انتشارات ققنوس | شناخت مفاهیم فیزیک: فضا- زمان
 

شناخت مفاهیم فیزیک: فضا- زمان

 
روزنامه شرق ـ 4 مهر 1396
 
 
شناخت «مفاهیم» فیزیک: فضا- زمان
طی قرون گذشته علم فیزیک پیشرفت چشمگیری در شاخه‌های مختلف داشته و بیش از پیش درگیر ریاضیات و فرمول‌ها شده است چنانکه دیگر کمتر به معنای هستی‌شناسانه نظریات فیزیک توجه می‌شود. بی‌تردید علم فیزیک در نسبت با علوم دیگر بیشتر با طبیعت در ارتباط است و به همین دلیل باید نظریات فیزیک را به شکل ملموس‌تری درک کرد. ازاین‌رو، برای شناخت هستی و جهان لاجرم باید به مفاهیم فیزیک و مباحث فلسفی توجه داشت. کل واقعیت فیزیکی‌ای که با روش عمومی سودمندی بررسی می‌شود به فلسفه فیزیک مربوط است. مثلا دنیای فیزیکی با جنبه‌های فضایی و زمانی نمایان می‌شود، بنابراین وجود و ماهیت فضا و زمان مبحثی اساسی است. همچنین ماده، یعنی خمیرمایه‌ای که میزها، صندلی‌ها و سیارات از آن ساخته می‌شوند. اما در کشور ما کمتر به مفاهیم فیزیک توجه می‌شود و درس فیزیک چه در دبیرستان و چه در واحدهای عمومی دانشجویان فنی مبهم و تقریبا قطع از عالم واقع است. مثلا کمتر دانش‌آموز یا حتی دانشجوی فنی را می‌توان سراغ گرفت که قوانین نیوتن، اندازه حرکت یا سرعت نسبی را به‌خوبی درک و از آن مهم‌تر احساس کرده باشد. ازاین‌رو، میان آنها و علم فیزیک فاصله ایجاد شده است. البته در این میان خطایی متوجه دبیران فیزیک نیست. چون در مدت‌زمانی کوتاه باید خروارها فرمول و مطلب را تدریس کنند. بااین‌حال، خبری از آموزش، درک و احساس «مفاهیم» فیزیک نیست. تعداد حیرت‌انگیز کتاب‌های تستی و نکات کنکوری خود گواهی است بر این موضوع که تمایلی به درک مفاهیم فیزیکی وجود ندارد. حال ‌آنکه برخی خواهان کتاب‌هایی چون «فیزیک و واقعیت»، «جزء و کل»، «تاریخچه زمان»، «جهان در پوست گردو»، «جهان‌های موازی» و آثاری از این دست هستند. بااین‌حال، هنوز شمار این دست آثار بسیار کم است. به تازگی کتاب «فلسفه فیزیک: فضا و زمان» (٢٠١٢) اثر تیم مادلین، استاد فلسفه دانشگاه نیویورک، از سوی انتشارات ققنوس منتشر شده که به مباحث فلسفی فضا و زمان در فیزیک می‌پردازد و می‌تواند کتابی سودمند در این زمینه باشد.

فلسفه فیزیک شاخه‌ای است از فیزیک که به‌معنای واقعی کلمه با فیزیک مرتبط است. انواع سوال‌هایی که مطرح می‌کند از همان دست پرسش‌هایی است که فیزیکدانان می‌پرسند و همچنین در زمره پرسش‌هایی‌اند که نظریات فیزیکی به‌لحاظ تاریخی کوشیده‌اند به آنها پاسخ دهند. اما نویسنده کتاب مدعی است «بخش شگفت‌آوری از فیزیک می‌تواند بدون جواب این سؤال‌‌ها پیش رود». مثلا علم ترمودینامیک را در نظر بگیرید که هدف آن محاسبات دقیق ریاضی برای چگونگی انتشار گرما در سرتاسر یک شیء و از یک شیء به شیء دیگر است. می‌توان تمام جزئیات حاکم بر معادلات شمارش گرما را درک کرد بی‌آنکه دانست گرما چیست. برای کسی که در کارخانه ذوب‌آهن کار می‌کند مهم نیست ماهیت گرما چیست. او فقط می‌خواهد بداند چقدر طول می‌کشد آهن سرد شود. برای فیلسوف فیزیک نیز زمان دقیق سردشدن آهن اهمیتی ندارد. اما برای فیزیکدان تجربی هم ماهیت گرما مهم است و هم محاسبات ترمودینامیکی. بااین‌حال‌، آموزش فیزیک معاصر بیشتر به فکر کسی است که در کارخانه ذوب‌آهن کار می‌کند و کمتر به پرسش‌های فلسفی مربوط به ماهیت گرما یا ماهیت فضا و زمان یا ماده می‌پردازد. کتاب «فلسفه فیزیک» هم به درد علاقمندان به واقعیت فیزیکی می‌خورد و هم دانشجویان فیزیک. کتاب حاضر به سه بخش تقسیم و در دو جلد منتشر شده که ترجمه حاضر مربوط به مجلد اول است. این جلد به ماهیت فضا و زمان می‌پردازد و تاریخچه مختصری از مباحث پیرامون فضا و زمان را از طبیعت ارسطو و فیزیک کلاسیک (نیوتن) تا نسبیت خاص و عام شرح می‌دهد. مجلد دوم درباره ماده است.
در فیزیک سرگذشت جهان فیزیکی در فضا و زمان ادامه می‌یابد. اما خود فضا و زمان وجودهای مبهمی‌اند. دنیای فیزیکی خود را به شکل مجموعه‌ای از امور واقع در فضا به ما نشان می‌دهد که از حیث زمانی همزمان با هم زندگی می‌کنند یا در پی یکدیگر می‌آیند. اما خود فضا و زمان بر حواس ما پدیدار نمی‌شوند: آنها هیچ رنگ، طعم، صدا، بو یا شکل عینی‌ای ندارند. بااین‌حال، به نظر می‌رسد فضا و زمان ساختار هندسی دارند. نویسنده در این کتاب می‌کوشد به دقت این ساختار را توضیح ‌دهد. او نظریات گوناگونی را در این‌باره بررسی می‌کند و نشان می‌دهد که این ساختار دقیقا چیست و چه چیزی دارد. برای این منظور در آغاز توضیحاتی درباره طبیعت ارسطو، فیزیک نیوتنی، تشریح هندسه اقلیدسی و تغییرات توپولوژیک ارائه می‌دهد. سپس به نظریات جدید می‌پردازد. در درجه اول نظریه نسبیت نظریه‌ای درباب هندسه فضا - زمان معرفی می‌شود. نسبیت خاص با جزئیات کافی شرح داده می‌شود چنانکه مشکلات خاص مربوط به رفتار ساعت‌ها و اشیای صلب در دنیای نسبی‌گرایانه برطرف می‌شود. اما نسبیت عام با موشکافی کمتری بررسی شده است. چون نویسنده تاکید دارد هدفش تبیین این موضوع است که چگونه کاربرد دستگاه‌های مختصات در فیزیک به ساختار هندسی زیربنایی وابسته است. او پایه‌های مفهومی این نظریات را بیان می‌کند. برای این منظور نخست روایت‌های کلاسیک فضا- زمان مرور می‌شود: از لحظه تولد فیزیک در یونان باستان تا قانون اول نیوتن و فضای مطلق، زمان مطلق، پایندگی فضای مطلق و متافیزیک فضا. سپس به قانون دوم نیوتن، مسائل حساب، هندسه، دستگاه‌های مختصات، تقارن فضا و مباحث لایب‌نیتس و کلارک پرداخته می‌شود تا شاهدی باشند برای ساختارهای فضایی و زمانی. سپس روند حذف ساختارهای مشاهده‌پذیر با فضا- زمان و نسبیت گالیله‌ای روایت می‌شود تا اینکه به نسبیت خاص و مباحث مینکوفسکی برسد. در ادامه فیزیک اندازه‌گیری بررسی می‌شود که هدف کتاب حاضر است. فرضیه ساعت، افزایش‌های انتزاعی و فیزیکی، تغییرناپذیری سرعت نور و توصیفات دقیق‌تر و عمیق‌تر اصول فیزیکی از جمله مباحثی است که در این بخش توضیح داده می‌شود. حال خواننده آمادگی مطالعه درباره نسبیت عام را دارد، شاید جنجالی‌ترین و مهم‌ترین دستاورد علمی نوع بشر. در این بخش فضای خمیده و فضا- زمان خمیده، سیاه‌چاله‌ها و انفجار بزرگ بررسی می‌شود. در پایان این مجلد نیز درباره مباحث هیجان‌انگیزی چون هندسه زمان، مشکل فنی سفر زمان، جهت زمان و توپولوژی زمان بحث می‌شود.­

 

ثبت نظر درباره این نقد
نظرات
رعنا
25/10/1396 12:31 ب.ظ
با سلام و احترام
آقای دکتر غزالی فر، دکترای فلسفه نیز یادداشت زیبایی درباره کتاب "فلسفه فیزیک فضا و زمان" نوشته اند که پیشنهاد می شود در صورت امکان در این جا از آن استفاده شود.
با سپاس
عضویت در خبرنامه