مقاله در مورد فیزیک نوین (Modern Physics)

word قابل ویرایش
28 صفحه
4700 تومان

فیزیک نوین (Modern Physics)

دید کلی
• می‌دانید فیزیک نوین چیست؟
• فیزیک نوین با فیزیک کلاسیک چه تفاوتی دارد و در چه مواردی با آن مشابه است؟
• چه مفاهیم اساسی از فیزیک کلاسیک به فیزیک قرن بیستم ، که با ذرات خیلی و خیلی سریع سروکار دارد ، انتقال یافته‌اند؟
• کدامیک از مفاهیم کلاسیک بدون تغییر می ماند و کدامیک باید اصلاح شود؟

این سوالها و سوالهای مهم دیگر موضوعاتی هستند که در فیزیک نوین مورد بحث قرار می‌گیرند.
پیدایش فیزیک نوین
تا اواخر قرن نوزده قوانین حرکت نیوتن بر دنیای مکانیک حکومت میکرد و به عنوان پایه‌های مکانیک کلاسیک بودند. همچنین تا این زمان تبدیلات گالیله به عنوان بهترین الگو جهت تبدیل مختصات به شمار می رفت. بر اساس این تبدیلات سرعت نور مقداری ثابت می‌شود و با حرکت ناظر تغییر می‌کرد. تا اینکه آلبرت انیشتین نظریه نسبیت را ارائه داد و دنیای فیزیک را متحول ساخت. در این زمان آزمایشهای زیادی برای اندازه گیری سرعت نور انجام شد و دانشمندان به این نتیجه رسیدند که سرعت نور مستقل ار حرکت چارچوبهای مرجع مقداری ثابت است. به این ترتیب فیزیک نوین بصورت رسمی پایه ریزی شد. در حالت کلی می‌توان گفت که فیزیک نوین در مورد اصول فیزیک قرن بیستم به صورت نسبتا دقیق و در عین حال در یک سطح بنیادی بحث می‌کند.
پایستگی جرم

برخلاف آنچه در مکانیک کلاسیک تصور می‌شد ، در فیزیک نوین جرم یک جسم کمیتی تغییر ناپذیر نیست ، بلکه با بالا رفتن سرعت افزایش پیدا می‌کند. بدین ترتیب است که وقتی سرعت یک جسم به سرعت نور (C=3X108m/s) نزدیک می‌شود، جرم آن به سوی بینهایت میل می‌کند. پس سرعت نور معرف حدی است که تجاوز از آن را نمی‌توان انتظار داشت. لازم به یادآوری است

که غیر از مورد سرعتهای بیشتر از ۰٫۱ سرعت نور ، این تصحیح جرم محسوس نیست. از طرف دیگر ، قبول می‌کنیم که جرم و انرژی می‌‌توانند متقابلا به یکدیگر تبدیل شوند. بدین جهت است که در فروپاشیهای اتمی چنانکه می‌دانیم ، انرژی قابل ملاحظه ای تولید می‌شود. مجموع جرمهای اجسام حاصل همیشه کمتر از جرم جسم خرد شده است. با استفاده از فرمول آلبرت انیشتین می‌توان انرژی آزاد شده را محاسبه کرد.
E=mC2

بنابراین ، بجای پایستگی جرم در حالت کلاسیک ، پایستگی جرم و انرژی قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر هرگاه جرم تغییر کند آن تغییر به وسیله تغییر انرژی جبران می‌شود. و لذا انرژی و جرم را می‌توان به یکدیگر تبدیل کرد.
پایستگی زمان
برخلاف فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین زمان یک کمیت ثابت و پایا نیست و بلکه به حرکت چارچوبهای مرجع بستگی دارد و با بالا رفتن سرعت طولانیتر می‌گویند. از این مسئله تحت عنوان پدیده اتساع زمان در فیزیک نوین یاد می‌شود.
T=T0/√۱-(v/c)2

پدیده اتساع زمان به مسائل بسیار جالبی مانند پاردوکس دو قلوها منجر می‌شود. به عبارت دیگر ، اگر دو برادر دو قلو را در نظر بگیریم که در یک لحظه در روی زمین متولد می‌شوند ، آنگاه یکی از این دو برادر بوسیله سفینهای که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند به طرف کره ماه برود ، در اینصورت بعد از گذشت مدت زمانی ، فاصله سنی که دو برادر از یکدیگر دارند متفاوت خواهد بود.

