عروج علوم

فصل ششم از بخش تاریخ مدرن

تاریخ فلسفه غرب اثر برتراند راسل

ترجمه: اعظم کم گویان

قسمت سوم

بنابراین نیوتون قادر شد قانون جاذبه را اعلام کند: "هر جسمی جسم دیگر را با نیروئی که مستقمیا متناسب با وزن هر دو جسم و در رابطه معکوس با مجذور فاصله بین آن دو قرار دارد جذب می کند." از این فرمول او قادر شد همه چیز را در تئوری سیاره ای استنتاج کند: حرکات سیارات و اقمار آنها و مدارهای شهاب های آسمانی و جزر و مدها. بعدها آشکار شد که حتی خروج مختصر از مدارهای سیاره ها از قوانین نیوتون قابل استنتاج بودند. پیروزی چنان تکمیل بود که نیوتون در خطر تبدیل شدن به ارسطویی دیگر و تحمیل مانعی بزرگ بر سر راه پیشرفت بود. در انگلستان تا یک قرن پس از مرگش مردم نتوانستند خود را کاملا از مرجعیت و اتوریته وی خلاص کنند و یا دانشمندان نتوانستند در موضوعاتی که نیوتون روی آنها کار کرده بود کار ارژینالی ارائه بدهند.

قرن هفدهم نه فقط در ستاره شناسی و علم دینامیک بلکه در بسیاری از مسایل مربوط به علوم برجسته و قابل ملاحظه بود.

اولین مساله ابزارهای علمی بود. میکروسکوپ مرکب قبل از آغاز قرن 17 در سال 1590 اختراع شد. تلسکوپ در 1608 توسط یک هلندی بنام لیپرشی اختراع شد هرچند این گالیله بود که اولین بار برای مقاصد علمی از آن استفاده جدی کرد. گالیله دماسنج را اختراع کرد. شاگرد او توریچلی بارومتر (فشار سنج) را اختراع کرد. جیوریک (86- 1602) پمپ هوا را اختراع کرد. ساعت ها گرچه جدید نبودند اما در قرن هفدهم اساسا با کار گالیله بسیار بهبود یافتند. مشاهده علمی با اتکا به این اختراعات بسیار دقیق تر و تکمیل تر از آنچه که تا آن زمان بود گردید.

بعد – کار مهم در زمینه علوم دیگری غیر از ستاره شناسی و دینامیک بود. گیلبرت (1603-1540) کار مهم خود در زمینه مغناطیس را ارائه داد. هاروی (1657-1578) سیستم گردش خون را کشف کرد و کشف خود را در 1628 انتشار داد. لی وان هوک (1723-1632) اسپرماتوزوئید را کشف کرد گرچه فرد دیگری بنام استفان هام چند ماه قبل از او این کشف را کرده بود. لی وان هوک پورتوزوا یا ارگانیسم های تک یاخته ای و حتی باکتریها را کشف کرد. روبرت بویل (91-1627) که به ما که بچه بودیم بعنوان پدر علم شیمی تدریس می شد  اکنون صاحب قانون بویل نامیده می شود که مبنی بر این است که در مقدار معین گاز در حرارت مشخص – فشار رابطه معکوسی با حجم دارد.  

تابحال من چیزی در مورد ریاضیات بطور اخص نگفته ام اما قرن هفدهم در این زمنیه هم عظیم بود و نقش غیرقابل انکاری در پیشرفت علوم تجربی داشت. ناپیر اختراع خود – لگاریتم – را در 1615 منتشر کرد. هندسه مختصات از کار تعدادی از ریاضی دانان قرن هفدهم از جمله دکارت که سهم عظیمی در این امر داشت نشات گرفت. حساب دیفرانسیل و انتگرال مستقلا توسط نیوتون و لیب نیز اختراع شد که ابزار تقریبا همه ریاضیات عالی بودند. اینها دستاوردهای بسیار بارزی در زمینه ریاضیات معاصر بودند.

