فيزيك و متافيزيك

فيزيك و متافيزيك
انيشتين : فيزيك و متافيزيك

اين روزها متخصصان و هوچي هاي بورژوازي از هر قماش به اشاعه نظرات ارتجاعي در مورد شخصيت انيشتين و تئوريهايش مي پردازند. اما بيشتر جاروجنجالها در ستايش از كمكهايي كه انيشتين به پيشرفت دانش بشري نموده نيست. بلكه تبليغ اين نظريه است كه علم، مايملك "نوابغ" است.

يك ديدگاه كاملا ارتجاعي ديگر هم تبليغ ميشود كه دركي از واژه ي "نسبيت" (عنوان تئوريهاي انيشتين) ارائه ميدهد. طبق اين ديدگاه ارتجاعي "همه چيز نسبي است" و نتيجتا بشر هرگز نميتواند از جهان عيني شناخت واقعي بدست آورد.بطور نمونه، مجله نيوزويك (مورخ 12 مارس) بخش خاصي را به انيشتين اختصاص داده است. در اين بخش نظرات "جان ويلر" يكي از باصطلاح "متخصصان اصلي" و صاحب نظران درباره تئوريهاي انيشتين كه خود نيز فيزيكدان است، مطرح گشته است. او چنين جمعبندي ميكند كه "جهان فيزيكي محصول مشاهده است" و "هيچ پديده اي را تا زمانيكه مورد مشاهده قرار نگرفته باشد نميتوان پديده خواند".

كل مقالاتي كه در اين بخش ويژه مجله نيوزويك بچاپ رسيده، نمونه برجسته اي از چگونگي استفاده بورژوازي از انيشتين است. ميخواهند اين ديده را اشاعه دهند كه عوام الناس نميتوانند علم را درك كنند. بعلاوه، آنها ميخواهند اين برداشت را از تئوريهاي علمي انيشتين ارائه دهند كه نسبت به موجوديت دنياي واقعي و مستقل از ذهن ما بايد شك كرد.

اين نوع ايده آليسم ارتجاعي پرسابقه را بهيچوجه نميتوان بعنوان يكي از "خدمات" انيشتين جا زد. انيشتين كسي بود كه به فروريختن برخي ايده هاي ايده آليستي و متافيزيكي مسلط در حيطه فيزيك كمك نمود. او با توضيح و ارائه برخي نتيجه گيريها از كشفيات علمي زمان خود كه در حيطه علم فيزيك قديم بلوا بپا كرده بود، پاسخي كوبنده به كساني داد كه ادعا مي كردند آن كشفيات كلا مقوله علم را زير سئوال برده است. انيشتين در تئوريهاي ويژه و عمومي نسبيت خود، مفاهيم اساسا جديدي را در مورد زمان، مكان، جرم و انرژي مطرح كرد كه باعث جهشي در علم فيزيك، جهت انعكاس دقيقتر واقعيت عيني شد.

اين هم واقعيتي است كه ديدگاه هاي انيشتين بسيار متناقض بود. او سرسختانه اصرار داشت كه "علم بدون مذهب، فلج است و مذهب بدون علم كور". او معتقد بود كه علم را نميتوان در عملكرد بشري دخالت داد. اين عقيده اي كاملا ايده آليستي و ضد علمي است و درست خلاف پيشرفتهايي است كه انيشتين به انجامشان ياري رساند. ديدگاه متناقض وي از جهان باعث شد كه خدماتش به علم فيزيك محدود شود.

تئوريهاي انيشتين محصول علم بود، نه حاصل مغز اسرار آميز يك "شخصيت ويژه". براي محك زدن اين تئوريها هزاران آزمايش دقيق بعمل در آمد كه بيشتر آنها را به اثبات رساند. بطور نمونه اين تئوري انيشتين كه زمان در سرعتهاي بالا، آهسته تر ميگذرد را آزمايشات در مورد ذرات تشدت ناپايدار راديو آكتيو به اثبات رساند. طبق اين آزمايشات، ذرات فوق الذكر زماني كه با شتاب بيشتر به حركت در مي آيند، ديرتر از بين ميروند.. انيشتين طبق اين تئوري پيش بيني كرد كه اگر يك از دوقلو ها توسط موشك با سرعتي بسيار بالا سفر كند، هنگامي كه به زمين بازگردد سني كمتر از دومي خواهد داشت (و بنابراين جوانتر خواهد بود).

