Saturday, 18 July 2015
15 June 2021
تاریخ‌چه فیزیک قدیم و جدید از نگاه یک فیزیک‌ندان فلسفه‌زده

«فیزیک و فلسفه، دغدغه‌های روزانه من»

2011 July 07

مطلب‌هایی که در این بخش تارنمای رادیو کوچه منتشر می‌شود یا انتخاب دبیر روز سایت و یا پیشنهاد دوستان رادیو است که می‌تواند از هر گروه یا دسته و یا مرامی باشد. نظر‌های مطرح شده در این بخش الزامن نظر رادیو کوچه نیست. اگر نقد و نظری بر نوشته‌های این بخش دارید می‌توانید برای ما ارسال کنید.

علی انجیدنی

منبع: طبیبستان

نوجوانی که کودکی خود را در خنگ‌ترین وضعیت طی کرده و فقط گاهی اوقات از زبان دیگران شنیده است که به نظر بچه باهوشی می‌رسد‌، در دهه شصت وارد دبیرستان می‌شود. کلمات عجیب و غریب زیادی به گوشش می‌خورد: جبر، اگر p آن‌گاه q‌، فیزیک‌، مکانیک و….. از اتفاق روزگار در ریاضی و فیزیک نمرات برتر کلاس و مدرسه را کسب می‌کند و همه جا پز می‌دهد که فیزیک و ریاضی را خوب می‌فهمد. دیپلم خود را با نمره بیست در ریاضی و فیزیک می‌گیرد و به خود می‌گوید: آقای محترم‌! لطفن نصف صفحه در خصوص چیزهایی که از فیزیک و ریاضی فهمیدی بنویس! در مورد ریاضی اوضاع زیاد ناامید‌کننده نیست ولی وقتی نوبت فیزیک می‌شود فقط چند کلمه که نصف آن هم اسامی دانش‌مندان و قوانین کشف شده توسط آن‌هاست چکیده تمام دانسته‌های او از فیزیک است. بنابه شرایطی موقعیت زمانی نه ماهه‌ای در مکان و شرایطی‌ ایده‌ال در اختیارش قرار می‌دهند تا دوباره بخواند هر آن‌چه را در چهار سال قبل خوانده بود. تازه می‌فهمد که صفر آن بیست جز‌ امداد‌های غیبی بوده است که در آن زمان به کمکش آمده وگرنه دانسته‌های او از این علم به زور به دو می‌رسیده است. از آن زمان به بعد او این‌چنین در مورد فیزیک می‌اندیشد که علم فیزیک دو بخش دارد‌:

 1- فیزیک کلاسیک که بیش‌تر به نام‌ گالیله و نیوتن شناخته می‌شود‌. این فیزیک مربوط به اتفاق‌ها و حوادث معمولی و ملموس پیرامون ماست و اندازه‌گیری‌هایش هم با متر و معیار‌های دم‌دستی‌مان انجام می‌شود. فرمول‌های ریاضی و هندسی آن هم یادگار یونان قدیم و کسانی چون اقلیدس و تالس و… است. معروف‌ترین مثالش هم قطاری است که‌ با سرعت 80 کیلومتر در ساعت از نقطه A به B در حرکت است می‌باشد. در این فیزیک سرعت‌، نیرو‌، شتاب‌، مسافت‌، جرم جز‌ اصول دین هستند و همه این اصول وقتی درست هستند که جلوی چشممان اتفاق بیافتند‌. اما وقتی صحبت از ماجراهای جهان خارج از زمین می‌شود و یا بحث اتفاقات دنیای اتم‌ها و مولکول‌ها می‌گردد‌، دیگر این فیزیک جواب نمی‌دهد و پای آن ریاضی و هندسه هم می‌لنگد. این‌جاست که فیزیک مدرن یعنی نسبیت و کوانتوم خودی نشان می‌دهند

2- فیزیک مدرن که بیش‌تر با نسبیت و کوانتوم مطرح می‌شود و پایه‌گذارانی چون رادرفورد، پلانک‌، انیشتن و هایزنبرگ و بور و شرودینگر و …. داشته است.