لازم به ذکر است که در حد V<زمان نسبی در فیزیک نوین به زمان مطلق در فیزیک کلاسیک تحویل می‌شود. در تجربه‌های روزمره ، اجسامی را مشاهده می‌کنیم که با سرعتهای خیلی کوچکتر از سرعت نور در حرکت‌اند. بنابراین ، اثرهای نسبیتی برجسته‌ای که بوسیله تبدیلات لورنتس جسم می‌شوند ، به آسمانی قابل درک نیستند. این پدیده ها اغلب در واپاشیهای پرتوزا اعمال می‌شوند.

پایستگی طول
در فیزیک نوین فضا نیز مطلق بودن خود را از دست داده و به یک کمیت نسبی تبدیل می‌شود که به سرعت ناظرها بستگی دارد. این پدیده نیز به عنوان انقباض فضا معروف است. رابطهای که انقباض فضا بر حسب آن بیان می‌شود ، به صورت زیر است.
L=L0x√۱-(v/c)2

بر اساس رابطه فوق اگر سرعت افزایش پیدا کند ، طول کوتاهتر می‌شود.
جرم فوتون
ملاحظه کردیم که در فیزیک نوین جرم بر اساس رابطه m=m0/√۱-(v/c)2 تغییر می‌کند. بنابراین در مورد فوتون که دارای سرعت C می‌باشد ، مقدار بینهایت برای جرم فوتون حاصل می‌گردد. برای احتزار از این مسئله جرم سکون فوتون (m0) را برای صفر فرض می‌شود.
پایستگی تکانه

می‌دانیم که در فیزیک کلاسیک تکانه بر حسب رابطه P=mv بیان می‌شود. از طرف دیگر گفتیم که جرم پایسته نبوده و بسته به سرعت ناظرها تغییر می‌کند. بنابراین تکانه که یک کمیت پایسته در فیزیک کلاسیک است ، پایستگی خود را از دست می‌دهد. همچنین دیدیم که طبق رابطه آلبرت انیشتین تغییر در جرم با تغییر در انرژی جبران میشود. بنابراین ، بجای کمیت پایسته تکانه فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین کمیت دیگری بنام اندازه حرکت-انرژی معرفی می‌شود. این کمیت همواره مقداری پایسته خواهد بود که براساس رابطه زیر بیان می شود.
E2=E20+(pc)2

معادله فوق یک رابطه اساسی در دینامیک نسبیتی می‌باشد. چون در فضای سه بعدی اندازه حرکت (تکانه) دارای سه مولفه است. رابطه فوق به عنوان چهار بردار اندازه حرکت – انرژی معروف است.
چهار بردار فضا-زمان
ملاحظه کردیم که در فیزیک نوین رابطه پایسته جدیدی به نام اندازه حرکت-انرژی حاصل شد. همچنین بجای پایستگی جداگانه فضایی و پایستگی زمانی فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین زمان و فضا به یکدیگر وابسته گشته و یک کمیت پایسته به عنوان چهار بردار فضا-زمان بوجود می‌آید.
سخن آخر
آنچه اشاره شد در واقع مفاهیم اولیهای هستند که برای ورود به فیزیک نوین لازم است. یعنی باید ابتدا در نگرش کلاسیکی خود تغییراتی اعمال کنیم و سپس وارد فیزیک نوین شویم. بعد از اینکه خود را به این اطلاعات اولیه تجهیز کردیم ، به راحتی می‌توانیم پدیده‌هایی چون پدیده فوتوالکتریک ، اثر کامپتون ، تولیدزوج و نابودی زوج ، تولید اشعه ایکس و موارد دیگر را به راحتی تغییر کنیم.

