاهی که می تونند زندگی یه نفر رو دگرگون کنند.

وقتی مکانیک کلاسیک نیوتنی میگه:“اگر اطلاعات کامل در مورد لحظه حال یک شی رو داشته باشیم ،می تونیم لحظه بعدش رو بدرستی پیشگویی یا محاسبه کنیم“ حس میکنی وجود نداری...یه اتفاقاتی باید بیفته و یه سری هم نباید... چه باشی و چه نباشی

دنیا بدون ناظر همچنان به زندگی ادامه میده.

دنیا احتیاج به فکر نداره..دنیا به ما احتیاجی نداره،بودن یا نبودن ما کمترین تاثیری در دنیا نداره.

ازطرفی اگر بپذیریم که ما هم جزئی ...یا حتی شیئی از جهانیم، باید بپذیریم که با داشتن وضعیت فعلی مون،وضعیت لحظه بعدمون... کاملا قابل پیش بینی و پیش گوئیه...

و این یعنی ما دقیقا همونجوری زندگی می کنیم و زندگی ما همونجوری پیش میره که باید بره...

دیگه فکر تعطیل..میشی یه برنامه کامپیوتری که در صورت گرفتن اطلاعات مشابه همیشه یه جواب میده ، بدون هیچ خلاقیتی!

هر اتفاقی،خوب یا بد،که برات افتاده باید میفتاده ... وتو فقط یه تماشاچی بودی توی این نمایش.فقط گهگاهی میتونستی آهی بکشی از سر حسرت یا ...اشکی بر قربانی....

خیلی بد..وقتی فکر کنی ابر و باد و مه  خورشید و فلک ...تو سرنوشتت دخیلند .. غیر از خودت..

در مقابل فیزیک کوانتومی میگه:“جهان ،همیشه ، تاحدی ، نامعین“

یعنی اگر حتی تمام اطلاعات راجع به لحظه حال رو داشته باشی،لحظه بعد کاملا قابل پیشگویی نیست،یعنی به دقت کامل و با احتمال قطعی نمیشه پیش بینی کرد.

یعنی با داده های برابر همیشه یه اتفاق نمیفته و جواب همیشه یکی نیست.

یعنی میشه اتفاقات رو تغییر داد،میشه بعضی اتفاقا نیفته .. و بعضی دیگه اتفاق بیفته..

اینجا یه بحث دیگه بوجود میاد...خب حالا که نمیشه اتفاقات رو دقیقا پیشگویی کرد. پس چه معیاری هست برای احتمالات مختلف؟!

تئوری کوانتوم بر خلاف کلاسیک که اصالت رو به ماده میده...اصالت رو بر مشاهده گر قرار میده...یعنی بسته به اینکه مشاهده گر یا آزمایشگر چی میخواد اتفاق میفته...

مثلا در مورد اتم اگر آزمایشگر بخواد ذره ببینه ذره میبینه واگه خاصیت موج رو بخواد موج میبینه..!!!!!!!!!!!!

این یعنی انخاب،یعنی آزادی...یعنی اراده..یعنی وجود داری و می تونی فکر کنی و تصمیم بگیری.

اینجوری میشه تقابل قضا و قدر رو هم توضیحح داد...تقابل بین جبر و اختیار...

همیشه یاد گرفتیم که هیچ چیز از اراده خدا خارج نیست و اون میدونه ما قراره تو زندگیمون چیکار کنیم و چه اتفاقاتی بیفته و همه اتفاقاتی که در طول زندگیمون برامون میفته قضا و قدره...

و از طرفی میگن انسان آزاده که تصمیم بگیره و خودش راه زندگیش رو انتخاب کنه.

اما همیشه این سوال پیش میاد که اگه به اختیار انسانه...پس ارده خدا چی میشه؟

واگه اراده خداست، پس انسان قدرت انتخاب نداره.

اما اگه کمی کوانتومی فکر کنیم میشه راحت درکش کرد.

خداوند اراده کرده احتمالهایی برای زندگی انسان وجود داشته باشه..و این انسانه که با اراده خودش احتمال قطعی رو انتخاب میکنه.چه بسا که اگه احتمال دیگه ای رو انتخاب کنه زندگیش بکلی تغییر میکنه.

انیشتین در رد اصل عدم قطعیت میگه“من نمیتونم بپذیرم که خدا تاس بازی میکنه“ و استیون هاوکینگ هم جواب جالبی به انیشتین داده“خداوند نه تنها تاس بازی میکه که تاس رو جایی پنهان میکنه که کسی پیداش نکنه“

منم معتقدم خدا تاس رو جایی قایم میکنه که براحتی نشه پیداش کرد،شاید حتی هدف خلقت همین باشه..پیدا کردن تاسی که خداوند پنهانش کرده..و کلی هم راهنما واسه پیدا کردنش گذاشته.!!!

اما موج کوانتومی:

تابع موج کوانتومی که فیزیکدانها اونو فاز پیش- ماده هم میگن در حقیقت احتمال وقوع یک رویداد رو مشخص میکنند.امواج کوانتومی قادرند سریعتر از نور حرکت کنند.این به این مفهومه که اونا میتونند در زمان رو به عقب یا رو به جلو حرکت کنند.فیزیکدانان ذراتی را که قادر به حرکت سریعتر از نور باشند(اگر چنین ذراتی وجود داشته باشند) تاکیون میگویند.

موج کوانتومی در مکان و زمانی که احتمال وقوع یک رویداد می رود نمایان میشه.

 یه تعبیر شگفت انگیز اینه که بگیم این احتمال نه تنها در ذهن ما وجود داره بلکه در فضا و زمان هم حرکت میکنه.بعبارت دیگر این موج هم درون ذهن ما و هم خارج از آن در جهان قرارداره.بطور خلاصه موج کوانتومی موجی از احتمال است که با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت می کنه و ذهن ما رو به جهان مادی پیوند میده.

 

موج کوانتومی می تونه سریعتر از نور حرکت کنه و این یعنی میتونه در لحظه در چند جا وجود داشته باشه این موج میتونه رابطی باشه بین دو شیء یا دوشخص دور از هم.

تصور کنید موج کوانتومی ازیک رویداد در بخشی از جهان به شخصی برسه در بخش دیگری از جهان(در فاصله زیاد)..یعنی شخص در لحظه وقوع اتفاق .ازاتفاقی خبر دار میشه که کیلومترها از اون دور بوده.. واین یعنی شهود یا فهم آنی..

چون توابع کوانتومی نسبت به جهان واکنشهای آنی از خود نشان می دهند.

 اما چه چیزی رو می تونیم تصور کنیم که سرعتی بیش از نور داشته باشه...وبتونه در زمان رو به عقب و جلو حرکت کنه؟!

من فکر میکنم اندیشه یا فکر میتونه همچین خاصیتی داشته باشه..

ما میتونیم فکر کنیم راجع به چیزهایی که هنوز به وجود نیومده...و یا می تونیم خاطرات گذشته رو بازبینی کنیم،این یعنی ..ذهن ،فکر ،اندیشه می تونه در زمان به

عقب بره و خاطرات رو بازبینی کنه ... ومیتونه درباره آینده ای که هنوز نیومده ...فکر کنه...حتی پیش بینی کنه...

می تونه ارتباط تله پاتیک داشته باشه،ارتباطی بدون واسطه مادی با شخصی در فاصله زیاد!

از طرفی میگن ذرات در مقیاس کوانتومی رفتاری غیر طبیعی دارند، ممکن است در جایی بدون هیچ علتی ظاهر یا از جایی ناپدید شوند.شاید این چیزی رو که ما بدون علت میدونیم در حقیقیت از علتهای شناخته شده ما تبعیت نمی کنند..شاید بشه گفت ذرات درمقیاس کوانتومی چیزی دارند مثل شعور یا اندیشه..یا بهتره بگیم با هوشند.. و میتونند تصمیم گیری کنند...میتونند با فکر عمل کنند..

بااین تعبیر عجیب نیست که بگیم  اندیشه انسان هم از ذرات کوانتومی تشکیل شده...

در حقیقت مجموعه ای از اجزا با شعور و باهوش همگی تحت تاثیر یک شعور کل فکر و اندیشه انسان رو تشکیل میدن.. و به این دلیله که انسان موجودی باشعور و با قدرت تصمیم گیریه...

 

اینا شواهدی هستند که میتونیم براساس اونا بگیم ذهن میتونه از موج کوانتومی تشکیل شده باشه...یا نه ..از  ذراتی که میتونن با سرعت بیش از نور حرکت کنن(همون تاکیونها).

 

 

تو بحث عدم قطعیت گفتیم که ذهن آزمایشگرمیتونه روی موضوع مورد مشاهده تاثیر بذاره....به تعبیر فیزیک کوانتوم ..تجزیه ناپذیری سیستم های کوانتومی یا به تعبیر عرفان اتحاد شاهد و مشهود ...یا ناظر و منظور...

یعنی هنگام مطالعه پدیده های کوانتومی..آزمایشگر،وسایل آزمایش و موضوع مورد آزمایش یه کل رو تشکیل میدن...یه سیستم که جدایی ناپذیرند و قطعا می تونند روی هم تاثیر بذارن.

و اگر بپذیریم که ذهن انسان تشکیل شده از امواج کوانتومی یا همون فاز پیش – ماده پس میتونه روی دنیای اطرافش تاثیر بذاره ، میتونه نه تنها با سیستم های کوانتومی که با سیستم های بزرگتری مثل جهان هستی یگانه بشه.

اگه بتونیم بگیم که ماده چیزی نیست جز نور(انرژی) به دام گرانش افتاده ...پس میتونیم با متمرکز کردن انرژی فکر یا همون امواج فکر ، ماده رو ایجاد کنیم.البته مطمئنا احتیاج به انرژی زیادی داره.

به تعبیر دیگه می تونیم بگیم اندیشه میتونه باعث تغییر شدت موج کوانتومی بشه.. و از اونجائیکه شدت موج کوانتومی معیاری برای احتمال وقوع رویدادهاست، تغییرفکر... تغییر معیار احتمال وقوع رویدادها رو در پی خواهد داشت و این یعنی میشه به کمک اندیشه ،احتمالات وقوع رو دستکاری کرد،یا بعبارتی اتفاقات رو تغییر داد.

البته همه اینها فعلا در سطح کوانتومی معتبر هستند،اما نمیتونیم بگیم در سطوح بزرگتر معتبر نیستند.فقط شاید هنوز ...شاهدی معتبر براش پیدا نشده باشه.

خب وقتی میتونیم با اندیشه رویدادها رو تغییر بدیم،پس میتونیم رویدادهای دلخواه رو ایجاد ..و رویدادهای بد رو حذف کنیم. میتونیم با کمک فکر حوادث رو پایه ریزی کنیم.

شواهدی هست که با نیروی فکر حتی اجسام رو جابجا می کنند.نوعی تغییر در سطح ماده که بدون واسطه ی مادی انجام میشه...

بد نیست یه نگاهی هم به واقعیت بندازیم...واقعیت چیه؟!

چیزی که می بینیم ...یا چیزی که می خواهیم ببینیم...آیا اصلا چیزی که می بینیم با چیزی که می خواهیم ببینیم فرق داره؟...یا ما دقیقا همون چیزهایی رومیبینیم که می خواهیم؟....آیا دنیای مادی خارج از ذهن وجود داره؟ یا همه چیز تو ذهن ماست؟ اصلا ذهن چیه؟

گفتیم،میتونیم ذهن رو تشکیل شده از موج کوانتومی بدونیم و وقتی این موج بدام گرانش میفته اسمش رو میذاریم ماده..این ماده همون جهان اطراف ماست..همون چیزی که ما میبینیم..و به تعبیری اون چیزی که می خواهیم ببینیم.شاید به نظر قدری پیچیده بیاد..اما میشه توضیحش داد.

رئالیست ها میگن:جهان مادی خارج از ذهن وجود داره. چه ما باشیم چه نباشیم .. اما ایده آلیست ها  میگن :جهان همون چیزیه که تو ذهن ما وجود داره...چیزی به اسم واقعیت خارجی نداریم..

شاید هر دوشون به نحوی درست بگن....جهان بدون حضور ما وجود داره..این درسته ،اگه روزی هر یک از ماا ز این دنیا بریم ،جهان هنوز به زندگیش ادامه میده ...و از بین نمیره ...اما آیا همین جهان برای شخص از دنیا رفته هم وجود داره؟! یا جهان او عوض شده...تا زمانی که توی این دنیا بود و جسم مادی داشت جهان پیرامونش هم جهان مادی بود،که همه ما میبینیم...اما وقتی از دنیا رفت و جسمش متلاشی شد چطور؟!!!!!!!!!!

آیا هنوز همون دنیای مادی ما رو تجربه میکنه، یا جهانش هم مثل ساختار ذهنی و وجودیش تغییر کرده؟!

بهتره بگیم جهان برای هر شخص متناسب با ساختارذهنیش وجود داره...جهان مادی وجود داره ولی برای هر کس با توجه به ساختارمتفاوت ذهنیش متفاوته..

نمونه بارز این واقعیت رو تو زندگی روزمره میبینیم.

مثلا یه موضوع واحد.. یا حتی یک شیء برای هر کس بنا به ساختار اندیشه و ذهنیش میتونه تعابیر متفاوتی داشته باشه.

مثلا یه کتاب برای نویسنده کتاب وسیله ای برای انتقال اطلاعات و تجربیاتش، برای کتابفروش جنسی که با فروش اون میتونه کسب در آمد کنه..برای یه دانشجو چیزیه که با خرید و خوندن اون میتونه یه واحد درسی رو پاس کنه،برای دانشجوی دیگه ای میتونه پر از مفاهیم و اطلاعات و شناخت باشه راجع به چیزهای جدید... حتی برای یه بچه میتونه تبدیل بشه به دفتر نقاشی.....

این کتاب وجود داره،وجود خارجی و فیزیکی (به تعبیر رئالیست ها)...اما برای هر کس بنا به ساختار ذهنیش کارکرد متفاوتی داره(به تعبیر ایده آلیست ها).

همینجا میتونیم به یه تعریف دیگه هم برسیم...جهانهای موازی یا دنیاهای موازی

”برای هر یک از ما تعداد نامحدودی جهان بطور همزمان وجود دارد. ”

”ممکن است هر یک از جهانها با جهان بعدی اختلافی جزئی داشته باشد، یابطور کلی بی ارتباط باشد“

این میتونه یکی از هیجان انگیز ترین نتایج بدست اومده از فیزیک کوانتومی باشه...

از اونجائیکه معیار وقوع اتفاقات چیزی نیست جز احتمال... اورت پیش بینی میکنه که ممکنه همه احتمالات ممکن اتفاق بیفته ، منتها در جهان هایی متفاوت.

مثلا هنگام پرتاب سکه ...هر دوروی شیر و خط همزمان اتفاق بیفتد،منتها در دوجهان مجزا .. وجالب تر اینکه ما در هر دو جهان نظاره گر این اتفاق باشیم.

