تعابير كپنهاگي و فلسفي كوانتوم
براي اینکه از مكانيك كوانتومي تعبيري داشته با شيم به چند
تعبير كه توسط فيزيكدانان پايه گذار كوانتوم بيان شده مي پردازيم :
§ تعبير كُپنهاكي
مكانيك كوانتومي : تعبيري از مكانيك كوانتومي كه در اواخر دهه 1920 به وسيلهء بور
و همكارانش ارائه شد و به زودي به عنوان
تعبير معتبر مكانيك كوانتومي در ميان فيزيكدانان رواج يافت. اين تعبير مشتمل بر
مجموعه اي از مواضع است كه بنيانگذاران مكانيك كوانتومي اتخاذ كردند(از قبيل
مكمليت، عدم قطعيت و...) ،اين تعبير از لحاظ فلسفي قوانين و تعريفهاي فيزيك را
صرفاً ابزارهايي براي پيش بيني پديده ها مي داند؛مثلاً رياضيات فقط ابزاري براي توصيف واقعيتهاي كوانتومي است و عين واقعيت نيست . اين ديدگاه در فلسفه پوزيتيويسم(Positivism) نام دارد.
§ در مقابل ديدگاه
بالا رئاليسم(Realism) قرار دارد كه پيروان آن
واقعيتهاي خارج از ذهن را قبول دارند و هدف علم را مطالعهء ساختار اين واقعيتها مي
دانند.
بور، هايزنبرگ و طرفدارانشان ابداع كنندگان مكتب كُپنهاكي هستند كه ريشه در
پوزيتيويسم دارد در مقابل اينشتين و برخي فيزيكدانان ديگر از طرفداران رئاليسم
هستند. حال كه بحث به اين مقوله كشيده شد، كمي از مكانيك كوانتومي خارج مي شويم و
وارد فلسفهء كوانتومي مي شويم . همزمان با پيدايش مكانيك كوانتومي و حتي كمي قبل تر هم فلسفه كوانتومي كم كم مطرح شد كه تا
به امروز هم ادامه دارد. علم فلسفه از جمله علومي است كه از چندين قرن قبل از
ميلاد هم وجود داشته و از جمله علومي است كه قابل فهم براي هر كسي نيست. فلسفه با
پيدايش از چندين قرن قبل از ميلاد به سرعت شروع به پيشرفت كرد و فلاسفه و
دانشمندان بزرگي را نيز همواره در طول ترقي خود همراه داشته است و تا اوايل قرن
نوزدهم هرگز زير سؤال نرفته بود و داراي قدرت و تسلط زيادي بر تمامي علوم داشته
است تا جائيكه قبل از مكانيك نيوتني بر علوم طبيعي هم احاطه داشته است. از جمله
مباحثي كه همواره در فلسفه وجود داشته و دارد قانون عليت يا علت و معلول است.
ارسطو صحبت از چهار نوع عليت مي كند اما آنچه امروز در اصطلاح بكار مي رود غالباً
علت فاعلي است. بر طبق قانون عليت يا ضرورت علي و معلولي يا موجبيت با بودن علت
وجود معلول ضرورت دارد و با نبودن آن وجود معلول محال است، يعني علت نه تنها وجود
دهندهء معلول است بلكه ضرورت دهندهء آن نيز هست. اين مفهوم فلسفه تا قبل از اوايل
قرن نوزدهم مورد قبول كليهء فيلسوفان و فيزيكدانان بوده است. به عنوان مثال لاپلاس
به صراحت قانون عليت را مي پذيرد و آنرا مورد نقد و بررسي قرار مي دهد تا جائيكه
موجبيت مفهوم لاپلاسي را نيز به خود مي گيرد. موجبيت به مفهوم لاپلاسي آن، مورد
قبول فيزيكدانان بود تا آنكه در قرن نوزدهم زمزمه هايي از طرف برخي از فلاسفه عليه
آن شروع شد. رنوويه(C.Renouvier) اعتبار مطلق اصل عليت
را به عنوان يك امر تنظيم كنندهء فرآيندهاي فيزيكي مورد ترديد قرار داد.
طرد موجبيت كلاسيك درسطح اتمي نقش مهمي درنظريهء شانس چارلز پيرس(Charles Pierse) فيلسوف و رياضيدان آمريكائي ايفا كرد. بولتسمن نيز
اعتبار موجبيت را مورد ترديد قرار داد و در درسش دربارهء نظريهءگازها در 1895
اعلان كرد:"من اين احتمال را ذكر مي كنم كه ممكن است حركت مولكواهاي منفرد،
فرمولهاي تقريبي از آب درآيند كه مقادير متوسط را مي دهند و در نتيجه به حساب
احتمالات منجر مي شوند."
جانشين بولتسمن در دانشگاه وين،اكسنر(F.Exner) بود كه شرودينگر همه از
شاگردان وي بوده است در 1919 يك نظريه آماري ارائه كرد كه انها را ناشي از تعداد
زياد پديده هاي شانسي در سطح ميكروسكوپي تلقي كرد. او نيز اصل عليت را مورد ترديد قرار
مي دهد و مي گويد:"اصل عليت براي حوادث ماكروسكوپي صادق است بدون آنكه لزوماً
براي جهان ميكروسكوپي صادق باشد. از اينجا نتيجه مي شود كه قوانين جهان بزرگ،
قوانين مطلق نيستند، بلكه قوانين احتمال هستند."همچنين وي استدلال كرد كه
تمامي قوانين طبيعت سرشت آماري دارند و هيچ قانون مطلق دقيق وجود ندارد. پوآنكاره
معتقد بود كه قوانين طبيعي احتمالاً نتيجهء مقادير متوسط هستند. عدم دقت وسايل
اندازه گيري كشف بعضي از قوانين را باعث شده است.
همچنين برخي ديگر از فيزيكدانان نيز اصل عليت را مورد ترديد قرار مي دهند.
اما توجه مي كنيم كه اين موارد قبل از تولد مكانيك كوانتومي مطرح شد، كه كشف
مكانيك كوانتومي و از جمله اصل عدم قطعيت نيز بر ترديد اصل عليت افزود و آن را
خيلي بيشتر از زمان قبل از تولد كوانتوم مورد شك و ترديد قرار داد. اما در همان
زمان يعني قبل از تولد كوانتوم نيز برخي از فيزيكدانان از اصل عليت به شدت دفاع مي
كردند و در مقابل ترديد كنندگان اين اصل مي ايستادند و از آن دفاع مي كردند. يك
مطالعهء اجمالي از اين بحثهاي فلسفي نشان مي دهد كه اغلب فيزيكداناني كه در هر
شاخه اي از فيزيك از آمار استفاده كرده اند به اصل عليت ترديد كرده اند و كساني هم
كه در شاخه اي كار كرده اند كه از آمار استفاده نشده است به اصل عليت اعتقاد مطلق
داشته اند و از آن دفاع مي كردند
از جمله ماكس پلانك كه مكرراً اظهار مي داشت كه فرض وجود قوانين آماري، تنها در
پرتو قوانين ديناميكي دقيق براي حوادث فردي ميسر است حتي اگر شناخت آنها، به علت نارسائي حواس ما،
ميسر نباشد.
نرنست (Nernst) هم معتقد بود كه توصيف طبيعت به وسيلهء قوانين
آماري، بيشتر به علت ضعف درك انسانهاست نه آن كه ذاتي خود طبيعت باشد. او طبيعت را
محكوم يك عليت دقيق مي دانست و دانش انسان
را محدود:"مغز انساني قادر نيست كه اين فرآيندهاي طبيعي رابا جزئي ترين
تفصيلاتشان ببيند."
بطور خلاصه، حتي قبل از ارائهء اصل عدم قطعيت توسط هايزنبرگ نيز زمزمه هايي
دربارهء عدم قطعيت به گوش مي خورد.با بيان اصل عدم قطعيت ترديدات قانون عليت تشديد
يافت بطوريكه بعدها در كنار اصل عدم قطعيت شاخه اي نيز به نام تعبير فلسفي روابط
عدم قطعيت به وجود آمد. پس از بيان اصل عدم قطعيت ترديدات فوق شدت يافت تا جائيكه
بعضي از فيزيكدانان به كل منكر وجود قانون علت و معلول شد و اين بحث از فلسفه را
با بيش از سه هزار سال سابقه زير سؤال بردند و در سال تولد فلسفه علمي مي دانستند.
تفسير كامل مذاكرات و حتي ذكر كامل مذاكرات فيزيكدانان مكانيك كوانتومي در زمينه
فلسفه بسيار طولاني و خارج از حوصله است. لذا فقط چند تن از آنهايي كه عليت را طرد
مي كردند به همراه چند جمله از آنها مي آوريم و اين مبحث را تمام مي كنيم .
