up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله فيزيک PDF
QR code - فيزيک

فيزيک

تحليل فلسفي فيزيک

فلسفه فيزيک به معناي امروزين کلمه تقريباً از اوايل قرن بيستم و با شکل گرفتن تجربه گرايي منطقي وارد ادبيات فلسفي شد.امروزه در دانشگاه هاي معتبر دنيا کرسي اي با اين عنوان در سطوح مقدماتي و تکميلي ارائه مي شود. هر چند با سلطه نگرش پوزيتيويستي در ميان فيزيکدانان،فيلسوفان حتي حق همراهي با فيزيکدانان را از دست داده اند ولي با اين وجود، فلسفه فيزيک جايگاه خود را پيدا کرده است. به طور کلي فلسفه فيزيک در سه شاخه جريان دارد؛
الف) تحليل فلسفي مفاهيم فيزيکي
به نظر مي رسد نخستين و مطمئن ترين شيوه براي برساختن جهان پيرامونمان توسل به نظريه هاي فيزيکي باشد.اغلب فيزيکدانان اين تصور را دارند که اگر قرار باشد تنها يک طريق براي شناخت جهان مادي وجود داشته باشد،آن شيوه اي است که بهترين نظريه هاي علمي معرفي و پيشنهاد مي کنند.به عنوان مثال در نظريه الکترومغناطيس الفاظي وارد مي شوند مانند: «بار»، «ميدان»،«امواج» و ...کارکرد نظريه الکترومغناطيس اين است که ميان مفاهيم ناظر براين الفاظ و خصوصيات آنها روابطي برقرار کند که اين روابط توسط دستگاهي رياضي بيان مي شوند.به عنوان نمونه اين نظريه توسط چهار معادله منسوب به معادلات ماکسول پايه گذاري مي شود.به محض اين که شخص شناخت نسبي از اين نظريه پيدا کرد استعداد اين را دارد که پرسشگري فلسفي اش شروع به کار کند، پرسشگري اي که در صورت امکان بايد بيرون از کلاس فيزيک جريان داشته باشد.به اين پرسش ها کمي فکر کنيد:آيا معادلات ماکسول مي توانند از معادلات نيوتن استنتاج شوند؟ آيا نظريه الکترومغناطيس سازگار است؟ (يعني نتايج متناقضي به همراه ندارد)آيا نظريه الکترومغناطيس با نظريه گرانش نيوتن سازگار است؟مي توان نظريه الکترومغناطيس را بنا نهاد بدون اين که مفهوم ميدان را وارد کرد؟ اصلاً چرا مفهوم ميدان وارد نظريه الکترومغناطيس شده است؟براي پاسخ دادن به اين پرسش ها علاوه بر اين که دانستن فيزيک ضرورت دارد،مقدار قابل توجهي شم فلسفي و منطق رياضي نيز لازم است. به همين دليل است که فلسفه فيزيک امروزه به عنوان رشته اي مستقل تدريس مي شود.
اما بياييد مفهوم ميدان را واکاوي فلسفي کنيم.همانطور که مي دانيد ميان دو جرم نيروي گرانشي وجود دارد که دو جسم را به سمت يکديگر جذب مي کند.اين نيرو با مقدار اجرام نسبت مستقيم و با مجذور فاصله دو جسم نسبت عکس دارد. مثلاً اگر فاصله نصف شود، نيروي گرانش ميان دو جسم چهار برابر مي شود.
حال پرسش مهم اين است که اگر يکي از اجسام را از سر جايش تکان بدهيم، همزمان نيروي وارد بر جسم ديگر تغيير مي کند يا فاصله زماني طول مي کشد تا اين تغيير نيرو منتقل شود؟ اين همان سؤالي است که براي نيوتن نيز از اهميت فراواني برخوردار بود و چون در هستي شناسي نيوتن تنها ذرات وجود داشتند تغيير نيرو بايد به صورت همزمان منتقل مي شد،چرا که واسط ذره اي ميان دو جسم وجود ندارد. اصطلاحاً گفته مي شود اگر اثري فيزيکي از يک هويت به هويت ديگر به صورت همزمان انتقال يابد،کنش از دور(Action at a distance ) وجود دارد. کنش از دور همانطور که براي خود نيوتن ناخوشايند بود براي بسياري از فلاسفه و فيزيکدانان ديگر نيز ناخوشايند است.
اهميت فلسفي اين موضوع در اين است که به شدت با هر تحليلي از عليت گره مي خورد.اگر کنش از دور وجود داشته باشد پس مي توانيم بگوييم که علت در معلول بصورت همزمان اثر مي کند.هيوم از نسل فلاسفه قديم(در رساله) و لويس از فلاسفه معاصر(در مقاله «وابستگي خلاف واقع و جهت زمان»)، از جمله کساني هستند که اين خصوصيت رابطه علي را نمي پذيرند.اما براي اين که از دست کنش از دور رهايي يابيم ناچاريم هستي شناسي خود را متورم کنيم و هويت ديگري را مفروض بگيريم:ميدان.مفهوم ميدان به شکل دقيقش براي نخستين بار در قرن نوزدهم توسط فارادي و ماکسول وارد فيزيک شد.معادلات ماکسول، معادلات ديفرانسيلي بر روي ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي است. کارکرد اين هويت جديد اين است که در انتقال نيروي الکترومغناطيس از باري به بار ديگر واسطه علي مي شود.نيروي گرانش نيز در قرن بيستم و توسط نظريه نسبيت عام شکل ميداني پيدا کرد.پس جهان تصوير شده از فيزيک جهاني دوگانه است،جهاني شامل دو هويت مستقلِ ذره و ميدان.
بررسي اين نمونه نشان مي دهدکه اين شاخه از فلسفه فيزيک علاوه بر اين که با مباحث علم فيزيک همپوشاني مي کند، با مباحث متافيزيکي نيز گره مي خورد که عليت نمونه بارز آن است.
ب) ساختار نظريه هاي فيزيکي
