فرشاد نوروزی

استمداد نظری فیزیک از فلسفه

فرشاد نوروزی

 

مقدمه

انسانها از گذشته تا به امروز به دنبال این بوده اند و هستند که بتوانند به نحوی پدیده های زندگی اطراف خود را تعریف و تبیین کنند و به عبارتی سعی داشته اند تا پدیده ها را زیر ذره بین علم ببرند و برای نیل به این مقصودشان بسیاری از عقایدشان چه درست و چه به اشتباه را زیر پای گذارده اند. همواره عنصری حقیقت جو در وجود انسان سبب بسیاری از اکتشافات او گردیده است و گاه او را تا مرز کفر و نابودی برده است.

علم کوششی است برای آنکه گوناگونی آشفته ی تجربه ی حسی ما را به دستگاهی فکری که از نظر منطقی یکنواخت است مرتبط سازد. در این دستگاه تجربه های منفرد باید به گونه ای با ساخت نظری ارتباط یابند که هماهنگی حاصل از آن یگانه و قانع کننده باشد. تجربه های حسی امور معلوم و داده شده هستند، ولی نظریه ای که آنها را تفسیر می کند ساخته ی فکر بشر است. این نظریه حاصل فرایند تطابقی است سخت دشوار و مبتنی بر فرض که هیچ گاه کاملا نهایی نیست و همیشه محل تردید و سوال است.

راه علمی ساختن مفاهیم با روشی که در زندگی روزمره بکار می بریم متفاوت است، اما این تفاوتی اساسی نیست. این تفاوت فقط در تعریف دقیقتر مفاهیم و نتایج و در انتخاب نظم یافته تر و ساعیانه تر مواد آزمایش و درصرفه جویی منطقی بیشتر است.

آنچه ما فیزیک می دانیم شامل آن دسته از علوم طبیعی و تجربی است که قابل محاسبه است و از این جهت به ریاضیات ارتباط می یابد اما براستی که تمام فیزیک این نمی تواند باشد. فیزیک دانشی گسترده است که بخشی از آن در قالب ریاضیات تدوین گشته است و با محاسبات سر و کار دارد اما خود این بخش منتج به قسمت تحلیلی فیزیک می شود که مرتبه شناسی موجوداتی است که وجودشان در فلسفه اثبات می گردد و این قلمرو فیزیک نظری است.

بخش عمده ی پژوهشهای فیزیکی به توسعه ی شاخه های گوناگون فیزیک اختصاص دارد که هدف هر یک از آنها درک نظری حوزه ی محدودی از تجربه است و در هریک از آنها ارتباط قوانین و مفاهیم با تجربه تا حد ممکن نزدیک است. هدف نظریه، تعیین احتمال نتایج اندازه گیری یک دستگاه در زمان معین است.

در ریاضیات احکام و قضایا مطلقا یقینی و بی چون و چرا هستند. در حالی که در علوم دیگر تا اندازه ای جای بحث است و پیوسته بیم آن می رود که این قضایا را واقعیت های نو یافته مردود کنند. با وجود این اگر قضایای ریاضی فقط به اشیائی اشاره می کرد که زاده ی تخیل صرف بودند و با اشیاء واقعی کاری نداشت نیازی نبود که پژوهشگر شاخه های دیگر علم به ریاضیدان رشک برد؛ زیرا اگر افراد گوناگون بر سر قضایای بنیادی (اصول متعارفی) توافق کنند و روشهای واحدی را برای استنتاج قضایای دیگر از آنها برگزینند چون به نتایجی منطقی واحدی برسند جای شگفتی نخواهد بود.

اما چگونه ریاضیات که خود به هر صورت زاده فکر آدمی و مستقل از تجربه است می تواند چنین در خور و زیبنده ی اجسام واقعی باشد؟

قضایای ریاضی تا انجا که به واقعیت اشاره می کنند یقینی و قطعی نیستند و در آن حد که یقینی و مسلم هستند با واقعیت کاری ندارند. فهم روشن این وضعیت تنها از طریق جریانی در ریاضیات موسوم به علم اصول برای همگان حاصل می آید. پیشرفتی که علم اصول بدان توفیق یافته این است که با ظرافت تمام محتوای منطقی- صوری ریاضیات را از محتوای عینی یا شهودی آن تفکیک کرده است، از نظر علم اصول تنها محتوای منطقی- صوری است که موضوع ریاضیات را تشکیل می دهد؛ ریاضیات کاری به محتوای شهودی یا چیزهای دیگری که به بخش منطقی – صوری منضم شده اند ندارد.

برای مثال تعبیر اینشتین که از دو نقطه در فضا همواره یک خط و فقط یک خط می گذرد. این اصل متعارفی را به مفهوم قدیم و به مفهوم جدید چگونه باید تعبیر کرد؟

تعبیر قدیمی:

همه می دانند که یک خط مستقیم چیست و یک نقطه چیست. اینکه این دانش از توانایی فکر آدمی نتیجه شده باشد یا از تجربه و یا حتی از همکاری این دو و یا از منبعی دیگر به ریاضیدان ربطی ندارد. او این مسئله را به فیلسوف واگذار می کند. اصل متعارفی پیش گفته که مبتنی بر دانشی است که خود مقدم بر ریاضیات می باشد،مانند همه ی اصول متعارفی دیگر بدیهی و متعارف است یعنی بیان بخشی از این معرفت قبلی و مقدم بر تجربه است.

تعبیر جدید:

هندسه به اشیائی می پردازد که با واژه های خط مستقیم نقطه و غیره مشخص می شوند. هیچ دانش یا شهودی نسبت به این اشیاء مفروض نیست. بلکه فقط صحت اصول متعارفی مانند اصلی که در بالا آمد آن هم به مفهومی صرفا صوری یعنی عاری از هرگونه محتوی شهودی یا تجربی مفروض است. این اصول متعارفی ابداعهای آزاد ذهن آدمی اند. همه ی اصول متعارفی اشیائی را تعریف می کنند که هندسه با آنها سر و کار دارد.

چنین نگرشی نسبت به اصول متعارفی که علم اصول نوین منادی آن است، ریاضیات را از همه ی عناصر خارجی دریافت می کند و در نتیجه ابهام رازگونه ای را که قبلا بر شالوده ی ریاضیات سایه افکنده بود می زداید. اما چنین شرح پالوده ای از ریاضیات این نکته را نیز آشکار می سازد که ریاضیات به خودی خود نمی تواند از اشیاء حقیقی یا از آن چه موضوع کشف و شهود ما قرار می گیرد خبر دهد.

در هندسه ی مبتنی بر اصول متعارفی واژه های نقطه و خط تقسیم و… تنها نماینده ی تصویرهای ذهنی بی محتوایی هستند. چیزی که به این تصویرهای ذهنی محتوا می بخشد به ریاضیات ربطی ندارد.

دکارت (پدر ریاضیات جدید) به عنوان یک فیلسوف عقلگرا و البته ریاضیدان معتقد است که معرفت حاصل از براهین ریاضی ممکن است نادرست باشد چراکه ریاضیدانان نیز غالبا دچار اشتباهاتی شده اند و همچنین ما هرگز نمی توانیم مطمئن باشیم که مشیت قادر متعال بر اشتباه ما حتی در چیزهایی که به گمان خودمان بهتر می شناسیم تعلق نگرفته باشد. البته صرفا دکارت قصد دارد تقدم معرفت فلسفی بر ریاضی را روشن سازد.

شناخت؛ مسئله بنیادین فیزیک و فلسفه

مفاهیمی که در عالم طبیعت وجود دارند وضع ها و قرار دادهایی هستند که به آنها اطلاق کرده ایم و زمینه های شناختی ما نیز از همین مفاهیم قراردادی نشات می گیرد؛ و تمامی این زمینه های شناختی از گیرنده های حسی ما حاصل می شوند؛ زمینه های تجربی ما نیز از همین گیرنده ها حاصل می شود، خارج از این گیرنده ها هیچگونه شناختی وجود ندارد.

اما این زمینه های شناختی صرفا بعدی از ظاهر اشیاء را در ذهن ما حاصل می کنند نه همه حقیقت آن را، افلاطون در جمهوری درباره شناخت معتقد است که انسان توسط حواس خود اطلاعاتی را کسب می کند اما این اطلاعات نسبی هستند و از این روی نمی توان آنها را مبنای شناخت قرار داد.

