نگاهی به كتاب اسرار جهان كوانتومی

دستاوردهای علمی بشر, علاوه بر اینكه طبیعت را مطیع و مسخر وی می سازد, تفكرات فلسفی و جهان بینی او را نیز دگرگون می كند پیشرفت دانش به موازات حل مسائل زندگی, محیط فكری و فرهنگی مناسب تری برای كسب دستاوردها و پیشرفت های علمی بشر مهیا می كند و با دقیق تر كردن معیارها و منقح تر كردن روش های علمی بر قدرت نفوذ و قلمرو دانش بشر می افزاید

دستاوردهای علمی بشر، علاوه بر اینكه طبیعت را مطیع و مسخر وی می سازد، تفكرات فلسفی و جهان بینی او را نیز دگرگون می كند. پیشرفت دانش به موازات حل مسائل زندگی، محیط فكری و فرهنگی مناسب تری برای كسب دستاوردها و پیشرفت های علمی بشر مهیا می كند و با دقیق تر كردن معیارها و منقح تر كردن روش های علمی بر قدرت نفوذ و قلمرو دانش بشر می افزاید. از جمله قدیمی ترین اصولی كه انسان در تبیین رویدادهای اطراف خود به كار می گرفته، برهان علیت است. علیت به عنوان یك قانون عام و فراگیر، همه حوادث را در برمی گرفت و قرن ها اساس تمام علم ما به جهان را تشكیل می داد.شاید قدمت تفكر علی به اندازه قدمت خود فكر باشد.

• موجبیت (دترمینیسم)

منظور از موجبیت این است كه هر حادثه علتی دارد (برهان علیت عمومی). گاهی فیزیكدانان، موجبیت را به معنای پیش بینی پذیری به كار برده اند در حالی كه این دو واقعاً یكی نیستند، ممكن است در یك سیستم علی، به دلیل فقدان اطلاعات كافی، از پیش بینی عاجز باشیم. علیت امری متافیزیكی است كه به آنچه درواقع وجود دارد مربوط می شود. اما قابلیت پیش بینی، امری معرفت شناختی است كه علاوه بر اعتبار علیت عامه به دانش ما در مورد طبیعت و شرایط اولیه هم نیاز دارد. ارسطو نخستین كسی بود كه مفهوم علیت را به شكلی منظم و علمی بیان كرد و تحقق چهار علت «فاعلی، مادی، صوری و غایی» را برای وقوع رویدادها لازم دانست. هرگاه این چهار علت فراهم می شد وجود معلول بالضروره تحقق می یافت.تجربه گرایان انگلیسی مثل بیكن، برنارد، میل و هیوم هم براساس علیت خدشه ای وارد نكردند. هرچند هیوم در تقریرات خود در باب علیت، معنای تجربی آن را با تلقی نظری كه ارسطو و مشایون به آن اعتقاد داشتند، اندكی متفاوت می انگاشت و بین ضرورت تجربی و ضرورت منطقی تمایزی قائل شد كه نزد پیشینیان مورد توجه قرار نگرفته بود (انكار ضرورت منطقی منتهی به تناقض می شد) اما آنها نیز همواره از ضرورت مترتب معلول بر علت سخن می گویند. هیوم مدعی فقدان دلیل معتبر برای اثبات علیت شد. فیزیكدانان ابتدا علیت را معادل قانون مند بودن می گرفتند. ماخ و همفكرانش مفهوم متافیزیكی علت و معلول را با مفهوم ریاضی تابع جایگزین كردند. لاپلاس علیت را معادل شرط لازم و كافی برای تحقق آینده در نظر گرفت و برای این منظور كلمه موجبیت (دترمینیسم) را به كار گرفتند. فیزیك كلاسیك موجبیتی بود. یعنی در آن، رفتار آینده یك سیستم منزوی، از روی حالت فعلی آن تعیین می شود. حتی در مواردی كه به صورت آماری با سیستم فیزیكی برخورد می كنیم، مثل نظریه جنبشی گازها یا سیستم های هنگردی (Ensemble) در مكانیك آماری، فرض بر این است دانش بیشتری می توانیم از سیستم به دست بیاوریم اما چون محاسبه تك تك حركت ها مشكل است، با قضیه به صورت آماری برخورد می كنیم.

