دو تصویر متداول از جهان و پدیده‌های آن

دو تصویر متداول از جهان و پدیده‌های آن: مشاهده، مشاهده‌گر، تاریخچۀ سیستم، تاریخچۀ جایگزین:

علم کلاسیک بر این باور پایه‌گذاری شده است که یک جهان بیرونی واقعی وجود دارد که ویژگی‌های آن معین و مستقل از ناظری است که آنها را توصیف می‌کند. بر طبق علم کلاسیک، اشیاء مشخصی بیرون از ذهن ما وجود دارند که دارای ویژگی‌های فیزیکی کاملا معین، مثل سرعت و جرم هستند. از این دیدگاه، نظریه‌های ما تنها تلاش‌هایی برای توصیف آن اشیاء و تعیین ویژگی‌های آنها، و اندازه‌گیری و درک ما از آنها وابسته به وجود خارجی آنهاست. هم مشاهده‌شونده و هم مشاهده‌گر، بخشی از جهانی است که دارای وجودی عینی بوده و تمایز بین آنها معنا ندارد. به بیان دیگر، اگر شاهد گلۀ گورخری باشید که در پارکینگ خانه در حال جنگیدن برای پناهگاه هستند، به این دلیل است که گله‌ای گورخر در آنجا وجود دارند. هر مشاهده‌گر دیگری هم همان ویژگی را خواهد دید. جالب آن که گله فارغ از این که کسی به آنها نگاه کند یا نه، همان ویژگی را حفط خواهد کرد. به این نوع عقیده در فلسفه، واقع‌گرایی می‌گویند.

دفاع از عقیدۀ فوق در فیزیک مدرن مشکل است. برای مثال در فیزیک کوانتوم، که توصیف دقیقی از طبیعت محسوب می‌شود، هر ذره نه مکان و نه سرعت دقیقی دارد، مگر این که این مقادیر به وسیلۀ مشاهده‌گری اندازه‌گیری شوند. از این رو صحیح نیست بگوییم که اندازه‌گیری، منجر به حصول نتایجی دقیق می‌شود، زیرا مقدار اندازه‌گیری شده تنها در زمان اندازه‌گیری چنین مقداری داشته است. در حقیقت، گاهی اشیاء حتی وجود مستقل نیز ندارند و تنها به عنوان بخشی از یک مجموعه موجودیت می‌یابند.

کسانی که واقع‌گرایی را نپذیرفتند اغلب ضد واقع‌گرا نامیده شدند. ضد واقع‌گرایان بین علم تجربی و علم نظری تمایز قائل‌اند. آنها گرچه معتقدند که مشاهده و تجربه اهمیت دارند اما نظریه‌های مبتنی بر آنها چیزی بیشتر از یک ابزار مفید نبوده و حقایق عمیق‌تری در ارتباط با پدیده مشاهده‌شده ارائه نمی‌کنند. برخی از ضدواقع‌گرایان حتی خواستند علم را به تنها چیزهای قابل مشاهده محدود کنند. به این ترتیب در قرن نوزدهم بسیاری ایده اتم را تنها به این دلیل نپذیرفتند که نمی‌توان آن را دید. جرج برکلی حتی تا آنجا پیش رفت که می‌گوید چیزی جز ذهن و افکار درون آن وجود ندارد. هنگامی که یک دوست به نویسنده و لغت‌نویس انگلیسی ساموئل جانسون گفت که ممکن است نظر برکلی اشتباه نباشد، جانسون به بالای سنگ بزرگی رفت و به آن لگدی زد و گفت: "از قرار من آن رد کردم." البته می‌توان گفت دردی که جانسون در پای خود احساس کرد نیز در خود ذهن او بود و بنابراین واقعا ایدۀ برکلی را رد نمی‌کرد. کار او دیدگاه دیوید هیوم را به نمایش می‌گذاشت؛ کسی که نوشت اگرچه ما هیچ اساس منطقی برای باور یک واقعیت عینی نداریم، با این حال چاره‌ای نداریم جز این که طوری عمل کنیم انگار واقعیت وجود دارد.

