دیدگاه‌های فلسفی بور در مکانیک کوانتوم – قسمت اول

علیت در فیزیک کلاسیک

این امر که هر حادثه معلول علتی است در فیزیک کلاسیک بدین صورت تعبیر می شد که در صورت فهم و علم به حالت فعلی یک سیستم، قادر به پیش بینی آینده آن خواهیم بود. منظور از فهم در این تعبیر، تعیین و اندازه گیری دقیق تمامی کمیت های سیستم در زمان حال بود. از آنجایی که سیستم های فیزیکی از قوانین تغییرناپذیر عِلَی پیروی می کنند، رفتار آنها در آینده نیز تابع این قوانین و به عبارت دیگر تابع حالت فعلی آنها خواهد بود؛ بنابراین صرف تعیین مقادیر مربوط به حالت فعلی آنها، کافیست تا با استفاده از قوانین فیزیکی آینده آنها را پیش بینی کنیم.

تعبیر فوق از اصل علیت تعبیر مورد قبول و رسمی آن نزد فیزیکدانان بود. لاپلاس در قرن ۱۹ میلادی این نگاه و تعبیر فیزیکی را در قالبی علمی- فلسفی مدون ساخت. براساس این بینش قوانین تغییر ناپذیری بر تمامی اجزای جهان به طور یکنواخت حکمفرما بود و جهان از یک موجبیت علمی پیروی می کرد. در این مورد لاپلاس چنین می‌گوید: « ما می توانیم حالت فعلی جهان را معلول حالت قبلی آن و علت حالت بعدی اش بدانیم… یک مغز متفکر که در یک لحظه تمامی نیروهای به کار اندازنده طبیعت و مکان موجودات سازنده آن را می داند… می تواند حرکات بزرگ‌ترین اشیای جهان و سبکترین اتم ها را در یک فرمول جای دهد. برای چنین موجودی هیچ چیز غیر یقینی نیست و آینده مثل گذشته در مقابل چشمانش حاضر است. مغز انسانی در تکاملی که توانسته است به نجوم بدهد ایده ضعیفی از این مغز متفکر به دست می دهد.»

Laplaceهمچنین ضرورت عقلی و پیشینی اصل علیت به عنوان یکی از اصول بنیادی علمی از دیگر موارد مورد قبول عامه فیزیکدانان کلاسیک بود. امانوئل کانت فیلسوف برجسته آلمانی که نظریه شناخت عملی خود تحت عنوان نقد عقل نظری را برپایه فیزیک و ریاضیات کلاسیک بنا کرده است در مورد یقینی بودن فیزیک کلاسیک و اصل علیت چنین می گوید: « ما واقعاً واجد فیزیک محضی هستیم که در آن قوانین حاکم بر طبیعت اشیا به نحو مقدم بر تجربه با همه ضرورتی که لازمه قضایای یقینی است عرضه گشته است… چندین اصل هست که از آن کلیتی که مطلوب ماست برخوردار است، از قبیل این قضیه که جوهر باقی می ماند و ثابت است و هر آنچه حادث می شود، همواره از پیش به موجب علتی بر طبق قوانین ثابت وجوب یافته است.»

امانوئل کانت: Immanuel Kant

امانوئل کانت: Immanuel Kant

علی رغم ایراداتی که دیوید هیوم فیلسوف تجربه گرای انگلیسی در نظریه شناخت خود بر اصل علیت و حتی معرفت علمی وارد ساخته بود، فیزیکدانان کلاسیک هرگز در اصالت و پیشینی بودن این اصل نزد عقل انسان شک نکرده بودند و در واقع تعبیر کانتی از اصل علیت یکی از پیش فرض های اساسی علم کلاسیک بود. به عنوان مثال مکانیک نیوتنی که شاخص ترین نظریه فیزیک کلاسیک محسوب می شود، به وضوح اعمال نگرش مذهبی نیوتن در صورتبندی عِلَی جهان براساس خلقت خداوندی است. او در جمله معروف «… من فرضیه به قالب نمی ریزم..» و یا تعبیر خود از فضا و زمان مطلق به وضوح این ایده را بیان می کند که قوانین فیزیکی، صور ریاضی از اراده و مشیت الهی هستند و کارفیزیکدان کشف روابط علی و معلولی حاصل از این اراده و اعمال آن بر پدیده هاست. در واقع هم توفیق همین نوع نگرش در تبیین بسیاری از پدیده های فیزیکی بود که آرام آرام فیزیکدانان را به تز موجبیت و پیش بینی حالت آینده سیستم براساس حالت فعلی آن رهنمون ساخت. به عبارت دیگر اصل علیت از همان ابتدا جزء مسلم فیزیکدانان کلاسیک بود و قدرت و انسجام دستگاه معرفتی ایشان در تبیین جهان پدیدارها، فیزیکدانان را به اصل موجبیت رساند تا بدانجایی که رودلف کارنپ فیلسوف شهیر علم، معنای رابطه عِلَی نزد دانشمندان و فیزیکدانان را قابلیت پیش بینی اعلام می کند.

