پیش گفتار
انسان هنگامی توانست به تفکر فلسفی بپردازد که موفق گردید وسایل معیشتی خود را براحتی تأمین کند و در سایة رفاه و آسایش, فراغت خاطری پیدا کرد تا فراتر از مسائل جزئی و حوادث روزمره بیندیشد و دربارة مسائل مهمتر تحقیق نماید تا نه تنها قادر به پیش‌بینی حوادث گردد, بلکه آنها را بفهمد و تبیین کند.
اما از لحاظ تاریخی, تفکر فلسفی کی, کجا و توسط چه کسی و یا کسانی آغاز گردیده, هنوز معلوم نشده و شاید هیچوقت بدرستی روشن نشود, ولیکن تمدنی که امروزه بدستیاری اروپائیان در جهان برتری یافته, بیگمان دنبالة آن است که یونانیهای قدیم, بنیاد نموده و آنها خود, مبانی و اصول آن را از ملل باستانی مشرق زمین, یعنی مصر, سوریه, کلده, ایران و هندوستان دریافت نموده‌اند.
در واقع یونانیان نخستین مردم متمدنی بوده‌اند که واژة فلسفه و مفهوم و مضمون آن را آفریده‌اند. فلسفه شکل معرّب واژه یونانی «فیلوسوفیا» بمعنای دانش دوستی است. بنابرین باید یونان باستان را زادگاه و گهوارة اندیشة فلسفی باختری و دیگر دانشهایی دانست که از بیست و پنج سدة پیش تاکنون راههای شناخت عقلی جهان را به روی آدمی گشوده است. بدون تردید شکلهای دیگری از اندیشة فلسفی و شناخت کم و بیش عقلی جهان پیرامونی آدمی در دوران تاریخ, پیش از پیدایش یونان تاریخی, نزد ملتها و اقوام دیگر در تمدنهای شرقی باستان بوده است اما آنچه اندیشة فلسفی یونانی را از اندیشه‌های همانند آن جدا می‌سازد, ویژگیهای خاص آن است.
بهر رو ظاهراً مهمترین مسئله برای دانشمندان «ایونی» که اولین متفکران فلسفی یونان باستان, محسوب می‌شوند, ساختار جهان بوده است. از اینرو, اولین پرسش آنان این بود که «جهان از چه ساخته شده است؟» شاید آنان چنین فکر می‌کرده اند که اولاً، تحت تکثرات و تغییرات بظاهر بی نظم, یک ثبات و وحدت پنهانی وجود دارد که اگر هم بوسیلة حس, ادراک نشود با عقل قابل دریافت است. و ثانیاً، این ثبات را می‌توان در جوهری که جهان از آن, ساخته شده پیدا کرد.
این دانشمندان به تجربه دریافته بودند که هیچ چیز در جهان, ثبات و قراری ندارد, همه چیز دائماً در تغییر و دگرگونی است. البته ممکن است رشد طبیعی ادامه پیدا کند, اما تضمینی وجود ندارد زیرا هر آن, ممکن است بوسیلة عوامل خارجی متوقف شود. بهرحال همه چیز قابل زوال است و هیچ چیز برای همیشه باقی نمی‌ماند اما در عین حال, حیات تجدید میشود و ادامه پیدا می‌کند. بعبارت دیگر, این تغییرات بصورت زایشی حاصل می شود و بین موجودات جهان یک نوع خویشاوندی مشاهده می‌گردد, گویی همة آنها از یک تبارند از اینرو, معتقد گردیدند اصل و مبدأ جهان مادی, جوهر واحدی است که همه چیز از آن, پدید آمده اند.
اما در اینجا پرسش دیگری نیز قابل طرح است و آن اینکه اگر اصل و مبدأ جهان مادی, یک جوهر واحد بوده, چرا به همان حالت اولیة خود یعنی بصورت تودة ساکن و بیجان آب و هوا و یا هر چیز دیگر باقی نماند؟ علت محرکه‌‌ای که برای اولین بار موجب تغییر شد چه بود؟ این پرسش به این دلیل مطرح میشود که ما می‌دانیم که مادة بیجان و ساکن برای به حرکت درآمدن نیازمند نیروی محرک خارجی است و بهمین دلیل, ارسطو آنان را از این جهت که لزوم وجود محرک بیرونی را نادیده گرفته‌اند, مورد انتقاد قرار می‌دهد و میگوید:
بر پایة این نظریات می‌توان گفت که تنها علت, همان علّت باصطلاح مادی است اما همچنانکه انسانها در این راه پیش می‌رفتند, خود شیء (یا موضوع) راه را به روی ایشان می‌گشود و آنان را به جستجوی بیشتر وادار می‌ساخت. زیرا هرچند که بتواند درست باشد که هر گونه پیدایش و تباهی (کون و فساد) از یک یا بیشتر از یک چیز روی دهد, اما چرا چنین روی می‌دهد و علت آن چیست؟ زیرا خود موضوع انگیزة دگرگونی خودش نمی‌شود. مقصودم این است که مثلاً چوب یا مفرغ (برنز) هنگامی که هر یک از آنها دگرگون میشود, هیچیک, علت آن [دگرگونی] نیستند؛ نه چوب یک تختخواب را می‌سازد, و نه برنز یک تندیس را؛ بلکه چیز دیگری است, که چنانکه ما از آن تعبیر می‌کنیم, چیزی است که سرچشمه (یا مبدأ) حرکت است.