تئوري ديگر او مبني بر اينكه جرم اشياء (يا مقاومتشان در برابر حركت) در سرعتهاي بالا افزايش مي يابد نيز مكررا توسط آزمايشاتي كه در مورد اجسام بعمل در آمد، اثبات شد. طبق اين آزمايشات هرقدر هم كه به يك جسم انرژي داده شود، سرعتش فقط ميتواند به سرعت نور نزديك شود ولي هيچوقت نميتواند به سرعت نور برسد. همه اينها برخلاف آنچه در عناوين درشت مطبوعات بورژوايي ميخوانيم، "رازهاي كائنات" نيست؛ بلكه پيشرفت دانش ما در مورد كائنات است. اين تئوريها توضيح ميدهد كه چرا خورشيد سالها پيش نسوخت؛ چرا سيارات و ساير اجسام چنين مسير حركتي دارند. اين تئوريها حركت نور و ساير پديده ها را بهتر از قبل(حقيقي تر از قبل) نشان داد.

شكستن فيزيك كلاسيك انيشتين در سال 1905 تئوري ويژه نسبيت خود را منتشر كرد. با آنكه اين تئوري گسستي همه جانبه از بسياري مفاهيم قديمي فيزيك محسوب ميشد، منتهي در آغاز آن را سرسري گرفتند. بتدريج روشن شد كه اين تئوري جهت فهم پديد الكترومغناطيس، راديو اكتيويته و ساير اموري كه در آن دوره قابل درك نبود، بسيار ارزشمند است. در سال 1919، بالاخره انيشتين بدنبال محاسبات دقيق در مورد جذب نور توسط حوزه جاذبه خورشيد طي يك كسوف، كانون توجه عموم واقع شد. زيرا اين محاسبات، پيش بيني هاي تئوري عمومي نسبيت وي كه در سال 1916 منتشر شده بود را تاييد كرد. آن زمان بود كه بسياري پذيرفتند "انقلابي" در علم فيزيك در جريان است و فيزيك كلاسيك تدوين شده توسط نيوتون در قرن 17 محتاج باز نگري اساسي است.

پيش از انيشتين، اركان تئوري فيزيك چه بود؟ نيوتون، مكان و زمان را مطلق ميدانست. البته نه به آن مفهوم كه ماركسيستها مطرح ميكنند، يعني نه به مفهوم يك واقعيت مطلق كه مستقل از ذهن ما و شناخت نسبي ما از آن موجوديت دارد. بلكه بدان معنا كه مكان و زمان ظاهرا مستقل از ماده ي در حال حركت وجود دارند. انگلس در انتقاد از دورينگ، فيلسوف بورژوا مقوله زمان مطلق را بدين شكل زير سئوال برد:"اگر ميخواهيم ايده زمان كاملا ناب و جدا از مشتقات خارجي و وابسته به آن را بفهميم، مجبوريم كليه اتفاقات گوناگوني كه همزمان و يكي پس از ديگري رخ ميدهند را بعنوان امور بي ارتباط به موضوع بحث كنار بگذاريم؛ و بدين طريق نظريه اي كرا در مورد زمان تدوين كنيم كه در آن هيچ اتفاقي رخ نميدهد"(آنتي دورينگ ـ فصل مكان و زمان).

بطور مشابه، بحث مكان خالي و "مطلق" كه درغياب هر شكلي از ماده وجود دارد نيز متافيزيكي بود. انگلس در رد اين بحثهاي متافيزيكي از هگل نقل ميكند كه "مكان و زمان مملو از ماده اند … همانطور كه بدون ماده، حركتي وجود ندارد، بدون حركت هم ماده اي ماده اي در كار نيست…

مكان و زمان فقط در حركت، صورت واقعيت مي يابند.