خلاصه آن که مطابق آنچه ذکر شد تکلیف اصل علیت مطابق استدلال زیر روشن می شد:

علیت یعنی قابلیت پیش بینی. «کبری»

طبیعت در حوزه ذات بنیادی فاقد رفتار پیش بینی پذیر است. «صغری»

نتیجه: طبیعت در حوزه ذات بنیادی فاقد رفتار عِِلَی است.

بیان فوق که در واقع افراطی ترین طرز تلقی از روابط عدم قطعیت می باشد، موسوم به تعبیر کپنهاگی می باشد. هایزنبرگ واضع اصل عدم قطعیت و فرمالیسم مکانیک ماتریسی در فیزیک کوانتوم در این رابطه چنین می گوید: « اگر حال را دقیقاً بدانیم، آینده را می توانیم پیش بینی کنیم.» و سپس چنین ادامه می دهد: « با توجه به ارتباط نزدیک بین سرشت آماری نظریه کوانتوم و عدم دقت تمامی ادراکات ممکن است پیشنهاد شود که در پس جهان آماری ادراک یک جهان واقعی قرار دارد که محکوم علیت است. این خیالپردازی به نظر ما و ما این را به طور صریح می گوییم، بی فایده است و بی معنی. زیرا فیزیک جدید باید خودش را محدود به توصیف همبستگی مشاهدات بنماید. در واقع وضعیت واقعی را می توان به صورت زیر بیان کرد: چون تمامی آزمایش ها محکوم قوانین مکانیک کوانتومی… هستند، پس نتیجه می گیریم که مکانیک کوانتومی انهدام نهایی علیت را تثبیت می کند.»

ورنر کارل هایزنبرگ:  Werner Karl Heisenberg

ورنر کارل هایزنبرگ: Werner Karl Heisenberg

ماکس بورن دیگر فیزیکدان نامی معاصر با هایزنبرگ با استدلالی مشابه، اصل علیت را بی محتوا اعلام می کند:« قانون علیت به مفهوم معمولی آن، لااقل برای فیزیکدانان بی محتوا شده است. می توان آن را قبول یا رد کرد.» نیلز بور تئوریسین اصلی مکتب کپنهاگی که اصل مکملیت را مطرح کرد، پس از مذاکراتی با هایزنبرگ متقاعد شد که روابط عدم قطعیت بیانی ریاضی از مفهوم مکملیت است. اصل مکملیت بور، بیانی از خواص صحیح اما مانعه الجمع در حوزه مورد بررسی است که امکان حضور مفرد آنها میسر ولی همراه با مکملشان غیر ممکن است. مثلاً توصیف ذره ای و موجی الکترون و یا اندازه گیری توأمان اندازه حرکت و مختصات ذره بنیادی.

آشنایی بور با مباحث فلسفی

بعد ازتکوین نظریه کوانتوم در اواخر دهه سوم قرن بیستم کم کم نظر فیلسوفان فیزیکدان و فیزیکدانان فیلسوف‌مشرب متوجه جنبه های معرفت شناختی این نظریه شد واز آن زمان تا به حال مخصوصاٌ در دو دهه اخیر بسیار درباره تاًثیر مکانیک کوانتومی روی جریان تفکر فلسفی معاصر نوشته شده است . اما متاًسفانه جز در مواردی معدود کمتر درباره تاًثیری که فلسفه و علی الخصوص آثار فلسفی قرن نوزدهم روی تفکر فیزیکی معاصر گذاشته است صحبت شده است.

نیلز بور: Niels Bohr

نیلز بور: Niels Bohr

هایزنبرگ گفته است که بور در درجه اول فیلسوف بود تا فیزیکدان ،ولی از آن فیلسوفانی بود که تاًکید داشت حکمت طبیعی حتماٌ باید با تاًیید قاطع تجربه همراه باشد .در تاًیید این سخن هایزنبرگ می توان گفت که غالب مقالات و سخنرانی های بور در سالهای ۱۹۲۷-۱۹۶۲ عمدتاٌ فلسفی است. بور مخصوصاٌ پس از سال ۱۹۲۷ بیشتر اوقات خود را صرف تبین مسائل معرفت شناختی فیزیک اتمی کرد و این بخش از دانش بشری را وسیله قرار داد که از طریق آن به نظریه ای جهانشمول درباره معرفت شناسی دست یابد.

