«فیزیک و طبیعت»

نوشته: ورنر هایزنبرگ

ترجمه: مزدا موحد

ناشر: فرهنگ نشرنو، چاپ اول 1400

168 صفحه، 40000 تومان

 

***

 

آوردن نام ورنر هایزنبرگ، بیش از هر موضوع دیگری، وقایع مرتبط با بمب اتم و سلاح هسته‌ای را به ذهن متبادر می‌کند. فیزیکدانی محافظه‌کار که گرچه در پروژه‌ی ساخت بمب اتم به حکومت هیتلر یاری رساند، اما در آن دوره عضو حزب ناسیونال سوسیالیست آلمان نشد و همین مسأله هم موجب بدبینی دستگاه حاکم به او شد و فعالیت آکادمیک او را با محدودیت‌هایی مواجه کرد. حول او همواره بحث‌های متنوع و متناقضی وجود داشته است. پیش از آن‌که با بمب اتم و فناوری‌های هسته‌ای به جهانیان شناسانده شود، از پیشروان فیزیک کوانتوم بوده است و به همین‌خاطر جایزه‌ی نوبل فیزیک را در سال 1932 از آن خود کرد. او را از بنیان‌گذاران علم نوین فیزیک می‌دانند، زیرا نظرات او در عرصه‌ی مکانیک کوانتوم تحولاتی شگرف را پایه گذاشت. اما هایزنبرگ را حتی می‌توان فراتر از این مسائل هم تحلیل کرد؛ کسی که در کنار تنی چند از هم‌عصرانش، ارتباط میان طبیعت و فیزیک را به‌شکلی دیگرگونه از آن‌چه بود تفسیر کرد و درباره‌ی آن نظریه‌هایی تدوین کرد که همچنان در علم فیزیک کاربرد دارند. کتاب «فیزیک و طبیعت»ِ او به تبیین همین دیدگاه‌ها از هایزنبرگ می‌پردازد.

در بخش آغازین کتاب، هایزنبرگ می‌کوشد پیشینه‌ای را پی بگیرد که علم فیزیک و تعامل‌اش با طبیعت را به نقطه‌ی کنونی رسانده است. او ابتدا از دورانی می‌گوید که تأکید بر منشأ خلق طبیعت داشته است. دورانی که بیش از آن‌که به مکانیسم‌های ارتباط طبیعت با فیزیک ربط داشته باشد، به روابط علت و معلولی می‌پردازد. کپلر دانشمند این دوره است. کسی که کشف تازه‌های فیزیک و طبیعت، او را مقهور توانمندی خالق آن می‌کند. تنها چند دهه بعد است که شکل نگاه در فیزیک دچار دگرگونی‌هایی بنیادین می‌شود. این دوره از نظر هایزنبرگ زمانی است که دانشمندان را به این نتیجه می‌رساند که اگر بخواهند هر فرآیند منحصربه‌فرد در فیزیک را توصیف کنند، ناگزیر به جدا کردن آن از محیط هستند. نخستین کسی که به این کشف رسید گالیله بود و شکوه علم نوین در این نقطه خود را به بشر نمایاند. نیوتن نیز در پی آن، دیگر طبیعت را کلیتی نمی‌دید که تنها از مجرای روابط آفرینش قابل تحلیل باشد. او خود را کودکی می‌دید که در ساحل دریا بازی می‌کند و ممکن است به یافتن سنگی صیقلی یا گوش‌ماهی درخشانی سرگرم شود، اما اقیانوس حقایق بزرگ همچنان پیش روی او و تمام بشریت باز بود و بخش عمده‌ی آن هنوز نامکشوف و ناشناخته باقی مانده بود.

دوره‌ی بعدی که هایزنبرگ در این کتاب و در سلسله مراتب تکامل علم فیزیک و ارتباطش با طبیعت عنوان می‌کند، زمانی است که علم نوین پایه‌گذاری شد. این دانش از محدوده‌ی تجربیات روزمره خارج و به گستره‌ی طبیعت پا گذاشت. گستره‌ای که تنها با کمک فنونی که توسط خود علم نوین تولید می‌شد، می‌توانست شناسایی شود. قوانین مشخص‌کننده‌ی نحوه‌ی سقوط سنگ را می‌شد به حرکت اجرام آسمانی و از جمله ماه به دور زمین تعمیم داد. این موضوع به معنای کاربرد قوانین علمی در تمامی مسائل مرتبط با طبیعت بود. پس از آن بود که بشر وارد عرصه‌ای گسترده از علم شد که به نقاطی دوردست و صعب‌العبور از حقایق مرتبط با طبیعت می‌توانست دسترسی پیدا کند. فناوری به او در این دوران یاری رساند تا ابزارهای اندازه‌گیری پیچیده‌ای بسازد و از آن‌ها برای تدوین تئوری‌های مختلف در زمینه‌ی ذرات ماده و خواص اتم بهره گیرد. شاید این‌جا بود که علوم طبیعی روابطی نزدیک‌تر و درهم‌آمیخته‌تر پیدا کردند. طبیعت از همین نقطه به بعد بود که مفهومی کلی شد. مفهومی برای تمامی عرصه‌های تجربی که انسان می‌توانست با علم و تکنولوژی به آن دست یابد. توصیف ریاضی از طبیعت، به این معنا که مجموعه‌ای دقیق و جامع از اطلاعات درباره‌ی طبیعت وجود دارد، بیش از معنای پیشین آن که کلی‌گویی‌هایی دراین‌باره می‌کرد، کاربرد یافت.