بعلاوه نيوتون ادعا داشت كه اشياء را مي توان در "سكون مطلق" در نظر گرفت. براي وي حركت مي توانست بدون ماده و ماده بدون حركت وجود داشته باشد. اما همانطور كه انگلس گفت:"حركت، شيوه موجوديت ماده است. هرگز، در هيچ كجا، ماده بدون حركت وجود نداشته و نمي تواند وجود داشته باشد .... بطور مثال، يك جسم مي تواند روي زمين از تعادلي مكانيكي برخوردار باشد، مي تواند از لحاظ مكانيكي ساكن باشد. اما اين بهيچوجه مانع از شركت اين جسم در حركت زمين و بطريق اولي در حركت كل مظومه شمسي نميشود. ماده بدون حركت همانقدر غير قابل تصور است كه حركت بدون ماده." (همانجا ـ فصل شناخت كائنات، فيزيك، شيمي) بحثهاي نيوتون، هم متافيزيكي بود و هم ايده آليستي. همانطور كه لنين خاطر نشان كرد: "مسئله اينست، تلاشي صورت ميگيرد تا فـكـر حركت بدون ماده به ذهــن رخنه كند. اين فكــري است كه از ماده جدا گشته است. اين ايده آليسم فلسفي است." (ماترياليسم و امپريوكريتيسيسم)مباحث نيوتون او را قادر ساخت خدمات عظيمي به علم مكانيك، علوم بصري، رياضيات و نجوم در قرن 17 بكند. اما آنها منعكس كننده فلسفه بورژوايي و محدوديتهاي كلي شناخت بشر از كائنات در آن دوره بودند. از زمان آغاز انقلاب بورژوايي در علوم كه نيوتون چهره اصلي آن بود، تكامل توليد و آزمونهاي علمي، بسياري امور جديد كه توسط فيزيك نيوتون قابل توضيح نبود و در واقع خلاف آن بود را آشكار نمود.

اين اكتشافات در اواخر قرن 19 به اوج خود رسيد. يكي از آنها به سرعت نور مربوط شد و ديگري به امواج الكترومغناطيس. اينها كاربرد عظيمي در تلگراف و ارتباط راديويي وساير جهش هاي تكنيكي فوق العاده مهم داشت. كشف ديگري كه صورت گرفت اين بود كه سرعت نور تحت تاثير گردش زمين قرار ندارد. يعني محاسبات نشان ميدهد كه اين سرعت هنگام تابش آن چه در جهت گردش زمين، چه در جهت عكس آن تغييري نمي كند. فيزيك نيوتون كه مبتني بر "عقل سليم" زندگي روزمره بود، اصرار داشت كه سرعت اين تابش در حالت اول برابر است با سرعت نور باضافه سرعت گردش زمين و در حالت دوم برابر است با سرعت نور منهاي سرعت گردش زمين.. علم فيزيك قديم در تلاش براي تشريح اين تضاد؛ خود را به يك رشته موارد خاص و استثنائات و امثالهم مي آويخت.

بعلاوه، اكتشافاتي نيز در زمينه عناصر راديواكتيو صورت گرفت. عناصري (ذراتي) كه با آزاد كردن انرژي بشكل اشعه (رادياسيون) جرم خود را كاهش ميدادند. فيزيك نيوتون هيچ جايي براي تبديل جرم به انرژي (بدين طريق) قائل نبود. نتيجتا بسياري از فيزيكدانان به اين جمعبندي انحرافي رسيدند كه "ماده ناپديد شده است". آنها با قاطي كردن مقوله ي ماده از لحاظ فيزيكي (يعني جسم بعنوان چيزي متمايز از انرژي) با ماده در مفهوم فلسفي (يعني آنچه موجوديت عيني دارد) به ورطه ايده آليسم مي افتادند. لنين سرمنشاء اين اغتشاش را چنين خاطر نشان كرد:" ماده ناپديد ميشود. يعني محدوده شناخت تاكنوني ما از ماده ناپديد ميشود و شناخت عميقتر ميگردد. آن خواص ماده كه سابقا مطلق، تغيير ناپذير و اولي (غير قابل نفوذ، ساكن، جامد وغيره) بنظر ميرسيد، در حال ناپديد شدن است و اينكه آشكار ميشود كه اين خواص ماده نسبي بوده و فقط مشخصه حالات معيني از ماده است. يگانه خاصيت ماده كه ماترياليسم فلسفي مقيد به تشخيص آن است "واقعيت عيني بودن ماده، خارج از ذهن، است … عمدتا بخاطر آنكه فيزيكدانان ديالكتيك نميدانستند بود كه فيزيك جديد به ايده آليسم در غلطيد." (همانجا صفحات 260ـ 263)