دریافت های شناختی مطمئنا از فردی به فرد دیگر متغیر و در این زمینه حق با افلاطون است اما مسئله ی دیگری که وجود دارد این است که پدیده های خارجی که توسط آنها دریافت می شوند به شکل وضعی و قراردادی و آن هم بر مبنای فهم و احساس مشترک (Common sense) در میان همه ی انسانها تعمیم می یابند.

اگر به چند نفر یک شاخه گل سرخ نشان دهیم طبق نام وضعی(=گل سرخ) که دارد آن را گل سرخ می خوانند، اما ممکن است اگر از آنها بخواهیم درباره ی آن توضیح دهند چندین دیدگاه و توضیح متفاوت از آن دریافت می شود. پس می توان گفت کلیت شناخت در انسانها یکسان است و این برداشتها از یک موضوع است که متفاوت می باشد.

این موضوع بسیار چالش بر انگیز می نماید و می توان به دوران یونان کلاسیک اشاره کرد که جمعیت شکاکان این مسئله را دستمایه استدلال های خود نموده بودند؛ پروتاگوراس (Protagoras) یکی از این شکاکان است که درباره ی شناخت اذعان به نسبی بودن می کند: ((آنچه به نظر من می آید برای من است و آنچه به نظر شما می رسد برای شماست.))در واقع فهم هر انسان مبتنی بر زمینه های پیشینی (a priori) است. اینکه اساسا به چه چیزی می توان شناخت یافت یا اساسا شناختی می تواند وجود داشته باشد خود مسئله برانگیز است.

فلاسفه در نحوه ی حصول معرفت و شناخت به دو دسته تقسیم می شوند؛ عده ای جانب عقل را می گیرند و عده ای نیز جانب تجربه را. عقلگرایان معتقدند که شناخت تنها محدود به حواس انسان نیست چراکه در اینصورت کاملا نسبی، متغیر و نا متعین خواهد بود و در آن امکان خطا وجود دارد در مقابل تجربه انگاران اعتقاد دارند که شناخت فقط ناشی از تجربه است

اینشتین درباره ی شناخت می گوید:

مفاهیمی را که مستقیما و از راه شهود با مجموعه های تجربیات حسی مرتبط اند، مفاهیم اولیه خواهیم نامید. از دیدگاه فیزیک هم مفاهیم دیگر تنها در صورتی دارای معنی اند که از راه قضایا به مفاهیم اولیه مرتبط باشند. برخی از این قضایا تعریف های مفاهیم و احکامی که بنابر قواعد منطقی از آنها استنتاج می شود هستند و بعضی دیگر قضایایی هستند که از تعاریف نتیجه نمی شوند و دست کم روابط ضمنی میان مفاهیم اولیه و از این راه روابط میان مفاهیم اولیه و تجربیات حسی را بیان می کنند. قضایای نوع اخیر – احکامی درباره ی واقعیت یا به عبارتی واقعیت طبیعت هستند یعنی قضایایی که چون بر تجربه های حسی که مشمول مفاهیم اولیه اند تطبیق داده شوند، صحت و اعتبار خود را نشان می دهند. این سوال که از میان این قضیه ها کدام را باید از زمره تعاریف شمرد و کدام را قوانین طبیعی دانست تا حد زیادی به طرز ارائه اختیار شده بستگی دارد. در واقع این تفکیک و تمایز زمانی ضرورت مطلق پیدا می کند که خواسته باشیم ببینیم کل دستگاه مفاهیم تا چه اندازه از جنبه ی فیزیکی میان تهی نیست [اینشتین / فیزیک و واقعیت]

بافت های علمی فیزیک در حوزه نظری

هدف علم از یکسو درک هرچه کاملتر ارتباط میان تجربیات حسی در کلیت آنهاست و از سوی دیگر تحقق این هدف است با استفاده از کمترین شمار مفاهیم و روابط اولیه تا سرحد امکان در پی وحدت منطقی تصویر جهان یعنی قلت اجزای منطقی بودن.

علم از همه ی مفاهیم اولیه یعنی مفاهیمی که مستقیما با تجربه های حسی مرتبط اند و قضایایی که آنها را به هم می پیوندند استفاده می کند. علم در نخستین مرحله ی تکامل خود چیز دیگری را شامل نیست. تفکر روزانه ما نیز کلا به این سطح قانع می شود. ولی چنین صورتی از امور نمی تواند کسی را راضی کند چرا که فاقد وحدت منطقی است.

