جستجو در آرای بنیانگذار نظریه کوانتوم: آیا علیت و اراده آزاد با هم در تناقض هستند؟

شاید نام «ماکس پلانک» به اندازه «آلبرت اینشتین» شناخته شده نباشد، اما او درباره پلانک این طور نوشته است: «انسان‎های زیادی عمر خود را وقف علم می‌کنند اما هدف همه آنها، علم نیست. عده‌ای به این دلیل به معبد علم می‌آیند که فرصتی برای بروز استعدادهای ویژه خود بیابند. برای این گروه، علم گونه‌ای ورزش است که از تمرین در آن به وجد می‌آیند؛ مانند ورزشکاری که از تمرین دادن به ماهیچه‌های قوی خود شاد می‌شود.»

اینشتین ادامه داده: «هدف گروه دیگر، عرضه توده مغز خود است؛ به این امید که بازدهی مفیدی از آن کسب کنند و شاید در شرایطی دیگر، سیاستمدار یا مدیر تجاری شوند با این حال، هنوز شمار اندکی از عابدان در معبد علم باقی مانده‌اند که برخی از زمان گذشته و برخی از عصر خود ما هستند. پلانک، در گروه اخیر جای دارد و از این روست که همه ما او را دوست داریم.»

ماکس در عکس‏‌های زیادی کنار اینشتین و بسیاری از دانشمندان هم عصر خود حضور دارد، او هم عصر نوابغ مشهور و جزو اثرگذارترین فیزیکدان‌‎های جهان است اما چیزی که احتمالا بیشتر ما درباره‌‎اش نمی‌‎دانیم، نگرانی‌‎ها و دلهره‌‎هایی هستند که درباره آینده علم داشته و فکر می‎‌کرده اگر روزی مردم بپرسند فیزیک به چه دردی می‌‎خورد و یا چرا برای پیش‎برد علوم پایه باید تلاش کرد، چه پاسخی باید به آنها داد؟

حتی زمانی که او به همراه چند فیزیک‏دان بزرگ دیگر، مبانی فیزیک کوانتوم را پی‌ریزی می‎‌کرد، نگران این بود که سال‌‎ها بعد مردم درباره فلسفه معنایی کوانتوم برداشت‎‌های غلط و دم‎ دستی نداشته باشند.

چیزی که دقیقا در زمانه زیست ما در حال رخ دادن است و افراد عرفان‎‌های مختلف، موضوعات غیر علمی و برداشت‌‎های سطحی از مفهوم کوانتوم را به اشتباه به هم ربط می‌‏دهند. در روزهایی که صد و شصت و سومین سالگرد تولد ماکس پلانک است، می‌‎خواهیم جنبه‌‎هایی متفاوت از زندگی او را با هم مرور کنیم.

چرا کند‏و‎‏کاو در علم کار بی‏‌حاصلی نیست؟

درباره تحقیق و تفحص در علم، پلانک نظرات جالبی دارد که در کتاب «علم به کجا می‎‌رود؟» آورده ‎است. در ادامه بخش‌‏هایی از نظرات او را می‌‎خوانید:

«به هر قله‌‎ای که می‌‏رسیم، قله دیگری پس از آن در برابر چشمان ما قرار می‏‌گیرد. این حقیقتی است استوار که نمی‌‏شود با آن مبارزه کرد و ما نمی‏‌توانیم این حقیقت و واقعیت را با تکیه کردن بر پایه‌‏ای که چشم‏‌انداز فیزیک را از آغاز کار منحصر به توصیف آزموده‏‌های حسی تعریف می‌‏کند، براندازیم. هدف علم چیزی بیش از این است؛ تلاش دائمی است برای نزدیک‌‏تر شدن به هدفی که هرگز رسیدن به آن ممکن نیست. ماهیت این هدف طوری است که قابل دستیابی نیست و هر پیشرفتی هم حاصل شود، باز هم دور از دسترس و کم به نظر می‎‌رسد.

ولی اگر علم فیزیک هرگز به یک معرفت تمام و کمال از موضوع خود نمی‎‌رسد، آیا این طور نیست که هر فعالیت علمی کار بی‏‌حاصلی است؟ هرگز چنین نیست! زیرا که همین تلاش رو به جلو است که میوه‌‏هایی را دسترس ما می‏‌گذارد که پیوسته به دست ما می‎‌رسند و این خود علامت قطعی آن است که ما در راه درستی پیش می‏‌رویم و هر لحظه به منزل نهایی نزدیک‏تر می‏‌شویم. یادمان باشد تملک حقیقت نیست که برای جوینده، خوشبختی و غنا می‌‏آورد بلکه کامیابی در رسیدن به حقیقت است که مایه خوشبختی و غنا است.»

