علّیت: از فلسفه تا علم

در مقاله‌ی پیشین، با طرح و تشریح برخی نظریاتِ نوین و پذیرفته در قلمرو فیزیک و کیهان‌شناسی، به بررسی معنای «علیت» از دیدگاه پروفسور ماکس پلانک پرداخته، و آن‌ را نه به‌عنوان تبیین ایده‌های شخصی ِ یک فیزیکدانِ صاحب‌نفوذ؛ که به‌عنوان مصداقی از آرای اندیشمندی که در تلاش ِ اصولی برای وحدت‌بخشی ِ علت و معلولی ِ حوزه‌های گوناگون علوم پایه برآمده؛ ذکر کردیم. حال از خود می‌پرسیم که یک انسان، در عین برخورداری از آزادی اندیشه در برابر رفتارهای جهانِ پیرامون‌اش (تابدانجاکه می‌تواند علیت را هم اساساً انکار کند)؛ چگونه توانسته در طول تاریخ، رفته‌رفته به نوعی جهان‌بینی ِ علمی دست یابد و بتواند از طریقش اصل علیت را بپذیرد؟ به عبارت دیگر آیا ممکن نیست همین آزادیِ تفکر انسان باشد که اساساً زمینه را برای طرح‌ریزیِ مفهوم علیت پدید آورده؛ حال‌آنکه برخلاف تصور ما، شاید عملاً قانونی به نام علیت (آنگونه که دانشمندان می‌نامندش)، اصلاً وجود خارجی نداشته و خود حاصل یک وهم عقلانی باشد؟ برای پاسخ به این پرسش‌ها ناگزیریم، قدم از قلمرو دانش اندکی فراتر نهاده و آرای فلاسفه را در این‌باره بررسی کنیم.

در سایه‌ی شکاکیت

از آنجا‌که زیربنای علم را تجربه تشکیل داده، طبعاً توجه‌مان هم به آن دسته فلاسفه‌ای جلب خواهد شد که تجربه را دست‌مایه‌ی آغاز فلسفه‌ورزی‌شان می‌دانند و در بدو امر، به براهین مابعدالطبیعی تکیه نمی‌کنند. سلسله‌ی فلاسفه‌ی تجربه‌گرای محض، با «جان لاک» (John Locke) آغاز، و با نام «دیوید هیوم» (David Hume) به اوج خود می‌رسد؛ آن‌چنانکه که پیش‌ رفتن ِ بیشتر در جهت این فلسفه را به‌واسطه‌ی سایه‌ی شکاکیتی که بر سر آن می‌اندازد، عملاً ناممکن می‌کند. تجربه‌گرایان معتقدند اِدراک آدمی، هرگز از حدود تجربه‌اش پا فراتر نمی‌نهد و آنچه که از جهان می‌دانیم، یا چیزی‌ست که به تجربه درآمده؛ یا از عناصری شکل یافته که به تجربه درمی‌آیند. به عبارت دیگر، ذهن انسان به تشبیه جان لاک همچون لوح سفیدی‌ست که در طول عمرش، فقط از نقش‌هایی که حواس ِ پنج‌گانه بر آن نقش می‌زنند، پر می‌شود؛ خواه این نقش‌ها حکایت‌گر چهره‌ی دوستان و آشنایان‌مان باشد (که وجود خارجی دارند) و خواه افسانه‌ای چون سیمرغ. چراکه مثلاً سیمرغ هم مخلوطی ذهنی از دم طاووس و تن عقاب و پنجه‌ی شیر است و این افسانه هم در نهایت به «مشاهدات» ما و همچنین از «تجربیاتی» که در خصوص درک محل ِ هرکدام از این اندام در بدن جانورانِ گوناگون داشته‌ایم؛ ختم می‌شود.

محوریتِ تجربه در تفکر انسان شاید ابتدائاً امری بدیهی بنماید؛ اما در حیطه‌ی فلسفه‌ی محض، می‌تواند دستاوردهای قابل تأملی را رقم بزند. از آن جمله می‌توان به عقاید «جرج برکلی» (George Berkeley)؛ کشیش و فیلسوف ایرلندی اشاره کرد که معتقد بود واقعیاتی که به تجربه درمی‌آیند، در حقیقت انعکاس حالات روح ِ ما بوده، و مادیت ندارند. به‌عبارت دیگر از منظر برکلی، ممکن نیست که برگ درختی در جنگلی دورافتاده بیفتد؛ چراکه هیجکس نبوده که آن را ببیند و یا به هر نحو دیگری حس‌اش کند. به‌واسطه‌ی بنیان‌های مابعدالطبیعی‌ای که برکلی فلسفه‌اش را بر آن استوار کرد؛ او موفق به کشف شکاکیتِ اجتناب‌ناپذیر ِ موجود در زیربنای فلسفه‌ی تجربه‌گرای محض نگردید و این مسأله تا زمان هیوم پوشیده ماند.
هیوم، در نهایت موفق شد عریان‌ترین تعریف تجربی از ماهیت اصل علیت را ارائه دهد. به اعتقاد او، با توجه به شباهت ذهن انسان به همان لوح سفیدی که جان لاک از آن نام برده بود؛ دلیلی ندارد که مثلاً چون امروز و فردا و ده روز متوالی، خورشید از شرق طلوع کرده، فردا هم از شرق طلوع کند. به‌عبارت دیگر حس سیطره‌ی اصل علیت بر رفتارهای جهان، وابسته به تکرار تجربیاتی‌ست که برایمان به عادت درآمده و از نقطه‌نظر منطق، به‌عنوان یک اصل کلی که بتوان از آن استنتاجی صورت داد و مثلاً گفت «فردا هم خورشید از شرق می‌زند»؛ قابل دفاع نیست. هیوم، خود این عادت را «اقتران دائمی» (Constant Conjunction) می‌نامد. شاید شیرین‌ترین مثالی که بتوان برای خواننده‌ی فارسی‌زبان در این‌باره زد؛ داستان «طوطی و بازرگان» ِ مثنوی باشد. در این داستان می‌خوانیم که طوطی ِ دست‌پرورده‌ی یک بازرگان، در نبود وی تصادفاً بطری‌های روغن ِ اربابش را می‌شکند. بازرگان هم پس از بازگشت‌اش، از برای تنبیه، ضربه‌ای بر سر طوطی می‌زند و کچل‌اش می‌کند. پس از گذشت روزها که بازرگان دیگر از جلب توجه مجدد طوطی ناامید می‌شود و از کرده‌ی خود پشیمان؛ درویشی «با سر بی‌مو چو پشت طاس و طشت» از کنار دکان بازرگان می‌گذرد و طوطی به سخن درآمده و از درویش می‌پرسد آیا تو هم بطری روغن شکستی؟