این موضوع علاوه بر هیجان انگیز بودن از عجیب ترین نتایج بدست اومده از فیزیک کوانتومی است.... جهان های موازی....دنیاهایی که میتونن با هم اختاف جزئی داشته باشند یا حتی بطور کل  با هم بی ارتباط باشند و ما در هر دو جهان حضور داریم.!

شاید با دیدگاه مادی نشه به این پدیده نگاه کرد...یا بهتره بگم این جهان ها از جنس ماده ...یا حداقل اون نوع ماده که  ما میشناسیم نباشند،شاید حتی از قوانین فیزیکی که ما میشناسیم هم تبعیت نکنند.اما این پدیده رو هم میشه با کمک کوانتوم قدری توضیح داد.

در بحث قبلی گفتیم که دنیای اطراف ما بنا به ساختار ذهنیمون ساخته شده ...و هر کس دنیا رو طوری میبینه که میخواد یا ساختار ذهنیش بهش اجازه میده...

اینطور اگه به دنیا نگاه کنیم...عملا دنیاهای متفاوتی خواهیم داشت و باز هم عملا در همه دنیاها حاضر خواهیم بود...حتی با ارزش های متفاوت... مثلا در پرتاب سکه ،اگر شیر آمدن سکه موفقیت ما و خط آمدن سکه موفقیت طرف مقابل ما باشد، اگر احتمال مطلوب را موفقیت تعیین کنیم...حتی با خط آمدن سکه ما در دنیای احتمال موفقیت حضور داشته ایم منتها این دنیای مطلوب ما نیست..و دنیای مطلوب طرف مقابل ماست..

از طرفی گفتیم دنیای هر کس بنا به ساختار ذهنیش متفاوته و همینطور اندیشه و فکر از امواج کوانتومی تشکیل شده اند .. و از طرفی شدت موج کوانتومی ..یا انرژی موج کوانتومی.. معیاریست برای احتمال وقوع...

پس میتونیم بگیم دنیای هر کس بنا به شدت انرژی فکريش متفاوته ..ایجوری عملا در دنیایی زندگی میکنیم که هر کس بنا به انرژی فکر و قدرت اندیشه خودش دنیای منحصر بفرد خودش رو داره...

 

حتی میتونیم دنیاهایی رو تعریف کنیم که هر کدوم مقدار انرژی کوانتیده و مشخصی دارند .. و هر کس بسته به میزان انرژی اندیشه خودش میتونه وارد این دنیاها بشه و اینجوریه که افراد با سطح معلومات یکسان مثلا اغلب کسانی که یه رشته تحصیلی خوندند یا علائق مشترکی دارند دنیا رو یه جور می بینند ، یا بعبارتی حرف همدیگه رو خوب می فهمند و میتونن همدیگه رو خوب درک کنند.چون در یک دنیا زندگی می کنند و قوانین دنیایی خاص روی اونها اثر میذاره..

همینکه با بالا رفتن سطح معلومات، درک و فهممون از دنیای اطرافمون تغییر میکنه و مسائل رو جور دیگه ای می بینیم ..در حالیکه دنیای مادی اطرافمون تغییر نکرده گواهیست بر وجود این جهان ها...

بارها پیش اومده که دو یا چند دانشمند همزمان در نقاط مختلف دنیا به یه رابطه علمی رسیدند.. فکر می کنم دلیلش این باشه که هر دو دانشمند همزمان به سطح آگاهی برتری که لازمه درک مفهوم جدید از دنیا بوده رسیدند... و این اتفاق واقعا نیاز به این نداره که دو دانشمند با هم در تماس باشند..کافیه هر دو مطالعات و یا افکاری جهت حل موضوع داشته باشند،تا سطح انرژی و آگاهیشون بالا بره..

نه تنها این موضوع که فکر میکنم حتی تمام کشفیات علمی ،از اونجائیکه مرهون ریاضتهای علمی بوده.. تونسته سطح درک وآگاهی دانشمند رو بالا ببره تا جائیکه رابطه رو درک کرده...

می تونیم یه قدم جلوتر بریم و بگیم این دنیاها درست در همین مکان – زمانی که ما هستیم وجود دارند...وچه بسا توی این دنیاها موجودات دیگه ای هم زندگی می کنن که قدرت درک اونا رو نداریم...موجوداتی با سطح انرژی بالاتر یا حتی پایین تر...

موجوداتی که از جنس ما نیستند.. یا شاید هم روزی بودند.. ولی با بالا رفتن سطح انرژی به موجودات دیگه ای تبدیل شدند...

اینجوری میتونیم بگیم تولد و مرگ هم چیزی نیست جز سفر در جهانهای موازی....

وارد دنیای مادی میشیم...سالها زندگی میکنیم...یادگیری و تجربه باعث تغییر در موج اندیشه ما میشه،تغییر موج اندیشه دنیای اطرافمون رو تغییر میده...نگاهمون رو به دنیا تغییر میده ...وزمانی میرسه که شدت موج اندیشه مون دیگه در سطح درک دنیای مادی نیست بلکه بالاتره یا حتی پایین تره... وبه سطح درک دنیای دیگه ای رسیده... اونموقع دیگه موندنمون در این دنیا بی فایده ست و به سطح آگاهی برتر تغییر موضع میدیم...

و مرگ عملا چیزی نیست جز درک دنیای موازی با سطح انرژی بالاتر..درست مثل زمانی که تو مدرسه درس میخونیم ،وقتی چیزهایی که لازم بوده تو یه پایه یاد بگیریم ،یاد گرفتیم...مجوز ورود به دنیای بالاتر رو پیدا میکنیم..

اما اگه نتونیم تو این دنیا انرژی رو جذب کنیم و سطح درک وآگاهیمون رو افزایش بدیم..شاید حتی نزول کنیم به سطح انرژی پایین تر و بعد از مرگ به جهان پایین تری بریم.

این میتونه جلوه ای باشه از بهشت و دوزخ...بهشت همیشه تو آسمونا بوده .. و مرکز انرژی برتر هم تو مرکز کیهانه... و اما دوزخ همیشه پایین تر بوده ..(سطح انرژی پایین تر)...

پس بیراه نگفتیم اگه بگیم عرفان و کوانتوم رابطه نزدیکی با هم دارند هدف نهایی عرفان یکی شدن با روح جهان یا همون فناست و کوانتوم هم تاکید داره بر اتحاد ناظر و منظور..

از همه چیز بگذریم.. تاثیری که اندیشه های کوانتومی میتونه روی زندگی بذاره قابل تامله...

اگه بیاموزیم که به روش منطق کوانتومی فکر کنیم...می تونیم از کارهای به ظاهر کوچیک نتیجه های بزرگی بگیریم.

وقتی بدونیم افکار ما ..روی زندگیمون تاثیر میذاره ، یاد میگیریم مسئولانه تر فکر کنیم ..و اندیشه های خوبی داشته باشیم،تا توی زندگی خوبی برامون پیش بیاد و همیشه انتظار خوبیها رو داشته باشیم..

اگر بپذیریم وجود جهانهای موازی رو.. و اینکه ما در همه جهانها شاهد و ناظر همه اتفاقات هستیم ، می پذیریم که هراتفاقی میتونه جنبه های مثبت و منفی داشته باشه و ما می تونیم همیشه جنبه مثبت رو ببینیم... و می فهمیم که نوع نگاه ما به اتفاقاته که خوب وبد بودن رو مشخص میکنه..

یعنی خوبی و بدی هم جدا از ناظر  و دیدگاه ناظر یا بهتر بگم اندیشه و فکر ما نیستند.

اگه دنیای پس از مرگ رو دنیای با سطح انرژی بالاتر بدونیم نه تنها از مرگ نمی ترسیم  بلکه برای بالا بردن انرژیمون تلاش می کنیم تا به سطح درک آگاهی برتر برسیم و یاد می گیریم که تمام اشتباهات و کجرویها تو زندگی می تونن ما رو از رسیدن به این سطح انرژی دورتر کنند.

میتونیم یاد بگیریم خودمون رو در بند ماده اسیر ندونیم،میتونیم به اندیشه مون اجازه پرواز بدیم و از حصار ماده عبور کنیم، می تونیم با جهان یگانه بشیم،روح هستی رو درک کنیم ..یاد می گیریم دنیا ارزشش بیشتر از اینه که از دریچه کوچیک چشمای مادیمون بهش نگاه کنیم.

 

”وقتی بربلندا باشیم هر چیز دیگری را کوچک می بینیم.افتخار و اندوه ما معنایش را از دست می دهد.هر آنچه بدست آورده ایم یا از دست داده ایم، همان پایین می ماند.از بالای کوه می بینی که دنیا چه بزرگ است وافق هایش چه وسیع ”

 

شاید بور حق داشته که بگه ”روزی میرسه که تئوری کوانتوم بهتر از مذهبی مردم رو راهنمایی خواهد کرد“

 

و سخن آخر اینکه :

هنگامی که آرزوی چیزی  را در سر داری ، سراسر کیهان همدست می شود تا بتوانی این آرزو را تحقق ببخشی

 

چرا که می توانی با روح جهان یگانه شوی.................................................

==============================================

فرستاده شده توسط: سمانه گنجی لیسار

كوانتوم و نسبيت دوست يا دشمن

به ندرت می توان درطول تاریخ علم دوره ای را یافت که این پایه از روشنگری توسط چنین جمع معدودی صورت پذیرفته باشد.
ماکس پلانگ را با کلاه و سیگارش در کنار ماری کوری در ردیف جلو بنگرید. پلانگ عاری از نشاط است، او سالها تلاش برای افکار انقلابی اش،دربارۀ مواد وتابش، خسته به نظر می آید.
انیشتن با لباس شق ورق در وسط در ردیف جلو نشسته است.در سمت راست عکس،پرفسور42 ساله ای به نام بور در اوج توانایی اش، آرام و مطمئن که در ردیف وسط نشسته است.
در ردیف آخر، پشت سر اینشتین اروین شرودینگر با ژاکت و پاپیون اش به وضوح فردی بی قید به نظر میرسد. در سمت راست او، و با یک فاصله دو جوان افراطی به نام ولفگانگ پائولی و ورنر هایزنبرگ قرار دارند که هنوز در دهه سوم عمرشان به سر قرار دارند.جلوی آنها پل دیراگ ،لویی دوبروی،ماکس بورن و بور قرار گرفته اند.
پیرترین آنها پلانگ69 ساله بود که همه این ماجراها را در سال1900 شروع کرد تا دیراک25 ساله که جوانترین آنها بود نظریه را در سال1928 کامل کند.
 
 
هر زیبایی که دیدم،
و خواهانش شدم و بر آن دست یافتم،
رویایی از تو بود.
                                                                                 
                                                   جان دان، فردای نیک

آيا مكانيك كوانتومي يك نظريه كامل است؟
نظریه کوانتوم چیست؟
نظریه کوانتوم موفق ترین دستگاههای فکری است که تاکنون توسط بشر ابداع شده است. این نظریه، جدول تناوبی عناصر و چگونگی رخ دادن واکنش های شیمیایی را توضیح می دهد. نظریه کوانتوم همچنین پیشگویی های دقیقی درباره لیزر، میکروچیپ، پایداری DNA و چگونگی تشعشع ذرات آن از درون هسته، به دست داده است.
 

 

اینشتین:نظریه کوانتوم غیر شهودی است و عقل سلیم را به مبارزه می طلبد.                          

 

 

پائولی:اخیراْ مفاهیم آن به فلسفه شرقی شبیه شده اند و برای کاوش رازهای پنهان شعور، اراده آزاد و فراهنجار به کار می روند.   

 

 

شرودینگر:نظریه کوانتوم هرگز ناکام نشد.

 

 

پلانک:نظریه کوانتوم اساساْ ریاضی است.  

 

 

                                                                           

بورن:ساختار نظریه کوانتوم چشم انداز جهان فیزیکی را دگرگون ساخته است.
 

 

 

قرائت بور از نظریه کوانتوم که در سال1927 ارائه شد، امروزه نیز متداول است. این امر با وجود این است که آزمایش های فکری انیشتن درسال1930 اصول بنیادی قرائت بور را زیر سوال برد.
آیا ممکن است باز هم حق با انیشتن باشد؟ آیا چیزی نادیده گرفته شده؟
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 هداياي گرانقدري نيز به ما اعطا نمود ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و…
همه و همه نتايج فيزيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است. نظريه كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي اينشتين شد و راهش را از سايرين جدا كرد چراكه طرز فكري كه نسبيت‌‌ها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به اينشتين نمي‌داد كه جهان عيني و علّي را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.
همان طور كه براي توجيه پديدهاي عالم ماكروسكوپي فيزيك كلاسيك به تنهايي ناقص و نارسا است شايد براي بررسي تمام جوانب عالم زير اتمي فيزيك كوانتومي نيز به تنهايي كافي نباشد و آنجا كه فيزيك كوانتومي دراندازه گيري همزمان تكانه و مكان ذره به بن بست مي‌رسد شايد براي رهايي از اين بن بست نمي‌بايست از اصل عدم قطعيت استفاده مي‌كرديم بلكه بايد مكانيك كوانتومي را كامل يا اصلاح مي‌نموديم يا با خلق روشهاي نوين در رفع اين معضل برمي‌آمديم وبدين گونه با تدوين نظريه‌اي جديد از اتهام طبيعت به سردرگمي و دو شخصيتي يك شخصيت علّي در توجيه وقوع رويدادهاي ماكروسكوپي و ديگري شخصيت غير قابل پيش‌‌بيني و غير قطعي در رويدادهاي زير اتمي  پرهيز مي‌كرديم.

ولي در حال حاضر فيزيك كوانتومي با سرعتي متحير كننده مسير ترقي و شكوفايي خود را مي‌پيمايد بي‌آنكه درجاده هموار خود با مشكل مواجه شود. و تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريه‌هاي نسبيت و كوانتوم فراهم نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريه‌ائي جديد يا ايجاد تغييري درآن نمي‌بينند.
  
جنگ سی ساله نظریه کوانتوم در برابر فیزیک کلاسیک
سه تجربه در عصر پیش کوانتومی وجود داشت که نمی توان برای توجیه آن از فیزیک کلاسیک استفاده کرد.

1- تشعشع جسم سیاه و  فاجعه فرابنفش  کوانتوم(پلانک)   
2-  اثرفوتوالکتریک ذرات نور(انیشتن) 
3-خطوط روشن طیف نوری (اتم بور)
این دانشمندان با ارائه راه حل هایشان نخستین قدمها را برای درک جدید طبیعت برداشتند. امروز کار مشترک این سه مرد که نقطه اوج آن مدل اتمی بور در سال 1913 بود، بعنوان نظریه قدیم کوانتومی شناخته می شود.  
 
تولد سه نظریه جدید کوانتومی
در طول 12 ماه از ژوئن 1925 تا ژوئن 1926 نه یک،نه دوتا بلکه سه طرح متفاوت و مستقل از نظریه کامل کوانتومی منتشر شد. که بعدها نشان داده شد که هرسه آنها معادل یکدیگر هستند... 