اولین آشنایی بور با بحثهای فلسفی مربوط می شود به سالهای اول قرن بیستم که در آن سالها او و برادرش هرالد در جلساتی که با شرکت پدرشان و فیلسوف دانمارکی هوفدینگ و برخی دیگر از دوستان خانواده ،در شبهای شنبه ،منعقد می شد حضور می یافتند و به بحثهای معرفت شناسی گوش می دادند.این مباحثات تاٌثیر عمیقی روی بور گذاشت و بین او و هوفدینگ یک دوستی پایدار برقرار کرد.

بور در سال ۱۹۰۳ وارد دانشگاه کپنهاگ شد و درسی در منطق و تاریخ فلسفه با هوفدینگ گرفت .در سال ۱۹۰۵ بور و برادرش هرالد و عده ای دیگر از دانشجویان دانشگاه کپنهاگ باشگاهی به اسم اکلپتیکا تاًسیس کردند. اینها کارشان بحث درباره آن دسته از مسائل فلسفی و معرفت شناختی بود که در دروس فلسفه استادشان هوفدینگ مطرح شده بود و البته برای رفع اشکال به او رجوع می کردند. بور در آخرین مصاحبه اش متذکر شد که او در ابتدا خیلی علاقه به مسائل فلسفی داشته و حتی در دوران دانشجویی اش در صدد آن بوده است که مقاله ای درباره معرفت شناسی بنویسد. طبور از طریق هوفدینگ با آثار و افکار کرکگارد، فیلسوف اگزیستانسیالیست دانمارکی و  ویلیام جیمز(کتاب اصول روانشناسی وی معروف بود ومورد قبول و مطالعه هوفدینگ و بورقرار گرفت ) آمریکایی آشنا شد. البته به نظر می رسد که بور در بسیاری از اندیشه هایش از آثار هوفدینگ ،ویلیام جیمز، سورن کرگگارد و برخی دیگر از فیلسوفان متاًثر شده باشد و ما ،در آثار بور اشاراتی هر چند غیر مستقیم ،به این مطلب می بینیم .

ویلیام جیمز: william james

ویلیام جیمز: william james

در سال  ۱۹۲۷ مقالاتی به مناسبت هشتاد و پنجمین سالگرد تولد هوفدینگ نوشته شد .از جمله نویسندگان این مقالات بور بود. اودر این مقاله به تاًثیر عقاید هودینگ روی کارهای علمی خودش اقرار و از کوششهای هوفدینگ برای پیدا کردن یک تعبیر مناسب برای فرمالیزم مکانیک کوانتومی یاد کرد . خود هوفدینگ نیز در اشاره به این مقاله بور نوشت: « مخصوصاٌ مقاله نیلس بور برای من شادی آور فراوان آورد .آقای بور اظهار می دارد که در کتابهای من اندیشه هایی یافته است که به دانشمندان علوم در فهم کارهایشان کمک می کند.»

در مورد تاًثر بور از ویلیام جیمز دو نظریه وجود دارد یکی نظریه برخی از فیلسوفان علم و مورخین علم است که معتقدند بور از همان اوایل از طریق هوفدینگ با آثار جیمز آشنا شده بود و دیگری نظر روزنفلد(از اصحاب خاص بور) است که معتقد بود آشنایی بور با افکار و آثار ویلیام جیمز از طریق دوست روانشناس او ،روبین صورت گرفته و آن هم در سالهای ۱۹۳۲ به بعد.ولی نظر ما این است که بور با افکار ویلیام جیمز از خیلی قبل و قبل از آنچه روزنفلد می گوید آشنا بوده است و دلیل ما اولاٌ این است که هوفدینگ در سال ۱۹۰۴ به امریکا رفت و با ویلیام جیمز ملاقات داشت و سپس به کپنهاگ برگشت ،اینکه بور در ملاقاتهایی که با هوفدینگ داشت درباره افکار ویلیام جیمز چیزی نشنیده باشد امری بعید است ثانیا ٌبور خودش در مصاحبه ای که کوهن و پیترسن در هفدهم نوامبر ۱۹۶۲(یک روز قبل از فوت بور)با وی داشتند در مورد آشنایی اش با آثار جیمز چنین گفت:

« من در واقع اثر ویلیام جیمز را خواندم…فکر می کنم ،سیر اندیشه را خواندم …این به خاطر این است که من با مردم درباره مطالب دیگر صحبت می کردم و در آن موقع روبین به من توصیه کرد که چیزی از ویلیام جیمز بخوانم .جیمز به نظر من خیلی جالب آمد.» کوهن از بور پرسید که آیا این قضیه قبل از ۱۹۱۲بوده است؟جواب بور این بود که “بله”خیلی قبل از آن بوده است. بنابر این با وجود نظرات مختلف راجع به دیدگاه فلسفی بور و اینکه برخی مدعی اند که برای رفع خستگی ها به مطالعه آثار ویلیام جیمز و… می‌پرداخته، ولی به نظر ما حق این است که بور در عین کوشش طاقت فرسایی که برای حل مسائل فیزیکی زمان خود می کرده لااقل در بعضی موارداز اندیشه های فیلسوفان مذکور بهره گرفته بود.

