علم فیزیک از قدیمی‌ترین دورانهای علم و معرفت با تعریفات و مفاهیمی مختلف، تأثیرات بسیار مهمی در علوم و جهان بینی‌ها داشته و با توجه به گسترش روزافزون ارتباط انسانها با قلمرو طبیعت این تأثیر تاکنون رو به گسترش گذاشته است.
بدیهی است همزمان با پیشرفت فیزیک از دیدگاه علمی محض مسائل فراوانی در قلمرو فیزیک نظری که کمال اهمیت دارند نیز توسعه یافته است.
ضرورت و ارزش فوِالعاده این مسائل را در سه جهت می‌توان در نظر گرفت.
از جهت اول این مسائل مانند مقدماتی ضروری برای و روز معارف جدیدتر و کاملتر در قلمرو فیزیک است که در طرز تفکرات جهانشاهی و حتی در مبانی علوم انسانی و طرز برداشت از آنها تأثیرات با اهمیتی را ایجاد می‌نماید.
جهت دوم شناخت عظمت و دریافت انسانی است که در سطوح بسیار دقیق عالم وجود نفوذ و دخالت شگفت‌انگیز خود را اثبات می‌نماید این نفوذ تا آنجا پیش می‌رود که آدمی احساس می‌کند که برای شناخت واقعیت هستی برون ذاتی با بعدی از خویشتن نیز ارتباط برقرار می‌کند.
جهت سوم هر اندازه بحث و تحقیق در فیزیک نظری گسترش و تعمق می‌یابد.
صاحبنظران تلاشگر عالم معرفت در دو قلمرو برون ذاتی و درون ذاتی به دریافت حقیقت بزرگ نزدیک می‌شوند که می‌توان علوم طبیعی را از معنای غیر قابل حل «برای چه؟» نجات داده و برای طرح نظام صحیح با سیستم باز در جهاد شناس رهنمون شود.
آب حقیقت بزرگ عبارتست از اینکه جهان فیزیکی که ما با آن در ارتباط هستیم خطوط و اشکالیست که واقعیت اصلی وجود را در پشت پرده شفاف خود نشان می‌دهد.
این حقیقت در دورانهای گذشته تنها با اصول کلی فلسفی اثبات می‌شد.
امروزه با ژرف نگری در فیزیک نظری روشن‌تر و مستقیم‌تر اثبات می‌گردد.
* فیزیک کلاسیک با کارهای گالیله و نیوتون شکل گرفت و با نظریه الکترو مغناطیس ماکسول در نیمه دوم قرن نوزدهم میلادی به کمال خود رسید.
اما در اواخر قرن نوزدهم بعضی پدیده‌ها مورد بررسی قرار گرفتند که توجیه آنها در چهارچوب فیزیک کلاسیک میسر نبود نظریه نسبت خاص که در سال 1905 توسط آلبرت انیشتایی ارائه برخی در این مشکلات را (در مورد مکانیک ذرات با سرعتهای بالا) بر طرف نمود و نظریه کوانتوم پلانک برخی دیگر را.
نظریه اخیر از 1900 تا 1925 توسعه یافت و سرانجام به تعدادی دستورالعملهای محاسبه‌ای که ترکیبی از فیزیک کلاسیک و غیر آنرا در برداشت خلاصه شد.
در آن زمان در همه جا احساس می‌شد که ترکیبی از فیزیک کلاسیک و غیر آنرا در برداشت خلاصه شد.
در آن زمان در همه جا احساس می‌شود که برای توجیه پدیده‌های جهان خرد (دنیای مایکروفیزیک) باید به مکانیک جدیدی دست یافت.
این مکانیک جدید در سالهای 1927 - 1925 توسط هایزنبرگ، شرورینگرع دایراک و همکارانشان پایه گذاری شد و به مکانیک کوانتومی مرسوم گشت و در سال 1927 بود که در پی کارهای بوهرع هایزنبرگ و ردون تعبیری بریا فرمالیزم ریاضی جدید ارائه شد.
این تعبیر که به تعبیر کپنهاگی با تعبیر سنتی موسوم است بسیاری از شالوده‌های فلسفی فیزیک کلاسیک را فرو ریخت.
در این تعبیر: اولاً موجودات مایکروفیزیکی را با ساختارهای موج گونه مجرد که بوسیله امواج احتمال که همه فضا را پر کرده است، نمایش داد، ما تنها توسط معادلات ریاضی می‌توانیم چیزهایی را که در تجربه رخ می‌دهند توصیف کنیم.
ثانیاً توضیح حوادث یا پدیده‌ها مطرح نیست بلکه باید به نظریه هایی که مشاهداتمان را توجیه می‌کنند قناعت کنیم.
ثالثاً: رابطه علی بین حوادث طبیعی و قابلیت پیش‌بینی حوادث فردی کنار گذاشته می‌شود.
بعد از پیدایش تعبیر کپنهاگی، فیزیکدانان به سه دسته تقسیم شدند:
1- بنیانگذاران مکتب کپنهای مثل بور هایزنبرگ پائویی بورن یوردان و دیراک اینها حرفشان این بود که ماباید صرفاً به تنظیم داده‌های حسی اکتفا کنیم و با استفاده از فرمالیزم ریاضی نظریه کوانتوم به پیش‌بینی تجارت بپردازیم.