مسئله دیگری که در فیزیک نوین مورد مطالعه قرار می گیرد ، مطالعه ساختار اتمی مواد ، برهمکنش فوتون با ماده و واکنش های هسته‌ای با استفاده از مفاهیم اولیه فیزیک نوین بحث می‌شود.
در سمیناری که در دانشگاه شیکاگو در زمینه مورفولوژی تکاملی برگزار شد، دانشمند برجسته‌، دکتر پاترسون‌، سؤال ساده‌ای مطرح کرد: آیا در اینجا کسی هست که بتواند در مورد تکامل‌، نکته‌ای قطعی و ثابت‌شده را عنوان کند؟? سکوتی طولانی بر فضای تالار حکمفرما شد. سرانجام شخصی از گوشه‌ای گفت‌: ?من یک چیز را با قطع و یقین می‌دانم‌: اینکه تکامل را نباید در مدارس تدریس کرد
با اینکه بسیاری از مردم عادی بر این باورند که تکامل پدیده‌ای علمی و اثبات‌شده می‌باشد، واقعیت این است که بعد از گذشت ۱۵۰ سال‌، تکامل فرضیه‌ای است اثبات‌نشده و بدون سندیت‌. در واقع باید گفت که قرائن و شواهد بسیاری‌ تکامل را رد می‌کنند.
فرضیه تکامل که نخستین بار توسط چارلز داروین در کتابش به‌نام “اصل انواع‌” مطرح شد، این نظر را پیش می‌نهد که موجودات زنده از اَشکال ساده نظیر باکتری‌، به اَشکال پیچیده‌تر نظیر انسان تکامل یافته‌اند. این تحول و تکامل زاییده تصادف بوده است‌؛ نخستین مولکول نیز در اثر تصادم اتم‌ها در یک ملغمه ابتدایی به‌وجود آمده است‌. نتیجه این امر پیدایی موجودات زنده بوده است‌.
نابسندگی شواهد و دلایل‌
تأثیر و نفود فرضیه تکامل را نمی‌توان دست‌کم گرفت‌؛ این فرضیه طرز تفکر انسان‌ها را درباره جهان و وجود خودشان دگرگون کرده است‌. اما اکنون بعد از گذشت ۱۵۰ سال‌، تکامل هنوز در سطح یک فرضیه باقی مانده است‌، و هنگامی‌که شواهد و دلایل مطرح‌شده
فسیل‌ها تکامل را اثبات نمی‌کنند
?فسیل‌ها گواه بر تکامل می‌باشند!? این ادعایی بوده که دانشمندان با صدایی بلند عنوان می‌کردند. اما مشکلی که در مورد فسیل‌ها وجود دارد، این است که میان حیواناتی که فسیل‌ها گواه بر وجود آنها هستند، و حیوانات همنوعشان در عصر ما، هیچ فسیلِ میانی وجود ندارد، گویی حیوانات اولیه ناگهان به‌صورت حیوانات امروزی تحول و تکامل یافته‌اند. داروین نیز خود متوجه این نقصان در فرضیه خود بود، اما بر این باور بود که یک روز فسیل‌های میانی یافت خواهند شد. هنوز بعد از گذشت ۱۵۰ سال‌، فسیلی دال بر وجود حیوانات میانی و در حال تکامل یافت نشده است‌.
دانشمندان معتقد به تکامل برای رفع این نقیصه‌، این نظر را مطرح کردند که تحول با چنان سرعتی رخ داد که فسیلی از آنها باقی نمانده است‌. طبعاً دلیل و مدرکی علمی در این زمینه وجود ندارد.
“هومولوژی‌” تکامل را اثبات نمی‌کند
هومولوژی نظریه‌ای است که معتقد است‌ ارگانیزم‌های زنده‌ای که از ساختاری همسان برخوردارند، از یک اصل واحد ناشی شده‌اند و به این ترتیب این نظریه‌، تکامل را اثبات می‌کند.
مشکل در اینجاست که نمونه‌های فراوانی با این نظریه تناقض دارند. به‌عنوان مثال‌، بافت کلیوی جانداران را در نظر بگیرید. کلیه‌های ماهی دارای شکل جنینی کاملاً متفاوتی با خزندگان و پستان‌داران می‌باشند. ممکن نیست که آنها از یک ساختار ناشی شده باشند.
یا به دستگاه گوارش توجه کنیم‌. اگر همه جانداران از یک اصل ناشی شده‌اند، تکامل و تحول این دستگاه در جانداران مختلف نیز می‌بایست یکسان باشد. اما عکس این صادق است‌. کوسه‌، قورباغه‌، خزندگان‌، و پرندگان‌، دارای دستگاه گوارشی‌ای هستند که به‌گونه‌ای متفاوت تحول یافته‌اند. نمونه‌های بسیار دیگری می‌توان برای این امر آورد.
زائده‌ها تکامل را اثبات نمی‌کنند
تکامل‌گرایان بر این نظر پا می‌فشردند که بدن جانداران دارای اندام‌هایی است که امروز دیگر کاربردی ندارند. اندام‌هایی مثل آپاندیس و لایه‌های نیمه‌کروی در چشم زائده نامید شده‌اند زیرا در زمان داروین تصور می‌شد که اینها بلامصرف می‌باشند. طبق این نظریه‌، این اندام‌ها در دوره‌های

