جهان فلسفی فیزیک

فیزیکدانان، در راهی که قدم گذارده بودند پیش می‌رفتند. آن ها به کار بستن اصل تفرقه انداز و حکومت کن را که در اینجا باید به اصل«تقسیم کن و فرمان‌بران» تعبیر شود، ادامه دادند. پس از آن که رویدادها از ابزارهای اندازه‌گیری جدا شدند، آنگاه اجسام به مولکول ها، مولکول ها به اتم‌ها و اتم ها به پروتون ها و الکترون ها تقسیم گشتند. هم زمان با آن، مکان و زمان نیز به فواصل بی نهایت تقسیم شدند. در همه جا فیزیک دانان در پی قانون های استواری گشتند و آن هارا یافتند؛ پس با ادامة فرآیند تقسیم بندی به زیربخش‌ها، قانون‌ها شکل ساده‌تری پیدا کردند و چنین نمود که دیگر دلیلی برای این فرض وجود ندارد که قوانین فیزیکی جهان بزرگ قابل تبدیل و تحویل به همان معادلات دیفرانسیل مکانی ـ زمانی باشند که در مورد جهان کوچک معتبر هستند. ان گاه این معادلات توانستند برای هر حالت ابتدایی مفروض طبیعت، به ارائه تغییراتی بازگشتی بپردازند، و بنابراین بوسیلة انتگرال-گیری حالات برای تمام زمان آینده، توانستند دیدگاهی حتی المقدور جامع از رویدادهای فیزیکی جهان ارائه دهندکه به علت هماهنگی موجود در آن، خرسندکننده بود.
وقتی در آغاز قرن بیستم، ظرافت فزاینده و تعداد روزافزون روش های اندازه‌گیری موجود نشان دادندکه اولاً در عرصة تابش گرما و سپس در عرصة پرتوهای نوری و سرانجام در زمینة الکترومکانیک، نظریة متداول فیزیکی که در بالا شرح داده شد با مانعی غیرقابل عبور مواجه شده است، شگفتی و احساس نا مطبوع به اوج خود رسید. بهتر است نمونه ای ذکر کنم. برای محاسبة حرکت یک الکترون، فیزیک کلاسیک باید فرض کند که حالت آن یعنی محل و سرعت الکترون، معلوم است. اکنون فیزیک دریافته است هر روشی که اندازه‌گیری دقیق محل الکترون را اجازه دهد، مانع از اندازه‌گیری دقیق سرعت آن می شود؛ و مهم تر آن که دریافته است نادرستی اندازه‌گیری سرعت در جهت معکوس درستی اندازه‌گیری محل الکترون تغییر می کند و بالعکس و این پدیده تابع قانونی است که با دقت به وسیلة اندازة کوانتوم پلانک معین شده است. اگر مکان الکترون دقیقاً معلوم باشد سرعت آن به هیچ وجه معلوم نمی‌شود و بر عکس.
پیداست که در چنین وضعی، معادلات دیفرانسیل فیزیک کلاسیک اهمیت اساسی خود را از دست می‌دهند؛ و چون باید زمان آن-ها را در هر لحظه جزئی کشف کرد، قوانین بنیادی فرآیندهای واقعی فیزیکی به به صورت لاینحل درمی‌آیند. اما البته درست نیست نتیجه بگیریم که چنین قوانینی وجود ندارند؛ بلکه به عکس، شکست در کشف یک قانون باید ناشی از ناکافی بودن ضابطه‌بندی مسئله و در نتیجه ناشی از طرح نادرست مسئله دانسته شود. اکنون مسئله این است که خطا در کجاست و چگونه می‌توان آن را اصلاح کرد.
ممکن است نخست تاًکید شود که سخن گفتن از یک فروریختگی در فیزیک نظری صحیح نیست، چون آن گاه باید هر دستاوردی را که تا کنون به دست آمده است نادرست و بنابراین مردود بدانیم. موفقیت‌هایی که فیزیک کلاسیک کسب کرده است چنان اهمیت دارند که چنین عمل موًثر را امکان‌پذیر ساخته‌اند. موضوع این نیست که بخواهیم ساختمان نوینی برپا کنیم، بلکه بیشتر این است که یک نظریة قدیمی باید گسترش یابد و کامل‌تر شود، و این به ویژه در مورد میروفیزیک صادق است؛ در عرصة ماکروفیزیک که در مورد اجسام بالنسبه بزرگتر و فضاهای زمانی بحث می کند، نظریة فیزیک متداول همواره اهمیت خود را حفظ خواهد کرد. پس، آشکار است که خطا در بنیادهای نظریه نیست، بلکه در این واقعیت است که در میان فرضیات به کارگرفته شده برای ساختن نظریه، یکی از آن ها احتمالاً باعث شکست نظریه شده است که کنار نهادن آن قاعدتاً اجازه خواهد داد تا نظریه گسترش بیشتری یابد.