در يکي ديگر از شاخه هاي اصلي فلسفه فيزيک به اين موضوع پرداخته مي شود که شکل منطقي- رياضي نظريه هاي علمي چگونه است و يا اين که چگونه بايد باشد.براي اين که فلاسفه قادر باشند با شفافيت به تحليل نظريه هاي فيزيکي بپردازند،بايد نظريه هاي فيزيک جدا از آنچه که در کتاب هاي درسي فيزيک به نگارش در مي آيند،صورت بندي شوند.چراکه نظريه هاي معرفي شده در کتابهاي درسي دانشگاهي هدف شان صراحت منطقي نيست، بلکه فهماندن نظريه است.به همين دليل عده اي از فلاسفه فيزيک به اين امر مشغول هستند و ادعا دارند قبل از اين که مشکلات فلسفي ناظر بر نظريه هاي علمي را حل کنيم بايد شکل منطقي آنها را صورتبندي کنيم. به عنوان مثال در نزد فلاسفه علم استاندارد مثل کارنپ،همپل،رايشنباخ و.... نظريه فيزيکي مجموعه اي از گزاره هاست و عبارت است از يک زبان صوري شده در منطق مرتبه اول که توسط قواعد تطابقي تعبير تجربي پيدا مي کند.با انتقادات کوهن اين نظر فلاسفه علم استاندارد نيز مانند ساير نظرات شان فرو ريخت. اگرچه بديل ساختارگرايي همزمان با انتقادات کوهن توسط پاتريک سوپيز پيشنهاد شد اما تا دهه ۸۰ و ۹۰ اين روش تقريباً مسکوت ماند.در نظر ساختارگرايان نظريه، مجموعه اي از مدل هاست.امروزه ساختارگرايي مهمترين نحله فلسفه فيزيک است که در ديگر مسائل فلسفه علم نيز پيشرو است.اين شاخه از فلسفه فيزيک به نحو عالي منطق، رياضي، فيزيک و فلسفه را در هم مي آميزد و بيشتر در کشورهاي اروپايي خصوصاً آلمان و هلند جريان دارد.
ج) فلسفه فيزيک؛محور فلسفه علم
مسأله تبيين، تمايز علم از غير علم،قوانين طبيعت،واقع گرايي و... از مهمترين موضوعات فلسفه علم است.فيزيک به عنوان بالغ ترين علوم، نقش مهمي در تنازعات مربوط به اين مسائل بر عهده دارد.به عنوان مثال مکانيک کوانتومي نقش مهمي در منازعه واقع گرايي ضد واقع گرايي ايفا کرده است.طبق واقع گرايي علمي، هويات مفروض در نظريه هاي علمي مستقل از اين نظريه ها وجود دارند،گزاره هاي اين نظريه ها يا صادق هستند و يا کاذب و در نهايت بهترين نظريه هاي علمي ما، جهان را همانطور که در واقع است، توصيف مي کنند.
نگاهي به نتايج حاصل از مکانيک کوانتومي مي اندازيم:
الف)خصوصيات اشيا قبل از اندازه گيري وجود ندارد. به عنوان نمونه در فيزيک کلاسيک قبل از اين که مکان شيء اي را اندازه گيري کنيم،شيءداراي خصوصيت مکاني است، اما در مکانيک کوانتومي نمي توان از خصوصيت مکاني شيء قبل از اندازه گيري سخن گفت.
ب) جهان تصوير شده حاصل از فيزيک کلاسيک و جهان تصوير شده حاصل از مکانيک کوانتومي را نمي توان به نحو سازگاري توأمان تصور کرد.به نظر مي رسد که واقع گرايي علمي به نحو آشکاري با نتايج مکانيک کوانتومي در تعارض است.بنابراين هر نظريه اي در باب واقع گرايي علمي بايد اين نتايج را در نظر داشته باشد.ديگر مسائل مربوط به فلسفه علم نيز به همين نحو با نتايج فلسفي نظريه هاي فيزيک گره مي خورند. شاخه سوم فلسفه فيزيک جايگاه خود را در فلسفه علم به معناي عام، پيدا مي کند.
● درباره پاتريک سوپيز
پاتريک سوپيز متولد ۱۹۲۲ از مهمترين فلاسفه فيزيک است. در سال ۱۹۴۳ مدرک کارشناسي خود را در رشته هواشناسي از دانشگاه شيکاگو اخذ کرد.به قول خودش هواشناسي به وي آموخت که تمايز قاطعي ميان علوم فيزيکي و علوم انساني وجود ندارد.در سال ۱۹۵۰ مدرک دکتراي فلسفه خود را از دانشگاه کلمبيا در موضوع کنش از دور زير نظر ارنست نيگل دريافت کرد.هر چند علاقه وي بررسي اصل موضوع سازي نظريه هاي فيزيکي بود ولي نيگل به وي پيشنهاد مي کند که رهيافتي غير صوري را برگزيند.سپس به استنفورد مي رود وبا مک کينزي منطقدان و ديويدسون همکار مي شود.در برکلي تحت تأثير تارسکي قرار مي گيرد و ايده اصل موضوعي ساختن نظريه هاي فيزيکي بر مبناي نظريه مجموعه ها را براساس نظريات وي بنا مي نهد. مباني فيزيک، مکانيک کوانتومي، نظريه اندازه گيري، نظريه تصميم، روانشناسي زبان وآموزش رياضيات از جمله زمينه هاي کاري وي بوده اند.آخرين کتاب وي بازنمايي و ناوردايي ساختارهاي علمي است که در سال ۲۰۰۲ توسط انتشارات دانشگاه شيکاگو منتشر شد.
● براي مطالعه بيشتر
در مورد بخش اول کتاب مقدمه اي بر فلسفه فيزيک:موضعيت،ميدان ها، انرژي و جرم
An Introduction to Philosophy of Physics:Locality,Fields,energy and Mass
نوشته مارک لنگ (M.Lang)از جمله کتاب هايي است در اين شاخه از فلسفه فيزيک که به زباني ساده به رشته تحرير در آمده است.براي آشنايي بيشتر با ساختار نظريه ها دو مقاله از پيشگامان ساختارگرايي يعني جوزف اسنيد(J.Sneed) و ولفگانگ اشتگمولر (W.Stegmuller) توسط دکتر شاپور اعتماد ترجمه و در کتاب «ديدگاه ها و برهان ها» توسط نشر مرکز انتشار يافته است.کتاب ساختار منطقي رياضي- فيزيک (Logical Structure Of Mathematical Physics)نوشته اسنيدکتابي کلاسيک والبته مشکل در اين زمينه است.ون فراسن (V.Fraasen)نيز در فصل دوم کتاب تصوير علمي(Scientific Image) به شيوه اي ساده به معرفي ساختار و مدل مي پردازد.