تفسیر کپنهاگی

بور و هایزنبرگ در سال ۱۹۲۷ روی مسائل تعبیری مکانیک کوانتومی تا حدی به توافق رسیدند و همچنین کنفرانس سولوی مواضع آنها را مستحکم‌تر کرد و تعبیر آنها به عنوان تعبیر سنتی و یا تعبیر کپنهاگی مورد پذیرش اکثر فیزیک‌دانان قرار گرفت. تفسیر کپنهاکی یکی از تفسیرهای مکانیک کوانتومی است. این تفسیر مجموعه‌ی دیدگاه‌هایی را درباره‌ی گزاره‌ها و پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی در خود دارد. به زبان دیگر، تفسیر کپنهاکی در پی یافتن پاسخ این پرسش است که «این آزمایش‌های پیچیده و شگفت‌انگیز و نتایج آن‌ها واقعاً چه معنایی دارند؟» از آنجا که تفسیر کپنهاکی مجموعه‌ای از دیدگاه‌های فیزیک‌دانان و فیلسوفان گوناگون است، تعریف ثابتی از آن وجود ندارد. دیدگاه‌های گوناگونی به تفسیر کپنهاکی نسبت داده شده‌اند. اشر پرز گفته است که نویسندگان مختلف دیدگاه‌های بسیار گوناگون و گاه متناقضی را به عنوان تفسیر کپنهاکی بیان می‌کنند.

نیلز بور (سمت راست) و ورنز هایزنبرگ در کنفرانس کپنهاگ در سال 1934

نیلز بور (سمت راست) و ورنز هایزنبرگ در کنفرانس کپنهاگ در سال ۱۹۳۴

پایه‌های تفسیر کپنهاکی

یک سیستم به طور کامل با یک تابع موج (علامت پسی یونانی) توصیف می‌شود. تابع موج نمایانگر دانش مشاهده‌گر درباره‌ی سیستم است. (هایزنبرگ) توصیف طبیعت ذاتاً احتمالاتی است. احتمال یک رویداد متناسب است با مربع اندازه‌ی تابع موج نشان‌دهند‌ه‌ی آن رویداد. (ماکس بورن) اصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌گوید که نمی‌توان مقدار همه‌ی ویژگی‌های سیستم را همزمان دانست؛ ویژگی‌هایی که به دقت معلوم نیستند، با احتمالات توصیف می‌شوند.

اصل مکملیت: ماده از خود دوگانگی موج-ذره نشان می‌دهد. هر آزمایشی می‌تواند یکی از این دو ماهیت ماده را نشان دهد، ولی نشان‌دادن همزمان این دو ماهیت شدنی نیست. (نیلز بور) تفسیر کپنهاکی می‌گوید که چیزی به نام تابع موج وجود واقعی ندارد و تابع موج تنها یک مفهوم مجرد است (دیدگاه ذهنی). شاید هم بتوان گفت که دست‌کم تفسیر کپنهاکی خود را ملزم به اظهارنظر درباره‌ی  واقعی یا ذهنی بودن تابع موج نمی‌داند (دیدگاه ندانم‌گویی). مثالی از دیدگاه ندانم‌گویی را در گفته‌ی فون وایتسکر می‌توان دید که در کنفرانسی در کمبریج گفت که دیدگاه کپنهاکی متفاوت با گزاره‌ی «چیزی را که نمی‌توان دید وجود ندارد» است. به گفتهٔ او دیدگاه کپنهاکی می‌گوید: «چیزی را که می‌توان دید حتماً وجود دارد. ولی دربارهٔ چیزی که نمی‌توان دید آزادیم هر فرضی بکنیم و این آزادی را برای فرار از تناقض‌ها به کار ببریم.»

در نظرسنجی‌ای که در کارگاه مکانیک کوانتومی در سال ۱۹۹۷ انجام شد، تفسیر کپنهاکی پذیرفته‌ترین تفسیر از مکانیک کوانتومی بود. و پس از آن تفسیر دنیاهای چندگانه قرار داشت. همهٔ روایت‌ها از تفسیر کپنهاکی به طور رسمی یا روش‌شناسانه به فروکاهی تابع موج باور دارند که یعنی ویژه‌ مقدارهای مشاهده‌نشده در مشاهده‌های بعدی دیده نخواهند شد. به زبان دیگر، طرفداران تفسیر کپنهاکی از همان روزهای آغازین مکانیک کوانتومی هیچ‌گاه فروکاهی را انکار نکردند، برخلاف طرفداران تفسیر دنیاهای چندگانه.