تصویری که دانشمندان از جهان خارجی می‌سازند چه قدر واقعی است؟

«اشکالات فلسفی که از ناحیه نظریه کوانتوم در مورد فیزیک نظری پیش آمده، بیشتر بابت این است که مردم، چشم سر عالم فیزیکی را که مشغول اندازه‌‎گیری است با چشم باطنی دانشمند پژوهنده اشتباه می‏‌گیرند. یادمان باشد که چشم ظاهری چون خود جزئی از عوامل فیزیک طبیعت است، بیش از آن که فاعل و عامل یک اکتشاف علمی باشد، عنوان موضوعی و انفعالی دارد.

هنگامی که به مرحله کوانتوم‌‎های غیر قابل تقسیم می‌‎رسیم، حد دقت ریاضی به جایی می‌‎رسد که دقیق‎‌ترین راه‌‎های اندازه‎‌گیری شایستگی برای آن را ندارد که در مورد این جریان‌‎ها جواب قانع کننده‌‎ای به ما بدهد و نتیجه آن می‌‎شود که هر وقت قضیه مربوط به عملیات و حوادث بی‎نهایت کوچک و بی‎نهایت دقیق باشد، برای پژوهش‎‌های فیزیکی خالص، حرفی برای گفتن باقی نمی‌‎ماند.

در اینجاست که ناچار باید دست به دامان پژوهش عقلانی شویم و به این ترتیب است که باید تصویری را که می‎‌خواهیم از جهان بسازیم و خودمان را به مرحله اکتشاف واقعیت خارجی نزدیک‎تر کنیم. کشف‎‌های آینده علم فیزیک به روش‎‌های اندازه‌گیری ارتباط پیدا خواهد کرد و یادمان باشد که اندازه‌‎گیری پژوهشی که به وسیله ادراک حسی انجام می‎‌شود.

تمام حقیقت و نتیجه نهایی آزمایش نیست. به نظر من نتایج اندازه‌‏گیری‏‌های فیزیکی مخلوط در هم آمیخته‌‎ای است که نماینده ثبت و نگارش حوادث عالم خارجی است و در صحت این نگاشته‎‌ها به طور نسبی، هم خود دستگاه‌‎های ثبت کننده موثر هستند و هم نیروی تعبیر حسی کسی که مشغول پژوهش است.»

قانون علیت و اراده آزاد با هم در تناقض هستند؟

یکی از معماهای قدیمی بشر این بوده که چه‏‌طور می‏‌شود استقلال اراده انسان را با این واقعیت که ما جزئی از جهان هستیم و بر آن جهان قوانین محکم و بدون تغییر طبیعی حکم فرماست، هماهنگ کرد؟ در واقع به نظر می‌‎رسد که وجود قانون علیت در طبیعت و پذیرش این که انسان اراده‌‎ای آزاد دارد با هم متناقض هستند و در این باره ماکس پلانک معتقد است:

«یک ندای درونی ضمیر ما را مطمئن می‏‌کند که در هر لحظه شایستگی آن را داریم که میان دو راه موجود یکی را انتخاب کنیم، با این وجود پذیرش رابطه علت و معلولی در جهان کمی سخت می‌‎شود. هر یک از ما جزو کاملی هستیم از جهانی که در آن زندگی می‏‌کنیم اگر حادثه دیگری در این جهان، حلقه‌‏ای از زنجیر علیت باشد که ما آن را نظم جهان می‌‎نامیم، چگونه می‌‎شود اراده بشری را هم چون چیزی خارج از این نظم کلی تصور کرد؟

کانت و مکتب تحققی می‌گویند علیت مربوط به ماهیت و حقیقت خود اشیاء نیست بلکه تجربه‌ای از فکر بشری به شمار می‌رود و اتفاقا چون این اصل برای انسان مفید است، نقش مهمی در زندگی افراد ایفا می‌کند. به این ترتیب قانون علیت عبارت از تطبیق این تجربه شخصی درباره اشیاء به شمار می‌رود.

چون همیشه می‌توانیم به طور صحیح بدانیم که چه چیز را با تجربه شخصی اکتشاف کرده‌ایم، به همین جهت معنی علیت برای ما روشن است ولی در عین حال حالاتی هم پیدا می‌شوند که اکتشاف ما قابل تطبیق نباشد و بنابراین مخالف قانون علیت به نظر برسد.

به این ترتیب معلوم می‌شود که به وسیله استدلال محض هرگز نمی‌شود درباره اصل علیت تصمیم قطعی گرفت. وقتی فلسفه درباره مسئله‌ای عاجز باشد، کاملا حق داریم که به جانب علم توجه کنیم و از او بپرسیم که آیا در این موضوع جواب رضایت بخشی به ما می‌دهد یا نه.»

پلانک این ماجرا را زمانی مطرح می‌کند که بین دانشمندان فیزیک و فلاسفه آن زمان موضوع کوانتوم بر سر زبان‏‌ها افتاده بوده و این بحث مطرح شد که آیا کشف فیزیک کوانتوم، قوانین علیت را نقض می‌‏کند یا نه. او در این باره مقالات مختلفی را در کتاب «علم به کجا می‌‏رود» آورده است.

پلانک، محبوب و محترم از نگاه طرفدار و منتقد

ماکس کارل ارنست لودویگ پلانک در 23 آوریل سال 1858 به دنیا آمد. سال‌های کودکی و نوجوانی که او هم مثل بقیه دانش‏ آموزان در مدرسه درس می‎‌خواند، هنوز نمی‌‎دانست از چه چیزی بیشترین لذت را می‌‎برد و آینده‌‎اش قرار است با کدام یک از درس‌‏ها و فنونی که می‌‏آموزد، پیوند بخورد تا اینکه سر‏و‏کله معلم ریاضی‌‏اش «هرمان مولر» پیدا شد.

مولر ریاضی درس می‏‌داد ولی لابه‌‎لای ریاضیات از مفاهیم فیزیک که با فرمول‎‌های ریاضی سرو سامان پیدا می‏‌کنند هم می‎‌گفت. فیزیک کم‎‌کم به لطف نحوه تدریس یک معلم ریاضی تبدیل شد به بخشی از زندگی پلانک، دوران دانشجویی‌‎اش شاگرد استادهایی نظیر «هلم‌هلتز» و «کیرشهف» بود که فیزیکدان‌‏های برجسته و مشهوری بودند.

او در 22 سالگی به سمت دانشیاری دانشگاه مونیخ رسید و 5 سال بعدش هم به درجه استادی رسید. عکس‏‌هایی که از او در این دوره ثبت شده کاملا نشان می‌‎دهند که ماکس تا چه حد جوان است. سال ۱۹۱۸ سال سختی برای اهداکنندگان نوبل فیزیک بود زیرا که افراد سرشناس زیادی به دلیل فعالیت‏‌هایشان در لیست دریافت این جایزه قرار گرفته بودند. در نهایت آلبرت اینشتین، نیلز بور و ارنست رادرفورد، که همگی مستحق کسب جایزه نوبل بودند، با هم توافق کردند که پلانک گزینه شایسته‌‏تری برای دریافت این جایزه است.

بنابراین نوبل فیزیک آن سال به ماکس تعلق گرفت. کشف کوانتای انرژی و پایه‌ریزی نظریه کوانتوم و همین طور پژوهش‏‌های او در حوزه قوانین ترمودینامیک به لحاظ علمی در پیشرفت دانش فیزیک به شدت تاثیرگذار بوده؛ اما چیزی که باعث شده او مورد احترام دانشمندان گذشته و امروز باشد، نگاه عمیقش به ماهیت علم بوده است.

پلانک درباره عقاید علمی و اعتقادات مذهبی‌اش بسیار ملایم و محترمانه با دیگران بحث می‌‏کرد و سعی داشت آن چیزی که خودش فکر می‎‌کند درست است را با زبانی علمی برای دیگران شرح دهد. او بیشتر از آن که تلاش کند یک فیزیکدان موفق باشد، در تمام 89 سالی که زندگی کرد کوشید تا اهمیت علم را به مردم عادی نشان دهد و به دانشمندان یادآوری کند که پژوهش‏‎‌هایشان قرار نیست توی آزمایشگاه‌‏ها و مقالات باقی بماند بلکه قرار است جایی مهم در اندیشه و نوع نگاه بشر به جهان پیدا کند.