زهره حسین‌زادگان تا پیش از دوران مدرن، فلسفه و فیزیك دو رشته یا شاخه جدا از یكدیگر نبودند، فیزیك یا طبیعیات، بخشی از پیكره كلی دانایی بشر درباره جهان هستی، معطوف به امور طبیعی بود و فیلسوفان در آثارشان بخشی را به آن اختصاص می‌دادند. در دوران جدید، با تمایز پیدا كردن روش‌شناسی علوم و تخصصی شدن رشته‌های مختلف، میان فلسفه و فیزیك هم فاصله افتاد، اگرچه این دو در بنیاد از یكدیگر جدا نیستند و هر دو به یك معنا كوشش در جهت تبیین و توضیح هستی هستند. در روزگار ما هم فیلسوفان فراوانی فیزیكدان هستند یا به مباحث تخصصی فیزیكی توجه می‌كنند، همچنان كه شمار زیادی از فیزیكدان‌ها، به‌طور جدی به فعالیت فلسفی اشتغال دارند. فلسفه فیزیك از دل همین گفت‌وگوها و مباحث بر می‌آید. كتاب فلسفه فیزیك نوشته تیم مادلین، از سوی نشر ققنوس به تازگی به چاپ سوم رسیده است. به این مناسبت با رعنا سلیمی، پژوهشگر فیزیك گفت‌وگویی صورت دادیم كه از نظر می‌گذرد. در ابتدا بفرمایید فلسفه فیزیك یعنی چی؟ همان‌طور كه خود تیم مادلین استاد فلسفه فیزیك در دانشگاه‌ نیویورك می‌گوید: در فیزیك ما فقط نباید ببینیم روابط و فرمول‌ها چیست و آنها را حفظ كنیم، باید ببینیم نظریه چه ساختاری دارد. چه چیزهایی را می‌خواهد به ما بگوید. دانش‌آموخته فیزیك خیلی با فرمول‌ها و ریاضیات سر و كار دارد و حتی خود فیزیكدانان هم بیشتر به سمت محاسبه سوق یافته‌اند. اما فیزیكدانان باید به این مساله نیز بپردازند كه نظریه‌شان چه چیزی از هستی را آشكار می‌كند و ساختارش چیست. مثلا وقتی یك قطعه فلز گرم می‌شود و می‌خواهیم آن را سرد كنیم، برای كارگر ذوب ‌آهن فقط این مهم است كه چگونه دمایش را كاهش دهد، مثلا با چه مقدار آب به دمای مطلوب می‌رسد، اما برای فیلسوف فیزیك مساله مهم این است كه ماهیت این گرما چیست و چگونه منتقل می‌شود. آیا گرما نوعی سیال است؟آیا انرژی جنبشی است كه بین مولكول‌ها حركت می‌كند و منتقل می‌شود و به‌طور كلی برای فیلسوف فیزیك ماهیت گرما مهم است. اما فیزیكدان بسته به اینكه در چه موقعیتی باشد و بخواهد چه كار كند، ممكن است گاهی روی این تمركز كند و گاهی روی آن. به هر حال مهم است كه فیزیكدان علاوه بر اینكه محاسبات برایش اهمیت دارد، فلسفه و ماهیت گرما هم برایش اهمیت داشته باشد. پس ما در فلسفه فیزیك می‌خواهیم سراغ ماهیت، علت و چرایی بسیاری از فرمول‌ها و مباحثی برویم كه از دوره دبیرستان خوانده‌ایم و یكسری فرمول حفظ كرده‌ایم و حتی بعضی‌ها در دوره دانشگاه نیز به این رویه ادامه دادند. تاریخچه علم فیزیك از چه زمانی شروع می‌شود و به چه دوره‌هایی تقسیم می‌شود؟ فیزیك از یونان باستان شكل می‌گیرد. ارسطو كتابی دارد به نام فیزیك یا فوسیس (واژه یونانی) به معنای طبیعت و شاید نظریات ارسطو هنوز هم برای خیلی از دانشجویان ناآشنا باشد. خیلی مهم است كه آنها این نظریه‌ها را بدانند. مثلا ارسطو به جوهر یا ذات معتقد بود و می‌گفت سنگ خاصیت طبیعی‌اش این است كه به سمت یك مركز حركت كند: مركز جهان. خاك همین‌طور. ولی آب یا آتش تمایل دارند از مركز دور شوند و به سمت بالا حركت كنند. او جهان را به صورت یك كره محدود در نظر گرفته بود كه مركزی دارد و سنگ به سمت مركز آن حركت