به زبان ساده‌تر، پذیرندگان تفسیر کپنهاکی می‌گویند که تابع موج، احتمال همه‌ی پیشامدهای ممکن برای یک رویداد را در خود دارد. ولی وقتی که یکی از این پیشامدهای کم ‌و بیش هم‌احتمال رخ داد، پیشامدهای دیگر به کلی از بین می‌روند. مثلاً اگر الکترونی از یک آزمایش دوشکاف بگذرد، احتمال‌های مختلفی هست که هرجایی روی پرده‌ی آشکارساز فرود بیاید. ولی وقتی الکترون یک جا فرود آمد، دیگر هیچ احتمالی برای فرودآمدنش در جاهای دیگر باقی نمی‌ماند. در تفسیر دنیاهای چندگانه، الکترون روی همهٔ جاهایی که احتمالی برای فرودآمدنش هست فرود می‌آید، ولی این فرودها در دنیاهای متفاوتی رخ می‌دهند. در دیدگاه ذهنی، تابع موج تنها یک ابزار ریاضی برای محاسبهٔ احتمال رویدادهاست. این دیدگاه شبیه رویکرد تفسیر هنگردی است. دستگاه‌های اندازه‌گیری دستگاه‌هایی کلاسیک‌اند و ویژگی‌های کلاسیک را مانند مکان و تکانه می‌سنجند.

اصل همخوانی بور و هایزنبرگ: توصیف مکانیک کوانتومی از سیستم‌های بزرگ باید به تقریب با توصیف فیزیک کلاسیک یکی باشد.

نکته قابل ذکر این است که تعبیر کپنهاگی یک تعبیر یگانه‌ی کامل مشخص نیست و فیزیک‌دانان طراز اولی که این تعبیر را پذیرفتند، همه‌ی اجزای آن را به یک درجه قبول نداشتند و بین آنها نیز حداقل از لحاظ اولویتی که برای بعضی از اصول قائل بودند، اختلاف نظر بود. ما در اینجا عمدتاً به طرح دیدگاه‌های معرفت‌شناختی بور و اندیشه‌هایی که او روی آنها تأکید داشت، می‌پردازیم.

تعریف مکملیت

هدف بور یافتن یک اصل عام بود که بتواند به کمک آن پدیده‌های کوانتومی را تعبیر کند. او در سال ۱۹۲۷ به چنین اصلی دست یافت و آن را برای اولین بار به طور رسمی در کنگره‌ی کومو مطرح کرد. در آنجا او مسأله را به این صورت مطرح کرد که امکان ندارد بتوانیم توأماً یک توصیف عِلّی  و یک توصیف زمانی-مکانی‌ از یک سیستم بدهیم و در واقع این دو توصیف مکمل و مانعه‌الجمع هستند. برای دادن هر یک از این دو توصیف به تدارکات تجربی متفاوتی نیاز داریم

 مانعه‌الجمع در لغت:  دو امری که اجتماع آن دو ممکن نیست، ولی ارتفاع هر دو با هم ممکن است. مانند رنگ‌ها از قبیل سبز و قرمز که اجتماع هر دو در یک جا ممکن نیست. ولی ممکن است یک چیز نه سبز باشد نه قرمز. یا مثلا فلانی نمی‌تواند هم موجود باشد هم معدوم یا نه موجود باشد نه معدوم. بور در غالب سخنرانی‌های بعدی‌اش درباره‌ی مکملیت سخن گفت، اما هرگز تعریف صریحی از اصل مکملیت ارائه نکرد و همین امر باعث ابهامات زیادی شد.

اینشتین در مقاله‌ای که در ژانویه‌ی ۱۹۴۹ منتشر کرد چنین گفت: « من علی‌الرغم کوشش بسیاری که کرده‌ام، نتوانسته‌ام به یک فرمول‌بندی دقیق از اصل مکملیت بور دست یابم.» همچنین فون وایتسکر در مقاله‌ای که در سال ۱۹۵۵ به مناسبت هفتادمین سالگرد تولد بور نوشت، متذکر شد که او برای نوشتن این مقاله به مقالات اولیه بور رجوع کرده و به این نتیجه رسیده که در ظرف ۲۵ سال گذشته منظور بور از مکملیت را اشتباه فهمیده بود. اما وقتی فون وایتسکر برداشت جدیدش از مکملیت را با بور مطرح کرد و پرسید که آیا منظور وی را درست فهمیده است یا خیر، بور جواب منفی داد. ابهام در معنای مکملیت سبب شد که دیگران برداشت‌های خودشان را در تعریف این اصل به کار ببرند. برای مثال ولفگانگ پائولی در مقاله‌ای که در ۱۹۳۳ نوشت، دو مفهومی را مکمل خواند که کاربرد یکی (مثلاً مختصات) مستلزم طرد دیگری (مثلاً اندازه‌ی حرکت) مربوط می‌شود، نه به دو توصیف مانعه‌الجمع. وایستکر پیشنهاد کرد که باید میان دو مکملیت  متوازی یا همانند و مکملیت دورانی تمایز قائل شد.