اجازه دهید تا داده‌های واقعیت را ملاحظه کنیم. فیزیک نظری بر پایة این فرض استوار است که رویدادهای واقعی مستقلی وجود دارند که به حواس ما وابسته نیستند. این فرض را در همة مقتضیات بایدحفظ کرد؛ و حتی فیزیک دانان مکتب تحصلی هوادار استفاده از آن هستند. حتی اگر این مکتب معتقد باشد که ارجحیت داده‌های حسی یگانه بنیان فیزیک است، باز برای خروج از یک خودگرایی غیر منطقی ناچار است فرض کند که چیزهایی نظیر فریب‌های حواس فردی و خطاهای حسی وجود دارند؛ و این[فریبها] را فقط با این که ملاحظات فیزیکی به دلخواه قابل تجدید هستند می‌توان از میان برد. با این حال، این نشان می‌دهد که چه چیزی به طور ماتقدم در ذهن به صورت بدیهی نیست، یعنی اینکه روابط کارکردی میان داده‌های حسی دارای عناصری است که نه به شخصیت مشاهده‌گر بستگی دارد و نه به زمان و مکان مشاهده. و درست همین عناصر هستند که ما آن ها را بخش واقعی رویداد فیزیکی توصیف می‌نماییم و می‌کوشیم قوانین آنرا کشف کنیم.
در بالا دیدیم که فیزیک کلاسیک، در کنار فرض وجود رویدادهای واقعی، همیشه این فرض را نیز داشت که امکان کسب ادراک کامل قانون‌های حاکم بر رویدادهای واقعی نیز وجود دارد، با توجه به این که روش کسب این ادراک یک زیر بخش پیش رونده، و زمانی و مکانی در جهت بی نهایت کوچک است. اگر با دقت بیشتری بنگریم، این فرض باید تا حد زیادی تغییر کند، چون مثلاً به این نتیجه می‌انجامد که قانون‌های حاکم بر رویداد واقعی در صورتی کاملاً قابل فهم هستند که از رویداد اندازه‌گیری جدا شوند. اکنون در صورتی که میان فرآیند اندازه‌گیری و رویداد واقعی نوعی رابطة علی برقرار باشد، این فرایند ظاهراً می‌تواند دربارة رویداد واقعی اطلاعی در اختیار ما بگذارد، و انگاه در صورت وجود چنین رابطه ای، فرایند اندازه‌گیری تا اندازه ای بر رویداد اثر می‌گذارد و آنرا مختل می‌کند، و حاصل کار این میشود که نتیجة اندازه‌گیری چیزی تحریف شده از آب در می‌آید. سهم این تحریف و خطای ناشی از آن زیاد خواهد بود، چون رابطة علی میان موضوع واقعی مورد مطالعه و ابزار اندازه‌گیری آن، ارتباطی نزدیک و ظریف است. ممکن است از طریق افزایش فاصله علی میان شیئی و ابزار اندازه‌گیری، این ارتباط را کاهش داد و یا آنرا به نحو متفاوت دیگری بیان کرد. اما هیچ‌گاه نمی‌توان جلوی مداخلة آنها در یکدیگر را گرفت، چون اگر فاصلة علی بی نهایت بزرگ فرض شود، یعنی اگر شیئی را بطور کامل از ابزار اندازه‌گیری جدا کنیم، آنگاه دربارة رویداد واقعی هیچ چیز نخواهیم فهمید. اکنون اندازه‌گیری اتم‌های منفرد و الکترون‌ها، مستلزم به کارگیری روش های بسیار ظریف و حساسی است. در حالت اول، تداخلی با سرعت الکترون وجود دارد، در حالت دوم، مکان آن در فضا نامعین است. این امر، تبیین علمی همان عدم دقتی است که در بالا توصیف شد. این ملاحظات هر قدر متقاعد کننده به نظر برسند، نمی‌توانند به قلب مسئله راه یابند.