هیوم، در جلد اول کتابش «رساله در باب طبیعت انسانی»؛ در این‌باره می‌نویسد: «تمام استدلالات ما راجع به علت و معلول، از چیزی جز عادت گرفته نشده‌اند و خصوصاً “عقیده” که به جنبه‌ی حسی ِ سرشت ما تعلق دارد؛ نه به جنبه‌ی عقلی ِ آن» [1].

البته بایستی توجه داشت که اقامه‌ی یک علتِ حتی علمی هم برای پرسشی نظیر «از کجا معلوم که فردا خورشید از غرب طلوع نکند؟»، مسئله را حل نخواهد کرد؛ چراکه هیوم، پرسش‌اش را درست به‌سمت همین تمایل ما برای «اقامه‌ی یک علت» نشانه رفته است و می‌پرسدمان: «تو مگر دیده‌ای که زمین به دور خودش بچرخد؟»؛ هرچند که پرسش اصلی ِ هیوم، ژرف‌تر از آن است که بتوان حتی با توجیه یک مثال ساده، بدان پاسخی قانع‌کننده داد.

سایه‌ی شکاکیتی که هیوم بر سر ماهیتِ اصل علیت و به‌دنبال آن «عقیده» افکنده؛ حتی با تفکر مدرن علمی هم زدودنی نیست، چراکه نسبتِ علیت و علم، مثل نسبت «چشم» و «دیدن» است و به‌تعبیر پلانک، هیچ چشمی هم قادر به تماشای خود نیست. به بیان دقیق‌تر، علیت ابزار استنتاج ِ دانشمندان است و چون فی‌نفسه پدیده‌ای «استقرائی» و متکی بر تجربیاتِ متوالی‌ست، منطقاً از منظر علمی قابل پرسش‌ نیست، بلکه خود اساساً یک پرسش ِ پیش‌برنده است؛ چراکه به خلاقیت‌مان در مسیر وسعت بخشیدن به مرزهای علم، مجال بروز می‌دهد. پس مادام که دایره‌ی تجربیات‌مان همپا با پیشرفت فناوری، از حدود پیشین‌اش فراتر رود و به کشفیاتِ نوین علمی نائل آییم؛ این شکاکیت هم متقابلاً به همان اندازه‌ای که تجربیات‌مان پیشرفت داشته، عقب‌نشینی می‌کند اما نابود نمی‌شود. مثلاً در مثال چرخش زمین، گویا هیوم را می‌توان با نمایش آزمایش «آونگ فوکو» متقاعد کرد؛ که در این‌صورت توجه وی را به پرسش بعدی‌اش جلب خواهیم کرد که «چرا زمین می‌چرخد؟» و الی آخر.

با این حساب، می‌توان از شکاکیت هیوم این نتیجه را گرفت که او قصد برپایی ِ هیچگونه ستیز فلسفی‌ای را علیه علم و عقیده نداشته، بلکه با این پرسش‌اش، عملاً راه علم را خیرخواهانه به ما نشان داده است و وجود یک اختلاف تعیین‌کننده در تعابیر متعارفی که از مفهوم «علیت» می‌شود را برای‌مان آشکار کرده است. درواقع اگر این اختلاف را به‌درستی درک نکنیم، باید انتظار ظهور تعاریف متناقض فیزیک جدید از ماهیت «واقعیت» را هم داشته باشیم. در واقع هیوم از طرح پرسش ِ چیستی ِ علیت، درصدد پیراستن این مفهوم ِ پرکاربرد از اطمینانِ شاید کورکورانه‌ای‌ست که ما اشتباهاً با استناد به زنجیره‌ی علت و معلول‌ها، اغلب بدان معتقد می‌شویم. این اطمینان، همان نتیجه‌گیری‌های استنتاجی از یک اصل ِ اساساً استقرائی مثل علیت است، که عموماً آن را «موجبیت» (Determinism) می‌نامند. تببین تمایزات دو مفهوم «موجبیت» و «علیت» برای فرد دانشمند، امری ضروری‌ست. موجبیت را یکی از معتقدین ِ عمیق به آن، یعنی «پیر سیمون دو لاپلاس» (Pierre-Simon de Laplace)؛ اخترشناس فرانسویِ قرن هجدهم، اینگونه تعریف می‌کند:

«ما بایستی وضعیت کنونی ِ جهان را به‌عنوان علت، و دستاورد وضعیتِ پیشین‌اش قلمداد کنیم. کسی که در یک لحظه با وضعیت کنونی ِ هر گوشه از جهان و نیز تمامی ِ نیروهایی که طبیعت با آن سر و کار دارد آشنایی یابد؛ جنبش ِ عظیم‌ترین اجسام کیهانی و کوچترین اتم‌های جهان را در فرمولی یگانه توجیه خواهد کرد. هیچ چیزی برای این موجود، غیرمسلم نخواهد بود و آینده نیز همچون گذشته، پیش ِ چشم‌اش خواهد آمد».