هاوکینگ معتقد است که واقع‌گریی وابسته به مدل به تمام  بحث و جدل‌های بین مکاتب فکری واقع‌گرا و ضدواقع‌گرا پایان می‌دهد.

بر اساس نظریه‌های متداول و کلاسیک از جهان، اجرام در مسیرهای از پیش تعریف شده حرکت می‌کنند، تاریخچۀ قطعی و مشخصی دارند و مکان دقیق آنها را می‌توان در هر لحظه از زمان تعیین کرد. فیزیک کلاسیک برای پیش‌بینی رفتارها و حرکت اجرام و پدیده‌ها در دنیای بزرگ‌مقیاس و برای اهداف روزمره کافی است. اما همین علم برای پیش‌بینیِ رفتار در مقیاس‌های اتمی و زیراتمی، دقیق نیست. به همین دلیل، نظریه‌های کوانتومی مطرح شد؛ با این تفاوت که از فیزیک کوانتوم برای پیش‌بینی دقیق رفتارهای بزرگ‌مقیاس و نظریات کلاسیک قدیمی هم استفاده می‌شود. نکتۀ مهم این است که فیزیک کلاسیک و کوانتوم بر اساس دو مفهوم کاملا متفاوت از واقعیت فیزیکی بنا شده‌اند.

نظریات کوانتومی را می‌توان به روش‌های متفاوتی صورت‌بندی کرد. اما شهودی‌ترین آن را ریچارد فاینمن ارائه کرد. بنا به عقیدۀ فاینمن، یک سیستم، نه یک مسیر مشخص، بلکه همۀ مسیرهای ممکن را طی می‌کند. هاوکینگ با استفاده از رویکرد فاینمن این ایده را مطرح کرده است که خود جهان نه‌تنها دارای یک پیشینه نیست، بلکه حتی یک وجود مستقل نیز ندارد. این ایده حتی برای بسیاری از فیزیکدانان نیز افراطی به نظر می‌آید. در حقیقت، همانند بسیاری از ایده‌های علم امروز، به نظر می‌رسد این مساله با عقل سلیم در تناقض باشد. اما عقل سلیم بر اساس تجارب روزمره شکل گرفته، نه بر اساس جهانی که از طریق شگفتی‌های فناوری بر ما آشکار می‌شود که به ما امکان می‌دهد تا به اعماق اتم رفته یا به روزهای اولیه جهان بازگردیم.

یکی دیگر از اصول کلیدی فیزیک کوانتوم این است که مشاهده یک سیستم می‌تواند مسیر آن را تغییر دهد.... بر طبق فیزیک کوانتوم نمی‌توانیم "تنها" ناظر یک پدیده باشیم. یعنی مطابق فیزیک کوانتوم، برای مشاهدۀ ناچار باید با شیء مشاهده‌شونده برهم‌کنش داشته باشیم. برای مثال برای دیدن یک شیء، به معنای مرسوم آن، بر روی آن نور می‌تابانیم. تابش نور حتی بر روی یک کدو نیز اثراتی بر جای می‌گذارد. اما تاباندن حتی یک نور بسیار خفیف بر روی یک ذره کوچک کوانتومی – که به معنای شلیک فوتون به سمت آن است – دارای تاثیر قابل توجهی است و آزمایش‌ها نشان می‌دهند این کار نتایج آزمایش را به شیوه‌ای که فیزیک کوانتوم توصیف می‌کند، تغییر می‌دهد.

فیزیک کوانتوم به ما می‌گوید، مهم نیست مشاهدات ما از اکنون تا چه حد کامل است، گذشته (مشاهده نشده)، درست مثل آینده، نامعین بوده و تنها به صورت طیفی از احتمالات وجود دارد. به این ترتیب، بر طبق فیزیک کوانتوم، جهان هیچ گذشته یا تاریخ منحصر به فردی ندارد.

