w a n d e r e r

راه حلی برای مسئله ی گرمایش در تاج خورشیدی

wanderer — Thu, 07 Jun 2007 06:23:18 GMT

« اين پژوهش با پشتيباني ناسا و دفتر تحقيقات ناوال صورت گرفته است . »

چكيده :

در اين مقاله برآنيم تا نشان دهيم كه مسئله ي گرمايش در تاج خورشيدي تا چه حد چالش برانگيز است ، و بر مراحلي تاكيد مي كنيم تا به راه حلي قطعي در اين زمينه دست يابيم . از فلوچارتي كه براي گرمايش در تاج خورشيدي در نظر گرفته ايم مضامين مهم گوناگوني را كشف مي كنيم . از مقياس هاي بزرگ و كوچكي كه كل ميدان مغناطيسي تاج را پوشش مي دهند استفاده مي كنيم . بيش ترين نقش عمده ي مقياس كوچك در بررسي جريانات سطحي ، مرحله ي انتقال ، نواحي فعال ، لايه هاي تشديد و شوك هايي است كه در تاج برقرارند . هم چنين در مي يابيم كه اتصالي فيزيكي بين تاج خورشيدي و اتمسفر پايين تر وجود دارد كه عاملي اساسي براي منبع انرژي تاج و تغييرات آن و هم چنين واكنش پلاسما ي تاج به گرمايش ، مي باشد .با بسط دادن شرايط مرزي فوتوسفر برخي از خواص ميدان مغناطيسي تاج خورشيدي از جمله انرژي ، جريانات سطحي و تغييرات آن ها مشخص مي شوند . دما و چگالي و اثرات تابشي نيز كه ازخواص پلاسماي تاج اند به چندين عامل بستگي دارند كه اساسي ترين آن ها شار گرمايي است . از ديگر دريافت هاي ما در اين پژوهش اين است كه چندين اثر ميكروفيزيكي نقشي اساسي در مسئله ي گرمايش تاج خورشيدي بر عهده دارند ؛ از جمله انتقال ( غير كلاسيكي ) ذرات ، اتصال بدون تماس ، اشباع شار گرمايي ، برقرار نبودن پايستگي بار. و سرانجام نشان داده ايم كه قسمت عمده ي گرمايش در تاج خورشيدي ناشي از شارمغناطيسي بخش هاي مادي تاج است . بنابراين هرگونه تغيير و تحول در آن براي ما از اهميت زيادي برخوردار است .نتايج حاصل از شبيه سازي MHD از انتقال انرژي و شبيه سازي واكنش پلاسما به اثرات گرمايي براي ما بسيار قانع كننده مي باشند و در بررسي جداگانه ي هركدام در حل مسئله ي گرمايش در تاج انتظار داريم كه از هر دو روش به يك پاسخ مشابه دست يابيم . در حالي كه اغلب مسئله ي گرمايش بي دليل در حلقه هاي تاج را لاينحل مي دانند .

بسياري از نظريه پردازان براي توجيه اين اثر گرمايشي در تاج خورشيدي از حالت " نانوفلر " استفاده مي كنند .نقش اساسي را در اين روش تصويري از پرتوX يا EUV برعهده دارد . ما مدافع تعريفي كامل تر هستيم كه مشكلات حل نشده را نيز در بر مي گيرد وبه اين نكته نيز توجه داريم كه erg 24^10انرژي آزاد شده است ؛ در حالي كه در نانوفلرهاي متداول يراي تامين چنين انرژي هنگفتي بايد تابش مذكور در حلقه هاي منشأ (TRACE loop) درهرثانيه رخ دهد ! مطالعات انجام شده در شرايط آزمايشگاهي اميدواركننده است اما ممكن است با رخداد ها در يك تاج واقعي تفاوت داشته باشد . به علاوه تلاش ها براي تخمين ميزان انرژي به دست آمده در اين روش راضي كننده نيست و با ترديدهاي بسياري همراه است .

از اين قسمت به كجا مي رويم ؟ اول از همه ساختن پلي را شروع مي كنيم روي شكافي كه ميان رفتار MHD در انتقال انرژي و رفتار هيدروديناميكي در واكنش پلاسما وجود دارد. اين كار هم در حل مسئله ي گرمايش تاج به ما كمك مي كند و هم در پيدا كردن روشي براي شبيه سازي . استفاده از گرماي خروجي در شبيه سازي MHD (تصوير5) به عنوان گرماي ورودي به حلقه ي تاج (تصوير 2 و 3) يكي از پيشنهادهايي بود كه ما در آزمايشگاه تحقيقاتي ناوال اجرا كرديم . Walsh و Galtier از جمله كساني بودند كه قبلا از اين ايده استفاده كرده اند ( سال 2000 ) . اين كار بايد با دقت نظر كافي انجام شود، زيرا كه اين روش نمي تواند سرعت متوسط گرم شدن براي سرتاسر قلمرو MHD را حدس بزند هم چنين از توجيه كردن توليد ساختارهاي مغناطيسي توسط بسياري از قسمت هاي شار گرما ، عاجز است .

