فلسفه فیزیک

شاخه های فلسفه فیزیک کدام هستند

داستان نسبیت، داستان برنامه‌ای است که به طور پیوسته توسعه می‌یابد و با پیشرفت تاریخ فیزیک، شکل هرچه پیچده‌تری به خود می‌گیرد. این داستان در ۱۴۴۰ با در باب جهل فرهیــختگان کوزا آغاز می‌گردد و در نسبیت عام به اوج خود می‌رسد. در هر مرحله، نامزد دیگری برای بس‌تایه جا-گاه مطلق، از فیزیک حذف شد.

یک راه متعارف برای تقسیم تحقیقاتی که فلسفه فیزیک را می‌سازند می‌تواند به شرح زیر باشد:

۱) مطالعات تحلیلی و تاریخی درباره تحول و ساختار مفاهیم برجسته‌ای که در علم فیزیک به کار می‌رود، مانند «جا-گاه »(۱)، «هم‌زمانی »(۲) و «بار »(۳).

۲) مطالعات طبیعت‌گرایانه و رسمی درباره روش‌هایی که مشخصه علم فیزیک بوده‌اند، از جمله آزمایش‌گری و نظریه‌سازی، ارزیابی و تغییر.

۳) مطالعه اصول بنیادی مثال‌های مهم از نظریه فیزیکی.

این سه نوع بررسی را می‌توان در سراسر تاریخ تفکر فلسفی در باب ماهیت علم فیزیکی یافت. مثلاٌ، در نوشته‌های ارسطو [۲] (تقریباٌ ۳۸۵ قبل از میلاد)، بحث‌های گسترده‌ای درباره بسیاری از پرسش‌هایی که هنوز فیلسوفان فیزیک را درباره ماهیت ویژگی‌های ماده به خود مشغول می‌دارد، وجود دارد. دیدگاه‌های متعارض درباره روش‌شناسی فیزیک را می‌توان به آسانی در نوشته‌های قدما یافت. مثلاٌ، تذکر افلاطون که وظیفه منجم «نجات نمودها »ست،(۴) مورد اعتراض قرار گرفته، تفسیر شده و مجدداٌ تفسیر شده است. در باب ماهیت اشیاء(۵) لوکرتیوس [۳۱]، نموداری از بنیان متافیزیکی برای فیزیکی عمومی وجود دارد که تصور می‌شد، بر مبنای اندیشه جهان اتم‌های مادی مشاهده‌ناپذیر، در هر جایی در گیتی قابل اعمال است.

به نظر می‌رسد که این سه گروه از مطالعات، در فلسفه شیمی نیز یافته می‌شود. برای گشودن آن که آن چیست که ویژگی مطالعات فلسفه فیزیک است، باید درباره آن چه فیزیک را از کلیه علوم طبیعی دیگر متمایز می‌سازد، مطالبی بگویم. امروزه، از کشیدن خطی اکید میان فیزیک و دیگر علوم اکراه دارند. اما، برای اهداف این مقاله، می‌توان به تقسیمی تقریبی به شرح زیر دست زد. فیزیک، مطالعه عام‌ترین ویژگی‌های ماده است. در شیمی و زیست شناسی، ویژگی‌های منحصربفرد انواع خاصی از ماده بررسی می‌شود. با به یاد داشتن این دستور مبهم، می‌توانیم فیزیک را مطالعه وجوه جهان‌شمول جهان مادی از قبیل ساختار فضایی-زمانی آن، و ویژگی‌های مشترکی که هر موجود مادی با موجودات دیگر در آن‌ها سهیم است، از قبیل جرم-انرژی و تحرک، بدانیم. این طرز متمایز ساختن موضوع با حیطه آن، نسبتاٌ ساده‌انگارانه است. در همین اواخر بود که معلوم شد ماده و تابش به یکدیگر قابل تبدیل هستند و بنابراین، ویژگی‌های مشترکی دارند. اما، مطالعه اپتیک و مطالعه مکانیک، همیشه یا تقریباٌ همیشه، شاخه‌هایی از فیزیک بوده است.

جا دارد که بر قدمت بررسی‌های فلسفی علم فیزیک تأکید شود. [علم فیزیک] هرگز از محتوای فلسفی تهی نبوده است. در دوره‌های بحران، پرسش‌های مربوط به وجودشناسی و مربوط به روش، به سطح می‌آیند. مراد من از دوره بحران، نهضتی در تاریخ بررسی جهان فیزیکی است که طی آن، بهترین نظریه‌هایی که می‌توانیم بر اساس معیارهای موضعی برای تشخیص یک نظریه خوب بسازیم، در نزاع آشتی‌ناپذیر با یکدیگر هستند، در حالی که هنگام مراجعه به نتایج مشاهده و آزمایش از یکدیگر تمیزناپذیرند. در این شرایط، تفکر فلسفی به مرکز صحنه بازمی‌گردد. فیزیک، بیش از هر علم دیگری، از طریق تعامل میان تحلیل فلسفی در باب مبانی مفهومی و آن چه، در نگاه نخست برنامه تحقیق علمی مستقلی به نظر می‌رسد، گسترش می‌یابد. من، در حین ارائه سخنان مفصل‌تر خود، گهگاهی این وجه از تاریخ فیزیک را مجسم خواهم نمود.

قبل از آن که به سراغ طرح مثال‌های خاصی از تحلیل مفهومی بروم، تمایز عمومی دیگری هم هست که باید به یاد داشت. از روزگار صورت‌بندی علم هندسه توسط اقلیدس، ریاضیات در تحول فیزیک، نقشی مهم ایفا کرده، اما این نقش بدون منازعه نبوده است. میان شیوه‌های تفسیر صورت‌بندی‌های ریاضی، تمایز مهمی وجود دارد [۴۷]. آیا نمایش ریاضی انتزاعیِ قوانین فیزیکی، نقش کمکی(۶) داشته است یا بازنمودی(۷)؟ ریاضیات کمکی، عبارت است از دستگاه‌های صوری که با آن‌ها می‌توان به طریق متعارف، معرفت فیزیکدان را خلاصه کرد و در آن دست برد. من، در باب مثال ساده‌ای از ریاضیات کمکی، مدیون جان روچ(۸) هستم. این مثال، عبارت است از شبکه‌ای از خطوط عرضی و طولی که زمین‌فیزیکدان(۹) بر روی زمین قرار می‌دهد.

مثال پیچیده‌تر، نظام افلاک حامل و افلاک تدویر است که بطلمیوس با آن‌ها، تقویم‌های نجومی، طلوع و غروب اجرام سنگین، را محاسبه کرد. این فرض پیشینی که تمام دستگاه‌های فنی که در برخی صورت‌بندی‌های ریاضیاتی قانون یا نظریه به کار می‌روند، دارای همتای فیزیکی هستند، موجه نیست. قوانین و اصول مکانیک کوانتومی را می‌توان در فضای هیلبرت به طور ریاضی با بردارها نمایش داد. اما، معنای فیزیکی مفاهیم برجسته نمایش فضای هیلبرت، احتمالاً چه می‌تواند باشد؟ به تصوربرداری که در «فضای» بی‌نهایت بعدی می‌چرخد، چه معنایی می‌توان داد؟ به همین نحو، پرسیدن از همتاهای فیزیکی نوسان‌گرهای بارداری که جای الکترون‌های سیاره‌ای نظریه قدیمی را می‌گیرند، سوءبرداشت از نظریه دوم بوهر درباره اتم است.

از سوی دیگر، نظریه‌های فراوانی از قبیل نظریه کلاسیوس-ماکسول درباره رفتار گازها در فیزیک وجود دارد که در آن‌ها، هر جزء از بازنمود ریاضی، همتای وجه معینی از سیستم فیزیکی تلقی شده است. بر اساس مدل ملکولی گازها، به هر متغیر در pv = ۱/۳ nmc۲ می‌توان معنایی فیزیکی نسبت داد.

من، با طرح بحث‌های اخیر درباره موضوعاتی که همیشه مورد توجه بوده‌اند، سه شاخه فلسفه فیزیک را مجسم خواهم نمود. برای تجسم مطالعات تحلیلی و تاریخی، به مسائل تفسیر نظریه نسبیت خواهم پرداخت. مثال بدیل، می‌توانست مفهوم «جرم» باشد که آن نیز تحولی طولانی و جالب را پشت سر گذاشته است. این مفهوم، در واکنش نسبت به پیشرفت های تجربی و نظری، دقیق، تقسیم و متمایز گردیده است ([۲۸ ]). برای تجسم مطالعات روشی، برخی از کارهای اخیر در مورد نقش آزمایش در فیزیک را مدنظر خواهم گرفت ([۲۰]). هم چنین، منازعات میان واقع‌گرایان و ضدواقع‌گرایان را درباره تفسیر و نقش نظریه‌ها در فیزیک مورد بحث قرار خواهم داد.

آیا نظریه‌ها، هستی‌های مشاهده ناپذیر، اما واقعی را توصیف می کنند یا صرفاٌ وسایلی هستند برای پیش‌بینی پدیده‌های دیگر؟ در صورت نخست، اگر هرگز نتوانیم جهان پنهان فرآیندهای علّی را مستقیماً مشاهده کنیم، چگونه می‌توانیم بدانیم هر بار که تصویری از آن به دست می‌آوریم، بهتر از تصویر قبلی است ([۳۳], [۱۲], [۳])؟ برای تجسم پرسش‌های بنیادی، از تحول بحث موضعی درباره مبانی نظریه نیوتنی ماده به سوی منازعات مربوط به معنای مفاهیم برجسته نظریه‌های میدان کوانتومی خواهم رفت ([۱۰]). مثال بدیل، می‌توانست بحث های مربوط به اهمیت نابرابری بل و جایگاه آزمایش EPR(۱۰) باشد ([۱۶], [۶], [۵], [۴]).