تصویری از فون وایتسکر

تصویری از فون وایتسکر

در مکملیت متوازی با دو مفهوم مکمل سروکار داریم که یا تنها در نظریه‌ی کوانتوم مانعه‌الجمع‌اند نظیر مختصات و اندازه‌ی حرکت و یا هم در نظریه‌ی کلاسیک ناسازگارند و هم در نظریه‌ی کوانتوم مثل مختصات و عدد موجی. در مکملیت دورانی، با دو توصیف مانعه‌الجمع سروکار داریم. مثلاً مکملیت توصیف زمانی-مکانی و توصیف عِلَی.

وایتسکر در تفسیر نظر بور گفت اگر معادله‌ی شرودینگر را به کار ببریم، به یک توصیف عِلّی می‌رسیم. اما اگر بخواهیم به یک توصیف زمانی-مکانی برسیم، باید به یک اندازه‌گیری از کمیات کلاسیک مشاهده‌ پذیر متوسل‌ شویم. ولی چنین عملی باعث تقلیل بسته‌ی موج می‌شود و این کار، رفتار عِلَی تابع موج را از بین می‌برد. پس طبق نظر وایستکر مکملیت میان توصیف زمانی-‌مکانی و صدق علیت درست همان مکملیت بین توصیف طبیعت بر حسب مفاهیم کلاسیک و بر حسب تابع موج است.

بور این برداشت وایتسکر از مکملیت را رد کرد. این نشان می‌دهد تا چه حد در منظور بور از مکملیت ابهام وجود داشته است، حتی برای افرادی که به او نزدیک بوده‌اند. البته همین ابهام باعث شده که اصل مکملیت علی‌رغم اعتراضات جدی که به آن وارد کرده‌اند، باقی بماند. با این وجود اگر عبارت زیر، از یک سخنرانی بور در ۱۹۲۹ را به عنوان تعریف مکملیت از دیدگاه بور تلقی کنیم (چیزی که شاید صریح‌ترین عبارت او در این مورد باشد)، می‌توانیم تمام گفته‌هایی را که از بور در این باره‌ به ما رسیده است توجیه کنیم. بور گفته است: « اصل کوانتوم ما را مجبور می‌کند که نحوه‌ی دیگری از توصیف موسوم به مکملیت را بپذیریم، بدین معنی که هر استفاده‌ی مشخص از یک دسته مفاهیم کلاسیک، کاربرد همزمان مفاهیم کلاسیک دیگری را که در زمینه‌ای دیگر به همان اندازه ضرورت دارند، غیر ممکن می‌سازد.»

طبق این بیان، اسلوب‌های توصیف، مکمل هستند. برای مثال، توصیف بر حسب مختصات‌ زمانی-‌مکانی و توصیف بر حسب انتقال انرژی-‌اندازه حرکت یا تکانه، به صورت همزمان امکان‌پذیر نیست. زیرا این دو نوع توصیف مستلزم تدارکات تجربی متفاوتی هستند. ماکس بورن موضع بور را اینگونه تخلیص کرده است که « تصویر یگانه‌ای از کل جهان تجارب ما وجود ندارد.»

یکی از ایرادهایی که از همان اوایل به اصل مکملیت وارد می‌کردند، این بود که چرا مکملیت را منحصر به دو خاصیت کرده‌اند و به سه خاصیت یا بیشتر تعمیم نداده‌اند. از جمله فون نویمان، به دنبال ادعای بور که مکملیت تصاویر موجی و ذره‌ای را به فقدان خاصیت جابه‌جایی در متغیرهای مربوطه نسبت می‌داد، گفت: « خوب، چیزهایی زیادی هستند که خاصیت جابه‌جایی ندارند، و شما به سهولت می‌توانید سه اپراتور پیدا کنید که جابه‌جایی‌پذیر نباشند.» فون وایتسکر این سوال را به طور صریح بررسی کرد و به این نتیجه رسید که دوگانگی موج‌-‌ذره، حالت یک قضیه‌ی منفصله دارد. واقعیت فیزیکی، یا تمرکز نقطه‌ای دارد و یا در فضا گسترده است. حالت اول را با الگوی ذره‌ای بیان می‌کنیم و حالت دوم را با الگوی موجی

ارزش اصل مکملیت از نظر بور

لئون روزنفلد

لئون روزنفلد

بور طی ۳۵ سال کوشید تا مکملیت را به صورت یک نظریه‌ی فلسفی جامع و دقیق درآورد. او فیزیک کوانتومی را زمینه‌ای قرار داد که به کمک آن به یک معرفت‌شناسی منسجم دست یابد و انتظار داشت که به کمک مکملیت، مسائل اساسی رشته‌های دیگر نظیر روانشناسی، فیزیولوژی، جامعه‌شناسی، فلسفه و غیره را حل کند.