می‌كند و هوا و آتش از مركز دور می‌شوند. سیارات و ستارگان در توصیف ارسطو نمی‌گنجیدند. به همین دلیل حول كره، دایره‌ای در نظر می‌گیرد و ماده‌ای به نام اثیر یا اتر تعریف می‌كند و می‌گوید این ماده دور زمین هم هست و سیارات و ستارگان در آن قرار دارند و دور زمین می‌چرخند. یعنی قوانین ارسطو به این صورت بوده كه فیزیك حاكم بر زمین و تحت القمر با فیزیك حاكم بر ماورای قمر یا ستارگان و سیارات متفاوت بود. این اساس ساختار نظریه ارسطو بود. این ایده دو هزار سال تا آمدن نیوتن حكمرانی كرد. پس شما این‌طور تقسیم‌بندی می‌كنید: ابتدا فیزیك باستان، بعد فیزیك كلاسیك، یعنی چیزی كه در دبیرستان می‌خوانیم. بله، همه با فیزیك كلاسیك و قوانین نیوتن آشنا هستند: قانون اول، قانون دوم و قانون سوم. نیوتن كار بزرگی كرد. قوانین حركت را فرموله كرد. قوانینی كه به مدت دویست، سیصد سال حاكم بود تا اینكه انیشتین می‌آید. نیوتن قوانین حركت را تعریف و فرموله می‌كند و فضا و زمان را مطلق می‌گیرد. می‌گوید، برخلاف فیزیك ارسطو، فضا بی‌انتها و نامحدود است. دارای تقارن است و هندسه اقلیدسی را برایش در نظر می‌گیرد. نیوتن این‌طور تصور می‌كند كه زمان جریان داشته و خواهد داشت.یعنی مولفه فضا و زمان را از قوانین حركت دور نگه می‌دارد. قوانین نیوتن بدون فضا و زمانش هم كامل هستند. پس فیزیك قوانین نیوتن كه به فضا و زمان مطلق می‌پردازد؛ عامل اصلی آن حركت است و قوانین نیوتن حول حركت شكل می‌گیرند، فیزیك كلاسیك است. اعتقاد نیوتن به فضای مطلق و نامحدود به مباحثی در فلسفه می‌انجامد. این مباحث در آن زمان سرآغازی برای نامه‌نگاری‌های فلسفی معروف لایب نیتس و كلارك می‌شود. آنها بحث می‌كنند كه فیزیك نیوتن تا چه حد قابل قبول است و اگر فضا از قبل وجود داشته خالق برای قرار دادن ماده در فضا چگونه دست به انتخاب می‌زند. پس می‌بینیم كه فیزیك و فلسفه رابطه تنگاتنگی دارند. بعد از فیزیك كلاسیك به سمت فیزیك مدرن می‌رویم. اگر سیم‌پیچ ثابت باشد و آهن‌ربایی را داخل آن حركت بدهیم، با اینكه آهن‌ربا ثابت باشد و سیم‌پیچ را حركت بدهیم، این دو در واقع یك پدیده هستند و باید تبیین یكسانی داشته باشند. اما به دلیل ناسازگاری میان الكترومغناطیس و قوانین مكانیك نیوتن این دو تبیین یكسانی نداشتند و این مساله ذهن اینشتین را درگیر كرده بود. او اندیشید كه این مساله را چگونه می‌توان حل كرد. عده‌ای تصور می‌كنند نسبیت را اینشتین مطرح كرد. اما قبل از آن گالیله نیز نسبیت را مطرح كرده بود. گالیله می‌گوید اگر یك كشتی ساكن و كشتی دیگری هم داشته باشیم كه با حركت ثابتی نسبت به اولی حركت كند، تمام پدیده‌های فیزیكی مشاهده‌پذیر در هر دو كشتی یكسان هستند و حركت كشتی متحرك احساس نمی‌شود. به این، نسبیت گالیله‌ای می‌گویند. اینشتین هم با توجه به همین مساله برایش سوال شده بود كه چرا حركت نسبی سیم‌پیچ و آهن‌ربا تبیین یكسانی ندارند و یك ناسازگاری بین الكترومغناطیس و مكانیك نیوتنی است. می‌گویند اینشتین گفته است كه در زندگی‌اش بیش از هر چیزی به نور فكر كرده است. دغدغه‌اش همیشه نور و حركت نور بوده و برای حل مساله این اصل را مطرح می‌كند: سرعت نور برای تمام ناظرها، چه آنها كه با حركت یكنواخت حركت