فلسفه فیزیک کوانتوم 1

فهم فیزیک کوانتوم دشوار است. اگر باور ندارید، به این جمله نیلز بور توجه کنید: "اگر کسی بگوید که فیزیک کوانتوم را فهمیده، پس چیزی نفهمیده است". باید خاطرنشان کنیم که نیلز بور جزو یکی از بزرگ‌ترین فیزیک‌دانان قرن بیستم بود و تاثیر بزرگی در پیشبرد فیزیک کوانتومی و جااندازی آن میان جامعه فیزیک‌دانان داشت. برای همین بهتر است به نصیحت پدرانه وی گوش کنیم و بپذیریم که فهم فیزیک کوانتوم اگر غیرممکن نباشد، حداقل نیازمند تلاش بسیار است. فیزیک کوانتوم به‌عنوان یک تئوری فیزیکی علاوه بر فرمالیسم ریاضی مشخص، شامل مفاهیم فلسفی زیادی نیز هست و همین باعث می‌شود بتوان از فلسفه کوانتوم صحبت کرد. اما آیا همین دشوار بودن فهم فیزیک کوانتوم در سطح یک تئوری فیزیکی، باعث نمی‌شود که بررسی آن از منظر فلسفی به نهایت پیچیدگی برسد؟ همه ما می‌دانیم که مفاهیم فلسفی به دشواری مشهور هستند. پس آیا امیدی هست که بتوان فیزیک کوانتوم را از منظر فلسفی بررسی کرد؟ اگر به تلاش‌هایی که اینشتین، شرودینگر، هایزنبرگ، بور، بوهم، فون نویمان، بِل و بسیاری از دیگر فیزیک‌دانان و فلاسفه‌ای که در این مسیر گام نهادند توجه کنیم، بله می‌توان امیدوار بود.

فلسفه کوانتوم درباره چیست؟ هر تئوری فیزیکی از پیش‌فرض‌هایی استفاده می‌کند که پرسش درباره آن‌ها، پای فیزیکدانان را به حیطه فلسفه باز می‌کند. برای مثال زمانی که ایزاک نیوتن تئوری گرانش عمومی خود را مطرح کرد، از چنین پیش فرض‌هایی برای پیشبرد معادلات حرکت خود استفاده کرد. یکی از این پیش‌فرض‌ها، فضا- زمان مطلق بود که البته بعدها بواسطه تحقیقات آلبرت اینشتین مشخص شد که این پیش فرض اشتباه است. علاوه بر این هنگامی که از نیوتن درباره ماهیت نیروی گرانش پرسش شد، او سکوت کرد. زیرا پرسش از ماهیت نیروی گرانش، پاسخی در خود تئوری فیزیکی گرانش نداشت. شما نمی‌توانید با بررسی فرمالیسم تئوری گرانش، مثلا این‌که این نیرو عکس مجذوری است و میان تمام اجسامی که جرم دارند برقرار است، به پاسخی برای چیستی ماهیت نیروی گرانش برسید. این سوال ما را به حیطه‌ای فراتر از خود تئوری فیزیکی گرانش می‌برد. به همین دلیل بود که تفحص درباره ماهیت نیروی گرانش باعث شد لایبنیتز و رابرت بویل از منظر فلسفی به آن بپردازند. پس این امکان هم وجود دارد که یک تئوری فیزیکی مسائلی مطرح کند که چالشی برای فلاسفه باشد.

فیزیک کوانتوم به عنوان یک نظریه فیزیکی بسیار موفق از نظر تجربی، دارای فرمالیسمی است که هم پیش‌فرض‌های فلسفی آن چالش برانگیز هستند و هم مسائلی فلسفی پیش می‌کشد که بسیار اساسی هستند. این تئوری بنیادی‌ترین مفاهیم فلسفی و فیزیکی که امکان تفکر عقلانی درباره جهان را برای ما فراهم کرده‌اند (یا حداقل گمان می‌کنیم این‌گونه باشد) را به چالش می‌کشد. در این فرمالیسم جایی برای یک مسیر مشخص در فضا- زمان وجود ندارد، روابط علّی برقرار نیستند، نمی‌توان با قطعیت چیزی را پیش‌بینی کرد و در کل مشخص نیست که با چه هستنده‌هایی سروکار دارد. این موضوع را تیم مادلین در مقدمه کتاب فلسفه فیزیک کوانتوم به‌خوبی مشخص کرده است:

"هر نظریه فیزیکی باید به طور صریح به 2 پرسش اساسی بپردازد:

1- چه چیزی وجود دارد (بعد هستی شناسی نظریه فیزیکی)

2- هستنده‌های نظریه چه کاری انجام می‌دهند (بعد دینامیکی نظریه فیزیکی)"

فرمالیسم مورد پذیرش فیزیک کوانتومی به پرسش هستی شناسی پاسخی نمی‌دهد، یا حداقل آن را پرسشی مهم و دارای ارزش در سطح نظریه فیزیکی نمی‌داند. دینامیک نظریه نیز همان تحول زمانی تابع موج یا معادله شرودینگر است که نتایجی احتمالاتی به ما می‌دهد. پس ما یک نظریه فیزیکی برای ابعاد اتمی داریم به نام فیزیک کوانتومی که اولا مشخص نمی‌کند با چه هستنده‌هایی سروکار داریم و درثانی به ما یک پیش‌بینی قطعی درباره رفتار ذرات در این ابعاد نمی‌دهد، اما از نظر تجربی بسیار موفق است. اولین پرسش فلسفی که در این‌جا مطرح می‌شود این است که چطور این تئوری فیزیکی با شرایطی که دارد، چنین توافق بالایی با نتایج تجربی دارد؟

قصد بر این است که در طی یک سلسله مقاله مختصر اما دقیق، سیر کلی بوجود آمدن و تحول فلسفه کوانتوم توضیح داده شود. درواقع قرار است بگوییم فلسفه کوانتوم درباره چیست (بعد هستی شناسی) و چگونه تحول یافته است (بعد دینامیکی). در این مسیر از کتاب‌های فلسفه فیزیک کوانتوم تیم مادلین، نظریه کوانتومی و تصویر واقعیت اثر شومرز و فلسفه کوانتوم مکس جمر استفاده خواهیم کرد. همچنین مقالات مرتبط با فلسفه کوانتوم دانشنامه فلسفی استنفورد نیز از منابع مهمی است که از آن بهره خواهیم برد. امیدوارم بتوانم علاقه‌مندان به این موضوع جذاب را با خود همراه کرده و به‌خوبی نشان دهم که اولا فلسفه کوانتوم آن چیزی نیست که به‌عنوان عرفان شرقی، کارما، انرژی کیهانی و... در میان عده‌ای عوام فریب جا افتاده است و درثانی این شاخه از فلسفه در حقیقت با چه موضوعاتی دست و پنجه نرم کرده و امروزه درگیر چه مسائلی است.