نتیجه کار علمی که ما دیدیم نگرش انسانهای تحصیلکرده را کاملا متحول کرد. در اتبدای قرن سر توماس براون در محاکمه جادوگران شرکت کرد در آخر قرن چنین امری محال بود. در زمان شکسپیر شهاب ها هنوز نشان بلا و مصیبت تلقی می شدند بعد از نشر اثر نیوتون بنام پرینسیپیا در 1687 مشخص شد که او و هالی مدار شهاب های معینی را محاسبه کرده اند و آنها هم مانند سیارات تابع قانون جاذبه هستند. قانون- جایگاه خود را بر تخیل و ذهنیت انسان حاکم کرد و چیزهایی  مانند جادو و ساحرگی کمیاب شدند. در 1700 نگرش ذهنی انسان تحصیلکرده کاملا مدرن بود در 1600 بجز تعداد اندکی این ذهنیت غالبا قرون وسطایی بود.

در ادامه این فصل من سعی می کنم اعتقادات فلسفی که بدنبال علوم قرن 17 ظهور کردند و برخی از جنبه هایی را که علوم مدرن از علم نیوتون متمایز است را مطرح کنم.

 اولین مساله قابل توجه کنار گذاشتن تقریبا هر رد و نشانی از روح  در قوانین فیزیک است. یونانیان گرچه علنا نمی گفتند اما آشکارا قدرت حرکت را نشانی از زندگی می دیدند. در مشاهده از سر عقل سلیم بنظر می آید که حیوانات خود را تکان می دهند و می جنبند در حالیکه مواد و اجسام مرده زمانی حرکت می کنند که توسط نیرویی خارجی بحرکت دربیایند. روح یک حیوان در فلسفه ارسطو فونکسیونهای گوناگونی دارد که یکی از آنها حرکت بدن حیوانات است. خورشید و سیارات در تفکر یونان مستعد و در خور خدایی شمرده می شوند یا حداقل توسط خدایان تنظیم شده و به حرکت در می آیند. آناکساگوراس برعکس این فکر می کرد اما خداناشناس بود. دموکریتوس هم مخالف بود و در مقابل افلاطون و ارسطو به استثنای طرفداران اپیکور مورد بی توجهی همه قرار گرفت. اعداد 47 یا 55 به حرکت در آورنده در فلسطه ارسطو مبتنی بر ارواح آسمانی و منشا نهایی تمام حرکات در آسمانها هستند. هر جسم که در حال حرکت نباشد اگر بحال خود گذاشته شود – بی حرکت خواهد شد. بنابراین تاثیر و عمل روح بر ماده باید دائما در جریان باشد تا حرکت ادامه داشته باشد.

اولین قانون حرکت نیوتون اینها همه را تغییر داد. مواد بیجان اگر بحرکت بیفتند به حرکت خود ادامه خواهند داد تا زمانی که توسط عامل خارجی از حرکت بازداشته شوند. بعلاوه معلوم شد که عوامل خارجی خود مادی هستند. منظومه شمسی با قوانین خود به حرکتش ادامه میداد و هیچ دخالت خارجی لازم نداشت. هنوز بنظر می آمد که خدا برای به کار انداحتن مکانیسم حرکت لازم بود: سیارات طبق نظر نیوتون ابتدا توسط دست خدا به کار انداخته شدند اما پس از اینکه خدا این کار را انجام داد با قانون جاذبه دیگر همه چیز بدون نیاز به دخالت الهی به کار خود ادامه م یداد. وقتی که لاپلاس مطرح کرد که همان نیروهایی که اکنون عمل می کنند ممکن است موجب منشا گرفتن سیارات از خورشید شده باشند و به این ترتیب سهم خدا در روند طبیعت به عقب تر و عقب تر رانده می شد. خدا ممکن بود بعنوان خالق باقی بماند اما همان هم مورد تردید بود چون روشن نبود که جهان آغازی داشته است. گرچه بسیاری از دانشمندان دیندار بودند اما نگرشی که از کار آنها حاصل می شد اورتدکسی دینی را مختل می کرد و علمای دینی بشدت احساس ناراحتی و ناخوشایندی می کردند.    

مساله دیگری که از علوم نتیجه می شد تغییر در جایگاه انسان در جهان بود. در دنیای قرون وسطی زمین مرکز آسمانها بود و همه چیز در ارتباط با انسان دارای هدف و مقصود بود. در دنیای نیوتونی – زمین یک سیاره کوچک و جزئی یک کهکشان نه چندان مهم بود و فواصل ستاره ای چنان وسیع بودند که زمین در مقایسه مانند یک نقطه سوزن محسوب می شد. بعلاوه "مقصود" که از زمان ارسطو بخش غیرقابل تفکیکی از علوم بود از روش علمی کنار گذاشته شد. هرکس همچنان می توانست به بهشت آسمانها برای تقدیس خداوند معتقد باشد اما کسی اجازه نمی داد که این عقیده در محاسبات ستاره شناسی دخالت کند. شاید جهان مقصودی داشته باشد اما مقاصد دیگر وارد توصیف و توضیح علمی پدیده ها نمی شدند.

شاید بنظر می آمد که تئوری کوپرنیک غرور انسان را جریحه دار کرده باشد اما در واقع عکس این اتفاق افتاد چون پیروزیهای علوم غرور انسان را زنده و احیا کرد. دنیای در حال مرگ عهد عتیق با یک حس گناه تصدیع شده بود و این حس را در قرون وسطی مانند یک ستم به میراث گذاشت. در آن فضا در مقابل خدا خضوع نشان دادن درست بود چون خدا غرور را مجازات می کرد. طاعون ها و سیل ها و زلزله ها ترک ها و تاتارها و شهاب های آسمانی قرونی تیره و ملالت بار را رقم می زدند و تصور می شد که تحمل و دم برنیاوردن به این بلاهای واقعی خاتمه بدهد. اما زمانی که انسانها چنین پیروزیهایی را در سایه علم خلق می کردند – فروتنی غیرممکن می شد.  

طبیعت و قوانین طبیعت در تاریکی قرار داشتند

خداوند گفت: بگذار نیوتون باشد – و همه چیز روشن شد

و در مورد لعنت خدا و رفتن به جهنم مطئنا خالق کائنات به این عظمت باید کارهای بهتری از فرستادن مردم به جهنم بخاطر اشتباهات کوچک دینی داشت. یهودا اسکاریوت ممکن بود لعنت شود نه نیوتون – با وجودی که از نژاد آریائی بود.

البته دلایل دیگری برای رضایت از خود وجود داشت: تاتارها به آسیا محدود بودند و ترک ها دیگر خطری محسوب نمی شدند. شهاب ها توسط هالی کنترل شدند و در در مورد زلزله ها گرچه محتمل بودند برای دانشمندان چنان جالب بودند که بسختی می توانستند آن را رد و طرد کنند. مردم اروپای غربی سریعا ثروتمند می شدند و به اربابان جهان تبدیل می شدند: شمال و جنوب آمریکا را تصرف کردند در اروپا و هندوستان قدرت داشتند در چین مورد احترام بودند و در ژاپن از آنها می ترسیدند. اگربه همه اینها پیروزیهای علوم را اضافه کنید مردان قرن هفدهم خود را انسانهای شایسته ای می دانستند نه گناهکاران بدبختی که در روزهای یکشنبه دست به دعا و زاری بر می دارند.

جوانبی هست که در آنها مفاهیم تئوریک مدرن فیزیک با سیستم نیوتون فرق می کند. اول از همه مفهوم نیرو که در قرن هفدهم بسیار مطرح بود و معلوم شد غیرضروری و زائد بوده است. برای نیوتون نیرو عامل تغییر است چه در مقدار و چه در جهت. مساله علت مهم بنظر می آید و نیرو چیزی تصور می شود که ما وقتی که چیزی را می کشیم یا هل می دهیم آن را تجربه می کنیم. به این دلیل نیرو بعنوان عاملی علیه جاذبه در نظر گرفته می شد و نیوتون خود تصدیق کرد که باید وسیله ای موجود باشد که جاذبه از آن طریق منتقل شود. بتدریج معلوم شد که کلیه معادلات می توانند بدون در نظر گرفتن نیرو نوشته شوند. آنچه که قابل مشاهده بود رابطه ای معین بین شتاب و ترتیب بود و گفتن اینکه این رابطه از طریق "نیرو" تامین شد – چیزی  به دانش ما اضافه نمی کند. مشاهدات نشان می دهد که سیاره ها در همه حال دارای شتابی به سوی خورشید هستند که رابطه معکوسی با مجذور فاصله آنها از خورشید دارد. گفتن اینکه این ناشی از "نیروی" جاذبه است چیزی نگفتن است مانند این است که بگویی تریاک انسان را خمار و خواب آلود می کند چون یک اثر خواب آلود کننده دارد. بنابراین فیزیکدان مدرن صرفا فرمولی را که شتاب را تعیین می کند اعلام کرده و یکسره از کلمه "نیرو" اجتناب می کند. "نیرو" شبحی رو به زوال در دیدگاه  توضیح زندگی بر مبنای اصل نیرو و نه خصوصیات مادی و شیمیایی و فیزیکی بود. بتدریج روح این شبح توسط جن گیرها احضار و خارج گردید و بی خاصیت گردید! تا قبل از ظهور مکانیک کوانتم تغییری برای تعدیل در دو قانون اول حرکت و اساس آنها (که قوانین دینامیک را بر حسب شتاب توضیح می دهد) اتفاق نیفتاد. از این لحاظ کوپرنیک و کپلر باید در زمره متفکرین عصر عتیق بحساب بیایند. نیوتون روشن ساخت که قوانینی که بر حسب شکل باشند فقط یک تخمین هستند. سیارات بدلیل اغتشاش ناشی از کشش به سمت سایر سیارات دیگر در مدارهای بیضی کامل و دقیقی نمی چرخند و به همین دلیل هم مدار یک سیاره هم هیچوقت مانند قبل خود تکرار نمی شود. اما قانون جاذبه که به مساله شتاب پرداخت هم ساده بود و هم تا دویست سال پس از زمان نیوتون کاملا دقیق محسوب می شد. وقتی انشتین آن را تغییر داد باز هم قانونی بود که به شتاب می پرداخت.   

حقیقت این است که اصل حفظ انرژی قانونی است که به سرعت می پردازد و نه شتاب. اما در محاسباتی که این قانون به کار برده می شود همچنان شتاب در نظر گرفته می شود.

در مورد تغییراتی که توسط مکانیک کوانتم بعمل آمد این تغییرات عمیق هستند اما همچنان و تا اندازه ای موضوع بحث و جدل و عدم قطعیت هستند.

تحولی ناشی از فلسفه نیوتونی هست که باید اینجا به آن اشاره کنیم که عبارت از رد و کنار گذاشتن زمان و فضای مطلق است. خواننده بیاد می آورد که این مساله در ارتباط با دموکریتوس طرح شد. نیوتون به فضایی که از مواد و نقاطی تشکیل شده و زمانی که از لحظاتی تشکیل شده – عقیده داشت که این فضا و زمان وجودی مستقل از اجسام و رویدادهایی که آنها را اشغال می کند – دارند. در مورد فضا - نیوتون برای اثبات دیدگاهش یک استدلال امپریستی داشت که بر این بود که پدیده های فیزیکی ما را قادر به تشخیص چرخش مطلق می کنند. اگر آب در یک سطل می چرخد در دیواره های سطل بالا و پائین می رود و در مرکز فشرده و متمرکز می شود. اما اگر خود سطل بچرخد چنین اثری اتفاق نمی افتد. از زمان نیوتون تجربه فوکو پندولوم ارائه شده که چرخش زمین را نشان می دهد. حتی در مدرن ترین دیدگاهها – مساله توضیح چرخش مطلق کماکان دشواریهایی دارد. اگر همه حرکات نسبی بانشد تقاوت بین فرضیه چرخش زمین و گردش آسمان کاملا هیچ و پوچ است. اما اگر آسمان بچرخد ستاره ها سریعتر از نور حرکت می کنند که این غیر ممکن است. نمی توانیم بگوئیم که پاسخ های جدید به این مساله کاملا راضی کننده و مطلوب است. اما تا آن اندازه قانع کننده هست که تقریبا باعث شده که فیزیکدانان این دیدگاه را که حرکت و فضا کاملا نسبی هستند – را بپذیرند. این در ترکیب با ملقمه فضا و زمان به فضا – زمان بطور قابل ملاحظه ای دیدگاه ما را در مورد کائنات که از گالیله و نیوتون نتیجه می شد را عوض کرده است. اما در این مورد و تئوری کوانتم فعلا اینجا چیزی نمی گویم.