● مطالعات تحلیلی و تاریخی مفاهیم

موضوعاتی را که تحت این عنوان قرار می‌گیرند، به دو گروه وسیع تقسیم خواهم کرد. موضوعاتی که به تحلیل مفاهیمی می‌پردازند که، در وهله نخست، مستقل از نظریه‌های خاصی که در درون آن‌ها قرار می‌گیرند، مدنظر قرار خواهند گرفت. مثلاً تحلیل‌های مربوط به فضا، زمان، علّیت، ویژگی و مانند آن‌ها وجود دارند که هر چند تحت تأثیر نظریه‌های خاصی در فیزیک قرار دارند، اما به نظر می‌رسد از جهاتی مستقل از آن‌ها هستند. از سوی دیگر، تحلیل‌های مربوط به مفاهیم برجسته‌ای از قبیل جرم، اندازه حرکت، بار، نیرو و مانند آن‌ها وجود دارند که تصور کار با آن‌ها، مستقل از نظریه‌های خاصی که گاهی در درون آن‌ها قرار می گیرند، دشوار است.

این تحلیل‌ها، اعم از عام و خاص، معمولاً نسبت به پرسش‌های بزرگ‌تر انجام می‌شود. بنابراین‏، مثلاً، توسعه و اقامه برهان برای تحلیل مفاهیمی از قبیل فضا و زمان، بخشی از مجادلات طولانی میان مطلق‌گرایان و نسبیت‌گرایان است. آیا مفاهیم «فضای مطلق» و «زمان مطلق» معنایی دارند؟ برخی از نسبیت‌گرایان، ادعا کرده‌اند که این مفاهیم ترکیبی، منطقاً نامنسجم هستند. بحث‌های مربوط به تفسیر صحیح از مفاهیم جرم‏، بار، نیرو و مانند آن‌ها، به این موضوع گسترده‌تر مربوط می‌شود که آیا ویژگی‌های فیزیکی چیزها، به مثابه تمایل، قوه و گرایش ([۲۳], [۴۳]) بهتر درک می‌شوند. من، در بخش مبانی، بار دیگر به سراغ این پرسش خواهم رفت.

در بررسی جایگاه انواع مفاهیمی که بدان‌ها اشاره کردم، باید به یاد داشت که تحلیل‌ با در نظر گرفتن وضعیت علم فیزیکی در زمان خود، انجام شده‌ است. با این همه، پرسش‌های عامی را با خود به همراه دارند، از قبیل این که آیا باید نظریه مطلق‌گرا یا نسبیت‌گرای فضا و زمان را ترجیح دهیم یا آیا تمام ویژگی‌های فیزیکی به واقع، تمایلات هستند. منازعاتی نظیر آن چه میان لایبنیتز و کلارک(۱۱) ([۱]) بر سر ماهیت فضا و زمان در گرفت، هر چند در متن فیزیک نیوتنی بود، با این همه، اهمیتی عام دارد.

نمی‌توان گفت فلسفه فیزیکی مستقل از وضعیت نظریه فیزیکی وجود ندارد. عمومیت مفاهیم مربوطه، گاهی، به ما امکان می‌دهد مفاهیم را بررسی کنیم و برهان‌هایی اقامه نماییم که از دوره‌های خاص در تاریخ خود علم فراتر می‌روند.

در اوایل این قرن، به نظر می‌رسید که نظریه نسبت، چالشی بنیادی را فراروی نظام مفهومی خوش‌بنیاد برای بیان روابط فضایی، زمانی و علّی قرار داده است. جامعه فیزیکدانان به اندیشه چارچوب مرجع مطلق خو گرفته بود، هر چند توسل به این اندیشه در حل مسائل عملی فیزیک، چندان لازم نبود. بر اساس افسانه‌ای رایج، نظریه نسبیت چیزی خارق‌العاده و به شدت بنیادی بود. امیدوارم که نشان دهم که چنین تصویری اصلاَ تجسمی بسنده از شیوه تحول نظریه‌های فضا‏ زمان و جا-گاه در طول تحول فیزیک پسا-ارسطویی نیست.

از جمله پرسش‌های بسیاری که می‌توان درباره فضا و زمان پرسید یکی این است که آیا میان موقعیت فضایی و زمانی آزمایشگر یا ناظر و صوری که آزمایشگران یا ناظران برای بیان قوانین طبیعت به کار می‌برند، رابطه‌‌ای وجود دارد. آیا هنگامی که دستگاه آزمایش، به جای یک مکان و زمان در مکان و زمان دیگر به کار گرفته می‌شود، یکسان هستند یا نیستند؟ آیا قوانین طبیعت اگر بر روی دستگاهی متحرک مورد مطالعه قرار گیرند، همان گونه به نظر می‌رسند که اگر روی دستگاهی مورد مطالعه قرار می‌گرفتند که نسبت به چارچوب مرجع ظاهراً ثابتی ساکن است، به نظر می‌آمدند. یا روی دستگاهی که نسبت به دستگاه دیگری که دستگاه آزمایشی که آزمایش‌ها قبلاَ با آن انجام شده بود روی آن قرار گرفته، شتاب دارد؟ سرانجام، ژرف‌ترین پرسش این بود- آیا ما می‌توانستیم با جستجوی تغییرات بارز در قوانین طبیعت، کشف کنیم که کدام دستگاه اجسام متحرک و شتاب‌دار است و کدام یک واقعاَ ایستاست؟

دیدگاه‌های مطلق‌گرایانه در باب فضا و زمان، به دو طریق مورد چالش قرار گرفته‌اند. نظریه نسبیت، این اندیشه‌ را به چالش می‌کشد که چارچوب مرجع ممتازی وجود دارد که مطلقاَ در حال سکون است و تمام حرکت‌های یکنواخت و شتاب‌دار را می‌توان به آن ارجاع کرد. در برابر این اندیشه که می‌توان آن را مستقل از پرسش مربوط به چارچوب‌های مرجع نیز مطرح کرد، چالش «نسبت‌باورانه‌»ای نیز وجود دارد. نسبت‌باوران، به همراه لایبنیتز، معتقدند که فضا و زمان، مستقل از سیستم مادی جهان وجود ندارند. این‌ها، از جمله ویژگی‌های نسبیتی آن سیستم هستند. مطلق‌گرایان (که بعداَ برای متمایز ساختن ایشان از کسانی که درنهایت موضع غیرنسبت‌باورانه را در فیزیک ترجیح می‌دادند، جوهرگرا(۱۲) نامیده شدند) معتقد بودند که بس‌تایه‌(۱۳) جا-گاه جوهری است که مستقل از جهان مادی بارها، نیروها و میـــــدان‌ها وجود دارد ([۱۱]). مثال روشنگر من، به موضوع مطلق‌گرا/نسبیت‌گرا، نه منازعه جوهرگرا/نسبت‌باور(۱۴) مربوط می‌شود.

اجازه دهید طرح مختصری از این امر ارائه نمایم که امروزه، آن پیشرفت تاریخی را که به تفسیر معاصر از نظریه نسبیت منتهی گردید، چگونه می‌بینند. این اندیشه که شکل قوانین طبیعت، مستقل از موقعیت فضایی-زمانی است در مفهوم فنی هم‌ورداییِ(۱۵) قانون، تحت انتقال مختصات، بیان می‌شود. مثالی ساده را در نظر بگیریم: تغییر هر یک از مختصات موقعیتی در صفحه دکارتی به مقداری ثابت، انتقال است. اگر مختصات، قبل از انتقال x و y باشند و پس از آن x-a و y-b، چنان است که گویی کل چارچوب مرجع را به اندازه a واحد به سمت راست و به اندازه b واحد به بالا حرکت داده‌ایم. اگر قانون فیزیک، قبل و بعد از اعمال انتقال، دارای یک شکل باشد، می‌گوییم که «تحت انتقال هم‌ورداست». اما، این اندیشه فنی، روایتی از مفهومی بنیادی‌تر است.

این اندیشه را بیان می‌کند که شکل قانون طبیعت نسبت به تغییرات در موقعیت، دوره، یا سرعت نسبی چارچوب مرجعی که نسبت به آن مطالعه‌ می‌شوند، بی‌تفاوت است (تحت تأثیر آن قرار نمی‌گیرد). ما می‌توانیم مبادی اندیشه هم‌وردایی یا بی‌تفاوتی نسبت به موقعیت را در نوشته‌های نیکولاس از کوزا(۱۶) ([۴]) پیدا کنیم. بر خلاف ارسطوییان، که معتقد بودند فضا و زمان ساختارهایی ذاتی دارند و قوانین طبیعت بر اساس موقعیتی که در درون آن ساختار دارند و تحت آن مورد مطالعه قرار می‌گیرند، تغییر می‌کنند، کوزا اصل عمومی بی‌تفاوتی را مطرح ساخت. سخنان شیوای وی به شرح زیر است: «مرکز و پیرامون جهان یکسان هستند»، یا به عبارت دیگر، وی معتقد بود که قوانین فیزیکی نسبت به موقعیت خود در فضا و نیز در زمان، بی‌تفاوت هستند.

گام بعدی برای رهاندن فرآیندهای فیزیکی از نفوذ فضا و زمان، با کار گالیله برداشته شد ([۱۸]). وی، در تصویری چشم‌گیر، از ما می‌خواهد که انجام آزمایشی را در درون کشتی بر دریایی‌ آرام به تصور درآوریم. وی مدعی بود که کشف این که آیا کشتی نسبت به دریا در حرکت است یا در حال سکون، با آزمایش در کابینی بسته، ناممکن است. حرکت نسبی میان کشتی و دریا، بر روی نتایج آزمایش‌های ما اثری ندارد. فیزیک در درون کشتی همیشه یکسان خواهد بود، مهم نیست که سرعت یکنواخت آن نسبت به دریا چقدر است. این، اصل نسبیت گالیله‌ای است.

نیوتن، یقیناَ این اصل را تصدیق می‌کرد. تصور می‌شد که قوانین مکانیک، نسبت به تبدیل مختصات گالیله‌ای، بی‌تفاوت یا آن گونه که ما می‌گوییم، هم‌وردا هستند. در این انتقال، می‌توانیم عبارت ریاضی حرکت‌های یکنواخت را هر مقدار که می‌خواهیم تغییر دهیم. در این صورت هم‌ارز ریاضی کاهش سرعت یا افزایش سرعت کشتی به مقداری معین نسبت به دریا، و قوانین طبیعت، هنگامی که در مختصات جدید بیان می‌شوند، شکل خود را حفظ خواهند کرد.