خدمت انيشتين چه بود؟

انيشتين از مباحث نيوتون پيرامون مكان و زمان مطلق گسست كرد و نشان داد كه مكان و زمان فقط مي توانند با رجوع به وقايع معنا و تعي ن بيابند. منظور از وقايع نيز در واقعيت، حركت ماده است. او نشان داد كه يكي از نتايج اين بحث، تداخل متقابل مكان و زمان است. مثلا همانطور كه قبلا اشاره شد، ذرات راديواكتيو در سرعتهاي بالا آهسته تر نابود ميشوند و اگر سرعتشان به 94ر94 درصد سرعت نورافزايش يابد (سرعت نور محاسبه شده توسط ناظران ثابت روي كره زمين) آنگاه "عـمـر" آن ذرات تقريبا 30 برابر افزايش خواهد يافت. براي ناظراني كه همراه با اين ذرات حركت كنند افزايش عمر به همان سرعت معمول خواهد بود. و براي آندسته ناظراني كه با سرعت كمتر از ذرات در حال حركت باشند، عمر آن ذرات مثلا ميتواند 5 بار آهسته تر از حالت عادي طي شود.. و همه اين ناظران در مورد مسافتي كه ذرات طي كرده اند اختلاف نظر خواهند داشت. هر يك از آنها در مورد مقدار زمان و مكاني كه دو نقطه از "طول عمر" ذره را مشخص ميكند، به نتيجه متفاوتي دست مي يابد. اما همانطور كه تئوريهاي انيشتين نشان داد اين بدان معنا نيست كه "همه چيز غير واقعي است"يا صرفا به ناظر بستگي دارد. انيشتين نشان داد كه ابعاد مكان و زمان كه فاصله واقعي بين دو نقطه را مي سازند مي تواند بطور گوناگون محاسبه شود. اما آن فاصله كه جوانب مكان و زمان را بهم آميخته بايد نسبيت ويژه، توسط همه ناظران و بر طبق فرمولي كه انيشتين كشف كرد، يكسان محاسبه شود. بعبارت ديگر، در عين حال كه اندازه گيريهاي زمان و مكان نسبي هستند اما يك واقعيت مطلق اساسي را منعكس ميكنند.

نتيجه ديگر تئوريهاي انيشتين، نظريه تبديل متقابل جرم و انرژي بود (كه در معادله مشهورج شت بيان ميشود. در اين معادله ش بيان جرم، ت نشانه سرعت نور در خلاء و ج بمعناي انرژي است) بيان ميشود. اين گسست از نظريه اي قديمي بود كه انرژي و جرم را دو چيز كاملا مجزا در نظر ميگرفت. نظريه انيشتين درست عكس اين را نشان داد. جرم و انرژي در هم تداخل ميكنند و يكي مي تواند به ديگري تبديل شود. اين همان نتيجه اي است كه انگلس قبلا خاطر نشان كرده بود.. همانطور كه قبلا اشاره شد، اين معادله به توضيح پديده هاي قبلا ناشناخته ، نظير از ميان رفتن جرم، كمك كرد و به بحث ايده آليستي "ماده ناپديد ميشود" ضربه زد. اين معادله ما را به درك اينكه چرا خورشيد توانسته مدتي چنين طولاني (تقريبا 5 ميليارد سال) فروزان بماند، قادر ميسازد. طبق شناختي كه در قرن 19 از مقوله احتراق وجود داشت (و اين راهي بسيار محدود از آزاد شدن انرژي گرمايي بود) خورشيد بايد مدتها پيش سوخته باشد. اما استفاده از نظريات انيشتين ما را قادر ميسازد اين موضوع را بفهميم و بتوانيم زماني كه خورشيد همچنان فروزان خواهد بود (شايد 5 تا 10 ميليارد سال ديگر) را پيش بيني كنيم.

