ششمین انقلاب بزرگ علمی

تاریخ علم، قصه ای از شش انقلاب است. نخستین آنها با گالیله آغاز و عمدتاً با نیوتون، که علم مکانیک و مفهوم گرانش جهانی را پدید آورد، کامل شد. پیشگام دومین انقلاب کارنو بود که به دنبال او میر، جول، هلمهولتز، تامسن، کلازیوس، گیبس و نرنست علم ترمودینامیک را برای ما فراهم آوردند. در انقلاب سوم، فارادی و ماکسول مفهوم میدان را ارائه و نظریه ی الکترومغناطیس را مطرح کردند. کارهای کلازیوس، ماکسول، بولتزمن، وگیبس در انقلاب چهارم، به نام مکانیک آماری دری به سوی فیزیک مولکولی گشود و در انقلاب پنجم، نظریه ی نسبیت اینشتین، دید ما از فضا، زمان وگرانش را تجدید بنا کرد. انقلاب کوانتومی در سال 1900 آغاز، و بیست و پنج سال بعد در علم جدیدی که امروزه «نظریه کوانتومی»، «مکانیک کوانتومی» یا «فیزیک کوانتومی» نامیده می شود که بیشتر ریز جهان مولکولها، اتمها و ذرات زیر اتمی را کندوکاو می کند آغاز می شود. به عنوان تذکر، من به جای فیزیک کوانتومی اولیه و فیزیک کوانتومی بعدی، از صفت «کلاسیک» برای اولیه و «کوانتومی» برای بعدی استفاده خواهم کرد، مثلاً در «مکانیک کلاسیک» و «مکانیک کوانتومی» و همچنین در «فیزیک کلاسیک» و «فیزیک کوانتومی». («کوانتال، Quantal» همتای بهتری برای «کلاسیکال» خواهد بود امّا این واژه به ندرت به کار گرفته می شود).
در مراحل اولیه، انقلاب کوانتومی سه رهبر بزرگ داشت: ماکس پلانک، که درک و بینشهای منضبطش آنچه را که در پیش می آمد نشان می داد، آلبرت اینشتین، که عمیقاً به این ماجرای عقلانی همچون نظریه نسبیت توجه داشت، و نیلس بور، که در بزرگترین بحرانش انقلابی ایجاد کرد. هر یک از این سه پیشگام، نخست با این وظیفه مواجه شدند تا فیزیک کلاسیک را با استنتاجات عجیبی که در فیزیک جدید اعمال می شد آشتی دهند و هر یک از آنها در راه خود ناکام ماندند. پلانک و بور کوشیدند تا ابهاماتی را که تا حدی با ایجاد فیزیک جدید در قالب فیزیک قدیم پیش می آمد رفع کنند. اینشتین به سرعت اساسی ترین ویژگیهای جدید را پذیرفت، و سپس سرسختانه برای سطح عمیقتری از واقعیت فیزیکی کندوکاو کرد.
هیچ یک از این تلاشها به طور کامل موفقیت آمیز نبود و مدتی طول کشید تا نسل دیگری از نظر پردازان کوانتومی این انقلاب را کامل کنند. در این نسل دوم، ورنر هایزنبرگ (1)، اِروین شرودینگر (2)، ولفگانگ پائولی (3)، و لویی دوبروی (4) بودند. میراث آنان مکانیک کوانتومی، نوعی از فیزیک بود که احتمالاً از نظر فکری و عقلانی چالش انگیزتر از بخشهای دیگر فیزیک بود. از کاوش در جهان ریز مقیاس قانونهای از فیزیک کوانتومی حاصل می شود که برای ما در جهان بزرگ مقیاسمان بیگانه و رمز آلود است. شرودینگر این هشدار را به ما می دهد:
وقتی چشم ذهنی ما در فاصله های کوچکتر و کوچکتر و زمانهای کوتاه و کوتاهتری نفوذ می کند، در می یابیم که طبیعت، رفتاری کاملاً متفاوت از آنچه دارد که ما در اجسام مشهود و آشکار پیرامونمان مشاهده می کنیم، به طوری که هیچ مدل شکل گرفته ای از تجربه های بزرگ مقیاس ما هرگز نمی تواند «درست و حقیقی» باشد. یک مدل رضایت بخش از این نوع نه تنها عملاً غیرقابل وصول، بلکه حتی غیرقابل تصور است. یا دقیقتر بگوییم، البته ما می توانیم فکر آن را بکنیم، امّا هر قدر فکر می کنیم تصور ما نادرسیت است؛ شاید به قدر یک «دایره سه گوشه» بی معنی نباشد، امّا بسیار بی معنی تر از یک «شیر بالدار» است.

پی نوشت ها :

1.Werner Heisenberg
2. Erwin Schrodinger
3. Wolfgang Pauli
4. Louis de Broglie

منبع مقاله :
کروپر، ویلیام هـ، (1389)، فیزیکدانان بزرگ از گالیله تا هاوکینگ، احمد خواجه نصیر طوسی ـ سهیل خواجه نصیر طوسی، تهران، مؤسسه ی فرهنگی فاطمی، چاپ اول 1389