اما بظاهر فلاسفة قدیم خود متوجه این مسئله بوده‌اند و شاید بهمین دلیل است که هیچیک از آنان «خاک» را جوهر اولیة جهان نمی‌دانستند, بلکه جوهرهایی مانند آب, آتش, هوا و یا مادة نامتعین را عنصر اولیه می‌شمردند بزعم اینکه این جوهرها, حرکت خود را تبیین می‌کنند, مثلاً جوش و خروش بیپایان امواج دریا, شعلة سرکش آتش و یا وزش باد در نظر آنان می‌توانست دلالت داشته باشد بر اینکه آنها بطور ابدی زنده هستند و از اینرو همواره در تکاپو و جوش و خروشند.
بهررو, انسان از آنجا که یک موجود اندیشه ورز است همواره کوشش می‌کند که از محیط خود معرفت بیشتری بدست آورد, و برای تحصیل چنین معرفتی تنها یک روش مطمئن پیش رو دارد و آن, روش علم است روشی که بطور مستقیم, طبیعت را بوسیلة مشاهده و آزمایش مورد پرسش قرار می‌دهد. نخستین پاسخ این پرسشها این است که گردش جهان بمقتضای عقل است. وقایع و حوادث آن, منوط به بخت و اتفاق نیست, بلکه تابع قوانین است و در جهان امری بنام شبکة ترتّب حوادث و یا نقشة وقایع وجود دارد که رویدادها بموجب آن, سامان می‌گیرند.
بنابرین با کشف و توصیف شبکة ترتب حوادث و یا نقشه وقایع _ که بمدد علوم فیزیک و ریاضی, حاصل میشود _ می‌توان تا حدودی حوادث را پیش‌بینی کرد ولیکن ما بعنوان انسان نمی‌توانیم تنها به پیش بینی حوادث قانع باشیم؛ بلکه ما در جستجوی فهم و تبیین آنها نیز هستیم. از اینرو, می‌توانیم بگوییم: اگر در جهان شبکة ترتب حوادثی وجود دارد, پس مدبر کارگاهی هست که نقشه کش و نقشه نگار این حوادث است حال ما می‌خواهیم بدانیم این کارگاه چیست و چرا اینگونه کار می‌کند و طرز دیگری کار نمی‌کند؟ در اینجا ما از مرز علم عبور می‌کنیم و به فلسفه متوسل می‌شویم در «آنجاییکه علم متوقف میشود, فلسفه آغاز می‌گردد».
لزوم وجود فلسفه در علم
همزمان با پیدایی نظریه های علمی، فلسفه ی علم نیز پا به عرصه ی وجود نهاد. هدف فلسفه ی علم سرو سامان دادن به بی نظمی های علم است. بر این اساس فلسفه های متفاوت و گاهی متضاد برای علم بویژه فیزیک پدیدار گشته و برخورد با این فلسفه ها، الزاما با نرمش همراه نبوده است. کشفیات فیزیکی قرن بیستم، فلسفه ی علم را شدیدا تحت تاثیر قرارداد و دیدگاه های نوین فلسفی پا به عرصه ی وجود نهادند.
فلسفه توضیحی است برای بی نظمی طبیعی مجموعه ای از تجارب یا دانسته ها. بنابراین برای هر مجموعه ای از تجارب یا دانسته ها نظیر ادبیات، هنر، علم فلسفه ای وجود دارد. هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ی یک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عمیق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذیر نیست. در واقع بر عهده ی فلسفه ی علم است که حوزه ی فعالیتهای یک دانش از جمله فیزیک، اهداف و اعتبار گزاره های آن را تعیین کند و روش به دست آوردن نتایج را توضیح دهد. این فلسفه ی علم است که نشان می دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نیست.
علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعیت هاى فیزیكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پیامدهاى یك عمل است، نظرى ابراز دارد. در فیزیک هیچ فلسفه ای غایت اندیشه های فلسفی نیست و هرگاه فلسفه ی خاصی به چنین اعتباری برسد، با اندیشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطی شد. سیاه ترین دوران زندگی انسان زمانی بود که فلسفه و فیزیک ارسطویی از حمایت دینی برخوردار و غایت فلسفه ی علوم طبیعی قلمداد شد. در قرون وسطی گزاره های علمی، زمانی معتبر بودند که با گزاره های پذیرفته شده ی قبلی سازگار بودند. پس آزمون گزاره های جدید عملی بیهوده شمرده می شد و تنها سازگاری آنها با گزاره های قبلی کفایت می کرد. علاوه بر آن بانیان گزاره های ناسازگار با مجازات رو به رومی شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ی گالیله به همین دلیل بود. بنابراین نتیجه ی آزمایشهای گالیله پیش از آنکه یک تلاش علمی باشد، یک حرکت انقلابی برای سرنگونی یک نظام فکری حکومتی بر اندیشه ی انسان بود.
فیزیک و بینش فلسفی در قرن بیستم
فیزیک مهمنرین عرصه تحولات علمى قرن بیستم را تشکیل مى داد. طرح فرضیه نسبیت در ابنداى این قرن توسط آلبرت اینشتین معناى جدیدى به علم فیزیک داد. دیگر زمان و مکان بعنوان دو موجود بیگانه از هم به حیات خود پایان دادند و دیوار چینى ایکه ماده و انرژى را از هم جدا مى کرد، فرو ریخت. فیزیک از این طریق نگرش نوینى از دنیاى بى نهایت بزرگ هاى نجوم و دنیاى بى نهایت کوچک هاى اتم تدارک دید.
مكانیك كوانتومى جدید مى گوید كه وضعیت هر دستگاهى از ذرات، كاملاً با تابع موج اش مشخص مى شود اما این تابع موج، به جاى آنكه، همانند مكانیك كلاسیك محل و سرعت دقیق هر ذره را مشخص سازد، تنها احتمال وقوع ذره در محل هاى خاص، با سرعت هاى خاص را تعیین مى كند، به شرط آنكه اندازه گیرى هاى مناسب انجام گیرد. فیزیک بعنوان مثبت ترین رشته از علوم طبیعى نشان داد که حتى عمومی ترین قوانین آن هم، تنها در محدودیت معینى صدق مى کنند.
انتقال اطلاعات در ذرات اتمى سریعتر از نور است. این پدیده لزوم مدلى بهتر از نسبیت را آشکار ساخته است، چرا که نسبیت اساسأ اهمیتى براى اطلاعات در مجموعه ى تشکیل دهنده ى جهان قائل نیست.
نسبیت درک جدیدی از هندسه مطرح مى کند که مبانى جهان بینى بظاهر تغییر ناپذیر ما را دگرگون مى سازد. یعنی در حقیقت این پیش فرض ها، خود در مجموعه اى از اعتقادات و استدلات فلسفى و علمى پیچیده مى باشند، که در شرایط بحرانى پوسته شان کنار رفته، و تحجر خود را نشان داده، و نیاز به تکامل عالیتر را ضرورى می سازند.بعنى درک ما از خصلت جهان، ساختمان جهان، مبدا و پایان جهان بصورت پیش فرضى ( گاه ناآگاهانه) در فعالیت هاى علمى ما جاى دارد. بر خلاف تصور تجربه گرایان، مطالعه این مبانى بى مصرف نبوده، بلکه ممکن است که اسباب دگرگونى هاى بنیادى علوم را فراهم آورد.
تازه بیش از نسبیت مى بایست پیشرفت هاى بعدى در علم فیزیک یعنى نظریه های کوانتوم در فیزیک هسته اى را بررسى نمود. این پیشرفت ها برخى از پایه اى ترین تصورات عقل سلیم ما از جهان، نظیر علیت را، زیر سئوال کشیده اند. علیت که علت بر معلول تقدم دارد، و نه بر عکس.
در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ علیت در رابطه با پدیده هاى مادى درک مى شود. در حالیکه در مکانیک کوانتوم رابطه ی علت و معلول را باید از طریق انتقال اطلاعات مورد بررسی قرار داد. بنابرابن اگر پدیده هاى جهان ترکیبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند، در آنصورت علیت از زاویه یک خاصیت پدیده مورد نظر ممکن است با علیت از زاویه خاصیت دیگر آن در نقطه مقابل هم قرار گیرد. در نتیجه ممکن است مجبور شویم که کل مفهوم متافیزیکى تقدم و تأخر را در چارچوب دیگرى مطرح کنیم.