همه چیز تا پیدایش مجموعه جامع قوانین الکترومغناطیس کلارک ماکسول به خوبی پیش‌ می‌رفت. وویگت(۱۷) در ۱۸۹۱ نشان داد که قوانین ماکسول تحت انتقال گالیله‌ای، هم‌وردا نیستند. این حکایت از آن می‌کرد که شاید بتوان برای حرکت واقعی یا مطلق ما در زمینه‌ای یکنواخت و جهان‌شمول، شاهدی الکترومغناطیسی یافت. به نظر می‌رسید که، در اصول، آدمی می‌تواند راه خود را بیابد و شاید حتی سرعت خود را نسبت به چارچوب مرجعی مطلق معین سازد. از آن جا که آن چه تحت انتقال گالیله‌ای هم‌وردا نبود، قوانین الکترومغناطیس بود، شاید اتری الکترومغناطیسی می‌توانست به مثابه زمینه مطلقی به کار آید که فیزیکدانان بدان نیاز داشتند. این، پروژه مایکلسون(۱۸) و مورلی(۱۹) بود (برای شرح کار مایکلسون و مورلی که بر اهمّیت دستگاه [آزمایش] تأکید دارد، نگاه کنید به [۲۲]).

اما، در اواخر قرن نوزدهم، روشن شده بود که انتقال مختصاتی وجود دارد که قوانین الکترومغناطیس تحت آن هم‌وردا هستند. این، انتقال لورنتز(۲۰) بود. اکنون، وضعیت بسیار جالب شده بود. قوانین الکترومغناطیس ماکسول، تحت انتقال لورنتز، اما نه نسبت به انتقال گالیله، هم‌وردا بودند. قوانین مکانیک نسبت به انتقال گالیله، اما نه نسبت به انتقال لورنتز، هم‌وردا بودند. هر دوی آن‌ها نسبت به انتقال کوزایی هم‌وردا بودند، اما این را چنان بدیهی تلقی کرده بودند که ارزش تذکر را نداشت. این وضعیتی بود که اینشتاین با آن روبرو بود.

اساساَ، اینشتاین می‌بایست دو مسئله را حل می‌کرد ([۱۵]). چگونه میان الکترومغناطیس از یک سو و مکانیک از سوی دیگر، دست به انتخابی معقول بزند؟ دلایل وی برای انتخاب گزینه الکترومغناطیس به نیازی مربوط می‌شود که وی به حفظ تقارن کامل میان فرآیند القای الکترومغناطیسی به هنگامی که رسانای متحرک خطوط نیروی میدان مغناطیسی ساکن را قطع می‌کند و به هنگامی که میدان مغناطیسی متحرک با رسانایی ساکن اندرکنش انجام می‌دهد، حس می‌نمود. اگر ما اتر الکترومغناطیسی را فرض بگیریم، فرآیندها در هر حالت، متفاوت خواهد بود. وی فکر می‌کرد که این غیرقابل تحمل است. از این رو با نفی ضرورت فرض اتر، به ممتاز بودن الکترومغناطیس رأی داد.

این انتخاب نه تنها به کار حذف اتر از فیزیک، بلکه به کار ارتقاء انتقال لورنتز به جایگاه اصل غالب هم‌وردایی نیز آمد. مسئله دوم وی، یافتن شکل جدیدی برای قوانین مکانیک بود به نحوی که آن‌ها نیز تحت انتقال لورنتز هم‌وردا باشند. اگر انجام این کار ممکن می‌گردید، فیزیک، یکی می‌شد. یک فیزیک در کار بود و تمام قوانین آن، از مکان، لحظه و سرعت نسبی سیستم مادی‌ای که در آن آزموده می‌شدند، مستقل می‌بودند. وی، این قوانین را یافت و آن‌ها جز قوانین نظریه نسبیت خاص نیستند.

اما، اکنون می‌توانیم ببینیم که مسئله سومی هم در کار بود. قوانین جدید مکانیک، به همراه قوانین الکترومغناطیس، نسبت به کدام ساختار فضایی-زمانی بی‌تفاوت بودند؟ اینشتاین، خود، این مسئله را حل نکرد. ما، حل آن را مدیون مینکوسکی(۲۱) هستیم ([۳۶]). در بس‌تایه مینکوسکی، فضا و زمان، سیستم‌های مستقل موقعیت‌ها و لحظه‌ها نیستند. بس‌تایه‌ای چهاربعدی وجود دارد که تصور می‌شود فرآیندهای فیزیکی در آن روی می‌دهند. سیستم‌های مختصات مینکوسکی، که با سرعت نسبی یک‌نواخت نسبت به یکدیگر در حرکت هستند، اکنون به چارچوب‌های مرجعی تبدیل می‌شوند که باید نسبت به تغییرات میان قوانین طبیعت، بی‌تفاوت باشند. هر جا و هر زمان که آزمایشی در بس‌تایه مینکوسکی انجام شود، نتیجه باید یکسان باشد.

نسبیت عام، فقط، همین اندیشه را یک گام جلوتر برد. اینشتاین، پروژه یافتن صورت‌بندی‌ای را برای قوانین طبیعت دنبال می‌کرد که آن‌ها را تحت انتقال مختصات عمومی، از جمله میان چارچوب‌های مرجعی که نسبت به یکدیگر شتاب‌دار هستند، هم‌وردا باقی بگذارد. فضای خمیده مشهور نسبیت عام که نمایشگر بس‌تایه‌ای است که قوانین طبیعت نسبت به آن مطلقاً بی‌تفاوت هستند، متناظر با بس تایه مینکوسکی در نسبیت خاص است.

داستان نسبیت، داستان برنامه‌ای است که به طور پیوسته توسعه می‌یابد و با پیشرفت تاریخ فیزیک، شکل هرچه پیچده‌تری به خود می‌گیرد. این داستان در ۱۴۴۰ با در باب جهل فرهیــختگان(۲۲) کوزا ([۴۱]) آغاز می‌گردد و در نسبیت عام به اوج خود می‌رسد. در هر مرحله، نامزد دیگری برای بس‌تایه جا-گاه مطلق، از فیزیک حذف شد.

ارتباطی با منازعه مطلق‌گرا (جوهرگرا)/نسبت‌باور وجود دارد. روشن است که اگر قوانین طبیعت نسبت به موقعیت‌های مفروض خود در بس‌تایه فضا یا زمان یا جا-گاه بی‌تفاوت باشند، آن گاه آن بس‌تایه‌ها نمی‌توانند هیچ نقشی در علوم فیزیکی ایفا نمایند. فضای مطلق، زمان مطلق و جا-گاه مطلق، زائد هستند. اثبات تجربی این زیادی بودن توسط مایکلسون-مورلی، در واقع، بخشی از تاریخ نظریه نسبیت نیست. این، تا حدی، نتیجه‌ای آرام‌بخش بود که خرَد اینشتاین را در ممتاز دانستن قوانین الکترومغناطیسی و ویژگی‌های آن‌ها در برنامه تحقیقی خود، تأیید می‌کرد.

نسبیت، خویشاوند نسبت‌باوری شده بود. اما، پیروزی نسبت‌باوری به هیچ روی، نتیجه قبلی نیست. هنوز دلایلی برای این امر وجود دارد که فکر کنیم در علوم فیزیکی، جایی برای جا-گاه مطلق وجود دارد. این دلایل به جایگاه بس‌تایه جا-گاه به نحوی که نسبیت عام ایجاب می‌کند، مربوط می‌شوند. ادعا شده است ([۳۸]) که حتی در غیاب تمام میدان‌های مادی، این بس‌تایه‌، باز هم دارای ساختاری است. بنابراین، نمی‌تواند فقط یکی از مجموعه‌های روابطی باشد که به مایه مادی جهان نظم می‌دهند.

در سراسر تاریخ فیزیک، موارد نمونه‌‌واری از تحلیل مفهومی دیگر مفاهیم فیزیکی روی داده است. به مجادله کلارک-لایبنیتز، به مثابه تبصره برمی‌خوریم، یعنی بررسی تصوری در مفهوم مقدار حرکت که پیش‌آگهی تمایز میان اندازه حرکت و انرژی را در خود داشت.

● مسائل روشی در علم فیزیک

از نخستین روزهای نجوم فیزیکی، ماهیت نظریه فیزیکی، موضوع نزاع دائمی بوده است. براهین، توازنی را که می‌توان میان معرفت‌شناسی و وجودشناسی برقرار ساخت، به هم زده‌اند. روشن است که، به یک معنا، آن چه از طریق ادراک معلوم است، یعنی امر مشاهده‌پذیر، نوعی جایگاه وجودشناختی ممتاز دارد، هرچند می‌دانیم که بسیاری از دعاوی وجودشناختی ما که بر مبنای ادراک مطرح شده‌اند، محل نزاع بوده‌اند و گاهی می‌بایست در آن‌ها تجدیدنظر به عمل آید. اما، به نظر می‌رسد که نظریه فیزیکی به طرزی بارز به فرآیندهایی از قبیل گردش سیارات در مدار، هستی‌هایی از قبیل ذرات زیراتمی و ساختارهایی مانند انحنای جا-گاه اشاره دارند که فراتر از ادراک قرار دارند.

پس، وضعیت معرفت ما از این وجودات و جایگاه آن‌ها به مثابه موجوداتی در امتداد آن چه ما می‌توانیم درک کنیم و شاید به مثابه مؤلفه‌های آن، چیست؟ ضدواقع‌گرایان تمایل داشته‌اند که به رهایی از حواس، به ویژه حس بینایی، هم از لحاظ وجودشناختی و هم از نظر معرفت‌شناختی، بها دهند. واقع‌گرایان، که از لحاظ معرفت‌شناختی محتاط‌تر هستند، با این همه از لحاظ وجودشناختی جسورتر بوده‌اند و کوشیده‌اند راه‌هایی بیابند که صفات نظریه‌های فیزیکی، به ویژه، قدرت آن‌ها در ایجاد انواع جدید آزمایش، به مثابه مبانی تفسیر واقع‌گرایانه آن‌ها و بدین‌ترتیب افزودن به وجودشناسی ما، بزرگ‌ کردن فهرست چیزهایی که معتقدیم جهان را می‌سازند، تلقی شوند.

