فلسفه‌ی فیزیک (1)

داستان نسبیت، داستان برنامه‌ای است که به طور پیوسته توسعه می‌یابد و با پیشرفت تاریخ فیزیک، شکل هرچه پیچیده‌تری به خود می‌گیرد. این داستان در 1440 با در باب جهل فرهیــختگان کوزا آغاز می‌گردد و در نسبیت عام به اوج خود می‌رسد. در هر مرحله، نامزد دیگری برای بس‌تایه جا-گاه مطلق، از فیزیک حذف شد. یک راه متعارف برای تقسیم تحقیقاتی که فلسفه فیزیک را می‌سازند می‌تواند به شرح زیر باشد:
1. مطالعات تحلیلی و تاریخی درباره تحول و ساختار مفاهیم برجسته‌ای که در علم فیزیک به کار می‌رود، مانند «جا-گاه» (1)، «هم‌زمانی» (2) و «بار» (3).
2. مطالعات طبیعت‌گرایانه و رسمی درباره روش‌هایی که مشخصه علم فیزیک بوده‌اند، از جمله آزمایش‌گری و نظریه‌سازی، ارزیابی و تغییر.
3. مطالعه اصول بنیادی مثال‌های مهم از نظریه فیزیکی.
این سه نوع بررسی را می‌توان در سراسر تاریخ تفکر فلسفی در باب ماهیت علم فیزیکی یافت. مثلاٌ، در نوشته‌های ارسطو [2] (تقریباٌ 385 قبل از میلاد)، بحث‌های گسترده‌ای درباره بسیاری از پرسش‌هایی که هنوز فیلسوفان فیزیک را درباره ماهیت ویژگی‌های ماده به خود مشغول می‌دارد، وجود دارد. دیدگاه‌های متعارض درباره روش‌شناسی فیزیک را می‌توان به آسانی در نوشته‌های قدما یافت. مثلاٌ، تذکر افلاطون که وظیفه منجم «نجات نمودها» ست، (4) مورد اعتراض قرار گرفته، تفسیر شده و مجدداٌ تفسیر شده است. در باب ماهیت اشیاء (5) لوکرتیوس [31]، نموداری از بنیان متافیزیکی برای فیزیکی عمومی وجود دارد که تصور می‌شد، بر مبنای اندیشه جهان اتم‌های مادی مشاهده‌ناپذیر، در هر جایی در گیتی قابل اعمال است.
به نظر می‌رسد که این سه گروه از مطالعات، در فلسفه شیمی نیز یافته می‌شود. برای گشودن آن که آن چیست که ویژگی مطالعات فلسفه فیزیک است، باید درباره آن چه فیزیک را از کلیه علوم طبیعی دیگر متمایز می‌سازد، مطالبی بگویم. امروزه، از کشیدن خطی اکید میان فیزیک و دیگر علوم اکراه دارند. اما، برای اهداف این مقاله، می‌توان به تقسیمی تقریبی به شرح زیر دست زد. فیزیک، مطالعه عام‌ترین ویژگی‌های ماده است. در شیمی و زیست شناسی، ویژگی‌های منحصربفرد انواع خاصی از ماده بررسی می‌شود. با به یاد داشتن این دستور مبهم، می‌توانیم فیزیک را مطالعه وجوه جهان‌شمول جهان مادی از قبیل ساختار فضایی-زمانی آن، و ویژگی‌های مشترکی که هر موجود مادی با موجودات دیگر در آن‌ها سهیم است، از قبیل جرم-انرژی و تحرک، بدانیم. این طرز متمایز ساختن موضوع با حیطه آن، نسبتاٌ ساده‌انگارانه است. در همین اواخر بود که معلوم شد ماده و تابش به یکدیگر قابل تبدیل هستند و بنابراین، ویژگی‌های مشترکی دارند. اما، مطالعه اپتیک و مطالعه مکانیک، همیشه یا تقریباٌ همیشه، شاخه‌هایی از فیزیک بوده است.
جا دارد که بر قدمت بررسی‌های فلسفی علم فیزیک تأکید شود. [علم فیزیک] هرگز از محتوای فلسفی تهی نبوده است. در دوره‌های بحران، پرسش‌های مربوط به وجودشناسی و مربوط به روش، به سطح می‌آیند. مراد من از دوره بحران، نهضتی در تاریخ بررسی جهان فیزیکی است که طی آن، بهترین نظریه‌هایی که می‌توانیم بر اساس معیارهای موضعی برای تشخیص یک نظریه خوب بسازیم، در نزاع آشتی‌ناپذیر با یکدیگر هستند، در حالی که هنگام مراجعه به نتایج مشاهده و آزمایش از یکدیگر تمیزناپذیرند. در این شرایط، تفکر فلسفی به مرکز صحنه بازمی‌گردد. فیزیک، بیش از هر علم دیگری، از طریق تعامل میان تحلیل فلسفی در باب مبانی مفهومی و آن چه، در نگاه نخست برنامه تحقیق علمی مستقلی به نظر می‌رسد، گسترش می‌یابد. من، در حین ارائه سخنان مفصل‌تر خود، گهگاهی این وجه از تاریخ فیزیک را مجسم خواهم نمود.