فیزیک کوانتوم به ما آموخت که محدودیت مفاهیم علت و معلول درهر عرصه را نیز درک کنیم و با حدود این "عمومى ترین" قانون طبیعت نیز آشنا شویم.
فلسفه در فیزیک کلاسیک
یکی از نتایج فلسفی فیزیک کلاسیک این بود که یک دنیای عینی خارج از ذهن انسان وجود دارد و بر این بنیان بود که وجود و رفتار فرایندهای فیزیکی بستگی به مشاهده ی آنها ندارد و در واقع فرض بود که قوانینی مستقل از وجود بشر در دنیای خارجی وجود دارند که بشر قادر به یاد گرفتن آنان به وسیله ی علم فیزیک است به طوری که فیزیکدانان وظیفه ی فیزیک کلاسیک را توصیف نظم موجود در طبیعت، مستقل از نقش آزمایشگران آن، می دانستند. اما با ورود مکانیک کوانتومی در ابتدای قرن بیستم مبانی فلسفی فیزیک کلاسیک در هم می ریزد و دانشمندانی چون بور، هایزنبرگ و پائولی و غیره که بنیانگذاران مکتب کپنهانگی هستند این اصل را حکم می کند که آنچه قابل مشاهده است واقعیت دارد و ورای آن واقعیتی ندارد. به اعتقاد اینان فیزیک تنها می تواند ارتباطی بین پدیده های قابل مشاهده و در دسترس برقرار کند و خارج از آن از عهده ی فیزیک ساقط است همچنین تنها مسائلی وجود دارند که با مکانیک کوانتومی قابل حل باشند یعنی کوانتوم آخرین جاده در راه شناخت جهان است و این مهم قدر مشترک تمام طرفداران این مکتب می باشد که فرمالیزم ریاضی نظریه ی کوانتوم را حرف آخر می شمارند اما با این همه باز طرفداران این مکتب به چندین گروه اعتقادی زیر مجموعه ای تقسیم می شوند. یکی از تغییرات مهمی که در مکتب کپنهانگی توسط مکانیک کوانتومی ارائه شد اصل طرد موجبیت (دترمی نیسم) است. طبق اصل موجبیت هر حادثه علتی دارد در واقع همان اصل علیت عامه.
واژه ی علیت به معنای اطلاع دقیق از وضع فعلی سیستم برای پیش بینی آینده ی آن سیستم توسط قوانین ثابت جهان می باشد. در ابتدا فیزیکدانان علیت را همسان با قانونمند بودن می گرفتند که بعد از آن با وارد شدن قوانین ریاضی علیت معنای بستگی تابعی نیز به خود گرفت این اصل در قوانین مکانیک نیوتن کاملاً صادق بود اما با تکوین مکانیک کوانتوم طرفداران مکتب کپنهانگی، دترمینیسم را رد کردند چرا که به اعتقاد آنان برای پیش بینی آینده ی یک سیستم باید مواضع و سرعتهای فعلی اجزای آن سیستم را بدانیم اما طبق اصل عدم قطعیت نمی توان هر دوی اینها را در یک لحظه تعیین کرد لذا آینده ی سیستم قابل پیش بینی نیست البته طرفداران این مکتب اصل علیت را تنها در مواضع اتمی رد کردند چرا که اعتقاد داشتند اصل علیت از تجربه در قوانین ماکروسکوپی بدست آمده ولی در مورد اشیاء خرد و میکروسکوپی صادق نیست مانند «اکسنر» که تنهاعلیت را درسطح میکروسکوپی می پذیرد ومعتقد است قوانین ماکروسکوپی، قوانین مطلق نیستند بلکه قوانین احتمال هستند بنابراین در آنها پیش بینی رویدادهای فردی مشخص نیست البته در این میان "بور" حتی قبل از ظهور مکانیک کوانتومی نیز دترمینیسم را رد کرده بود او پیشنهاد کرد که «هر تغییر حالت یک اتم که در آن اتم از یک حالت ایستاده به حالت ایستاده ی دیگر می رود باید یک فرایند واحد به حساب آورده شود که قابل تشریح نیست در اینجا آنقدر از توصیف علّی دوریم که می توان گفت هر اتم در حالت ایستاده مختار است به هر حالت ایستاده ی دیگر منتقل شود» به این ترتیب بسیاری از فیزیکدانان با پیروی از بور، هایزنبرگ و بورن و ... موجبیت را از دنیای اتمی طرد کردند به طوری که آثار طرد دترمینیسم را در فلسفه "پیرس" نیز می توان ببینیم چرا که می گوید طبیعت بر پایه ی شانس است و هر چه مشاهدات ما دقیق تر باشد انحراف از قوانین بیشتر است و همچنین «ویتگشتین» خرافات را چیزی جز اعتقاد به ارتباط علّی نمی داند و "هرمان ویل"در طی مقاله ی رابطه ی علی با روش آماری فیزیک میگوید" آیا آمار صرفاً یک راه میان بُر برای رسیدن به بعضی از نتایج علّی است یا حاکی از این است که هیچ همبستگی علی در جهان حکمفرما نیست".
