علم فیزیک از قدیمیترین دورانهای علم و معرفت با تعریفات و مفاهیمی مختلف، تأثیرات بسیار مهمی در علوم و جهان بینیها داشته و با توجه به گسترش روزافزون ارتباط انسانها با قلمرو طبیعت این تأثیر تاکنون رو به گسترش گذاشته است.
بدیهی است همزمان با پیشرفت فیزیک از دیدگاه علمی محض مسائل فراوانی در قلمرو فیزیک نظری که کمال اهمیت دارند نیز توسعه یافته است.
ضرورت و ارزش فوِالعاده این مسائل را در سه جهت میتوان در نظر گرفت.
از جهت اول این مسائل مانند مقدماتی ضروری برای و روز معارف جدیدتر و کاملتر در قلمرو فیزیک است که در طرز تفکرات جهانشاهی و حتی در مبانی علوم انسانی و طرز برداشت از آنها تأثیرات با اهمیتی را ایجاد مینماید.
جهت دوم شناخت عظمت و دریافت انسانی است که در سطوح بسیار دقیق عالم وجود نفوذ و دخالت شگفتانگیز خود را اثبات مینماید این نفوذ تا آنجا پیش میرود که آدمی احساس میکند که برای شناخت واقعیت هستی برون ذاتی با بعدی از خویشتن نیز ارتباط برقرار میکند.
جهت سوم هر اندازه بحث و تحقیق در فیزیک نظری گسترش و تعمق مییابد.
صاحبنظران تلاشگر عالم معرفت در دو قلمرو برون ذاتی و درون ذاتی به دریافت حقیقت بزرگ نزدیک میشوند که میتوان علوم طبیعی را از معنای غیر قابل حل «برای چه؟» نجات داده و برای طرح نظام صحیح با سیستم باز در جهاد شناس رهنمون شود.
آب حقیقت بزرگ عبارتست از اینکه جهان فیزیکی که ما با آن در ارتباط هستیم خطوط و اشکالیست که واقعیت اصلی وجود را در پشت پرده شفاف خود نشان میدهد.
این حقیقت در دورانهای گذشته تنها با اصول کلی فلسفی اثبات میشد.
امروزه با ژرف نگری در فیزیک نظری روشنتر و مستقیمتر اثبات میگردد.
* فیزیک کلاسیک با کارهای گالیله و نیوتون شکل گرفت و با نظریه الکترو مغناطیس ماکسول در نیمه دوم قرن نوزدهم میلادی به کمال خود رسید.
اما در اواخر قرن نوزدهم بعضی پدیدهها مورد بررسی قرار گرفتند که توجیه آنها در چهارچوب فیزیک کلاسیک میسر نبود نظریه نسبت خاص که در سال 1905 توسط آلبرت انیشتایی ارائه برخی در این مشکلات را (در مورد مکانیک ذرات با سرعتهای بالا) بر طرف نمود و نظریه کوانتوم پلانک برخی دیگر را.
نظریه اخیر از 1900 تا 1925 توسعه یافت و سرانجام به تعدادی دستورالعملهای محاسبهای که ترکیبی از فیزیک کلاسیک و غیر آنرا در برداشت خلاصه شد.
در آن زمان در همه جا احساس میشد که ترکیبی از فیزیک کلاسیک و غیر آنرا در برداشت خلاصه شد.
در آن زمان در همه جا احساس میشود که برای توجیه پدیدههای جهان خرد (دنیای مایکروفیزیک) باید به مکانیک جدیدی دست یافت.
این مکانیک جدید در سالهای 1927 - 1925 توسط هایزنبرگ، شرورینگرع دایراک و همکارانشان پایه گذاری شد و به مکانیک کوانتومی مرسوم گشت و در سال 1927 بود که در پی کارهای بوهرع هایزنبرگ و ردون تعبیری بریا فرمالیزم ریاضی جدید ارائه شد.
این تعبیر که به تعبیر کپنهاگی با تعبیر سنتی موسوم است بسیاری از شالودههای فلسفی فیزیک کلاسیک را فرو ریخت.
