اعماق ماده (3)

برخی افراد تصور میکردند که اجسام ـ ذرات همانند آجر و سنگ هستند و حوزه ها مانند سیمان. و کائنات از چسبیدن این دو به یکدیگر ساخته شده است. بدین طریق، جداگانه بودن (انقطاع) در اجسام تبارز می یافت و تداوم در حوزه ها، اما این دو اساسا و مطلقا جدا و بی ارتباط با هم باقی می ماندند. وحدت بین جدائی و تداوم ساختار مادی بعنوان یک پیوند خارجی میان دو شکل کاملا متفاوت از اشکال مادی باقی می ماند. این کماکان دوالیسم در برخورد به مسئله ساختار مادی است. این تعبیر، "اینشتین" را قانع نکرد. او کوشید از میدان، از این نوع شکل مادی، برای وحدت بخشیدن به دنیا استفاده کند. او یک "میدان وحدت یافته" ساخت که همه چیز را در بر میگرفت و یک "تصویر جهانی میدان" را ترسیم میکرد.
این در مقایسه با تصویر جهانی اتمها که توسط نیوتون مطرح شده بود، جنبه تداوم ماده را منعکس میکرد. اما میدان نیز نمیتواند حد کمال شناخت بشر از ساختار مادی باشد. "میدان وحدت یافته" انیشتین نه فقط بیرحمانه میخواهد اجسام را در میدان منحل کند، اجسام ـ ذرات را به "اجزائی از میدان" تقلیل دهد، بلکه بیرحمانه میخواهد همه چیز را "متحد کند." بدین طریق، میدان به چیزی شبیه آتش، آب یا هوای انسان باستان تبدیل میشود. یعنی بار دیگر پدیده ای بعنوان سرمنشاء مطلقا تقسیم ناپذیر همه چیز ارائه میشود.
هنگامیکه این میدان وحدت یافته را تشخیص دادید، دیگر میتوانید همه چیز از کائنات گرفته تا ذرات را بفهمید و به حقیقت نهائی دست یابید. بدین ترتیب، اینشتین نیز به بیراهه ای گام نهاد که نیوتون با تئوری خود در باب اتم بدان کشیده شده بود.
در چند ساله پایانی قرن نوزدهم، دروازه اتم گشوده شد. انسان عمیقا در مورد اسرار اتم تحقیق کرد. روشن شد که اتم یک نوع شیئی مطلق نیست، درون آن نیز ذرات و میدانها وجود دارند، یک دنیای دیگر. انسان نخست الکترون را یافت. این نخستین جایگاه دنیای اتمی بود که انسان شناخت. بعدا کشف شد که در مرکز اتم یک هسته سخت وجود دارد که شامل بیش از 59ر99 درصد از جرم اتم است اما فقط چند کوادریلیون حجم اتمی را در برمیگیرد. این هسته اتم است. هسته اتم حامل بار مثبت است و الکترون حامل بار منفی. بین اینها یک میدان الکتریکی موجود است که این دو را بهم پیوند میدهد.
افراد بر این مبنا یک سیستم سیارات را در مورد اتم ارائه دادند. هسته اتم نظیر خورشید است، و الکترونها مانند سیارات که هسته را در مسیر مدارهای معین از طریق عمل میدان الکترومغناطیس دور میزنند. درست مثل سیارات که خورشید را از طریق عمل میدان جاذبه دور میزنند. "یک غبار، یک دنیا"، یک اتم بسیار کوچک در یک منظومه شمسی کوچک. بعدها این نیز کشف شد که هسته اتم هم چیزی مطلقا جداگانه و تقسیم ناپذیر نیست. درون هسته اتم، نوترون ها و پروتونها وجود دارند که توسط نیروی قدرتمند (عمل متقابل میدان "مزون" ) محکم به یکدیگر پیوسته اند.چگونه ممکنست اجسام مطلق (مطلقا یکپارچه) وجود داشته باشند؟ درون اجسام "یکپارچه"، باز هم اجسام و میدان های بیشتری وجود دارند.