آنچه قابل مشاهده است واقعیت دارد و وراء آن واقعیتی ندارد وظیفه فیزیک تنها این است که مشاهدات ما را به هم ربط دهد و در مورد پدیده‌های طبیعی پیش‌بینی‌هایی بکند و عالمی وراء پدیده‌ها وجود ندارد از اینها مهمتر این بود که اینهابا تأکید گفتند:
«نظریه کوانتوم آخر ماده فیزیک اس تو هر سوالی که مکانیک کوانتومی نتواند جواب دهد قابل طرح نیست.»
بورن (1926): بعضی نظرشان این است که مسأله گذارهای مکانیک کوانتومی قابل درک نیست بلکه مفاهیم جدید لازم است.
من خودم از طریق کامل بودن مبانی منطقی مکانیک کوانتومی به این نتیجه رسیده‌ام که این نظریه کامل است و مسأله گذارها را باید قاعدتاً در برداشته باشد.
(توجه: منظور ار گذارهای مکانیک کوانتومی عبور از یک حالت کوانتومی به حالت دیگر است) پوپر نقل می‌کند که در سال 1935 یک شب را با هایزنبرگ به سر برده است.
در آن زمان ادعای هایزنبرگ این بوده است که مکانیک کوانتومی را نمی‌توان با تحقیقات هسته‌ای عمیق‌تر کرد.
این ادعاها در حالی است که بسیاری از بزرگان و شاگردان ممتازان اذعان داشتند که نظریه کوانتوم قابل درک نیست.
بور (به نقل پوپر): مکانیک کوانتومی قابل فهم نیست فقط فیزیک کلاسیک قابل فهم است و ما باید خود را به این قانع کنیم که مکانیک کوانتومی تا حدی قابل فهم است، و ما باید خود را به این قانع کنیم که مکانیک کوانتومی تا حدی قابل فهم است، آن هم از طریق فیزیک کلاسیک!
برای اینها جمع این دو مطلب (آخر خط بودن فیزیک و قابل فهم نبودن نظریه کوانتوم) اشکالی نداشت زیرا آنها معتقد بودن که توصیف ریاضی کفایت می‌کند و تصویرپذیری شرط نیست.
در هر عصر این گرایش بوده است که فیزیک آن عصر را کامل بگیرند فقط مسائل فرعی یا افزایش دقت باقیمانده تلقی شده است.
اما تحول علم همواره نقض این مطلب را نشان داده است و دلیلی ندارد که وضعیت فعلی علم استثنایی بر این قضیه باشد.
بنابراین باید در استنتاجات از ساختار نظری فیزیک همواره احتیاطهای لازم را معمول داشت.
2- مخالفین مکتب کپننهاگی به رهبری اینشتاین و شرودینگر و بعداً روبروی و بوهم.
اینها نه طرد رئالیسم را پذیرفتند نه موجبیت را و نه ابزارنگاری و آخر خط بدون مکانیک کوانتومی را بلکه معتقد بودند که نظریه‌ها تنها ابزار محاسبه نیستند بلکه اصالتاً برای توصیف واقعیت فیزیکی بکار می‌روند.
اینها به پیش‌بینی نتایج آزمایشها قانع نبودند بلکه می‌خواستند توضیحی برای آنچه می‌گذرد بیابند.
به قول اینشتاین «من می‌خواهم بدانم خداوند چگونه این جهان را خلق کرده است.
من به این پدیده یا آن پدیده یا طیف این عنصر آن عنصر علاقمند نیستم من می‌خواهم اندیشه‌های او را بدانم بقیه جزئیات است.» 3- اکثریت فیزیکدانان بعدی که اصلاً توجهی به بحثهای تعبیری نداشتند و اینگونه بحثها را فلسفی و در نتیجه غیر مهم برای فیزیک تلقی می‌کردند و یا می‌گفتند بور این قبیل کارها را انجام داده است و باید از او تبعیت کرد.
به قول کلی: «فیزیکدانان اطمینان فوِ العاده‌ای نسبت به مرفع مکانیک کوتانتومی نشان می‌دهند و نسبت به اظهار نظر حول نتایج از آن اظهار بی میلی می‌کنند...
بحثهای داغ درباره تعبیر مکانیک کوانتومی محدود به فیزیکدانان فیلسوف مشرب شده است...» برای غالب فیزیکدانان سوال درباره مکانیک کوانتومی بوسیله تعبیر کپنهاگی جواب داده شده است.
آنها صریحاً یا تلویحاً کاوش بیشتر درباره این مطلب را نفی می‌کنند استدلالشان این است که اینگوه سوالات حاکی از بی اطلاعی سوال کننده است و یا اینکه اینگونه سوالات فلسفی و در نتیجه غیر قانونی است.
اما اگر دنبال کنیم که اساساً مکتب کپنهاگی چیست و مفروضات آن کدام است می‌بینیم که به جوابی واحد می‌رسیم.
علی رغم تشویش خاطر و اضطرابی که در دیگاههای فیزیکدانان معاصر نسبت به وضعیت قضایا در همان میکرو فیزیک وجود دارد، چون مهر سکوت شکسته شده و مسائل بنیادی با هم کم و بیش مطرح شده است امید فراوانی وجود دارد که فیزیک از جزمیت نقابدار حاکم بر آن خلاصی یابد و فهم وضعیت جهان مایکرو فیزیک و نه فقط توجیه پدیده‌ها هدف فیزیکدانان نظریه پرداز قرار گیرد.