هايزنبرگ پس از ارائهء روابط عدم قطعيت خود و از جمله رابطهء
ΔE. Δt
≥ħ/2
به تعبير فلسفي آن نيز پي برد و نتيجهء فلسفي خود را در طرد عليت يافت به
طوريكه خود بيان مي كند: "اگر حال را دقيقاً بدانيم، آينده را مي توانيم پيش
بيني كنيم." و الان كه در دانستن حال عدم قطعيت داريم پس آينده را هم نمي
توانيم با قطعيت پيش بيني كنيم ... بنابر اين او وجود علت و معلول را منكر مي شود
در حالي كه هايزنبرگ از اثبات بي اعتباري قانون عليت صحبت كرد، بورن تو خالي بودن
آن را مطرحكرد. وي اشاره كرد فلسفه كلاسيك مي گويد اگر حالت يك سيستم بسته در يك
لحظه معلوم باشد، قوانين طبيعي، حالت آنرا در هر لحظهء بعدي تعيين مي كند.
درحاليكه مكانيك كوانتومي نشان مي دهد اينگونه نيست، پس قانون عليت يك قانون
توخالي است.
قبلاً برخي فلاسفه ادعا مي كردند اگر اتمهاي بدن ما مثل حركات سيارات از
قوانين تخلف ناپذير تبعيت مي كنند پس چرا ما كوشش مي كنيم؟
اما با ارائهء اصل عدم قطعيت بعضي از فيزيكدانان فيلسوف مشرب به اين نتيجه
رسيدند كه اين مشكل حل شده است. اصل هايزنبرگ اجازه مي دهد كه امكانات مختلفي براي
يك سيستم به فعليت برسند... . بور نيز به ترديد قانون عليت معتقد شد و آنرا طرد مي
كرد.
برتراند راسل نيز در ابتدا از طرد قانون عليت استقبال كرد و در سال 1929 در
كتاب "عرفان و منطق" خود از قانون عليت به عنوان يادگاري از اعصار گذشته
ياد كرد كه مثل سلطنت باقي مانده است اما راسل به زودي از اين عقيده برگشت و در
طرد عليت ترديد كرد. ديراك هم در ابتدا عليت را طرد كرد اما وي بعداً به صراحت
امكان بازگشت به عليت را مطرح كرد و گفت كه توسل به احتمالات به خاطذر دقيق نبودن
اطلاعات ماست. به هر حال بسياري از فيزيكدانان و فيلسوفان مطرح در مقابل ادعاي
هايزنبرگ ايستادند و به شدت از قانون عليت دفاع كردند و همگي اين اعتقاد را داشتند
كه روابط عدم قطعيت هايزنبرگ يك اصل بر دانش بشري است نه يك اصل بر طبيعت.از جمله
فيزيكداناني كه با هايزنبرگ، بور، بورن و ... مخالفت مي كرد آلبرت اينشتين بود.
علامه محمد تقي جعفري در اين زمينه مي گويد: "دليل هايزنبرگ و
طرفداران وي اين بود كه طبيعت محكوم مكانيك كوانتومي است و در مكانيك كوانتومي
جايي براي عليت نيست. استدلال مخالفان وي اين بود كه مكانيك كوانتومي در سطح آماري
حاكم است و در سطح زيرين عليت جريان دارد، زيرا:
اگر يك ذره را برگيري از جاي خلل يابد همه عالم سرا پاي
و نيز مي گفتند هايزنبرگ از يك موضع معرفت شناختي يعني عدم امكان پيش بيني
آينده به يك موضع هستي شناختي يعني نفي حاكميت عليت در جهان پريده است.به هر حال
با استدلالات و دلايل بسيار فراوان اكثر فيزيكدانان و فيلسوفان به قانون عليت
اعتقاد دارند و آن را ضروري مي دانند و اصل عدم قطعيت هايزنبرگ را اصل عدم يقين مي
دانند."
به هر
حال هايزنبرگ و طرفداران او (بور، بورن، نويمن و...) مكانيك كوانتومي را بسيار كامل مي دانستند تا جايي كه طبيعت را
ملزم به تبعيت از آن مي پنداشتند.تفصيل بيشتر اين مقوله خارج از حوصلهء اين
گردآوري است ولي اشاره مي كنيم اين موضوع بسيار گسترده است و توصيه مي شود براي
مطالعهء اين مقوله به كتاب"تحليلي از ديدگاههاي فلسفي فيزيكدانان معاصر"
نوشتهء دكتر مهدي گلشني رجوع شود.با ذكر اين منبع اين قسمت را به پايان مي بريم.
به نام خدا