فیزیک کلاسیک یک فلسفه چند صد‌ساله یا هزار ساله پشت سر خود داشته و دارد و بدین علت تا اواسط قرن نوزده هنوز کسی جرات زیر سوال بردن کشفیات و قوانین آن را نداشت. سر اسحاق نیوتن چون خدا در زیر درختی سیب نشسته بود و وحی‌های‌ منزلش را برای دانش‌مندان بازخوانی می‌کرد. دانش‌مندان زیادی غرغر می‌کردند. ماکس پلانک و ‌رادرفورد کشفیاتی داشتند که می‌توانست پایه‌های تخت خدایی نیوتن و فیزیک‌اش را بلرزاند ولی آن چیزی که باعث ایجاد موج تغییر در فیزیک شد و داستانی جدید را برای او آغاز کرد چیزی نبود به جز تئوری‌های آلبرت انیشتن. قبل از این‌که نسبیت‌های خاص و عام او بذر تردید به قوانین کلاسیک فیزیک را در دل همه بیاندازد تئوری او در خصوص اثر فتوالکتریک، که سال‌ها قبل هرتز آن را توضیح داده بود، پایه‌های تخت پادشاهی نیوتن را حسابی تکان داد‌. نیوتن علاقه داشت ماده را از حالت سکون به حرکت در‌آورد و به آن شتاب دهد‌. نیرو و جاذبه را با هم در نظر بگیرد و عمل و عکس‌العمل همه مولفه‌های فیزیک را برهم تئوریزه کند. او همه این‌ها را از فیلسوفان بزرگ یونان باستان آموخته بود که گفته بودند حرکت پیوسته و غیر یک‌نواخت رمز موفقیت است. شتاب و نیرو شاه بیت گفته‌های نیوتن بودند در حالی‌که انیشتن و کوانتوم بازها وقتی آمدند با خود گسست و ناپیوستگی را به ارمغان آوردند. (‌کوانتوم در لغت همان گسست و ناپیوستگی‌ست) انیشتن کلاه‌ شاهی را بر سر زمان گذاشت و هایزنبرگ گفت که اگر روی یک ماده تمرکز می‌کنید یا می‌توانید بگویید جای دقیق این ماده کجاست و یا سرعت و اندازه حرکت آن چقدر است. یعنی در فیزیک مدرن در یک لحظه نمی‌توانیم مولفه‌های چندگانه را با هم محاسبه کنیم. پیش قراولان فیزیک مدرن هندسه اقلیدسی را نارسا می‌دانستند و هندسه ریمانی برای توضیح قوانین و معادلات فیزیک مدرن مناسب‌تر می‌دانستند. انیشتن انحنای فضا- زمان توسط ماده را پیشنهاد کرد که توضیح خوبی را برای اثرات اجرام بزرگ بر هم در عالم کائنات به دست می‌داد. مثال ساده آن پهن کردن سفره‌ای روی زمین و قرار دادن چند جسم کروی روی آن و تغییر یافتن فضا با اضافه شدن هر جسم  به این مجموعه می‌باشد.

فیزیک کلاسیک یک فلسفه چند صد‌ساله یا هزار ساله پشت سر خود داشته و دارد و بدین علت تا اواسط قرن نوزده هنوز کسی جرات زیر سوال بردن کشفیات و قوانین آن را نداشت. سر اسحاق نیوتن چون خدا در زیر درختی سیب نشسته بود و وحی‌های‌ منزلش را برای دانش‌مندان بازخوانی می‌کرد

اگر بخواهیم در چند جمله ساده نسبیت و کوانتوم را توضیح بدهیم باید این‌طور بگوییم که انیشتن گفت که محاسبه معیارهای ثابتی مثل فاصله و طول بسته به سرعت ناظر دارد و زمان نیز یک امر نسبی است و نمی‌توان به یقین گفت که یک رخ‌داد قبل‌، هم‌زمان یا بعد از یک رخ‌داد دیگر اتفاق افتاده است. مثال ساده بخش اول این است که ورزش‌کار پرش با نیزه در حال حرکت به سمت پریدن از مانع است اندازه گرفتن طول نیزه برای ورزش‌کار، ناظر ثابت‌، ناظر متحرک با هم فرق خواهد کرد. در مورد بخش نسبی بودن زمان مثال معروف آن این است که هم‌زمانی شلیک گلوله و نزاع دو نفر در قطاری که از نقطه 1 به 2 می‌رود برای ناظر ثابت‌، ناظر در همان قطار و ناظر مستقر در قطاری که از نقطه 2 به 1 میرود متفاوت است.