انيشتين در تئوري عمومي نسبيت خود، بحث نيوتون در مورد جاذبه بعنوان "عمل در يك فاصله" كه با سرعتي بي پايان اشاعه مي يابد را كنار زد. از آنجا كه هر چيزي در كائنات با سرعتي معين در حركت است، اين نا محدود بودن سرعت عمل جاذبه كاملا به اين ايده نيوتون كه حركت كليه امور كار خداست مربوط ميشد. بعقيده انيشتين، قوه جاذبه گستره ي يك حوزه مادي را در يك سرعت معين در بر ميگيرد. تاثيرات اين قوه نميتواند با سرعتي نامحدود اشاعه يابد و هيچ ماده اي نميتواند با سرعتي نامحدود حركت كند. انيشتين با درك نوينش از تاثيرات حوزه جاذبه بر فضا و زمان قادر شد كه ميزان خميدگي اشعه نور توسط جاذبه خورشيد، لرزش مدار سياره مركوري نسبت به خورشيد و امثالهم را بدرستي پيش بيني كند.

بسياري از نظريات انيشتين بويژه در زمينه نسبيت عمومي همچنان موضوع بحث و تحقيق فيزيكدانان و كيهان شناسان است. محك زدن و نقد جزء به جزء تئوريهاي انيشتين نه در حوصله اين مقاله است و نه مسئله اصلي. مهم اين است كه تئوري نسبيت تا آنجا كه صحت دارد، سلاحي عليه ايده آليسم و كل "نسبيت گرايي" فلسفي است كه در حال حاضر مورد سوء استفاده قرار گرفته و تبليغ ميشود. اين تثوري تاييد و درك عميقتري از واقعيت زير بدست ميدهد: واقعيت اساسي فقط و فقط ماده ي در حال حركت اســــت. "خطوط مرزي مشروط" در طبيعت همانطور كه انگلس گفت براستي مشروطند. براي شناخت صحيح هر جزء طبيعت بايد كل قوانين عمومي تكامل آن را در نظر گرفت و فهميد.

اين مفاهيم ديالكتيكي كه تئوريهاي انيشتين بدان اشاره دارد را بايد در چارچوب تكامل عمومي علم فيزيك در نظر گرفت. همانطور كه لنين در آستانه قرن بيستم تاكيد كرد: فيزيك مدرن... در پيشروي بسوي تنها روش حقيقي و تنها فلسفه حقيقي علوم طبيعي از طريقي مستقيم نمي گذرد بلكه جاده اي پر پيچ و خم را طي خواهد كرد. اين پيشروي، نـه آگاهانه بلكه غريزي است. با نگاه روشن به "هدف نهايي" نيست، بلكه متزلزل و گاه حتي با پشت كردن به آن، بدان نزديك ميشود. فيزيك جديد در كار است و ماترياليسم ديالكتيك را متولد ميكند. زايش كار دردناكي است. (لـنين، همانجا) معناي اين حرف آنست كه واقعيت، خود ديالكتيكي و مادي است. تئوريهاي علمي تا آنجا كه حقيقت دارند، يعني تا آنجا كه تجربه را بدرستي جمعبندي كرده و قادرند كه آن را بدرستي پيش بيني كنند، بايد اين را بازتاب دهند. از سوي ديگر، ديدگاه بورژوازي كه به علم براي پيشرفت توليد نياز دارد، متافيزيكي و ايده آليستي است و اين ديدگاه بر علم حاكم بوده و آنرا عقب ميكشد. اين مسئله روشن تر از هرجا در مورد خود انيشتين مشاهده ميشود. او نميتوانست فلسفه بورژوايي دترمينيسم را كنار نهد و اين كاملا به اعتقادات مذهبي اش مربوط بود. برعكس انيشتين برخي از پيشرفتهاي كليدي جديدي كه در علم فيزيك طي دو دهه 20 و 30 صورت گرفت را رد نمود.