اما، شکاکان، در بازگرداندن تفسیر فیزیک به راستای ضدواقع‌گرایانه، با دشواری اندکی روبرو هستند. آن‌ها می‌پرسند ما چگونه می‌توانیم از درستی قوانین خود اطمینان داشته باشیم، حال آن که برای پذیرش آن‌ها مبانی بسیار محدودی داریم؛ مسئله‌ کلاسیکی استقراء. ما چگونه می‌توانیم به نظریه‌ها خرسند باشیم، حال آن که مبانی ما برای پذیرش آن‌ها فقط قدرت‌ پیش‌بینی و پس‌بینی آن‌هاست، زیرا به آسانی می‌توان نشان داد که نظریه‌های بی شماری با همان قدرت پیش‌بینی و پس‌بینی وجود دارند؛ مسئله تعیین عواملی کم‌تر از آن چه لازم است، نخستین بار توسط کریستوفر کلاویس بیان گردید. این اواخر، مشرب جدیدی در میان فیلسوفان فیزیک رواج یافته است. تشخیص منبع ضعف واقع‌گرایی به مثابه تعهدی به این اصل که هدف علم، اثبات درستی گزاره‌های نظریه فیزیکی است، مکتب جدید فلسفه‌های نوپراگماتیستی علم، تا حدی با خوانشی از فلسفه نیلز بوهر ([۲۷], [۳۷]) پدیدار گردیده است. این فیلسوفان ادعا کرده‌اند که تفسیر واقع‌گرایانه از نظریه فیزیکی را باید به مثابه این آموزه‌ تلقی کرد که نظریه‌ها تا آن جا خوب هستند که به ما آن قدر از مشاهده‌ناپذیر فهم می‌دهند که به ما امکان دست بردن در آن را می‌دهد ([۲۱]). قابلیت دستکاری، مفهومی است که به ما امکان می‌دهد تا از مرزهای ادراک‌پذیری فراتر برویم.

از واقع‌گرایی «پراگماتیک» چند پیامد مهم حاصل می‌گردد. از یک جهت، به برداشت قرن هجدهمی از جایگاه منطقی ویژگی‌های فیزیکی بازمی‌گردد. در آن زمان، فلسفه رایج فیزیک اعلام می‌کرد که معرفت ما از جهان فیزیکی، معرفت از قدرت‌ها و تمایل اشیائی است که در غیر این صورت، معرفت‌ناپذیر بودند. ما آن‌ها را از طریق آن چه می‌توانستند موجب گردند، می‌شناختیم. به همان نحو، فلسفه بوهری فیزیک، از ما می‌خواهد که جهان را تا آن جا در نظر بگیریم که از طریق تمایلاتی که در دستگاه تعبیه‌شده، بر ما پدیدار می‌گردد. پیامد دیگری وجود دارد که از این دیدگاه حاصل می‌شود. زیست‌بوم‌شناسان نخستین که مفاهیمی را برای فهم شیوه ارتباط گونه‌های حیوانی با محیط زیست فیزیکی خود مطرح می‌ساختند، مفهوم umwelt را وضع کرده‌اند. umwelt انواع، آن ناحیه‌ از جهان است که به واسطه مزیت‌های زیستی خود در دسترس انواع است. جهان فیزیکی، گسترده‌تر و غنی‌تر از مجموع umweltهای حیواناتی است که در آن ساکن هستند. این مفهوم برای توضیح این امر به کار گرفته شد که چگونه انواع مختلف حیوانات ممکن است محیط‌زیست فیزیکی یکسانی را اشغال نمایند. هر یک، umwelt خود را ساخته است. به همین شیوه، می‌توان جهان‌های فیزیک را به مثابه umweltها و توسعه وجودشناسی فیزیکی را به مثابه مرزبندی متوالی umwelt دائم‌التغییری برای نوع بشر، نسبت به دستگاه تجربی و سیستم‌های مفهومی‌ای که با آن‌ها، آن [umwelt] را کشف می‌کند، دانست. بنابراین، فلسفه علم به شیوه‌ای جدید، واقع‌گراست. جهان آن چیزی است که ما برای خود دسترس‌پذیر می‌سازیم و معرفت ما از آن، معرفت ما از آن چیزی است که با دستکاری‌های ما، قابل انجام است و به انجام وادار می‌شود.

پرسش بعدی که، بدیهی است که در رابطه با حرکت از برداشت ضدواقع‌گرایانه از علم فیزیک به برداشت واقع‌گرایانه بروز می‌کند، به ماهیت نظریه فیزیکی مربوط می‌شود. اگر ما فیزیک را به شیوه‌ ضدواقع‌گرایی، آمار تجربه‌های ادراکی یا حتی آمار عملکرد ابزارها بدانیم، حال آن که هر چیز دیگری دارای اهمّیت وجودشناختی نیست و صرفاً به کار ایفای نقش متغیرهای دخالتگر برای رفتن از یک گزاره تجربی به گزاره دیگر می‌آید، به پیروی از فلسفه‌های علم ماخ ([۳۲]) و دوئم ([۱۴]) متمایل گشته‌ایم. به نظر این فیلسوفان، نظریه فقط نقشی منطقی ایفا می‌کند: از نظر ماخ، ماشین استنتاج است، از نظر دوئم، دستگاه طبقه‌بندی. اما، هنگامی که آدمی نظریه فیزیکی را بررسی می‌کند و تحول نظریه‌پردازی را در عرصه‌ای از تحقیق در نظر می‌گیرد، این امر به ذهن وی خطور می‌کند که ظاهراً نظریه‌های فیزیک، اصلاً، درباره جهان نیستند. آن‌ها، دست کم به نحو صوری، درباره مدل‌های جهان هستند. مدل، به این معنا، می‌تواند یا نمایشی انتزاعی (هم‌ریخت)(۲۳) یا فراریخت(۲۴) باشد که مشابه چیزی است که هنوز نمی‌شناسیم، اما معتقدیم که وجود دارد.

قانون طبیعی مانند pv = a که a مقداری ثابت است، توصیف آرمانی‌شده رفتار نسخه‌ای انتزاعی از گاز واقعی است. قضیه نظری متناظر، pv = ۱/۳ mc۲ توصیف مدلی ملکولی است از آن چه گاز ممکن است به نظر آید. به مدتی بیش از سه دهه، این، دیدگاه به نظریـــــه بوده است ([۴۸], [۲۶]). اکنون، دوباره، در حال رواج یافتن است. پرسشی فلسفی‌ که اگر درباره نظریه بدین نحو بیندیشیم، به طور بدیهی مطرح می‌گردد، آن است که این دیدگاه چه تناسبی با واقع‌گرایی دارد؟ اگر خوب فکر کنیم، تناسب آن [با واقع‌گرایی] نسبتاً خوب است. با رها کردن این اندیشه که واقع‌گرایی را باید بر اساس درستی قضیه‌ها تعریف کرد، بلکه باید با ارجاع به دستکارپذیری اشیائی لحاظ شود که نظریه ما را بدان‌ها هدایت می‌کند، اندیشه نظریه که بر مدلی از واقعیت متمرکز است، بسیار جذاب است. مدل و واقعیت، تا حدی، وجوداتی از یک نوع هستند و ما می‌توانیم تناسب مدل را با آن چه مدلِ آن است، بر اساس شباهت‌ها و اختلافات در نظر بگیریم. مسئله این که کدام شباهت‌ها را باید مهم دانست، خود، به سادگی و با ارجاع به ساختار مفاهیم نظری که بخش برهانی نظریه را تشکیل می‌دهند، قابل حل است. برخی از ویژگی‌ها ذاتی و برخی از آن‌ها عَرَضی به نظر می‌آیند. شباهت‌ها و اختلافات اهمّیت خود را از گستره‌ای به دست می‌آورند که از ذوات واقعی و اسمی وجودات مورد بحث به دست آمده‌اند، یعنی از تصورات ما در مورد نهادهای درونی آن‌ها و از معیارهای ما برای انتساب آن‌ها به انواع بر مبنای ویژگی‌های مشاهده‌پذیر آن‌ها.

انتقال از پوزیتیویسم به واقع‌گرایی و به آن چه می‌توان پساواقع‌گرایی یا نوپراگماتیسم خواند، شامل بازاندیشی نقش آزمایش‌ها نیز می‌شود. در تبیین منطق‌گرایانه از علم، اعم از آن که به نحو پوزیتیویستی درک شده باشد یا به نحو ابطال‌پذیرانه توسط کارل پوپر ([۴۲]) توسعه یافته باشد، تبیینی منطقی از آزمایش ارائه می‌شود. آزمایش برای آن انجام می‌شود تا به موجودی عقلانی، قضیه‌ای به شکل «برخی A‏‌ها، B هستند» یا، اگر چنین معلوم شود، «برخی A‏ها، B نیستند»، بدهد. اهمّیت آزمایش را روابط منطقی میان آن قضیه‌هایی که نتایج آزمایش را توصیف می‌کنند و فرضیه‌های عمومی که مربوط به آن‌ها تلقی می‌شوند، معین می‌سازند. بنابراین، تبیین منطقی از ما می‌خواهد که یا استقراگرایی یا ابطال‌پذیری را بپذیریم. در حالت اول، باید نیروی الگوی استدلال استقرایی را بپذیریم که در آن، نتیجه در برخی موارد، یعنی مواردی که مطالعه شده‌اند، به تمام موارد تعمیم می‌یابد، که استنتاجی است به شدت لرزان. در حالت دوم، باید بر الگوی ابطال‌پذیرانه اتکا کنیم که هرچند نمی‌توانیم از نتیجه ایجابی هیچ نتیجه قطعی بگیریم، اما پیش‌بینی‌ای که روشن ‌شود که نادرست است، نفی فرضیه‌ای را که از آن حاصل گردیده از جانب ما، موجه می‌سازد. هیچ یک، قانع‌کننده نیست.

ناهماهنگی آشکار میان شیوه منطق‌گرایانه ساخت آزمایش‌ها با دیدگاه نوپراگماتیستی به علم، امکان تصور آزمایش‌گری را به شیوه‌ای بسیار وسیع‌تر، نشان می‌دهد. اگر ما با آزمایش تلاش کنیم تا دریابیم مدل‌های ما چقدر با واقعیت مطابقت دارند، آن گاه نباید آزمایشگری را شیوه تولید قضیه‌هایی بدانیم که در رابطه منطقی با نظریه قرار می‌گیرند.