«پوزیتویسم»حاکم برذهن اکثر فیزیکدانان عصر ما نتیجه ی حاکمیت مکتب کپنهانگی است به طوری که طرفداران «پوزیتویسم» نیز ایده ی واقعیت را کنار می گذارند زیرا آن را قابل توصیف نمی دانند و بر این اعتقادند که تنها چیزهایی که ما می توانیم بدانیم مشاهدتمان و اعمالمان است به طوری که پائولی از طرفداران این مکتب نوشت «تنها باید کمیت هایی را وارد فیزیک کردکه علی الاصول قابل مشاهده باشند». در مقابل دانشمندان بزرگی چون بوهم، انیشتین و دوبروی نیز به چشم می خورند که به طور کامل مخالف مکتب کپنهانگی هستند چرا که بر این اعتقادند که نظریه ها برای توصیف واقعیت فیزیکی کاربرد دارند و تنها ابزار محاسبه نیستند به طوری که انیشتین می گوید« من علاقه ای به شناخت این پدیده یا آن پدیده این عنصر یا آن طیف عنصر ندارم من می خواهم اندیشه های خدا را بشناسم، بقیه جزئیات است.»
او یکی از مخالفان بزرگ طرد علیت بود چرا که این را اصلی می دانست که جزء ضرورت است و از جمله صفاتی بود که او از مکانیک نیوتنی نگه داشت و در طی نامه ای به مناسبت بیستمین سالگرد وفات نیوتن می نویسد «این تنها در نظریه ی کوانتوم است که روش دیفرانسیل نیوتن کفایت نمی کند و در واقع علیت اکید معتبر نیست اما هنوز حرف آخر زده نشده است» آنچنان که وقتی متذکر شدند که عبور اتم از یک حالت به حالت دیگر تابع قوانین آماری است و در واقع اصل بقای انرژی و اندازه حرکت را برای رویدادهای بنیادی اتمی طرد کردند انیشتین در طی نامه ای به بورن نوشت «عقیده ی بور درباره ی تشعشع خیلی توجه مرا جلب کرد اما من نمی توانم علیت اکید را ترک کنم بدون آنکه محکمتر از گذشته از آن دفاع کرده باشم برای من قابل تحمّل نیست که یک الکترون که تحت تأثیر اشعه قرار گرفته است نه تنها زمان عبور بلکه جهت حرکتش را نیز خود اختیار کند در این حالت من ترجیح می دهم یک پنبه دوز یا یک کارمند قمارخانه باشم تا یک فیزیکدان» و در جایی دیگر می گوید «البته ممکن است من در اشتباه باشم ولی این حق را دارم که اشتباه کنم.» ب
ه این ترتیب طرد موجبیت در دنیای اتمی باعث سرکوب کردن مخالفان نشد چرا که در این میان دانشمندان بزرگی وجود دارند که معتقدند نپذیرفتن اصل علیت در دنیای کوانتومی به دلیل ناقص بودن توصیفات کوانتومی است. به قول والس گاردن«مطمئناً معقول است که غرایب کوانتومی را ناشی از توصیف ناقص بدانیم تا ویژگی های درک نکردنی جهان مسلماً معقول تر است که فرض کنیم نظریه ی ما ناقص است تا آنکه استدلال کنیم که واقعیت عجیب و غریب است ما باید مکانیک کوانتومی را به عنوان کاملترین نظریه ی موجود تلقی کنیم و در عین حال بکوشیم که نظریه ای بهتر و کامل تر از واقعیت ارائه دهیم» با این همه اکثریت فیزیکدانان به پیروی از مکتب کپنهانگيِ فیزیک کوانتومی نظریات انیشتین و موافقین او را نپذیرفتند و گروهی به طور کامل علیت را مفهوم کلاسیک دانستند و گروه محتاط تر دیگر علیت را امری غیر قابل اثبات پنداشتند. به طور کل روابط عدم قطعیت هایزنبرگ کلید اصلی برای طرد اصل علیت در دنیای کوانتوم بود به طوری که وقتی هایزنبرگ بی اعتباری قانون علیت را مطرح می کند بورن پا را فراتر می گذارد و تو خالی بودن این قانون را حکم قرار می دهد چرا که به اعتقاد او علیت در فیزیک این است که اگر حالت یک سیستم بسته در یک لحظه معلوم باشدقوانین طبیعی حالت آن را در هر لحظه بعدی تعیین می کند و این جمله ی شرطی است که با اگر شروع می شود که حاکی از بطلان قانون علیت نیست بلکه توخالی بودن آن را اثبات می کند به این منوال که قوانین طبیعت چنین هستند که تعیین دقیق حالت یک سیستم را در یک زمان نامیسر می سازد پس قانون علیت به مفهوم معمولی، آن را می توان رد کرد یا پذیرفت .