سلری و Sellevi Tavazzi Vander Merwe وضعیت را خوب خلاصه کرده‌اند: «تعداد روز افزونی از دانشمندان جداً اعتبار مطلق مکانیک کوانتومی را مورد تردید قرار داده‌اند و این هشیاری بدست آمده است که بنیانگذاران مکانیک کوانتومی نظریه‌ای را به جای گذاشته‌اند که گرچه در عمل موفق بوده است، شناخت شهودی ما را از جهان مای و فیزیک جداً محدود می‌کند و این که دلایل آنها تا حد زیادی اختیاری و محل سوال است.
در قدیم واژه فلسفه همه دانشهای حقیقی را فرا می‌گرفت و تنها دانشهای قرارداری، از قبیل لغت و دستور زبان، از قلمرو آن خارج بود.
در آن دورآنها همه دانشها به هم بستگی داشتند و همدیگر را تأیید می‌کردند و یک کل منسجم می‌ساختند به همین دلیل بسیاری از فلاسفه بزرگ یا از سردمداران علم در عصر خود بودند (مثل ارسطو، افلاطون، کانت، ابن سینا، نصیرالدین طوسی) و یا اطلاعات علمی وسعی داشتند.
قد ما فلسه را به دو بخش نظری و عملی تقسیم می‌کردند.
فلسفه نظری شامل طبقیات، ریاضیات و متافیزیک بود و فلسفه عملی شامل اخلاِ تدبیر منزل و سیاست مدن بود.
بدین ترتیب فیزیک متعلق به بخشی از فلسفه موسوم به «حکمت طبیعی» بود.
هنوز هم در بعضی از دانشگاههای جهان (از جمله دانشگاههای اسکاتلند) علم را «حکمت طبیعی» می‌نامند.
آری، فلسفه از اوائل ربع دوم این قرن ابهتش را از دست داده و حوزه فعالیتش بسیار محدود شده است.
امروز اکثریت قاطع فیزیکدانان کاری به جنبه‌های فلسفی را اتلاف وقت می‌دانند و جو علمی چنان شده است که یک فیزیکدان با نوشتن یک کتاب فلسفی نه تنها شرتش را افزایش نمی‌دهد بلکه به آن زیان می‌رساند.
دانشجویان نیز چنان تربیت شده‌اند که سؤالات بنیادی را مطرح کنند و با آنها کاری نداشته باشند، و امروز مد این است که نمایش مستقیمی از مطالب علمی ارائه دهندع بدون آن که از نتایج فلسفی قضیه بیمناک باشند.
این باعث شده است که به تکنولوژی بیش از حد ارزش داده شود و روی علم زدگی تأکید شود و هرگونه بحث فلسفی از فیزیک طرد گردد.
علل کنار گذاشتن متافیزیک و تفحصات فسلفی دلایل چندی برای جدایی علم از فلسفه می‌توان ذکر؛ و ما اکنون به ذکر اهم آنها می‌پردازیم.
الف.
ارتباط متافیزیک با مذهب: از قرن هفدهم به بعد مذهب بیشتر و بیشتر از بحثهای علمی جدا شد و چون متافیزیک را با مذهب مرتبط می‌دانستند آن را نیز بالتبع کنار گذاشتند.
این نوع نگرش تا زمان ما نیز ادامه یافته است.
ب.
پیچیدگی مسائل متافیزیکی: مشکلی که بر سر فهم یا یافتن راه حل مسائل مهم متافیزیکی بوده از یک طرف و اختلاف عمیق بین فلاسفه از طرف دیگر، عامل دیگری برای ترک فلسفه بوده است.
ج.
توفیق چشمگیر روشهای تجربی و برخی از نظریات علمی: پیشرفت شگرف تکنولوژی و توفیق اعجاب آور بعضی از نظریه‌ها در توجیه حوزه وسیعی از تجارت باعث شده است که غالب فیزیکدانان به فرمالیزم ریاضی و تجارب فیزیکی اکتفا کنند.
به قول برنستین: به عقیده من فقدان علائق فلسفی در فیزیکدانان به خاطر این است که فیزیک کنونی خیلی موفق بوده است.
از دید بسیاری از علمای معاصر اشتباه فیزیکدانان کلاسیک این بود که خود را با مسائل و مفاهیم متافیزیک مشغول کرده بودند، و توفیق فیزیک جدید به خاطر حذف این مفاهیم و مسائل است.
د.
تخصص گرایی: پیشرفت سریع علم و افروده شدن شاخه‌های آن و کثرت مسائل هر شاخه باعث شده است که هر روز تعداد بیشتری از دانش پژوهان به کارهای تخصصی روی آورند و بینش وحدت جویانه رایج در میان علمای پیشین را کنار بگذارند.
به نظر هایزنبرگ تحصص گرایی بیش از حد مانعی بر سر راه شناخت است: از این بحث واضح می‌شود که تخصص محدود مانعی بر سر راه شناخت است: تنها از طریق نظر افکندن به تمامی پدیده‌های جدید است که مفاهیم درست را می‌توان یافت.حتی در یک مسأله خاص، فهم قضیه غالباً از طریق مراجعه به مسأله مشابه و حل آن در یک حوزه دیگر فیزیک میسر می‌شود.