می‌كنند و چه آنها كه ثابت هستند، یكسان است. سپس با استفاده از ثابت بودن سرعت نور، قوانین حركت را برای دو ناظر ساكن و متحرك می‌نویسد و یكسری معادلات و تبدیلات لورنتس را به دست می‌آورد. این معادلات نشان می‌دهد كه در سرعت‌های نزدیك به سرعت نور اتساع زمان رخ می‌دهد و پدیده معروف دوقلوها را مطرح می‌كند. این نسبیت خاص اینشتین است و پس از آن نظریه نسبیت عامش را مطرح می‌كند. نسبیت خاص و عام را توضیح می‌دهید؟ نسبیت خاص را توضیح دادم. نسبیت عام، نظریه‌ای درباره فضا، زمان و گرانش است. وقتی به اینشتین می‌گویند نظریه نسبیت عام را توضیح بدهد، می‌گوید: قبل از من می‌گفتند اگر شما ماده را‌ بردارید فضا و زمان باقی می‌ماند، ولی من می‌گویم اگر ماده را‌ بردارید چیزی باقی نمی‌ماند؛ یعنی ماده و فضا و زمان همه با هم هستند. فیزیك رشته سختی است. زمان تحصیل بیشتر سرگرم حفظ كردن فرمول‌ها برای حل معادلات بوده‌ایم. این نگاه شما و نگاه كتاب جدید است و كمتر به آن پرداخته‌ایم. قبل از این كتاب دیگری در این زمینه بوده است؟ درباره نسبیت كتاب‌های زیادی هست، اما این كتاب خاص است. علاوه بر اینكه تیم مادلین كتاب را با نظریه‌های فیزیك باستان شروع كرده و پیش رفته، نوآوری هم كرده است. نظریه نسبیت را با توجه به ساختار هندسی و بدون تبدیلات و معادلات لورنتس توضیح داده است. دانش‌آموخته فیزیك كه با معادلات لورنتس درگیر شده، ارزش كار تیم مادلین را بهتر درك می‌كند. تیم مادلین با این روش مساله دشوار و بحث‌برانگیز دوقلوها را به روشنی توضیح می‌دهد: بدون استفاده از فرمول، فقط با توجه ساختار هندسی فضا و دستگاه مختصات. دانشجوی فیزیك علاوه بر كتاب‌های درسی باید با اینگونه مباحث نیز آشنا شود. به نظر می‌رسد فلسفه تحلیلی بر اساس همین نگاه علمی به فلسفه و بر اساس همین شكل از فلسفه است؟ البته من مطالعات فلسفی نداشته‌ام و نمی‌توانم دقیقا نظری بدهم، شاید همین‌طور باشد. اما باز هم در خصوص ارزش كار تیم مادلین توضیح بدهم؛ باید بگویم اگر كسی كار او را نگاه كند شاید یك سادگی در كارش ببیند: بیان مبحث دشوار نسبیت با این سادگی. اما این سادگی پایان كار است. در ادبیات هم با چنین چیزی مواجه هستیم. كسی هست ساده می‌نویسد، اما نوشته‌هایش مخاطب را جذب نمی‌كند. یك نفر هم هست كه ساده می‌نویسد اما طرفداران زیادی دارد، چون برای رسیدن به این سادگی مراحلی را طی كرده و به اصطلاح به یك سادگی پایان كار رسیده است. مثل چیزی كه شما در‌ هایكوهای ژاپنی می‌بینید. این كتاب تیم مادلین نتیجه سال‌ها تلاش و زحمت است. شركت در سمینارهای دانشگاه با حضور فیزیكدانان بزرگی مثل جان نورتون و جان ویلر. در این كتاب تا مبحث نسبیت مطرح شده است. در مقدمه كتاب دیدم كه گویا كتاب جلد دومی هم دارد؟ بله، مادلین می‌خواست كتاب را در یك جلد منتشر كند، اما به دلیل حجم زیاد مطالب تصمیم گرفت آن را در دو جلد منتشر كند. جلد دوم درباره ماده و نظریه كوانتوم است. نظریه كوانتوم نظریه بسیار بزرگ و موفقی است. كوانتوم در زندگی ما همه جا حضور دارد و تكنولوژی را نیز در بر گرفته است. علاوه بر این به مفاهیم فلسفی نیز راه یافته است. اتفاقا شاید مطرح شود كه فیلسوفان ما فیزیك و فیزیكدانان ما فلسفه هم می‌دانستند. گویا تلاش آنها در جهت فهم جهان و فهم طبیعت بوده است. به خاطر همین فلسفه و فیزیك به كمك هم می‌آمدند. اما امروزه كه فیزیك اینقدر پیشرفت كرده، شما یا دانش‌آموختگان فیزیك فكر می‌كنید كه دیگر نیازی به فلسفه هست؟ من فكر می‌كنم باید بین فلسفه و علم تفاوت قائل شد. فلسفه دنبال معنا می‌گردد و علم دنبال چیستی. مثلا اگر كسی بیمار شود و سرطان بگیرد، علم پزشكی به ما می‌گوید كه او فوت می‌كند و ما اندوهگین می‌شویم. می‌دانیم به لحاظ علمی دیگر نمی‌توان برای نجات این شخص كاری كرد، اما به دنبال این هستیم كه بدانیم چرا این اتفاق می‌افتد. اینجاست كه فلسفه به دادمان می‌رسد. در لحظاتی از زندگی ما به فلسفه نیاز داریم. امروزه می‌بینیم كتاب‌های فلسفی مخاطبان زیادی دارند، برای نمونه می توان به كتاب های تسلی بخشی‌های فلسفه یا فلسفه رواقی اشاره كرد و این امر خاص كشور ما نیست، این كتاب ها در همه جای دنیا مخاطبان زیادی دارند. البته اگر منظور فلسفه به معنای اخص آن باشد، اطلاع دقیقی ندارم. در هر حال، گرچه فیزیك، به ویژه با ظهور نظریه كوانتوم با مفاهیم فلسفی خیلی درگیر شده است، اما به اینگونه مباحث فلسفی نیاز داریم. این درگیری كجا شكل می‌گیرد؟ در نظریه نسبیت عام اینشتین به مبحث سیاه‌چاله‌ها می‌رسیم كه اجرامی با گرانش بسیار قوی هستند. سیاهچاله یك نقطه تكینگی دارد كه هیچ چیز حتی نور نیز نمی‌تواند از آن فرار كند. می‌گویند كه شاید عالم از یك تكینگی از این نوع آغاز شده باشد. از یك انفجار بزرگ یا مِهبانگ. به این ترتیب فیزیك می‌تواند درباره آغاز پیدایش عالم و حیات نظر بدهد. در خود نظریه كوانتوم نیز مباحث فلسفی زیادی مطرح می‌شود. می‌توانید درباره فلسفه كوانتوم هم توضیحی بدهید؟ البته صحبت كردن در این زمینه كار ساده‌ای نیست، اما در حد توانم توضیح می‌دهم. نظریه كوانتوم با ماكس پلانك شروع می‌شود. آقای پلانك در 1875 پیانیست خوبی بود و به او می‌گویند در فیزیك دیگر كاری برای انجام دادن نمانده و بهتر است كه موسیقی را دنبال كند. اما پلانك به خاطر علاقه زیادش به فیزیك، فیزیك را انتخاب می‌كند. با تحقیقات او روی تابش جسم سیاه، فیزیك كوانتوم متولد و آغاز می‌شود. مساله در كوانتوم این‌طور شروع می‌شود: از زمان نیوتن بحث بر سر این بوده كه نور ذره است یا ماده. نیوتن معتقد بود كه نور ذره است. هویگنس معتقد بود نور موج است. اما اینشتین می‌گوید نور به صورت ذره هم ساطع می‌شود و اسم فوتون را برای آن انتخاب می‌كند. از همین‌جا این دوگانگی شروع می‌شود. نور هم می‌تواند ذره باشد و هم موج. اینها دو چیز كاملا متفاوتند. تفاوت نظریه كوانتوم با تمام انقلاب‌های علمی‌ این است كه نظریه كوانتوم كار یك نفر نیست. این نظریه كار جمعی از دانشمندان است: نیوتن، اینشتین، پلانك، دوبروی، ‌هایزنبرگ و غیره. پس از آن دوبروی می‌گوید اگر نور كه انرژی است، می‌تواند هم موج و هم ذره باشد پس چرا ماده نتواند. پس ماده نیز باید هم موج باشد و هم ذره. باید این موضوع را بررسی كنیم. برای این كار آزمایش معروف دو شكاف را انجام می‌دهند. قبلا این آزمایش را برای نور انجام داده بودند. در این آزمایش نوری از دو شكاف نزدیك به هم عبور می‌كند، به خاطر