عـــلــم، ديـــن و جــامعـــهدر قلب اين پيشرفتها تكوين فيزيك كوانتوم قرار داشت. نامگذاري اين علم بدان جهت بود كه انرژي تنها مي تواند در بسته ها(ابعاد معين) يا "كوانتا" حمل شود و انتقال يابد. طنز اينجاست كه سرمنشاء اين ايده، اقدام شخص انيشتين براي تدوين انرژي نوري بود. خود اين مسئله نشان ميدهد كه طبيعت همانطور كه ماترياليسم معتقد است نه بشكل تك خطي بلكه از طريق جهش ها تكامل مي يابد.. فيزيكدانان كوانتوم از چنين دركي، "اصل عدم اطمينان" را بيرون كشيدند و به يك تئوري استاتيستيك در مورد پروسه هاي زيرـ اتمي دست يافتند. اصل عدم اطمينان اساسا منعكس كننده اين بحث مائو است كه "براي شناخت ساختار و خواص اتم بايد آزمايشاتي بر آن بعمل آوريد و وضعيتش را تغيير دهيد" نتيجه اين بحث آنست كه ما در يك مقطع معين نميتوانيم مكان دقيق و شتاب دقيق يك جسم را بدانيم زيرا براي شناخت آنها از طريق تاباندن يك شعاع نور، بايد اين يا آن را تغيير دهيم. بنابراين ما نميتوانيم كل حركت آتي يك جسم منفرد را با صحت مطلق پيش بيني كنيم. اين امر سرچشمه اي براي عذاب بسيار انيشتين بود كه فكر ميكرد قوانين در اين سطح بايد مستقيما قدر گرا، ساده و غير استاتيستيك باشند و اين بازتابي از منطق الهي و هماهنگي كائنات است. بقول انيشتين "نميتوانم تصور كنم كه خدا با كائنات نرد بازي ميكند" همانطور كه انگلس بشكلي نافذ نشان داد، اين دترمينيسم كه نافي وجود شانس در طبيعت ميشود، اساسا يك دگم است كه بسيار به دين وابسته ميباشد. تا آنجا كه هيچ راهي براي نمايش "ضرورت ساده و مستقيم"اعمال شده كه در همه جا وجود دارد، موجود نيست و اعتقاد به اين نوع از ضرورت بخشي از ايمان است. (ديالكتيك طبيعت)

اينكه انيشتين خدمات معين كرد اما بواسطه بينش خود به مخمصه افتاد و سپس در نيمه دوم عمر خود به جدل عليه پيشرفتهاي كليدي علم فيزيك پرداخت را ميتوان با تجربه ساير فيزيكداناني كه آنها نيز به همين شيوه به مخمصه افتادند، مقايسه كرد. خصوصيات اين دسته از دانشمندان در يكي از نشريات علمي چين تحت رهبري خط مائو چنين مشخص شده است:ماكس پلانك اولين فردي بود كه فيزيك كوانتوم را پروراند. بدون آنكه با اوضاعي كه تئوري كوانتوم براي مفاهيم فيزيك كلاسيك پديد آورده بود و بعدها توسط محققان بسيار تاييد شد و تكامل يافت موافق باشد. او بر تفسير تئوري كوانتوم در چارچوب فيزيك كوانتوم اصرار ميورزيد. يك نتيجه گيري اين بينش جهت گم كردگي 51 ساله او بود... شبيه همين را ميتوان در مورد لورنتس ديد خدمات مهمي به پايه ريزي تئوري نسبيت كرد... اينها درسهاي مهم تاريخي است كه نشانگر اهميت يك جهانبيني صحيح جهت هدايت موفقيت آميز فعاليت در حيطه علوم طبيعي است. ( چرا لين پيائو در مورد ضد ذر ه مخالفت ميورزد ـ علوم چين ، اكتبر 1974)

انيشتين از رد ديدگاه كلاسيك فيزيك مبني بر آنكه طبيعت چيزي "كامل" و ساخته دست خداست سر باز زد. بهمين خاطر به يان نتيجه رسيد كه براي رسيدن به يك شناخت "كامل" از طبيعت بايد هرگونه