درنهايت ما بايد با محاسبات قابل ملاحظه ي MHD اين مسئله ي دشوار را حل كنيم و شرحي شايسته براي همه ي اثرات فيزيكي مهم بدهيم . ما مي خواهيم اولين گام ها ي خودمان را براي حل اين مسئله برداريم . ما كار موفقيت آميز Gudiksen و Nordlund را نشان مي دهيم (سال2002 تا 2005 ) ؛ باوجود آن كه شبيه سازي آ ن ها به قدر كافي مسئله ي جريانات سطحي و انتقال از نواحي و ... را روشن نمي كرد . و درنتيجه ما بايد با دقت نظركافي اين مسائل را مورد بررسي قرار دهيم. اين ها نزديك ترين شبيه سازي ها به مدل هاي اساسي ابتدايي معقول از ناحيه ي فعال هستند كه تاكنون صورت گرفته اند ( هم چنين مشاهده كنيد Yokoyama and Shibata ,2001 : )

حل مسئله ي گرمايش در تاج خورشيدي به مشاهدات دقيق تري نيازمند است . در اين مرحله كوتاهي ما در اين بحث قابل چشم پوشي است و نكات مهمي را در بر نمي گيرد . چون تاج خورشيدي در مقياس بسيار كوچكي مورد بررسي قرار مي گيرد ، مشاهدات كنوني ما اغلب مبهم و گاهي گمراه كننده هستند .براي همين از شبيه سازي بهره مي بريم . انجام دادن يك شبيه سازي عددي بي نقص هم ارز با يك مشاهده ي بي نقص است ، از اين رو تمام سعي ما بر اين است كه در آزمايش ها مرتكب كوچك ترين اشتباهي نشويم .

وقتي يك دستگاه جديد طراحي مي كنيم راه هاي جديدي براي بررسي نيزبايد ساخته شوند . در عقيده ي ما مسئله ي گرمايش تاج نيازي به مشاهداتي با دامنه ي ديد گسترده ندارد . اندازه ي يك ناحيه ي فعال براي مشاهده ي كامل حلقه ها كاملا دلخواه است،با اين وجود با يك ميدان ديد كوچك ترپيشرفت ما دقيق ترخواهد بود . راه حل زودگذرذكرشده در بالا و سرعت فراز و فرود اگر لازم باشد مي تواند احتمالا زيرپا گذاشته شود ( قسمت پاييني ) . بيش ترين تأكيدات ما در بررسي ها بايد بر روي توان تفكيك فضايي بالا ، گزارش دماي گسترده ، و دقت بالا در اندازه گيري دما( توانايي بازشناختن دماهاي متفاوت ) باشد . كاستي هاي مشاهدات كنوني اغلب شامل يكي يا بيش تر، از اين خصوصيات است . TRACE قدرت تفكيك فضايي بالايي دارد ، اما در گزارش دماها و دقت در اندازه گيري دماها محدوديت دارد . Yohkoh گزارش دماي بهتري دارد اما با دقت اندازه گيري دماي بسيار پايين. يك طيف نگار در SHOHO هم گزارش و هم دقت دماي خوبي دارد ، اما با فقدان مشاهدات فضايي و پيشنهاداتي زودگذر .

اما ما هم چنان به طيف نگارهاي آينده اميدواريم، ما بر اين نظركه تعدادي ازساختارهاي مهم با مقياس كوچك آن ها از دسترس ما خارج اند به قطعيت رسيده ايم . به طور مثال ، اگر قطر يك حلقه (d) شامل N بخش اصلي در دماهاي متفاوت باشد ، تفكيك فضايي مورد نياز براي بازشناختن قسمت هاي مختلف در حدود 2/1^d/N مي باشد . براي سايربخش ها يك تفكيك به ميزان 7^10 سانتي متر مناسب است تا با مشاهدات لوله شار فوتوسفر KGمطابقت داشته باشد . در هر حال ، اگر بسياري از قسمت ها دماهاي مشابهي داشته باشند ، اثرهاي تداخلي خطوط رصد شده سردرگمي اي را در بررسي ها پديد مي آورد. براي يافتن ساختارهايي از پلاسما كه كم تر رايج اند ( گرم ترين بخش ها كه داراي كوتاه ترين دوره ي زماني هستند ) اين روش ممكن است نقطه نظري راهبردي و استراتژيك باشد .

حتي اگر اميدي معقولانه براي حل مسئله ي لوله شارهاي KG وجود داشته باشد ، ما بايد به ياد داشته باشيم كه كار بامقياس هاي فضاي كوچك از گرمايش تاج شبيه به ساختن مراحل اصلي ،در حالي كه آن ها هنوز بسيارمبهم هستند ،است .( در جريانات سطحي بين سطوح مشترك لوله هاي KG ‍) . به علت ناتواني ما براي شرح سازو كار اين بخش ها ، براي جداكردن خواص پلاسماهاي بسيار پر حرارت بايد بر طيف بيني تكيه كنيم . از اين رو يك طيف نگار پرسرعت بسيار ضروري است . كه بتواند خطوط گسيل زيادي را در گستره ي دمايي 0.5 MK تا 10 MK مشاهده كند . است براي فهميدن علل گرمايش در تاج ، دماي بالاي اين گستره ي دمايي از اهميت زيادي برخورداراست ،و دماي پاييني راهنماي ما براي فهميدن مسئله ي آزادسازي انرژي است (زمان پراكنش فضايي در طول ميدان مشاهده و ... ). در مرحله ي تابش آرام ، يك بار پلاسما وارد مي شود ( Winebarger and Warren ,2004 , 2005 ; Patsourakos and Klimchuk , 2005) . اگر با مكانيسم تحولات آشنا نباشيم مشاهداتي از تحول جداگانه ي بخش ها نخواهيم داشت ، براي بررسي يك تحول نيازي به سرعت بي نهايت بالا نيست. بلكه يك مجموعه تصوير با تناوب هر 100 ثانيه ، يا بيش تر ، ممكن است قابل قبول باشد . درآينده طيف نگارتابش ماوراءبنفش نهايي (EIS) درمنظومه ي B پرواز خواهدكرد اين مأموريت اهداف قابل توجهي دارد كه ما از آن ها پشتيباني مي كنيم ، اگرچه پوشش دمايي آن چيزي كه ما انتظار داشتيم نيست و برخي دما ها را نمي تواند اندازه گيري كند. موشك آزمايشي كه از قرار معلوم در مدار خورشيدي پرواز خواهد كرد ، درمأموريت " طيف نگارتابش معمولي ماوراء بنفش نهايي "(NEXUS) و گزارش "طيف نگاري تصويري تفكيك گوشه هاي بسيار داغ" (VERIS) خواهد توانست برخي از شكاف هاي دمايي را پر كند .