او می‌گفت: « روزی خواهد آمد که مکملیت در مدارس آموخته خواهد شد و بخشی از تعلیمات عمومی خواهد بود و بهتر از هر مذهبی مردم را راهنمایی خواهد کرد.» و نیز می‌گفت:« فکر می‌کنم که به یک مرحله‌ی معین از تکمیل کارم رسیده‌ام … فکر می‌کنم که استتاجات من کاربرد وسیعی خارج از فیزیک نیز داشته باشد. دوست دارم کتابی بنویسم که به عنوان کتاب درسی به کار رود. من نشان خواهم داد که می‌توان تمام نتایج مهم را با کمی ریاضیات به دست آورد.»

روزنفلد، که از بزرگترین اصحاب بور بود، می‌گوید که بور کوشش زیادی کرد تا مکملیت را در مورد سایر رشته‌های علوم بشری به کار ببرد و این کار را کم‌اهمیت‌تر از تحقیقات فیزیکی‌اش تلقی نمی‌کرد. گفته شده که اصل مکملیت بزرگترین اثری است که بور در فلسفه‌ی علم باقی گذاشته و جان ویلر آن را « انقلابی‌ترین اندیشه‌ی فلسفی معاصر» دانسته است. همچنین روزنفلد مکملیت را تنها تعبیر معقول مکانیک کوانتومی می‌داند و معتقد است که مفهوم مکملیت به عنوان یک ضرورت منطقی به ما تحمیل می‌شود. به عقیده‌ی وی: « نظریه‌ی بعدی، هر شکلی به خود بگیرد، باید مکملیت را به صورت یک حالت جدی در بر داشته باشد، درست همانگونه که مکملیت خود موجبیت کلاسیک را در بر دارد.»

نقد اصل مکملیت

بور کوشید که قلمرو کاربرد مکملیت را از حوز‌ه‌ی محدود اولیه‌اش به سایر بخش‌های دانش انسانی تعمیم دهد و البته دیگران هم در این راه کوشیده‌اند. ما در اینجا چند نمونه از این تعمیمات را ذکر می‌کنیم:

• مکملیت دمای یک سیستم و توصیف حرکت هر یک از اتم‌های آن: بور در سخنرانی‌ که در ۱۹۳۰ در انگلستان ایراد کرد، مفهوم دمای یک سیستم ترمودینامیکی را مکمل و مانعه‌الجمع با توصیف کامل حرکت‌های اتم‌های آن دانست.

• مکملیت اصالت حیات و اصالت فیزیک در سیستم‌های زنده: بور طی یک سخنرانی در ۱۹۳۲ در کپنهاگ، اصل مکملیت را به زیست‌شناسی تعمیم داد: «« اگر بخواهیم تحقیقات درباره‌ی اعضای یک حیوان را تا آنجا ادامه دهیم که بتوانیم توصیفی از نقش تک‌تک اتم‌ها در اعمال حیاتی به دست بدهیم، باید حیوان را بکشیم … از این دیدگاه باید حیات را یک حقیقت اولیه دانست که قابل توضیح نیست و باید آن را یک نقطه‌ی شروع در زیست‌شناسی در نظر گرفت.

• مکملیت مطالعه‌ی فرهنگ‌های ساده و فرهنگ‌های پیشرفته: این مطلب را بور در سخنرانی‌ که در ۱۹۳۸ در کنگره‌ی مردم‌شناسی و نژاد‌شناسی در انگلستان ایراد کرد، متذکر شد.

• مکملیت ذهن و موضوع مورد شناسایی

• مکملیت قدرت سازمان‌ ملل متحد و حق حاکمیت ملت‌ها

• مکملیت دانش زمان حال و پیش‌بینی آینده: طبق تعبیر مکتب کپنهاگی هرچه بیشتر وضع فعلی سیستمی را دقیق‌تر مشخص کنیم، آن را بیشتر مختل می‌کنیم و در نتیجه دقت پیش‌بینی آینده کمتر می‌شود.

• مکملیت آزادی اراده و جستجو برای انگیزه‌ها: هنگامی که به دنبال یافتن انگیزه‌ها برای یک تصمیم‌گیری خاص هستیم، احساس اختیار نمی‌کنیم، اما در مواردی که نمی‌توانیم انگیزه‌ها را بیابیم یا دنبال یافتن آنها نیستیم، احساس اختیار می‌کنیم.