اما در مورد کوانتوم‌، وقتی مشخص شد که نور هم از خودش خاصیت موجی نشان می‌دهد و هم خاصیت ذره‌ای، بهترین تئوری که این تناقض را توضیح داد کوانتوم بود. مثال معروف آن عبور نور از دو شکاف باریک نزدیک بهم است که نحوه پخش شدن نور روی پرده پشت شکاف‌ها‌، هردو خاصیت نور را به ما نشان می‌دهد.کوانتوم را شاید بتوان هم این‌، هم آن ترجمه کرد. در دنیای ریز اتم‌ها و مولکول‌ها کوانتوم بهترین توجیه کننده تناقض‌هاست. الکترون نمادی از فیزیک کوانتومی است.‌ الکترون را یک ذره باردار می‌دانند که در اطراف هسته در حال گردش است. طبق قانون چون باردار است و در حال حرکت پس باید مرتبن تابش کند و از سطح انرژی بالا به سمت پایین سقوط کند و در نهایت به هسته برخورد کند. ولی در عمل این اتفاق نمی‌افتد. چرا؟ نمی‌دانیم. الکترون را به خودی خود کسی با هیچ وسیله‌ای ندیده است. فقط وقتی قابل دیدن می‌شود که فوتون نور به آن تابیده شود که در این حالت دیگر آن الکترون اولی نیست. یعنی هنوز هم نمی‌دانیم چنین چیزی واقعن هست یا نیست.

خوب است در این‌جا از یکی از دانش‌مندان تاثیر‌گذار در فیزیک کوانتومی یادی بشود. شرودینگر دانش‌مندی که آزمایشی معروف به نام گربه شرودینگر دارد که همین تناقضات کوانتومی را با فلسفه‌ای ساده به خوبی برای ما روشن می‌سازد. شاید هم بیش‌تر ما را گیج می‌کند. در این آزمایش او گربه‌ای را در محفظه‌ای دربسته قرار داد و ماده رادیواکتیوی درون آن گذاشت که با اولین نیمه عمر و تابش آن گازی سمی در فضای محفظه پخش شود که باعث مرگ گربه گردد. زمان اولین نیمه عمر و تابش ماده رادیواکتیو می‌تواند از یک هزارم ثانیه بعد تا میلیون‌ها سال بعد باشد. وقتی در محفضه بسته شد گربه زنده است یا مرده؟ نمی‌دانیم. یک وضعیت نه مرده نه زنده و یا هم مرده هم زنده برایش می‌توان تصور کرد. فقط وقتی می‌توان به قطعیت رسید که در محفظه را باز کنیم و حضور یک ناظر را بپذیریم. مانند مثال الکترون که فقط با حضور ناظر بیرونی قابل مشاهده است.

نسبیت و کوانتوم به‌عنوان دو پایه علم فیزیک مدرن هنوز در حال تکمیل‌اند و خودشان در بعضی جاها خودشان را نقض می‌کنند و با خود مشکل دارند. هم‌چنان که از اسم آن‌ها و قوانین‌شان پیداست هیچ نگرانی از عدم قطعیت و نسبیت خود ندارند. این علم بدین خاطر پا به این جهان گذاشته است تا به ما بگوید: در این جهان همه چیز نسبی است و قطعیتی وجود ندارد.

پانوشت: تاکید می شود که این نوشته یک نوشته کاملن غیر علمی و نامعتبر می‌باشد و تمامی سایت‌ها و حتا موتورهای جست‌وجوگر هم از مسوولیت اشتباهات فاحش علمی آن خود را مبرا می‌دانند.

«نوشته فوق می تواند نظر نویسنده باشد و الزامن نظر رادیو کوچه نیست»

|

TAGS: , , ,