• انقلاب كوانتومی

در نیمه نخست قرن بیستم كه ساختارهای كلاسیك علوم تجربی و لب لباب آن یعنی فیزیك نظری در حال پوست اندازی بود، نظریه مكانیك كوانتومی نوین كه از دل نظریه مكانیك كوانتومی قدیم برآمده بود، تاثیر بسیار شگرفی بر اصول تفكرات فلسفی و جهان بینی بشری داشت. كشفیات دانشمندان فیزیك تجربی در ربع اول قرن بیستم، توسط فیزیكدانان بزرگ آن زمان مثل پلانك، اینشتین، بور و زومرفلد توجیهات پدیده شناسانه ای پیدا كرده بود. اما نیاز به یكسان سازی قوانین و تدوین آنها براساس یك نظام مبتنی بر اصول موضوعه به شدت احساس می شد. در آن زمان نسل دوم فیزیكدانان بزرگ معاصر مثل پائولی دیراك، هایزنبرگ، شرودینگر و فون نویمان و... دست به كار شدند و با تحلیل عمیق داده های تجربی، مكانیك كوانتومی جدید را به وجود آوردند. در این بین كارل فردریش فون ویتسكر فیزیكدان جوانی كه به گفته استادش هایزنبرگ، در ۱۸سالگی دیگر چیزی برای یادگرفتن برایش نمانده بود، ایدئولوژیك كردن قوانین و دستاوردهای نظری مكانیك كوانتوم را آغاز كرد. در زمانه ای كه بوی بدبختی و جنگ و آنارشی تمام اروپا را فرا می گرفت، مكانیك كوانتومی نوین به وجود آمد و به همراه روانشناسی ویلیام جیمز از یك سو و تفكرات تحصلی حلقه وین رشد و باروری خود را آغاز كرد. عظمت دستاوردهای مكانیك كوانتومی در توجیه پدیده ها و به خصوص شاهكارش یعنی توجیه كامل طیف اتم هیدروژن جا را برای نشستن و تفكر عمیق روی نتایج فلسفی مكانیك كوانتومی تنگ كرده بود و اگر بزرگانی چون اینشتین، شرودینگر و... نبودند تا بر دستاوردهای فلسفی قضیه ایراد وارد كنند چه بسا تا به امروز مكانیك كوانتومی به عنوان امری محتوم و نقطه پایان نظری فیزیك پذیرفته شده بود.

• عدم قطعیت و طرد موجبیت

• اسرار جهان كوانتومی

اسرار جهان كوانتومی كتابی است كه به بررسی تعدادی از این اشكالات پیش آمده در مكانیك كوانتومی می پردازد و ضمن تحلیل این وقایع به نكات بسیار جالب تاریخی نیز اشاره دارد. یوان اسكوایرز در فصل اول كتاب معنای واقعیت خارجی از دید مكانیك كوانتومی را با تحلیل یكی از مسائل ساده و كلاسیك مكانیك كوانتومی یعنی عبور ذره از سد پتانسیل بیان می كند. در فصل دوم این كتاب كه به اصول اساسی مكانیك كوانتومی می پردازد، مفهوم تابع موج و توصیف ذره از دید مكانیك كوانتومی بیان می شود. در فصل سوم، یكی از مهمترین نقاط محل بحث در مكانیك كوانتومی یعنی تعبیر احتمالاتی تابع موج بررسی می شود. نگاه مجموعه ای (هنگردی) كه پس از ارائه نظریه گرایش احتمال توسط پوپر مطرح شد در این فصل توضیح داده می شود. نقش شعور (آگاهی) و ناظر آگاه برای تقلیل تابع موج و نظریه بدیل آن یعنی تعبیر چند جهانی (جهان های موازی) موضوع فصل چهارم كتاب است. نظریه كوانتومی خود تئوری هایی معادل دارد، به خصوص بعد از ارائه یكی از مهمترین این نظریات به وسیله بوهم در سال ،۱۹۵۲ این نظریه های معادل بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در فصل پنجم كتاب، اسكوایرز به متغیرهای نهان كه عنوان كلی این تئوری ها است می پردازد. همچنین از دل آزمایش های فكری كه توسط اینشتین در كنگره سولوی مطرح می شد، آزمایشی بیرون آمد كه تحلیل توجیه آن یكی از مهمترین مسائل باقی مانده در فیزیك امروز است. آزمایش EPR (اینشتین، پودولسكی و روزن) و تبعات آن نیز در این فصل بررسی می شود. در فصل ششم و آخرین فصل كتاب، اسكوایرز به بررسی وضعیت فعلی مكانیك كوانتومی می پردازد. ارتباط آن با نسبت و آینده مكانیك كوانتومی و تعبیر كپنهاگی (تعبیر رایج) از مباحث این فصل كتاب هستند. این كتاب پیوست های جالبی هم دارد كه برای كسانی كه آشنایی دقیق با مكانیك كوانتومی ندارند، بسیار مفید است. تابع موج، حل مسئله اتم هیدروژن، تداخل، توضیح كوتاه و زیبایی از ماهیت اسپین و... از پیوست های فوق العاده عالی كتاب برای خواننده نسبتاً ناآشنا هستند. اسرار جهان كوانتومی را كمال الدین سیدیعقوبی با نثری روان و فارغ از بسیاری فضل فروشی های بی مورد در ترجمه كتاب های مشابه، به فارسی برگردانده است. و ویراستار كتاب دكتر سعید رجایی خراسانی است كه مقدمه كتاب نیز از ایشان است و چاپ اول این كتاب توسط انتشارات سروش ارائه شده است.

مهدی صارمی فر