با این مختصر مقدمه از اصل علیت و بررسی نظر مخالفان و موافقین این اصل به بررسی اصل علیت میرسیم.
اصل علیت
نتایج بنیادى نظریه هاى علمى به سرعت در دیگر حوزه هاى اندیشه تأثیر مى گذارد. به عنوان مثال این ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانیك كوانتومى قانون علیت را نقض مى كند و بنابراین مى توان هر جا كه لازم شد علیت را به گوشه اى وانهیم. این كه نظریه هاى علمى خود مشروط هستند و به هزارویك پیش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهمیت دارد بدفهمى موضوعاتى است كه عمیقاً توسط فلاسفه مورد بررسى قرار مى گیرند. موجبیت (Determinism) و علیت (Causation) نمونه هایى از این مفاهیم هستند كه در قرن بیستم با ظهور مكانیك كوانتومى مورد توجه مردم قرار گرفتند و در سایر حوزه ها از تغییر آنها و تأثیرى كه فیزیك جدید بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هایى از فیزیك و شیمى گرفته تا ادبیات و هنر.
به عنوان مثال جبر و اختیار مسأله اى است كه اندیشه بشرى را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانین فیزیك تغییر ناپذیر و محتوم هستند، پس همانقدر كه یك ساعت رفتارش جبرى است انسان نیز كه یك ماشین فیزیكى پیچیده است باید رفتارش جبرى باشد(البته با این پیش فرض كه رفتارهاى بشرى صرفاً ناشى از قوانین فیزیكى است). واین با اختیار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مى رسد كه یك راه حل براى ورود اختیار این باشد كه قوانین فیزیك جبرى نباشند و این چیزى بود كه حداقل به نظر مى رسید توسط مكانیك كوانتومى حاصل شده است. به عنوان نمونه، كامپتون یكى از فیزیكدانان برجسته بعد از ظهور مكانیك كوانتومى مى نویسد: «دیگر قابل توجیه نیست كه قانون فیزیكى را به عنوان شاهدى علیه آزادى انسان به كار بریم. » و این شد كه یك فیزیكدان دیگر ابایى از دیندار بودن نداشت. اما تمامى این بدفهمى ها را مى توان به پاى یكى دانستن مفهوم«علیت» با «موجبیت» نوشت. دو مفهومى كه در فیزیك كلاسیك یكى پنداشته مى شدند و ناچاراً طرد یكى به طرد دیگرى مى انجامد. اما واقعیت این است كه این دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراین حتى اگر افراطى ترین تعبیر از مكانیك كوانتومى به طرد موجبیت بینجامد، علیت را باقى خواهد گذاشت. در ادامه از این صحبت مى شود كه معناى دقیق موجبیت چیست و چگونه در فیزیك كلاسیك با علیت گره مى خورد.