ما باید انجام آزمایش را به مثابه انجام کاری در جهان به منظور ایجاد برآمدی معین تحت هدایت نظریه بدانیم. پرسش این نیست که‌ آیا نظریه مورد استفاده درست است یا نادرست، بلکه آن است که، اگر به مثابه مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها لحاظ شود، آیا ما را قادر می‌سازد که آن چه را هدف داریم، انجام دهیم. معنایی هست که باید به واقعیت‌نمایی نظریه نسبت داد، اما نه در وجه گزاره‌ای، نه حول درستی. به ویژه، ما به دستکاری در جهان علاقمندیم، چنان که گویی با مدل ما در انطباق است. در واقع، آزمایش‌های خاص انطباق با مدل وجود دارد که برخی از آن‌ها در توسعه علم، اهمّیت بسیار داشته‌اند. یکی از آن‌ها که من به ویژه‌ آموزنده می‌دانم، آزمایش‌های فیگ(۲۵) و تاون‌سند(۲۶) است که بر اساس آن مدل جریان شاره(۲۷)‌ نسبت به محیطی مقید با آشکارسازی آزمایشی دقیق، آن چه ساختار حرکت چنین شاره‌ای «عملاً» هست (یعنی، آن چه حرکت با اولترامیکروسکوپ به نظر می‌رسد که باشد)، منطبق می‌گردد. در جایی که ایمان ما به جعلی بودن مدل‌های خود فقط بر قدرت آن‌ها در نشان دادن دستکاری‌ها مبتنی است، موارد جالبی بروز می‌کند. به نظر من، دلیل اصلی ما برای باور به واقعیت میدان مغناطیسی، مجموعه اثراتی است که ما می‌توانیم با روش‌هایی که، ما معتقدیم مستقیماً بر آن میدان اعمال می‌شوند، موجب گردیم. سپس، تغییراتی که بدین نحو ایجاد شده‌اند، اثراتی، مانند نوسان عقربه گالوانومتر، پدید می‌آورند که ما می‌توانیم مشاهده کنیم.

مفهوم مدل که در این بحث، تا این جا، آن را مفروض گرفته‌ام، مفهوم آشنای تشابه است. اما، معنای مرتبط دیگری از «مدل» وجود دارد که آن نیز در نوشته‌های برخی از فیلسوفان علم، غالب بوده است ([۴۹], [۵۰]). در منطق، مدل، مجموعه‌ای از هستی‌ها و نسبت‌هایی است که می‌توان برای تفسیر کلکولوس انتزاعی به کار برد. اگر فرمول‌های کلکولوس، که به مثابه جملات بامعنا با استفاده از چنین دامنه‌ای از هستی‌ها و نسبت‌ها تفسیر می‌شوند، همه هنگامی که در آن دامنه به کار برده می‌شوند، درست باشند، آن گاه آن مجموعه از هستی‌ها و نسبت‌ها، مدلی برای کلکولوس هستند. در منطق، کلکولوسی وجود دارد و مدلی مورد نیاز است تا به آن معنا بدهد؛ در فیزیک مدل یا مشابه واقعیت به تصور در‌می‌آید و پس از آن با توصیف مدل، نظریه‌ای آفریده می‌شود. در آخر کار، تا حدی، نسبت میان کلکولوس، نظریه و مدل در هر دو مورد یکی است. اما، برای آفرینش، منطق و فیزیک در جهات مخالف حرکت می‌کنند.

می‌توان در سراسر تاریخ فیزیک منازعاتی در این مورد یافت که نظریه فیزیکی را باید چگونه ارائه کرد. این منازعات به ویژه در قرن شانزدهم غالب بوده‌اند که بسیاری از فیلسوفان هیئت‌های خورشید‌مرکز و زمین‌مرکز را مورد بحث قرار دادند که در اواسط قرن شانزدهم، روایات زیادی از آن‌ها، به مثابه بدیل نظام‌های ریاضی، پیشنهاد گردید. راه‌های پاسخ به این پرسش که باید کدام نظام صوری را ترجیح داد، میان آن‌ها که می‌اندیشیدند معیارهای ضدواقع‌گرایانه، مانند سادگی و انسجام منطقی، باید دارای اهمّیت نخست باشند و آن‌ها که معیارهای واقع‌گرایانه، مانند پذیرفتنی بودن وجودشناختی هیئت منظومه شمسی را که ساختار ریاضی نمایش می‌داد، ترجیح می‌دادند، به طرزی جالب تقسیم شده بود.

در اواخر قرن هجدهم و در قرن نوزدهم، مکانیک نیوتنی، به کانون تلاش‌های بسیار برای بازکاری نمایش صوری آن تبدیل گردید. انگیزه این تلاش‌ها، تا حدی، کشف پارادکس مک‌لورن(۲۸) بود که شاید عادلانه‌تر آن باشد که به بوسکوویچ(۲۹) منسوب گردد. بوسکوویچ [۸] دریافت که نظریه بزرگ نیوتنی، از نظر درونی نامنسجم، در واقع، خودناقض است. مفهوم کنش، «نیرو ×زمان»، که برای بیان قانون سوم نیوتن لازم است، یعنی این که در کنش با تماس، کنش و واکنش برابر و در جهات مخالف هستند، ایجاب می‌کرد که هر چنین کنشی در زمان متناهی روی دهد. اما، وجودشناسی نیوتنی ایجاب می‌کرد که ذرات نهایی ماده به راستی صلب، یعنی تراکم‌ناپذیر، باشند. نتیجه می‌شود که هر کنش با تماس باید آنی باشد، زیرا سطوح نهایی در حال تماس، نمی‌توانند تغییر شکل دهند. بر اساس تعریف مکانیکی کنش، نیروها در برخورد آنی نیوتنی، نامتناهی هستند. اما در طرح‌واره نیوتنی، جایی برای نیروهای نامتناهی وجود ندارد. در تلاش برای حل این دشواری، انواع راهبردها پدید آمد. در کل، فیزیکدانان در فرانسه، نظریه‌های بدون نیرو را ترجیح می‌دادند ([۱۳])، در حالی که انگلیسی‌ها و برخی از متحدین قاره‌ای آن‌ها، مکانیک بدون ماده، به اصطلاح تفسیر دینامیکی، را ترجیح می‌دادند ([۲۴]).

در طول ایجاد این بدیل‌ها، پیشرفت‌های بزرگی در ریاضیات فیزیک حاصل گردید. صورت بندی لاگرانژی، صورت‌بندی هامیلتونی و صورت‌بندی مجدد و بسیار بانفوذ مکانیک از سوی هرتز، همه، کوشش‌هایی به این یا آن طریق، برای به توافق رسیدن در مورد یک مسئله بنیادی بودند.

اما، نوع دیگری از بررسی وجود دارد که می‌توانیم آن را به مثابه بنیان‌های فیزیک طبقه‌بندی کنیم. این، پروژه یافتن نمایش صوری حداقلی یا ظریف‌ترین نمایش نظریه‌ای علمی است. در این موارد، ریاضی‌دان-فیلسوف بیش از پارادکسی متافیزیکی، مانند آن چه بوسکوویچ و مک‌لورن کشف کردند‏، به واسطه علاقه به زیباشناسی صورت‌بندی برانگیخته می‌شود.

در قرن حاضر، تحولات بسیار جالبی حول کوشش برای ارائه نمایش‌های صوری بدیلی متمرکز بوده است که در آن‌ها بنیان‌های نظریه به شیوه‌ای روشن و شفاف آشکار می‌شوند. مثلاً، انگیزه نظریه ماتریسی هایزنبرگ و صورت‌بندی مکانیک‌موجی قوانین مکانیک کوانتومی از سوی شرودینگر، هر چند نشان داده شده است که از نظر ریاضی به معنایی هم‌ارز هستند، دست کم تا حدی، اختلافات وجودشناختی میان مؤلفان آن‌ها بوده است. لوکاس(۳۰) و هاجسون(۳۱) [۳۰]، انواع زیادی از شیوه‌های رسیدن به انتقال لورنتز را جمع‌آوری کرده‌اند. مسیرهای متفاوت زیادی وجود دارد که از طریق آن‌ها می‌توان به این گروه مهم رسید. گاهی، تمرین‌هایی از این نوع، یعنی صورت‌بندی نمایش ریاضی بدیل، مهم هستند. اما، گاهی به نظر می‌رسد که اندکی بیش از تمرین‌های صوری، ریاضیات کمکی محض باشند.

شیوه ورود نتایج دستکاری‌های تجربی در سابقه فیزیک به مثابه پدیده‌ها، به طرزی فزاینده پیچیده است. گودینگز(۳۲) [۲۰] مسیرهایی را که تجربه شخصی کاشف پدیده جدید آن را، از لحاظ مفهومی و دستکاری برای جامعه دانشمندان و سرانجام برای همه، دسترس‌پذیر می‌سازد، تحلیل کرده است. حرکت کلیدی در تبدیل تجربه شخصی به پدیده‌ای اجتماعی، حذف تمام نشانه‌های دخالت انسانی است که در موقعیت‌های نخستین تولید آن دخیل بوده‌ است. گودینگز نشان می‌دهد که ایجاد دوریت حرکتی که فارادی به مثابه اثر طبیعی الکترومغناطیسی نشان داده است، روی میز آزمایشگاه بسیار دشوار است، دیگر از فهم آن بگذریم. برای توضیح این که به این تبدیل چگونه دست یافته می‌شود، گودینگز اندیشه «تفسیرگر »(۳۳) را مطرح می‌سازد.

این می‌تواند طریقی برای توصیف، تصویر، نمودار یا هر چیزی باشد که دانشمند با آن، در تعامل با دیگران، پدیده را فی‌نفسه دسترس‌پذیر می‌سازد. با به‌کارگیری تفسیرگرها، بزرگ‌ترین دانشمندان تاریخ، زنجیره‌های پیچیده گام‌های شکستنی را به زنجیره‌های ساده دستکاری‌های حتمی‌التوفیق تبدیل می‌کنند. فارادی با ثبت این که چگونه نخستین بار حرکت الکترومغناطیسی دایروی را در آزمایشگاه خود ایجاد کرده است، هفتاد و پنج مرحله را شرح می‌دهد. در شرح منتشرشده این روش، فقط به چهل و پنج مرحله اشاره می‌شود. ساده‌سازی نهایی به فقط بیست مرحله، در مجموعه دستورالعمل‌های وی برای همه برای ایجاد آن اثر، پدیدار می‌گردد.