قبل از آن که به سراغ طرح مثال‌های خاصی از تحلیل مفهومی بروم، تمایز عمومی دیگری هم هست که باید به یاد داشت. از روزگار صورت‌بندی علم هندسه توسط اقلیدس، ریاضیات در تحول فیزیک، نقشی مهم ایفا کرده، اما این نقش بدون منازعه نبوده است. میان شیوه‌های تفسیر صورت‌بندی‌های ریاضی، تمایز مهمی وجود دارد [47]. آیا نمایش ریاضی انتزاعیِ قوانین فیزیکی، نقش کمکی (6) داشته است یا بازنمودی (7)؟ ریاضیات کمکی، عبارت است از دستگاه‌های صوری که با آن‌ها می‌توان به طریق متعارف، معرفت فیزیکدان را خلاصه کرد و در آن دست برد. من، در باب مثال ساده‌ای از ریاضیات کمکی، مدیون جان روچ (8) هستم. این مثال، عبارت است از شبکه‌ای از خطوط عرضی و طولی که زمین‌فیزیکدان (9) بر روی زمین قرار می‌دهد. مثال پیچیده‌تر، نظام افلاک حامل و افلاک تدویر است که بطلمیوس با آن‌ها، تقویم‌های نجومی، طلوع و غروب اجرام سنگین، را محاسبه کرد. این فرض پیشینی که تمام دستگاه‌های فنی که در برخی صورت‌بندی‌های ریاضیاتی قانون یا نظریه به کار می‌روند، دارای همتای فیزیکی هستند، موجه نیست. قوانین و اصول مکانیک کوانتومی را می‌توان در فضای هیلبرت به طور ریاضی با بردارها نمایش داد. اما، معنای فیزیکی مفاهیم برجسته نمایش فضای هیلبرت، احتمالاً چه می‌تواند باشد؟ به تصوربرداری که در «فضای» بی‌نهایت بعدی می‌چرخد، چه معنایی می‌توان داد؟ به همین نحو، پرسیدن از همتاهای فیزیکی نوسان‌گرهای بارداری که جای الکترون‌های سیاره‌ای نظریه قدیمی را می‌گیرند، سوءبرداشت از نظریه دوم بوهر درباره اتم است. از سوی دیگر، نظریه‌های فراوانی از قبیل نظریه کلاسیوس-ماکسول درباره رفتار گازها در فیزیک وجود دارد که در آن‌ها، هر جزء از بازنمود ریاضی، همتای وجه معینی از سیستم فیزیکی تلقی شده است. بر اساس مدل ملکولی گازها، به هر متغیر در pv = 1/3 nmc2 می‌توان معنایی فیزیکی نسبت داد.
من، با طرح بحث‌های اخیر درباره موضوعاتی که همیشه مورد توجه بوده‌اند، سه شاخه فلسفه فیزیک را مجسم خواهم نمود. برای تجسم مطالعات تحلیلی و تاریخی، به مسائل تفسیر نظریه نسبیت خواهم پرداخت. مثال بدیل، می‌توانست مفهوم «جرم» باشد که آن نیز تحولی طولانی و جالب را پشت سر گذاشته است. این مفهوم، در واکنش نسبت به پیشرفت های تجربی و نظری، دقیق، تقسیم و متمایز گردیده است ([28 ]). برای تجسم مطالعات روشی، برخی از کارهای اخیر در مورد نقش آزمایش در فیزیک را مدنظر خواهم گرفت ([20]). هم چنین، منازعات میان واقع‌گرایان و ضدواقع‌گرایان را درباره تفسیر و نقش نظریه‌ها در فیزیک مورد بحث قرار خواهم داد. آیا نظریه‌ها، هستی‌های مشاهده ناپذیر، اما واقعی را توصیف می کنند یا صرفاٌ وسایلی هستند برای پیش‌بینی پدیده‌های دیگر؟ در صورت نخست، اگر هرگز نتوانیم جهان پنهان فرآیندهای علّی را مستقیماً مشاهده کنیم، چگونه می‌توانیم بدانیم هر بار که تصویری از آن به دست می‌آوریم، بهتر از تصویر قبلی است ([33] , [12] , [3])؟ برای تجسم پرسش‌های بنیادی، از تحول بحث موضعی درباره مبانی نظریه نیوتونی ماده به سوی منازعات مربوط به معنای مفاهیم برجسته نظریه‌های میدان کوانتومی خواهم رفت ([10]). مثال بدیل، می‌توانست بحث های مربوط به اهمیت نابرابری بل و جایگاه آزمایش EPR(10) باشد ([16] , [6] , [5] , [4]).