از جمله كسانى كه در دنیاى كلاسیك به موجبیت مى پردازد پیر لاپلاس، ریاضیدان، فیزیكدان و فیلسوف فرانسوى است. وى اصل علیت عمومى را این چنین بیان مى كند:«میان رخدادهاى اكنون و رخدادهاى گذشته اتصال ژرفى وجود دارد، اتصالى كه بر این اصل استوار است: چیزى نمى تواند بدون علتى كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد» لاپلاس این تعریف از علیت را وامدار نظرات لایب نیتس بود كه مى گفت همانقدر كه ?=?*? حتمى است، وقوع رخداد ها نیز قطعى خواهد بود. لاپلاس با توجه به این بیان از علیت، موجبیت را چنین مى داند :«ما باید حالت كنونى جهان را معلول حالت قبلى و علت حالت بعدى آن بدانیم. متفكرى كه تمامى نیروهاى مؤثر در طبیعت را در یك لحظه معین مى داند، و همچنین مكان لحظه اى تمامى اشیاى جهان را مى داند قادر خواهد بود در یك فرمول، حركت بزرگترین اجسام تا كوچكترین اتم هاى این جهان را درك كند، مشروط بر این كه تفكر وى به اندازه كافى قادر باشد تا تمامى داده ها را تحلیل كند؛ براى وى هیچ چیزى غیر قطعى نخواهد بود و آینده مثل گذشته پیش چشمانش خواهد بود. » مشاهده مى كنیم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط على دقیق در جهان اشاره مى كند، بلكه بر پیش بینى پذیرى حالت هاى بعدى نیز صحه مى گذارد. مشروط بر این كه آن كسى كه به پیش بینى مى پردازد از تمامى وضعیت ها در یك لحظه خاص و نیز تمامى قوانین حاكم بر عالم آگاهى داشته باشد. علاوه بر این باید از قواى محاسبه كنندگى نامحدودى بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فیزیك از پیچیدگى فراوانى برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتى كه توسط هوش انسانى انجام مى شود تقریبى و ناقص است. بنابراین اگر این را فرض كنیم كه «علل یكسان همواره معلول هاى یكسان را نتیجه مى دهند» موجبیت را با علیت یكى دانسته ایم. به همین دلیل به این بیان لاپلاس از موجبیت، موجبیت على گفته مى شود، علاوه براین كه حاوى موجبیت پیش بینى گرایانه نیز هست.
اما آنچه فیزیكدانان را وا مى داشت تا موجبیت را با علیت یكسان بدانند، شكل روابطى بود كه براى معادلات فیزیكى مى نوشتند. همانطور كه مى دانیم روابط موجود در فیزیك كلاسیك ، روابطى قطعى و معین هستند. به عنوان مثال در رابطه F=maاگر شما جرم یك جسم و شتاب وارد بر آن را بدانید به صورت قطعى مى توانید مقدار نیرو را محاسبه كنید و به جرم مورد نظر نسبت دهید. پس این رابطه یك رابطه موجبیتى است. اما این سؤال پیش مى آید كه آیا نیرو علت شتاب گرفتن جسم است یا شتاب وارد بر جسم علت وارد آمدن نیرو است؟ همانطور كه مشاهده مى كنیم شكل رابطه این را نشان نمى دهد. به همین دلیل بهتر است روابط فیزیكى را بر حسب تغییرات بنویسیم. به عنوان نمونه در رابطه مذكور به جاى شتاب مى توان نسبت تغییر سرعت به تغییر زمان را نوشت. در این صورت رابطه از حالت تقارن خارج مى شود و بر این نكته دلالت مى كند كه نیرو علت تغییر سرعت و در نتیجه شتاب شده است. پس معادلات فیزیكى علاوه بر این كه حكایت گر رابطه اى موجبیتى هستند، علت و معلول را نیز مشخص مى كنند. به همین دلیل الگوى علیت در فیزیك كلاسیك به «الگوى تابعى» علیت معروف شده است، الگویى كه در مكانیك كوانتومى به «الگوى شرطى علیت» تغییر پیدا مى كند
. اما ببینیم كه چرا مكانیك كوانتومى به طرد موجبیت مى انجامد. همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهمیده مى شود اگر كسى مكان و سرعت ذره را در یك لحظه بداند مى تواند با توجه به نیروهاى حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامى لحظات بعدى بداند. مشكل در این نكته قرار دارد كه براساس مكانیك كوانتومى نمى توان مكان و سرعت یك ذره را توأمان با هم دانست و این عدم شناخت ناشى از كمبود اطلاعات ما نیست بلكه خود ذره اساساً در یك لحظه نمى تواند هم مكان قطعى داشته باشد و هم داراى سرعت مشخصى باشد. بنابراین مى توان نتیجه گرفت كه موجبیت لاپلاسى در مورد جهان كوانتومى اعتبار ندارد. این استدلالى كه آورده شد منسوب به هایزنبرگ است، كسى كه اصل عدم قطعیت اش حكایت گر این واقعیت است كه یك ذره نمى تواند در یك لحظه بعضى از كمیت ها را به صورت قطعى داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتنى بر یك مغالطه است و نمى تواند معتبر باشد. چرا كه از نفى مقدم یك گزاره شرطى(عدم وجود مكان و سرعت در یك لحظه) نفى تالى (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدى) را نتیجه گرفته است. دلیل قوى تر براى نفى موجبیت در مكانیك كوانتومى وجود احتمالات در روابط كوانتومى است. در نظریه كوانتوم دیگر نمى توان گفت كه مقدار انرژى در لحظه بعدى فلان مقدار قطعى است. بلكه صرفاً مى توان گفت كه با فلان احتمال انرژى فلان مقدار است. از طرف پدید آورندگان نظریه این احتمال ناشى از جهل ما نیست و على الاصول ناموجبیت در جهان حكمفرماست. هرچند این نظر میان فیزیكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلى اینجاست كه با طرد موجبیت هنوز مى توان با علیت باور داشت. دلیلى ندارد كه اگر در فیزیك كلاسیك به غلط موجبیت با علیت یكى پنداشته مى شود در فیزیك كوانتومى نیز این دو مفهوم یكى باشند. باید بازتعریفى از رابطه على كرد كه رخدادهاى كوانتومى را شامل رابطه على كند و این چیزى است كه در فلسفه مكانیك كوانتومى به صورت جدى مورد پیگیرى قرار گرفته است.
آیا، می توانیم به قبول شانس و نه علت به عنوان قانون متعالی جهان فیزیکی راضی باشیم. به این سئوال جواب اینست که علیت به مفهوم درست آن حذف نمی شود بلکه تنها تعبیر سنتی از آن که با دترمی سیسم (جبرگرایی ) تطبیق می کند حذف میشود…علیت در تعریف، این اصل است که یک واقعیت فیزیکی بستگی به دیگری دارد و کاوش حقیقی کشف این و ابستگی است و این هنوز در مکانیک کوانتومی صادق است گرچه اشیا مورد مشاهده که برای آنها این وابستگی ادعا می شود متفاوتند، اینها احتمالات حوادث بنیادی هستند و نه خود حوادث فردی .
نكته پایانى این است كه آیا یكى دانستن موجبیت با علیت در مكانیك كلاسیك موجه است؟ مى توان نشان داد كه در مكانیك كلاسیك نیز رابطه اى موجبیتى باشد ولى حكایت گر رابطه على نباشد و بالعكس. به عنوان مثال بسیارى از روابط فیزیك را نمى توان بر اساس تغییرات یكطرفه نوشت. مثلاً مى دانیم كه براساس را بطه گاز ها در دماى ثابت، اگر حجم یك گاز را دوبرابر كنیم فشار آن نصف مى شود. پرسش این است كه آیا دو برابر شدن حجم علت كاهش فشار شده است یا كاهش فشار باعث بالارفتن حجم؟بنابراین برخى از روابط فیزیك كلاسیك نیز نمى توانند تمایزى میان علت و معلول برقرار كنند.
واژه نامه
اصل موجبیت «دترمینیسم» (Determinism): این تز که هر چه رخ می دهد بوسیل? یک سلسله ضروری علّی تعیین می شود. شکل خاصی از این تز می گوید که با دانستن حالت جهان در یک لحظه می توان آینده آن را بطور دقیق پیش بینی کرد.
سنخیت بین علت و معلول (Same Cause, Same Effect): علل یکسان معلولات یکسان بدنبال دارند.
فیزیک کلاسیک (Classical Physics): فیزیک نظری رایج تا اوایل قرن بیستم، یعنی فیزیک قبل از نسبیت و کوانتوم. فیزیک کلاسیک عمدتا بر مکانیک نیوتنی ، نظری? ماکسول و ترمودینامیک، مبتنی بود.
فیزیک کوانتومی (Quantum Physics): منظور فیزیکی است که بر اساس نظری? کوانتوم بنا شده است.
مکانیک کوانتومی (QM): مکانیکی که جایگزین مکانیک نیوتنی شد تا توصیفی دقیق از رفتار سیستم های اتمی و زیر اتمی بدست دهد. در این نظریه بعضی سوالات فقط جواب احتمالی دارند.
نسبیت (Relativity): نظری? بنیادی اینشتین دربار? فضا – زمان – گرانش.
پوزیتیویسم (Positivism): مکتبی که می گوید علم صرفا با کمیات قابل مشاهده سروکار دارد و هدف آن دادن نظمی به مشاهدات است بدون آنکه صحبتی از یک واقعیت زیربنایی شود.
پوزیتیویسم منطقی (Logical Positivism): مکتبی که در ده? 1920 بوسیل? اعضای حلق? وین (شلیک، کارناپ و ... ) بوجود آمد. این گروه روی مسئل? معنا تمرکز کردند و اصل تحقیق پذیری را ارائه دادند که بر مبنای آن معیار معنا دار بودن یک گزاره غیر تحلیلی (یعنی غیر ریاضی و غیر منطقی) تحقیق پذیری تجربی است.