● منازعات بنیادی

نایقینی فرآیندهای زیراتمی که نخستین بار در آزمایش با الکترون‌ها پدیدار گردیده بود، سرانجام، به جای آن که حل شود، در کانون نظریه ریاضی مکانیک کوانتومی قرار گرفت. مکانیک کوانتومی، سرچشمه یکی از مسائل مفهومی مهم بوده که در هفتاد سال گذشته، علم فیزیکی را به خود مشغول کرده است. در قلب فیزیک نیوتنی، فرض علیت اکید تمام فرآیندهای فیزیکی و خصلت معین تمام اثرات فیزیکی قرار داشت. مکانیک کوانتومی، صورت‌بندی‌ای ارائه کرد که به واسطه آن می‌توان حالت تهیه سیستم را به پیش‌بینی‌های مربوط به توزیع احتمالاتی اثرات رفتارهای معین آن سیستم، مرتبط ساخت. نظریه راهی نشان نمی‌دهد که از آن بتوان برآمدهای معین را از معرفت به حالت اولیه سیستم پیش‌بینی‌کرد. در این جا، معمایی در کار است. آیا این امر از آن روی است که شیوه‌ای که ما اکنون حالت هر سیستم فیزیکی را می‌فهمیم، عملاً کامل است؟ به نظر می‌رسد که این نشان می‌دهد که گرایش‌هایی واقعی وجود دارد که، بر خلاف مفهوم معمول از علیت قطعی، برآمدهای اَعمال همانند را که روی سیستم‌هایی انجام می‌شوند که به طور همانند آماده شده‌اند، تغییر می‌دهند. یا آیا معرفت ما از الکترون‌ها و دیگر ذرات زیراتمی فاقد چیزی است، معرفتی که ساختار قطعی نظریه فیزیکی را اعاده می‌نماید؟ شاید، «متغیرهای پنهانی» وجود دارند که به طور موجبیتی رفتار می‌نمایند.

برهان‌های مربوط به ماندگاری نظریه‌های متغیرهای پنهان، تقریباً، به قدمت خود مکانیک کوانتومی هستند. آیا می‌توانیم بر مبنای فرض وجود مجموعه‌ای از صفات که می‌توانیم به ذرات زیراتمی و حالت‌های آماده‌سازی آن‌ها نسبت دهیم، نظریه‌ای بیابیم که از ریاضیات قطعی آن بتوانیم نتایج احتمالاتی نظریه کوانتومی را به نحوی که امروزه فهمیده می‌شود، کشف کنیم؟

تا کنون، پاسخ مبهم بوده است. اکنون، به روشنی فهمیده شده است که راهی وجود ندارد که به نظریه‌ای را که مفاهیم کلاسیکی آشنای اندازه حرکت، انرژی و مانند آن‌ها را به کار می‌گیرد، بتوان چنان صورت‌بندی کرد که نظریه متغیر پنهان قطعی را ارائه نماید ([۵]). هر آزمایشی که تا کنون انجام شده است، فقط به حمایتی قوی‌تر و قوی‌تر از «نابرابری بل»، شرط ریاضی که اصل عدم متغیرهای پنهان را بیان می‌کند، انجامیده است. از سوی دیگر، با استفاده از مفاهیم عجیب، نظریه‌های متغیر پنهانی ساخته شده است، که می‌توان از آن‌ها نتایج‌ کوانتوم‌مکانیکی موجود را به دست آورد [۴۴]. اما، فاقد درجه پذیرفتنی بودن فیزیکی جدی هستند.

در نظریه میدان کوانتومی، مسئله مفهومی دیگر و جالب تری بروز کرده است. اکنون، در حدود پنجاه سال از زمانی که نخستین بار، اندیشه ی بیانِ اندرکنش های میدان به مثابه مبادله ذرات پیشنهاد گردید، می‌گذرد. می‌توان گفت این اندیشه، به بهای توسعه نظریه‌هایی با پیچیدگی ریاضی بسیار، موفق بوده است. اکنون، نظریه کوانتومی میدان‌ها، تخصص توسعه یافته‌ای در فیزیک است، اما ما را در برابر مسئله مفهومی بسیار آزاردهنده‌ای قرار می‌دهد. ذراتی که در اندرکنش‌ها مبادله می‌شوند، مثلاٌ، فوتون‌هایی که در اندرکنش میان دو الکترون مبادله می‌شوند، با فوتون‌هایی که جریان آن‌ها نوری است که ما با آن آشناییم یکسان نیستند. این فوتون‌ها، مجازی هستند، یعنی، در اندرکنش و فقط در اندرکنش وجود دارند، اگر اصلاٌ وجود داشته باشند. به علاوه، چنان که تصور می‌شود، آن ها ویژگی‌هایی دارند که با ویژگی‌های آشنای فوتون‌های نور متفاوت است. آن‌ها، مانند کوانتوم‌ها هستند، اما نه کاملاٌ مانند کوانتوم‌های نور.

اخیراٌ، اندیشه استفاده از مشابهت میان فوتون نور و فوتون الکترودینامیک کوانتومی به مثابه بنیانی برای ایجاد نظریه‌هایی درباره انواع دیگر اندرکنش‌های بنیادی، اندرکنش ضعیف، اندرکنش قوی و حتی گرانش، به ازدیاد چنین «ذرات مجازی» منتهی گردیده است. من فکر می‌کنم اگر به دلیل استفاده از ساختار استدلالی که از طریق آن، کوانتوم‌های نور به مدل‌هایی برای الکترودینامیک کوانتومی تبدیل شده‌اند، نبود، به فکر فیزیکدانان خطور نمی‌کرد که از واقعیت ذرات مجازی پرسش نمایند. در الکترودینامیک کوانتومی، فوتون مجازی بر مبنای مدل فوتون واقعی شکل می‌گیرد، اگر من مجاز باشم که موضوع را بدین گونه بیان کنم. پس، ذرات اندرکنش ضعیف، w+ و w- و z۰، بر مبنای مدل فوتون مجازی شکل می‌گیرند. همه آن‌ها، انواعی از یک جنس هستند. پس از آن، با وارونه سازی استدلالی که به مفهوم فوتون مجازی منتهی گردیده است، به نظر می‌رسد اندیشه ذره w واقعی یا z واقعی، توسعه‌ای طبیعی از نظریه میدان کوانتومی اندرکنش ضعیف باشد. برنامه شکار wها و zها تعریف شده بود، و به شیوه‌ای که چنین رویدادهایی حاصل می‌گردد، سرانجام «کشف شدند».

من معتقدم که این الگوی استدلال، که مشخصه نظریه میدان کوانتومی است، دست کم تا حدی، دلیل بروز پرسش از واقعیت ذرات برداری واسطه‌ای بوده که نیروهای اندرکنش را حمل می‌کنند. اگر نسخه‌هایی واقعی از این ذرات وجود داشته باشد، آن گاه، مطمئناٌ، در واقعیتِ ذره به مثابه حامل فیزیکی میدان، معنایی وجود دارد.

صورت‌بندی روشن این اندیشه که مجموعه متمایزی از ویژگی‌ها وجود دارد که موضوع فیزیک را تعریف می‌کند، نخستین بار در قرن هفدهم پدیدار گردید. در آن زمان، صفات ادراک پذیر چیزهای مادی، بر اساس نسبت‌شان با حساسیت انسان، به مثابه اولیه و ثانویه طبقه بندی گردید. آن صفاتی که فقط در فعل ادراک کردن وجود داشتند، به مثابه ثانویه طبقه بندی شدند. آن‌هایی که تصور می‌شد مستقل از توانایی‌های ادراکی انسان‌ها وجود دارند، اولیه تلقی شدند. ظاهراٌ گالیــــله [۱۷] چنان کیفیات اولیه را با علم فیزیک پیوند زده است که یکی را تعریف‌گر دیگری سازد. کیفیات ثانویه، با تغییر آن‌ها از نظر کیفیت، شدت و مدت، با حالت ادراک‌گر انسانی، مشخص می‌گردیدند.

لاک [۲۹] بحث فلسفی این تمایز را با تحلیل دقیق نسبتی کامل کرد که باید تصور کرد میان کیفیات ثانویه‌ای نظیر قدرت بدن در القای احساس رنگ در ناظر انسانی، یا تغییری مشاهده پذیر در جسم مادی دیگر، نظیر قدرت آتش در ذوب کردن یخ، و حالات اجسام مادی که به واسطه آن‌ها، از این قوا یا قوای دیگر برخوردارند، حاصل می‌گردد. وی میان تصورات و کیفیات، تمایز اکیدی قائل گردید. کیفیات، از جمله ویژگی‌های اشیاء رنگی، مادی هستند. این تمایز، لاک را قادر ساخت تا از مسیری متفاوت از آن چه گالیله در پیش گرفته بود، به تمایز میان کیفیات اولیه و ثانویه برسد. تصورات کیفیات اولیه، شبیه کیفیات بودند، به نحوی که در جهان مادی وجود داشتند. اما تصورات کیفیات ثانویه چنین نبودند.

قرمز، به مثابه کیفیتی ادراک‌پذیر، به هیچ ویژگی‌ای، هر چه باشد، که موجب می‌گردد انسان پرچم قدیمی اتحاد شوروی را به رنگ قرمز ببیند، شبیه نیست. لاک، با تعمیم کاربرد نظری از مفهوم کیفیت اولیه، چنین تلقی کرد که کیفیات «در جسم مادی»، علت تصوراتی متناظر با کیفیات ثانویه، درست مانند آن‌ها که در کانون مفهوم ماده، به نحوی که در علم مکانیک به کار می‌رود، هستند. این همه را، این نظریه که کیفیت در شیء مدرَک که با تصور رنگ متناظر است، مثلاً خود کیفیت ثانویه، چیزی به جز قوه نیست، قوه‌ای که احساس مربوطه را القا می‌کند، به هم پیوند می‌زند. آن چه کلمه «قرمز» در شیئی که قرمز دیده می‌شود، بدان دلالت می‌کند، تمایل است. اما ریشه در حالت فعلی چیز مدرَک دارد. بر اساس این طرح‌واره متافیزیکی، آن حالت باید ترکیبی از کیفیات اولیه باشد.