ما با مشاهدات خود تاریخ را می‌سازیم، نه این که ما حاصل تاریخ هستیم. این ایده که جهان، یک تاریخ یکتا و مستقل از مشاهده‌گر ندارد، ممکن است ظاهرا با حقایق مسلمی که می‌دانیم مغایر باشد.

در فاصلۀ بین حالات اولیه و اندازه‌گیری بعدی ما، ویژگی‌های سیستم به نوعی تغییر می‌یابند که به آن تاریخچۀ سیستم می‌گویند. ....به طور کلی برای یک سیستم، احتمال مشاهدۀ هر نتیجه‌ای، از تمام تاریخچه‌های محتملی که منجر به آن نتیجه می‌شوند، ساخته می‌شود. به همین دلیل این روش، صورت‌بندی "مجموع تاریخچه‌ها" یا "تاریخچه‌های جایگزین" فیزیک کوانتومی نامیده می‌شود. (هاوکینگ و ملودینو، ص. 8-130)

مفاهیم فوق عصارۀ چندین سده از یافته‌های حوزۀ فیزیک دربارۀ جهان و پدیده‌های فیزیکی است. اما همانگونه که احتمالا متوجه شده‌اید از همۀ این مفاهیم و رویکردها می‌توان در سایر حوزه‌های علمی نیز استفاده کرد. برای مثال این ایدۀ فیزیک که "جهان یک پیشینه و وجود مشخص و معین ندارد" را می‌توان برای توصیف پدیده‌ها و رفتارهای انسانی و هر چیز انسان‌ساز و نیز موجودات زندۀ دیگر نیز استفاده کرد. تاریخچۀ سیستم و پدیده‌ها همان چیزی است که هر فردی آن را مشاهده یا تصویر کرده است. بدیهی است مشاهدۀ من و شما و دیگران می‌تواند تاریخچۀ دیگری از همان سیستم ارائه کند و آن را تغییر دهد. بر این نکته هم باید تاکید شود که فیزیک کوانتوم تصویر فیزیک کلاسیک از جهان را نفی نکرده است بلکه آن را یکی از همۀ آن تصویرهای بی‌شماری تلقی کرده که در همان محدوده کارایی دارد.

فراموش نکنیم که سیستم می‌تواند علاوه بر پدیده‌های فیزیکیِ مورد مطالعه در علم فیزیک شامل نهادهای انسانی، خود انسان به عنوان یک سیستم، همۀ محصولات انسان‌ساز، پدیده‌های انسانی و اجتماعی و هر چیز کوچک و بزرگ در جهان، زیرسیستم‌ها، فراسیستم‌ها، و غیره باشد. در این صورت، می‌توان بر اساس نظریۀ فیزیک کوانتوم یا فیزیک احتمالات به احتمال وجود سیستم‌ها یا تاریخچه‌های مختلفی از یک سیستم خاص فکر کرد و آن را شبیه‌سازی کرد. و یا به این احتمال عینی فکر کرد که اگر محیط و مسیر یک سیستم مشخص در گذشته به این شکل ترسیم می‌شد و یا اگر محیط و مسیر آن در آینده به این شکل ترسیم و برنامه‌ریزی شود نتیجۀ احتمالی آن، چنین و چنان خواهد بود. حتی می‌توان احتمالات و شرایط عینی مختلفی را ترسیم کرد و بر اساس آن، مسیر و کارکرد یک سیستم را به سمت‌هایی خاص هدایت کرد. اجزای سیستم و کارکردها و کنش‌های آن نیز بر اساس شرایط و احتمالات مختلف قابل برنامه‌ریزی و مدیریت خواهند بود. پژوهش‌های از نوع طراحی و توصیف سیستم می‌تواند از بسیاری از این مفاهیم استفاده کند.