در واقع می‌توان گفت که تأکید روی وحدت و جهانشمولی علم بازگردد و از کوشش انحصاری بریا تربیت افراد ورزیده در یک بخش خاص فراتر رود.
البته ما باید متخصص لایق تربیت کنیم.
اما باید رشته‌ها را نیز به یکدیگر نزدیک کنیم و ارتباط بین رشته‌های مختلف علم را نشان دهیم.
عدم تبحر فلاسفه متأخر در علوم فیزیکی: چون غالب فلاسفه متأخر در علوم فیزیکی تبحر نداشته و نسبت به پیشرفتهای جدید علمی جاهل بوده‌اند و یا تأکیدشان روی مطالب غیر علمی بود، و به مسائل علمی کمتر توجه داشته‌اند، پیام آنها برای دانشمندان علوم جاذبه نداشته است.
آنها غالباً مطالعه جهان برون را به دانشمندان علوم واگذاشته‌اند و خود به تحلیل زبان و علائم و عملیات ذهن انسان و امثال اینها پرداخته‌اند.
بدین جهت است که راسل صریحاً به فلاسفه هشدار می‌دهد که در صورت عدم توجه به علوم، فلسفه آنها عقیم خواهدبود: واکنش مخالف یا سرد فلاسفه نسبت به دیدگاههای فیزیکدانان: دیدگاههای فلسفی فیزیکدانان کوانتومی مورد تعرض بعضی فیلسوفان قرار گرفت.
بور در آخرین مصاحبه‌اش با کوهن (در سال 1962) شکایت دارد که فلاسفه منظور او از مکملی را نفهمیده‌اند همین طور تعبیر سنتی مکانیک کوانتومی با مخالفت ایدئولوگهای مارکسیسم روسی مواجه شد، زیر آن را معارض با فلسفه ماتریالیسم دیالکتیک می‌دانستند.
رواج فلسفه‌های بی اعتنا به متافیزیک: به عقیده ما مهمترین و اصلی‌ترین عامل کنار گذاشتن فلسفه، رواج فلسفه‌های بی اعتنا به متافیزیک بوده است در قرن هفدهم عده‌ای از فلاسفه خصوصاً فلاسفه انگلیسی، مکتب تجربه گرایی را براه انداختند.
طبق این مکتب منشأ دانش ما درباره جهان فیزیکی تجارت حسی است، و علم صرفاً محصول حواس است و امور غیر محسوس، از جمله مسائل متافیزیکی که اموری عقلی هستند، فاقد اعتبارند.
این مکتب با تأکید روی تجربه در مقابل تفکر و از طریق غیر قابل تحقیق شمردن مسائل متافیزیکی مهمترین ضربه را در قرون جدید بر متافیزیک وارد آورد.
در قرن بیستم تجربه‌گرایی به صورت تزی درباره معنا درآمد ومدعی این شد که یک مفهوم یا قضیه وقتی معنا دارد که قواعدی متضمن تجربه حسی برای تحقیق با کاربرد آن ارائه شود.
مختلفی از مکتب تجربه گرایی بشمار می‌روند.
همگی این مکاتب در اصالت دادن به تجربه و بی حاصل شمردن و یا بی معنا شمردن متافیزیک اتفاِ نظر دارند و غالب آنها کار فلسفه را صرفاً تحلیل زبان و منطق علم می‌دانند.
نقد دیدگاههای تجربه گرایان مکتب تجربه گرایی که از قرن هفدهم به بعد رشد یافته بود در قرن بیستم به صورت مختلف شیوع یافت و حاکم بر فلسفه علم شد.
چیزی که از شقوِ مختلف تجربه گرایی در بین فیزیکدانان قرن بیستم خوب جا افتاد، اصالت دادن به تجربه و پدیده‌ها بود و این که نظریه‌ها نسخه‌های مفیدی برای ربط دادن پدیده‌ها به یکدیگر و پیش بینی آنها هستند و تفحصات متا فیزیکی بی معنا یا بی حاصل است.
این نوع بینش باعث شد که فیزیکدانان هرچه بیشتر به مسائل متافیزیکی بی اعتنا شوند و هدف علم را صرفاً ربط دادن پدیده‌ها بحساب آورند.
- ماکس بوردن در کتاب فیزیک اتمی می‌گوید: فیزیکدانان معاصر یاد گرفته‌اند که هر سئوالی درباره حرکت الکترون یا کوانتوم نور قابل جواب نیست، بلکه تنها آن سؤالاتی قابل جوابند که با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ سازگار باشند...
آنچه در این محدوده قرار می‌گیرد قابل شناخت است و شناخته خواهد شد.
این جهان تجارت است ک وسیع است و از لحاظ رنگها و طرحهای متغیر آنچنان غنی است که ما را شیفته می‌سازد آن را از اتمام جوانب کشف کنیم.
اما آنچه را که وراء این قرار دارد - یعنی آثار خشک متافیزیک را مشتاقانه به فلسفه نظری می‌سپاریم.
رواک واوری در کتاب معروفشان اتمها، مولکولها، و کوانتومها که در 1930 نوشتند، گفتند: خواننده‌ای که احساس ناراحتی می‌کند که اطلاعات مورد درخواست در حل یک مسأله دینامیکی، در نظریه کونتوم، اطلاعات آماری است و این که میسر ذره منفرد در معادلات دنبال نمی‌شود، باید خود را به این تسلی دهد که ما به ندرت به اطلاعاتی بیش از آنچه که نظریه کوانتوم در اختیارمان می‌گذارد نیاز داریم.
دیراک در «خاطرات یک دوره هیجان‌انگیز» می‌گوید: من ابتدا از طریق درسی که توسط برود داده می‌شد قدری اطلاعات دقیق درباره نسبیت بدست آوردم.
برود فیلسوفی بود که به اشیاء از دید فلسوفی بود که به اشیاء از دید فلسفی نظر می‌کرد.
او در آن زمان مدرس فلسفه در دانشگاه بریستول بود...
او 10 الی 12 جلسه درس درباره نسبیت داد، که آن را از دید فلسفی مورد بررسی قرار داد.
چند تا از دانشجویان مهندسی همدوره من یک دید عمل گرایانه داشتند و می‌گفتند که این سؤالات فلسفی به درد مهندسی نمی‌خورد...
اما من فکر می‌کردم که شاید چیزی در فلسفه باشد.
حداکثر تلاش خود را بکار بردم که دیدگاه فلاسفه را بفهمم.
من کمی هم درباره فلسفه خوانده بودم - تمامی کتاب منطق میل را خوانده بودم.
اما کوششهای من برا فهیمدن فلسفه خیلی موفقیت‌آمیز نبود.
آنگاه فکر کردم که تمامی چیزهایی که فلاسفه گفته‌اند نسبتاً نامشخص اند و نهایتاً به این نتیجه رسیدم که بنظر نمی‌رسد فلسفه بتواند سهمی در پیشرفت فیزیک داشه باشد.
اکنون به بررسی و نقد ادعاهای مهم تجربه گرایان می‌پردازیم: ا.
می‌گویند ما نمی‌توانیم ادراکی داشته باشیم مگر این که از طریق حواسمان وارد ذهن شده باشد؛ به عبارت دیگر مشاهده، منشأ هر دانش فیزیکی است.
این ادعا کاملاً درست نیست زیرا: الف.
ما ادراکاتی داریم که مستقیماً از تجریه اخذ نشده است.
مثلاً مفهوم عدم چیزی نیست که از طریق ادراک حسی بریا ماحاصل شه باشد، بلکه ما از طریق یک تحلیل ذهنی به آن پی برده‌ایم.
معیار قراردادن تجربه، خود یک امر تجربی نیست؛ بلکه یک اصل متافیزیکی است.
حتی در موارد معمولی دانش ما از مشاهده فراتر می‌رود.
فیزیک مفاهیم زیادی را مطرح می‌کند که قابل مشاهده نیستند.
مثلاً در مکانیک اجسام، پیوسته از تنش صحبت می‌شود که قابل مشاهده نیست.
همین طور گاهی یک فیزیکدان استنتاجی می‌کند که برخلاف مشاهدات ظاهری است.
برولتسمن در رد ماخ که می‌گفت اتمها و ملکولها ساختارهای مصنوعی یا علائم موجز برای توجیه تجارب فیزیکی - شیمیایی هستند، متذکر شد که همین نتیجه را باید در مورد ستارگان ثبت گرفت.
زیرا فرض این که آنها اجسامی غول پیکر، در فاصله بسیار دور از ما هستند، از طریق احساس بصری برای ما حاصل نشده است.
پس آنها را نیز باید اشیاء را محکوم به یک قانون می‌کنیم، از مشاهدات بصری بدست نیامده است، بلکه حاکی از قبول یک اصل متافیزیکی است.
به قول ج.ج.
تامسون: من برآنم که وارد کردن یک کمیت که به روشن شدن ذهن کمک می‌کند، حتی اگر در آن زمان راهیی برای تعیین دقیق آن نباشد، نه تنها مجاز است بلک امری مطلوب بحساب می‌آید.
چیزی ک امروز قابل اندازه‌گیری نیست ممکن است فردا قابل اندازه‌گیری باشد.
این خطرناک است که فلسفه را مبتنی بر این فرض کنیم که آنچه من نمی‌دانم هرگز نمی‌تواند دانش بحساب آید.
تعداد آزمایشهایی که یک دانشمند می‌تواند انجام دهد، همواره محدود است؛ در حالی که قانونی که او ادعا می‌کند، جهانشمول است.
پس بیان قانون همواره از تجربه فراتر می‌رود.
به قول بورن: بنظر می‌رسد که علم روشی برای پیدا کردن روابط علی دارد، بدون آن که به هیچ اصل متافیزیکی متوسل شود.
اما این یک فریب است، زیرا هیچ مشاهده یا تجربه هر قدر هم که گسترده باشد نمی‌تواند بیش از تعداد محدودی تکرار را در برداشته باشد، و بیان قانونی به صورت B بستگی به A دارد همواره از تجربه فراتر می‌رود.
از طرف دیگر هیچ علمی که شایسته نام علم باشد نمی‌تواند از قوانین عام بپرهیزد؛ و در واقع هدف علم، کشف چنین قوانینی است.
پوزیتویستهای منطقی باید چنین قوانینی را طر کنند، زیرا فقط در موارد محدودی تأیید می‌شوند.
بدین ترتیب برای فیزیک چیزی جز دستورالعملهای محدود و موضعی باقی نمی‌ماند.
ه.
هر محققی همواره در پژوهشهایش اصولی عام را به عنوان اصول راهنما یا تنظیم کننده بکار می‌برد.
این اصول عام قابل ابطال تجربی نیستند و تنها مصادیق آنها ابطال پذیرند.
برای دیراک زیبایی یک شرط اساسی برای قابل قبول بودن یک نظریه بود: در بین تمامی فیزیکدانانی که من ملاقات کرده‌ام بیشترین شباهت با خود را در شرودینگر و من هر دو خیلی مشتاِ زیبایی ریاضی بودیم و این اشتیاِ به زیبایی ریاضی بر تمامی کارهای ما حاکم بود.
این نوعی باور برای ما بود که معادلاتی داشته باشند.
این نوعی مذهب برای ما بود.
آن مذهب پر فایده‌ای بود و می‌توان آن را اساس موفقیت مابحساب آورد.
همین طور هایزنبرگ سادگی ریاضی را یک اصل راهنما می‌شمارد: سادگی ریاضی بالاترین اصل راهنما در کشف قوانین طبیعی بحساب می‌آید.
و نیز می‌گوید: چه علتی باعث شد که آریستارخوش خورشید را در مرکز جهان قرار دهد و زمین را علی رغم تجربه متحرک انگارد؟
شکی نداریم که قویترین استدلال او تکیه به سادگی ریاضی بوده است.
واضح است که سیستم خورشید مرکزی آریستارخوس بسیار ساده‌تر از جهان ائودوکسوس با کره‌اش، بوده است.
آیا پذیرفتن اعتقاد به سادگی یا زیبایی نظریات فیزیکی، تجاوز از تجربه گرایی محض نیست؟
و.
تجربه گرایی محض راه کشف را می‌بندد.
نمونه‌اش نظر منفی ماخ نسبت به اتم بود، که اگر دنبال شده بود ما در وضع پیشرفته فعلی نبودیم.
برای دوهزار سال اتمیستها مورد حمله بودند.
توفیق نظریه اتمی نشان می‌دهد که چگونه توسل به تجزیه محض کفایت نمی‌کند و چقدر مهم است که یک اندیشه مهم را دنبال کنیم، گرچه نتایج عملی فوری در بر نداشته باشد.
تاریخ تحقیقات علمی پر است از مثالهایی که در آنها فرض وجود اشیائی مفید بوده است، گرچه در آن زمان نمی‌توانستند آنها را مستقیماً مشاهده کنند.
همچنین بسیاری از اندیشه‌های کلیدی در فیزیک توسط ریاضیدانانی مطرح شده است که توجه مستقیمی به مسائل فیزیکی نداشته‌اند.
گاوس و ریمان، هندسه ریمانی را وقتی ارائه دادند که برای آن زمینه فیزیکی نبود و چند دهه بعد بود که اینشتین کشف کرد ثقل، نمودی از ساختار فضا و زمان است.
همنی طور هیلبرت، نظریه فضای هیلبرت را قبل از پیدایش نظریه کوانتوم ارائه داد و این فون نویمان بود که بعدااً آن را در نظریه کوانتوم بکار برد.
و هیز وقتی اینشتین نظریه ثقلش را ساخت، از لحاظ معرفت شناختی چیزی مجردتر از تانسور انحنای ریمانی نبود، و تنها بعدا"روشنایی برای اندازه‌گیری خواص انحنایی فضا و زمان و ارتباط آنها با پدیده‌های مرئی ارائه شد.
بدین جهت است که کارناپ در یکی از نوشتارهای اخیرش می‌گوید: رشد حیرت‌آور فیزیک در قرون گذشته، عمدتاً بستگی به امکان ارجاع به کمیات غیر قابل مشاهده‌ای نظیر اتمها و مولکولها داشته است.
2.
می‌گویند هر مفهومی باید در ابتدا از طریق یک رشته عملیات تجربی تعریف شود، و هر چیزی که قابل تعریف بر حسب عملیات تجربی نباشد، باید کنار گذاشته شود.
در مقابل می‌توان گفت: الف.
ما غالباً یک مفهو را بر حسب سایر مفاهیم تعریف می‌کنیم، اما همواره بعضی مفاهیم، تعریف نشده باقی می‌مانند.
مثلاً مفاهیم جرم و نیرو در مکانیک نیوتونی تعریف نشده‌اند (البته اینها نامعین نیستند، زیرا برحسب تعدادی فرمول مشخص می‌شوند).
هر نظریه با تعدادی مفاهیم تعریف نشده شروع می‌کند.
اینها مفاهیم بنیادی آن نظریه هستند و سایر مفاهیم بر حسب آنها تعریف می‌شوند.
چون هر مفهومی توسط یک تعریف عملیاتی معنادار می‌شود، کمیتی که به وسیله روشهای مختلف اندازه‌گیری می‌شود، باید دارای معانی متعدد باشد؛ ک البته امری است بر خلاف دید شهودی ما.
بنابراین نظریه، وسایل اندازه‌گیری آزمایشگر نیز باید بر حسب عملیاتی تعریف شوند، و لذا بنظر می‌رسد که نتوان از جایی شروع کرد.
مقدار عددی یک کمیت تنها یک بعد آن است و معنای هر کمیت تنها به وسیله عمل تعین نمی‌شود، بلکه برای مشخص کردن آن یک زمینه نظری نیز لازم است.
مثلاً اگر بخواهیم معنای میدان الکتریکی را بدانیم باید به نظریه ماکسول نظر افکنیم.
3.
می‌گویند یک قضیه در صورتی معنادار است که قابل تحقیق تجربی باشد.
در اینجا می‌پرسیم: الف.
چگونه می‌توان در زمان حال، اعتبار یک قانون طبیعت را وارسی کرد درحالی که حوزه کاربرد آن از زمان حال وسیعتر است؟
چگونه می‌توان گذشته را مورد تحقیق تجربی قرارداد؟
آیا خود اصل تحقیق‌پذیری قابل تحقیق تجربی است؟
به دلیل ایراداتی که بر اصل تحقیق‌پذیری وارد شد کارناپ معیار معنادار بودن را رقیقتر کرد و گفت یک قضیه در صورتی با معناست که نوعی شاهد تجربی له یا علیه آن بکار رود؛ و پوپر قضایای غیر علمی را نیز با معنا دانست و معیار ابطال‌پذیری را جایگزین معیار تحقیق‌پذیری کرد.
به موازات تکوین پوزیتیویسم منطقی، این عقیده که هرچه به طور تجربی قابل تحقیق نیست باید از نظریه فیزیکی حذف شود به عنوان یک اصل راهنم در میان بنیانگذاران مکانیک کوانتومی جا افتاد.
ما به عنوان نمونه به نقل سخنان برخی از بزرگان قوم در این مقوله می‌پردازیم: هایزنبرگ: برای پرهیز از این تنقضات لازم است بخواهیم که هیچ مفهومی که از طریق تجربه تأیید نشده است وارد یک نظریه نشود.
پاولینگ: آنچه به نتایج تجربی منتهی نشود حائز اهمیت نیست.
دارو: ممکن است در ابتدا بنظر برسد که مکانیک موجی قاصر از خدمتی است که از آن انتظار داریم، زیرا رفتار یک اتم منفرد توصیف نمی‌کنند.
امااین ویژگی یک نقص نیست، بلکه شاهدی بر کمال آن است.
اگر مکانیک موجی بخواهد تصویر صحیحی از طبیعت، بدون کم و زیاد، ارائه دهد، نباید پیش بینیهایی بکند ک قابل تطبیق با تجربه نباشند.
از جمله نباید اتمهای منفرد را مورد بررسی قرار دهد.
زیرا هیچ بیانی درباره رفتار فردی یک اتم قابل این که در معرض آزمایش قرار بگیرد نیست.
در اینجا علاوه بر یادآوری ایرادات ذکر شده به تز تحقیق پذیری، ذکر این نکته لازم است که اگر فیزیکدانان به این اصل پایبند مانده بودند، فیزیک، علی الخصوص فیزیک ذرات بنیادی، این قدر رشد پیدا نکرده بود.
4.
بسیاری از فیزیکدانان معاصر ادعا می‌کنند که نظریه شان مستقیماً از تجربه نشأت گرفته است.
اینها فراموش می‌کنند که راهی وجود ندارد که تنها یک نظریه را از مشاهدات استنتاج کنیم (والا مثلاً مکانیک نیوتونی به وسیله مکانیک نسبیتی یا مکانیک کوانتومی جایگزین نشده بود).
به قول اینشتین: تجارب ما تا زمان حاضر اعتقاد به این را که طبیعت مصداِ ساده‌ترین اندیشه‌های ریاضی قابل تصور است توجیه می‌کند.
من قانع شده‌ام که می‌توانیم به وسیله ساختارهای صرفاً ریاضی، مفاهیم و قوانین ربط دهنده آنها به هم را، که کلید فهم پدیده‌های طبیعی است، بیابیم.
تجربه ممکن است مفاهیم ریاضی مناسب را پیشنهاد کند ولی آنها را مطمئناً نمی‌توان از تجربه استنتاج کرد.
البته تجربه همچنان تنها معیار مفید بودن یک ساختار ریاضی برای فیزیک خواهد بود.
اما اصل خلاِ در ریاضیات است.
بنابراین به اعتاری من این را درست می‌دانم که فکر محض می‌تواند واقعیت را درک کند چنان که قدما فکر می‌کردند.
5.
می‌گویند هر ادراک حسی خالی از پیشفرضهای نظری است و ما چیزی جز حقایق برهنه نمی‌بینیم.
به عبارت دیگر، مشاهده همواره مقدم بر نظریه است.
اما این ادعا درست نیست، زیرا ما هیچ وقت با ذهن خالی سراغ مشاهده نمی‌رویم و در واقع این نظریه است که به ما می‌گوید دنبال چه چیزهایی بگردیم.
به قول مولانا: ای بسا کس رفته تا روم و هری او ندیده هیچ جز افسونگری ای بسا کس رفته ترکستان و چین او ندیده هیچ غیر از مکر و کین طالب هز چیز ای یار رشید جز همان چیزی که می‌جوید ندید و به قول پوپر: من معتقدم که نظریه، لااقل یک نظریه ناقص یا انتظارات، همواره اول می‌آید.
یعنی این همواره مقدم بر مشاهده می‌آید.
نقش بنیادی مشاهدات و آزمونهای تجربی این است که نشان دهند بعضی از نظریه‌های ما باطل هستند و ما را برانگیزند که نظریه‌های بهتری ارائه دهیم.
پیش فرضهای تجربه‌گر می‌تواند باعث شود که او بعضی از داده‌ها را کنار بگذارد؛ بعضی نتایج غیر منتظره را نادیده بگیرد؛ منابع خطا را نادیده یا دست کم بگیرد و احیاناً بعضی نتایج تجربی را که با نظریه مقبول روز در تعارض است کنار بگذارد.
برای نشان داان نقش نظریه در مشاهده، به ذکر سه مورد تاریخی اکتفا می‌کنیم: مورد اول مربوط می‌شود به کشف پوزیترون.
قبل از پیش بینی وجود پوزیترون توسط دیراک، آزمایشگران مسیرهای متعددی را که حاکی از وجود یک ذره باردار مثبت بود در اتاقک ابری مشاهده کرده بودند، اما اینها را جدی نگرفته بودند.
تنها پس از پیش‌بینی دیراک بود ک دقت بیشتری روی این مسأله کردند و سرانجام اندرسون به کشف پوزیترون موفق شد.
مورد دوم مربوط است به کشف جریانهای ضعیف خنثی در دهه 1970 آزمایشگران می‌توانستند در سالهای اویه دهه 1960، یعنی قبل از عرضه شدن نظریه و اینرگ - سلام، جریانهای خنثی را کشف کنند.
آنها حوادثی هم دیده بودند که ما اکنون آنها را را به جریانهای خنثی نسبت می‌دهیم.
اما در آن موقع مشکل بود که آنها را از زمینه، که به وسیله نوترونها ایجاد می‌شد، جدا کنند.
در آن سالها نظر بر این بود ک این زمینه‌ها آن قدر هستند که مشاهدات را توجیه کنند.
اما در پی عرضه شدن مدل واینبرگ - سلام، محاسبات نشان داد که چنین نیست و زمینه نمی‌توانسته است مشاهدات آن زمان را توجیه کند.
مورد سوم مربوط می‌شود به آزمایشهای میلیکان برای اندازه‌گیری با الکتریکی الکترون.
نتیجه‌ای که میلیکان از این آزمایشها گرفت، این بود که بار الکتریکی، مقادیر ناپیوسته‌ای را اختیار می‌کند که همگی مضربی از عدد 1- 10*6/1= e کولن است.
میلیکان در 1913 به هنگام ارائه نتایج این آزمایشها مدعی شد که 58 قطره‌ای که در نظر گرفته کل داده‌های تجربی او را تشکیل داده است، در حالی که جرالد هولتون به هنگام وارسی یادداشتهای میلیکان دریافت که 140 قطره مورد بررسی قرار گرفته بود.
بنابراین بنظر می‌رسد ک میلیکان گزینشی روی داده‌های تجربی انجام داده است، به طوری که پیش فرضهای او تأیید شوند.
این مثالها نشان می‌دهند که چقدر مشکل است یک تجربه‌گر چیزی را که به دنبال آن نیست ببیند.
آری، در تغبیر هر مشاهده همواره تعدادی پیشفرض وجود دارد.
مثلاً وقتی طول یک آینه را با یک متر اندازه می‌گیریم، بدون آن که هیچ نگرانی در مورد جهت‌گیری میز در فضا داشته باشیم، داریم این فرض را می‌کنیم که فضا همگن و همسانگرد (یکسان در تمام جهات) است.
حق این است که تجربه و تفحصات نظری توأماً برای شناخت طبیعت لازمند و این دو دائماً همدیگر را تقویت می‌کنند.
به قول هایزنبرگ (سالهای اخیر عمرش): 6.
می‌گیند هدف نظریه‌پردازی، تنظیم تجارب بشری و پیش‌بینی تجارب بشری و پیش‌بینی تجارب جدید است، نه توصیف واقعیت.
اما این روشن نمی‌کند که چرا باید اصلولاً پیش‌بینی اموری که در زندگی روزمره تأثیر مستقیم ندارند، اهمیت داشته باشد.
مثلاً چرا باید علاقمند باشیم که بدانیم چه وقت فان ستاره دنباله‌دار در فلان موضع است؟
به نظر ما این نگرش ابزارنگارانه بسیار کوتاه بینانه است.
درست است که بعضی پیش‌بینیها (مثلاً پیش‌بینی هو) به کار زندگی روزمره می‌آید؛ اما در حالت کلی توسل به پیش‌بینی برای این است که بدانیم یک نظریه خاص صحیح است یا نه.
به عبارت دیگر اصالتاً منظور ما از توسل به نظریه‌ها این است که دنیای فیزیکی را بفهمیم.
7- می‌گویند اهل علم در مسائل علمی اتفاِ نظر دارند ولی فلسفه‌ها همواهر محل نزاع بوده‌اند و هیچ فلسفه‌ای مورد موافقت همگان قرار نگرفته است.
در جواب باید گفت که اگر وفاِ اهل علم در یک زمان ملاک صحت آن باشد، هیأت بطلیموسی نیز مدتهای طولانی مورد تأیید اهل علم بود.
آنچه در یک زمان مورد ملاک صحت آن باشد، هیأت بطلیموسی نیز مدتهای طولانی مورد تأیید اهل علم بود.
آنچه در یک زمان مورد وفاِ اهل علم است، ممکن است بعداً مورد تجدید نظر قرار گیرد.