ابوتراب يغمايى

* درباره آبنرشيمونى (Abner Shimony)
آبنر شيمونى متولد ۱۹۲۸ در آمريكا است. وى در در سالهاى ۱۹۴۴ تا ۱۹۴۸ ليسانس خود را در رياضيات و فلسفه از دانشگاه ييل اخذ مى كند. براى ادامه تحصيل در دوره فوق ليسانس به دانشگاه شيكاگو مى رود و در سال ۱۹۵۳ دكتراى فلسفه خود را زير نظر كارنپ از دانشگاه ييل در يافت مى كند. در پرينستون تحت ايده هاى گودل به مبانى رياضيات علاقه مند مى شود ولى پس از مدت كوتاهى متوجه مى شود كه علاقه اصلى وى متافيزيك و مبانى فيزيك است. به همين دليل به فيزيك مى پردازد و دكتراى خود را در فيزيك در سال ۱۹۶۲ اخذ مى كند. شهرت اوليه وى به جهت ارائه مقاله اى است با نام «آزمايشى پيشنهادى براى آزمون نظريه متغيرهاى نهان موضعى» كه در سال ۱۹۶۹ به همراه چند تن ديگر ارائه شد و در آن به آزمون عملى قضيه بل پرداخته شده بود. وى از جمله فلاسفه فيزيكى است كه به تحليل هاى متافيزيكى مى پردازد. كتاب وى با عنوان تحقيقى براى يك جهان بينى طبيعت گرايانه در سال ۱۹۹۳ از سوى دانشگاه كمبريج منتشر شده است.

* براى مطالعه بيشتر
در مورد فلسفه مكانيك كوانتومى كتابهاى بسيار متعددى چاپ شده است كه متأسفانه كتابهاى مناسبى به فارسى ترجمه نشده اند. كتاب اسرار جهان كوانتومى به قلم اسكوايرز كه توسط انتشارات سروش منتشر شده است براى آشنايى با نتايج غريب مكانيك كوانتومى مناسب است. كتاب تحليلى از ديدگاه هاى فلسفى فيزيكدانان معاصر نوشته دكتر گلشنى كه از سوى نشر فرزان روز انتشار يافته است، با توجه به اين كه نويسنده خود يكى از فيلسوفان مكانيك كوانتومى است، مى تواند بسيار مثمر ثمر باشد براى كسانى كه مى خواهند به فلسفه مكانيك كوانتومى بپردازند و از خود نظريه اطلاعى ندارند كتاب ساختار و تعبير مكانيك كوانتومى (The Structure and Interpretation of Quantum Mechanics) نوشته هيوز (Hughes) پيشنهاد مى شود.



مكانيك كوانتومى يكى از بنيادى ترين نظريه هاى فيزيك است كه در اوايل قرن بيستم توسط فيزيكدان آلمانى ماكس پلانك، نطفه اش بسته شد. درحالى كه از قِبَل اين نظريه، نظريه هاى پيشرفته ترى مانند نظريه ميدان هاى كوانتومى، گرانش كوانتومى، نظريه ريسمان و. . . . توليد شده اند ولى اصل نظريه در ساده ترين شكل خود مشكلات تعبيرى فراوانى دارد، بطورى كه اگر از بزرگترين فيزيكدان ها نيز خواسته شود جهان كوانتومى را تصوير كنند با مشكل مواجه خواهند شد. متأسفانه يا خوشبختانه نتايج اين نظريه به اينجا ختم نمى شود و استلزامات آن در اغلب موضوع هاى فلسفى تأثير مستقيم داشته است:در فلسفه ذهن له ثنويت ذهن- بدن گفته شده است، در منازعه واقع گرايى- ضد واقع گرايى با استفاده از آن به نفع ضد واقع گرايى اقامه برهان شده است، در فلسفه رياضى بر هان هايى كه عليه افلاطون گرايى آورده شده اند را از كار انداخته است (طبق افلاطون گرايى موجودات رياضى مستقل از ما وجود دارند و صدق گزاره ها در باب آنها نيز مستقل از ذهن و زبان است)، در متافيزيك عليت پسرو راكه طبق آن ممكن است علت به لحاظ زمانى پس از معلول خود رخ دهد موجه جلوه داده است، منطق دو ارزشى كه سيطره كامل بر گفتمان فلسفى داشته است را بى اعتبار و منطق كوانتومى را وارد ميدان كرده است و بسيارى از نتايج ديگر. در اين مقاله به اين نظريه نگاهى اجمالى و كلى خواهيم داشت و نيز به راههايى براى برون رفت از مشكلات حاصل از آن مى پردازيم.
نظريه كوانتوم در پى ناكارآمدى فيزيك كلاسيك براى توصيف مشاهدات آزمايشگاهى شكل گرفت. يكى از ويژگى هاى اوليه اين نظريه كه در سال هاى آغازين بروز كرد اين بود كه بسيارى از مقادير فيزيكى، مانند انرژى، تكانه زاويه اى و. . . گسسته اند. با بسط و توسعه ايده هاى اوليه توسط بور، هايزنبرگ و شرودينگر اختلاف هاى بيشترى با فيزيك كلاسيك بروز كرد، از جمله اين كه جفت هايى از مقادير فيزيكى وجود دارند كه توأماً قابل اندازه گيرى نيستند و هرچه دقت اندازه گيرى در مورد يكى بالاتر رود در مورد ديگرى كمتر مى شود. اين اصل را امروزه با نام اصل عدم قطعيت هايزنبرگ مى شناسيم و ايده كلى تر آن با نام اصل مكمليت توسط بور ارائه شد. سپس با كارهاى ديراك وفون نويمان فرماليسم دقيق نظريه طراحى شد و امروزه به عنوان يكى از موفق ترين نظريه هاى علمى از آن نام برده مى شود. نظريه اى كه تنها به پيش بينى مى پردازد و از توصيف رفتار سيستم قاصر است. همانطور كه مى دانيد پديده هاى مربوط به نور پديده هايى هستند كه رفتارى موج گونه دارندبه عنوان مثال اگر باريكه اى از نور را به صفحه اى بتابانيم كه دو شكاف بسيار كوچك و نزديك به هم داشته باشد مشاهده مى كنيم كه در پرده پشت صفحه برخى نواحى تاريك هستند وبرخى ديگر روشن. اين به اين دليل است كه نور يك پديده الكترومغناطيسى است و امواج نورى در مكان هايى با يكديگر تداخل مى كنند و يكديگر را از بين مى برند و در مكان هايى ديگر يكديگر را تقويت مى كنند. حال اگر به جاى باريكه نور باريكه اى از الكترون بتابانيم چه انتظارى داريم؟در وهله اول اين انتظار را نداريم كه رفتار موجى داشته باشند چراكه الكترون ها ذره هستند و نه موج و ذره اى كه در مكانى معين جايگزيده شده است نمى تواند با ذره ديگر كه آن نيز جايگزيده است تداخل كند و اثر آن را از بين ببرد. اما اگر آزمايش را ترتيب دهيم مشاهده مى كنيم كه باريكه الكترون نيز اثر تداخلى دارد. بنابراين بانيان نظريه كوانتوم شكل رياضى نظريه را به شيوه اى طراحى كردند كه عنصرى موجى نقش اوليه را بر عهده داشته باشدكه آن را با نام «تابع موج» مى شناسيم. نظريه كوانتوم به وسيله تابع موج تنها مى توانست توصيفى آمارى در باره الگوى نقش بسته شده بر روى پرده ارائه دهد و پيش بينى كند كه چه تعداد از الكترون ها در كجاى پرده اثر مى گذارند. نقطه شروع مشكل در اينجاست:«تعبير فيزيكى تابع موج چيست ؟» يا بر چه چيزى در جهان خارج دلالت مى كند؟در آن زمان اين سؤال براى فيزيكدانان سؤالى موجه بود چراكه تمامى عناصر وارد در نظريه هاى كلاسيك تعبير تجربى داشتند و بر عنصرى واقعى دلالت مى كردند، اما اين سؤال تقريباً ۹۰سال است كه پاسخ قطعى دريافت نكرده است. شايع ترين پاسخى كه در ميان فيزيكدانان رواج دارد و در همان ابتدا توسط بور در كپنهاگ و همكارانش پذيرفته شد پاسخى حداقلى است:تابع موج تنها مى تواند احتمال نتيجه يك آزمايش را پيش بينى كند و لزوماً پاسخى يقينى براى نتايج حاصل از آزمايش ندارد. مانند آن كه نمى تواند پيش بينى كند كه مسير الكترون ها از محل صدور باريكه تا محل برخورد با پرده چيست. مدافعان «تعبير كپنهاگى» براى اين پاسخ دليل موجهى داشتند چراكه طبق نظريه آنها اصلاً الكترون ها مسيرى ندارند. اگر الكترون داراى مسير باشد پس در هر لحظه به طور همزمان داراى مقدار قطعى مكان و تكانه است، درحالى كه اصل عدم قطعيت هايزنبرگ داشتن مقدار قطعى مكان و تكانه را ممنوع مى كرد. اما آيا مى توان فرض كرد كه نظريه كوانتوم كامل نيست و روزى خواهد رسيد كه نظريه اى كامل تر ظهور كند و نتايج قطعى پيش بينى كند؟ مدافعان تعبير كپنهاگى اظهار مى كردند كه نظريه كوانتوم چه به لحاظ پيش بينى و چه به لحاظ توصيفى كامل ترين نظريه است و على الاصول امكان ندارد كه نظريه اى كامل تر از آن وجود داشته باشد. بزرگترين منتقد اين تعبير انيشتين بود و مهمترين انتقادى كه وى در باب اين نظريه داشت به اين دليل بود كه تعبير كپنهاگى با واقع گرايى سازگار نيست. در كلى ترين حالت بر اساس واقع گرايى، واقعيتى عينى و مستقل از مشاهده كننده وجود دارد كه علم تلاش دارد آن را همان طور كه هست توصيف كند و بشناساند. اما ببينيم كه تعبير كپنهاگى چگونه با واقع گرايى در تقابل است. فرض كنيد كه آشكارسازهايى را در دو شكاف نصب كنيم به طورى كه معلوم كند كه فلان الكترون ازفلان شكاف عبور كرده است. در اين صورت مى توانيم بگوييم كه الكترون در فاصله ميان آغازگسيل و پرده مسير داشته است. اما همانطور كه نظريه پيش بينى مى كند و آزمايش نيز تأييد مى كند اگر آشكار ساز ها را نصب كنيم طرح تداخلى ديگر طرح تداخلى قبلى نيست و تغيير كرده است. بنابراين هرگونه مشاهده و آزمايش در ميان مسير گسيل تا پرده حالت اوليه باريكه الكترون ها را تغييرمى دهد و پديده اى كه مشاهده مى شود به اين بستگى خواهد داشت كه چه چيزى مشاهده شده باشد. طبق تعبير كپنهاگى قبل از آزمايش نمى توان از مسير الكترون صحبت كرد و نظريه كوانتوم نيز تنها در باب مشاهدات و ظواهر است نه در باب واقعيت مستقل از مشاهده كننده، چراكه ذره قبل از مشاهده اصلاً خصوصيتى فيزيكى مانند مسير ندارد. مى توان در اينجا يك قياس دو وجهى ترتيب داد كه يا مكانيك كوانتومى را ناقص نتيجه دهد و يا آن را نظريه ضد واقع گرايانه. اگر واقعيتى وجود داشته باشد پس نظريه كوانتوم ناقص است چرا كه آن واقعيت را نمى تواند مستقل از مشاهده توصيف كند؛اگر واقعيتى مستقل از مشاهده وجود ندارد پس نظريه كوانتوم ضد واقع گرايانه است و تنها ابزارى است براى پيش بينى و حل كردن معادلات رياضى و به لحاظ تجربى بى معنا. اين نتايج ضد واقع گرايانه پاشنه آشيل واقع گرايان شد و نقطه قوت ابزارگرايان. ابزارگرايان كه اظهار مى كردند نظريه هاى فيزيك ربطى به جهان واقع ندارند و صرفاً در باب ظواهر جهان به پيش بينى مى پردازند، اكنون نظريه اى در دست دارند كه مهر تأييد بر ابزارگرايى آنها مى گذارد. براى يك ابزارگرا اهميتى ندارد كه عناصر نظريه به صورت معقولى به عناصر جهان خارج ارتباط پيدا كند. بنابراين نظريه كوانتوم نيز مشكل تعبيرى نخواهد داشت. اما واقع گرايان راههاى متفاوتى را پيش گرفتند. بسيارى از آنها اظهار داشتند كه نظريه كوانتوم يك نظريه كامل نيست و نظريه زيركوانتومى وجود دارد كه تمامى نتايج تعبير كپنهاگى را دربر خواهد داشت. مكانيك بوهمى كه توسط ديويد بوهم در دهه ۱۹۵۰ پيشنهاد شد از اين دست نظريه ها است. شمارى ديگر كه نمى خواستند وجود متغيرهاى نهان، كه ركن اساسى مكانيك بوهمى است، را بپذيرند ادعا مى كردند كه مكانيك كوانتومى به اين جهت با واقع گرايى در تعارض است كه از منطق كلاسيك و دوارزشى استفاده مى كند. به عنوان نمونه پاتنم در مقاله «آيا منطق تجربى است؟» از كنار گذاشتن منطق كلاسيك و بكارگيرى منطقى جديدتر يعنى منطق كوانتومى دفاع مى كند. به هرحال حل مشكل تعبيرى مكانيك كوانتومى نه تنها با علايق متفاوت فيزيكدانان بلكه با ذائقه هاى فلسفى فيلسوفان نيز گره خورده است.