مطالعات تحلیلی و تاریخی مفاهیم
 

موضوعاتی را که تحت این عنوان قرار می‌گیرند، به دو گروه وسیع تقسیم خواهم کرد. موضوعاتی که به تحلیل مفاهیمی می‌پردازند که، در وهله نخست، مستقل از نظریه‌های خاصی که در درون آن‌ها قرار می‌گیرند، مدنظر قرار خواهند گرفت. مثلاً تحلیل‌های مربوط به فضا، زمان، علّیت، ویژگی و مانند آن‌ها وجود دارند که هر چند تحت تأثیر نظریه‌های خاصی در فیزیک قرار دارند، اما به نظر می‌رسد از جهاتی مستقل از آن‌ها هستند. از سوی دیگر، تحلیل‌های مربوط به مفاهیم برجسته‌ای از قبیل جرم، اندازه حرکت، بار، نیرو و مانند آن‌ها وجود دارند که تصور کار با آن‌ها، مستقل از نظریه‌های خاصی که گاهی در درون آن‌ها قرار می گیرند، دشوار است.
این تحلیل‌ها، اعم از عام و خاص، معمولاً نسبت به پرسش‌های بزرگ‌تر انجام می‌شود. بنابراین، مثلاً، توسعه و اقامه برهان برای تحلیل مفاهیمی از قبیل فضا و زمان، بخشی از مجادلات طولانی میان مطلق‌گرایان و نسبیت‌گرایان است. آیا مفاهیم «فضای مطلق» و «زمان مطلق» معنایی دارند؟ برخی از نسبیت‌گرایان، ادعا کرده‌اند که این مفاهیم ترکیبی، منطقاً نامنسجم هستند. بحث‌های مربوط به تفسیر صحیح از مفاهیم جرم، بار، نیرو و مانند آن‌ها، به این موضوع گسترده‌تر مربوط می‌شود که آیا ویژگی‌های فیزیکی چیزها، به مثابه تمایل، قوه و گرایش ([23] , [43]) بهتر درک می‌شوند. من، در بخش مبانی، بار دیگر به سراغ این پرسش خواهم رفت.
در بررسی جایگاه انواع مفاهیمی که بدان‌ها اشاره کردم، باید به یاد داشت که تحلیل با در نظر گرفتن وضعیت علم فیزیکی در زمان خود، انجام شده است. با این همه، پرسش‌های عامی را با خود به همراه دارند، از قبیل این که آیا باید نظریه مطلق‌گرا یا نسبیت‌گرای فضا و زمان را ترجیح دهیم یا آیا تمام ویژگی‌های فیزیکی به واقع، تمایلات هستند. منازعاتی نظیر آن چه میان لایبنیتز و کلارک (11) ([1]) بر سر ماهیت فضا و زمان در گرفت، هر چند در متن فیزیک نیوتونی بود، با این همه، اهمیتی عام دارد.
نمی‌توان گفت فلسفه فیزیکی مستقل از وضعیت نظریه فیزیکی وجود ندارد. عمومیت مفاهیم مربوطه، گاهی، به ما امکان می‌دهد مفاهیم را بررسی کنیم و برهان‌هایی اقامه نماییم که از دوره‌های خاص در تاریخ خود علم فراتر می‌روند.
در اوایل این قرن، به نظر می‌رسید که نظریه نسبت، چالشی بنیادی را فراروی نظام مفهومی خوش‌بنیاد برای بیان روابط فضایی، زمانی و علّی قرار داده است. جامعه فیزیکدانان به اندیشه چارچوب مرجع مطلق خو گرفته بود، هر چند توسل به این اندیشه در حل مسائل عملی فیزیک، چندان لازم نبود. بر اساس افسانه‌ای رایج، نظریه نسبیت چیزی خارق‌العاده و به شدت بنیادی بود. امیدوارم که نشان دهم که چنین تصویری اصلاَ تجسمی بسنده از شیوه تحول نظریه‌های فضا زمان و جا-گاه در طول تحول فیزیک پسا-ارسطویی نیست. از جمله پرسش‌های بسیاری که می‌توان درباره فضا و زمان پرسید یکی این است که آیا میان موقعیت فضایی و زمانی آزمایشگر یا ناظر و صوری که آزمایشگران یا ناظران برای بیان قوانین طبیعت به کار می‌برند، رابطه‌ای وجود دارد. آیا هنگامی که دستگاه آزمایش، به جای یک مکان و زمان در مکان و زمان دیگر به کار گرفته می‌شود، یکسان هستند یا نیستند؟ آیا قوانین طبیعت اگر بر روی دستگاهی متحرک مورد مطالعه قرار گیرند، همان گونه به نظر می‌رسند که اگر روی دستگاهی مورد مطالعه قرار می‌گرفتند که نسبت به چارچوب مرجع ظاهراً ثابتی ساکن است، به نظر می‌آمدند. یا روی دستگاهی که نسبت به دستگاه دیگری که دستگاه آزمایشی که آزمایش‌ها قبلاَ با آن انجام شده بود روی آن قرار گرفته، شتاب دارد؟ سرانجام، ژرف‌ترین پرسش این بود- آیا ما می‌توانستیم با جستجوی تغییرات بارز در قوانین طبیعت، کشف کنیم که کدام دستگاه اجسام متحرک و شتاب‌دار است و کدام یک واقعاَ ایستاست؟