خاصیت موجی، آن طرف روی پرده یكسری خطوط تیره و روشن تشكیل می‌دهد. اگر آنچه از شكاف‌ها عبور می‌دهیم فقط ذره باشد، یكسری نقاط گسسته می‌بینیم. یعنی همان ذرات عبوری را آن طرف می‌بینیم. اما با انجام این آزمایش برای الكترون دیدند عینا همان پدیده‌ای كه برای نور اتفاق می‌افتد برای الكترون هم اتفاق می‌افتد. برای بررسی اینكه الكترون از كدام شكاف عبور كرده و چگونه خطوط تیره و روشن تشكیل می‌شود، به آن نور تاباندند اما با دخالت ناظر در این پدیده دیگر خطوط تیره و روشن دیده نمی‌شود! و حالت كوانتومی از بین می‌رود. بنابراین این مساله فلسفی مطرح شده آیا نگاه ناظر روی واقعیت تاثیر می‌گذارد؟ واقعیت چیست؟ نگاه ناظر به جهان؟ اعتقاد به تاثیر ناظر روی واقعیت همان معروف‌ترین تفسیر كپنهاگی نظریه كوانتوم است. پس از آن تفسیرهای دیگری از نظریه كوانتوم نیز مطرح شده است. اگر به نظریه ارسطو برگردیم كه به یك جوهر و ذات و حركت خاصی می‌رسیم. نگاه نیوتن به مفهوم حركت، در حقیقت محرك نامتحركی را كه ارسطو مطرح كرده بود، زیر سوال می‌برد. انگار پشت تمام نظریات فیزیكی یك ایده فلسفی وجود دارد. فلسفه فیزیك تلاش می‌كند به آن ایده دست پیدا كند: مجموعه ایده‌هایی كه می‌تواند نظریه فیزیك را به وجود بیاورد و نتایجی كه از آن نظریه دریافت می‌شود. درست است؟ بله درست است. در كوانتوم بحث‌های فلسفی زیادی هست. مثلا نظریه كوانتوم می‌گوید اگر دو ذره كوانتومی با هم بركنش داشته باشند همبسته می‌شوند و درهم‌تنیدگی كوانتومی ایجاد می‌شود. به این معنا كه اگر بعدا این دو ذره از هم جدا شوند، چنانچه كاری روی یكی از این ذرات انجام دهید، تاثیرش روی ذره دیگر آنا منتقل می‌شود، حتی اگر این دو ذره سال‌های نوری از هم دور شده باشند. اینگونه تاثیرپذیری را كنش از دور گویند. درهم‌تنیدگی كوانتومی سرآغازی برای رمزنویسی كوانتومی‌است.با استفاده از آن دو نفر می‌توانند ارتباط برقرار كنند بی‌آنكه نفر سومی بتواند مكالمات آنها را شنود كند. دخالت نفر سوم مانند دخالت ناظر در آزمایش دو شكاف است كه حالت كوانتومی از بین می‌رود. رمزنویسی كوانتومی از مباحث روز دنیاست و تحقیقات زیادی روی آن در حال انجام است. ________________________________________ وقتی به اینشتین می‌گویند نظریه نسبیت عام را توضیح بدهد، می‌گوید: قبل از من می‌گفتند اگر شما ماده را‌ بردارید فضا و زمان باقی می‌ماند، ولی من می‌گویم اگر ماده را‌ بردارید چیزی باقی نمی‌ماند؛ یعنی ماده و فضا و زمان همه با هم هستند. گالیله می‌گوید اگر یك كشتی ساكن و كشتی دیگری هم داشته باشیم كه با حركت ثابتی نسبت به اولی حركت كند، تمام پدیده‌های فیزیكی مشاهده‌پذیر در هر دو كشتی یكسان هستند و حركت كشتی متحرك احساس نمی‌شود. به این، نسبیت گالیله‌ای می‌گویند. در فیزیك ما فقط نباید ببینیم روابط و فرمول‌ها چیست و آنها را حفظ كنیم، باید ببینیم نظریه چه ساختاری دارد. چه چیزهایی را می‌خواهد به ما بگوید. دانش‌آموخته فیزیك خیلی با فرمول‌ها و ریاضیات سر و كار دارد و حتی خود فیزیكدانان هم بیشتر به سمت محاسبه سوق یافته‌اند. اما فیزیكدانان باید به این مساله نیز بپردازند كه نظریه‌شان چه چیزی از هستی را آشكار می‌كند و ساختارش چیست