در این تعبیر: اولاً موجودات مایکروفیزیکی را با ساختارهای موج گونه مجرد که بوسیله امواج احتمال که همه فضا را پر کرده است، نمایش داد، ما تنها توسط معادلات ریاضی میتوانیم چیزهایی را که در تجربه رخ میدهند توصیف کنیم.
ثانیاً توضیح حوادث یا پدیدهها مطرح نیست بلکه باید به نظریه هایی که مشاهداتمان را توجیه میکنند قناعت کنیم.
ثالثاً: رابطه علی بین حوادث طبیعی و قابلیت پیشبینی حوادث فردی کنار گذاشته میشود.
بعد از پیدایش تعبیر کپنهاگی، فیزیکدانان به سه دسته تقسیم شدند:
1- بنیانگذاران مکتب کپنهای مثل بور هایزنبرگ پائویی بورن یوردان و دیراک اینها حرفشان این بود که ماباید صرفاً به تنظیم دادههای حسی اکتفا کنیم و با استفاده از فرمالیزم ریاضی نظریه کوانتوم به پیشبینی تجارت بپردازیم.
آنچه قابل مشاهده است واقعیت دارد و وراء آن واقعیتی ندارد وظیفه فیزیک تنها این است که مشاهدات ما را به هم ربط دهد و در مورد پدیدههای طبیعی پیشبینیهایی بکند و عالمی وراء پدیدهها وجود ندارد از اینها مهمتر این بود که اینهابا تأکید گفتند:
«نظریه کوانتوم آخر ماده فیزیک اس تو هر سوالی که مکانیک کوانتومی نتواند جواب دهد قابل طرح نیست.»
بورن (1926): بعضی نظرشان این است که مسأله گذارهای مکانیک کوانتومی قابل درک نیست بلکه مفاهیم جدید لازم است.
من خودم از طریق کامل بودن مبانی منطقی مکانیک کوانتومی به این نتیجه رسیدهام که این نظریه کامل است و مسأله گذارها را باید قاعدتاً در برداشته باشد.
(توجه: منظور ار گذارهای مکانیک کوانتومی عبور از یک حالت کوانتومی به حالت دیگر است) پوپر نقل میکند که در سال 1935 یک شب را با هایزنبرگ به سر برده است.
در آن زمان ادعای هایزنبرگ این بوده است که مکانیک کوانتومی را نمیتوان با تحقیقات هستهای عمیقتر کرد.
این ادعاها در حالی است که بسیاری از بزرگان و شاگردان ممتازان اذعان داشتند که نظریه کوانتوم قابل درک نیست.
بور (به نقل پوپر): مکانیک کوانتومی قابل فهم نیست فقط فیزیک کلاسیک قابل فهم است و ما باید خود را به این قانع کنیم که مکانیک کوانتومی تا حدی قابل فهم است، و ما باید خود را به این قانع کنیم که مکانیک کوانتومی تا حدی قابل فهم است، آن هم از طریق فیزیک کلاسیک!
برای اینها جمع این دو مطلب (آخر خط بودن فیزیک و قابل فهم نبودن نظریه کوانتوم) اشکالی نداشت زیرا آنها معتقد بودن که توصیف ریاضی کفایت میکند و تصویرپذیری شرط نیست.
در هر عصر این گرایش بوده است که فیزیک آن عصر را کامل بگیرند فقط مسائل فرعی یا افزایش دقت باقیمانده تلقی شده است.
اما تحول علم همواره نقض این مطلب را نشان داده است و دلیلی ندارد که وضعیت فعلی علم استثنایی بر این قضیه باشد.
بنابراین باید در استنتاجات از ساختار نظری فیزیک همواره احتیاطهای لازم را معمول داشت.
2- مخالفین مکتب کپننهاگی به رهبری اینشتاین و شرودینگر و بعداً روبروی و بوهم.
اینها نه طرد رئالیسم را پذیرفتند نه موجبیت را و نه ابزارنگاری و آخر خط بدون مکانیک کوانتومی را بلکه معتقد بودند که نظریهها تنها ابزار محاسبه نیستند بلکه اصالتاً برای توصیف واقعیت فیزیکی بکار میروند.
اینها به پیشبینی نتایج آزمایشها قانع نبودند بلکه میخواستند توضیحی برای آنچه میگذرد بیابند.
به قول اینشتاین «من میخواهم بدانم خداوند چگونه این جهان را خلق کرده است.
من به این پدیده یا آن پدیده یا طیف این عنصر آن عنصر علاقمند نیستم من میخواهم اندیشههای او را بدانم بقیه جزئیات است.» 3- اکثریت فیزیکدانان بعدی که اصلاً توجهی به بحثهای تعبیری نداشتند و اینگونه بحثها را فلسفی و در نتیجه غیر مهم برای فیزیک تلقی میکردند و یا میگفتند بور این قبیل کارها را انجام داده است و باید از او تبعیت کرد.
به قول کلی: «فیزیکدانان اطمینان فوِ العادهای نسبت به مرفع مکانیک کوتانتومی نشان میدهند و نسبت به اظهار نظر حول نتایج از آن اظهار بی میلی میکنند...
بحثهای داغ درباره تعبیر مکانیک کوانتومی محدود به فیزیکدانان فیلسوف مشرب شده است...» برای غالب فیزیکدانان سوال درباره مکانیک کوانتومی بوسیله تعبیر کپنهاگی جواب داده شده است.
آنها صریحاً یا تلویحاً کاوش بیشتر درباره این مطلب را نفی میکنند استدلالشان این است که اینگوه سوالات حاکی از بی اطلاعی سوال کننده است و یا اینکه اینگونه سوالات فلسفی و در نتیجه غیر قانونی است.
اما اگر دنبال کنیم که اساساً مکتب کپنهاگی چیست و مفروضات آن کدام است میبینیم که به جوابی واحد میرسیم.
علی رغم تشویش خاطر و اضطرابی که در دیگاههای فیزیکدانان معاصر نسبت به وضعیت قضایا در همان میکرو فیزیک وجود دارد، چون مهر سکوت شکسته شده و مسائل بنیادی با هم کم و بیش مطرح شده است امید فراوانی وجود دارد که فیزیک از جزمیت نقابدار حاکم بر آن خلاصی یابد و فهم وضعیت جهان مایکرو فیزیک و نه فقط توجیه پدیدهها هدف فیزیکدانان نظریه پرداز قرار گیرد.
سلری و Sellevi Tavazzi Vander Merwe وضعیت را خوب خلاصه کردهاند: «تعداد روز افزونی از دانشمندان جداً اعتبار مطلق مکانیک کوانتومی را مورد تردید قرار دادهاند و این هشیاری بدست آمده است که بنیانگذاران مکانیک کوانتومی نظریهای را به جای گذاشتهاند که گرچه در عمل موفق بوده است، شناخت شهودی ما را از جهان مای و فیزیک جداً محدود میکند و این که دلایل آنها تا حد زیادی اختیاری و محل سوال است.
در قدیم واژه فلسفه همه دانشهای حقیقی را فرا میگرفت و تنها دانشهای قرارداری، از قبیل لغت و دستور زبان، از قلمرو آن خارج بود.
در آن دورآنها همه دانشها به هم بستگی داشتند و همدیگر را تأیید میکردند و یک کل منسجم میساختند به همین دلیل بسیاری از فلاسفه بزرگ یا از سردمداران علم در عصر خود بودند (مثل ارسطو، افلاطون، کانت، ابن سینا، نصیرالدین طوسی) و یا اطلاعات علمی وسعی داشتند.
قد ما فلسه را به دو بخش نظری و عملی تقسیم میکردند.
فلسفه نظری شامل طبقیات، ریاضیات و متافیزیک بود و فلسفه عملی شامل اخلاِ تدبیر منزل و سیاست مدن بود.
بدین ترتیب فیزیک متعلق به بخشی از فلسفه موسوم به «حکمت طبیعی» بود.
هنوز هم در بعضی از دانشگاههای جهان (از جمله دانشگاههای اسکاتلند) علم را «حکمت طبیعی» مینامند.
آری، فلسفه از اوائل ربع دوم این قرن ابهتش را از دست داده و حوزه فعالیتش بسیار محدود شده است.
امروز اکثریت قاطع فیزیکدانان کاری به جنبههای فلسفی را اتلاف وقت میدانند و جو علمی چنان شده است که یک فیزیکدان با نوشتن یک کتاب فلسفی نه تنها شرتش را افزایش نمیدهد بلکه به آن زیان میرساند.
دانشجویان نیز چنان تربیت شدهاند که سؤالات بنیادی را مطرح کنند و با آنها کاری نداشته باشند، و امروز مد این است که نمایش مستقیمی از مطالب علمی ارائه دهندع بدون آن که از نتایج فلسفی قضیه بیمناک باشند.
این باعث شده است که به تکنولوژی بیش از حد ارزش داده شود و روی علم زدگی تأکید شود و هرگونه بحث فلسفی از فیزیک طرد گردد.
علل کنار گذاشتن متافیزیک و تفحصات فسلفی دلایل چندی برای جدایی علم از فلسفه میتوان ذکر؛ و ما اکنون به ذکر اهم آنها میپردازیم.
الف.
ارتباط متافیزیک با مذهب: از قرن هفدهم به بعد مذهب بیشتر و بیشتر از بحثهای علمی جدا شد و چون متافیزیک را با مذهب مرتبط میدانستند آن را نیز بالتبع کنار گذاشتند.
این نوع نگرش تا زمان ما نیز ادامه یافته است.
ب.
پیچیدگی مسائل متافیزیکی: مشکلی که بر سر فهم یا یافتن راه حل مسائل مهم متافیزیکی بوده از یک طرف و اختلاف عمیق بین فلاسفه از طرف دیگر، عامل دیگری برای ترک فلسفه بوده است.
ج.
توفیق چشمگیر روشهای تجربی و برخی از نظریات علمی: پیشرفت شگرف تکنولوژی و توفیق اعجاب آور بعضی از نظریهها در توجیه حوزه وسیعی از تجارت باعث شده است که غالب فیزیکدانان به فرمالیزم ریاضی و تجارب فیزیکی اکتفا کنند.
به قول برنستین: به عقیده من فقدان علائق فلسفی در فیزیکدانان به خاطر این است که فیزیک کنونی خیلی موفق بوده است.
از دید بسیاری از علمای معاصر اشتباه فیزیکدانان کلاسیک این بود که خود را با مسائل و مفاهیم متافیزیک مشغول کرده بودند، و توفیق فیزیک جدید به خاطر حذف این مفاهیم و مسائل است.
د.
تخصص گرایی: پیشرفت سریع علم و افروده شدن شاخههای آن و کثرت مسائل هر شاخه باعث شده است که هر روز تعداد بیشتری از دانش پژوهان به کارهای تخصصی روی آورند و بینش وحدت جویانه رایج در میان علمای پیشین را کنار بگذارند.
به نظر هایزنبرگ تحصص گرایی بیش از حد مانعی بر سر راه شناخت است: از این بحث واضح میشود که تخصص محدود مانعی بر سر راه شناخت است: تنها از طریق نظر افکندن به تمامی پدیدههای جدید است که مفاهیم درست را میتوان یافت.حتی در یک مسأله خاص، فهم قضیه غالباً از طریق مراجعه به مسأله مشابه و حل آن در یک حوزه دیگر فیزیک میسر میشود.
در واقع میتوان گفت که تأکید روی وحدت و جهانشمولی علم بازگردد و از کوشش انحصاری بریا تربیت افراد ورزیده در یک بخش خاص فراتر رود.
البته ما باید متخصص لایق تربیت کنیم.
اما باید رشتهها را نیز به یکدیگر نزدیک کنیم و ارتباط بین رشتههای مختلف علم را نشان دهیم.
عدم تبحر فلاسفه متأخر در علوم فیزیکی: چون غالب فلاسفه متأخر در علوم فیزیکی تبحر نداشته و نسبت به پیشرفتهای جدید علمی جاهل بودهاند و یا تأکیدشان روی مطالب غیر علمی بود، و به مسائل علمی کمتر توجه داشتهاند، پیام آنها برای دانشمندان علوم جاذبه نداشته است.