درون ساختار مادی، اجسام و میدانها بهم مرتبطند، در هم تداخل میکنند، در هم منتشر میشوند و بهم وابسته اند. برای نمونه اتم هیدروژن را در نظر بگیریم. قطر آن حدودا 10 سانتیمتر به قوه 8 - است. اما قطر هسته آن فقط 10 سانتیمتر به قوه 13 - است. یعنی 100 هزار بار کوچکتر. یعنی اجسام یک اتم بروی هم (هسته اتمی و الکترون) فقط یک هزار تریلیونیم کل حجم آن را شامل میشود. بقیه این حجم گسترده تماما میدان الکترومغناطیسی و میدان جاذبه است. برای تشبیه، اگر یک اتم هیدروژن را به اندازه یک سالن بزرگ کنیم، هسته اتم مثل یک دانه کنجد در وسط سالن خواهد بود و الکترون مثل یک ذره غبار که بموازات دیوار در هوا میچرخد. چگونه چنین اتمی میتواند "یکپارچه" باشد؟
پروتون و نوترون درون هسته نیز فقط یک چند دهم کل حجم هسته را شامل میشوند و بقیه را میدان الکترومغناطیسی، میدان جاذبه و میدان مزون پر کرده است. چگونه این را میتوان یک جسم (محکم) به حساب آورد؟ و این موجذره های بسیار درون اتم نیز خود به دو گروه تقسیم میشوند: "هادرون" ها (گروه سنگین) و "لپتون" ها (گروه سبک). اینها حکم آجر و سنگ را دارند. بعلاوه میدان های مزون و میدانهای فوتون هم هستند که نقش سیمان را بازی میکنند.
تخالف جداگانه بودن (انقطاع) و تداوم عمیقا در داخل اتم نفوذ دارد. انگلس میگوید: "دیالکتیک هیچگونه خطوط سخت و سریع، هیچ چیز غیرمشروط، هیچ "یا این، یا آن" عموما معتبر را نمی شناسد." (دیالکتیک طبیعت) ذرات و میدان ها از هم متفاوت و بهم مرتبطند. در اینجا تداوم درون انقطاع وجود دارد. یک جسم (یکپارچه)، "یکپارچه" نیست. مهم نیست که آجرها چقدر سخت باشند. حتی درون یک قطعه آهن هم فضای خالی وجود دارد. بعلاوه، انقطاع نیز درون تداوم وجود دارد. درون سیمان نیز ذرات موجودند. (مقولات) ذره و میدان فقط اسامی عامی است که منطبق بر سطح معینی از تکامل علم بوده و محصول مرحله معینی از شناخت انسان از ساختار مادی است. تکامل علم در حال نفوذ به رده های عمیقتر اشکال مادی است. این تکامل بیش از پیش روشن میکند که آنها ( "یا این، یا آن" نبوده، بلکه) "هر دو" هستند و خطوط سخت و سریع در کار نیست.

ماجراهای عرصه کوچک : رفتار عجیب موجذره
ذرات و امواج

تکامل بیشتر علوم نشان میدهد که ساکنان دنیای اتمی ـ موجذرات ـ خود هم جداگانه (مشخص) اند و هم ادامه دار. "اشیاء فقط در حرکت است که چگونگی خود را آشکار میسازند." (نامه انگلس به مارکس، 30 مه 1873) و موجذرات دقیقا در حرکت است که خود را هم بمثابه ذرات بنمایش میگذارند و هم بمثابه امواج.
نور چیست؟ بشر در قرن نوزدهم فکر میکرد که نور فقط یک موج الکترومغناطیسی است. اما برخی آزمایشات در اواخر قرن 19 نشان داد که انرژی امواج الکترومغناطیسی نه بشکل مداوم، بلکه بشکل پرشی (یعنی یکی یکی) تشعشع می یابد. درست همانطور که هنگام خرید اجناس و پرداخت پول، سکه ای وجود دارد که کوچکترین واحد محسوب میشود و دیگر قابل تقسیم نیست، بهنگام تشعشع یا جذب انرژی توسط پدیده ها نیز کوچکترین واحد انرژی موجودست که دیگر قابل تقسیم نیست. این واحد را یک "کوانتوم انرژی" یا فقط "کوانتوم" می نامند. کمیت انرژی، مشخص است. معنایش اینست که جسم در حال حرکت (در برگیرنده انرژی) نیز یک ذره مشخص است که یک "فوتون" خوانده میشود.