اینشتین برای جبران چنین نقصی دستگاهی را پیشنهاد می کند که عده ی مفاهیم و روابط آن کمتر است:

دستگاهی که در آن مفاهیم اولیه و روابط قشر نخستین به صورت مفاهیم و روابطی که از راه منطق استنتاج شده اند، حفظ می شود. این دستگاه دوم بهای وحدت منطقی بیشتر خود را با داشتن آن مفاهیم بنیادی (مفاهیم قشر دوم) می پردازد که با مجموعه ی تجربیات حسی مستقیما مرتبط نیستند. تلاش بیشتر در راه وحدت منطقی به دستگاه سومی می انجامد که عده ی مفاهیم و روابط آن باز هم کمتر است و مفاهیم و روابط قشر دوم از آن استنتاج می شود. بدین ترتیب این رشته ادامه پیدا می کند تا به دستگاهی می رسیم که بیشترین وحدت قابل تصور را همراه با کمترین شمار مفاهیم و شالوده های منطقی دارد و در عین حال با مشاهداتی که به وسیله ی حواس ما صورت می پذیرد سازگار است.

مطمئنا این قشرها از یکدیگر مجزا نیستند و حتی این که کدام مفاهیم به کدامین قشر مرتبط است چندان روشن نیست اما این باعث نمی شود که کند و کاو ذهنی انسان برای یافتن حقیقت متوقف شود. پیوند میان این مفاهیم تنها از طریق کشف و حواس انسانی است کما اینکه حواس تنها دریافت سطحی این اطلاعات اند و دسته بندی و تبدیل و تفسیر اینها به دستگاه پیچیده ای در درون انسان بازمی گردد.

اطلاعات سطحی و اولیه را باید دریافتی ناقص و بدون پردازش دانست که در مراحل بالاتر شناختی پردازش می شوند. دستگاهی که اینشتین در این زمینه ارئه می دهد از نظر روانشناسی نمی تواند کامل باشد اما از این نظر که کلی است می تواند قابل تامل باشد.

تجربه های حسی علی رغم این که آغازگر زمینه ی شناختی هستند و مقدمه علم ما به عالم خارج هستند اما همه ی علم نیستند. مسئله ی دیگر که وجود دارد در مجموعه تجربه های حسی عمومی بصورتی است که در هیچ مورد تجربی عدم قطعیتی در اعتبار حکمی پیش نمی آید.

غرض اصلی این است که مفاهیم و قضایای گوناگونی که به تجربه نزدیک هستند به صورت قضایایی نشان داده شوند که به طرزی منطقی از شالوده هرچه محدودتری از مفاهیم بنیادی و روابط بنیادی استنتاج شده اند. پروسه ی پردازش بخشی از فهم مفاهیم است اما نه همه ی آن، بسیاری از مفاهیم در تجربه های بکارگیری یا یادآوری هستند که به آنها شناخت می یابیم.

اصول بنیادی که در مراحل اولیه شناخت وجود دارد سبب وضع اصول و قوانین مختلف در حیات اجتماعی می شود نه تفسیر و تعبیر آنها. این عقیده که طبیعت بصورتی که با حواس پنجگانه ما دریافتنی است، امری ایمانی است. در حقیقت پیروزی هایی که تاکنون نصیب علم شده است تا حدی مشوق این عقیده است.

یکی از خصوصیات مهم تجربه های حسی ما و به طور کلی همه ی تجربیات ما ترتیب زمانی آنها است. این نوع ترتیب به تصور زمان ذهنی که الگوی نظم دهنده ای برای تجربیات ماست منجر می شود. زمان ذهنی از طریق مفهوم شی مادی و فضا به مفهوم زمان عینی می انجامد. ولی مقدم بر مفهوم زمان عینی، مفهوم فضا قرار دارد و مقدم بر این مفهوم شی مادی است. مفهوم اخیر با مجموعه ی تجربیات حسی ما پیوند مستقیم دارد. یکی از ویژگی های مفهوم شی مادی آن است که بدان وجودی مستقل از زمان و مستقل از اینکه به وسیله ی حواس ما دریافت شده است نسبت داده می شود.