کاني کانيها ترکيبات طبيعي هستند که طي فرايندهاي زمين شناختي بوجود مي آيند. واژه کاني به ترکيباتي اطلاق مي گردد که از يک سو ترکيب شيميايي و از سوي دي ...

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شدهاست.اولين ليزر جهان توسط تئود ...

فيزيک ذرات بنيادي يکي از شاخه‌هاي علم فيزيک مي‌باشد، که به بررسي اين که ماده از چه چيزي ساخته شده‌است مي‌پردازد. در اين شاخه از فيزيک به بررسي ماده در ...

شيمي فيزيک (Physical chemistry) بخشي از علم شيمي است که در آن ، از اصول و قوانين فيزيکي ، براي حل مسائل شيميايي استفاده مي‌شود. به عبارت ديگر ، هدف از ...

فيزيک پزشکي به معني کاربرد فيزيک در حرفه پزشکي است، مانند راديوگرافي ، سونوگرافي ، بينايي سنجي و غيره. چون بيوفيزيک به معني فيزيک حيات است، فيزيک پزشک ...

زمان ظهور نانوسراميک ها را مي توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد ...

ليزر به وسيله اي گفته مي شود که نور را به صورت پرتوهاي موازي بسيار باريکي که طول موج مشخصي دارند ساطع مي کنند. اين دستگاه از ماده اي جمع کننده يا فعال ...

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است.اولين ليزر جهان توسط تئو ...

دانلود نسخه PDF - فيزيک