اگردر حل مسئله ي گرمايش در تاج خورشيدي با هوشياري تمام نظريات و مشاهداتمان را بررسي نماييم در آينده اي پرثمر و پرازهيجان مي توانيم پيشرفت هايمان را مشاهده نماييم !

لینک مطلب (pdf)

پوزیتیویسم منطقی

wanderer — Wed, 12 Oct 2005 00:21:53 GMT

آگوست كنت» در قرن نوزدهم واژه اى را وضع كرد كه در طول زمان دستخوش تحولات بسيارى شد. او واژه «پوزيتيويسم» را براى تفكرى كه در نظر داشت، انتخاب كرد. «كنت» استدلال كرد كه جوامع سه مرحله را سپرى مى كنند، مرحله الهياتى، مرحله متافيزيكى و مرحله علمى. در مرحله الهياتى، مردم پديده هايى مانند رعد و برق، خشكسالى و بيمارى را با توسل به افعال خدا، ارواح و سحر و جادو تبيين مى كنند. در مرحله متافيزيكى مردم به نيروهاى مشاهده ناپذير، ذره ها و نظاير آن متوسل مى شوند. اما مرحله علمى زمانى به دست مى آيد كه به جاى تبيين چگونگى رخداد اشيا و يا شناخت ماهيت خود اشيا، هدف علم را صرفاً پيش بينى پديده ها بدانيم. «كنت» مى خواست نظامى از مراسم بزرگداشت عالمان و علم را جايگزين سالنامه سنتى ايام مقدس و جشنواره هاى مذهبى كند. شايد بتوان گفت ريشه هاى پوزيتيويسم به تجربه گرايى خصوصاً به تلاش هيوم براى تمايز ميان معنى دارها و بى معنى ها برمى گردد. هيوم يك پوزيتيويست بود بدين معنا كه درباره هرگونه رابطه علّى فراتر از روابط بين تصورات ما و درباره جوهر (آنچه وراى پديده ها است) و روح (هر تصورى از خود وراى جريان تصورات و انطباعات)، موضعى شكاكانه داشت.بعدها «ارنست ماخ» فيزيكدان استدلال كرد كه علوم فيزيكى بايد تنها محدود به مشاهده پذيرها باشد و كاركرد قوانين علم فقط براى نظام مند كردن روابط ميان تجربيات است. در قرن نوزدهم نگاه متافيزيكى رشد زيادى يافته بود. ايده آليسم و رمانتيسيسم در فلسفه رايج شدند و مفاهيم اسرارآميزى مانند «مطلق»، «صيرورت» (شدن) و «اراده» بسيار مورد بحث قرار مى گرفتند. با شروع قرن بيستم واكنشى نسبت به اين نوع فلسفه آغاز شد و بسيارى از فلاسفه از علم، رياضيات و منطق به عنوان پادزهرى براى آنچه كه آنها در تفكر مغشوش متافيزيسين ها مى ديدند، استقبال كردند. در اوايل قرن بيستم گروهى از دانشمندان، رياضيدان ها و فلاسفه كه حلقه وين نام داشتند سلسله جلساتى در دهه ۱۹۲۰ تشكيل دادند كه از بطن آن مكتب پوزيتيويسم منطقى شكل گرفت. آنها تجربه گرايى «هيوم» و «ماخ» و آرمان «كنت» را براى ايجاد فرهنگى تماماً علمى و عقلى اختيار كردند. آنچه در كار آنها تازه به نظر مى رسيد استفاده آنها از منطق رياضى بود كه در آن زمان توسط «فرگه» و راسل ارائه شده بود. منطق رياضى چارچوبى را براى آنها فراهم آورد تا صورت بندى دقيقى از نظريه هاى علمى بيان كنند. آنها بر اين باور بودند، اگر بتوانند ارتباطى ميان تصورات و تجربه هاى مرتبط با آن را به وضوح نشان دهند آن گاه امكان برقرارى تمايزى ميان جملات متافيزيكى (كه از نظر آنها بى معنى بود) از علم تجربى وجود خواهد داشت. آنها معتقد بودند تمامى واژگان معناى خود را از طريق ارتباط با آنچه كه مى توانيم تجربه كنيم به دست مى آورند. هر چند اين ارتباط ممكن است، دور باشد. مطابق اين ديدگاه محتواى هر يك از تفكرات ما بايستى به نحوى با تصوراتى كه ذهن از طريق تجربه حسى جهان كسب مى كند، گره بخورد. بنابراين از اين ديدگاه يك واژه براى معنادار شدن بايستى ارتباطى با آنچه مى توان تجربه كرد، داشته باشد. پوزيتيويست هاى منطقى اين معيار معنا را براى نقد متافيزيك و هر آنچه كه از ديد آنها علم دروغين است به كار بردند.بسيارى از پوزيتيويست ها استدلال كردند فرضيه هاى الهياتى بى معنى اند. مثلاً فرض اين كه خدا كاملاً خوب يا تواناى مطلق است، دلالت بر هيچ چيزى كه بتوان آن را از طريق حواس تجربه كرد، ندارد بنابراين بى معنى است. نمونه هايى از آنچه آنها مفاهيم دروغين مى خواندند عبارتند از: «ذات»، «شى فى نفسه»، «خير» و «مطلق». آنها مى گفتند اين مفاهيم دروغين هستند چون جملات حاوى آنها هيچ چيزى را بيان نمى كند. مى توان ادعاهاى بنيانى پوزيتيويست هاى منطقى را به صورت زير خلاصه كرد:
۱- تنها شكل قابل احترام عقلانى براى تحقيق، علم است.
۲- تمام حقايق يا الف: تحليلى، پيشينى و ضرورى يا به عبارتى همانگويى هستند و يا ب: تركيبى، پسينى و محتملند.

گزاره تحليلى، گزاره اى است كه صدق آن ريشه در معانى دارد و گزاره تركيبى، گزاره اى است كه صدق آن ريشه در امور واقع دارد.
۳- معرفت ما يا كاملاً صورى و تحليلى مانند رياضيات و منطق است و يا نوعى از علم تجربى است.
۴- هدف فلسفه روشن كردن ساختار يا منطق علم است. فلسفه در حقيقت معرفت شناسى علم و تحليل كردن مفاهيم است.
۵- منطق براى بيان دقيق روابط ميان مفاهيم، بايستى به كار گرفته شود.
۶- معيار تحقيق پذيرى معنا: يك جمله معنادار است اگر و تنها اگر تحليلى يا از لحاظ تجربى تحقيق پذير باشد.
۷- اصل تحقيق پذيرى: معناى جملات (جملات غيرهمانگويى) همانا روش تحقيق آن است. يعنى روشى كه مى تواند به وسيله تجربه صدق آن را نشان دهد

منبع: آرمان و اندیشه

اينشتين و داروين

wanderer — Wed, 12 Oct 2005 00:12:40 GMT

داستان دو نظريه در گفت وگو با نيل دوگراس تايسون ستاره شناس

آلن بويل

دانشمندى سر برآورد با شيوه اى نو در تبيين زيست شناسى و يك نسل بعد دانشمند ديگرى سر برآورد با شيوه اى نو در تبيين فيزيك. اكنون پس از يك قرن بررسى موشكافانه هر دو تبيين هنوز كاملاً به اعتبار خويش باقى اند. اما در فرهنگ عامه از آلبرت اينشتين فيزيكدان بتى ساخته شده در حالى كه ميراث چارلز داروين زيست شناس در غبارى تيره از اختلاف نظر فرو رفته است. چرا جايگاه نظريه هاى داروين درباره منشاء گونه ها كه در سال ۱۸۵۹ مطرح شد و نظريه هاى اينشتين درباره نسبيت كه در فاصله سال هاى

1905-1916

به چاپ رسيد، نزد مردم اينچنين متفاوت است؟ نيل دوگراس تايسون

( deGrasse Tyson .N)

اختر فيزيكدان، مدير افلاك نماى هايدن در نيويورك و يكى از دو نويسنده كتاب «منشاء: چهارده ميليارد سال تكامل كيهان» در گفت وگويى كه اخيراً در دانشگاه واشينگتن انجام شده به اين پرسش مى پردازد.
•به نظر مى رسد اينشتين و داروين در جامعه ما دو جايگاه متفاوت دارند. يكى تقريباً نماد فرهنگ عامه است در حالى كه بعضى ها مى خواهند آن يكى ديگر را بى اعتبار كنند. چرا وضعيت به اين شكل است كه نسبت به اين دو رويكردهاى متفاوتى وجود دارد، در صورتى كه نظريه هايشان از نظر شواهد تاييدكننده، در وضعيت بسيار مشابهى قرار دارد؟
با آ نكه هر دو دانشمند بودند، اما اينشتين نخستين دانشمند بسيار مردمى بود كه فعاليت هايش در راه اهداف اجتماعى و نيز آرمان هاى سياسى، هويدا و پيش چشم همگان بود. بعيد مى دانم چنين چيزى در مورد داروين هم صدق كند. مى دانم كه او در روزگار خويش بسيار متهور بود. مى دانم كه كتابش، «اصل انواع»، كتابى پرفروش بود. اما گمان نمى كنم فعاليتى در سياست داشت كه تاثيرى در روند كار دولت  ها گذاشته باشد. سراغ ندارم ملتى مستقل نزد او آمده باشند و تقاضا كنند كه رئيس جمهورشان شود، آن طور كه براى مثال كشور جديد اسرائيل از اينشتين چنين خواسته اى داشت. من به عنوان يك شهروند و به عنوان يك دانشمند عمومى مى توانم به شما بگويم كه اينشتين يك پارادايم علمى جاافتاده با ريشه هاى بسيار محكم را از اساس واژگون كرد در حالى كه داروين عملاً هيچ پارادايم علمى را واژگون نكرد. پارادايم از پيش وجود داشت اما فرايندى تدريجى بود: «آيا تكامل آن طور كه لامارك مى گويد با وراثت صفات اكتسابى عمل مى كند؟ نه. اين طور نيست.»... در اينجا مى توان تكامل يك ايده يعنى چگونگى عملكرد تكامل را ديد در حالى كه اينشتين مدعى شد فيزيك نيوتنى ناقص است و اين چيزى است كه در طول صدها سال حاكميت فيزيك نيوتنى غيرقابل تصور بود. آن طور كه من از تاريخ برداشت كرده ام مردم همواره از كسانى كه همگان به نابغه بودنشان اذعان دارند مى خواهند كه درباره همه چيز اظهارنظر كنند.
•درست مانند وضعيتى كه امروزه در رابطه با ستارگان موسيقى راك وجود دارد. همه مى  خواهند بدانند كه بونو درباره قحطى در جهان چه فكر مى كند. هر چند او از طريق موسيقى به پول رسيده است.
دقيقاً. به همين خاطر اينشتين در اين حوزه هاى ديگر الزاماً متخصص نيست. حتى در اين حوزه هاى ديگر الزاماً فردى مطلع هم نيست. اما مردم مى دانند كه او انديشمندى ژرف است. پس مى خواهند بدانند كه انديشه هاى ژرف او درباره يهوديان و اعراب چيست و همين طور درباره نهضت حقوق مدنى، بمب اتم آلمانى نازى؟ به اين ترتيب او عملاً مشاور مردمى شد كه تلاش مى كردند از كسى كه به او اعتماد كامل داشتند يعنى از يك نابغه ايده بگيرند. همين عامل است كه اينشتين را از داروين متمايز مى سازد. اما فكر مى كنم عالم مهمترى نيز وجود دارد: در اين دنيا هيچ علمى مانند فيزيك نيست. هيچ چيز نزديك به آن دقتى كه فيزيك با آن شما را قادر به درك جهان اطرافتان مى سازد نيست. قوانين فيزيك است كه به ما امكان مى دهد بگوييم خورشيد دقيقاً كى طلوع خواهد كرد. كسوف چه وقت شروع مى شود و چه وقت به پايان خواهد رسيد. شهاب سنگ كى به زمين برخورد مى كند، آن وقت كه ديويد لوى و جين و كارولين شوميكر يك ستاره دنباله دار كشف كردند را يادتان هست؟ آنها براساس چند اندازه و مشخصات آن گفتند كه دفعه بعد با مشترى برخورد خواهد كرد. آنچه قابل توجه است اينكه هيچ كس در اين پيش بينى ترديد نكرد. زيرا همه مى دانند كه اين قدرت درك حاصل از مبانى فيزيك است كه پيش بينى آينده را با دقت زياد امكان پذير مى  سازد. زيست شناسى اين طور نيست. شيمى هم اين طور نيست، بله، مى توان نتيجه واكنش ها را پيش بينى كرد. بله مى توان مكانيسم ها را درك كرد. نظريه تكامل داروين چارچوبى است كه تنوع حيات بر روى زمين در آن درك مى شود. اما در كتاب «اصل انواع» داروين هيچ معادله اى نيست كه بتوان با استفاده از آن گفت فلان گونه صد سال يا هزار سال ديگر به چه شكلى در خواهد آمد. زيست شناسى هنوز به آنجا نرسيده است كه بتواند با اين دقت پيش بينى كند. پس هنگامى كه از نظريه نسبيت و نظريه تكامل صحبت مى كنيم مى دانيم كه هر كدام شيوه بسيار مهمى براى شناخت جهان است. اما جعبه ابزارى كه همراه نظريه نسبيت است، كه در واقع همراه هر نظريه فيزيكى است، در چنان سطحى از دقت است كه آن را در ترازى ديگر قرار مى دهد. يعنى صرفاً يك اصل سازمان دهنده نيست. وقتى پيش بينى مى كنيد كه خورشيد فردا صبح ساعت هفت و بيست و دو دقيقه طلوع خواهد كرد و كسى بخواهد با شما بحث كند، با آن گفت وگو فقط وقتتان را هدر خواهيد داد. بگذاريد و برويد زيرا با اطمينان مى دانيد كه چه اتفاقى خواهد افتاد. به همين دليل چون نظريه تكامل داروين نظريه اى در زيست شناسى است و چون زيست شناسى علمى متفاوت از فيزيك است، به نظر يك آدم بيگانه ناوارد چنين مى آيد كه مى توان پابرهنه وسط پريد و مدعى شد كه مسائل آنطور كه زيست شناس مى بيند نيست. اين البته اكنون نادرست است، اما مى  خواهم بگويم وقتى جعبه ابزارى با قدرت پيش بينى در اختيار داشته باشيد، درست مانند آن است كه زره پوش شده باشيد. ديگر اهميتى نخواهيد داد كه كسى بگويد آن معادله غلط است. معادله به وضوح درست است، پس برويد منزل تان.

•و مشكل تكامل

از آنجا كه تكامل اصل سازمان دهنده زيست شناسى است كه امكان درك پديده ها را فراهم مى كند، هستند كسانى كه در برابر آن ايستادگى مى  كنند به عقيده من مخالفت در اين سطح با مخالفت شايع در زمانى كه كپرنيك و گاليله ثابت كردند زمين به دور خورشيد مى گردد و نه بر عكس تفاوت بنيادى ندارد. در آن زمان گرانش نيوتنى را نداشتيم. نمى شد مكانيسم چرخ دنده اى منظومه شمسى را با دقت زياد پيش بينى كرد، اصلاً در آن زمان «منظومه شمسى» كلمه جديدى بوده كه تلويحاً به معناى قرار داشتن خورشيد در اين مركز عالم بود. در آن زمان طبقات مذهبى در اين باره بحث مى كردند و مى گفتند كه خلاف كتاب مقدس، خلاف خدا، شيوه خدا و خواست خدا است. البته در آن زمان كليسا فوق العاده قدرتمند بود. در ايتاليا عملاً كليسا حكومت مى كرد. بنابراين قدرت لازم براى تحميل يك ديدگاه وجود داشت و اين پشتيبانى از ديدگاه هايى كه با تفسير كليسا از كتاب مقدس مغايرت داشت را براى سلامتى افراد مضر مى ساخت.
خوشبختانه بايد به اطلاع شما برسانم كه امروزه اگر كسى بگويد كه زمين به دور خورشيد مى گردد يا ستارگان ديگرى وجود دارند كه ممكن است سياره هايى داشته باشند كه در آنها حيات باشد، زنده زنده پاى چوبه دار سوزانده نمى شود. جوردانو برونو همين حرف ها را زده بود كه در سال ۱۶۰۰ پاى دار سوزانده شد؛ درست ده سال پيش از آن كه گاليله با «پيام آور ستارگان» (تلسكوپ گاليله _ م) عملاً روى صحنه بيايد و خبر دهد كه مشترى اقمارى دارد و به اين ترتيب مشترى را مركز اين حركت سازد و نه زمين. از آن زمان تاكنون اوضاع به سرعت تغيير كرده است. از سوزاندن برونو در آتش تا بازداشت خانگى گاليله تا به امروز كه كليساى كاتوليك بيانيه مى دهد و اعلام مى كند كه تكامل درست است. به اين ترتيب تاريخ نشان داده است كه نظام هاى اعتقادى خداباورانه همواره توانسته اند خود را با اكتشافات غالب علم زمان خويش سازگار سازند. آنها كه اين كار را نكنند جا خواهند ماند و اگر كسى جا بماند دستش از نيروهايى كه سيستم هاى اقتصادى نوظهور را كنترل مى كنند كوتاه خواهد شد. ما در قرن بيست و يكم زندگى مى كنيم نيروى پيش برنده نظام هاى اقتصادى نوين علمى و تكنولوژيك خواهند بود ما كه ديگر در عصر كشاورزى نيستيم. گفتن اينكه من به گفته هاى داروين اعتقاد ندارم در نيمه قرن نوزدهم چه پيامد هايى داشت؟ عملاً هيچ، اما امروزه با وجود اين همه شركت هاى تكنولوژى زيستى بدون نظريه تكامل هيچ دركى از زيست شناسى وجود ندارد. در نتيجه چنانچه كسى بگويد «من اعتقادى به نظريه تكامل ندارم و فكر مى كنم كه هر كدام از ما اختصاصاً آفريده شده است» بايد به پيامد هاى آن در رابطه با وضعيت استخدامى اش توجه كند حال اگر كسى نخواهد دانشمند شود شايد اين مسئله اهميت چندانى نداشته باشد. خب در واقع حرفه هاى بسيارى هست كه در آنها دانشمندان كارى ندارند. اما همانطور كه گفتم نظام هاى اقتصادى نوظهور با علم و تكنولوژى به پيش مى روند، در حالى كه تكنولوژى زيستى پيشگام آنها است. اگر كسى بيايد و حرفى از آدم و حوا بزند حتى از در ورودى هم نخواهد گذشت. او به دردشان نمى خورد زيرا نمى توانند از دانش او براى رسيدن به واكسن بعد، داروى بعد و درمان بعدى براى سرطان استفاده كنند. چنين دانشى به اكتشافاتى كه مى دانيم در سالن هاى شركت هاى تكنولوژى زيستى انتظارمان را مى كشند، راه نخواهد برد.
•منظورتان آن است كه ديد شخص از اين نظريه ها روى آهنگ نو آورى تاثير مى گذارد؟
بله.و براى آنكه اين كج فهمى درباره اصطلاح «نظريه» را در نطفه خفه كنم بايد اضافه كنم كه تا پيش از اينشتين تمام نظريه هاى فيزيكى آزموده شده و تاييد شده، «قانون» ناميده مى شد: قوانين سه گانه نيوتن در حركت، قوانين گرانش و قوانين ترموديناميك و... هنگامى كه اينشتين از راه رسيد نشان داد كه نيوتن ناقص است. اشتباه نه، بلكه ناقص زيرا فقط زيرمجموعه اى از واقعيت را توصيف مى  كند. اينشتين نشان داد كه براى تبيين اين واقعيت درك عميق ترى لازم است. در اين لحظه فيزيكدانان _ به گمانم نه حتى آگاهانه، بلكه به نوعى نيمه آگاهانه _ دست از «قانون» ناميدن چيزها برداشتند. در قرن بيستم هيچ «قانونى» در فيزيك وضع نشد. نظريه كوانتوم داريم، نظريه نسبيت و... كافى است نگاهى به كتاب ها بيندازيد تا ببينيد كه همه از اصطلاح «نظريه» استفاده مى كنند. به نظرم اين به معناى رسيدن به يك شناخت است كه كسى كه بعد از شما مى آيد ممكن است به دركى عميق تر از پديده دست يابد. اما «عميق تر» به اين معنا نيست كه كار شما ديگر اعتبار ندارد بلكه صرفاً يعنى آنكه گستره وسيع ترى از شناخت در انتظار شما است كه آنچه شما مى دانيد در دل آن جاى مى گيرد. مانند نمودار كلاسيك و قديمى ون است: جهان نيوتن اينجا است در يك دايره و اكنون جهان اينشتين در دايره اى بزرگتر كه نيوتن را در برمى گيرد و هنگامى كه معادلات اينشتين را در گرانش و سرعت پايين در نظر بگيريد فرقى با معادلات نيوتن ندارد. در اين شرايط همه آن معادلات فرو كاسته شده و به شكل معادلات نيوتن درمى آيند. از آنجا كه معادلات نيوتن جواب مى دهند، در شرايطى كه ثابت شده درست هستند، ناگهان از كار نمى افتند. به عبارت ديگر به خاكستر ننشسته اند بلكه هنوز صحيح و سالم آنجا هستند. به همين خاطر اكنون مى دانيم كه نسبيت عام ناقص است چرا كه با مكانيك كوانتوم پيوند نخورده است. آنها ازدواج نكرده اند و با هم صحبت نمى كنند. ما اكنون هم اين را مى دانيم. از اين رو برآنيم كه هنوز دايره بزرگترى نيز هست كه مكانيك كوانتوم و نسبيت عام را دربر خواهد گرفت و اين چيزى است كه متخصصان نظريه تار در پى آنند. همين است كه به آنها انگيزه مى دهد و از روى هوس نيست.
•همين طور است. صرف هوس رسيدن به چيزى پيچيده و اسرارآميز نيست.
بى خودى و براى خنده كه اين كار را نمى كنند. نه، واقعاً شكافى هست و اين درك عميق تر همان طور كه گفتم دركى است كه شناخت   هاى پيشين را دربرمى گيرد زيرا از پيش معلوم شده كه درستند و جواب مى دهند. اما عموم مردم با اين تغيير در كاربرى واژگان هماهنگ نيستند. آنها كلمه «نظريه» را مى شنوند و مى گويند «خب، فقط يك نظريه است. ممكن است فردا نظريه ديگرى بدهند.» بله، اما اگر نظريه فردا متفاوت شد به خاطر آن است كه نظريه اى قوى تر از قبلى داريم. نه به خاطر آنكه چيزى به كل متفاوت يافته ايم. اكنون حتى براى ناميدن ايده هايى كه بسيار آزمايشى و خام هستند نيز از واژه «نظريه» استفاده مى شود. اين درست اما به اين ترتيب به مشكلى برمى خوريم: نظريه تكامل داريم و نظريه كوانتوم كه همه به خوبى آزموده شده و كاملاً جاافتاده و تاييد شده اند و از طرف ديگر نظريه كسى را داريم كه در مرز علم است اما احتمالاً ثابت خواهد شد كه نادرست است زيرا بيشتر نظريه هاى جديد نادرستند. اما همين ها دانشمندان را مدام در وضعيت پژوهش نگه مى دارند. هر جا كه فهميديد جريان چيست سعى مى كنيد با باز كردن راهتان از ميان خار و خاشاك پيش برويد، بين شيوه كاربرد كلمه «نظريه» توسط دانشمندان و برداشت عوام از اين كلمه ناهماهنگى ناجورى وجود دارد، هر چند اكنون از اين شيوه درك جهان يك قرن مى گذرد. قسمت ناخوشايند ماجرا همين جا است. اما آنچه مردم بايد بفهمند آن است كه هيچ چيز قوى تر از نظريه هاى موفق نيست. آنها ايده  ها را چنان سازمان مى دهند كه قدرت دركى در اختيار شما قرار مى دهند كه در تمام نظام هاى فكرى انسان از ابتدا تاكنون بى همتا است.
•فكر مى كنيد چه آزمونى بتواند اعتماد به نظريه داروين را طورى استحكام بخشد كه نگاه كپرنيكى به منظومه شمسى امروزه از آن برخوردار است؟ آيا آزمونى هست كه بتواند همان نوع دقتى را نشان دهد كه امروزه براى حركات سياره اى داريم؟
در اينجا دو نكته وجود دارد: اجازه دهيد آنها را يك به يك باز كنم. مسئله دقت فقط اينشتين را از داروين متمايز مى سازد. اما به نظر من علت مقاومتى كه در جوامع گوناگون مشاهده مى كنيم فقط اين نيست. بيشتر آنچه كه اينشتين گفته و انجام داده است ارتباط مستقيمى با آنچه كه در كتاب مقدس مى خوانيم ندارد. هيچ كس نه از نسبيت خاص يا كارهاى او در مكانيك كوانتوم خبر دارد و نه به آن اهميتى مى دهد. آنجا كه اينشتين واقعاً با كتاب مقدس تضاد پيدا مى كند اين واقعيت است كه نسبيت عام اصل سازمان دهنده بيگ بنگ مى شود. اينجاست كه نظريه نسبيت با مسئله منشا تلاقى مى كند و اينجا است كه جامعه مذهبى به آن واكنش نشان مى دهد. به همان قياس به سيستم كپرنيكى كه بازگرديم، به نظرم مسئله زمان مطرح مى شود. مدت ها پيش از طرح قوانين حركت و قوانين گرانش توسط نيوتن، جهان مدل خورشيد مركزى را كاملاً پذيرفته بود. كتاب كپرنيك در سال ۱۵۴۳ منتشر شد اما نيوتن در سال ،