نور نه فقط بمثابه موج، که بمنزله ذره هم وجود دارد. از طرف دیگر، بعدا کشف شد که ذرات نیز دارای موج (ویژگیها) هستند. امواج الکترون، امواج نوترون، امواج فوتون وجود دارند. ذرات فقط مثل "کوه یخ و قطرات باران" نبوده بلکه نظیر "ابر متحرک و آب جاری" نیز هستند. یک شعاع الکترونی، نظیر یک شعاع نوری، هنگام عبور از یک سوراخ کوچک، یک میدان انکسار موج وار نیز ایجاد میکند. مضافا این امر نشان میدهد که الکترون نه فقط یک ذره، بلکه یک موج هم هست. خلاصه آنکه موجذرات، خواه الکترونها و خواه فوتونها، یا بقولی آجر یا سیمان، همگی شبیه "هنرپیشه ای هستند که دو نقش ایفاء میکند." همگی آنها هم جداگانه اند و هم ادامه دار، و هر دو هم بمثابه ذره موجودیت دارند و هم موج. واقعا اینطور است که: "درون ذره، موج است و درون موج، ذره."
با این وجود، کار علم صرفا تشخیص دوگانه بودن اشیاء ریز (میکرو) بمثابه موج و ذره نیست. علم باید این امر را "مورد بررسی قرار دهد که اضداد چگونه میتوانند وجود داشته باشند و چگونه مشخص (ویژه) هستند (چگونه به چیزی ویژه تبدیل میشوند) " (لنین، یادداشتهای فلسفی، جلد 38 مجموعه آثار) و بررسی کند که این دوگانگی چگونه در ساختار مشخص اشیاء ریز "جای میگیرد."
این کار دشواری است. اگر امواج، لرزه های میدانی بوده و ذرات، توده "گلوله" هائی است که مستقیما از یک پدیده شلیک شده، چگونه این دو میتوانند متحد باشند؟ برخی گفتند که در تحلیل نهائی، یک موج وجود دارد. امواج گوناگون متعدد با هم تداخل میکنند، یک تاج موج با تاجی دیگر منطبق میشود و یکدیگر را تقویت میکنند. اگر تاج های متعدد امواج در یک نقطه تمرکز یابند، یک "بسته موجی" را تشکیل داده و به یک ذره تبدیل میشوند. اما این بسته موجی بسیار بی ثبات بوده و خیلی ساده از میان میرود و نمیتواند خصلت ذره ای خود را حفظ کند. برخی افراد هم میگفتند که در تحلیل نهائی یک ذره وجود دارد. ذرات در پروسه حرکت بالا و پایین میروند. یکی دیگری را میکشد و لرزه ها را شکل میدهد، و لرزه ها بشکل موج انتشار می یابند.
این درست مثل سفر در کوه و کمر است. اتوموبیل در مسیری موج وار حرکت میکند. این در واقع همان دیدگاه قدیمی مکتب کلاسیک در باب ذرات است. این دیدگاه نمیتواند سئوال قدیمی انکسار و تداخل نور را حل کند. مکتب کپنهاک به رهبری "بوهر" یک توضیح جدید از دوگانگی اشیاء ریز بمثابه هم ذره و هم موج ارائه داد. به عقیده آنها یک جسم ریز بمثابه یک چیز جداگانه، یک ذره است. اما وقتیکه بطور پیاپی تحت شرایط مشابهی ظاهر شود، در بعضی نقاط بیشتر و در بعضی نقاط کمتر بنظر می آید. غلظت آن در نقاط گوناگون به شکل متفاوتی توزیع میشود، قله ها و دره ها را در جاهای مختلف شکل میدهد، و درست مثل یک موج است. این را یک "موج احتمالی" می نامند.
اگر ما الکترونها را دانه دانه از یک سوراخ ریز عبور دهیم و بر یک صفحه تصویرشان کنیم، در ابتدا فقط میتوانیم آنها را یکی پس از دیگری به صورت نقاط پراکنده ببینیم. الکترونها به اینجا و آنجا اصابت میکنند، و خود را بسیار "آزاد" جلوه میدهند. اما وقتی تعداد کل الکترونهائی که از سوراخ ریز میگذرند را بسیار زیاد کنیم، حلقه های متحدالمرکز متناوبا سایه روشن ظاهر میشوند. نواحی تاریک نشانگر نقاطی است که الکترونهای کمتری اصابت کرده، و نواحی روشن نشانه اصابت الکترونهای بیشتر است. تا جائی که به یک الکترون جداگانه مربوط میشود، معین نیست که چه مسیری را در پیش میگیرد و به کجا اصابت میکند. ما فقط میتوانیم از احتمال اصابت آن به یک نقطه معین صحبت کنیم. در کل ناحیه ای که الکترون میتواند به آنجا اصابت کند، یک توزیع احتمالات ادامه دار عادی شکل گرفته است، یعنی یک "میدان احتمالات".