دیدگاه‌های مطلق‌گرایانه در باب فضا و زمان، به دو طریق مورد چالش قرار گرفته‌اند. نظریه نسبیت، این اندیشه را به چالش می‌کشد که چارچوب مرجع ممتازی وجود دارد که مطلقاَ در حال سکون است و تمام حرکت‌های یکنواخت و شتاب‌دار را می‌توان به آن ارجاع کرد. در برابر این اندیشه که می‌توان آن را مستقل از پرسش مربوط به چارچوب‌های مرجع نیز مطرح کرد، چالش «نسبت‌باورانه» ای نیز وجود دارد. نسبت‌باوران، به همراه لایبنیتز، معتقدند که فضا و زمان، مستقل از سیستم مادی جهان وجود ندارند. این‌ها، از جمله ویژگی‌های نسبیتی آن سیستم هستند. مطلق‌گرایان (که بعداَ برای متمایز ساختن ایشان از کسانی که درنهایت موضع غیرنسبت‌باورانه را در فیزیک ترجیح می‌دادند، جوهرگرا) 12 نامیده شدند معتقد بودند که بس‌تایه (13) جا-گاه جوهری است که مستقل از جهان مادی بارها، نیروها و میـــــدان‌ها وجود دارد ([11]). مثال روشنگر من، به موضوع مطلق‌گرا/نسبیت‌گرا، نه منازعه جوهرگرا/نسبت‌باور (14) مربوط می‌شود.
اجازه دهید طرح مختصری از این امر ارائه نمایم که امروزه، آن پیشرفت تاریخی را که به تفسیر معاصر از نظریه نسبیت منتهی گردید، چگونه می‌بینند. این اندیشه که شکل قوانین طبیعت، مستقل از موقعیت فضایی-زمانی است در مفهوم فنی هم‌وردایی (15) قانون، تحت انتقال مختصات، بیان می‌شود. مثالی ساده را در نظر بگیریم: تغییر هر یک از مختصات موقعیتی در صفحه دکارتی به مقداری ثابت، انتقال است. اگر مختصات، قبل از انتقال x و y باشند و پس از آن x-a و y-b، چنان است که گویی کل چارچوب مرجع را به اندازه a واحد به سمت راست و به اندازه b واحد به بالا حرکت داده‌ایم. اگر قانون فیزیک، قبل و بعد از اعمال انتقال، دارای یک شکل باشد، می‌گوییم که «تحت انتقال هم‌ورداست». اما، این اندیشه فنی، روایتی از مفهومی بنیادی‌تر است. این اندیشه را بیان می‌کند که شکل قانون طبیعت نسبت به تغییرات در موقعیت، دوره، یا سرعت نسبی چارچوب مرجعی که نسبت به آن مطالعه می‌شوند، بی‌تفاوت است (تحت تأثیر آن قرار نمی‌گیرد). ما می‌توانیم مبادی اندیشه هم‌وردایی یا بی‌تفاوتی نسبت به موقعیت را در نوشته‌های نیکولاس از کوزا (16) ([4]) پیدا کنیم. بر خلاف ارسطوییان، که معتقد بودند فضا و زمان ساختارهایی ذاتی دارند و قوانین طبیعت بر اساس موقعیتی که در درون آن ساختار دارند و تحت آن مورد مطالعه قرار می‌گیرند، تغییر می‌کنند، کوزا اصل عمومی بی‌تفاوتی را مطرح ساخت. سخنان شیوای وی به شرح زیر است: «مرکز و پیرامون جهان یکسان هستند»، یا به عبارت دیگر، وی معتقد بود که قوانین فیزیکی نسبت به موقعیت خود در فضا و نیز در زمان، بی‌تفاوت هستند.
گام بعدی برای رهاندن فرآیندهای فیزیکی از نفوذ فضا و زمان، با کار گالیله برداشته شد ([18]). وی، در تصویری چشم‌گیر، از ما می‌خواهد که انجام آزمایشی را در درون کشتی بر دریایی آرام به تصور درآوریم. وی مدعی بود که کشف این که آیا کشتی نسبت به دریا در حرکت است یا در حال سکون، با آزمایش در کابینی بسته، ناممکن است. حرکت نسبی میان کشتی و دریا، بر روی نتایج آزمایش‌های ما اثری ندارد. فیزیک در درون کشتی همیشه یکسان خواهد بود، مهم نیست که سرعت یکنواخت آن نسبت به دریا چقدر است. این، اصل نسبیت گالیله‌ای است. نیوتون، یقیناَ این اصل را تصدیق می‌کرد. تصور می‌شد که قوانین مکانیک، نسبت به تبدیل مختصات گالیله‌ای، بی‌تفاوت یا آن گونه که ما می‌گوییم، هم‌وردا هستند. در این انتقال، می‌توانیم عبارت ریاضی حرکت‌های یکنواخت را هر مقدار که می‌خواهیم تغییر دهیم. در این صورت هم‌ارز ریاضی کاهش سرعت یا افزایش سرعت کشتی به مقداری معین نسبت به دریا، و قوانین طبیعت، هنگامی که در مختصات جدید بیان می‌شوند، شکل خود را حفظ خواهند کرد.
