فلسفه و تاریخ علم

معنی فهمیدن در فیزیک

مفاهیم فیزیک علمنا
نوشته شده توسط عرفان کسرایی

هایزنبرگ در فصل سوم از کتاب مشهورش؛ جزء و کل زیر عنوان ″معنی فهمیدن در فیزیک جدید″ از تابستان سال ۱۹۲۱ یاد  می کند و می نویسد : یک روز عصر ؛ در مهمانخانه ای در گرانیاو Graniau ولفگانگ (پاوولی) از من پرسید: آیا نظریه نسبیت اینشتین را فهمیده ای؟ در جواب فقط گفتم که درست نمی دانم معنی ″فهمیدن″ درفیزیک چیست. چارچوب ریاضی نظریه نسبیت برای  من اشکالی  به وجود نمی آورد؛ اما این اصلا بدان معنی  نیست که  فهمیده ام چرا زمان برای ناظر متحرک و ناظر ساکن متفاوت است. مساله اصلا برای من روشن نیست و به نظرم می رسد که به کلی غیرقابل درک است. پاوولی در جواب هایزنبرگ می گوید: ولی وقتی  که چارچوب ریاضی آن را درک کنی؛ یقینا می توانی پیشگویی کنی که ناظر ساکن و ناظر متحرک باید چه چیزی را مشاهده کنند یا اندازه بگیرند و در اینصورت می توانیم بپذیریم که آزمایش وقعی هم این پیشگویی را تایید کند. دیگر چه می خواهی؟ هایزنبرگ می گوید: شاید بتوانم بگویم من این نظریه را با مغزم دریافته ام ولی هنوز دلم آن رانپذیرفته است.

وقتی می گوییم یک نظریه علمی را می فهمیم؛ در واقع داریم از چه چیزی صحبت می کنیم؟ آیا منظورمان از فهم؛ مثلا فهمیدن یک مکانیسم ساده مثل عملکرد یک ساعت است؟ یا ساختن یک مدل یا تصویر؟ در واقع؛ فهم بسیاری از نظریه های فیزیک جدید نه مانند فهم عملکرد یک ساعت است و نه قابل تصویر و ترسیم به شکل متعارف آن. فهم یک نظریه از دید برخی از فیلسوفان علم؛ تلاشی است برای حل یک مساله معین.  مثلا نظریه نیوتن؛ به نوعی کوششی است در جهت حل مساله تبیین قوانین کپلر وگالیله. بدون درک مساله ای که سبب ظهور نظریه نیوتن شد ؛ نمی توان این نظریه را درک کرد. یعنی ابتدا باید از قبل با مساله تبیین قوانین کپلر وگالیه کلنجار رفته باشیم تا بفهمیم  نظریه نیوتن دقیقا از چه چیزی صحبت می کند.  مثال دیگر ؛ نظریه بوهر درباره اتم هیدروژن است که در سال ۱۹۱۳ مطرح شد. این نظریه توصیف کننده مدلی بود که می شد آن را تصویر کرد. با این وجود نظریه بوهر نظریه ای گیج  کننده بود.  نه به این دلیل که تصویر کردن آن دشوار بود؛ بلکه به دلیل اینکه از چیزی صحبت می کرد که بر خلاف نظریه ماکسول و لورنتس به نظر می رسید.  داستان از این قرار بود که راترفورد در تکمیل مدل اتمی تامسون ؛ مدلی ارائه کرده بود که بر اساس آن الکترونها در مدارهای  دایره ای به دور هستهء اتم درگردش بودند. دقیقا مانند گردش سیارات منظومه شمسی به دور خورشید. مشکل اینجا بود که بر طبق معادلات الکترومغناطیس ماکسول؛ هر ذره باردار  متحرک در یک میدان الکترومغناطیس ؛ از خود به صورت امواج الکترومغناطیسی انرژی ساطع می کند و بنابراین الکترونهایی که به دور هسته در حال گردش  هستند باید به تدریج انرژی خود را از دست داده و به درون هسته سقوط کنند.  اما در عمل این اتفاق نمی افتد. اصلا  به همین دلیل بود که نیلز بوهر در سال ۱۹۱۳ نظریه انقلابی خود مبنی بر اینکه الکترونها تنها مجاز به گردش در مدارهای به خصوصی هستند و تا زمانی که در این مدارهای به خصوص در حال گردش هستند انرژی از دست نمی دهند. از دید عده ای از فیلسوفان علم؛ فهم یک نظریه مانند نظریه بوهر تنها در حالتی  ممکن است که مساله ای که منجر به ظهور این نظریه شده است درک شود. باید مساله ای که در پی مشکلات الگوی راترفورد یا بر اساس معادلات الکترومغناطیس ماکسول پیش می آمد را درک کرد تا بتوان فهمید یک نظریه فیزیکی مانند نظریه بوهر دقیقا از چه چیزی صحبت می کند.

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک؛ منطق مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم

دیدگاه شما چیست