هایزنبرگ در ادامه‌ی کتاب، مبحثی با عنوان «ریشه‌های جهان‌بینی مکانیکی و ماتریالیستی» را می‌گشاید. از دید او بدیهی است که به دنبال آن‌چه از کشف اتم عاید بشر شد، او را به سمت نوعی جهان‌بینی ماتریالیستی سوق دهد. تفکری که اتم‌ها را مواد واقعی و تغییرناپذیری می‌دید که نحوه‌ی قرارگیری و حرکت‌شان پدیده‌های مختلف جهان فیزیکی پیرامون ما را شکل می‌دهند. اما نظریه الکتریسیته که در نیمه‌ی دوم قرن نوزدهم مطرح شد، دیدگاه ماتریالیستی را با بحران مواجه کرد. این نظریه به سادگی برای توضیح آن‌چه در طبیعت رخ می‌دهد نه از ماده، بلکه از میدان‌های نیرو بهره می‌برد. مسلم است که درک تأثیر متقابل میدان‌های الکتریکی، هنگامی که ماده‌ای برای انتشار نیرو وجود ندارد فراتر از حوزه‌ی تصور دیدگاه ماتریالیستی درباره‌ی فیزیک اتمی بود. 

در بخش پایانی این مجموعه تحلیل‌هاست که هایزنبرگ به فیزیک کوانتوم می‌رسد. پیشرفت‌های نظری در فیزیک نهایتا موجب شده است که فلسفه‌ی پیشین درباره‌ی اتم اعتبار خود را از دست بدهد. تصور ماهیت ذرات بنیادین، امروزه فارغ از فرآیند فیزیکی مشاهده قابل انجام است. قوانین طبیعی که تئوری کوانتوم به شکل ریاضی طرح می‌کند، دیگر با ذرات بنیادین به شکل سابق سروکار ندارد. همچنین دیگر نمی‌توان از وجود عینی این ذرات در فضا و زمان حرفی زد، زیرا شناسایی تعاملات ذرات اکنون با اندازه‌گیری غیرمستقیم صورت می‌گیرد و در نتیجه مشاهده‌ی عینی جای خود را به استنتاج‌های انتزاعی از اندازه‌گیری و بررسی شواهد طبیعی داده است. هایزنبرگ از تحول دیدگاه ما از طبیعت سخن می‌گوید؛ این‌گونه که خود ما بخشی از آن‌ایم و نقش‌آفرین آن. به همین‌خاطر است که ذرات آن را و کنش و واکنش ما با آن را دیگر با آن دید ماده محور سابق نمی‌توان توجیه کرد. این دید در نهایت به انسان احساس حضور فعال و کنش‌زا در طبیعت می‌دهد. هایزنبرگ درصدد اثبات چنین دیدگاه پویایی از نقش انسان در شناخت طبیعت است.

«کلیت امر نشان‌دهنده‌ی دخالت بنیادین فناوری در رابطه‌ی انسان و طبیعت است. فناوری در محیط انسان دگرگونی‌های بنیادین ایجاد می‌کند و باعث می‌شود انسان با جنبه‌ی علمی جهان روبه‌رو شود. علم ادعا می‌کند قادر است به تمامی کیهان دست یابد. چگونه؟ با استفاده از روشی که در لحظه‌ای خاص، جزئیات را مجرد و مشخصی می‌کند و از رابطه‌ای به رابطه‌ی بعد می‌رسد. بازتاب این ادعای علم در فناوری است. فناوری گام به گام پیشرفت می‌کند، وارد گستره‌های جدیدی می‌شود، محیط اطراف را پیش چشم ما دگرگون می‌کند و اثر انسان را بر محیط می‌نهد.»