اولیه هستی کاربردی داشته‌اند، اما به‌تدریج که انسان خود را با محیط سازگار ساخت‌، کاربرد خود را از دست دادند. به‌عقیده این دسته از دانشمندان‌، آنها اکنون شاهدی هستند بر آنچه قبلاً بودیم‌.
باز در این مورد هم شواهد، علیه این نظریه هستند. تمام آنچه که زائده نامیده شده‌، امروز نیز کاربردی مفید دارند. آپاندیس در واقع غده‌ای است لنفاوی‌، و لایه نیمه‌کروی نیز همچون یک

قاشقک‌، اشیاء خارجی را از داخل چشم جمع‌آوری می‌کند. بسیاری از ما شنیده‌ایم که انسان قبلاً دُم داشته است‌. این حرف خنده‌دار است‌. ستون فقرات انسان دارای ۳۳ مهره است‌. هیچ شاهدی بر این مدعا وجود ندارد که او قبلاً ۳۴ مهره داشته است‌. فردی به‌اسم هِکل بود که نظریه دم انسان را پیش نهاد؛ او بعدها توسط دانشگاه خودش محکوم به تقلب شد!
زیست‌شناسی مولکولی بیش از سایر عوامل‌، تکامل را رد می‌کند!
چیزی به‌نام شکل ساده حیات وجود ندارد
در روزگار داروین این عقیده رواج داشت که حیات از اَشکال ساده‌تر به‌سوی اشکال پیچیده‌تر حرکت می‌کند. علم امروزه ثابت کرده است که چیزی به‌نام ? شکل ساده حیات‌ ? وجود ندارد. حتی ساده‌ترین سلول باکتری به‌گونه‌ای باورنکردنی پیچیده است‌. آنچه که سلول‌های ساده نامیده می‌شود، شامل DNA و RNA و پروتئین می‌باشد که به یکدیگر وابسته و مرتبط هستند. در واقع‌، تمام سیستم‌های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی به یکدیگر وابسته می‌باشند. لذا این تصور تکامل‌گرایان که اندام‌ها به‌گونه‌ای مستقل تحول می‌یابند، پذیرفتنی نیست‌.

اَشکال میانی وجود ندارد
نه فقط فسیل‌های میانی یافت نشده‌، بلکه زیست‌شناسی مولکولی نیز با قطعیت ثابت کرده که در سطح بیوشیمی نیز شکل میانی وجود ندارد.
به‌این ترتیب‌، مثلاً پروتئین‌ها هیچگاه از یک مرحله تا مرحله دیگر تحول نمی‌یابند، بلکه همیشه از نوع تا نوع دیگر تحول پیدا می‌کنند. پروتئین‌ها از اسید آمینه درست شده‌اند. اگر آنها مانند مهره‌های رنگی در یک گردنبند تصور کنیم، طبق نظر تکامل‌گرایان‌، پروتئین وقتی به انواع پیشرفته‌تر تبدیل شود، باید مهره‌ای به این “گردنبند” پروتئین اضافه شود. بنابراین‌، باید طبعاً انتظار داشت که در جانداران پیشرفته‌تر، مهره‌های بیشتری بر گردنبند پروتئینی وجود داشته باشد. اما در عمل اینطور نیست‌. مثلاً بیایید انسان را با دو نوع ماهی مقایسه کنیم (با توجه به اینکه ماهی در طرح تکاملی‌، پیش از انسان به‌وجود آمده است‌): ماهی بدون آرواره (که در سیر تکامل بسیار قدیمی‌تر است‌) و ماهی آرواره‌دار که جدیدتر است‌. با کمال تعجب می‌بینیم که پروتئین موجود در هموگلوبین انسان به پروتئین ماهی بدون آرواره بیشتر شبیه است تا به ماهی آرواره‌دار، در حالیکه طبق نظر تکامل‌گرایان می‌بایست عکس این باشد.
تاثیر مکسول در انقلابی که در اندیشه ی واقعیت فیزیکی به وقوع پیوسته است. اعتقاد به وجود یک جهان خارجی مستقل از شخصی که آن را درک می کند پایه ی تمام علوم طبیعی است . ولی از آنجا که ادراک حسی فقط بطور غیر مستقیم اطلاعاتی از این جهان خارجی یا واقعیت فیزیکی به ما می دهد لهذا این واقعیت فیزیکی را تنها باید از راه تجسس به دست آورد. از این جا معلوم می شود که مفهوماتی که از واقعیت فیزیکی برای ما حاصل می شود هیچگاه به مرحله ی نهایی نخواهد رسید بلکه باید همواره آماده ی تغییر و تعویض این مفهومات، که همان اصول موضوعه ی

اولیه ی علم فیزیک است باشیم تا بتوانیم واقعیت های مشهود را هر چه دقیقتر و کاملتر و منطقی تر مورد تتبع و تحلیل قرار دهیم. نظری به تاریخ علم فیزیک نشان می دهد که در طی ادوار و قرون چه تغییرات شگرفی در آن به وقوع پیوسته و در راه بسط و گسترش آن چه مراحل دشواری پیموده شده است.

از آن زمان که نیوتن فیزیک نظری را پی ریزی کرد، بزرگترین تغییری که در اصول اولیه ی فیزیک روی داده نظراتی است که به وسیله ی فاراده و مکسول در باب پدیده ی برقاطیس عرضه شده است. بنابر اصول نیوتنی حقیقت فیزیکی با مفهومات فضا زمان نقطه ی مادی و نیرو مشخص می گردد. حوادث فیزیکی از نظر نیوتن به صورت حرکاتی از نقاط مادی در فضا تلقی می شوند و این حرکات

تابع قوانین ثابتی هستند. نقطه ی مادی تنها شکلی است که با آن می توان واقعیت را هنگام بحث در تغییراتی که در آن صورت می گیرد نمایش داد. و این تنها وسیله ی نمایش امر واقع است تا آن حد که این امر واقع قابل تغییر باشد. واضح است که مفهوم نقطه ی مادی از جسم محسوس برخاسته است، و پس از انتزاع کلیه ی خواص انبساط، شکل، جهت در فضا،و خصوصیت های درونی این اجسام که فقط و فقط خاصیت و جبر حرکت انتقالی و مفهوم قوه برای آنها مانده است به دست می آید. اجسام مادی را که از جنبه ی ذهنی موجد پیدایش تصور نقطه ی مادی برای ما شده اند، اکنون، می توان به عنوان مجموعه ای از نقاط مادی تلقی کرد. ضمنا باید خاطر نشان ساخت که اساس این طرح نظری جنبه ی اتمی و مکانیکی دارد. هر حادثه ای را می بایست صرفا از جنبه ی مکانیکی یعنی به عنوان حرکات نقاط مادی، بر طبق قانون حرکت نیوتن تعریف و توصیف نمود. نارساترین و غیر موجه ترین سیمای این دستگاه، صرف نظر از اشکالاتی که با مفهوم فضای مطلق ملازمه دارد، و اخیرا، یک بار دیگر، پیدا شده در تعریفی است که برای نور قائل شده و به پیروی ار اصول کلی، آن را هم متشکل از نقاط مادی دانسته است. حتی در همان عصر نیوتن هم در باب ایت سوال که ( پس از جذب نور این نقاط مادی سازنده ی نور چه می شوند) مباحثات زیادی به عمل آمد. از این گذشته در کار آوردن نقاط مادی دارای خصوصیات کاملا متفاوت، که آنها را به صورت فرض مسلمی برای نشان دادن جرم وزن دار و نور قبول کرده اند، اصولا منطقی به نظر نمی رسد. بعدها ذرات الکتریکی نیز به اینها علاوه شد و نوع سومی با خصوصیات دیگر در کار آمد. علاوه بر آن نقطه ی ضعف دیگری هم در پیش بود، و آن اینکه نیروهای عملی متقابلی که معرف و مشخص حوادث هستند، لزوما به صورتی کاملا دلبخواه و اختیاری در نظر گرفته می شد. با آنکه چنین تصوری از واقعیت در بسیاری موارد، برای توجیه امور قانع کننده به نظر می رسید ولی آیا چه شد که دانشمندان ناگزیر از آن صرف نظر کرده اند؟