• مکملیت محبت و عدالت: برونر می‌گوید که در سال ۱۹۴۳ یا اوایل ۱۹۴۴ با بور ملاقات داشت و بور به او گفت که یک بار یکی از فرزندانش مرتکب خطایی نابخشودنی شده بود و نمی‌دانست که چگونه مجازاتی برای فرزندش در نظر بگیرد و این مطلب او را به یاد مکملیت انداخته بود. آنگاه بور به برونر می‌گوید: ««« شما نمی‌توانید یک نفر را توأماً از دید محبت و دید عدالت بشناسید.»»»

• مکملیت علم و مذهب: روس‌بال، استاد ریاضی دانشگاه آکسفورد، علم و دین را دو عنصر مکمل می‌خواند که گرچه ظاهراً با هم ناسازگارند، اما هر دو صحیح هستند و مکمل یکدیگرند. پاولی ماده و روح را دو عنصر بنیادی و مکمل واقعیت می‌دانست. از نظر او امکان ندارد بتوانیم پدیده های روحی را بر اساس یک نظریه‌ی مربوط به ماده توضیح دهیم. روح و جسم روی هر یک شی‌ء کامل می‌سازند …… و هر دو به عنوان عناصر مختلف یک کل (واقعیت) مورد نیازند.

بور معتقد بود که در مورد مسائل اجتماعی و اخلاقی، اعتقاد به اصل مکملیت می‌تواند باعث تحمل آرای دیگران شود.

ادامه دارد »»»

اسماعیل جوکار/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع:

کتاب تحلیلی از دیدگاه‌های فلسفی فیزیک‌دانان معاصر

دیکشنری آنلاین آبادیس

ویکی‌پدیای فارسی

مقاله‌ی آقای رضا علیزاده، دانشجوی دکتری فلسفه علم در روزنامه‌ی ایران

image_pdfimage_print
(13 نفر , میانگین : 4٫77 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=32269
اسماعیل جوکار

اسماعیل جوکار

نویسنده این مطلب: اسماعیل جوکار، دانشجوی مقطع کارشناسی فیزیک، علاقمند به فیزیک، نجوم و کیهان شناسی می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. Ahmad گفت:

    من شخصا ارادت خاصی به جناب بور دارم اگرچه در قید حیات نیستند چرا که به گمان من آنچه جناب بور می گفت چه در مورد اصل مکملیت و چه عالم هالوگرام صحیح و به واقعیت نزدیکتر است در حقیقت البته به نظر بنده اصل مکملیت همان تعالی به تعبیر من است و نور آگاهی بر ذرات کوانتوم تعالی دارد مثلا همان است که گرما که آگاهی مااست بر حرکات تک تک اتمها که فیزیک خالص است تعالی دارد یعنی اگر آگاهی نباشد گرمایی وجود ندارد و همچنین مثال جان و ماده که مکمل همند و یا همان است که جان که نور آگاهی است بر ماده تعالی دارد همچنین پیش بینی آینده که عقل و آگاهی است بر حالات ماده در زمان حال تعالی دارد بنابراین می توان گفت آگاهی که همان جان است بر ماده تعالی دارد و در نتیجه گیری از تمام آنچه گفتم این را می گویم که احتمالا عالم در مقیاس زیر اتمی فقط پرده نمایش است مثل پرده سینما و عالم ماکروسکوپیک همان نور آگاهی است فیلمی از جنس نور که بر پرده سینما پخش میشود و حلقه فیلم در پروژکتور همان اطلاعات در سطح دوبعدی هستند(اطلاعات دیژیتال که از فضای پلانک خارج میشوند) و این طبیعی است که در سینما اشخاصی گمان کنند که آنچه از فیلم می بینند مربوط به ذرات پرده سینما است اما اینگونه نیست بلکهذرات پرده سینما و فیلم از جنس نور در ظاهر با هم تناقض دارند اما در واقع مکمل هم هستند پس در نهایت شاید بشود گفت فیلم عالم توسط نور آگاهی بر ذرات پرده کوانتومی از درون خود ما پخش میشوند و این است دلیل تقدم آگاهی بر ذرات کوانتوم

  2. sajad گفت:

    چقدر مقاله ی با ارزشی بود. واقعا دست شما درد نکنه

  3. لام گفت:

    یکی از بهترین مقاله هایی بود که خوندم(البته از نظر من). واقعا خسته نباشید.

  4. power گفت:

    ممنون از این مقاله ی با ارزشتون، چیزهای جدیدی یاد گرفتم.

  5. afshin گفت:

    سلام
    بنده چن تا سوال در مورد رشته اقای جوکار داشتم …
    ممنون میشم ایمیل ایشون رو بهم بدید …
    چن روز دیگه فرصت انتخاب رشته تمومه ممنون میشم سریع تر جواب بدید چون خیلی به کمک نیاز دارم …
    با تشکر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *