فلسفه و تاریخ علم

تعبیر کپنهاگی و نفی علیت

نوشته شده توسط عرفان کسرایی

فیزیک کلاسیک در اواخر قرن نوزدهم با بحران های بسیاری مواجه شد و برای بسیاری از پرسش ها پاسخی نداشت. در چنین شرایطی بود که گروهی از دانشمندان مانند آلبرت اینشتین و هایزنبرگ و  شرودینگر و دیراک و بوهر و پائولی و بورن با ابداع و پیش برد و توسعه شاخه های جدیدی از فیزیک، توانستند بر این بحران غلبه کنند. با ارائه صـورت بندی ریاضـی مکانیک کوانتـومی، تعابیر فلسـفی تازه ای از  این صورت بندی ریاضی آن مطرح شد که پا از حیطه فیزیک بیرون می گذاشت و ما را با یک بحران فلسفی مواجه می کرد. اصطلاح تعبیرکپنهاگی Copenhagen Interpretation که از سوی هـایزنبرگ بـرای ایـن تعبیر خاص فلسفی از کوانتوم به کار برد. تعبیر کپنهاگی ، یک نتیجه وحشتناک و غیرقابل باور داشت. نفی علیت در رویدادهای دنیای اتمی. اگر تعبیر کپنهاگی از فیزیک دنیای کوانتوم، علیت را نفی می کرد دیگر هیچ چارچوبی برای منطق باقی  نمی ماند. اینجا بود که عده ای از فیزیکدانان به وضوح در پی آن برآمدند که آزمایش های ذهنی و فرمالیسم هایی را طراحی کنند تا علیت را نجات دهند.

علیت چیست؟
علیت در ذهن انسان یک قانون عام و فراگیر است و حاصل تجربیات او از همه حوادث و وقایع زندگی. هر مساله منطق درستی برای ادراک دارد از این رو که با عقیده ما راجع به علیت هم خوانی و انطباق دارد. به عبارتی هر چیزی که با علیت سازگاری داشته باشد منطقی به نظر می رسد و بالعکس. همه ما کم و بیش با مفهوم علیت آشناییم. همه ما می دانیم که علت آتش سوزی یک جنگل، علت سقوط یک هواپیما، علت سوختن یک شمع چیست و وقتی از علت صحبت می کنیم چه منظوری داریم. مفهوم علیت از دوران یونان باستان، یکی از موضوعات اصلی مناقشه و بحث فیلسوفان بوده است. ارسطو تحقق چهار علت فاعلی ,مادی, صوری و غایی را برای وقوع رویدادها صورتبندی کرد و معتقد بود هرگاه این چهار علت فراهم آیند وجود معلول بالضروره تحقق می یابد. شوپنهاور در “چهار اصل دلیل کافی” مفهوم علیت را در چهار وجه تبیین می کند.
١. در منطق به شکل حصول نتیجه از مقدمات قیاس
۲. در فیزیک به شکل تتابع علت و معلول
٣. در ریاضیات به شکل قوام بنا از قوانین ریاضی و مکانیک
۴. در اخلاق به شکل حصول رفتار از نهاد و طبیعت
دیوید هیوم David Hume فیلسوف اسکاتلندی، مفهوم علیت را فاقد ضرورت منطقی دانست و بر این باور بود که انتظار آمدن یک چیز به دنبال چیزی دیگر، در خود آن چیزها نیست و صرفا تعاقب دو پدیده به دنبال یکدیگر است و به نوعی فقط یک تقارن زمانی است و یک عادت. مثلا ممکن است هر روز ببینیم که راس ساعت ۶ صبح و بلافاصله پس از عبور قطار از مقابل یک مدرسه، زنگ مدرسه به صدا در می آید. این دو رخداد همزمان ممکن است تصور کنیم که یکی از آنها دلیل بروز دیگری است. در حالی که در واقع هیچ بستگی و ربط علّی بین این دو پدیده وجود ندارد و به عبارت دیگر هیچ کدام علت دیگری نیست. دیوید هیوم از تعاقب همیشگی Constant conjunction پدیده ها صحبت می کند و می گوید اینکه در پی هر رعد و برق باران می‌بارد به این معنی نیست که رعد و برق، علت بارش باران است یا بالعکس. هیوم اندیشه تجربی را نه تنها درباره تصورها بلکه درباره بنیاد قضاوتهای تجربی یعنی اصل علیت نیز به کار می برد. . از دیدگاه هیوم هرگونه استنتاج تجربی بر بنیاد مفهوم علیت است و از سوی دیگر خود این مفهوم بر بنیاد تجربه است. یعنی همه نتیجه گیری های تجربی بر بنیاد این فرض نهاده شده اند که همه بستگی هایی که امروز میان پیشامدها و موضوعات دریافته ایم در آینده نیز در کار خواهند بود. به بیان دیگر همان علت هایی که در گذشته معلول هایی را در پی آورده اند در آینده نیز چنین خواهند کرد. ولی پرسش اینجاست که ما از کجا به این شناخت کلی رسیده ایم؟ پاسخ هیوم این است که از سویی تنها تکیه گاه ما تجربه است و از سوی دیگر تجربه نمی تواند به استوار کردن هیچ اصل کلی بپردازد. ما هیچ تجربه ای از آینده نداریم از این رو سخن گفتن از درست بودن یک اصل در آینده نمی تواند بر بنیاد تجربه باشد. نکته دیگری که هیوم بدان می پردازد این است که آنچه با تجربه می یابیم علیت (causality) نیست بلکه موضوعات یا پیشامدهای جداگانه ای است که ما با تصور علیت آنها را با یکدیگر مرتبط می کنیم. از این رو توضیح این چگونگی را به جای منطق باید در روان شناسی و تجربه های زندگانی جستجو کنیم. بدین ترتیب هیوم روانشناسی را بدیل منطق قرار می دهد و ربط علیتی را ربطی روانشناختی می شمارد. 

علیت در فیزیک جدید
فیزیک در قرن های اخیر به خصوص در زمان نیوتن و گالیله و لاپلاس به لحاظ فلسفی با مفهوم علیت و تلاش برای درک آن درگیر بوده است. گالیله با بیرون کردن علل صوری و غایی از دنیای فیزیک بر این باور بود که کارعالم طبیعی ، تنهـا پـرداختن بـه علت مادی و علت فاعلی است. در فیزیک جدید، نفی علیت در تعبیر کپنهاگی به بحث ها و مناقشات فلسفی فراوانی دامن زد. یکی از مشهورترین طرف های این مناقشه آلبرت اینشتین بود و جمله مشهور او که گفته بود “خداوند در خلقت جهان، تاس نمی ریزد” . جمله ای که به وضوح ریشه در ناخشنودی وی از کنار گذاردن علیت و رویدادهای منفرد به سود یک تعبیر صرفاً آماری داشت.
از دیگر سو هایزنبرگ تاکید می کرد که در دنیای میکروسکوپیک، قانون علیت در هم می ریزد. او برابر دیگرانی که برای نجات علیت معتقد بودند شاید متغیرهای نهانی در کار باشند که قابل آشکارسازی نیستند و می گفتند یافت نشدن علتی برای معلولی خاص دلیلی بر آن نیست که چنین علتی وجود نداشته باشد. صراحتا اظهار داشت:

“ما فکر نمی کنیم در این زمینه چیزی باقی مانده باشد که هنوز آن را نیافته باشیم … طبیعت با زبان بی زبانی به ما می گوید عامل تعیین کنندهء دیگری جز آنهایی که مشخص کرده ایم وجود ندارد” .

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ که در سال ۱۹۲۷ میلادی صورتبندی شد

نفی علیت در فیزیک جدید، یک قربانی دیگر هم داشت. پیشبینی ناپذیری رفتار یک ذره ی اتمی! بین علیت و پیشبینی پذیری از نظر فیزیک کلاسیک نوعی رابطه ای ناگسسـتی وجود داشت و فروریختن یکی، موجب فروریختن دیگری می شد. طبق قوانین فیزیک برای پیش بینی رفتار یک ذره ی اتمی را پیشبینی کنیم، بایستی بدانیم آن ذره اکنون دقیقا چه شرایطی دارد. اما این نه مکان و نه اندازه حرکت یک ذره را می شد با دقت اندازه گیری کرد. دقت در اندازه گیری یکی باعث از دست رفتن دقت در اندازه دیگری می شد. نه تنها به لحاظ تجربی، بلکه به لحاظ نظری نیـز اندازه گیری دقیق این دو به صورت همزمان محال بود. این اصـل عـدم قطعیت هایزنبرگ  uncertainty principle نشان می داد پیشبینی رفتار ذره در آینده ممکن نیست. هایزنبرگ معتقد بود که عدم قطعیت، نه ناشی از جهل ما نسبت به دانستن شرایط اولیه، بلکه ناشی از عدم تعین ذاتی در خود طبیعت است. نظریات هایزنبرگ در این زمینه نسبتا صریح است. او می گوید:  “مکانیک کوانتومی به طورمسـتقیم محقق می سازد که قانون علیت معتبر نیست”. هایزنبرگ جایی می گوید :

ما فرض نکرده ایم که نظریه کوانتومی بر خلاف نظریه کلاسیک اساساً یک نظریه آماری است, بدین معنا که که از داده های دقیق فقط می توان نتایج آماری بدست آورد… در فرمول بندی قانون علّى (causal law) , اگر حال را دقیقاً بدانیم آینده را نیزدقیقاً می توانیم پیشگویی کنیم, این استنتاج اشتباه نیست. بلکه صغری و کبری مسئله غلط است.

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 ریاضی و مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ علم (تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم)

۵ دیدگاه

  • درود، مثل همیشه عالی.
    یاد برهان علیت افتادم، راسل هم یه حرف قشنگی دراین مورد زده بود.
    ولی به نظرتون فیزیک کوانتوم به نهایت خودش رسیده که باید چارچوب دیگه ای به اسم نظریه ریسمان جایگزین اون بشه و تاریخ دوباره تکرار بشه یا نه؟

    • ممنونم علیرضا جان. این ایده که نظریه های علمی در نهایت به کامل ترین شکل ممکن در توصیف جهان می رسند و هیچ مساله ای باقی نمی مونه ایرادات منطقی فراوان داره. اینکه توضیح نهایی برای جهان وجود داره در روش شناسی علم مشکلات فراوانی داره. چون هر تفسیر ، خودش محتاج به تفسیر دیگری هست و در واقع فهم ما از جهان و نظریات ما ad hoc هستند و نیاز به نظریات و تفاسیر دیگری دارند. در این باره (در زمینه نظریه ی همه چیز) مطلبی در ماهنامه دانشمند نوشته ام و در اون با توجه به مساله ناتمامیت گودل توضیح می دم که آیا نظریه همه چیز به لحاظ فلسفی ممکن است یا خیر.

      • بسیار جالب،
        با موتور جست و جوی گوگل چیزی پیدا نکردم، ولی از منابع انگلیسی درمورد چیزی که گفتید مطالبی پیدا کردم، مرز بین دنیای میکرو و ماکرو چگونه هست که در دنیای ماکرو علیت وجود دارد و در دنیای میکرو علیت وجود ندارد؟ درمورد افرینش من همیشه با استفاده از همین نفی علیت در دنیای میکرو برهان علیت را رد میکنم ولی این علیت در دنیای ماکرو ظاهرا وجود دارد و بدیهی هست؟

  • درود بر شما جناب دکتر کسرایی عزیز. من از دوران دبیرستان تا الان نگاشته های شما را دنبال میکنم در مجله دانشمند و دانستنیها و سایر مناسبع داخلی. یه خواهشی از حضرت عالی داشتم که ما و جمعی از دانشجویان رشته فیزیک و بیولوژی و سایر رشته های علوم پایه یه گروه معتبر علمی زدیم و به دور از شبه علم مدیریت میکنم و از اساتید و دانشجویان این حوزه برای برگزاری کنفرانس ها و مناظرات دعوت میکنم برای اشنایی فهم علوم پایه و فلسفه ی علم. خواهشم اینه من از طرف خودم و دانشجویان علاقه مند که از شما برای مدت کوتاهی در صورت امکان دعوتتان کنم و یک پرسش و پاسخ و گفتمان صمیمیمی و دوستانه در باب فلسفه علم و علوم پایه داشته باشیم . ممنونم میشم اگر خواسته بنده را پذیرا باشید. با تشکر . در صورت موافقت من ای دی تلگرامم را خدمتتان میفرستم @prin_cipia .

    • سلام و احترام بسیار، بی نهایت از لطف و محبتی که به من دارید سپاسگزارم. لطف شما بیشتر از استحقاق من است . بله بله با کمال میل . حتما. دوستی با شما جمع فرهیخته باعث افتخاره. در خدمتم.

دیدگاه شما چیست