بنابراین، وحدت بین خصلت ذره ای و موجی یک الکترون در واقع در وحدت بین خصلت ذره ای آن و توزیع احتمالاتی که در حرکت بنمایش میگذارد نهفته است. موج الکترونی با موج نوری (فوتون) فرق میکند. این نوع ویژه دیگری از موج است، یعنی "موجی" که توسط احتمالات ذره ای که در نقاط مختلف حرکت میکند شکل گرفته است. بر مبنای این توضیح: درون یک اتم، همانند حلقه های یک الکترون حول هسته اتم، نمیتواند یک مدار و جایگاه دقیق وجود داشته باشد. الکترون میتواند اینجا باشد و نباشد. اصل مسئله فقط اینست که الکترون درون یک "ابر الکترونی" جای گرفته و هیچ راهی برای مشخص کردن محل دقیق آن وجود ندارد. امواج احتمالات نشان میدهد که بین ذرات جداگانه همچنان ارتباطاتی موجود است. اینها نشانگر تداوم بین ذرات از طریق امواج احتمالات است. این بازتاب تضاد موجذرات است که هم جداگانه اند و هم ادامه دار. بنظر می آید که جداگانه و ادامه دارند، و نه جداگانه اند و نه ادامه دار. این شامل جداگانه بودن درون تداوم و تداوم درون جداگانه بودن است.
چرا چنین تضادی در کار است؟ این را فقط از طریق ساختار درونی موجذرات میتوان توضیح داد. زیرا کماکان سطوح ساختاری عمیقتری زیر موجذرات وجود دارند که خود میتوانند باز هم تقسیم شوند. با این وجود، به اعتقاد مکتب کپنهاگ این نوع ارتباط، "انتخابی آزادانه" بر مبنای اراده آزادانه خویش بوده و هیچگونه تصادفی در کار نیست. الکترونها هیچ ردی از رفت و آمد بر جای نمیگذارند، بلکه فقط بر "صفحه نورانی" با هم ظاهر میشوند. و تا آنجا که به علت اصابت یک الکترون با یک نقطه خاص بر صفحه نورانی مربوط میشود، هیچگونه نشانه ای وجود ندارد که بتوانیم آن را ردیابی کنیم، هیچ شاخصی وجود ندارد که به ما اجازه پیش بینی بدهد. هیچ پدیده ماقبل و مابعدی وجود ندارد که بتوانیم درباره اش فکر کنیم. آدم فقط میتواند از انواع مختلف "ابزار" استفاده کند تا موجذرات خود را در برخی آزمایشات بمثابه ذره، و در برخی دیگر بمنزله موج بروز دهند. و اینها دو جنبه دافع یکدیگر و مکمل هم هستند که "تصویری از دنیای مکمل ها" را تشکیل میدهند.
معنایش اینست که ماده خود را اینجا بمثابه ذره و آنجا بمثابه موج بروز میدهد. امروز ذره است و فردا حوزه. هر یک از این دو جنبه متناوبا برجسته میشود. یکی بدون دیگری کاری از پیش نمیبرد. نیوتون میگفت که در دنیا فقط ذرات وجود دارند. اینشتین میگفت که در دنیا فقط حوزه ها وجود دارند. مکتب کپنهاگ میگفت که نیمی از دنیا از ذره تشکیل شده و نیمی دیگر از حوزه. نیمی منقطع است و نیمی ادامه دار. و این دو نیمه بسادگی با یکدیگر همراه شده اند "دو در یک ترکیب شده است" مسئله بی کم و کاست همین است.
چنین نتیجه ای از کجا برمیخیزد؟ به گفته "هایزنبرگ": "درست همانگونه که آرزوی یونانیان بود، دیگر ما تنها جسم اولیه که واقعا موجودیت دارد را پیدا کردیم." این جسم، کوانتوم انرژی است یعنی "ذره اولیه" که "کوچکترین واحد غیر قابل تقسیم هر ماده ای است." (سئوالات فلسفی مربوط به فیزیک هسته ای، 1948) این کوانتوم، حد نهائی تحلیل را تعیین میکند. بشر درون این محدوده میتواند یک کمیت معین را دقیقا اندازه گیری کند. میتواند به هزار و یک طریق مناسبات گوناگون خارج "کوانتوم" را مورد بررسی قرار دهد، اما بمحض عبور از این محدوده و ورود به درون کوانتوم، همه چیز نامشخص میشود.
ادامه دارد ...