پس در جهان‌بینی ِ لاپلاسی، لحظه‌ای وجود نخواهد داشت که بتوان نام «حالا» را بر آن نهاد؛ چراکه آینده هم راهش را از جویبار همان علیتی خواهد گزید که گذشته را شکل داده است و لذا تمایزی میان این سه مفهوم اساساً وجود ندارد. موجبیت، تعمیم اصل علیت به قلمرو نادانسته‌هاست؛ چه آینده باشد، چه محدوده‌ای که هنوز توسط تجربه فتح نگردیده. شاید بتوان تمایز موجبیت و علیت را با بررسی ظاهریِ یک فرمول فیزیکی فهمید. مثلاً قانون دوم نیوتن، رابطه‌ی شتاب یک جسم را با جرم‌اش بیان می‌کند؛ که حالت خاصی از آن (مربوط به نیروی گرانش) در فرمول F=mg انعکاس یافته (F به‌معنای نیرو؛ m جرم و g، شتاب گرانش زمین است). با این حساب، با در دست داشتن جرم جسم و شتاب گرانش زمین؛ نیروی وارده بر آن را با قطعیت می‌توان تعیین کرد و از این حیث، رابطه‌ی مزبور، یک رابطه‌ی موجبیتی‌ست. حال شاید بپرسیم نیرو علت ایجاد شتاب بوده یا برعکس؟ فرمول بالا در ظاهر این را به ‌ما نمی‌گوید، اما اگر شتاب را بر به‌صورت «تغییرات سرعت جسم نسبت به زمان» بنویسیم؛ مشخص خواهد شد که شتاب، مفهومی نسبی است و فی‌نفسه نمی‌تواند علت ایجاد نیرو باشد.

اگر باز بپرسیم علت این نیرو چیست؛ نیوتن ما را به مطلق‌ترین کمیت فرمول‌اش ارجاع می‌دهد و می‌گوید: جرم. جرم زمین است که جاذبه را موجب می‌شود. اما اگر بپرسیم علت جرم چیست؛ نیوتن هیچ پاسخ ِ علیتی‌ای در چنته نخواهد داشت. او در نامه‌‌ای به سال ۱۶۹۲ به «ریچارد بنتلی»؛ تئوری‌پرداز انگلیسی، می‌نویسد: «متأسفم که تلاش فلاسفه [برای یافتن منبع نیروی گرانشی] در طبیعت، بیهوده بوده. من با دلایل فراوانی قانع شده‌ام علت‌هایی‌ وجود دارد که هنوز پیدا نشد‌ه‌اند و زیربنای کلیه‌ی پدیده‌های طبیعی را شکل داده‌اند». ‌‌

اما مکانیک نیوتونی، کمااینکه بعدها در توجیه رصدهای ستاره‌شناسان از حرکات نامتعارف مدار سیاره‌ی عطارد ناکام ماند؛ به‌عنوان یک قضیه‌ی علمی، اصولاً حق ندارد که با تعمیم تنها بخشی از سلسله‌ی علت و معلول‌هایی که موفق به اثباتِ تجربی‌اش شده؛ درباره‌ی بقیه‌ی معماهای فیزیکی هم پاسخ‌های موجبیتی بدهد (و مثلاً در مورد مسأله‌ی عطارد بگوید: حتماً سیاره‌‌ی ناشناخته‌ای باید وجود داشته باشد که مدار عطارد را آشفته کند). این پاسخ‌ها، تنها کسانی را متقاعد نخواهد ساخت، که به هشدار هیوم پایبند مانده‌اند؛ آنگونه که آلبرت اینشتین اذعان کرده که نظریه‌ی نسبیتِ خاص‌اش (که بر ویرانه‌های جهان‌بینی ِ نیوتونی استوار کرده) را وامدار شکاکیت هیوم است. حال، بد نیست ببینیم علم ِ امروز که حدفاصل ِ پاسخ یک فرد معمولی و پاسخ اینشتین به پرسش‌های هیوم را پر کرده؛ خود چگونه در این سنگلاخ ِ شکاکیت، طی شده است؟

از عادت تا علیت

به‌طور خلاصه بایستی گفت که پیشرفت روش علمی، بر تجربه متکی‌ست. البته تأثیرات چنین پیشرفتی امروزه بر اندیشه‌های عوام – که دانسته‌های علمی‌شان، اغلب محدود به همان قلمرو تجربیات مختصر ِ دانشمندان یونان باستان است – غلبه کرده؛ اما فرض ِ مرسوم براینکه علم، همه‌ی مرزهای ممکن ِ اِدراک را در نوردیده هم ادعایی بی‌اساس است. امروزه دایره‌ی تنگ تجربیات یک کودک، او را در مواجهه با حرکت ظاهریِ خورشید در آسمان؛ به همان استنتاجی راهبری می‌کند که بزرگترین متفکرین مغرب‌زمین هم بالغ بر دو هزار سال آن را اصل مسلم کائنات فرض می‌کرده‌اند: “زمین در مرکز گیتی جای دارد و خورشید و کائنات هم به گِردش در گردش‌اند”. کودکِ امروزی، در مواجهه با دلایل علمی و آشنایی با عللی که تصورات پیشین‌اش را مردود می‌شمارد، در نهایت خواهد پذیرفت که چرخش خورشید به ‌گِرد زمین، صرفاً یک خطای ظاهری‌ست. اما چنین نتایجی در قرن شانزدهم از طریق حل معادلات هندسی به اثبات نرسید؛ بلکه با اختراع تلسکوپ بود که مرزهای «دیدن» ِ انسان، به فراسوی حدود متعارف‌اش هل داده‌ شد و با تماشای چندین مثال نقض، زمینه برای شکست نظریه‌ی زمین‌مرکزی پدید آمد. امروزه ماهیت روشی که علم با یاریِ آن، مرزهای پیشین‌اش را درمی‌نوردد، مطلقاً تفاوتی با چندین سده پیش نکرده؛ چراکه همواره بسط قلمرو حواس پنجگانه‌مان به‌یاریِ فناوری‌های نوظهور است که موجب می‌شود به نقصان دانسته‌های پیشین ِ خود پی ببریم (خواه این فناوری، یک تلسکوپ کوچک باشد و خواه ابرشتاب‌دهنده‌های ذرات).

با نظر به سیر پیشرفتِ تاریخی ِ نگرش علمی، می‌توان دریافت که اِدراک آدمی، مداوماً از سلطه‌ی قضایای فلسفی‌ – که در پی معنابخشی به حقایقی‌‌ هستند که توسط فیلسوف به تجربه در آمده‌ – می‌گریزد و به حلقه‌ی قضایای علمی می‌پیوندند؛ قضایایی که دیگر از طریق چشم غیرمسلح و لمس مستقیم ِ اشیاء حاصل نشده است. مثلاً گفتیم که اساس نظریه‌ی زمین‌مرکزی، در مشاهدات عادت‌وارمان از گردش ظاهریِ اجسام سماوی به‌گرد زمین حاصل آمده است. حال، جستجوی بنیان این عادت‌ها که همیشه در سرشت هر انسانی (خواه انسانِ ماقبل تاریخ و خواه انسان مدرن) که تجربیاتش محدود به همان حواس غیرمسلح‌اش می‌باشد را بایستی در دایره‌ی قضایای فلسفی ِ قرون وسطی پی گرفت. نظریه‌ی زمین‌مرکزی، در حقیقت برداشتی موجبیتی (و نه علیتی) از قضیه‌ی فلسفی ِ «کوگیتو» (Cogito)، در قبال جهان هستی‌ست. کوگیتو، مخفف جمله‌ی لاتینی ِ «Cogito Ergo Sum»؛ به‌معنای «من می‌اندیشم، پس هستم» است که نخستین بار آن را «رنه دکارت»؛ فیلسوف و ریاضیدان فرانسوی، در قالب نقظه‌ی آغازین و زیربنای منطقی ِ فلسفه‌ورزی‌اش عنوان کرد. در جهان‌بینی ِ انسانی که عادات و تجربیاتش محدود به عصر دکارت و پیش از او باشد، «من» (یا همان خودآگاهی)، بر هر حس دیگری که به جهانِ پیرامون مرتبطمان سازد، چیره خواهد شد و بدین‌ترتیب همه بر مرکزیتِ جایگاه‌شان در هستی، توافق عام خواهند یافت. در تأیید این همبستگی ِ عملی-فلسفی؛ می‌توان به نام شماری از دانشمندانی اشاره کرد که به‌دنبال وقوع رنسانس و در نتیجه‌ رشد جهان‌بینی و شکاکیت علمی‌شان، بی‌آنکه دلایلی شهودی همچون گالیله ارائه دهند، نظریه‌ی خورشیدمرکزی‌ را بر پایه‌ی استدلالات منطقی از طریق دلایل هندسی اعلام کردند و شکی نیست که در جلب توجه توده هم ناکام ماندند (از جمله «نیکولاس کوپرنیک» و «جیوردانو برونو»؛ که اولی تحقیر، و دومی اعدام شد).

با نگاهی دقیق‌تر به موقعیت کوپرنیک، مرز بین دو برداشت علمی و فلسفی از اصل علیت، آشکارا نمود می‌یابد: او، مستقلاً با طغیان علیه جو روحانی ِ حاکم بر جهان‌بینی ِ بطلمیوسی ِ کلیسای کاتولیک (که طبق متن کتاب عهد عتیق، زمین به فرمان یوشع نبی بر جای خود ایستاده است و کائنات به دورش می‌چرخد)؛ یک «احتمال» را که بیشتر به پرسشی کنجکاوانه شبیه بود، پیش کشید و با توسل به اصول هندسی، پیش‌بینی کرد که «اگر» خورشید در مرکز کائنات واقع شده باشد؛ آنگاه سیاره‌ی زهره هم همچون ماه، دارای چرخه‌ی هلالی خواهد بود. همین احتمال کافی بود، که حتی «مارتین لوتر» (رهبر جنبش اصلاح دین) هم که به‌عنوان پیش‌آهنگ طغیان علیه کلیسای کاتولیک شناخته می‌شد درباره‌ی کوپرنیک لب به دشنام گشوده و بگوید:

«مردم، سخنان طالع‌بین ِ نوخاسته‌ای را می‌شنوند که می‌کوشد نشان دهد که زمین می‌چرخد و نه افلاک و خورشید و ماه. گویا هرکسی که بخواهد خود را باهوش جلوه دهد، باید برای خود دستگاهی اختراع کند که از همه‌ی دستگاه‌های گذشته هم بهتر باشد. این احمق می‌خواهد علم نجوم را به‌کلی زیر و رو کند» [2].

احتمال کوپرنیک، به‌واسطه‌ی نبود وسیله‌ای که بتواند این پدیده را به‌شکل شهودی اثبات کند، صرفاً در حد یک پیش‌بینی ِ منطقی باقی ماند اما همین پیش‌بینی بود که توسط گالیله به اثبات شهودی رسید و زمینه‌ساز براندازیِ تفکر زمین‌مرکز شد. نمونه‌هایی از این دست را که دانشمندان از طریق مشاهده‌ی یک نمونه‌ی نقض، مجبور به تأمل ژرف‌تر در مسأله و نهایتاً ارائه‌ی نظریات جدید و انقلابی شده‌اند را فراوان در طول تاریخ علم می‌توان دید. شاید برای خوانندگان عجیب به‌نظر رسد که هرچند حدود ۴۰۰ سال از اثباتِ شهودیِ نظریه‌ی خورشیدمرکزی توسط گالیله می‌گذرد؛ اما تا ۹۰ سال پیش هنوز خورشید «مرکز جهان» تصور می‌شد. در سال ۱۹۲۰، ستاره‌شناسی آمریکایی به‌نام «هارلو شیپلی» (Harlow Shapely)، با رصدهای پیگیرش از نحوه‌ی توزیع توده‌های فوق‌فشرده‌ای از ستارگان، موسوم به «خوشه‌‌‌های کروی» (Globular Cluster) در پهنه‌ی آسمان؛ متوجه شد که خورشید حقیقتاً در گوشه‌ای دورافتاده نسبت به مرکز کهکشان واقع شده است. سه سال بعد، ستاره‌شناس آمریکایی ِ دیگری به‌نام «ادوین هابل» (Edwin Hubble)؛ با تعیین ِ تجربی ِ فاصله تا لکه‌ی محوی در آسمان که تا پیش‌تر یک «سحابی» (به‌معنای توده‌‌‌ابری بازمانده از انفجار یک ستاره) قلمداد می‌شد، دریافت آنچه که ما تاکنون یک سحابی می‌خوانده‌ایم؛ در واقع کهکشانی حتی بزرگ‌تر از کهکشان ما و آکنده از ستاره‌هایی‌ست که از فرط دوری‌شان اینچنین محو و یکپارچه دیده می‌شوند. بدین‌ترتیب هابل حتی مرکزیت کهکشان‌مان در گستره‌ی هستی را هم با دلایل علیتی رد کرد و ما تازه به درکی نوین از جهانِ هستی نائل آمدیم که راه را برای ظهور «مدل استاندارد کیهان‌شناسی» گشود؛ مدلی که یکی از پیش‌فرض‌هایش، «اصل کوپرنیکی» (Copernican Principle) است. اصلی که می‌گوید زمین دارای هیچ مرکزیتی از هر لحاظ، در جهان هستی نیست.

بدین‌ترتیب جهان‌بینی ِ بطلمیوسی (که برای توجیه مرکزیت زمین به‌کار می‌رفت)، برای کسی که دایره‌ی دیدگان‌اش محدود به چشم غیرمسلح است هنوز جوابگوست؛ و مکانیک نیوتونی نیز از اعتبار نیفتاده؛ کمااینکه قوانین ِ پرتاب ماهواره‌ها هنوز از این اصول تبعیت می‌کنند. اما برای کسی که درصدد فهم واقعیات جهان هستی‌ست؛ این نظریات، محدود و ناکارآمد شمرده می‌شوند.

برتراند راسل؛ فیلسوف و ریاضیدان معاصر انگلیسی، در آخرین جملات کتابش، «تاریخ فلسفه‌ی غرب»؛ در تشریح موقعیت کنونی فلسفه می‌نویسد: «عقل بشر، برای یافتن پاسخ‌های قاطع ِ بسیاری از مسائلی که برایش اهمیت ژرف دارد، قاصر است … مسائلی از این قبیل را درنظر بگیرید: عدد چیست؟ زمان و مکان چیستند؟ روح چیست؟ ماده چیست؟ من نمی‌گویم که می‌توانیم همین‌جا و هم‌اکنون به این پرسش‌هایِ کهن پاسخ دهیم؛ ولی می‌گویم روشی کشف شده که به‌وسیله‌ی آن، همانند علم می‌توانیم مرتباً به حقیقت نزدیک‌تر شویم؛ و در این روش، هر مرحله‌ی جدیدی از اصلاح مراحل گذشته – و نه رد کردن آن‌ها – نتیجه می‌شود. در قیل و قال تعصبات متضاد، یکی از چند نیروی وحدت‌بخش ِ انگشت‌شمار، همانا صداقت علمی‌ست؛ و منظور من از آن، عبارت است از عادتی مبتنی بر ساختن اعتقادات بر مشاهدات و استنباطاتی همانقدر غیرشخصی و همانقدر عاری از تمایلات محلی و مشربی که از عهده‌ی نوع بشر برمی‌آید» [3].

حال، هنوز این پرسش باقی‌ست که علم، چگونه در قرون اخیر از بند ملاحظاتِ فلسفی ِ دانشمندانِ محافظه‌کار رها گشت و راهش را مستقلاً از طریق حل معماهایی که در راه تجربه‌ی حسی ظهور می‌کردند؛ از قلمرو یک جهان نسبی ِ انسانی، به‌سمت باور به جهانی که در نبود ما هم به وجودش ادامه خواهد داد، گشود؟

از نسبی تا مطلق

از آنجاکه علیت از منظر علم، مقوله‌ای استقرائی‌ست؛ به‌منظور درک تکوین نوع نگرش علمی به جهان و بررسی سیر برگشت‌ناپذیری که پلانک آن را «از نسبی تا مطلق» می‌خواند؛ ناگزیر بایستی به مثال‌هایی متوسل شد که به روشنی حکایت‌گر این گسستگی در طول زمان هستند. بد نیست که پیش از پرداختن به این مقوله، مجدداً یادآوری کنیم که تفکر ِ زمین‌مرکز ِ قرون وسطی را می‌توان تجلی ِ عینی ِ اندیشه‌‌های فلسفی‌ای دانست که نهایتاً به‌شکل جمله‌ی «کوگیتو»ی دکارت، به واژه درآمدند و تردیدی نیست که چنین بوده؛ چراکه تا پیش از رنسانس، مفهوم «دانشمند» و «فیلسوف»، اساساً یگانه پنداشته می‌شده است و مظهرش افرادی چون ارسطو در عهد باستان، و آگوستین ِ قدیس در قرون وسطی هستند.