همه چیز تا پیدایش مجموعه جامع قوانین الکترومغناطیس کلارک ماکسول به خوبی پیش می‌رفت. وویگت (17) در 1891 نشان داد که قوانین ماکسول تحت انتقال گالیله‌ای، هم‌وردا نیستند. این حکایت از آن می‌کرد که شاید بتوان برای حرکت واقعی یا مطلق ما در زمینه‌ای یکنواخت و جهان‌شمول، شاهدی الکترومغناطیسی یافت. به نظر می‌رسید که، در اصول، آدمی می‌تواند راه خود را بیابد و شاید حتی سرعت خود را نسبت به چارچوب مرجعی مطلق معین سازد. از آن جا که آن چه تحت انتقال گالیله‌ای هم‌وردا نبود، قوانین الکترومغناطیس بود، شاید اتری الکترومغناطیسی می‌توانست به مثابه زمینه مطلقی به کار آید که فیزیکدانان بدان نیاز داشتند. این، پروژه مایکلسون (18) و مورلی (19) بود (برای شرح کار مایکلسون و مورلی که بر اهمّیت دستگاه [آزمایش] تأکید دارد، نگاه کنید به [22]).
اما، در اواخر قرن نوزدهم، روشن شده بود که انتقال مختصاتی وجود دارد که قوانین الکترومغناطیس تحت آن هم‌وردا هستند. این، انتقال لورنتز (20) بود. اکنون، وضعیت بسیار جالب شده بود. قوانین الکترومغناطیس ماکسول، تحت انتقال لورنتز، اما نه نسبت به انتقال گالیله، هم‌وردا بودند. قوانین مکانیک نسبت به انتقال گالیله، اما نه نسبت به انتقال لورنتز، هم‌وردا بودند. هر دوی آن‌ها نسبت به انتقال کوزایی هم‌وردا بودند، اما این را چنان بدیهی تلقی کرده بودند که ارزش تذکر را نداشت. این وضعیتی بود که اینشتاین با آن روبرو بود.
اساساَ، اینشتاین می‌بایست دو مسئله را حل می‌کرد ([15]). چگونه میان الکترومغناطیس از یک سو و مکانیک از سوی دیگر، دست به انتخابی معقول بزند؟ دلایل وی برای انتخاب گزینه الکترومغناطیس به نیازی مربوط می‌شود که وی به حفظ تقارن کامل میان فرآیند القای الکترومغناطیسی به هنگامی که رسانای متحرک خطوط نیروی میدان مغناطیسی ساکن را قطع می‌کند و به هنگامی که میدان مغناطیسی متحرک با رسانایی ساکن اندرکنش انجام می‌دهد، حس می‌نمود. اگر ما اتر الکترومغناطیسی را فرض بگیریم، فرآیندها در هر حالت، متفاوت خواهد بود. وی فکر می‌کرد که این غیرقابل تحمل است. از این رو با نفی ضرورت فرض اتر، به ممتاز بودن الکترومغناطیس رأی داد. این انتخاب نه تنها به کار حذف اتر از فیزیک، بلکه به کار ارتقاء انتقال لورنتز به جایگاه اصل غالب هم‌وردایی نیز آمد. مسئله دوم وی، یافتن شکل جدیدی برای قوانین مکانیک بود به نحوی که آن‌ها نیز تحت انتقال لورنتز هم‌وردا باشند. اگر انجام این کار ممکن می‌گردید، فیزیک، یکی می‌شد. یک فیزیک در کار بود و تمام قوانین آن، از مکان، لحظه و سرعت نسبی سیستم مادی‌ای که در آن آزموده می‌شدند، مستقل می‌بودند. وی، این قوانین را یافت و آن‌ها جز قوانین نظریه نسبیت خاص نیستند.
اما، اکنون می‌توانیم ببینیم که مسئله سومی هم در کار بود. قوانین جدید مکانیک، به همراه قوانین الکترومغناطیس، نسبت به کدام ساختار فضایی-زمانی بی‌تفاوت بودند؟ اینشتاین، خود، این مسئله را حل نکرد. ما، حل آن را مدیون مینکوسکی (21) هستیم ([36]). در بس‌تایه مینکوسکی، فضا و زمان، سیستم‌های مستقل موقعیت‌ها و لحظه‌ها نیستند. بس‌تایه‌ای چهاربعدی وجود دارد که تصور می‌شود فرآیندهای فیزیکی در آن روی می‌دهند. سیستم‌های مختصات مینکوسکی، که با سرعت نسبی یک‌نواخت نسبت به یکدیگر در حرکت هستند، اکنون به چارچوب‌های مرجعی تبدیل می‌شوند که باید نسبت به تغییرات میان قوانین طبیعت، بی‌تفاوت باشند. هر جا و هر زمان که آزمایشی در بس‌تایه مینکوسکی انجام شود، نتیجه باید یکسان باشد.