نیوتن، برای آنکه به دستگاه خود یک صورت بندی ریاضی بدهد، ناگزیر مفهوم کسور دیفرانسیلی را در کار آورد و قوانین حرکت را به صورت کلی معادلات دیفرانسیلی عرضه داشت؛ و شاید این بزرگترین خدمت علمی باشد که فکر و نبوغ یک فرد در جهان علم انجام داده است. معادلات با مشتقات جزئی برای این منظورمورد لزوم نبود، ونیوتن هم هیچگونه استفاده ی منطقی از آنها نمی برد؛ ولی این معادلات برای صورت بندی اصول مکانیک اجسام تغییر شکل پذیر ضروری می نمود این

امر بر اثر توجه به این واقعیت است که در چنین مسائلی این مطالب که ( چگونه قابل تصور است که اجسام از نقاط مادی ساخته شده باشند؟) چندان اهمیتی نداشت که سرلوحه ی پژوهشهای وی قرار بگیرد.بدین ترتیب معادله ی با مشتقات جزئی که نخست به صورت کنیزیکی به اندرون فیزیک نظری گام نهاده بود، بتدریج شهبانوی آن گردید. این تحول در قرن نوزدهم یعنی در آن هنگام صورت گرفت که نظریه ی موجی نور، در اثر واقعیت های مشهود، جایی برای خود باز کرده و استقراری یافته بود. سیر نور در فضای خالی به عنوان تموجات اتر توجیه شد و دیگر تصور مجموعه ای از نقاط مادی، در آن عصر، امری بی اساس به نظر می رسید. اینجا بود که، برای اولین بار، معادله ی با مشتقات جزئی به عنوان بیان طبیعی حقایق اولیه ی فیزیک وارد میدان شد، و بدین ترتیب، در گوشه ای از عرصه ی فیزیک نظری، مفهوم میدان پیوسته، در برابر نقطه ی مادی، برای نمایش دادن حقیقت قیزیکی جلوه گر شد. این ثنویت ، حتی تا این زمان، هنوز باقی است؛ وچنانچه لازمه ی آنست، مایه ی پریشانی خاطر کسانی میشود که به نظم عادت دارند. اندیشه ی واقعیت فیزیکی گرچه جنبه ی اتمی خود را از دست داد، ولی به صورت مکانیکی صرف باقی ماند، و

دانشمندان هنوز بر آن بودند که هر گونه حوادثی را به عنوان حرکت اجرام لخت بیان و توجیه نمایند؛ و ظاهرا هیچ راه دیگری برای ملاحظه ی اشیاء قابل تصور نبود. در همین هنگام بود که تغییر و تحویل عظیمی روی نمود تغییری که همواره با نام فاراده، مکسول، و هرتس ملازمه دارد. ناگفته نماند که در این انقلاب علمی سهم عمده از مکسول است. همو بود که ثابت کرد که دستگاه مضاعف معادلات دیفرانسیلی وی که در آن میدانهای برقی و مغناتیسی به صورت متغییرهایی وابسته ب

ه هم می باشند کلیه ی اطلاعاتی را که تا آن تاریخ باب پدیده های نور و الکتریسیته در دست بود در بر می گیرد و آنها را بخوبی توجیه می کند وی عملا می کوشید تا این معادلات را به صورت ساختمان تصوری یک طرح مکانیکی بیان و تفسیر نماید. مکسول در آن واحد با چندین ساختمان تصوری کار می کرد، ولی هیچکدام را به صورت قطعی تلقی نمی نمود، بطوریکه تنها معادلات امر اصلی بود، و نیروهای میدان حقایقی نهایی بشمار می رفت که به هیچ چیز دیگر قابل تحویل نبود. در سالهای اول قرن بیستم مفهوم میدان قرار گرفته،و متفکرین جدی اعتقاد به تحقق یا امکان توضیح معادلات مکسول را طرد کرده بودند ولی بزودی در صدد آن بر آمدند تا نقاط مادی و لختی آنها را با کومک نظریه ی مکسول، بر مبنای نظریه ی خطوط میدان توضیح دهند؛ لیکن این مجاهدات به موفقیت نهایی نینجامید . اگر نتایج فردی مهمی را که کارهای علمی مکسول در مباحث عمده ی علم فیزیک به وجود آورده است کنار گذاشته و توجه خود را صرفا متمرکز به تغییراتی بکنیم که به وسیله ی وی در تصور ما از ماهیت واقعیت فیزیکی صورت گرفته است، می توان چنین گفت که

دانشمندان قبل از مکسول واقعیت فیزیکی را تا آنجا که سخن از نمایش حوادث طبیعت است به صورت نقاطی مادی تصور می کردند که تغییرات آنها منحصرا بر اثر حرکات است، و این حرکات تابع معادلات دیفرانسیلی می باشند. پس از مکسول واقعیت فیزیکی به
صورت میدانهایی پیوسته تلقی می شد که از لحاظ مکانیکی قابل بیان نبوده بلکه تابع معادلات با مشتقات جزئی بودند این تغییر در مفهوم واقعیت مهمترین و باورترین تغییراتی است که از زمان

نیوتن به بعد در علم فیزیک حاصل گردیده است. در عین حال هنوز تمام برنامه ی تکامل به معرض اجرا در نیامده بود. دستگاه هایی موفقیت آمیز فیزیک که از آن به بعد عرضه شده است، حالت یک نوع سازشی بین این دو طرح را دارد و به همین علت هم با آنکه ممکن است در بعضی رشته ها موجد پیشرفتهای عظیم شده باشند معهذا جنبه ی موقتی دارند و از لحاظ منطقی ناقص اند. اولین دستگاه قابل ذکر، نظریه ی لورنتس در باب الکترونها است که در آن میدان و ذرات الکتریکی در فهم حقیقت دوشادوش و هم ارز یکدیگر در نظر گرفته شده اند. پس از آن نظریه های نسبیت خاص و عام است که گرچه اساسا مبتنی بر اندیشه های است که با نظریه ی میدان سرو کار دارند معهذا نتوانسته اند از دخالت دادن نقاط مادی و معادلات دیفرانیلی احتراز نمایند آخرین و مهمترین ابداع اصول فیزیک نظری یعنی مکانیک کوانتوم اصولا با هر دوی این طرح ها که برای اختصار آنها را مرتبا نیوتنی و مکسول می خوانیم مغایرت دارد. زیرا کمیت هایی که در قوانین به کار می آیند ادعای این ندارند که حقیقت علمی را توصیف می کنند بلکه احتمالات تجدید و تکرار یک واقعیت

فیزیکی مورد نظر را تشریح می نمایند. دیراک که به نظر من مهمترین طرز بیان منطقی این نظریه را مدیون او هستیم چنین متذکر می شود که شاید مشکل باشد که مثلا تعریفی نظری و چنان جامع برای فوتون پیدا کنیم که خواننده و شنونده بتواند تشخیص دهد که آیا این فوتون در ضمن مسیر

خود از یک سویده که (به طور مورب ) در سر راه آن قرار داده شده عبور خواهد کرد یا نه؟من هنوز عقیده دارم که دانشمندان فیزیک به این زودی ها به این نوع بیان غیر مستقیم واقعیت – حتی اگر نظریه محتملا به نحوی رضایت بخش متکی بر نظریه ی نسبیت خاص باشد اقناع نخواهد شد. و اطمینان دارم که باید بار دیگر مجاهدات خود را صرف این کنند که برنامه ی مکسولی را به مرحله ی اجرا در آورند . یعنی واقعیت فیزیکی را از طریق میدانی که بدون استثناء با معادلات با مشتقات جزئی سازگار است توضیح و تفسیر نمایند.

فیزیک و متا فیزیک دریک جدال سخت

فیزیک و متا فیزیک دریک جدال سخت
اغلب در زندگی روزمره خود ملاحظه می‌کنیم که در اثر وجود یک ناسازگاری بین ذهن ما و جهان خارج ، نظریات عجیب و غریبی اظهار می‌کنیم. این نظریه پردازی از سرشت مبهم و ناموزون ما ناشی می‌شود. البته باید توجه داشته باشیم که نظریه پردازی علمی چیزی کاملا متفاوت از این موردی است که اشاره شد. در نظریه پردازی علمی ، انسان به صورت مستقیم با جهان خارج درگیر می‌شود و ذهن در مواجهه مستقیم با آن آزاد است و لذا جهان در حکم فاعل و ذهن در حکم منفعل می‌باشد. اما در نظریه پردازی که ما اشاره کردیم، جای این دو عوض می‌شود. د