برای دانشمند- فیلسوفان قرن هفدهم، فیزیک، مکانیک بود. مطالعه کیفیات اولیه اجسام مادی بود. مثلاً، اصطکاک، به مثابه تمایلی مکانیکی، باید ریشه در ساختارهای اتمی اجسام اندرکنش‌گر داشته باشد. مکانیک، علم پایه، بر متافیزیک مطلق‌گرا مبتنی بود. تبیین فلسفی لاک از مبانی فیزیک، به دو مقوله اصلی مفاهیم نیاز داشت. یک مجموعه از مفاهیم، نسبتی بود. بسیاری از کیفیات چیزهای مادی، تمایل به ایجاد اثرات ادراک‌پذیر در انسان یا در دیگر چیزهای مادی هستند. این که به فعل در می‌آیند یا خیر به وجود محتمل هدف‌های مناسب برای فعالیت آن‌ها بستگی دارد. مقوله دیگر کیفیات، مطلق بود. ویژگی‌هایی که تمایلات در آن‌ها ریشه دارند، اولیه هستند. کیفیات اولیه چنان تعریف می‌شوند که از چیزهای مادی که از آن‌ها [آن کیفیات] برخوردارند و انسان ها یا هر چیز دیگر، مستقل باشند. بویل [۹]، آن‌ها را به مثابه «توده، عدد، بافت [آرایه] و حرکت» چیزهای مادی بنیادی یا ذرات، جمع بندی کرده بود. سفسطه‌گران آن دوران، کلمه «ذره» را به «اتم» ترجیح می‌دادند، زیرا پرسش در این مورد را که آیا اجزاء تشکیل دهنده ماده که برای شیمی یا مکانیک بنیادی بودند، به راستی اتمی هستند، آزاد می‌گذاشت. هر چند نیوتن تمایلات متعددی را در میان کیفیت‌های اولیه ماده برمی‌شمرد، اما در این فرض با معاصران خود سهیم بود که ویژگی فیزیکی مطلقی وجود دارد. در ویرایش دوم اصول، فهرست ویژگی‌های مکانیکی ماده، ترکیبی از رویدادی و سرشتی است. نیوتن (۱۶۹۰) از «امتداد، سختی، نفوذناپذیری، تحرک و تلقی کل [جسم] می‌نویسد که از ویژگی‌های متناظر اجزاء «حاصل می شود». نیوتن می گوید داشتن لختی، «برخورداری از قوای معینی» است [۳۹]. لختی در فهرست ویژگی‌های اولیه مکانیکی به مثابه قوه مقاومت در برابر شتاب پدیدار می‌شود. اما در متافیزیک نیوتن، لختی، جرم نیست. جرم، ویژگی رویدادی است. آن است که به تمایلی که به مثابه لختی شناخته می‌شود، ریشه می‌دهد. نیوتن، برای آن که به جرم خصلت رویدادی آن را بدهد، آن را به مثابه «مقدار ماده» تعریف می‌نماید.

از آن جا که جرم در واحد حجم یک ماده‌ با ماده دیگر اختلاف دارد، ماده‌ای کلی، که به مثابه مایه بنیادی مشترک به کار می‌آید، باید در حالات پراکندگی متفاوت وجود داشته باشد. در مایه‌‌ای با چگالی پایین، ماده‌ رقیق است، در حالی که در مایه‌ای با چگالی زیاد، باید فشرده باشد. برای تصفیه این اختلاف، یک طرح‌واره فیزیکی، اتم‌های بنیادی در خلأیی با تخلخل‌های کمابیش در میان آن‌هاست. در حجم معینی از مایه سبک، نسبت به همان حجم از مایه‌ای که چگال‌تر بود، چنین اتم‌هایی کم‌تر وجود داشتند. ظاهراً نیوتن این تبیین را می‌پسندید. اتم‌های بنیادی، پر و بنابراین، دارای چگالی یکنواخت بودند. آن‌ها که فاقد تخلخل هستند، باید تراکم‌ناپذیر و نفوذناپذیر باشند. در بالا به مسئله‌ای که این نظریه برای مکانیک عمومی نیوتن مطرح ساخت، اشاره کرده‌ام.

هر چند قسمت اعظم کیفیات اولیه نیوتن، تمایلات هستند، اما در یکی از ابعادی که در آن مفهوم مطلق روی می‌دهد، مطلق هستند. در قاعده سوم، نیوتن حکم می‌کند که آن‌ها را «باید کیفیات عمومی تمام اجسام، هر چه باشند، دانست»، اعم از آن که «در دسترس تجربه ما باشند» یا خیر. به مثابه کیفیات اولیه، در ارتباط با حساسیت انسانی نیستند، اما به همان دلیل، مخلوطی از نسبی و مطلق هستند. در طرح‌واره نیوتن، جرم، لختی، امتداد و تحرک باید حتی در جسمی وجود داشته باشند که کاملاً از تمام اشیاء مادی دیگر، منزوی شده است. به نظر می‌رسد که از تعریف جرم نتیجه می‌شود که فیزیک نیوتن، دست کم، شامل دو ویژگی مطلق ماده می‌شود. ظاهراً، حضور یا غیبت اشیاء مادی دیگر، اثری بر مقدار ماده ندارد. از آن جا که مقدار ماده یک جسم در ارتباط با امتداد فضایی آن قرار دارد و این یک در ارتباط با فضای مطلق، به نظر می‌رسد که هم امتداد و هم جرم در طرح‌واره نیوتنی، مطلق هستند. در برهان نیوتن بر له معقولیت مفهوم حرکت مطلق، بر پیوند مفهومی نزدیک میان فضای مطلق و جرم، بیشتر تأکید می‌شود:

«اگر دو کره، که با طنابی که آن‌ها را به هم مرتبط می‌سازد در فاصله معینی از یکدیگر نگه داشته شده‌اند، حول مرکز گرانش خود می‌چرخیدند، می‌توانستیم از کشش طناب، تلاش کره‌ها را برای دور شدن از محور حرکت خود، کشف کنیم»([۳۹])

با آزمایش برای دریافتن این که نیروهای وارد شده، در کدام راستا موجب بیشترین افزایش در آن کشش می شوند، نه تنها سرعت زاویه‌ای کره‌ها را در فضای مطلق بلکه صفحه درست حرکت را نسبت به آن صفحه نیز می‌توانیم بیابیم. برای فرض این که به هنگام به چرخش درآوردن کره‌ها، نیرویی در طناب پدیدار خواهد گردید، نیوتن باید فرض کند که غیاب هر ماده دیگری بر روی جرم کره‌ها اثری ندارد. جرم‌ها، کیفیات مطلق هستند. اگر جرم مقدار ماده باشد، آن گاه در واقع این فرض طبیعی و گریزناپذیر به نظر می‌رسد.

عمومیت استفاده ی نیوتن از مفهوم «قوه» در جستار ۳۱ از اپتیک آشکار است:

«و بدین ترتیب، طبیعت با خود بسیار در انطباق و بسیار ساده خواهد بود و تمام حرکات عظیم اجرام سماوی را با کشش گرانش که در میان آن اجرام وساطت می کند و تقریباٌ تمام حرکات کوچک ذرات آن‌ها را با قوای جاذبه و دافعه دیگری که در میان ذرات وساطت می‌نمایند، انجام می‌دهد».([۴۰])

در تصور نیوتن در این باب که گرانش نمی‌تواند کیفیت اولیه باشد، زیرا به «شدت و ضعف» دچار است، اندیشه ریشه‌ای دیگری وجود دارد. بنابراین، باید در فیزیک گرانش، قوه بنیادی‌تری، «فاعلی که دائم در کار است» وجود داشته باشد که مطلق است، زیرا عنصری غیرنسبی است.

انتقاد ماخ (۱۸۸۳) از متافیزیک نیوتن را معمولاٌ به صورت حمله به این فرض که جرم ویژگی مطلق است، نمایش می‌دهند. اما، انتقاد ماخ، در دو مرحله، گسترش می‌یابد. وی، نخست و در تحلیل خود از قوانین بنیادی مکانیک، نشان می‌دهد که بهتر است جرم را ویژگی نسبی تلقی کنند. برهان به شرح زیر است: مجموعه ای از تنش ها را در نظر بگیرید. جسم الف به دلیل گرانش سقوط می‌کند. هنگامی که نخ متصل به جسم ب که روی سطح همواری قرار دارد، کشیده می‌شود، شتاب الف کاهش می‌یابد و ب شتاب می‌گیرد. ماخ چنین استدلال می‌کند که چون نخ در لحظه «برخورد» کشیده می‌شود، نیرویی که موجب کاهش شتاب الف می‌شود، برابر است با نیرویی که موجب افزایش شتاب ب می‌گردد. فرض کنید که آن نیرو «F» باشد. در این صورت، اگر جرم B، mb باشد و جرم A، ma و شتاب آن‌ها به ترتیب، fb و fa باشد، معادله ی حرکت برای کل سیستم ma.fa= - mb.fb است.

در این جا و در تمام زمینه های دیگر مکانیک، جرم به مثابه نسبت ظاهر می شود. در این حالت، این نسبت برابر است با منفی معکوس نسبت شتاب ها. جرم و لختی، یک تمایل نسبی هستند. با توجه به این تحلیل، بحث ماخ درباره آزمایش کره‌ها (و برهان پیچیده‌تر درباره آزمایشی فکری که ما آن را سطل نیوتن می‌نامیم که مشتمل است بر رد مفهوم دکارتی حرکت موضعاٌ حقیقی) که در آن فرض دوام ویژگی‌های لختی در سیستم منزوی، کاملاٌ سازگار است، شامل تعمیم نسبیت مفهوم جرم به مولفه‌هایی در سیستم ساده برخورد کشش به ساختار و محتوای جهان در کل می‌شود. ماخ، گرایشی را به انجام می‌رساند که در قرن شانزدهم آغاز شده بود، گرایش به جایگزینی روایات مطلق از ویژگی‌های اشیاء مادی با ویژگی‌های نسبی. این ویژگی‌ها نه تنها تمایلاتی هستند که فقط در اندرکنش‌های میان اجسام مادی پدیدار می‌شوند، بلکه نسبی نیز هستند، بدین معنا که نه در یک ویژگی ذاتی افراد مادی، بلکه در نسبت‌های آن‌ها با تمام اجسام دیگر جهان، ریشه دارند.

مکانیک به ظاهر نامتجانس نیوتن (اگر به طور نسبی فهمیده شود) و نظریه میدان کوانتومی را می توان، با درک ساختار مشترک وجودشناسی‌های عمیق آن‌ها، به یکدیگر پیوند زد. هر یک از «ذرات»، واقعی یا مجازی، به چه معنایی وجود دارد؟ بدیهی به نظر می‌رسد که فقط تبیینی استعدادی از نحوه وجود آن‌ها، معنا دارد. مراد من از این، آن است که دعاوی ما درباره جهان در خود بر پایه آزمایش‌هایی مطرح گردیده که به واسطه آن‌ها، دستگاه، استعدادی (دائمی) دارد که خود را در رفتار آن دستگاه چنین و چنان نشان دهد. یا برای آن که آن را به شیوه پوپر بیان کنیم، فقط تنظیم، تمایل آن را دارد که این یا آن پدیده را نتیجه بدهد. پدیده‌ها، گذرا هستند، اما آن‌ها هستند که ذره‌ای یا موجی یا هر چیز دیگری هستند. در این بحث، هر دو اصل بوهر را داشتیم، اصل مکملیت و اصل تطابق. مکملیت، زیرا تنظیم‌هایی که یک دیگر را حذف می‌کنند، در واقع، پدیده‌های نامتناجس و مکملی را ایجاد می‌نمایند؛ تطابق، زیرا حالت تنظیم دستگاه-جهان را برای جامعه انسانی فقط با عباراتی که در فیزیک کلاسیکی وجود دارد، می‌توان توصیف کرد، فیزیکی که مفاهیم آن به طرزی پارادایمی با اشیاء و رویدادهای جهان عادی تعریف شده‌اند.

نویسنده: رم - هاره

مترجم: ابوالفضل - حقیری قزوینی

منبع: سایت - باشگاه اندیشه - تاریخ شمسی نشر ۲۹/۰۹/۱۳۸۸

کتابشناسی

۱ Alexander, H.G. The Clarke-Leibniz Correspondence, Manchester, Manchester University Press, ۱۹۵

۲ Aristotle, Metaphysics, trans. W.D.Ross, The Works of Aristotle, vol. VIII, Oxford, Clarendon Press (ca. ۳۳۵ BC), ۱۹۲۸.

۳ Aronson, J.L. ‘Testing for Convergent Realism’ British Journal for the Philosophy of Science ۴۰ (۱۹۸۹):۲۵۵–۶۰.

۴ Aspect, A., Grangier, P. and Roger, C., ‘Experimental realization of the E-PR-B paradox’, Physical Review (le Hess), ۴۸ (۱۹۸۲): ۹۱–۴.

۵ Bell, J. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, Cambridge, Cambridge University Press, ۱۹۸۷.

۶ Bohr, N. ‘Discussion with Einstein’, in P.Schilpp (ed.) Albert Einstein: Philosopher Physicist, vol. I, New York, Harper, ۱۹۴۹, pp. ۲۰۱–۴۱.

۷ Bohr, N. Atomic Physics and Human Knowledge, New York, Wiley, ۱۹۵۸.

۸ Boscovich, R.J. A Theory of Natural Philosophy, Venice, ۱۷۶۳.

۹ Boyle, Hon. R. The Origin of Forms and Qualities, Oxford, ۱۶۶

۱۰ Brown, H.R. and Harré, R. Philosophical Foundations of Quantum Field Theory, Oxford, Oxford University Press, ۱۹۹۰.

۱۱ Butterfield, J. ‘The Hole Truth’, British Journal for the Philosophy of Science ۴۰ (۱۹۸۹):۱–۲۸.

۱۲ Cartwright, N. How the Laws of Nature Lie, Oxford, Clarendon Press, ۱۹۸۳.

۱۳ D’Alembert, J. d’ Traité de Dynamique, Paris, David, ۱۷۹

۱۴ Duhem, P. The Aim and Structure of Physical Theory, Princeton, Princeton University Press, ۱۹۰۶ (۱۹۵۴).

۱۵ Einstein, A. ‘On the electrodynamics of moving bodies’ in H.A.Lorentz et al.; (eds) The Principle of Relativity, New York, Dover, ۱۹۰۵ (۱۹۲۳), pp. ۵۳–۶۵.

۱۶ ——‘Remarks to the Essays Appearing in this Collective Volume,’ in P.A. Schilpp (ed.) Albert Einstein: Philosopher-scientist, New York, Harper, ۱۹۵۹.

۱۷ Galileo, G. Il Saggiatore, (۱۶۲۳) in G.Stillman Drake (ed.) The Discoveries and Opinions of Galileo, New York, Doubleday, ۱۹۵۷.

۱۸ ——Two New Sciences, ۱۶۳۲, trans. H.Crew and A.de Salvio, New York, Dover, ۱۹۱۴.

۱۹ Giere, R. Explaining Science, Chicago, Chicago University Press, ۱۹۸۸.

۲۰ Goodings, D. Experiments and the Making of Meaning, Dordrecht, Kluwer, ۱۹۹۱.

۲۱ Hacking, I. Representing and Intervening, Cambridge, Cambridge University Press, ۱۹۸۳.

۲۲ Harré, R. Great Scientific Experiments, Oxford, Oxford University Press, ۱۹۸۵.

۲۳ Harré, R and Madden, E.H. Causal Powers, Oxford, Blackwell, ۱۹۷۵.

۲۴ Heimann, P.M. and McGuire, J.E. ‘Newtonian Forces and Lockean Powers’, Historical Studies in the Physical Sciences ۳ (۱۹۷۱): ۲۳۳–۳۰

۲۵ Hertz, H. The Principles of Mechanics, ۱۸۹۴, New York, Dover, ۱۹۵

۲۶ Hesse, M.B. Models and Analogies in Science, London, Sheed and Ward, ۱۹۶۱.

۲۷ Honner, J. The Description of Nature, Oxford, Clarendon Press, ۱۹۸۷.

۲۸ Jammer, M. The Concept of Mass, Cambridge, Mass., Harvard University Press, ۱۹۶۱.

۲۹ Locke, J. An Essay Concerning Human Understanding, ed. J.Yolton, London, Dent, ۱۹۶۱.

۳۰ Lucas, J.R. and Hodgson, P.E. Spacetime and Electromagnetism, Oxford, Clarendon Press, ۱۹۹۰.

۳۱ Lucretius, De Rerum Natura c. ۵۰ BC trans. R.E.Latham Harmondsworth, Penguin, ۱۹۵۴.

۳۲ Mach, E. The Science of Mechanics, (۱۸۸۳), La Salle, Open Court, ۱۹۶۰.

۳۳ ——The Analysis of Sensations, Chicago, Open Court, ۱۹۱۴.

۳۴ Maxwell, J.C. The Scientific Papers of J.C.Maxwell, ed. W.D.Niven, Cambridge, Cambridge University Press, ۱۸۹۰.

۳۵ Miller, A. Imagery in Scientific Thought, Boston, Birkhauser, ۱۹۸۴.

۳۶ Minkowski, H. ‘Space and time’ (۱۹۰۸), in H.A.Lorentz et al. (eds) The Principle of Relativity, New York, Dover, ۱۹۲۳.

۳۷ Murdoch, D. Niels Bohr’s Philosophy of Physics, Cambridge, Cambridge University Press, ۱۹۸۷.

۳۸ Nerlich, G. The Shape of Space, Cambridge, Cambridge University Press, ۱۹۷

۳۹ Newton, Sir I. Mathematical Principles of Natural Philosophy (۱۶۸۶), Berkeley, University of California Press, ۱۹۴۷.

۴۰ ——Opticks, (۱۷۰۴), New York, Dover, ۱۹۵۲.

۴۱ Nicholas of Cusa Of Learned Ignorance, (۱۴۴۰), trans. G.Heron London, Routledge and Kegan Paul, ۱۹۵۴.

۴۲ Popper, K.R. The Logic of Scientific Discovery, London, Hutchinson, ۱۹۵۹.

۴۳ ——A World of Propensities, Bristol, Thoemmes, ۱۹۸۱.

۴۴ Ptowski, I. ‘A Deterministic Model of Spin Statistics,’ Physical Review, ۴۸ (۱۹۸۴):۱۲۹۹.

۴۵ Rae, A.I.M. Quantum Physics: Illusion or Reality, (۱۹۸۶), Cambridge, Cambridge University Press, ۱۹۹۴.

۴۶ Redhead, M. Incompleteness, Non-locality and Realism, Oxford, Clarendon Press, ۱۹۸۷.

۴۷ Roche, J. Personal communication, ۱۹۹۰.

۴۸ Smart, J.J.C. ‘Theory Construction’, in A.G.N.Flew (ed.) Logic and Language, Oxford, Blackwell, ۱۹۵۳, pp. ۲۲۲–۴۲.

۴۹ Sneed, J.D. The Logical Structure of Mathematical Physics, Dordrecht, Reidel, ۱۹۷۱.

۵۰ Stegmüller, W. The Structure and Dynamics of Theories, New York, Springer-Verlag, ۱۹۷

پی نوشت مترجم:

۱. space-time

۲. simultaneity

۳. charge

۴. save the appearances

۵. Lucretius, De rerum natura

۶. auxiliary

۷. representational

۸. John Roche

۹. geophysicist

۱۰. آزمایش اینشتاین-پودولسکی-رزن

۱۱. Clarke

۱۲. substantivalist

۱۳. manifold

۱۴. relationist

۱۵. covariance

۱۶. Nicholas of Cusa

۱۷. Voigt

۱۸. Michelson

۱۹. Morely

۲۰. Lorentz

۲۱. Minkowsky

۲۲. Of Learned Ignorance

۲۳. homeomorph

۲۴. paramorph

۲۵. Fage

۲۶. Townsend

۲۷. fluid

۲۸. Maclaurin

۲۹. Boscovich

۳۰. Lucas

۳۱. Hodgson

۳۲. Goodings

۳۳. construal