نسبیت عام، فقط، همین اندیشه را یک گام جلوتر برد. اینشتاین، پروژه یافتن صورت‌بندی‌ای را برای قوانین طبیعت دنبال می‌کرد که آن‌ها را تحت انتقال مختصات عمومی، از جمله میان چارچوب‌های مرجعی که نسبت به یکدیگر شتاب‌دار هستند، هم‌وردا باقی بگذارد. فضای خمیده مشهور نسبیت عام که نمایشگر بس‌تایه‌ای است که قوانین طبیعت نسبت به آن مطلقاً بی‌تفاوت هستند، متناظر با بس تایه مینکوسکی در نسبیت خاص است.
داستان نسبیت، داستان برنامه‌ای است که به طور پیوسته توسعه می‌یابد و با پیشرفت تاریخ فیزیک، شکل هرچه پیچده‌تری به خود می‌گیرد. این داستان در 1440 با در باب جهل فرهیــختگان (22) کوزا ([41]) آغاز می‌گردد و در نسبیت عام به اوج خود می‌رسد. در هر مرحله، نامزد دیگری برای بس‌تایه جا-گاه مطلق، از فیزیک حذف شد.
ارتباطی با منازعه مطلق‌گرا (جوهرگرا) /نسبت‌باور وجود دارد. روشن است که اگر قوانین طبیعت نسبت به موقعیت‌های مفروض خود در بس‌تایه فضا یا زمان یا جا-گاه بی‌تفاوت باشند، آن گاه آن بس‌تایه‌ها نمی‌توانند هیچ نقشی در علوم فیزیکی ایفا نمایند. فضای مطلق، زمان مطلق و جا-گاه مطلق، زائد هستند. اثبات تجربی این زیادی بودن توسط مایکلسون-مورلی، در واقع، بخشی از تاریخ نظریه نسبیت نیست. این، تا حدی، نتیجه‌ای آرام‌بخش بود که خرَد اینشتاین را در ممتاز دانستن قوانین الکترومغناطیسی و ویژگی‌های آن‌ها در برنامه تحقیقی خود، تأیید می‌کرد.
نسبیت، خویشاوند نسبت‌باوری شده بود. اما، پیروزی نسبت‌باوری به هیچ روی، نتیجه قبلی نیست. هنوز دلایلی برای این امر وجود دارد که فکر کنیم در علوم فیزیکی، جایی برای جا-گاه مطلق وجود دارد. این دلایل به جایگاه بس‌تایه جا-گاه به نحوی که نسبیت عام ایجاب می‌کند، مربوط می‌شوند. ادعا شده است ([38]) که حتی در غیاب تمام میدان‌های مادی، این بس‌تایه، باز هم دارای ساختاری است. بنابراین، نمی‌تواند فقط یکی از مجموعه‌های روابطی باشد که به مایه مادی جهان نظم می‌دهند.
در سراسر تاریخ فیزیک، موارد نمونه‌واری از تحلیل مفهومی دیگر مفاهیم فیزیکی روی داده است. به مجادله کلارک-لایبنیتز، به مثابه تبصره برمی‌خوریم، یعنی بررسی تصوری در مفهوم مقدار حرکت که پیش‌آگهی تمایز میان اندازه حرکت و انرژی را در خود داشت. انتقال از پوزیتیویسم به واقع‌گرایی و به آن چه می‌توان پساواقع‌گرایی یا نوپراگماتیسم خواند، شامل بازاندیشی نقش آزمایش‌ها نیز می‌شود. در تبیین منطق‌گرایانه از علم، اعم از آن که به نحو پوزیتیویستی درک شده باشد یا به نحو ابطال‌پذیرانه توسط کارل پوپر توسعه یافته باشد، تبیینی منطقی از آزمایش ارائه می‌شود. آزمایش برای آن انجام می‌شود تا به موجودی عقلانی، قضیه‌ای به شکل «برخی A ها، B هستند» یا، اگر چنین معلوم شود، «برخی A ها، B نیستند»، بدهد. اهمّیت آزمایش را روابط منطقی میان آن قضیه‌هایی که نتایج آزمایش را توصیف می‌کنند و فرضیه‌های عمومی که مربوط به آن‌ها تلقی می‌شوند، معین می‌سازند.

مسائل روشی در علم فیزیک
 

از نخستین روزهای نجوم فیزیکی، ماهیت نظریه فیزیکی، موضوع نزاع دائمی بوده است. براهین، توازنی را که می‌توان میان معرفت‌شناسی و وجودشناسی برقرار ساخت، به هم زده‌اند. روشن است که، به یک معنا، آن چه از طریق ادراک معلوم است، یعنی امر مشاهده‌پذیر، نوعی جایگاه وجودشناختی ممتاز دارد، هرچند می‌دانیم که بسیاری از دعاوی وجودشناختی ما که بر مبنای ادراک مطرح شده‌اند، محل نزاع بوده‌اند و گاهی می‌بایست در آن‌ها تجدیدنظر به عمل آید. اما، به نظر می‌رسد که نظریه فیزیکی به طرزی بارز به فرآیندهایی از قبیل گردش سیارات در مدار، هستی‌هایی از قبیل ذرات زیراتمی و ساختارهایی مانند انحنای جا-گاه اشاره دارند که فراتر از ادراک قرار دارند. پس، وضعیت معرفت ما از این وجودات و جایگاه آن‌ها به مثابه موجوداتی در امتداد آن چه ما می‌توانیم درک کنیم و شاید به مثابه مؤلفه‌های آن، چیست؟ ضدواقع‌گرایان تمایل داشته‌اند که به رهایی از حواس، به ویژه حس بینایی، هم از لحاظ وجودشناختی و هم از نظر معرفت‌شناختی، بها دهند. واقع‌گرایان، که از لحاظ معرفت‌شناختی محتاط‌تر هستند، با این همه از لحاظ وجودشناختی جسورتر بوده‌اند و کوشیده‌اند راه‌هایی بیابند که صفات نظریه‌های فیزیکی، به ویژه، قدرت آن‌ها در ایجاد انواع جدید آزمایش، به مثابه مبانی تفسیر واقع‌گرایانه آن‌ها و بدین‌ترتیب افزودن به وجودشناسی ما، بزرگ کردن فهرست چیزهایی که معتقدیم جهان را می‌سازند، تلقی شوند. اما، شکاکان، در بازگرداندن تفسیر فیزیک به راستای ضدواقع‌گرایانه، با دشواری اندکی روبرو هستند. آن‌ها می‌پرسند ما چگونه می‌توانیم از درستی قوانین خود اطمینان داشته باشیم، حال آن که برای پذیرش آن‌ها مبانی بسیار محدودی داریم؛ مسئله کلاسیکی استقراء. ما چگونه می‌توانیم به نظریه‌ها خرسند باشیم، حال آن که مبانی ما برای پذیرش آن‌ها فقط قدرت پیش‌بینی و پس‌بینی آن‌هاست، زیرا به آسانی می‌توان نشان داد که نظریه‌های بی شماری با همان قدرت پیش‌بینی و پس‌بینی وجود دارند؛ مسئله تعیین عواملی کم‌تر از آن چه لازم است، نخستین بار توسط کریستوفر کلاویس بیان گردید. این اواخر، مشرب جدیدی در میان فیلسوفان فیزیک رواج یافته است. تشخیص منبع ضعف واقع‌گرایی به مثابه تعهدی به این اصل که هدف علم، اثبات درستی گزاره‌های نظریه فیزیکی است، مکتب جدید فلسفه‌های نوپراگماتیستی علم، تا حدی با خوانشی از فلسفه نیلز بوهر ([27] , [37]) پدیدار گردیده است. این فیلسوفان ادعا کرده‌اند که تفسیر واقع‌گرایانه از نظریه فیزیکی را باید به مثابه این آموزه تلقی کرد که نظریه‌ها تا آن جا خوب هستند که به ما آن قدر از مشاهده‌ناپذیر فهم می‌دهند که به ما امکان دست بردن در آن را می‌دهد ([21]). قابلیت دستکاری، مفهومی است که به ما امکان می‌دهد تا از مرزهای ادراک‌پذیری فراتر برویم.
از واقع‌گرایی «پراگماتیک» چند پیامد مهم حاصل می‌گردد. از یک جهت، به برداشت قرن هجدهمی از جایگاه منطقی ویژگی‌های فیزیکی بازمی‌گردد. در آن زمان، فلسفه رایج فیزیک اعلام می‌کرد که معرفت ما از جهان فیزیکی، معرفت از قدرت‌ها و تمایل اشیائی است که در غیر این صورت، معرفت‌ناپذیر بودند. ما آن‌ها را از طریق آن چه می‌توانستند موجب گردند، می‌شناختیم. به همان نحو، فلسفه بوهری فیزیک، از ما می‌خواهد که جهان را تا آن جا در نظر بگیریم که از طریق تمایلاتی که در دستگاه تعبیه‌شده، بر ما پدیدار می‌گردد. پیامد دیگری وجود دارد که از این دیدگاه حاصل می‌شود. زیست‌بوم‌شناسان نخستین که مفاهیمی را برای فهم شیوه ارتباط گونه‌های حیوانی با محیط زیست فیزیکی خود مطرح می‌ساختند، مفهوم umwelt را وضع کرده‌اند. umwelt انواع، آن ناحیه از جهان است که به واسطه مزیت‌های زیستی خود در دسترس انواع است. جهان فیزیکی، گسترده‌تر و غنی‌تر از مجموع umwelt های حیواناتی است که در آن ساکن هستند. این مفهوم برای توضیح این امر به کار گرفته شد که چگونه انواع مختلف حیوانات ممکن است محیط‌زیست فیزیکی یکسانی را اشغال نمایند. هر یک، umwelt خود را ساخته است. به همین شیوه، می‌توان جهان‌های فیزیک را به مثابه umwelt ها و توسعه وجودشناسی فیزیکی را به مثابه مرزبندی متوالی umwelt دائم‌التغییری برای نوع بشر، نسبت به دستگاه تجربی و سیستم‌های مفهومی‌ای که با آن‌ها، آن [umwelt] را کشف می‌کند، دانست. بنابراین، فلسفه علم به شیوه‌ای جدید، واقع‌گراست. جهان آن چیزی است که ما برای خود دسترس‌پذیر می‌سازیم و معرفت ما از آن، معرفت ما از آن چیزی است که با دستکاری‌های ما، قابل انجام است و به انجام وادار می‌شود.
پرسش بعدی که، بدیهی است که در رابطه با حرکت از برداشت ضدواقع‌گرایانه از علم فیزیک به برداشت واقع‌گرایانه بروز می‌کند، به ماهیت نظریه فیزیکی مربوط می‌شود. اگر ما فیزیک را به شیوه ضدواقع‌گرایی، آمار تجربه‌های ادراکی یا حتی آمار عملکرد ابزارها بدانیم، حال آن که هر چیز دیگری دارای اهمّیت وجودشناختی نیست و صرفاً به کار ایفای نقش متغیرهای دخالتگر برای رفتن از یک گزاره تجربی به گزاره دیگر می‌آید، به پیروی از فلسفه‌های علم ماخ ([32]) و دوئم ([14]) متمایل گشته‌ایم. به نظر این فیلسوفان، نظریه فقط نقشی منطقی ایفا می‌کند: از نظر ماخ، ماشین استنتاج است، از نظر دوئم، دستگاه طبقه‌بندی. اما، هنگامی که آدمی نظریه فیزیکی را بررسی می‌کند و تحول نظریه‌پردازی را در عرصه‌ای از تحقیق در نظر می‌گیرد، این امر به ذهن وی خطور می‌کند که ظاهراً نظریه‌های فیزیک، اصلاً، درباره جهان نیستند. آن‌ها، دست کم به نحو صوری، درباره مدل‌های جهان هستند. مدل، به این معنا، می‌تواند یا نمایشی انتزاعی (هم‌ریخت) (23) یا فراریخت (24) باشد که مشابه چیزی است که هنوز نمی‌شناسیم، اما معتقدیم که وجود دارد. قانون طبیعی مانند pv = a که a مقداری ثابت است، توصیف آرمانی‌شده رفتار نسخه‌ای انتزاعی از گاز واقعی است. قضیه نظری متناظر، pv = 1/3 mc2 توصیف مدلی ملکولی است از آن چه گاز ممکن است به نظر آید. به مدتی بیش از سه دهه، این، دیدگاه به نظریـــــه بوده است ([48] , [26]). اکنون، دوباره، در حال رواج یافتن است. پرسشی فلسفی که اگر درباره نظریه بدین نحو بیندیشیم، به طور بدیهی مطرح می‌گردد، آن است که این دیدگاه چه تناسبی با واقع‌گرایی دارد؟ اگر خوب فکر کنیم، تناسب آن [با واقع‌گرایی] نسبتاً خوب است. با رها کردن این اندیشه که واقع‌گرایی را باید بر اساس درستی قضیه‌ها تعریف کرد، بلکه باید با ارجاع به دستکارپذیری اشیائی لحاظ شود که نظریه ما را بدان‌ها هدایت می‌کند، اندیشه نظریه که بر مدلی از واقعیت متمرکز است، بسیار جذاب است. مدل و واقعیت، تا حدی، وجوداتی از یک نوع هستند و ما می‌توانیم تناسب مدل را با آن چه مدلِ آن است، بر اساس شباهت‌ها و اختلافات در نظر بگیریم. مسئله این که کدام شباهت‌ها را باید مهم دانست، خود، به سادگی و با ارجاع به ساختار مفاهیم نظری که بخش برهانی نظریه را تشکیل می‌دهند، قابل حل است. برخی از ویژگی‌ها ذاتی و برخی از آن‌ها عَرَضی به نظر می‌آیند. شباهت‌ها و اختلافات اهمّیت خود را از گستره‌ای به دست می‌آورند که از ذوات واقعی و اسمی وجودات مورد بحث به دست آمده‌اند، یعنی از تصورات ما در مورد نهادهای درونی آن‌ها و از معیارهای ما برای انتساب آن‌ها به انواع بر مبنای ویژگی‌های مشاهده‌پذیر آن‌ها.
منبع:سایت باشگاه اندیشه
ادامه دارد
/ع