ر علم فلسفه از این نوع نظریه پردازیها عموما تحت عنوان متافیزیک یاد می‌شود.
اگر تاریخ علم را مرور کنیم، ملاحظه می‌کنیم که همواره از روزگارهای قدیم رابطه بین علم و فلسفه ، خصوصا بین فیزیک و متافیزیک در نوسان بوده است. به عنوان مثال در زمان گالیله به دلیل حکومت افکار ارسطویی ، دانشمندان در ارائه نظریات علمی با مشکلات بسیاری مواجه بوده‌اند. اما تاریخ فلسفه ، مخصوصا بعد از دکارت تحولاتی در این زمینه پدیدار شد. فلسفه بعد از دکارت فلسفه‌ای است که نقش علوم تجربی ، خصوصا فیزیک را در براندازی نظامهای فلسفی مهم می‌داند. مثلا نظریه‌هایی در باب زمان و مکان و حرکت که توسط نیوتون ارائه گردید، در فلسفه نیز تاثیر گذار بودند. به همین ترتیب در اوایل قرن بیستم نظریه نسبیت عام انیشتین طلوع کرد که برداشتی بدیع و متفاوت از زمان و مکان و حرکت ارائه داد و تاثیرات دیگری را در حوزه فلسفه به همراه داشت.
در این دوران فیلسوف ذهن خود را در برابر جهان خارج و تاثیرات آن منعطف می‌گرداند. بنابراین متافیزیک نیز جنبه‌های واقع بینانه اندیشیدن را مد نظر قرار می‌دهد. پس در این دوران فیلسوف شخصی واقع گرا است که ذهن خود را از دام وسوسه‌های تخیل رهانیده و به جهان مانند یک پدیده عینی و نه ذهنی نگاه می‌کند و لذا تعجب او و طرح پرسشهایش راهگشای علوم تجربی است و دیگر علم تجربی را کفر و عالم تجربی را کافر نمی‌پندارد.

رابطه فیزیک و متافیزیک در قرن بیستم
پس از اینکه آراء اعضای حلقه وین ، همچون پتکی سخت و سنگین بر سر متافیزیک رایج فرود آمد و آن را بی‌معنی اعلام داشت، حریف دیرینه و سر سخت حلقه وین ، کارل ریموند پوپر بر آن شد تا متافیزیک را دوباره احیا نماید. در قرن بیستم ما شاهد تحدید میان علم خصوصا فیزیک و متافیزیک هستیم. علم گزینه با معنای فعالیتهای دانشمندان تجربی بوده و متافیزیک امری نظری و بی‌معنا است که سرگرمی عمده فلاسفه مدرسی است. این تحدید همواره به صورتهای گوناگون مطرح شده است. حتی می‌توان در نظریات ویتگنشتاین نیز رد پاهای آن را یافت.

او در رساله خود گزاره‌های متافیزیکی را بی‌معنی دانسته و در پژوهشهای فلسفی که خود ردی است بر رساله منطقی- فلسفی جانب معنا را گرفته و باز رای پیشین خود را حفظ می‌کند. اما از نظر دانالد گیلیس در کتاب فلسفه علم در قرن بیستم ، ویتگنشتاین مرتکب اشتباهی فاحش شده است. او از ریاضیات محض مثال می‌زند که در یک فعالیت و پژوهش کاملا نظری و فارغ از تجربه شکل می‌گیرد و بعد در فیزیک بکاربرده می‌شود و پس از آنکه فرضیه‌ای ارائه شد، در عمل مورد آزمون واقع می‌شود و اگر از آزمون به سلامت بیرون آمد ثبت می‌گردد. آیا مفاهیم و یافته‌های ریاضیات محض قبل از اینکه در فیزیک الهام گر فرضیه‌ای جدید باشند، بی‌معنی هستند؟ حال و روز گزاره‌های متافیزیکی نیز این چنین است.

پوپر در کتاب منطق اکتشاف علمی ، فصلی را به رابطه میان علم و متافیزیک اختصاص داده است. او مثالهای فراوانی را در دفاع از متافیزیک ارائه می‌کند. به عنوان مثال نظریه اتمی در زمان متفکران قبل از سقراط مثل لوکیپوس و ذیمقراطیس یک مورد کاملا متافیزیکی بود. اما همین نظریه که جنبه متافیزیکی داشت، در ابتدای قرن نوزدهم توسط دالتون برای حل برخی مسائل در شیمی بکار گرفته شد. پس از آن در اواسط قرن نوزدهم ، ماکسول آن را در نظریه جنبشی گازها وارد ریاضی فیزیک کرد. این مثال خود دلیل محکمی بر معنی‌دار بودن گزاره‌های متافیزیکی است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 28 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد