فیزیک و انرژی

مطالب در رابطه با فیزیک، انرژی، فلسفه علم، و مسائل مرتبط می باشد. برای راحتی مطالعه از تابلت یا PC استفاده شود

فیزیک و انرژی

مطالب در رابطه با فیزیک، انرژی، فلسفه علم، و مسائل مرتبط می باشد. برای راحتی مطالعه از تابلت یا PC استفاده شود

محلی برای نقد و گفتگوی علمی در خصوص مسائل مبتلابه با تکیه بر کاربرد آموخته های کلاسیک در تبیین و تشریح این مسائل. در این رابطه خواننده تشویق میشود که از دریچه دیگری به مسائل پیرامونی نگریسته و آنچه را میبیند و میشنود را به بوته نقد و آزمایش گذارد.

دنبال کنندگان ۱ نفر
این وبلاگ را دنبال کنید
بایگانی
آخرین مطالب

۲ مطلب در تیر ۱۳۹۷ ثبت شده است

۲۶
تیر

نقدی بر علت العلل

با نگاه به مسأله آب و جمعیت

     اکنون در صددیم نقدی بر برخی واژه ها که جایگاه مهمی در ادراک حسّی و فلسفی ما دارد وارد کنیم.  یکی از این واژگان که خیلی از آن صحبت شد "علت العلل" میباشد.  این واژه را در مباحث پیشین بویژه در بحث "حکمت مشاء" زیاد بکار بردیم.  همانطور که سابقاً در ابتدا گفته بودیم، بر حکمت ارسطو و نتایج آن انتقادات زیادی وارد است و خوانندگان را توجه دادیم که غرض از مرور آن، صرفاً تطور علوم از دیدگاه تاریخی است و بیان آنها لزوماً نه به مثابه تأیید آنهاست.  اما دیده شده که گاهی در گفتگو های عادی آنجا که مردم در صدد یافتن علت اصلی هستند از علت العلل میپرسند.  این نحوه برخورد و پیگیری در مباحث جاری و زندگی این جهانی باعث سوء برداشت های بیشماری میشود.

     مثلاً کسی چاق است و در جهت درمان بیماری خود در صدد یافتن علت آنست.  میپرسد علت العلل چاقی من از چیست؟  طبعاً مخاطب او در مرور سلسله عوامل، اول از همه انگشت را میگذارد روی پرخوری او.  اینجا مجدداً سوأل میکند علت این یکی چیست؟  مخاطب در جواب ممکنست یکی دو عامل مثل فعالیت بدنی زیاد یا عوامل ارثی را خاطر نشان سازد.  اما اگر سلسله علل همینطور دنبال شود در نهایت به علت اول یا ذات باری تعالی میرسد.  این نحوه تفکر ممکنست اندکی باعث آسودگی خاطر بیمار شود اما مسلماً هیچ فایده ای برای درمان او نخواهد داشت.  اگر او واقعاً نگران احوال خویشتن است باید نزدیکترین عوامل در سلسله نامتناهی عوامل را دنبال کند.  مثلاً باید روی پرخوری یا عوامل ژنتیک متمرکز شود.  با این طرز تفکر سراغ هر مسأله دیگری برویم نهایتاً علت اصلی همانا علت نخستین یعنی علت العلل است و مسبب اصلی اوست.  مثال دیگری در این رابطه مشکل عظیم بی آبی و ویرانی محیط زیست است که در آینده نزدیک، چه در منطقه و چه در سطح جهان، باعث فاجعه و مهاجرت توده های بیشمار خواهد شد.   علت العلل این امر چیست؟   اگر بهمان سبک قبلی روی آوریم بزودی انگشت اشاره بسمت ذات باری نشانه میرود و عجیب اینکه توده زیادی بر همین باور هستند.   لذا بجای آنکه خود دست بکار شده و با تکیه بر خرد خود در صدد چاره جوئی باشند به استغاثه روی آورده و متکی بر انواع اوراد و ادعیه حل مشکل را از آسمانها طلب میکنند.  گاهی هم برعکس شده و افزایش بارندگی باعث سیل و تخریب میگردد.  اینجا نیز با انداختن مُهر نماز و امثال آن بداخل سیل خروشان بجای پرداختن به علل اصلی، رفع بلا را از علت العلل طلب کرده مردم را منحرف میسازند.  در بهترین حالت، آنچه در این باره در رسانه ها دیده و شنیده میشود اشاره به عوامل جزئیست و با فرافکنی مشکلات را ناشی از ناسازگاری آسمان میدانند.  با کمال تعجب، در مورد خشکسالی، دانشمندان محیط زیست مدعو در صدا و سیما با این ساده انگاری عوامانه همنوائی کرده و با جملاتی با رنگ و لعاب عالمانه و دانشگاهی اظهار فضل میکنند.  قابل ذکر است که گاهی رابطه علت و معلولی برای توجیهات سیاسی استفاده میشود.  معمول است که حکومت های تمامیت خواه علت و گناه تمام کاستی ها و شکست های خود را بگردن سیستم قبلی میاندازند و خرابکاری های خود را معلول سیستم قبلی جلوه میدهند.  علت از بین رفتن جنگل ها و تخریب محیط زیست چیست؟ لابد انگشت اتهام بسوی نظام قبلی نشانه میرود.  حتی اگر او گناهی هم نداشته باشد میتواند نظام ماقبل را علت تلقی کند و همینطور ممکنست در پی علت واقعی به قهقرا رفته به حکومت هخامنشیان رسید!.   در توجیه افکار عمومی گاهی دانشمند نمایان برای انحراف افکار و برای آنکه نقش تعیین کننده جمعیت را کمرنگ کنند (زیرا قرار است افزایش جمعیت مقدس باشد) میگویند سهم آب مصرفی مردم فقط 3 تا 5 درصد است.  مقصر مصرف کننده اصلی آب، بخش کشاورزی است که حدود 90 درصد را بخود اختصاص داده.  با این نوع ادله آنها نیز مردم را فریب داده و از گفتن حقیقت طفره میروند.  توگوئی کشاورزی و محصولات آن برای مصرف جامعه انسانی نیست و آبی که بابت آن مصرف میشود ربطی به انسان و جمعیت زیاد مصرف کننده ندارد!  لذا برای اینکه علت عمده را جمعیت زیاد مصرف کننده معرفی نکنند به ترفندهای دیگری میآویزند.  مثلاً میگویند علت اصلی، تغییر اقلیم در ناحیه خاور نزدیک است و این خود نیز متأثر از گرم شدن جهانی کره زمین است.  با اینکه این مطلب حقیقت داشته و یکی از عوامل جنبی است ولی اتفاقاً خود دلیل دیگریست بر اینکه اگر قرار باشد این تغییر اقلیم پابرجا باشد و اگر قرار باشد این خشکسالی استمرار داشته باشد، جمعیت مصرف کننده آب باید کاهش یابد.  اشاره کنیم که اقلیم ما خشک است و اگر گاهی هم سیل از آسمان ببارد مشکل اصلی حل نمیشود.  واقعیت اینست که افزایش جمعیت و حذف برنامه های تنظیم خانواده علت اصلی بوده و بحران های ناشی از آن بصورت یک پدیده واگرا هر سال وخیمتر از سال پیش شده و سایر بحران های زیست محیطی از قبیل خشک شدن دریاچه ها و رودخانه ها و پدیده ریزگردها و تخریب جنگلها و فرونشست زمینها و امثال آن همه از تبعات این عامل است.  پاره ای از علما معتقدند که حل بحران را کشف کرده اند و با کمی صرفه جوئی در مصرف آب و بکار بردن شیوه های نوین آبیاری مشکل بکلی حل میشود.  اولاً باید پرسید اگر "شیوه های نوین" شیوه پسندیده ایست چرا در سایر شئون کشور بکار گرفته نمیشود.  دوم اینکه فرض کنید بنحو معجزه آسائی ظرف یک شب 5 درصد در مصرف آب صرفه جوئی شود.  اما 4 سال دیگر که جمعیت 5 درصد اضافه شود (با فرض رشد فعلی جمعیت %1.2) تمام ابتکارات شما نقش بر آب میشود.  حقیقت آنست که ما کنترلی بر آسمان نداریم که بارش ها را کم یا زیاد کنیم.  ضمناً کنترلی هم بر موقعیت جغرافیائی خود نداریم که بر فرض آنرا به منطقه خوش آب و هوائی منتقل کنیم.  اما چیزی که بر آن کنترل است همانا جمعیت است.  بنظر میرسد بیشترین جمعیتی را که این اقلیم با منابع طبیعی خود بتواند پشتیبانی کند حدود 30 میلیون است.   وسعت زیاد خاک، لزوماً بمعنای پذیرش جمعیت زیاد نیست بویژه این حقیقت که فقط 10 یا 12 درصد این خاک قابلیت کشاورزی پایدار را دارد.   30 میلیون مرفه و با فرهنگ، کاراتر از خیل پابرهنگان و درماندگان است.  در سالهای دهه پنجاه، حکومت وقت، از ترس رشد سرسام آور جمعیت که به یمن توسعه بهداشت و کم شدن مرگ و میر ناشی از آن بوجود آمده بود به برنامه های تنظیم خانواده در سطح کشور پناه برد.  در گذشته های دور، تنظیم جمعیت خود بخود با مرگ و میر ناشی از فقر و انواع بیماریها بطور طبیعی صورت میگرفت.  ارتقاء سطح بهداشت، بدون کاهش نرخ زاد و ولد باعث افزایش افسار گسیخته جمعیت شده بویژه اگر تشویق زاد و ولد هم در کار باشد.  ضمناً، ارتقاء بهداشت، حتی اگر افزایش جمعیت نباشد، خود بتنهائی مصرف آب را افزایش میدهد.  نکته مهم اینست که هر سیستم خردمند برای هر کاری یک حاشیه امن در نظر میگیرد.  یک خانواده، کل درآمد خود را تا انتهای ماه خرج نمیکند بلکه قدری را هم برای مسائل پیش بینی نشده ذخیره میکند.  حکومت های خردمند نیز همین تفکر را در مورد منابع خود در پیش میگیرند.  اگر حداکثر جمعیت قابل پشتیبانی کشوری 30 میلیون باشد در اینصورت جمعیت فعلی آن باید کمتر از این باشد تا با یک رشد کوچک پس از سالها به مقدار نهائی خود نزدیک شود.   آگر جمعیت در همان حدود 30 میلیون حفظ میشد، اولاً با چنین فاجعه زیست محیطی عظیم روبرو نمیشدیم و ثانیاً با داشتن حاشیه امن، هرگونه تغییرات وخیم اقلیمی را میتوانستیم با کمترین تبعات از سر بگذرانیم.  هر چقدر حاشیه امن بیشتر باشد ضربه پذیری در مقابل عوامل طبیعی کمتر خواهد بود. بسیاری از کشورهای متمدن رشد جمعیتی نزدیک صفر دارند تا این حاشیه امن را برای خود حفظ کرده باشند.  ممکنست کسی ایراد بگیرد که چه بسا در آینده روش های نبوغ آمیزی برای کاهش مصرف آب و صرفه جوئی در منابع پیدا شود و لذا نباید جلوی رشد جمعیت گرفته شود.   در پاسخ باید عرض کرد که اگر این آرزو تحقق نیافت چه؟  آیا از سرریز جمعیت بوجود آمده میتوان خلاص شد؟   آیا کسی جوابگو خواهد بود؟  قطعاً هیچ کس جوابگو نخواهد بود.  هند را ببینید و درس عبرت بگیرید.  اما از آنسو با داشتن جمعیت کم و متعادل در صورت لزوم میتوان سیاست رشد را تشویق کرده و یا در نهایت امر، مهاجر پذیرفت.   برای نابود کردن یک ملت، مؤثرترین سلاح تشویق به رشد بالای زاد و ولد است که در اینصورت هم سرزمین و هم آینده آن را بکلی نابود خواهد کرد، این روندی است که هم اکنون در برخی کشورهای آفریقائی در جریان است.    ترساندن عامه از اینکه جمعیت پیر میشود نیز دلیل موجه ندارد و برخلاف آنچه میگویند فاجعه ای قرار نیست رخ دهد کما اینکه در ژاپن پیرها همچنان در کارها شرکت داده میشوند که هم کمک به جامعه است و هم برای بهداشت روانی سالمندان مفید است.  فاجعه حقیقی، حاکمیت جهل است.  ترس از پیر شدن جمعیت مانند اینست که از ترس غرق شدن احتمالی کشتی، پیشاپیش به دریا پریده خود را غرق کنیم!

    نتیجه آنکه پرداختن به موهومات و وارد کردن آن به عرصه زندگی فاجعه بار است.  در عوض، با تکیه بر خرد میتوان از بروز مشکلات پرهیز و در صورت بروز، آنرا با میانجیگری عقل حل کرد.  سوء استفاده از بحث علت و معلول میتواند به نتایج وخیم بیانجامد.   گاهی اگر چند برگ از یک درخت تناور دچار آفت باشد علت را باید در همان محدوده جست.  اگر یک شاخه کوچک دچار آفت باشد، علت را در شاخه بزرگتری که از آن منشعب شده باید جست و نیازی نیست به کلیت درخت آسیب وارد شود.  گاهی هم پیش میآید که تمام شاخه ها دچار آفت شده و علت اصلی در اصل، همان تک درخت است.  گاهی هم بخشی از جنگل ممکنست دچار آفت شده باشد.  منظور اینست که در یافتن علت اصلی باید به نزدیکترین عوامل پرداخته شود که تأثیری در ایجاد آن داشته اند.  مختصر آنکه پرداختن به آموزه های قرون گذشته داروی حل معضلات امروز نیست.  با آنکه ارسطو و استادان وی انسانهای شریفی بوده اند معذالک افکار ایشان و امثال اقران آنها لزوماً بکار امروز نمیآید.  این افکار ارزش تاریخی داشته و برای پی بردن به متدولوژی علم و فلسفه میتواند بسیار مفید باشد.   مدتهاست دوره "هرکه دندان دهد نان دهد " سپری شده.  سخن خوب را دریابید که سخنران خوب زیاد است.

  • مرتضی قریب
۱۷
تیر

علیّت و رویکرد جدید

     در توضیح حکمت مشّاء دیدیم که بدنبال بحث وجود، خود بخود بحث علیّت نیز بمیان کشیده شد.   گفتیم که طبق این اصل هیچ موجودی خود بخود و بدون علت وجود پیدا نمیکند.  بعلاوه، گفتیم که اصولاً شکل گیری علوم و انواع دانش ها در سایه پذیرش این اصل بوده است.  بدون پذیرش اصل علیّت هرگونه تلاش در جهت فهم پدیده های طبیعی با شکست مواجه شده و میشود.  مشاهدات انسان نیز همواره مؤید وجود چنین اصلی بوده است.  در سایه وجود این اصل است که بشر توانسته بر دامنه معلومات خویش افزوده و موفق به کشف قوانین طبیعی به اتکای روابط علت و معلولی شود.  بطور خلاصه گفتیم که بعقیده فلاسفه، علیّت بدنبال خود حتمیت را نیز بدنبال میآورد و معلول، وجوب پیدا میکند.  اعتقاد بر اینست که بنا بر اصل علیّت جهان تابع یک نظام ضروری و حتمی بوده و در آن روابط موجودات با یکدیگر توسط اصل مزبور دیکته شده و تنظیم میگردد.

    آنچه گفته شد دریافت رایج علوم و بویژه فیزیک تا قرن بیستم میلادی بوده است.  از اوایل قرن بیستم، مشاهداتی که در حوزه اتمی و زیر اتمی صورت گرفت تردید هائی را در درک ما از علیّت ایجاد کرد.  نکته ای که باید بدان توجه خاص کرد نوع مشاهداتی است که باعث شد این تغییر نگرش صورت پذیرفته و نوع تجربیاتی که پایه های علیّت را متزلزل کرد.  بعبارت دیگر، مادام که با حوزه اتمی و زیر اتمی سر و کار نمیداشتیم هیچ بهانه ای برای این تغییر دیدگاه  بوجود نمیآمد و دیدگاه سنتی همچنان پابرجا میبود.  اتفاقاً اینجا محل مناسبی است که یکبار دیگر به تفاوت دیدگاه های "فلسفی" و دیدگاه های "فیزیکی" توجه کنیم.   فیلسوف بنا به دیدگاه فلسفی خود و بنا به آنچه که مثلاً عقل اقتضا میکند، درباره جهان و کارکرد آن نظری قاطع ابراز میکند.  مثلاً در این مورد خاص میگوید که امور جهان بر پایه روابط علت و معلولی است و اصل علیّت در تمامی امور جاری و برقرار است.  فیزیکدان نیز با این نظر موافق است چه اینکه در مشاهداتی که داشته است همواره درستی آنرا دیده و به اتکای درستی آن موفق به کشف بسیاری از  قوانین طبیعت نیز گشته است.  اما تفاوت ظریفی که هست اینکه فیزیکدان به قوانین و اصول کشف شده تا آنجا احترام میگذارد که اینها توسط مشاهدات جدیدتر نقض نشده یا شکل کاملتری عرضه نشده باشد.  زیرا همانطور که قبلاً گفتیم، قوانین فیزیک (و البته سایر علوم) جامعیت قضایای ریاضی را ندارد و قوانین تجربی را باید تا آنجا پذیرفت که هنوز مشاهده ای آنها را تصحیح یا تکمیل و یا حتی نقض نکرده باشد.   همینجا باید متذکر شد که شکل های جدیدتر قوانین، معمولاً در جهت تکمیل و تعمیم قوانین قبلی است و اینگونه نیست که هربار با ارائه قوانین جدیدتر بساط قوانین قدیمیتر بکلی دور ریخته شود.   مکرر دیده شده که برخی دانشجویان و دانش پژوهان به علت این نگاه سطحی دچار سوء برداشت شده و به این بهانه که قوانین علوم جدید هربار دستآورد های سابق خود را نقض میکند از علم و روش آن رویگردان شده به دامان شبه-علم پناه میبرند.   البته برای آنها که خواهان نتیجه گیری سریع بوده و فاقد صبر و مداومت کافی هستند شاید این بیت سعدی مصداق وضع آنان است "که ای مدعی عشق کار تو نیست - که نه صبر داری نه یارای ایست".  شبه-علم راه میانبری است که در هر صورت به نتایجی می انجامد با صورتی بظاهر علمی و آبرومندانه.  در گفتارهای قبلی، بویژه در بحث  "حاشیه ای بر علوم فیزیکی"، مثالهائی از این دست داده شد.   

      در اوائل قرن بیستم با کشف بکرل درباره پدیده "رادیواکتیویته" و کارهای درخشان بعدی در این زمینه توسط خانم و آقای کوری، فیزیک آبستن بحرانی اساسی شد.  البته همزمان، پدیده "تابش جسم سیاه" و تلاش ناموفق فیزیک کلاسیک در توجیه آن، مشکل فیزیکدانان را دو چندان کرد.  در این هنگام، فیزیک به بلندترین قله موفقیت های خود رسیده بود و طبعاً فیزیکدانان امیدوار بودند این چند پدیده بظاهر پیش پا افتاده را نیز حل کنند.  اما همانطور که میدانیم، چنین نشد و تلاش هائی که در حل این مشکلات صورت گرفت روش جدیدی فراروی فیزیک قرار داد که به "فیزیک نوین" مشهور شد.  از اینرو بدنه اصلی فیزیک که تاکنون سروکاری با دنیای جدید اتمی نداشت و در قلمرو خود بسیار موفق بوده، و البته همچنان هست، به "فیزیک کلاسیک" نام گذاری گردید.  بار دیگر تأکید میکنیم که ظهور فیزیک نوین بمنزله اسقاط فیزیک کلاسیک نیوده بلکه پیدایش آن ناشی از نیاز برای توجیه رفتار ماده در قلمرو بینهایت کوچک هاست.  مانند آنست که ما هنوز، همچنان، از هندسه اقلیدسی برای ساختمان سازی و بسیاری از مسائل روزمره خود با اطمینان استفاده میکنیم در حالیکه، در حقیقت امر، در ابعاد بزرگ قابل قیاس با شعاع زمین آنچه درست است هندسه کروی بوده و در مسافات بزرگ روی کره زمین باید از آن استفاده کرد.  گویا اولین باری که چنین حاجتی افتاده بود، در حکومت یکی از تزارهای روسیه بوده که برای احداث ریل قطار به نواحی دوردست این کشور اختلافی بین مهندسین در مورد کوتاه ترین راه بروز کرده بود.  کوتاه ترین راه لزوماً خط مستقیم نیست بلکه به هندسه سوژه بستگی داشته و اصطلاحاً ژئودزی گفته میشود.  

     در پدیده رادیواکتیویته، اگر مثلاً 1000 اتم از یک عنصر رادیواکتیو با نیمه عمر یک روز داشته باشیم، مشاهده نشان میدهد که پس از سپری شدن یکروز حدود 500 اتم تجزیه و به عنصر دیگری بدل میشود.  در واقع، هسته آنها دچار واپاشی شده و عنصر دیگری را میسازد.  پس از گذشت 2 روز از عنصر اولیه حدود 250 عدد هنوز باقی است و پس از یک نیمه عمر دیگر یعنی گذشت 3 روز فقط حدود 125 عدد برجای میماند و همینطور این فرایند ادامه مییابد.  در این توضیح از واژه "حدود" استفاده کردیم برای تأکید بر این حقیقت که پروسه مزبور فرایندی آماری است.  بعبارت دیگر، اگر یکی از این هسته ها را فرضاً آنقدر بزرگ کنیم که برای شما قابل رؤیت باشد و آنرا زیر نظر بگیرید، نمیتوانید بگوئید که پس از یکروز واپاشی میکند.  ممکنست 100 روز و حتی 1000 سال هم سپری شود و اتفاقی نیافتد.  و برعکس چه بسا پس از چند دقیقه متلاشی شود.  هیچکس نمیداند.  کسی از این راز سر بمهر آگاهی ندارد.  در اصطلاح میگوئیم احتمال تجزیه یک هسته در واحد زمان مقداریست ثابت و مستقل از زمان که در آزمایشگاه قابل اندازه گیری است.  به زبان دیگر بین هسته رادیواکتیوی که 1000 سال پیش بوجود آمده و هسته دیگری از همان نوع که چند دقیقه پیش متولد شده (و هردو دارای نیمه عمر 1 روز هستند) هیچ تفاوتی از نظر احتمال تجزیه شدن وجود ندارد!  این مطلبی است بس عجیب که با تجارب معمول ما نمیخواند.  در دنیای ما، پیر کهنسالی که 120 سال زیسته بسیار بیشتر در معرض خطر مرگ طبیعی قرار دارد تا کودکی یکساله.  علاقمندان میتوانند توضیح بیشتر را در مطلب " آیا لاندا همان احتمال است، 95/4/2" بیابند.  آیا میتوان ادعا کرد که این پدیده تابع هیچ قانونی نیست؟  پاسخ اینست که با آنکه درباره یک هسته نمیتوانیم اظهار نظر کنیم، با این وجود درباره تعداد زیاد آنها میتوان به قوانین آمار پناه برد.  همانطور که در مثال بالا تشریح کردیم قانون تجزیه رادیواکتیو از بطن مشاهدات آماری سر بر میآورد.  چنانچه این مثال را بزبان ریاضی بیان کنیم (قوانین فیزیک با کمک ریاضی تعمیم می یابد) به رابطه ساده ای بین تعداد تجزیه در واحد زمان و تعداد اتمهای اولیه در هر لحظه پی خواهیم برد.  اما نتیجه دوم و بمراتب مهمتر آنکه در این پروسه روابط علت و معلولی وجود ندارد.  بعبارت دیگر علیّت در اینجا هیچکاره است.  مرگ طبیعی یک پیر 120 ساله به "علت" فرسودگی و از کار افتادن سیستم های حیاتی اوست که در سنین بالا بسیار محتمل است.  اما هسته رادیواکتیو مذکور در قبل با گذشت 1000 سال همچنان پا برجاست در حالیکه هسته مشابه دیگری چند دقیقه پس از تولد، واپاشی کرده از بین میرود.  هیچ علتی برای این رفتار نمیتوان تراشید.  از همین رو پیش بینی آینده بر مبنای وضعیت حال برای ما ناممکن است.  علیّت با خودش حتمیت (وجوب) را بدنبال میآورد و بهمین دلیل موفقیت دانش و پیش بینی آینده مرهون نقش اساسی این قانون است.  اما اینجا میبینیم که علیّت در زیربنائی ترین بخش ماده (اتم و هسته آن) بی اثر و منفعل است.  بدنیست این سوأل امتحانی را بار دیگر مرور کنیم:

سوأل- در پدیده تجزیه رادیواکتیو چه میتوان گفت و آنرا چگونه تفسیر کرد؟

         الف- رابطه علت و معلولی وجود دارد و پس از سپری شدن هر نیمه عمر، دقیقاً نیمی از هسته ها تجزیه میشود

           ب- رادیواکتیویته از جمله مواردی است که رابطه علت و معلولی برای آن کار نمیکند

           ج- چون در مقیاس ماکروسکوپیک رابطه علت و معلولی وجود دارد لذا منطقاً در دنیای میکروسکوپیک نیز باید صحیح باشد

           د- تجزیه رادیواکتیو تابع هیچ قانونی نیست

با توجه به توضیحات بالا بنابراین بنظر میرسد گزینه "ب" گزینه درست باشد. 

     توجه خواننده را بدین مطلب جلب میکنیم که فقدان حتمیت در حوزه ذرات بنیادی که خود ناشی از عدم کارکرد علیّت بوده است مانع از آن نیست که هیچ قانونی حکمفرما نبوده باشد.  منتها قوانینی که اینجا بکار میرود، قوانین احتمالات هستند که سابقاً با موفقیت در فیزیک کلاسیک و حوزه ماکروسکوپیک بکار میرفت و همچنان نیز بکار میرود.  موفقیت احتمالات در حوزه اتمی و زیر اتمی همانقدر محرز است که موفقیت شرکت های بیمه و درآمدهای کلان آنان در زندگی روزمره.  ما درباره وضعیت سلامتی و پیشبینی مرگ یک نفر بطور منفرد نمیتوانیم با دقت و قطعیت اظهار نظر کنیم.  اما پیش بینی این خصوصیات درباره یک جمعیت با دقت بیشتری امکان پذیر است.  هرچه تعداد این جمعیت بیشتر باشد نتایج پیش بینی های ما نیز دقیقتر خواهد بود.  علیّت که در دنیای ما حاکم است بدنبال خود حتمیّت یا قانون دترمی نیسم را ایجاب میکند.  بیان دیگر این قانون همانا اصل یکنواختی طبیعت است که میگوید علل یکسان آثار یکسان دارد.  بدون این اصل، شکل گیری علوم غیر ممکن میبود.   اکنون با این تناقض روبرو میشویم که در حالیکه تمام دستآوردهای علمی ما زیر سایه قانون علیّت و نتایج آن بدست آمده است، معهذا در زیربنائی ترین بخش ماده  اثری از آن بچشم نمیخورد.  این تناقض چگونه رفع میشود؟   اگر قانون علیّت درست است کما اینکه کلیه مشاهدات ما آنرا تأیید میکند پس چگونه است که در قلمرو بینهایت کوچکها صادق نیست؟  و اگر مبنا را دنیای اتمی و زیر اتمی بگیریم و حکم کنیم چیزی بنام علیّت وجود ندارد پس چگونه است که آثار آنرا در همه شئونات زندگی میبینیم؟  حتی در مشاهداتی که مادّه آنقدر کوچک باشد تا به میکروسکوپ نیاز باشد باز علیّت همچنان برقرار است.  تصریح میکنیم که اصطلاح دنیای میکروسکوپیک را که قبلاً بکار بردیم، منظور منحصراً دنیای اتمی و زیر اتمی است.   حال ببینیم چگونه میتوان این تناقض را رفع کرد.

      در واقع میتوان مبنا را بر این قرار داد که علیّت یک اصل اساسی نبوده و دستکم اثری از آن در دنیای اتمی و هسته ای نمیبینیم.  در واقع در فیزیک نوین دو چیز از سیطره فیزیک کلاسیک حذف گردید: یکی اصل علیّت و دیگری اصل اتصالی بودن انرژی.  آنچه در مورد مواد رادیواکتیو گفتیم، در مورد اتم مواد غیر رادیواکتیو نیز مشاهده شد.  بدین معنی که جهش های ناگهانی چه در مورد تغییرات انرژی اتم و چه جابجائی مکان آن ملاحظه شد.   یکی از موفقیت های فیزیک نوین، توجیه و تفسیر طیف ناپیوسته نشر اتمی بود که تأییدی بر حقیقت غیر اتصالی بودن انرژی بود.  تحقیقات جدید نشان داد که مداری که الکترون دور هسته گردش میکند حالت غیر اتصالی داشته و لذا انرژی های ساطعه ناشی از تغییر مکان الکترون روی مدارهای مختلف بصورت انفصالی و نه اتصالی آنطور که فیزیک کلاسیک پیش بینی میکرد است.  جالب اینجاست که هرچه الکترون از هسته اتم دورتر شود انرژی نوسانی آن بسمت موافقت با پیش بینی کلاسیک میل کرده و تغییرات آن حالت اتصالی بخود میگیرد.  اما فیزیک کلاسیک درباره بسامد تابش در حالاتی که الکترون نزدیک هسته باشد با شکست کامل مواجه میشود.  بار دیگر با وضعیت مشابهی روبرو میشویم که قبلاً درباره پیش بینی مسیر عطارد روبرو بودیم.  قوانین نیوتون در تشریح مدارهای خیلی نزدیک به خورشید با مشکل مواجه شد.  انیشتن در تئوری نسبیت خود برای رفع این مشکل از فرضیاتی استفاده کرد که کاربرد آن برای مدارهای دور از خورشید به همان نتایج نیوتونی منجر گردد.  متشابهاً در مورد اتم دیده شد که در فاصله های نزدیک هسته، فقط فیزیک کوانتائی جوابگوست.  از این گذشته، بزودی معلوم شد که تصور مدارات الکترون دور هسته بسیار با درک مکانیکی معمول متفاوت است.  از مجموع این قضایا چنین بر میآید که در قلمرو بینهایت کوچک ها رفتار ماده با آنچه ما انتظار داریم بسیار متفاوت است.

     در دنیای اتمی و زیر اتمی، فیزیک کوانتوم با فیزیک کلاسیک و دیرآشنای ما بکلی متفاوت است.  پرسشی که پیش میآید اینست که آیا این تفاوت یک تفاوت ماهوی است.  آیا با دو دنیای مغایر با هم سروکار داریم؟  یا با قبول حقیقت فیزیک کوانتوم و کاربست آن میتوان به همان نتایج حاصل از فیزیک کلاسیک دست یافت؟  از فیزیک کوانتوم میدانیم که کلیه پارامترهای الکترون در اتم، کوانتیزه شده و بعبارتی حالت گسسته دارد و نه اتصالی آنطور که در فیزیک کلاسیک است.  در اتم هیدروژن نشان داده اند که اگر عدد کوانتوم اصلی، n، خیلی بزرگ شود، رفتار اتم میل میکند بسمت همان نتایج معمول از فیزیک کلاسیک.  این خاصیت که به ازاء مقادیر بزرگ عدد کوانتوم اصلی، نتایج فیزیک کوانتوم و فیزیک کلاسیک مشابه از آب در میآیند توسط بوهر به "اصل انطباق" ( correspondence principle) مشهور شده است.  در سایر شاخه های فیزیک نیز مشابه همین خاصیت دیده میشود.  کما اینکه نتایج تئوری نسبیت در سرعت های عادی به همان نتایج فیزیک نیوتونی منجر میشود.  یا اگر تعداد کوانتا های انرژی خیلی زیاد شود، اتصالی بودن انرژی در فیزیک کلاسیک حاصل میشود.  یا اگر جرم ذره مادّی خیلی کم شود خاصیت موجی بودن غالب شده و تئوری موجی جایگزین فیزیک کلاسیک میشود.  این شباهت را درباره هندسه نیز دیده بودیم.  اگر ساخت و ساز ما در پهنه های معمول باشد (که اغلب نیز چنین است)، همواره هندسه اقلیدسی معتبر است با وجودیکه بر یک کره هستیم.  در صورتیکه ابعاد قابل قیاس با شعاع زمین باشد، هندسه ریمانی (کروی) اعتبار خواهد داشت.  یعنی در ابعاد کوچک، نتایج هندسه واقعی (کروی) بسمت هندسه آشنای اقلیدسی میل میکند.  

    مثال دیگری که درباره این دوگانگی میتوان آورد مثال مربوط به فشار هواست.  فرض کنید (آزمایش ذهنی) بیکباره هوای نیمی از اتاقی که در آن نشسته اید بطرف نیمه دیگر رفته و شما طبعاً از فقدان هوا به حالت خفگی بیافتید.  چنین امری چقدر محتمل است؟  پاسخ شما اینست که چنین امری محال است زیرا در شرایط معمول هیچ علتی برای اینکار متصور نیست.  اما بزودی با کمی حساب و کتاب به حقیقت امر پی خواهید برد و اینکه واقعاً نه چنین است.  فرض کنید برای سادگی منظور ما از هوا صرفاً اکسیژن است.  در اینصورت اگر فقط یک ملکول هوا در اتاق باشد شانس اینکه هوا در نیمه دیگر اتاق رفته و شما دچار خفگی شوید  1/2 میباشد.  یعنی شانس 50% وجود دارد که دچار خفگی شوید که شانس بسیار بالائی است.  اما اگر تعداد ملکولهای هوا بیشتر و بیشتر شود این احتمال کوچک و کوچکتر میشود بطوریکه اگر N  ملکول داشته باشیم احتمال مربوطه  1/2N  میگردد که در شرایط عادی عددی فوق العاده کوچک اما مخالف صفر است!   چون حرکت ملکولها حرکتی تصادفی (کاتوره ای) میباشد بنابراین ممکنست تعداد ملکولهای هوا در نیمه شما در هر لحظه میلیونها عدد بیشتر یا کمتر گردد.  از آنجا که تعداد مطلق ملکولها خیلی خیلی بزرگ است و قابل مقایسه است با عدد آووگادرو، لذا تغییرات نسبی فشار هوا در دو نیمه بسیار بسیار کوچک و عملاً غیر قابل اندازه گیریست.  از همین رو در مقیاس بشری، وقتی تعداد ذرات یا ملکولها خیلی خیلی زیاد باشد، پیش بینی و حتمیت پا به عرصه ظهور میگذارد.  بنابراین با اینکه دنیای مادی ما متشکل از این ذرات ریزی است که در بطن خود عدم قطعیت را عرضه میدارد، معهذا تعداد فوق العاده زیاد آنها نمایشی از قطعیت را عرضه کرده و چیزی تحت نام "علیّت" را برای ما بدیهی مینماید.  شاید  "حرکت براونی" مثال خوب دیگری در این راستا باشد که چگونه حرکت تصادفی گرده های ریز گیاهی زیر میکروسکوپ، کاشف خود آقای براون را گیج و مبهوت ساخته بود.  اما امروز دیگر دلیل آن برای ما روشن شده است.

     پس، بطور خلاصه، همه شواهد حاکی از آنست که در طبیعت آنگونه که ما مشاهده میکنیم قانون حتمیت برقرار بوده و علل یکسان موجد آثار یکسان است.  تنها استثناء، قلمرو اتم و زیرمجموعه آنست بویژه اگر که بصورت منفرد و حالت وابسته نگریسته شود.  در غیر این حالت، علم همچنان میتواند با در دست داشتن قانونی بنام علیّت و اصل یکسانی طبیعت روال خود را چون گذشته ادامه دهد.  ضمن اینکه جمعیت های بزرگ از اتمها، بنا به آنچه گذشت، خصلت نافرمانی از علیّت را مخفی نگاه داشته و یا با بیانی دیگر اساساً ذاتی بودن اصل علیّت هنوز محل ابهام است.

پی نوشت

    توجهاتی که برخی خوانندگان مبذول داشتند برآنم داشت توضیحاتی را اضافه کنیم.

فیلسوفی بنام دیوید هیوم که در باب ادراکات بشری تقسیم بندیهائی را ارائه داده است درباره علیّت میگوید: "علیّت چیزی جز عادت ذهنی نیست که در اثر تجربه و مشاهده پیوستگی زمانی-مکانی دو رویداد حاصل میشود".  ایشان در دوره ای میزیست که هنوز فیزیک نوین و نتایج عجیب آن در باب علیّت پا بعرصه نگذاشته بود.  لذا نقد او ربطی به عدم قطعیت ذاتی دنیای اتم ها ندارد.  وی می افزاید که علیّت نه امری بدیهی و شهودی است و نه مبتنی بر برهان عقلی، بلکه قاعده ایست تجربی.  او میگوید که هرگونه استدلال استقرائی  بر بنیاد مفهوم علیّت استوار است و از سوئی دیگر، این مفهوم خود ناشی از استقراست.  یعنی همه نتیجه گیری های تجربی بر بنیاد این فرض بنا شده که آینده همانند گذشته است (اصل یکنواختی طبیعت) و از این رو همه بستگی هائی که امروز یا در گذشته یافته ایم، در آینده نیز در کار خواهد بود.  علت هائی که در گذشته معلول هائی را در پی آورده اند، در آینده نیز چنین خواهند کرد.  لذا ایشان بنیاد علیت را یک تعمیم ناروا قلمداد کرده اند.  او تکرار پیاپی و مستمر پدیده های روزمره را مسؤل پیدایش این نسبت علت و معلولی میداند.  مثلاً همیشه با تجربه آتش، گرما را هم احساس میکنیم و تکرار آن موجب میشود که با دیدن آتش انتظار پیدایش گرما در ذهن ما ایجاد شود.  لذا رابطه علیت چیزی جز تداعی معانی و انتظار ذهنی ناشی از تکرار تجربه و تعاقب یا تقارن مستمر نیست.  اتفاقاً عده ای از فلاسفه هم با هیوم همعقیده اند که میگویند علیّت بمعنی "تعاقب" یا "تقارن" است.  این دو واژه ترجمه  coincidence است که ما در بحث های قبلی خود آنرا تحت نام "اتفاق" معرفی کردیم که معادل مناسبی نیست.  تعاقب واژه مناسبتری است و بمفهوم اینست که دو چیز در پی هم و متعاقب یکدیگر ظاهر شده بدون آنکه رابطه علت و معلولی بین آنها باشد.  در واقع این دسته از فلاسفه، موضوع مهم علیّت را به مفهوم پیش پا افتاده تر "تعاقب" تقلیل میدهند و نتیجه میگیرند که "هستی بخش" نیست.  در حکمت مشّاء اشاره کردیم که علت به معلول هستی میبخشد و مهمتر اینکه آنرا واجب ساخته و "وجوب" ایجاب میکند.  

       بعنوان مثال، در بحث های سابق در مقوله واجب الوجود از آتش سرد نام بردیم و اینکه چه بسا آتشی باشد که بر خلاف انتظار معمول گرما و سوزانندگی نداشته باشد.  تصور پیشینیان این بود که هرجا نور باشد، آتش یا منبع گرمائی نیز باید موجد آن باشد.  این چیزیست در تأیید نظر هیوم و اینکه تجربه باعث و بانی اینگونه ذهنیت هاست.  اما مثال بهتر، موضوع افتادن سنگ روی زمین است.  اگر در گذشته ها (از 4 قرن پیشتر) از هر دانشمند یا آدم عامی میپرسیدند که اگر سنگ را به هوا پرتاب کنی چه میشود، بلافاصله و با قطعیت پاسخ میداد که به زمین باز میگردد.  زیرا بارها و بارها این تجربه را همگان دیده بودند.  اینجا علت و معلول عبارتند از:

علت: پرتاب سنگ به بالا

  معلول: برگشت سنگ به زمین

اما امروزه به یمن تجربه میدانیم که چنانچه سرعت از حدی بیشتر باشد، معلول میتواند چیز دیگری باشد.  با توسعه فیزیک نوین و بر مبنای مکانیک آماری و مکانیک کوانتیک نقد های جدیدتری بر موضوع علیت وارد شده است.  یکی از فیزیکدانان مثال آورده که : "مولکول‌های گازی می‌توانند درون ظرفی که در آن قرار می‌گیرند، آزادانه حرکت کنند بدون نیاز به کسی یا چیزی که آن‌ها را به حرکت درآورد".  پول دیراک در کتاب مکانیک کوانتیک خود مینویسد که : "علیت فقط در مورد سیستمی که مختل نشده است، حکم فرماست. اگر سیستمی کوچک باشد ما نمی‌توانیم آن را مشاهده کنیم، مگر آن‌که اختلالی جدی ایجاد کنیم و بنابرین نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم که یک رابطهٔ علّی بین مشاهداتمان بیابیم. بااین‌حال علیّت هنوز در مورد سیستم‌های غیر مختل اعتبار دارد".  منظور وی ناظر بر اصل عدم قطعیت است که میگوید در سیستم هائی در مقیاس اتمی، برای مشاهده رفتار آن مجبور به استفاده از ابزار خارجی هستیم که مثلاً میتواند تاباندن نور باشد.  اما فوتون های نور اوضاعی را بما گزارش خواهد کرد که حاکی از اختلال مجموعه است و نه آنچه حقیقتاً قبل از تابش نور بوده است.  معهذا در سیستم های ماکروسکوپیک نیز همچنان با تاباندن نور روی سوژه اختلال بوجود میآوریم منتها این اختلال نسبت به انرژی مطلق مجموعه آنقدر کوچک و بیمقدار است که گوئی هیچ اختلالی ایجاد نشده و با قطعیت میتوان از آن صرفنظر کرد.  در این مقیاس بزرگ است که وی میگوید علیّت همچنان محل اعتبار است.  نتیجه اینکه صرفنظر از هر بینش فلسفی، "علیّت" بعنوان ابزاری مفید و کارا همچنان میتواند در فیزیک و سایر شعب دانش معتبر باشد.  منتها از دیدگاه فلسفی همچنان باید با قید احتیاط با آن برخورد نمود.

  • مرتضی قریب