 

 

 

اولین:مکانیک ماتریسی که توسط ورنر هایزنبرگ مطرح شد.
دومین:مکانیک موجی که توسط اروین شرودینگر مطرح شد.
سومین: جبر کوانتومی که توسط پل دیراگ مطرح شد           
  

 

 

 

 

 

مکانیک کوانتومی و ناخشنودیهای آن
 

هایزنبرگ(76-1901) در مونیخ در جایی که پدرش استاد زبان یونانی در دانشگاه محلی بود، پرورش یافت. اواغلب از کوهنوردی از کوهنوردی لذت می برد. او دانش آموزی تیز هوش و پیانستی ماهر بود و درسال 1920 بعد از ثبت نام در دانشگاه مونیخ برای مطالعه نزد سامرفیلد رفت و در آنجا باولفانگ پائولی ملاقات کرد.
 
  
                                                                                
                   

 

 

پائولی و هایزنبرگ در ژوئن 1922 در گوتینگن بودند.و در این زمان  هایزنبرگ برای اولین بار بور راملاقات کرد. او تنها 20 سال داشت و در این زمان بر روی تز دکترای خود کار می کرد.در همان روزها بود که پس از یکی از سخنرانی های بور به اعتراض برخاست وبور با تردید به اعتراض او جواب داد:

 

 

 

هایزنبرگ:بس از پایان سخنرانی، بور نزد من آمد و از من خواست برای راهپیمایی در کوههای هاینبرگ اورا همراهی کنم. این راهپیمایی تاثیرعمیقی بر زندگی علمی من گذاشت. شاید صحیح ترباشد که بگویم که زندگی علمی وافعی من از عصر همان روز شروع شد که بور به من گفت:
«اتم شئی نیست». وما حدود سه ساعت باهم صحبت کردیم.وبرای اولین بار بود که من دیدم یکی از بنیان گذاران نظریه کوانتوم نگران مشکلات آن است. بور بینش عمیقی داشت که ناشی از مشاهده پدیده های واقعی بود و نه از نتیجه تحلیل های ریاضی. او می توانست به جای استنتاج صوری روابط آن ها را به طور شهودی بفهمد.

 

 
پس از پیاده روی بور درباره هایزنبرگ به دوستانش گفت:
هایزنبرگ همه چیز را می فهمد.در حال حاضر همه راه حل در دست اوست. او باید راهی فرار از مشکلات نظریه کوانتوم بیابد. اما هایزنبرگ باعث شگفتی بور شد.او از مدارهای الکترونی بور متنفر بود.
هایزنبرگ:هرگز نمی توان آنها را مشاهده کرد . فایده صحبت کردن درباره مسیرهای نامرئی الکترون در اتم غیر قابل رویت چیست؟
اگر نتوان اتم را دید، پس اتم مفهومی بی معنی است.
 چندین سال بود که هایزنبرگ و همکارانش با مسئله ای که بور در 1913 دربارهُ نظریهُ اتم عنوان کرده بود کلنجار می رفتنند:چرا الکترون در اتم فقط مجاز ند ترازهای مشخصی را که دارای که دارای انرزیهای معینی هستند را پر کنند. هایزنبرگ روشی تازه ابداع کرد، چون هیچ کس نمی تواند مدارهای الکترون را در درون اتم ببیند، او تصمیم گرفت که فقط ارقامی را بپذیرد که قابل اندازه گیری است: به ویژه ،مصمم شد با انژیهای وابسته به«حالتهای کوانتومی» که در آنها الکترونهای اتم مدارهای مجاز را پر می کنند کارکند، وهمچنین به سرعتهای نظر بیفکند که یک اتم ممکن است با انتشار یک فوتون به طور خود انگیز از هریک از این حالتهای کوانتومی به حالت دیگر انتقال یابد.
هایزنبرگ، چنانچه که خود گفته است ، جدولی از سرعت انتقالها تنظیم کرد و یک دستگاه ریاضی که روی این جدول عمل می کند ابداع کرد، که خود آن به جدولهایی نوین انجامید:
نوعی جدول برای هریک از کمیتها مانند مکان یا سرعت یا توان دوم سرعت الکترون. با دانستن اینکه انرژی ذره ای در یک دستگاه ساده چگونه به سرعت و به مکانش بستگی دارد، هایزنبرگ توانست جدولی از انرژی های دستگاهی را در حالتهای گوناگون کوانتومی آن محاسبه کند.
هایزنبرگ می گوید:نقطه شروع کار من ایده نوسانگرهای ساده واقعی بود که می توانند همه فرکانسهای طیف را تولید کنند،نه بصورت مدل کوچکی از منظومه شمسی.و اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم،ترازهای درون جدول هایزنبرگ ارقامی بودند که امروزه به نام دامنه انتقال معروف است، ارقامی که توان دوم آنهاسرعت انتقال را معین می کند. پس از بازگشت از هلگولند به گوتینگن به اوگفتند که روش اختراعی جدولهایش برای ریاضیدانها آشنا است، این نوع جدولها نزد ریاضیدانها به ماتریس معروف است.
بعدها هایزنبرگ کشف خود را هدیه ای از بهشت نامید، پیش از پایان سال 1925 فیزیکدانانی نظیر ماکس بورن، پاسکوال یوردان در آلمان و پل دیراگ در انگلستان عقاید هایزنبزگ را در باره مکانیک کوانتومی بشکلی درآوردندکه قابل فهم باشد امروزه این شکل به مکانیک ماتریسی معروف است.
 
استیون واینبرگ(برنده جایره نوبل فیزیک)در مورد مقالهای هایزنبرگ چنین می گوید:
 
اگر خواننده ای در فهم آنچه هایزنببرگ انجام داد سر در گم است، او در این کار تنها نیست. چندین بار کوشیده ام تا مقاله ای را که هایزنبرگ پس از بازگشتن از هلگولند نوشت بخوانم، و با اینکه گمان می کنم مکانیک کوانتوم را می فهم، هرگز نتوانستم انگیزه هایزنبرگ را در گامهای ریاضی را که در این مقاله برداشته است را درک کنم.
فیزیکدانان نظریه پرداز در موفقترین کارهای خود یکی از این دو نقش را دارند:یا «خردمندانه»یا «افسونگرانه» . فیزیکدان خردمند درباره مسائل فیزیکی با گامهای منظم و بر پایه عقاید بنیادی استدلال می کند که طبیعت چگونه باید باشد. برای نمونه، اینشتن در ایجاد نظریه نسبیت عام نقش خردمندانه ای داشت. وی با مسئله ای مشخص رو به رو  بود : چگونه می توان نظریه گرانش را با نظریه ای نوین درباره فضا وزمان، که خود او در سال 1905 به نام نظریه نسبیت خاص پیشنهاد کرده بود، سازگار کرد.اما در سال1900 ، پلانگ در اختراع  نظریه انتشار حرارت یک افسونگر بود، و اینشتن نقش افسونگر را هنگامی بازی کرد که ایده فوتون را در سال 1905 پیش نهاد. شاید علت اینکه نظریه فوتون را بعدها به عنوان انقلابی ترین فکر خود ذکر کرد همین باشد. به طور کلی، درک نوشته های فیزیک دانهای خردمند بسیار دشوار نیست، اما بیشتر نوشته های فیزیکدانهای افسونگر درک پذیر نیست. به این معنا، نوشته سال 1925 هایزنبرگ افسونگریی ناب است.
ولفگانگ پاولی در هامبورگ، از این مکانیک ماتریس نوین توانست یکی از مسائل فیزیک را که انگشت نما شده بود، یعنی محاسبه انرژی حالتهای کوانتومی هیدروژن، محاسبه کند و نتایجی راکه بور قبلاً بدست آورده بود تایید کند.
پاولی تز دکترای خود را زیر نظر سامرفیلد درباره نظریه کوانتومی هیدروژن یونیزه در سال1921 انجام داد. اویک نیم سال به عنوان دستیار بور به گوتینگن رفت وسپس به عنوان استاد بدون حقوق به هامبورگ عزیمت کرد.پاولی برای محاسبه کوانتومی مکانیکی در زمینه ترازهای انرژیی اتم هیدروژن شایستگی
ریاضی فوق العاده ای از خود نشان داده محاسبه او روش استفاده خردمندانه از قواعد هایزنبرگ وتقارنهای خاص اتم هیدروژن بود.
بااینکه هایزنبرگ و دیراگ نیروی خلاقیت بیشتری نسبت به پاولی داشتند اما هیچ فیزیکدانی از نظر هوش به پای او نمی رسید. ولی حتی او هم نتوانست این محاسبات را به اتم بعدی،یعنی هلیوم گسترش دهد، چه رسد به اتم ها و مولکولهای دیگر.
مکانیک کوانتومی که امروزه در دانشگاهها تدریس می شود و شیمیدانان و فیزیکدانان از آن استفاده می کنند در واقع همان مکانیک ماتریس هایزنبرگ وپاولی وهمکارانشان نیست، بلکه دستگاه معادل ریاضی دیگری است که بسیار آسانتر به کار می آید،و شکل آنرا،کمی بعدکشف مکانیک ماتریس،اروین شرودینگر ابداع کرد.
در کوانتوم مکانیکی که شرودینگر پیشنهاد کرد،هریک از حالتهای فیزیکی ممکن دستگاهی را میتوان  باتعیین کمیتی به نام تابع موجی مشخص کرد،درست مانند آنچه برای توضیح نور به عنوان موجی از میدانهای الکتریسیته و مغناطیسی دیده می شود.
روش تابع موجی برای مکانیک کوانتوم ، در سال 1923 در مقاله لوئی دوبروی و سپس در رساله دکترایش در سال1924، پیش از نوشته های هایزنبرگ مطرح شده بود.دراین قسمت کمی به عقب تر باز می کردیم وبا شاهزاده فرانسوی جناب دوبروی آشنا شویم.درسال1923 یک دانشجوی فارغ التحصیل از سوربن پاریس، پرنس لوئی دوبروی ایده حیرت انگیز خود را  ارائه داد که بیانگر خصوصیت موجی بودن ذرات بود.دوبروی به شدت تحت تاثیر بحث های اینشتن درباره لزوم لحاظ کردن دوگانگی در فهم طبیعت نور ، قرار داشت.
دوبروی در تز دکترایش چنین نوشت...

ادامه نوشته

علیت در فلسفه کارناپ

عليّت
مفهوم عليت که امروزه يکی از مباحث فلسفة علوم است توجه فلاسفة برجسته را از زمان يونان باستان تا به امروز به خود جلب کرده است. در دورانهای گذشته اين مبحث بخشی بود از آنچه فلسفة طبيعت خوانده می شد. دامنة اين مبحث هم  برسي های تجربی طبيعت را در بر می گرفت و هم تنوير فلسفی آن دانش را. امروزه بيش از پيش رو شن شده است که وظيفة برسی طبيعت بر عهدة دانشمند آزمون گر است و نه فيلسوف به معنای واقعی.                                                          
البته فيلسوف هم می تواند فيلسوف باشد و هم دانشمند . در چنين صورتی وی بايد از اختلاف اساسی بين دو نوع مسئله ای که با آن روبرو است آگاه باشد پرسشهايی از قبيل «آيا کهکشانی وجود دارد که از ضد ماده ساخته شده باشد؟» برای منجمين و فيزيکدانها  مطرح است . اما  سؤالاتی که مربوط به خصلت جهان نيست بلکه تحليلی از مفاهيم سياسی يک علم را طلب می کنند تنها برای فلسفة علوم مطرح است.         
در دورانهای گذشته فلاسفه معتقد بودندکه حوزه ای به نام متافيزيک طبيعت موجود است که دانش اساسی تری نسبت به علوم تجربی به ما می دهد. وظيفة فيلسوف توضيح حقايق متافيزيکی بود. امروزه فلاسفة علوم معتقد به چنين متافيزيکی نيستند. جای فلسفة طبيعت قديمی را فلسفة علم پُرکرده است. فلسفة جديد نه کاری به کشف قوانين دارد و نه کاری به تدوين کردن يک متافيزيک دربارة جهان بلکه توجهش به خود علم مطالعة مفاهيم مورد استفادة آن روشهای به کار رفته، نتايج ممکن اشکال گزاره ها و انواع منطقهای قابل استفاده در علم معطوف است.فيلسوف علوم مبانی فلسفي(يعنی منطقی و روش شناختی) روانشناسی را مطالعه می کند نه «خصلت ذهن» را. وی مبانی فلسفی مردم شناسی را بررسی می کند نه «خصلت فرهنگ» را .
برخی از فلاسفه نسبت به تمايز شديد بين کار دانشمندان و فلاسفه هشدار داده اند .گرچه کار دانشمندان تجربه گرا و کار فيلسوف علم را بايد از هم تمييز داد. ولی در عمل اين دو با هم ادقام می شوند. فيزيکدان در حين کار مدام با مسائل روش شناختی برخورد مي کنند. چه نوع مفاهيمی بايد به کار برد؟ با استفاده از چه روش منطقی می توان اين مفاهيم را تعريف کرد؟ و پرسشهای زيادی از اين قبيل مطرح می شود. همة اين پرسشها را وی در مقام فيلسوف علم بايد از خود بکند، چون روشن است که با دستور العملهای تجربی نمی توان به آنها پاسخ داد. از جانب ديگر نمی توان کار عمده ای در زمينة فلسفی علم به عمل آورد، بدون اينکه مقدار معتنابهی نتايج تجربی علم در دسترس باشد.
انگيزة فرق گذاشتن بين وظيفة فيلسوف علم و وضيفة متافيزيكي گذشتگانش، يعني فيلسوف طبيعت، اين است كه اين تمايز به درد کار تحليل عليت می خورد. فلاسفة گذشته سر و کارشان با خصلت متافيزيکی خود عليت بود و در واقع ما بايد بدانيم که دانشمندان تجربه گرا چگونه مفهوم عليت را به کار می بردند، تا دقيقاً بفهميم منظورشان از «اين علت آن است» چيست. معنی دقيق رابطة علت و معلول چيست؟ در زندگی روزمره اين مفهوم کاملاً مبهم است. حتی در علم نيز وقتی دانشمندی می گويد يک واقعه موجب واقعة ديگری است منظور کاملاً روشن نيست. يکی از وظايف مهم فلسفة علم تحليل مفهوم عليت و روشن ساختن معنای آن است.
 خيلی مهم است که اين مفهوم مبهم عليت را به کمک تحليل ازکلية اجزای غير علمی قديمی تصفيه کنيم. من معتقد نيستم که دليل خوبی برای ردّ مفهوم عليت موجود باشد. برخی از فلاسفه معتقدند که «ديويد هيوم» در نقد مشهورش از عليت قصد رد کردن کامل اين مفهوم را داشت. من معتقدم که اين مقصود هيوم نبود. منظور وی نه ردّ آن مفهوم، بلکه تصفية آن بود. من می خواهم بگويم که آنچه را که هيوم رد کرد عنصر ضرورت در مفهوم عليت بود. تحليل وی جهت درستی داشت گرچه به زعم فلاسفة علوم امروز، اين تحليل نه به اندازة کافی پيش رفت و نه به اندازة کافی روشن بود. به نظر من لازم نيست عليت را مفهومی ما قبل علمی و به اندازة زيان آوری متافيزيکی و بنابراين مردود بدانيم. پس از اينکه اين مفهوم تحليل وکاملاً تشريح شد در خواهيم يافت که چيزی باقی خواهد ماند که می توان نامش را عليت گذاشت؛ اين چيز،کاربرد مفهوم عليت را هم در زندگی روزمره و هم توسط دانشمندان طی قرون متمادی توجيه می کند .                                                                       
رابطة علّی يعنی قابليت پيش بينی. منظور پيش بينی بالفعل نيست، چون هيچکس همة قوانين را نمی تواند بداند. قابليت پيش بينی اين مفهوم را در بر می گيرد که اگر تمامی شرايط قبلی دانسته می شد حادثه را می شد پيش بينی کرد. به اين دليل وقتی واژة «قابليت پيش بينی» را به کار می بريم منظور تا حدی استعاری است و منظور اين نيست که امکان دارد کسی حادثه را عملاً پيش بينی کند، بلکه عبارت صرفاً پيش بينی بالقوه ای را می رساند. با داشتن همة قوانين مربوطة طبيعت اين امکان وجود دارد که حادثه ای را قبل از وقوعش پيش بينی کنيم . اين پيش بينی نتيجة منطقی قوانينند. به عبارت ديگر بين تشريح کامل شرايط قبلی قوانين مربوطه و پيش بينی يک حادثه، يک رابطة منطقی برقرار است. در اصل می توان فاکتهای مفرد مربوطه را در شرايط قبلی شناخت.  (البته از اشکالات عملی کسب اين فاکتها و محدوديت هايی که نظرية کوانتوم بر دانش، و فاکتها در سطح زير اتمی به وجود می آورند صرفنظر شده است.)
 پس وقتی می گوييم حادثة  Bمعلول حادثة A است منظور اين است که قوانينی در طبيعت وجود دارد که از آن می توان هنگامی که با تشريح کامل واقعة A تلفيق شدند، حادثة B را منطقاً استنتاج کرد.
آيا اين تعريف مستلزم آن است که معلول ضرورتاً از علت ناشی شود؟ متافيزيکدانی که می خواهد ضرورت را وارد عليت کند چنين استدلال می کند: «اين درست است که کلمة ضرورت به کار نمی رود. اما از قوانينی صحبت می شود و قوانين گزاره هايی هستند ضرورتی. بنابراين ضرورت به هر حال وارد می شود و جزء لازمی است از هر گونه صحبت دربارة يک رابطة علّی.»                                                                                     

آيا عليّت متضمن ضرورت است؟
بسياری از فلاسفه کوشیده اند منظورشان را از به کار بردن «ضرورت» در مورد قوانين طبيعت توضيح دهند. يکی از آنها «برنارد بافينگ»  آلمانی است. وی در اثرش به نام «نتايج و مسائل علوم طبيعی»  تا اين حد پيش می رودکه ضرورت در قوانين طبيعت را ضرورت منطقی می داند. اکثر فلاسفة علوم اين نظر را رد می کنند. «ضرورت منطقی» يعنی«صحت منطقی». يک گزاره زمانی منطقاً صادق است که چيزی دربارة جهان خارج نگويد. اين گزاره صرفاً به مناسبت معانی کلمات به کار رفته در آن می تواند راست باشد. اما قوانين طبيعت محتملند، يعنی آسان است بدون تناقض، روندهای متواتری که قانون را نقض می کنند تشريح کنيم. مثلاً اين قانون را در نظر می گيريم که: «وقتی آهن حرارت ببيند منبسط می شود». قانون ديگری می گويد: «وقتی آهن حرارت می بيند منقبض مي شود». در اين قانون دوم هيچ تناقض منطقی موجود نيست. از نظرگاه منطق محض قانون دوم به هيچ وجه از قانون اول ناصادق تر نيست. ما از آنجا قانون اول را می پذيريم که «نظم مشهودی را در طبيعت» تشريح می کند. منطقدان، قوانين منطق را صرفاً با نشستن پشت ميزش و واگذاردن نشانه ای روی کاغذ و يا با چشمان بسته صرفاً با فکر کردن کشف می کند. هيچ يک از قوانين طبيعت را نمی توان با اين روش کشف کرد قوانين طبيعت تنها با مشاهدة جهان و تشريح نظمهايش می توانند کشف شوند. از آنجا که يک قانون اظهار می دارد که يک نظم طبيعی در همة زمانها صادق است آن را بايد گزاره ای موقتی تلقی کرد. ممکن است در مشاهدات آينده نادرست از آب در بيايند. اما قوانين منطق در کلية شرايط قابل تصور صادقند. اگر در قوانين طبيعت ضرورتی موجود است اين ضرورت مسلماً منطقی نيست.
ديويد هيوم در نقد معروفش به عليت استدلال کرد که هيچ دليلی وجود ندارد که فرض کنيم «ضرورتي» درونی در وقايع متواتر علت و معلولی مشاهده شده وجود دارد. واقعه ای را مشاهده می کنيد و سپس واقعة ديگری را مشاهده می نماييد. آنچه که مشاهده کرده ايد چيزی نيست جز تواتر زمانی وقايع يکی پس از ديگری. هيچ ضرورتی در اينجا مشاهده نشده است. هيوم عملاً می گفت اگر ضرورتی مشاهده نکرده ايد، پس صحبتی هم از آن به ميان نياوريد چون چيز با ارزشی به مشاهداتتان اضافه نمی کند. تحليل هيوم ممکن است جزء به جزء درست نباشد، ولی اين تحليل از اين مزيت بزرگ برخوردار است که توجه فلاسفة بعدی را به عدم کفايت تحليلهای پيشين از عليت جلب می کرد. از زمان هيوم مهمترين تحليلهای عليت که توسط «ماخ» ، «پوانکاره» ، «راسل» ، «شليک» و ديگران صورت گرفته است هر چه بيشتر از نظرية شرط گرای هيوم پشتيبانی کرده اند. گزاره ای دربارة يک رابطة علّی گزاره ای است شرطی. اين گزاره نظمی را در طبيعت مشاهده می کند همين و بس .                   
اغلب گفته می شود که اين گرايش در بشر وجود داردکه احساسات خود را بر طبيعت منعکس می کند، به طوری که پديده های طبيعی مانند باران، باد و رعد را جاندارانی تلقی کرده که با اراده ای مانند ارادة انسان عمل می کنند. آيا منشأ اين عقيده که در طبيعت نيروها و علتهايی موجودند در آنجا نهفته نيست؟ «کلسن» معتقد بود که اگر چه اين تحليل از منشأ مقولة عليت را می توان پذيرفت، اما اين تحليل بيش از حد فرد گراست. وی در بررسی پيدايش اين مقوله در يونان باستان متوجه شد که اين فرد نيست، بلکه نظام اجتماعی است که به منزلة مدل بايد با آن برخورد کرد. اين را از آنجا می توان فهميد که درگذشته و حتی امروزه نظمهای طبيعت «قوانين طبيعت» خوانده می شوند؛ گويی شباهتی به قوانين به مفهوم سياسی دارند.
کلسن اين امر را اين طور توضيح داد. وقتی يونانيها شروع به مشاهدة منظم طبيعت کردند و متوجه نظمهای علّی مختلف شدند احساس کردند که نوعی ضرورت در ورای پديده ها وجود دارد. آنها به اين ضرورت به منزلة يک ضرورت اخلاقی، درست مشابه ضرورت اخلاقی در روابط بين اشخاص، می نگريستند. همان طور که يک عمل شيطانی سزاوار مکافات است و يک عمل نيک شايستة پاداش. اگر در پاييز هوا  سردتر می شود و در زمستان به سرد ترين درجه می رسد وضع هوا از تعادل خارج می شود. برای بر قراری تعادل و هماهنگی چيزها هوا بايد رفته رفته گرمتر و گرمتر شود. متأسفانه در جهت ديگر افراط می شود و هوا فوق العاده گرم می شود به اين ترتيب لازم است که اين دوره تکرار شود. وقتی طبيعت از تعادل خارج می شود مانند جامعه اوضاع ناهماهنگ می شود، تعادل بايد با گرايش مخالف برقرار شود. اين درک از نظم و هماهنگی طبيعت، در عشق يونانيان نسبت به نظم و هماهنگی اجتماعی و اعتدال در چيزها و اجتنابشان از هر نوع افراط منعکس می شود.
 اين اصل می گويد که علت و معلول بايد به نحوی با هم مساوی باشند. اين اصل در بسياری از قوانين فيزيکی مانند اين قانون نيوتن که عمل با عکس العملی همراه است مساوی و در جهت مخالف مستتر است. اين را بسياری از فلاسفه تأکيد کردند. کلسن معتقد است که اين امر از اين اعتقاد اجتماعی ناشی می شودکه مکافات بايد مساوی با جنايت باشد. اين احساس که بر زمينة ساختار اجتماعی متکی است بر طبيعت منقش شد و به يکی از اصول اساسی فلسفة طبيعت مبدل شد به قول فلاسفة قرون وسطی «علت با معلول برابر است.» برای فلاسفة متافيزيک گرای امروزه اين اصل نقش مهمی را ايفا می کند.
کلسن به پشتيبانی از نظرش نقل قولهای جالبی از فلاسفة يونان ارائه می دهد. مثلاً «هراکليتوس» می گويد که خورشيد به پيروی از اندازه ها در پهنة آسمان حرکت می کند. البته منظور فلاسفه از اندازه حد و مرز تجويز شدة مسير خورشيد است. هراکليتوس می نويسد: «خورشيد از اين اندازه ها پا فراتر نخواهد گذاشت در غير اين صورت «اري نی ها»  کلفت های «دايک»  آن را خواهند فهميد.» اری ني ها همان سه ديو انتقام بودند و دايک الهة عدل بشری بود. پس نظم مسير خورشيد به کمک پيروی خورشيد از يک قانون اخلاقی که توسط خدايان تجويز شده است توضيح داده می شود. اگر خورشيد سرپيچی کند و پا از اين خط بيرون نهد مکافات خواهد ديد.               
از طرف ديگر بعضی فلاسفة يونانی بودند که شديداً با اين نظريه مخالفت می کردند. مثلاً «زيمقراط» نظمهای طبيعت را کاملاً غير شخصی و به کلی بی رابطه با اوامر الهی می دانست. شايد وی نيز خيال می کرد اين قوانين از ضرورتی متافيزيکی  برخوردارند؛ با اين وصف اين گام از ضرورت شخصی اوامر الهی به ضرورت عينی غير شخصی گام بزرگی به جلو بود. امروزه علم ضرورت متافيزيکی را از قانون طبيعت حذف کرده است اما در زمان زيمقراط نظر وی نسبت به نظر «هراکليتوس» پيشروتر بود.                                                                         
«فليپ فرانک»  در کتابی در رابطه با عليت اظهار می دارد که خواندن پيشگفتارهای کتب درس علمی غالباً آموزنده است. نويسندة اين نوع کتب ممکن است در بدنة اصلی کتاب کاملاً علمی و از هرگونه متافيزيک به دور باشند. اما پيشگفتارها شخصی ترند. اگر نويسنده علاقه ای به شيوة قديمی متافيزيکی نگاه کردن به چيزها را داشته باشد پيشگفتار را محل مناسبی می داند که به خوانندگانش بگويد علم واقعاً چيست. و به اين طريق می توان فهميد که نويسنده هنگام نگارش کتاب چه مفاهيم فلسفی را در پس ذهن داشته است. فرانک نمونه ای از پيشگفتار يک کتاب درسی معاصر فيزيک را نقل می کند و می گويد: «طبيعت هرگز قوانين را نقض نمی کند.» اين جمله واقعاً بی گناه به نظر می رسد اما وقتی دقيقاً تحليل می شود معلوم می گردد که چه گفتة عجيب و غريبی است. نکتة عجيب در اينجا اعتقاد به عليت نيست بلکه در نحوة بيان اين عليت است. نويسنده نمی گويد که گاهی اوقات استثنائاتی معجزه آسا در قانون علی وجود دارد. در واقع وی آشکارا اين را تکذيب می کند  اما با اين گفته که طبيعت هرگز قوانين را نقض نمی کند گفتة وی متضمن آن است که طبيعت نوعی اختيار داشته باشد. چند قانون به طبيعت داده می شود،
طبيعت می تواند گاهی اوقات يکی از آنها را نقض کند اما مانند يک فرد پيرو قانون هرگز اين کار را نمی کند. و حتی اگر اين کار را کرد «اری نی ها» در صحنه ظاهر می شوند و طبيعت را به راه راست هدايت می کنند. البته اگر به نويسنده فوق اين نظريه متافيزيکی قديمی را نسبت دهيم که معتقد است قوانين طوری به طبيعت داده شده اند که می تواند از آن پيروی يا سرپيچی کند وی احساس می کند به او توهينی شده است . اما از شيوة انتخاب کلماتش می توان فهميد که ديدگاه قديمی هنوز در ذهنش وجود دارد .          
شايد اگر در فيزيک از کلمة «قانون» استفاده نمی شد، سردرگمی به وجود نمی آمد. اما اين کلمه هنوز به کار می رود چون تاکنون کلمه ای برای آن نوع گزارة جهانشمولی که دانشمندان به منزلة پايه ای برای پيش بينی و توضيح به کار می برند مورد قبول عموم قرار نگرفته است. در هر صورت بايد به روشنی در نظر داشت وقتی که دانشمندی از يک قانون صحبت می کند صرفاً اشاره به شرح نظم مشاهده شده ای می کند. اين شرح ممکن است دقيق باشد و ممکن است معيوب. اگر معيوب باشد اين تقصير به گردن دانشمند است نه طبيعت .                                
 
منطق وجوه علّی
رودلف کارناپ در مورد سخنان هيوم اين گونه نظر می دهد:«معتقدم هيوم درست می گفت که در يک رابطة علّی هيچ ضرورت باطنی وجود ندارد. اما نمی خواهم امکان به کار گرفتن نوعی مقولة ضرورت را رد کنم، به شرطی که اين مقوله متافيزيکی نبوده بلکه متعلق به منطق وجوه باشد. منطق وجهی منطق ارزش راستی را با به کار گرفتن مقولاتی چون ضرورت امکان و عدم امکان تکميل می کند. بايد به دقت بين وجوه منطقی(منطقاً ضروری  منطقاً ممکن و غيره) و وجوه علّی(از نظر علّی ضروری، از نظر علّی ممکن و غيره) و اصولاً بسياری ديگر از انواع وجوه تمييز داده شود. تاکنون تنها وجوه منطقی به طور وسيع بررسی شده اند. مشهورترين اثر در اين زمينه دستگاه استلزام اکيد است که توسط«س. ای. لويس»  تدوين شده است. اما در خصوص رابطة علّی اين نه وجه منطقی بلکه وجه علّی است که با آن سر و کار داريم. به نظر من منطق وجوه علّی امکان پذير است.»                     
به نظر می رسد اولين کوشش در بسط يک دستگاه از اين نوع توسط «آرتور و. برکس»به عمل آمده است. وی يک دستگاه اصل موضوعی پيشنهاد می کند که بسيار ضعيف است. در واقع وی مشخص نمی کند تحت چه شرايطی،  يک گزارة جهانشمول بايد از نظر علّی ضروری تلقی شود. ديگران اساساً همين مسئله را به کمک اصطلاحات متفاوتی بررسی کرده اند. مثلاً «هانس رايشنباخ» در کتاب کوچکش به نام «گزاره های قانون واره و عملهای مجاز» به اين امر پرداخته است. رسالات بسيار زيادی در مورد مسئلة «شرطي های قائم بر شبه فاکت» که با مسئلة ما مربوط است نگاشته شده است. يک شرط قائم بر شبه فاکت مبين اين است که اگر واقعه ای به وقوع نمی پيوست  واقعه ای ديگر اتفاق می افتاد. روشن است معنای اين گفته را نمی توان در يک زبان نمادی با به کار بردن شرطی تابع ارزش  آنطور که معمولاً مورد استفاده است رساند. کوشش برای تحليل دقيق معنای گزاره های شرطی قائم بر شبه فاکت مسائل عديده ای را مطرح می کند .«رُدريک. م. چيزولم» و «نلسون گودمن» جزو اولين کسانی بودند که در اين باره چيزی نوشتند. از آن هنگام نويسندگان بيشماری رساله ای در اين باره منتشر کردند.                                                                     
رابطة بين مسئلة شرطيهای قائم بر فاکت و مسئلة تدوين کردن يک منطق وجهی که در برگيرندة مفهوم ضرورت علّی است چيست؟ رابطة اين دو در اين حقيقت نهفته است که بايد وجه تمايزی بين دو نوع گزارة جهانشمول قائل شد. از يک طرف گزاره هايی وجود دارند که می توان به آنها قوانين راستين گفت مانند قوانين فيزيک که نظمهای جهانشمولی را در فضا و زمان توصيف می کنند.
 از طرف ديگر گزاره های جهانشمولی وجود دارند که به معنای واقعی قانون نيستند. نامهای زيادی برای اينها پيشنهاد شده است. مثلاً يکی از آنها جهانشمولهای«تصادفی» است. برای مثال همة سکه های جيب من در تاريخ اول اکتبر نقره ای بودند. تفاوت اساسی بين اين دو نوع گزارة جهانشمول را می توان به کمک بررسی گزاره های قائم بر شبه فاکت مربوطه فهميد .                                        
ابتدا يک قانون راستين مانند قانون جاذبه را در نظر می گيريم، اين قانون به ما اجازه می دهد که بگوييم اگر سنگی را رها کنيم با شتاب خاصی به طرف زمين سقوط می کند. می توانيم همچنين گزارة مشابهی را به شکل شبه فاکتی اين طور بيان کنيم: «ديروز سنگی در دست داشتم. اما اگر اين سنگ را در دست نگه نمی داشتم يعنی اگر آن را رها می کردم به زمين می افتاد.» اين گزاره اتفاق خاصی را بيان نمی کند بلکه فقط می گويد اگر سنگ در دست نگه داشته نمی شد چه اتفاقی می افتاد. مطلب فوق را با استفاده از قانون جاذبه بيان کرديم. در گفتة ما اين قانون به طور آشکار ذکر نشده  بلکه بطور ضمنی مفروظ است. در واقع با بيان صريح قانون می خواهيم می خواهيم دليلی برای اعتقاد به گزارة شبه فاکتی ارائه بدهيم. روشن است به خاطر مشاهدة رها شدن سنگ نيست که به اين امر معتقديم، چون چنين چيزی اتفاق نيفتاد. اما بيان گزارة شبه فاکتی کا ملاً موجه است چون متکی بر يک قانون راستين فيزيک است. اين قانون برای اين گزارة شبه فاکتی توجيه کافی است .               
آيا در مورد گزارة جهانشمول نوع دوم، يعنی جهانشمول تصادفی نيز اين کار را می توان کرد؟ مسلماً نه. فرض کنيد بگوييم اگر اين سکة يک پنی-كه نقره اي نيست- در روز اول اکتبر در جيبم بود آنگاه نقره ای بود. روشن است که جنس اين سکه يک پنی بستگی به بودن آن در تاريخ معينی در جيب من ندارد. گزارة جهانشمول همة سکه های جيب من در اول اکتبر نقره ای بودند پاية کافی برای اظهار يک گزارة شبه فاکتی نيست. پس روشن است که برخی از گزاره های جهانشمول پاية قابل قبولی هستند برای اظهار يک گزارة شبه فاکتی  در حالی که برخی از گزاره های جهانشمول ديگر اين خاصيت را ندارند. ممکن است باور کنيم که يک گزارة شرطی از نوع تصادفی راست است با اين وصف آن را يک قانون تلقی نمی کنيم. بايد اين تمايز اساسی را هنگام تحليل گزاره های شبه فاکتی به خاطر داشت در اين مسئله وجوه نامنطقی يا علّی نيز با اين تمايز سروکار داريم .                 
فرض کنيدکسی يک گزاره ای را به منزلة يک قانون جديد در فيزيک ارائه می کند. معلوم نيست اين گزاره راست است يا دروغ  چون مشاهداتی که تاکنون در اين زمينه به عمل آمده است ناکافی هستند، اما اين گزارة جهانشمول است، چون مي گويد اگر واقعة خاصی در هر زمان و هر مکانی رخ دهد واقعة خاص ديگری نيز در پی اش به وقوع خواهد پيوست. با بررسی شکل اين گزاره می توان فهميد که آيا گزاره اگر راست باشد قانونی راستين است يا نه. اينکه آيا قانون راست است يا دروغ به ما مربوط نيست  نکتة اصلی تنها اينجاست که آيا از شکل يک قانون راستين برخوردار است يا نه؟ مثلاً کسی قانونی برای جاذبه عرضه می کند که می گويد نيروی جاذبه متناسب است با معکوس توان سوم فاصله. روشن است که اين قانون غلط است. يعنی در جهان ما اين قانون صادق نيست  اما آسان است تصور کنيم که در جهان ديگری صادق باشد. بنابراين بجای اينکه گزاره ها را به گزاره های قانون وار  قوانين راستين(که متضمن راست بودنشان است) و يا گزاره های ناقانون وار تقسيم کنيم ترجيح می دهيم گزاره ها را صرفنظر از راست بودن آنها به اين دو مجموعه تقسيم کنيم :
1) گزاره هايی که قانون شکلند(گاهی آنان را به شکل نوميک می خوانيم).
2) گزاره هايی که قانون شکل نيستند. هر يک از اين دو مجموعه شامل گزاره های راست و دروغ است.گزارة جاذبه با توان سوم فاصله نسبت عکس دارد از مجموعه اول است : قانون شکل است گرچه راست نيست پس يک قانون نيست .گزارة روز اول اکتبر 1958همة مردان لوس آنجلس پاپيونهای ارغوانی زده بودند از مجموعه دوم است. اين گزاره اگر راست هم باشد قانونی را بيان نمی کند بلکه صرفاً در يک زمان خاص مبين وضعی تصادفی است. وجه تمايز اين دو گزاره را می توان دقيقاً تعريف کرد اين کار هنوز انجام نشده ولی اگر انجام شود البته نه با تأکيد اين تمايز صرفاً معنايی خواهد بود.                                    
اولين شرط برای اينکه يک گزاره دارای شکل نوميک باشد توسط«جيمز کلارک ماکسول» که يک قرن پيش نظریة کلاسيک الکترو مغناطيس را تدوين کرد ارائه شد. وی خاطر نشان کرد که قوانين اساسی فيزيک دربارة موقعيت خاصی در فضا يا نقطة خاصی در زمان صحبت نمی کند، بلکه از ديدگاه فضا و زمان کاملاً عمومی هستند و در همة زمانها صادقند. اين فقط مشخصة قوانين اساسی است. روشن است که قوانين فنی و عملی ديگری وجود دارند که از اين نوع نيستند. جايگاه اين قوانين ناحيه ای است بين قوانين اساسی و گزاره های تصادفی، اما کاملاً تصادفی هم نيستند. مثلاً «همة خرس های قطب شمال سفيدند.» اين يک قانون اساسی نيست چون فاکتها ممکن است طور ديگری باشند. از طرف ديگر اين امر کاملاً هم تصادفی نيست حداقل به اندازة نقره بودن پولهای جيب من در تاريخ معينی تصادفی نيست. گزارة مربوط به خرس های قطبی وابسته است به قوانين اساسی متعددی که مبين اوضاع اقليمی نزديک قطب شمال  تکامل خرسها و ديگر عوامل است. رنگ خرس ها تصادفی نيست. از طرف ديگر در يک ميليون سال آينده ممکن است آب و هوا عوض شود. ممکن است انواع ديگری از خرس ها با پشمهايی به رنگ ديگر نزديک قطب شمال تکامل يابند يا به آنجا بروند. بنابراين گزارة دربارة خرس ها را نمی توان قانون اساسی دانست .                                                      
گاهی اوقات يک قانون ممکن است ابتدا اساسی فرض شود ولی بعدها به زمان يا مکان يا شرايط خاص ديگر محدود می شود. اقتصاددانان قرن نوزدهم دربارة قوانين عرضه و تقاضا طوری صحبت می کردند که گويی اينها قوانين عمومی اقتصادی هستند. سپس مارکسيستها آمدند و با نقدشان خاطرنشان کردند که اين قوانين تنها برای اقتصاد بازاری از نوع خاصی صادقند و به هيچ مفهومی نمی توان آنها را از قوانين طبيعت دانست. در بسياری از حوزه ها- زيست شناسی، مردم شناسی، جامعه شناسی، اقتصاد- قوانينی وجود دارند که در بادی امر به نظر می رسند عموماً صادقند؛ اما اين تنها به اين علّت است که نويسنده پا فراتر از محدودة کشور قاره يا دوران خاصی از تاريخ خود نگذارده است. قوانينی که به نظر می رسند مبين رفتار اخلاقی جهانشمول يا اشکال جهانشمول پرستش دينی باشند پس از کشف رفتار گوناگون فرهنگهای ديگر معلوم شد قوانين محدودی هستند. امروزه گمان می رود که در سياره های ديگر حيات وجود دارد. اگر اين درست باشد بسياری از قوانين زيست شناسی که از ديدگاه موجودات زندة روی زمين جهانشمولند، ممکن است در مورد حيات بر نقاط ديگر کهکشان صادق نباشند. پس ظاهراً قوانين زيادی وجود دارند که تصادفی نيستند بلکه نه به طور جهانشمول در ناحيه های زمانی و مکانی محدودی صادقند. لازم است بين اين نوع قوانين و قوانين جهانشمول تميز داده شود. معتقديم قوانين فيزيک در همه جا صادق است. وقتی ماکسول معادلات مربوط به الکترومغناطيس را تدوين می کرد معتقد بود که اين قوانين نه فقط در آزمايشگاهش بلکه در هر آزمايشگاهی نه فقط بر روی کرة زمين بلکه همچنين در فضا  ماه و مريخ نيز صادق است. وی معتقد بود که قوانينی تدوين کرده است که در همه جای کائنات صدق می کند. اگرچه قوانين وی را به کمک مکانيک کوانتوم تا حدی ترميم کرده اند، ولی اين صرفاً ترميمی بيش نيست. مشخصات اساسی اين قوانين هنوز جهانشمول محسوب می شوند و هنگامی که يک فيزيکدان معاصر قانون اساسی را بيان می دارد فکر می کند جهانشمول است. اين نوع قوانين اساسی را بايد از قوانين فضايی- زمانی محدود و همچنين از قوانين مشتقّه که تنها برای انواع خاصی از دستگاههای فيزيکی يا مواد خاصی صادقند تميز داد .
مسئلة تعريف دقيق شکل نوميک يعنی شکل يک قانون اساسی ممکن، هنوز حل نشده است.آنچه مسلم است اين شرط ماکسول که قانون بايد در همة مکانها و زمانها صدق کند بايد جزء تعريف باشد به اين شرط بايد شروط ديگر را نيز اضافه کرد. چند شرط پيشنهاد شده است اما فلاسفة علوم هنوز بر سر اين شروط اضافی متفق القول نيستند. اين مسئلة حل نشده را کنار می گزاريم و فرض می کنيم تعريف دقيقی از شکل نوميک وجود دارد. ابتدا يک قانون اساسی طبيعت را به منزلة گزاره ای تعريف می کنيم که هم دارای شکل نوميک است وهم راست است. بعضی ها استدلال می کنند که يک تجربه گرا هرگز نبايد قوانين را راست تلقی کند. قانون معطوف است به بينهايت موارد مختلف در سراسر فضا و زمان به طوری که هيچ انسانی را نمی توان پيدا کرد که با حتميّت ببيند اين قانون به طور جهانشمولی صادق است يا نه. پس بايد بين حتميت و راست بودن خط مشخصی کشيد. البته هرگز حتميتی وجود ندارد. در واقع حتميت يک قانون اساسی از حتميت يک فاکت واحد کمتر است در واقع ما به اين امر که مداد از دستمان به زمين می افتد بيشتر مطمئنيم تا جهانشمولی قوانين جاذبه. ولی اين امر مانع اين نيست که با وضوح معنی بگوييم يک قانون راست است يا نادرست. هيچ دليلی وجود ندارد که مفهوم راست بودن را در تعيين معنی يک قانون اساسی به کار نبريم. برخی از فيزيکدانان استدلال می کردند که به جای راست ترجيح می دهند بگويند(تا درجات زيادی تأييد شده) .
 رايشنباخ نيز درکتابش به نام «گزاره های قانون واره و عملهای مجاز» گر چه با اصطلاحات متفاوت به همين نتيجه می رسد. منظور وی از راست يعنی خوب جا افتاده يا بر اساس شواهد موجود در گذشته حال و آينده قوياً تأييد شده. ولی وقتی دانشمندی صحبت از يک قانون اساسی طبيعت می کند معلوم نيست که منظورش اين باشد. منظور وی از قانون اساسی چيزی است که صرفنظر از آگاه بودن انسان بر آن در طبيعت صادق است مسئلة تعريف قانون اساسی هيچ ربطی به درجة تأييد يک قانون ندارد البته چنين تأييدی را هرگز نمی توان به اندازة کافی کامل کرد تا حتميت حاصل شود. مسئله تنها بر سر معنا و منظور دانشمندان از اين مفهوم است.
تجربه گرايان بيشماری از برخورد با اين مسئله ناراحت می شوند. آنها احساس می کنند که يک تجربه گرا کلمة خطرناکی چون راست را نبايد به کار برد. مثلاً «اتونويرات»  گفت:
اگر بگوييم قوانين راستند گناهی عليه تجربه گرايی مرتکب شده ايم.
عمل گرايان(پراگماتيست)امريکايی از جمله«وليام جيمز»و«جان ديويی»نيز بر همين عقيده اند.به نظر «رودلف کارناپ» اين حکم از آنجا ناشی می شود که بين اين دو نوع مفهوم تمييز داده نمی شود :
1) درجة جا افتادگی يک قانون در زمانی مشخص و
2) مفهوم معنايی(سمانتيک) راست بودن يک قانون هنگامی که اين دو را از هم تمييز داديم و متوجه شديم که در علم معنا(سمانتيک)تعريف دقيقی از راست بودن می توان کرد دليل ديگری وجود ندارد که در به کار بردن کلمة راستی در تعريف يک قانون اساسی طبيعت ترديد کنيم. او اين تعريف را پيشنهاد می کند که يک گزاره هنگامی از نظر علّی راست است که نتيجة منطقی مجموعة همة قوانين اساسی باشد. آن گزاره های راستی که شکل جهانشمول دارند به مفهومی وسيع تر قانون هستند. يا قانون اساسی اند يا قانون مشتق شده. قوانين مشتق شده آنهايی هستند که در فضا و زمان محدودند از قبيل قوانين هواشناسی بر روی کره ی زمين .                                                       
                                                 
جبريّت و ارادة آزاد
قوانين علّی قوانينی هستند که به کمک آنها وقايع را می توان پيش بينی کرد و توضيح داد. تمامی اين قوانين ساختار علی جهان را توصيف می کنند. اگر جای پايی روی ماسه ببينيم اين طور استنتاج می کنيم که که کسی روی ماسه راه رفته است و نمی توان گفت که اثر پا موجب اين شده که کسی روی ماسه راه رود، حتی اگر راه رفتن را بر اساس قوانين علّی از اثر پا استنتاج کرده باشيم. به طور مشابه اگر «الف» و «ب» نتايج نهايی زنجيره های علّی باشند که به يک علّت مشترک باز می گردند، باز هم نمی توان گفت که «الف» موجب «ب» شده است. از آنجا که فرا رسيدن روز و شب دارای يک علت مشترک است، می توان مثلاً روز و شب را پيش بينی کرد، اما نمی توان يکی را موجب ديگری دانست. دليلی در دست نيست که از به کار بردن واژة «قانون علّی» به شيوه ای جامع خودداری کنيم، شيوه ای که صرف نظر از عقب يا جلو رفتن استنتاجات در زمان، در مورد همة قوانينی که حوادث خاصی را بر اساس وقايع ديگر پيش بينی می کنند يا توضيح می دهند، به کار می رود.
با در نظر گرفتن اين نکته در مورد جبر می توان گفت «جبر» تز خاصی است دربارة ساختار علّی جهان که معتقد است اين ساختار آنچنان نيرومند است که با در دست داشتن شرح کاملی از حالت کل جهان در زمانی خاص، به کمک قوانين می توان هر واقعه ای را در گذشته يا آينده محاسبه کرد. اين نظرية مکانيکی نيوتن است که لاپلاس آن را به طور دقيقی تحليل کرد. طبق اين نظريه، شرح حالت آنی جهان، نه تنها موقع مکانی هر ذره ای در اين جهان، بلکه سرعت آن ذرات را نيز در بردارد. اگر ساختار علّی جهان آنقدر قوی باشد که اين تز را موجه بداند می توان گفت که اين جهان نه تنها دارای ساختاری است علّی ، بلکه مشخصاً ساختاری جبری دارد.
در فيزيک معاصر، مکانيک کوانتوم دارای نهادی است علّی که اکثر فيزيکدانان و فلاسفة علوم آن را غير جبری می دانند. به عبارت ديگر، از نهاد فيزيک کلاسيک ضعيف تر است، چون قوانينی را در بر می گيرد که اساساً احتمالاتی هستند. به اين قوانين نمی توان شکل جبری به اين صورت داد: «اگر چند کميت دارای مقادير خاصی باشند، آنگاه کميتهای خاص ديگری دقيقاً دارای مقادير مشخصی هستند.» يک قانون آماری يا احتمالاتی می گويد اگر چند کميت دارای مقادير خاصی باشند، آنگاه مقادير کميتهای ديگر به شکل يک توزيع احتمالاتی خاص معين می شود. اگر بعضی از قوانين اساسی جهان احتمالاتی باشند، تز جبريّت صادق نيست. امروزه اين درست است که اکثر فيزيکدانان، جبريّت را به مفهوم اکيدی که تاکنون استفهام شده، نمی پذيرند. تنها اقليت کوچکی معتقدند که فيزيک روزی به جبريت باز خواهد گشت. خود اينشتين هرگز اين عقيده را مردود نمی دانست. وی در تمامی طول حياتش معتقد بود که طرد جبريت در فيزيک موقتی است. تا امروز هنوز معلوم نشده آيا اينشتين درست می گفت يا نه.                      
البته در تاريخ فلسفه مسئلة جبريت به طور تنگاتنگی با مسئلة ارادة آزاد مرتبط است. آيا انسان می تواند از چند عمل مختلف ممکن يکی را برگزيند؟ يا گمان وی به آزادی انتخاب پنداری است بيهوده ؟ رودلف کارناپ نظراتش را در مورد اين مسئله اين گونه بيان می کند: من با اين نظر رايشنباخ موافق نيستم که می گويد اگر فيزيک، موضع کلاسيک جبريت اکيد را حفظ می کرد، نمی شد با معنايی روشن از انتخاب يک شق، ارجحيت امری بر امر ديگرگرفتن تصميمی عقلی يا مسئوليت اعمال خود و غيره صحبت کرد. به نظر من همة اينها حتی در جهانی که به معنای قوی جبريتی است دارای معانی کاملاً روشنی هستند. موضعی را که من رد می کنم- يعنی موضع رايشنباخ و ديگران- اينطور می توان خلاصه کرد. چنانچه نظر لاپلاس درست تلقی می شد يعنی اگر تمامی گذشته و آيندة جهان توسط مقطع زمانی خاصی از جهان تعيين می شد، آنگاه اختيار معنايی نداشت و ارادة آزاد پنداری بيهوده می بود. اما فکر می کنم که ما دارای اختيار هستيم و می توانيم تصميم بگيريم، در واقع هر واقعه ای توسط آنچه که قبل از آن اتفاق می افتد از قبل تعيين می شود: حتی قبل از اينکه به دنيا بياييم. بنابراين برای اينکه به اختيار مجدداً معنایی بدهيم، لازم است نگاهی به عدم جبريت فيزيک نو بيفکنيم. من به اين استدلال معترضم، چون فکر می کنم دو چيز را با هم اشتباه می گيرد: يکی تعّين به مفهوم نظری است که در آن واقعه مطابق قوانين (که چيزی جز قابليت پيش بينی بر پاية نظمهای مشاهده شده نيستند) توسط واقعة قبلی تعيين می شود و ديگری اجبار است. فعلاً فراموش کنيد که در فيزيک مدرن جبريت به مفهوم قوی موجود نيست، بلکه صرفاً نظرية قرن نوزدهم را مد نظر داشته باشيد. برداشت مورد قبول عام از فيزيک توسط لاپلاس بيان شد. انسان با در دست داشتن شرح کاملی از يک حالت آنی گيتی و همة قوانين (البته چنين کسی وجود ندارد، اما وجودش را می توان مفروض داشت) می تواند هر واقعه ای را در گذشته و آينده محاسبه کند. حتی اگر اين نظرية قوی جبريت صادق باشد، نمی توان استنتاج کرد که قوانين انسان را مجبور به يک عمل می کنند. قابليت پيش بينی و اجبار دو چيز کاملاً متفاوتند.
برای توضيح اين امر يک زندانی را در سلول در نظر می گيريم. او می خواهد فرار کند، اما ديواری ضخيم او را احاطه کرده و در هم قفل است. اين اجباری است واقعی. اين حالت را می توان يک اجبار منفی ناميد چون وی را از انجام کاری که می خواهد باز می دارد. اما اجبار مثبتی هم وجود دارد. مثلاً من از شما قوی ترم، اما شما هفت تيری در دست داريد. شما ممکن است نخواهيد آن را به کار بريد. اما اگر دستتان را بگيرم و هفت تير را به سوی شخص ديگری بر گردانم و به زور انگشتتان را بر ماشه فشار دهم، شما را بدون اينکه بخواهيد وادار به شليک کرده ام. قانون مرا مسئول شليک کردن گلوله می داند نه شما را. اين به معنای محدود فيزيکی، اجباری است مثبت. به معنای وسيعتر کسی می تواند با انواع وسائل غير فيزيکی مانند تهديد به عواقب وحشتناک شخص ديگری را مجبور به انجام کاری کند. حال اين اشکال مختلف اجبار را با تعين، به مفهوم نظمهای واقع شده در طبيعت، مقايسه می کنيم.
 می دانيم که انسان دارای صفت مشخصه ای است که به رفتارش نظمی می بخشد. فرض کنيد دوستی دارم که شديداً شيفتة برخی از آثار قليل الاجرای باخ باشد. روزی خبردار می شوم که يک گروه از موزيسينهای خوب به طور خصوصی در منزل يکی ديگر از دوستانم آثار باخ را اجرا می کنند. بعضی از آثار مورد علاقة دوست اولم نيز جزء برنامه است. از من دعوت به عمل می آيد که به همراه شخص دلخواهم حضور يابم. به دوستم تلفن می کنم تا وی را با خود ببرم، اما قبل از اين کار مطمئن هستم که وی با علاقه خواهد آمد. حال من بر چه پايه ای اين پيش بينی را می کنم؟ از آنجا که به صفات مشخصة دوستم و برخی از قوانين روانشناسی آگاهی دارم. فرض کنيد که او مطابق انتظارم مرا همراهی کند. آيا می توان گفت او مجبور به اين کار است؟ نه وی با ارادة آزاد خود تصميم می گيرد. در واقع هنگام روبرو بودن با اين انتخاب هرگز از اين آزادتر نبوده است. کسی از وی می پرسد: آيا مجبور بودی به اين کنسرت بروی؟ آيا کسی به رويت فشاری اخلاقی از قبيل اينکه ميزبان يا موزيسينها از نيامدن تو رنجيده خاطر می شوند وارد آورد؟ دوستم جواب می دهد به هيچ وجه. کسی کوچکترين فشاری به من نياورد. من به باخ خيلی علاقمندم و خيلی دلم می خواست که به اين کنسرت بيايم اين تنها دليل آمدنم بوده است .                                                                          
ارادة آزاد اين مرد مسلماً با نظرية لاپلاس سازگار است. حتی اگر اطلاعات تام در بارة گيتی قبل از تصميم وی، اين امر را ممکن می کرد که بتوان رفتن او را به کنسرت پيش بينی کرد، هنوز نمی شد گفت که وی با اجبار به آنجا رفته است. تنها موقعی می توان آن را اجبار ناميد که به کمک عوامل خارجی او را وادار کنيم به زور کاری علی رغم خواستش انجام دهد. اما اگر اين عمل ناشی از طبيعت خودش و مطابق با قوانين روانشناسی باشد، آنگاه می توانيم بگوييم که وی آزادانه عمل کرده است. البته طبيعت وی ساختة تعليم و تربيت او از روز تولدش بوده است. اما اين امر مانع اين نيست که صحبت از انتخاب آزادانة وی بکنيم، اگر اين انتخاب زادة شخصيتش باشد. شايد اين مرد که به باخ علاقه مند است از پياده روی شبانه نيز خوشش بيايد. در اين شب خاص وی پيش از پياده روی مشتاق شنيدن موسيقی باخ بوده است. او مطابق ترتيب ترجيحات خودش عمل می کند. وی آزادانه گزينشی به عمل می آورد. اين جنبة منفی مسئله يعنی رّد اين نظر است که جبريت کلاسيک به ما اجازه نمی دهد با منظوری روشن، صحبت از اختيار آزاد انسانی کنيم .            
جنبة مثبت مسئله نيز همين قدر مهم است. بدون يک نظم علّی، که الزاماً به مفهومی قوی جبری نيست، بلکه می تواند از مفهوم ضعيفتر باشد، به هيچ وجه ممکن نيست انتخابی آزاد صورت پذيرد. انتخاب متضمن ارجحيت عمدی يک شيوة عمل بر ديگری است. اگر عواقب اعمال مختلف را نتوان پيش بينی کرد، چطور ممکن است انتخابی به عمل آورد؟ حتی ساده ترين انتخابها بستگی به پيش بينی عواقب ممکن دارد. آب می نوشيم، چون می دانيم که طبق قوانين فيزيولوژی عطشمان را بر طرف می کند. البته عواقب تنها به درجات احتمالی معلوم است. حتی اگر کائنات را به مفهومی کلاسيک جبريتی بدانيم، اين امر هنوز صادق است. اطلاعات کافی برای پيش بينی حتمی هرگز در دسترس نيست. انسان خيالی که در فرمولبندی لاپلاس ظاهر می شود، می تواند پيش بيني های کاملی بکند اما اين انسان در عمل وجود ندارد. موقعيت عملی چنين است که دانش ما بر آينده، صرفنظر از صادق بودن جبريت به مفهومی قوی، احتمالاتی است. اما برای اينکه آزادانه انتخاب کنيم بايد بتوانيم نتايج احتمالی طرق مختلف اقداماتمان را بسنجيم. اين کار ممکن نيست، مگر اينکه نظمی کافی در ساختار علّی جهان موجود باشد. بدون چنين نظمهايی نه مسئوليت اخلاقی معنا دارد و نه مسئوليت قانونی.کسی که قادر نيست عواقب يک عمل را پيش بينی کند نمی تواند مسئول آن عمل باشد. والدين، معلم، قاضی، طفل را موقعی مسئول می دانند که وی بتواند عواقب اعمالش را پيش بينی کند. بدون وجود عليت در جهان، ضرورتی به تربيت انسان و توسل به اخلاق و سياست نيست. اين فعاليتها فقط زمانی معنا دارند که تا اندازه ای نظم علّی در جهان مفروض باشد.
 اين نظرات را چنين می توان خلاصه کرد. جهان دارای ساختاری علّی است. معلوم نيست که اين ساختار به مفهوم کلاسيک يا به شکلی ضعيفتر، جبريتی هست يا نه. در هر دو صورت جهان به درجات زيادی از نظم برخوردار است. اين نظم برای وجود اختيار ضروری است. هنگامی که يک شخص انتخابی به عمل می آورد، انتخاب وی بخشی از زنجيرهای علّّّی جهان است. اگر اجباری در کار نباشد، يعنی اگر انتخاب، متکی بر رجحان شخصی ناشی از شخصيت فردی باشد، دليلی موجود نيست که آن را اختياری آزاد نخوانيم. اين درست است که شخصيت آدمی موجب انتخاب وی می شود و اين به نوبة خود توسط موجبات قبلی مشروط می شود، اما هيچ دليلی در دست نيست که بگوييم که شخصيت وی او را مجبور کرده که انتخابی به عمل آورد، چون واژة «اجبار» بر حسب عوامل علّی خارجی تعريف می شود. البته ممکن است يک بيمار روانی دارای حالت بسيارغيرطبيعی روحی باشد، می توان گفت که طبيعت او را مجبور به ارتکاب يک جنايت کرده است. اما واژة «اجبار» در اينجا از اين رو به کار می رود که احساس می شود که غير عادی بودن بيمار، او را از روشن بينی عواقب شيوه های گوناگون عمل باز داشت. اين حالت روانی جلوی سنجش و تصميم عقلانی را گرفت. در اينجا اين مسئلة جدی مطرح می شود که خط فاصل بين رفتار ارادی و عمومی و اعمالی که ناشی از حالات روانی غير عادی هستند کجا تعيين می شوند؟ ولی به طور کلی انتخاب آزاد، تصميمی است از جانب شخصی که قادر به پيش بينی عواقب شيوه های مختلف عمل  و انتخاب عملی ای است که وی ترجيح می دهد. به عقيدة برخی تضادی بين انتخاب آزاد، به مفهوم بالا و جبريت، حتی از نوع قوی کلاسيک، وجود ندارد .              
در سالهای اخير، تعدادی از فلاسفة علوم گفته اند که جهشهای نامعين کوانتوم، که اکثر فيزيکدانان معتقدند اساساً بی نظمند، ممکن است در تصميم گيری نقشی داشته باشند. اين کاملاً درست است که تحت شرايط خاصی يک که علّت، نظير يک جهش کوانتوم، می تواند منجر به يک مِه معلول قابل مشاهده شود. اما امکان اين زياد نيست که تصميمات انسانی در اين نقاط و سطوح اتخاذ شود. مثلاً در يک بمب اتم، تنها وقتی که تعداد کافی نوترون آزاد می شود يک فعل و انفعال زنجيری صورت می گيرد. اين امکان نيز موجود است که در يک ارگانيسم انسانی بيش از اکثر دستگاه های فيزيکی بيجان، نقاط خاصی موجود باشند که يک جهش کوانتوم واحد به يک مِه معلول مشاهده شدنی منجر شود. اما احتمال اين وجود ندارد که اين نقاط همان نقاط تصميم گيری انسانی باشد.                                                     
انسانی را در نظر بگيريد که در حال گرفتن تصميمی است. اگر در آن نقطه، نوعی عدم تعيّن در يک جهش کوانتوم مشاهده شود، آنگاه تصميم اتخاذ شده در آن  نقطه به همان ميزان تصادفی خواهد بود. اين بی نظمی کمکی به تقويت معنای واژة «انتخاب آزاد» نمی کند. چنين انتخابی به هيچ وجه انتخاب محسوب نمی شود، بلکه تصميمی است تصادفی و ديمی.گويی با شير يا خط يکی از دو مشی ممکن انتخاب شده است. خوشبختانه محدودة عدم تعيّن در نظرية کوانتوم بسيار کوچک است. اگر اين محدوده بسيار بزرگتر بود، امکان اتفاقاتی از قبيل انفجار ناگهانی يک ميز يا بازگشت خود انگيختة سنگ در حال سقوط به هوا يا در جهت افقی زياد می شد. ممکن است بتوان در چنين جهانی زندگی کرد، اما اين امر مسلماً امکان «انتخاب آزاد» را زياد نمی کند. بر عکس آن را بسيار دشوارتر می کند، چون پيش بينی عواقب اعمالمان مشکلتر می شود. وقتی سنگی را پرتاب می کنيم انتظار داريم به زمين بيفتد. اما سنگ در جهان تخيلی ما در مسير مارپيچ حرکت می کند و به سر کسی می خورد. در اين صورت امکان دارد ما را مسئول اين امر بدانند. در حالی که منظوری در کار نبود. پس روشن است که اگر پيش بينی عواقب اعمالمان مشکلتر از حال حاضر شود، احتمال نيل به تأثيرات مطلوب بسيار ضعيف می شود. اين امر رفتار اخلاقی عمومی را به مراتب مشکلتر می کند و اين در مورد روندهای بی نظمی که ممکن است در ارگانيسم انسانی موجود باشد صادق است. تا آنجا که اين روندها در انتخاب ما مؤثرند، صرفاً نوعی بی قاعدگی به انتخابهای ما اضافه می کنند. يعنی حوزة انتخاب ما محدودتر می شود و حتی استدلال مخرب تری نيز می توان عليه امکان وجود ارادة آزاد ارائه داد.
به نظر ردلف کارناپ در سطح زندگی روزمره، تفاوتی بين فيزيک کلاسيک با جبريت قويش و فيزيک کوانتوم مدرن با معلولهای بی قاعده اش، موجود نيست. عدم حتميّت در نظرية کوانتوم بسيار بسيار کمتر از عدم حتميّت ناشی از محدوديت دانش در زندگی روزمره است. در اينجا انسان در جهانی زيست می کند که توسط فيزيک کلاسيک توصيف می شود، و در حالت اول انسان در جهانی زندگی می کند که توسط فيزيک مدرن وصف می شود. بين اين دو نوع توصيف تفاوتی موجود نيست که تأثير قابل ملاحظه ای در مسئلة انتخاب آزاد و رفتار اخلاقی بگذارد. در هر دو حالت انسان نتايج اعمالش را نه با حتميّت، بلکه با درجه ای از احتمال پيش بينی می کند، عدم تعيّن در مکانيک کوانتوم  هيچ تأثير قابل مشاهده ای بر سنگی که انسان پرتاب می کند، ندارد. چون سنگ مجتمع عظيمی است از بيليونها ذره. در مِه جهانی که انسان زندگی می کند عدم تعيّن مکانيک کوانتوم نقشی ايفا نمی کند. به همين دليل اين پندار را که عدم تعيّن در سطح زير اتمی ربطی به مسئلة اراده آزاد دارد، می توان باطل دانست. اما دانشمندان و فلاسفة علوم بر جسته ای وجود دارندکه دارای نظر مخالف هستند و مطالب بالا صرفاً نظر شخصی رودلف کارناپ است .                                                     
قوانين آماری
فلاسفة علوم در گذشته علاقة زيادی به مسئلة «عليت» داشتند. در مطالب قبل ذکر شد اين بهترين شيوة تدوين کردن مسئله نيست. هر نوع عليتی که در جهان وجود دارد به کمک قوانين علم بيان می شود. اگر بخواهيم عليت را مطالعه کنيم تنها راه بررسی آن قوانين، طرز بيان کردنشان و چگونگی تأييد يا ردّ آنها با آزمايش است. تميز دادن بين قوانين تجربی که با مشاهده شدنيها و قوانين نظری که با مشاهده نشدنيها سر و کار دارند، کارها  را ساده می کند. اگر چه هيچ مرز دقيقی بين مشاهده شدنيها و مشاهده نشدنيها و در نتيجه قوانين تجربی و نظری وجود ندارد اين تقسيم بندی مفيدی است. تمايز مهم و مفيد ديگری که خود قوانين تجربی و نظری را به دو رده تقسيم می کند تمايز بين قوانين جبری و آماری است.
قانون جبری قانونی است که می گويد تحت شرايط خاصی، شرايط خاص ديگری برقرار خواهد بود. اين نوع قوانين را می توان هم با واژه های کيفی بيان کرد و هم با واژه های کمّی. يک قانون جبری کمّی هميشه اظهار می دارد که اگر کميت های خاصی دارای مقادير خاص باشند، آنگاه کميت ديگری (يا يکی از همان کميتها در زمان ديگری) دارای مقدار خاصی خواهد بود. اين قانون مبيّن نسبتی تابعی بين مقاديردو يا چند کميت است. ولی قانون آماری يک توزيع احتمالاتی برای مقادير يک کميت در حالات خاص تعيين می کند. اين قانون صرفاً مقدار ميانگين يک کميت را در مجموعه ای از چند مورد مشخص می کند. مثلاً يک قانون آماری می گويد اگر يک طاس مکعب شکل را شصت بار بريزيم، انتظار می رود که يک روی خاص آن تقريباً ده بار بيايد. اين قانون پيش بينی نمی کند که هر بار طاس را بريزيم چه رويی می آيد و نه می گويد با شصت بار ريختن يقيناً چه روهايی می افتد. قانون آماری اظهار می دارد که اگر طاسی را دفعات زيادی بريزم انتظار می رود هر روی آن تقريباً به مقدار روهای ديگر بيايد.
در قرن نوزدهم قوانين آماری خيلی متداول بود. اما هيچ فيزيکدانی در آن زمان تصور نمی کرد که اين نوع قوانين نشان دهندة فقدان جبريت در قوانين اساسی طبيعت باشد. بلکه فرض می کرد که قوانين آماری يا به علت راحتی کار و يا به واسطة وجود نداشتن دانش کافی برای توضيح يک موقعيت به شيوه ای جبری تدوين می شوند.
در علوم فيزيکی و زيست شناسی غالباً ساختن گزاره های آماری کارها را ساده می کند، اگر چه فاکتهای فردی معلومند و يا بدست آوردنشان چندان مشکل نيست. يک متخصص تربيت گياهی ممکن است اظهار دارد که تقريباً يک هزار گياه با شکوفه های سرخ تحت شرايط خاصی قرار داده شده اند. فرض کنيد در نسل بعدی گياهان تقريباً 75 درصد شکوفه ها سفيدند.گياه شناس ممکن است تعداد دقيق شکوفه های سرخ و سفيد را بداند يا اگر نداند برايش بدست آوردن تعداد آنها با شمارش دقيق آسان است. اما اگر اين دقت زياد لازم نباشد، برايش آسانتر است که نتيجه را به صورت يک درصد تقريبی بيان کند.
 گاهی به دست آوردن اطلاعات دقيق دربارة موارد فردی فوق العاده مشکل و حتی غير ممکن است.گرچه می شود ديدکه اين اطلاعات دقيق را چگونه می توان بدست آورد. مثلاً اگر می توانستيم همة کميتهای مربوطه را در ريختن يک طاس اندازه بگيريم ـ موقعيت دقيق در زمان جدا شدن از دست، سرعت دقيق پرتاب، وزن و خاصيت ارتجاعی طاس، چگونگی سطحی که رويش می افتد و غيره ـ امکان می داشت دقيقاً پيش بينی کنيم که کدام روی طاس بر زمين می افتد. از آنجا که ماشين هايی برای گرفتن اين اندازه ها در حال حاضر در دسترس نيستند بايستی به يک قانون آماری ، که بسامد در دفعات زياد را بيان می کند قانع باشيم.                                                                         
در قرن نوزدهم نظرية جنبشی گازها منجر به مدون شدن چندين قانون احتمالاتی در حوزة معروف به مکانيک آماری شد. مثلاً اگر مقدار خاصی اکسيژن دارای فشار و درجة حرارت خاصی باشد آنگاه مولکولهای آن دارای توزيع سرعت خاص هستند. اين را قانون توزيع ماکسول ـ بولتزمان می خوانند. اين قانون می گويد برای هريک از سه مؤلفة سرعت ، اين توزيع احتمالاتی همان به اصطلاح تابع نورمال (يا گاوسی) است که با منحنی آشنای ناقوس شکل نشان داده می شوند. اين يک قانون آماری است دربارة موقعيتی که در آن به دست آوردن فاکتها مربوط به يک يک مولکولها از نظر فنی غير ممکن است. کم دانشی در اينجا مهمتر از کم دانشی مثال قبل است. حتی در مورد طاس نيز می توان تصور کرد که ابزارهايی برای تحليل همة فاکتهای مربوطه ساخته شوند. اين فاکتها را می توان به يک حسابگر الکترونيکی خوراند و قبل از توقف طاس حسابگر مثلاً ممکن است بگويد: «طرف شش خواهد آمد.» اما در رابطه با مولکولهای يک گاز هيچ فن شناخته شده ای وجود ندارد که با آن مسير و سرعت هر يک از مولکولها را اندازه گرفت و ميليونها نتيجه را برای امتحان کردن قانون توزيعی ماکسول ـ بولتزمان تحليل کرد. فيزيکدانها اين قانون را به عنوان يک کِه قانون نظرية گازها که عواقب عديدة منتجّة آن با آزمايش تأييد می شود تدوين کردند. اين نوع قوانين آماری در قرن نوزدهم در حوزه هايی که به دست آوردن فاکتهای فردی غير ممکن بود رايج بودند. امروزه آنها در همة شاخه های علم مخصوصاً در زيست شناسی و علوم اجتماعی به کار می روند.
 فيزيکدانهای قرن نوزدهم  کاملاً آگاه بودند که قوانين احتمالاتی گازها يا قوانين مربوطه به رفتار انسانها ناشی از کم دانشی عميق تری از کم دانشی مربوط به ريختن يک طاس است. با اين وصف آنها اعتقاد داشتند که در اصل به دست آوردن اين نوع اطلاعات امکان ناپذير نبود. يقيناً هيچ وسيلة فنی برای اندازه گيری يک يک مولکولها در دسترس نبود اما اين صرفاً ناشی از محدوديت تأسف آور قدرت ابزار موجود بود. فيزيکدانها می توانستند زير ميکروسکوپ ذرات ريز معلق شده در يک مايع را ببينند که به اين سو و آن سو حرکت می کردند و در اثر تصادم با مولکولهای نامرئی به اين طرف و آن طرف پرتاب می شدند. با ابزار بهتر ذرات کوچکتر و کوچکتر را هم می شد مشاهده کرد. شايد در آينده دستگاههايی بتوان ساخت که موقعيت و سرعت يک يک مولکولها را اندازه بگيرد.
البته محدوديتهای جدی بصری نيز وجود دارند. فيزيکدانهای قرن نوزدهم همچنين می دانستند وقتی که اندازة يک ذره از طول موج نور مرئی بيشتر نيست نمی توان آن را زير هيچ نوع ميکروسکوپ نوری مشاهده کرد. اما اين امر مانع آن نبود که انواع ديگر ابزار اندازه گيری ذرات کوچکتر از طول موج نور ساخته شود. در واقع ميکروسکوپهای الکترونی امروزه ما را قادر می سازند که اشياء کوچکتر از حد نظری ميکروسکوپ های نوری را ببينيم. دانشمندان قرن نوزدهم معتقد بودند که دقت مشاهدة اشياء کوچک بی حد است. اين دانشمندان همچنين تشخيص می دادند که هيچ مشاهده ای به طور کامل دقيق نيست هميشه عنصری از عدم حتميت وجود دارد. و قوانين اساسی اشکال ايده آلی هستند که به واسطة تأثيرات عوامل خارجی به ندرت به شکل ناب ظاهر می شوند. فيزيکدانها اين را با تميز دادن قوانين اساسی از قوانين محدود شده ،که از قوانين اساسی مشتق می شوند ، بيان می کردند. يک قانون محدود شده صرفاً قانونی است که شامل يک جملة محدود کننده است ، اين جمله مثلاً می گويد تنها تحت شرايط عادی چنين يا چنان اتفاق می افتد. پشت همة قوانين محدود شده ، قوانين اساسی وجود  دارند که اظهاراتشان بدون شرط است. دو جسم يکديگر را با نيروی جاذبه ای که به طور مستقيم متناسب با حاصل ضرب جرم و به طور معکوس متناسب با مجذور فاصلة بين آنهاست ، جذب می کنند. اين گزاره ايست بدون شرط. البته ممکن است نيروهايی از قبيل کشش مغناطيسی وجود داشته باشند که حرکت يک يا هر دو اين دو جسم را عوض کنند. اما در هر صورت اين کشش نمی تواند مقدار يا جهت نيروی جاذبه را تغيير دهد. احتياجی نيست به اين قانون جملات محدود کننده اضافه کرد. نمونة ديگر معادلات ماکسول برای ميدان الکترومغناطيسی است. اينها به عنوان معادلات بدون شرط و مطلقاً دقيق تلقی می شوند. تصوير عظيم فيزيک نيوتنی تصويری جهانی بودکه در آن همة وقايع در اصل به کمک قوانين اساسی کاملاً از عدم حتميّت، توضيح داده می شدند. «لاپلاس» يکی از فرمولبندی های کلاسيکی اين نظريه را اين طور بيان کرد که يک ذهن خيالی که بر همة قوانين اساسی و همة فاکتها دربارة جهان در هر لحظه از تاريخ آگاهی دارد ، قادر است همة رخدادهای گذشته و آيندة جهان را محاسبه کند. البته اين تصوير تخيلی با رشد فيزيک کوانتوم از هم پاشيد.                                                     

عدم جبريّت در فيزيک کوانتوم
 ماهيت اساساً بدون جبريت مکانيک کوانتوم بر اصل عدم حتميت يا رابطة عدم حتميت ،که اولين بار در سال 1927 به وسيلة ورنر هايزنبرگ تدوين شد، متکی است. اين اصل به طور خلاصه می گويدکميت های فيزيک کوانتوم به جفت هايی تقسيم می شوندکه کميت های«مزدوج» نام دارند و اصولاً نمی توان در آن واحد با دقت زياد يک يک اعضای هر جفت را اندازه گرفت.
فرض كنيد دو كميت مزدوج را اندازه گيري كرده ايم اصل عدم حتميت مي گويد كه اصولاً ممكن نيست كه هر دو را با دقت خيلي زياد اندازه گرفت. البته در عمل خطاي اندازه گيري از اين نوع معمولاً بسيار بزرگتر از حداقلي است كه اصل عدم حتميت از آن صحبت مي كند. نكتة اصلي كه عوابقش نيز بسيار مهمند اين است كه اين خطاي اندازه گيري جزء قوانين اساسي نظرية كوانتوم است. محدوديتهاي قيد شده در اصل عدم حتميت را نبايد به معناي ناقص بودن دستگاه هاي اندازه گيري تلقي كرد و استنتاج نمود كه اين محدوديت با پيشرفت فنون اندازه گيري تقليل مي يابد. اين اصل قانون مهمي است كه تا زماني كه قوانين نظرية كوانتوم به شكل كنونيشان پابرجا هستند، صادق خواهد بود.
اين بدان معناست نيست كه قوانين تغيير نخواهند كرد يا اصل عدم حتميت را هرگز نمي توان رد كرد. ولي در نهاد اساسي فيزيك معاصر يك تغيير انقلابي بايد رخ دهد، تا اين اصل را به كنار گذاريم. بعضي از فيزيكدانها(از جمله اينشتين) معتقد بودند اين مشخصة فيزيك كوانتوم مورد ترديد است و امكان دارد زماني به كنار گذاشته شود. اما اين قدمي است بنيادي و در حال حاضر هيچ كس نمي تواند چگونگي حذف اين اصل را به درستي نشان دهد. تفاوت مهم بين نظرية كوانتوم و فيزيك كلاسيك كه به اين اصل مربوط مي شود، در مفهوم شرايط لحظه اي يك دستگاه فيزيكي نهفته است.
در مكانيك كوانتوم هر يك از حالات دستگاه را مي توان توسط تابع خاصي، كه آن را«تابع موج» مي ناميم، نشان داد. اين تابع  مقادير عددي به نقاط يك فضا منسوب مي دارد.(ولي اين به طور كلي فضاي آشناي سه بعدي ما نيست، بلكه فضاي مجردي است با ابعاد بالاتر.) اگر مقادير يك مجموعة كامل كميتهاي حالتي براي زمان t داده شده باشد، تابع موجي دستگاه براي زمانt به طور منحصر به فردي تعيين مي شود. اين توابع موجي اگر چه هر يك به مجموعه اي از كميت هايي متكي است كه از نظر فيزيك كلاسيك ناكاملند، در مكانيك كوانتوم نقشي شبيه شرح حالت در مكانيك كلاسيك بازي مي كنند. تحت شرايط انزوا امكان دارد براساس تابع موجي داده شده در t تابع موجي در T را تعيين كرد. اين كار به كمك معادلة معروف «ديفرانسيل شرودينگر»  انجام مي شود.اين معادله شكل رياضي يك قانون جبري را دارد و تابع موجي كامل را براي زمانT مي دهد. بنابراين اگر تابع موجي را به عنوان نمايش كامل حالت آني بپذيريم، به اين نتيجه خواهيم رسيد كه حداقل در سطح نظري، جبريت در فيزيك كوانتوم حفظ مي شود.
                                                             * * *
وقتي برخي از فلاسفه از قبيل«ارنست ناگل» و فيزيكدانهايي مانند«هنري مارگنو» مي گويند كه هنوز در قوانين مربوط به حالات دستگاه هاي فيزيكي، جبريت موجود است و صرفاً تعريف«حالت يك دستگاه» عوض شده، نمي توان با آنها مخالفتي كرد، چون در واقع درست مي گويند. اما لغت«صرفاً» مي تواند گمراه كننده باشد چون اين توهم را به وجود مي آورد كه تغيير تعريف صرفاً پاسخ ديگري است به اين سؤال كه: «كميتهاي شاخص حالت يك دستگاه كدامند؟» در واقع اين تغيير بسيار اساسي تر است. فيزيكدانهاي كلاسيك مطمئن بودند كه با پيشرفت تحقيق، قوانين، دقيق تر و دقيق تر مي شوند و حدي براي اين تدقيق در پيش بيني رخدادهاي مشاهده شدني وجود ندارد. در مقايسه، نظرية كوانتوم حد غير قابل عبوري را بنيان مي گذارد. به همين دليل اگر بگوييم كه نهاد علّي - نهاد قوانين- در فيزيك مدرن اساساً متفاوت است با نهادش از زمان نيوتن تا پايان قرن نوزدهم، خطر گمراهي را كمتر كرده ايم، به اين ترتيب جبريت به مفهوم كلاسيكي آن طرد مي شود.
فهم اين امر آسان است كه چرا پذيرفتن اين تصوير جديد بنيادي از قانون فيزيكي براي فيزيك دانها از نظر رواني مشكل بود. خود پلانك كه طبيعتاً متفكر محافظه كاري بود، وقتي براي اولين بار فهميد كه دفع و جذب تشعشع ، روندي متداوم نيست، بلكه به صورت واحدهاي غيرقابل تقسيم صورت ني گيرد، اندوهگين شد. اين گسستگي آنقدر با روح فيزيك سنتي مخالف بود كه براي بسياري از فيزيك دانها از جمله پلانك بسيار مشكل بود خود را به شيوة تفكر جديد عادت دهند.
خصلت انقلابي اصل عدم حتميت هايزنبرگ موجب شد كه برخي از فلاسفه و فيزيك دانها پيشنهاد كنند كه تغييرات اساسيدر زبان فيزيك به عمل آيد. خود فيزيكدانان به ندرت از زباني كه به كار مي برند صحبت مي كنند. اين نوع صحبتها را تنها از زبان آن عدة قليلي از فيزيكداناني كه فيزيك خوانده اند، مي شنويم. اين عده از خود مي پرسند:«آيا لازم است زبان فيزيك را طوري ترميم كنيم كه خود را با روابط عدم حتميت وفق دهد؟ و اين ترميم چگونه انجام مي گيرد؟»
افراطي ترين پيشنهادات براي اين ترميم به تغييري در شكل منطقِ به كار رفته در فيزيك مربوط مي شود. «فيليپ فرانك» و «موريس شليك» متفقاً اين نظريه را ارائه دادند كه تحت بعضي از شرايط، تركيب دو گزارة با معني در فيزيك ممكن است بي معني باشد. 
پيشنهاد مشابهي توسط«گرت بيركهوف» و «جان فون نويمان» كه هر دو رياضيدان بودند ارائه شد كه پيشنهاد كردند بايد تغييرات لازم در«دستورات تبديل»  داده شوند نه دستورات سازنده. و فيزيكدانها بايد يكي از قوانين توزيع پذيري در منطق گزاره ها را به كنار گذارند.
پيشنهاد سوم از جانب«هانس رايشنباخ» داده شد كه معتقد بود منطق دو ارزشي سنتي را بايد به نفع منطق سه ارزشي كنار گذاشت. در اين منطق هر دو گزاره مي تواند سه مقدار ممكن بپذيرد: T(راست)، F(دروغ)، I(نامتعيّن). بجاي قانون كلاسيك نفي ثالث- كه يك گزاره يا راست يا دروغ و شقّ سومي موجود نيست- قانون نفي رابع را داريم. گزاره ها يا راستند يا دروغ و يا نامتعيّن، شقّ چهارمي موجود نيست.
رايشنباخ براي اينكه سه ارزش خود را در فيزيك جاي دهد لازم ديد رابطه هاي منطقي متداول را به كمك جدولهاي ارزش، كه بسيار بغرنج تر از آنهايي هستند كه براي تعريف رابطهاي دو ارزشي متداول به كار مي روند، دوباره تعريف كند. به علاوه وي مجبور شد رابطهاي جديدي را وضع كند. در اينجا نيز اگر لازم باشد منطق را اين طور براي زبان فيزيك بغرنج كنيم، اين كار قابل قبول است، اما در حال حاضر لزومي براي اين جهش بنيادي نيست.
البته بايد ديد تكامل آتي فيزيك چگونه است. متأسفانه فيزيكدانها به ندرت نظريه هايشان را به شكلي كه مطلوب منتقدان است عرضه مي كنند. اينها نمي گويند:
«اين زبان من است، اينها واژه هاي اوليه هستند، دستورات سازندة من اين و اصول موضوعي منطقي من نيز آنانند.»
مشخص كردن اصول موضوعي تمام حوزة فيزيك به شكلي مدون كه منطق را نيز در بر گيرد بسيار سودمند است. اگر اين كار صورت مي گرفت، آسانتر مي شد ديد كه آيا دلايل خوبي براي عوض كردن مباني منطقي فيزيك وجود دارد يا نه.
در اينجا روي مسائل عميق مربوط به زبان فيزي، كه هنوز حل نشده اند، انگشت مي گذاريم. اين زبان به استثناي بخش رياضيش هنوز عمدتاً زباني است طبيعي؛ يعني دستوراتش به طور ضمني در عمل آموخته مي شود و به ندرت به طور صريح فرموله مي شود. البته تاكنون هزاران واژه و عبارت جديد كه مخصوص زبان فيزيك هستند اتخاذ شده اند و در موارد كمي دستورات خاصي براي به كار بردن بعضي از اين واژه ها و علايم فني شده اند. دقت و كارآيي كلي زبان فيزيك مانند زبانهاي علوم ديگر تدريجاً افزون تر شده است. اين گرايش يقيناً ادامه پيدا خواهد كرد، ولي در حال حاضر تكامل مكانيك كوانتوم هنوز به صورت تدقيق زبان فيزيك منعكس نشده است.
مشكل بتوان پيش بيني كرد كه زبان فيزيك چگونه تغيير خواهد كرد اما با يقين مي توان گفت كه دو گرايش كه در نيم قرن گذشته منجر به اصلاحات بزرگي در زبان رياضيات شده اند، در تدقيق  و روشن ساختن زبان فيزيك نيز به همان اندازه سودمند خواهد بود، يكي به كار گرفتن منطق نوين و نظرية مجموعه ها و ديگري اتحاذ روش اصل موضوعي به شكل مدرنش مي باشد كه متضمن يك دستگاه زبان فرمال شده است. در فيزيك امروزه كه در آن نه فقط محتوي نظريه ها بلكه تمامي نهادِ ادراكي فيزيك نيز مورد بحثند اين هر دو ارزش كمك بزرگي است.
اين مسئلة جالبي است كه همكاري نزديك فيزيكدانها و منطقدانان را جلب مي كند. به كار گرفتن منطق و روش اصل موضوعي در فيزيك نه تنها بين خود فيزيك دانها و همچنين بين فيزيكدانها و دانشمندان ديگر را بهبود مي بخشد، بلكه وظيفة خطير ديگري نيز دارد و آن تسهيل در كار ساختن مفاهيم جديد و فرمولبندي فرضيات نو است. در سالهاي اخير مقدار زيادي نتايج آزمايشي نو جمع آوري شده كه خيلي از آنها مديون بهبود يافتن دستگاه هاي آزمايش، از قبيل اتم شكنهاي بزرگ است. براساس اين نتايج مكانيك كوانتوم پيشرفت عظيمي كرده است. متأسفانه كوشش براي نوسازي  اين نظريه به شيوه اي كه همة اين داده ها را در خود جاي دهد موفقيت آميز نبوده است و در جريان امر معماهاي اعجاب انگيز و گيج كننده ظاهر شده اند. حل اين معماها بسيار مبرم ولي شاق است. اين فرض معقولي است كه به كار بردن ابزار ادراكي جديد مي تواند كمك بزرگي به كار حل اين معضلات كند.
بعضي از فيزيكدانها معتقدند كه احتمال زيادي وجود دارد كه در آيندة نزديك در اين زمينه انقلابي صورت گيرد. اگر رهبران سياستمدار جهان از به كار بردن حماقت نهايي جنگ هسته اي دوري جويند و به بشر اجازة بقا دهند، دير يا زود علم يقيناً به پيشرفت چشمگيرش ادامه داده و ما را به بصيرت ژرف تري از ساختار جهان نائل خواهد كرد.
=================================================
منبع :
 مقدمه اي بر فلسفة علم(مباني فلسفي فيزيك)
Einfuhring in die Phiosophie der Naturuissenschaft
نوشتة : رودلف كارناپ
Rudolf Carnap (1891- 1970)

ويراستار : مارتين گاردنر
Martin Cardner
مترجم : يوسف عنيفي
=================================================
فرستاده شده توسط: مریم محمدی - منیره امامی جعفری