واقعیتی که در مفهوم اشیاء وجود دارد و آن را با مفهوم فیزیک همراه می سازد تغییر مکانی است. وقتی می خواهیم شی را تعریف کنیم ویژگی های ظاهری آن را بر می شماریم چراکه عامل تمییز دادن اشیا از یکدیگر حقیقت ماهیت آن است نه وجود آن و در معرفت ما خصوصیات ماهوی آن را به کار می بریم نه وجودی آن را. به طور مثال ما برای تعریف گلدان نمی گوییم جسمی که وجود و هستی دارد یا جسمی که در زمان 12:20 دقیقه بر روی میز است چرا که این مفاهیم هم ارزش چندانی در شناخت ندارند و ثانیا وجودشان را منوط به حضور بدیهی می شماریم.

مفهوم وجود و فضا تنها در تحلیل مطلق وجود جسم کاربرد دارند و ابعادی پیچیده و گاها ناشناخته دارند همچنین اشتراک معنوی مفهوم فضا و وجود سبب عدم تمییز اشیاء خارجی از یکدیگر می گردد، چراکه همه ی ما می دانیم که تمام اشیاء موجود در فضا در سه بعد مکان قرار دارند و یک بعد زمان پس در حرکت اند و زوال؛ چرا که گذر زمان علی رغم این که از فساد اشیاء جلوگیری می کند آنها را رو به فنا و مستهلک شده می برد.

اما مفهوم فسادی که ارسطو در کتاب کون و فساد خود به معنی عدم حرکت و سکون می داند مانند بسیاری از تئوری های او جامعیت ندارد. تکه پلاستیکی اگر صد قرن یکجا بماند تحرک و حرکت تغییر چندانی نمی کند و ممکن است حتی پس از آن هم تغییر نیابد. مفهوم فساد به معنای عدم حرکت در موجودات زنده و دارای حیات مصداق بیشتری دارد تا اشیا بی جان.

این که اشیا مادی وجود دارند؛ که در محدوده ی معینی از مشاهدات نباید هیچ تغییر حالتی برایشان قائل شد، بلکه باید فقط تغییرات مکان را به آنها نسبت داد، مفهومی است که در پیدایش مفهوم فضا دارای اهمیت اساسی است؛ چنین شی را جسم “عملا صلب“ می نامیم.

اگر به عنوان موضوع مشاهده ی خود دو جسم عملا صلب را به طور هم زمان (یعنی به صورت یک واحد منفرد) در نظر بگیریم، آنگاه برای این مجموعه تغییراتی وجود دارد که به هیچ روی نمی توان آنها را تغییرات مکان کل مجموعه شمرد، هرچند که برای هریک از دو جزء تشکیل دهنده چنین باشد. این مطلب به مفهوم تغییر مکان نسبی دو شئ و مآلا به مفهوم مکان نسبی دو شئ می انجامد علاوه بر این معلوم شده است که در میان مکانهای نسبی وضعیت خاصی وجود دارد که آن را تماس نام می دهیم.

فضا مفهوم ذهنی ما از روابط میان مکانهای اشیا مادی را به مفهوم مکان این اشیاء در فضا تبدیل کرد. علاوه بر این از راه مفهوم فضا به دیدی دست می یابیم که در آن هر توصیفی از مکان به صورت ضمنی، توصیفی از تماس به شمار می رود.

منابع:

کاپالدی، نیکلاس، فلسفه ی علم، ترجمه دکتر علی حقی، انتشارات سروش؛تهران، 1387

گلشنی،مهدی، تحلیلی از دیدگاه های فلسفی فیزیکدانان معاصر، پژوهشگاه علوم انسانی و مطالعات فرهنگی؛تهران، 1385

اینشتین،آلبرت، فیزیک و واقعیت، ترجمه محمد رضا خواجه پور، انتشارات خوارزمی؛تهران

بیزونسکی، میشل، سرگذشت فیزیک نوین، ترجمه لطیف کاشیگر، فرهنگ معاصر؛ تهران،1385

براگ، لارنس، فیزیک اندیشه ها و یافته ها، ترجمه ی محمد رضا خواجه پور، فرهنگ معاصر؛ تهران،1385

ناصری، مسعود، صفر، نشر مثلث؛ تهران 1385

آلن ولف،فرد، توبن، باب، متافیزیک از نگاه فیزیک، ترجمه شهریار تقی شهرستانی، یاهو؛ تهران، 1384

هاپود جینز، سر جیمز، فیزیک و فلسفه، ترجمه علی قلی بیانی، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی؛ تهران 1383