بررسی مقولات نسبی و مطلق را به عنوان مثال، از دورانی ذکر می‌کنیم که هنوز علوم شیمی و فیزیک، حتی در ریشه‌هایشان هم از هم مجزا و مستقل تصور می‌شدند. مثلاً یک شیمیدان، هرچند علی‌القاعده از مسیر تجربی به وجود مولکول‌های اکسیژن یا نیتروژن پی نبرده بود؛ اما به حضورشان در واکنش‌های شیمیایی احساس نیاز می‌کرد و از این‌رو مفهوم «مولکول» برای او مفهومی نسبی بود که شیمیدانان برای ساده‌‌تر گشتن فهم واکنش‌های شیمیایی‌شان آن را ابداع کرده‌ بودند و در نظرشان وجود خارجی نداشت. برای آن‌ها تفاوتی نمی‌کرد که جرم مولکول اکسیژن چقدر باشد؛ چراکه می‌دانستند هشت گرم اکسیژن و یک گرم هیدروژن، آب تولید می‌کند. با این‌حساب، می‌شد وزن نسبی ِ این مولکول‌های موهوم ِ هیدروژن و اکسیژن را به ترتیب یک و هشت پنداشت. اما اعتبار چنین چارچوبی، تنها محدود به همان واکنشی‌ می‌شد که به تجربه درمی‌آمد؛ اما در نگاهی فراگیرتر، اختلافات فاحشی بروز می‌‌کرد. مثلاً اگر به‌جای واکنش تولید آب، واکنش تولید «پراکسید هیدروژن» (H2O2) (یا آب اکسیژنه) را مدنظر قرار می‌دادیم؛ وزن نسبی ِ اکسیژن، 16 می‌شد. پس حتی برای عنصر واحدی نظیر اکسیژن، وزن نسبی متغیر بود و می‌توانست به‌قدر تمامی واکنش‌هایی که در آن شرکت می‌جوید؛ جرم داشته باشد. اما نکته‌ی جالب اینجاست که وزن‌های متعددِ هر عنصر، مضرب‌های ساده‌‌ای از عددی منحصربفرد بودند. این رابطه را «قانون نسبت‌های مضاعف» می‌نامند و با این‌حساب، می‌توان پی به وجود اعدادی مختص ِ هر عنصر برد که بتوان با استناد به آن‌ها، مفهوم وزن مولکولی ِ یک عنصر را به‌معنایی مستقل از واکنش‌هایی که در آن شرکت می‌جست، به‌کار بست.

مفاهیم بالا، در سال ۱۸۰۹ از مجرای قانون نوظهوری موسوم به «قانون آووگادرو»، با علم فیزیک اتحاد پیدا کرد. طبق این قانون، حجم‌های مساوی از هرِ گاز، تحت دما و فشار یکسان، دارای تعداد مولکول‌های برابرند. بدین‌ترتیب وزن مولکولی ِ همه‌ی عناصر را می‌شد در قیاس با یک عنصر معیار، سنجید. طبق این قانون همچنین نتیجه می‌شد که مولکول‌های گوناگون، غالباً به‌صورت کسری از وزنِ مولکولی‌شان در واکنش‌های شیمیایی شرکت می‌کنند و به‌همین واسطه‌، معیار وزن مولکولی، به «وزن اتمی» تقلیل پیدا کرد؛ اما همچنان در حد یک نسبت ماند، چراکه موجودیتِ اتم‌ها در آن زمان، تنها منحصر به حضورشان در واکنش‌های شیمیایی می‌شد.

از آن پس، این فیزیکدانان بودند که در بررسی ِ ماهیتِ «اتم» پیش‌قدم شدند. «جوزف جان تامسون»؛ فیزیکدان انگلیسی، در آغاز قرن بیستم از طریق آزمایشات‌اش با «لامپ کاتدی»، موفق به کشف ذره‌ی الکترون شد و بر آن اساس، مدلی از ساختار اتم را ارائه داد که بلافاصله با آزمایش «بمباران اتمی» ِ «ارنست رادرفورد» (فیزیکدان نیوزلندی)، به چالش کشیده شد و جایش را به مدل اتمی ِ امروزی‌ داد که مطابق آن، هسته‌ی اتم همچون خورشید، در مرکز واقع می‌شد و الکترون‌ها نیز همچون سیارات، در گرداگردش به چرخش در می‌آمدند. نظریه‌ی نوین اتمی که از آن پس توسط دانشمندانی چون «نیلز بور»، «جیمز چادویک»، «رابرت میلیکان»، «اروین شرودینگر» و … بسط داده شد و موجودیتِ مطلق اتم را علی‌رغم غیاب تجربیات حسی‌مان در آن مقیاس‌های دسترس‌ناپذیر، از طریق پیش‌بینی‌های خلل‌ناپذیرش به رسمیت شناخت و از آن پس، جرم اتم و حتی ذرات زیراتمی، با معیار متعارفِ تعیین جرم، یعنی کیلوگرم هم می‌توانست بیان شود و این بدین‌معناست که وجود خارجی ِ اتم‌ها که تا پیش‌تر مفاهیمی نسبی تلقی می‌شدند؛ با تجربه به اثبات رسید.

تجربیات فیزیکدانانِ قرن بیستم آنان را نهایتاً به فرمول‌بندیِ قوانین نوپدیدی رهنمون ساخت که به توجیه رفتارهای ذرات زیراتمی می‌پرداخت و از طریق همین قوانین، وجود ذراتِ زیراتمی ِ فراوانی نظیر «نوترون»، «پوزیترون»، «نوترینو»، «کوارک» و … پیش‌بینی؛ و بعدتر به اثباتِ تجربی رسید. این قوانین امروزه تحت عنوان «مکانیک کوانتومی» با هم متحد شده‌اند و یکی از زیربنایی‌ترین‌شان هم «اصل عدم قطعیت» است که در مقاله‌ی پیشین، به اختصار تعریفی از آن را ارائه کردیم. مطابق این اصل، در جهانِ ریز ذراتِ زیراتمی، حدی وجود دارد که از آن پس نمی‌توان مکان و سرعت یک ذره را همزمان تعیین نمود و بدین‌ترتیب، علیت را راه بدانجا نیست. اصل عدم قطعیت، هرچند توجیه رفتار ذرات را در آن قلمرو به دستِ تصادف می‌سپارد، اما با تجربه ثابت نمی‌کند که این تصادف، ناشی از ضعف ابزار مشاهداتی ِ ماست؛ یا خصلت ذاتی ِ ذرات زیراتمی؟

گروهی که به فرض اول معتقد بودند (همچون آلبرت اینشتین، «لویی دوبروی» و اروین شرودینگر)، درصدد قانع کردن گروه دوم (علی‌الخصوص شامل «نیلز بور» و «ورنر هایزنبرگ») برآمدند؛ با اقامه‌ی این دلیل که چون علم، «فعلاً» از توصیف رفتار ذرات زیراتمی عاجز مانده، تصادفی نامیدن رفتارهای کوانتومی ِ جهان، امر قابل توجیهی نیست. ما در اینجا به صحت هرکدام از این دو مدعا کار نداریم؛ بلکه نظر ِ خواننده را به تمایز آشکار دو مفهوم «علیت» و «موجبیت» که در اینجا آشکارا رخ می‌نماید، جلب می‌کنیم. اصل عدم قطعیت، هرچند هم که به عجز ما در تعیین رفتارهای زیراتمی اشاره کند؛ اما هیچ خللی را بر بنیان اصل علیت وارد نخواهد ساخت، بلکه موجبیت را (که هیوم پیش‌تر در فلسفه رد کرده بود) عملاً در علم نقض می‌کند. ادعای اینکه اصل علیت با استناد به اصل عدم قطعیت، رد شده است؛ مثل این می‌ماند که بگوییم فقط مخترع کامپیوتر قادر به استفاده از آن خواهد بود. صف‌بندی‌های معروفی که از آن پس در جهان فیزیک پدید آمد، اشاره به همین سوء تفاهم داشت.

گربه‌ی شرودینگر: سفیر بلاتکلیف دنیای زیراتمی

اصل علیت، همچون نردبانی که هر پله‌اش از تجربه‌ای شهودی شکل یافته؛ ما را هم‌اکنون به میهمانی ِ جهان کوانتومی برده است. در این جهان، آنچه که به تجربه درخواهد آمد، با مشاهدات روزمره‌مان از رفتار جهانِ ماکروسکوپی تفاوت فراوان دارد. مثلاً اروین شرودینگر؛ از مخالفان سرسخت تصادفی خواندن ذات رفتار ذرات؛ برای توجیه این عقیده‌ی نوپدیدِ کوانتومی که می‌گفت: «اگر ذره‌ای را ببینیم؛ وجود دارد و اگر نبینیم، وجود ندارد»؛ آزمایشی خیالی را مطرح ساخت که می‌تواند علی‌الظاهر این جهان‌بینی را به چالش بکشد:

فرض کنید گربه‌ای در یک جعبه‌ی‌ سربسته زندانی‌ست. شیشه‌‌ای سربسته هم از گاز سمی ِ مهلکی را در آن جعبه قرار داده‌ایم. یک حسگر رادیواکتیو که در آن قطعه‌ای از یک عنصر پرتوزا قرار داده شده؛ به‌محض واپاشی ِ عنصر مزبور، با ارسال سیگنال‌های الکتریکی، چکشی را به حرکت درمی‌آورد که شیشه‌ی گاز را خواهد شکست. اگر مثلاً این عنصر ِ پرتوزا، ایزوتوپ ۲۵۹ عنصر نوبلیوم باشد؛ انتظار می‌رود که «به‌طور متوسط» پس از حدوداً یک ساعت، واپاشیده شود و چکش را تحریک کند. اما شرطِ «به‌طور متوسط»، حکم می‌کند که این واپاشی می‌تواند در همان دقیقه‌ی اول؛ یا دو ساعت بعدی‌اش رخ دهد و الزامی برای زمان دقیق وقوع این پدیده نیست. با در نظر گرفتن این عدم قطعیت، پس از گذشت یک ساعت، بدون برداشتن درپوش جعبه، باید گفت که گربه زنده است یا مرده؟

برای یک ناظر بیرونی، گربه، هم مرده است و هم زنده و این در جهان واقع غیرممکن است. شرودینگر این آزمایش را برای رد جهان‌بینی ِ حاکی از وابستگی ِ رخدادهای جهان به ناظر ِ انسانی پیشنهاد کرده بود و چون در جهان واقع، گربه‌ای نیست که هم مرده باشد و هم زنده؛ پس در اینجا به تناقضی برمی‌خوریم. شرودینگر، در رد صحت جهان‌بینی ِ مزبور در جهان ماکروسکوپی موفق شد؛ اما دانشمندان، اخیراً همین پدیده‌ را در سطح زیراتمی بازسازی کرده؛ و اتم‌هایی که در آنِ واحد، در دو نقطه حاضرند را مشاهده کرده‌اند [4]. با این‌حساب، تأمل در تناقضاتی که این گربه پیش می‌کشد، ما را به نتایج جالب توجهی در رابطه با چیستی ِ اِدراک، راهبری می‌کند. مثلاً فرض کنید که جعبه کمی بزرگتر باشد و شما هم با یک ماسکِ ضدگاز، در کنار گربه حاضر باشید. ناگهان می‌بینید که چکش، پس از گذشت پنج دقیقه رها می‌شود و با شکستن شیشه‌ی گاز، گربه می‌میرد. دوستانی که در بیرونِ جعبه‌ حاضرند؛ این مسأله را جز با گشودن درپوش، نخواهند فهمید. پس از دیدِ آن‌ها، همچنان گربه‌ای درونِ این جعبه وجود دارد که هم مرده است و هم زنده. در واقع این گربه‌ی خیالی، برایشان به‌همان اندازه حقیقت دارد که ذرات زیراتمی هم می‌توانند در آنِ واحد هم موج باشند و هم ذره. پس این گربه‌ مادام که هیچ انسانی از مرگ، یا زندگی‌اش باخبر نگردد؛ تابع ِ قوانین کوانتومی‌ است و می‌تواند هم زنده باشد و هم مرده. در اینجا آن‌ها نمی‌توانند با تکیه بر علیتی که به‌قول هیوم، «عادت»‌وار آن را در جهانِ ماکروسکوپی کسب کرده‌اند؛ حکمی قطعی درباره‌‌ی وضعیت گربه صادر کنند. اگر «امانوئل کانت» را در آزمایشگاه احضار کنند؛ اصل عدم قطعیت را منکر خواهد شد و در نتیجه دلیلی برای مردنِ گربه نمی‌بیند. جرج برکلی هم وجود یک گربه در ظرفی سربسته که حواس ما راه بدان ندارد را اساساً انکار خواهد کرد؛ چه برسد به اینکه مرده باشد یا زنده. ولی ما می‌دانیم که گربه، مرده است.

از دیدگاه بور و هایزنبرگ (و عموماً دیدگاهی که به «تعبیر کپنهاکی» ِ مکانیک کوانتومی معروف شد)؛ می‌توان توجیهِ این آزمایش را با جمله‌ی از «کارل فردریش فون وایتساکر»؛ از فیزیکدانانِ معتقد به این تعبیر، این‌گونه بیان کرد: «ما نمی‌گوییم چیزی که دیده نمی‌شود وجود ندارد؛ [بلکه] آنچه دیده شود، یقیناً وجود دارد و درباره‌ی آنچه دیده نمی‌شود، آزادیم هر فرضی بکنیم و آن را برای فرار از تناقضات به‌کار گیریم» [5]. حال، پس از چندین دهه دانشمندان عملاً صحت این گفته را نشان داده؛ و حدسیات نامتعارف‌مان از وضعیت دوگانه‌ی گربه را به اثبات تجربی رسانده‌اند.

هرچند زمان زیادی از ظهور مکانیک کوانتومی نمی‌گذرد؛ اما در همین مدت کوتاه هم این نظریه ما را به تأملات دامنه‌داری در باب «اِدراک» رهنمون شده است. شاید این رفتار ِ عجیب ذرات را مثلاً بتوان با فرض وجود ابعاد اضافی بهتر فهمید و بدین‌ترتیب به محدودیت فاهمه‌مان بیشتر پی‌ برد: مثلاً فرض کنید عینکی داریم که جهان را دوبعدی می‌بیند. در حالتِ عادی، وقتی کف دست‌مان را روبروی خود گرفته و می‌چرخانیم؛ پدیده‌ی نامتعارفی به‌چشم نمی‌خورد، اما از پشت این عینک؛ در نبود بُعد سومی که اشیاء امکان چرخیدنِ در آن را پیدا کنند؛ دست‌مان در یک لحظه می‌چرخد و انگشتِ شست، در چشم‌به‌هم‌زدنی از راست به چپ؛ یا بالعکس تغییر مکان می‌دهد. آیا این، «شبیه» ظهور ِ تصادفی ِ ذرات زیراتمی در جهان سه‌بعدیِ ما نیست؟

در ادامه‌ی همین مبحث و برای پی بردن به جوانب نادیده‌ی نظریه‌ی فرگشت؛ مقاله‌ی آتی را وقف تشریح نظریه‌ی «بیگ‌بنگ» می‌کنیم، که نیازمند کسب درکی سطحی از نظریه‌ی نسبیت عام نیز هست. پیش‌تر، شرحی ساده از نظریات نسبیت اینشتین را در قالب سه مقاله منتشر کرده بودیم که مطالعه‌شان به‌منظور درک عاری از اِشکالِ مقاله‌ی بعدی، توصیه می‌شود:

1- در ستایش مردی که زیاد می‌دانست
2- غبارروبی از نسبیت
3- در جهان نسبی ِ اینشتین، همیشه حق با ناظر است

ادامه دارد …

پانوشت:
1- رساله در باب طبیعت انسانی (A Treatise of Human Nature) / دیوید هیوم – جلد ۱ – فصل چهارم – بخش اول
2- تاریخ فلسفه‌ی غرب / برتراند راسل – ترجمه‌ی نجف دریابندری (۱۳۵۳) – جلد ۳ – فصل ششم – صفحه‌ی ۶۹
3- همان – فصل سی و یکم – صفحات ۶۰۱-۶۰۲
4- ر.ک. Scientists teleport Schrödinger’s cat –
5- The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics / نگاشته‌ی John G. Cramer

منابع:
تاریخ فلسفه‌ی غرب / برتراند راسل – ترجمه‌ی نجف دریابندری (1353)
«علم به کجا می‌رود؟» / نگاشته‌ی پروفسور ماکس پلانک / ترجمه‌ی استاد احمد آرام (1354)
“سرنوشت بشر” (L’Homme et sa destinée) / نگاشته‌ی دکتر پیر لکومته دونوئی

در همین زمینه:
12 – در چیستی ِ علیت
11- فرگشت و درآمدی بر آشتی دین و دانش
10 – در انکارناپذیریِ فرگشت
9 – بقای سازگارترین گونه، دقیقاً به چه معناست؟
8 – همه‌چیز به داروین ختم می‌شود؟
7- فرگشت اساساً تصادفی‌ست؟
6- فرگشت آیا تا ابد به پیش خواهد رفت؟
5- فرگشت، خودکشی هم می‌کند
4 – آیا فرگشت، صرفاً گونه‌هایی که بیشترین تطابق با محیط را دارند ایجاد می‌کند؟
3- آیا انتخاب طبیعی، موجب رشد پیچیدگی می‌شود؟
2- آیا انتخاب طبیعی، تنها مسیر پیش روی فرگشت است؟
1- آیا همه‌چیز، همان سازگاری‌ست؟

توضیحات تصاویر:
۲- آلبرت اینشتین و نیلز بور؛ حین مباحثات‌ فلسفی‌شان در خصوص مکانیک نوپدیدِ کوانتومی در منزل «پاول ارنفست»؛ فیزیکدان اتریشی. اینشتین، از مخالفین ِ سرسخت تعبیر بور و هایزنبرگ از اصل عدم قطعیت بود / ۲۵ دسامبر ۱۹۲۵ – عکس از پاول ارنفست
۲- دیوید هیوم؛ فیلسوف انگلیسی