مفهوم مداخلۀ پژوهشگر در مطالعۀ پدیده‌ها نیز مفهومی کلیدی در هر پژوهشی است. کمترین مداخله وی انتخاب یک موضوع و زوایۀ دیدی است که می‌تواند با دیگری متفاوت باشد. دانش و مهارت وی، ابزارها و فناوری‌های مورد استفاده، فرضیه‌ها و راهبردها، و هر انتخاب دیگر نیز بی‌چون و چرا در چند و چون این مداخله و مشاهده و نتایج احتمالی آن تاثیر خواهد داشت.

علم فیزیک با داشتن شرایط اولیه یا فرضی یک چیز در یک زمان و مکان خاص می‌تواند وضعیت آن را در گذشته یا آینده توصیف و پیش‌بینی کند؛ مثلا آنها با مشاهدۀ چند و چون بسط جهانی که در آن به سر می‌بریم، دربارۀ گذشتۀ هر کدام از اجرام، موجودات، و چیزها پژوهش‌های مهمی انجام داده‌اند و پیش‌بینی‌ها و شبیه‌سازی‌های گاه دقیقی انجام داده‌اند. آنها بر همین اساس می‌توانند ماهواره‌هایی را که چند دهۀ پیش به فضا فرستادند و حتی از مرز منظومۀ شمسی نیز گذشته است را رصد کنند و اطلاعات آن را تحلیل کنند؛ در حالی که نه خود ماهواره و نه اجرام و فضای شناور در آن را نمی‌توانند مشاهده کنند! این دانشمندان تنها با دریافت نور برخی از سیارات و ستاره‌ها وزن و حجم و رفتار آن را مطالعه می‌کنند. تخمین عمر جهان ما به 13 میلیارد و 800 میلیون سال پیش نیز بر همین اساس است. 

بدیهی است دانشمندان سایر حوزه‌ها نیز می‌توانند با استفاده از برخی از همین روش‌ها، رویکردها، مفاهیم، ابزارها و غیره، مطالعات و پژوهش‌های خوبی را دربارۀ گذشته، حال و آیندۀ هر چیزی صورت‌بندی کنند. بسیاری از یافته‌های موجود در حوزۀ پزشکی، علوم زیستی، علوم شناختی، علوم رفتاری، علوم انسانی و اجتماعی و غیره به همین روابط بین رشته‌ای وابسته است. برای مثال، ابزارهای تشخیص و مشاهده در علوم پزشکی و دیگر حوزه‌ها مدیون مطالعات دانشمندان علوم فیزیک است: میکروسکوپ، تلسکوپ، دستگاه اسکنر، ام‌آر‌آی، اشعۀ ایکس و پرتونگاری، دستگاه‌های تصویربرداری، و غیره از جملۀ این رهاوردهاست. همۀ اینها در مقابل روابط و دستاوردهای نظری، روش‌شناختی، شبکۀ مفاهیم و مانند آن چیزی اندک است!

دربارۀ نگاه دانشمندان فیزیک نسبت به زمان و مکان (گذشته، حال و آینده) نیز مطالب مختصری در فصل‌های قبل مطرح شد. فهم و درک و استفادۀ درست ما از زمان‌مکان در همۀ کارهای پژوهشی و نگارشی تاثیر قابل توجهی دارد.

تمرین

تلاش کنید با استفاده از مفاهیم، روش‌ها، ابزارهای معرفی شدۀ فوق، چیزی را در زمینۀ مورد علاقۀ خودتان صورت‌بندی کنید. مثلن بر اساس مفهوم تاریخچۀ سیستم، تاریخچه‌های جایگزین، و مسیرهای احتمالی چندگانه، وضعیت و شرایط اولیۀ فرضی (مثل وضعیت موجود یک سازمان یا یک رفتار خاص در یک زمان و مکان مشخص) وضعیت و تاریخچۀ قبلی یا آیندۀ آن را پیش‌بینی یا توصیف کنید.