۱۶۸۷

درست است؟ اين مى شود ۱۳۰ سال. اكنون از نظريه داروين ۱۳۰ سال گذشته است. بايد از خودتان بپرسيد معيارتان از اين مقاومت چيست؟ آيا بخش عمده جهان در برابر آن مقاومت مى كنند؟ به آنها كه مقاومت مى كنند بخش عمده اى نيستند. زيرمجموعه كوچكى از جهان است. حتى مى توان گفت يك گروه مقاومت. اما آنها بايد بدانند كه همتايانشان در گذشته آنها كه با گردش زمين به دور خورشيد مخالفت مى كردند، كمتر از آنها سينه چاك نبودند و نيز شور و شوق طرفداران اكتشافات علمى هم از آنها كمتر نيست. شوروشوق آنها در اختراع ميكروسكوپ و كشف ميكروب ها از اين كمتر بود. به همين دليل است كه وقتى شما بيمار مى شويد به خاطر آن نيست كه خدا شما را بيمار كرده بلكه به خاطر آن است كه در معرض ميكروارگانيسم قرار گرفته ايد. مى توانم اين ميكروارگانيسم ها را به شما منتقل كنم و شما تمام علائم و نشانه هاى بيمارى را بروز خواهيد داد. اين اكتشاف خدا را از بسيارى معادلات كنار گذاشت، معادلاتى كه مردم در رابطه با علت بيمارى در سر داشتند.درباره بيمارى هاى مقاربتى داستان مشهورى هست... هنگامى كه معلوم شد پنى سيلين براى درمان بيمارى هاى مقاربتى موثر است، اسقفى در آن زمان گفت كه اين دارو كار شيطان است زيرا امكان مى دهد كه افراد زنا كنند و با مجازات خدا روبه رو نشوند. امروزه نيز ديده مى شود كه بعضى ها هنوز با ويروس ايدز به همين شكل برخورد مى كنند. اما مهم آن است كه روى هم رفته مردم ديگر فكر نمى كنند كه ميكروب توسط نيروهاى فراطبيعى منتقل مى شود. بنابراين فكر مى كنم كه مسئله گذشت زمان باشد. گفته مشهورى درباره، تكامل هر حقيقت بزرگ هست كه مى گويد: نخست، مردم مى گويند كه به آن اعتقادى ندارند؛ سپس مى گويند كه با كتاب مقدس تضاد دارد؛ و در مرحله سوم مى گويند خودشان از اول آن را مى دانستند. پس كافى است به آنها كمى زمان بدهيد. طول مى كشد تا گرم شوند.
•از سوى ديگر، الهام بخش كارهاى اينشتين نقص ظريه هاى گذشته بود. چگونه آزمايش ها نشان دادند كه طرز فكر دانشمندان درباره جهان در اواخر قرن نوزدهم كاملاً نادرست بود؟
در فيزيك شكاف هايى وجود داشت و اگر كسى دورانديش نبود ممكن بود با خود بگويد: «خودشان حل خواهند شد. كمى فرصت بدهيد همه چيز روبه راه خواهد شد.» اما هيچ چيز حل شدنى نبود. بايستى كسى مثل اينشتين و انديشمندان آينده نگر همتايش ظهور مى كردند تا ماجرا روشن شود.
•آيا منظورتان آن است كه قياس با عصر حاضر موضوع اكتشافات مربوط به جهان شتابدار مطرح مى شود.
بله، امروز هم شكاف هايى وجود دارد. هنوز نمى دانيم كه ماده تاريك چيست. نمى دانيم انرژى تاريك چيست، نمى دانيم پيش از بيگ بنگ (انفجار بزرگ) چه اتفاقى افتاده است. نمى دانيم در مركز س ياهچاله چه حوادثى رخ مى دهد. نمى دانيم چگونه مى توان گرانش را با مكانيك كوانتوم ادغام كرد. نمى دانيم كهكشان ها چگونه تشكيل شدند. حوزه هاى بسيار مهمى تا به امروز ناشناخته مانده اند. اما ماهيت علم همين است.
•و همين جور چيزها هستند كه مى توانند الهاماتى از نوع اينشتين را برانگيزانند؟
اميدوارم. در واقع منظورتان آن است كه كسى بيايد و تبيينى مثلاً براى ماده تاريك ارائه دهد و به عنوان بخشى از لوازم آن نظريه ده چيز ديگر را نيز تبيين كند. اين اتفاقى است كه در مورد نسبيت افتاده است. اينشتين گفت: «خب، اين هم از سرعت نور» و از اين قبيل و ناگهان نسبيت عام تقديم اعتدالين عطارد به دور خورشيد را تبيين كرد، انحراف نور ستارگان را تبيين كرد و خيلى چيزهاى ديگر. او از ابتدا تصميم نداشت آنها را تبيين كند اما اين همان چيزى است كه باعث مى شود اعتماد شما به نظريه نسبيت بيشتر شود. اگر از ابتدا بخواهيد چيزى را تبيين كنيد، دودل خواهند شد كه نكند چيزى سرهم كرده تا آن را توجيه كند... اينشتين نمى خواست اينها را تبيين كند و همين قدرت شناخت به اعتماد فوق العاده اى منجر شد كه او در مسير درست قرار گرفته و به طرز كار طبيعت عميقاً پى برده است.

ترجمه:كاوه فيض اللهى

روزنامه شرق

فلسفه ی فیزیک

wanderer — Tue, 11 Oct 2005 20:03:17 GMT

فلسفه ی علم

فلسفه توضیحی است برای بی نظمی طبیعی مجموعه ای از تجارب یا دانسته ها . بنابراین برای هر مجموعه ای از تجارب و دانسته ها فلسفه ای وجود دارد. برای فلسفهعلم تعاریف متعددی وجود دارد که یکی از این تعاریف می گوید فلسفه علم با سه دسته از مسائل سروکار دارد : نتایج کاوشهای تازه علمی برای مسائل فلسفه، تحلیل مسائل مورد استفاده در علوم و بالاخره مسائل مربوط به هدف علم و روشهای استفاده از آن

هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ی یک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عمیق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذیر نیست. در واقع بر عهده ی فلسفه ی علم است که حوزه ی فعالیتهای یک دانش از جمله فیزیک، اهداف و اعتبار گزاره های آن را تعیین کند و روش به دست آوردن نتایج را توضیح دهد. این فلسفه ی علم است که نشان می دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست. علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد

در فیزیک هیچ فلسفه ای غایت اندیشه های فلسفی نیست و هرگاه فلسفه ی خاصی به چنین اعتباری برسد، با اندیشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطی شد. سیاه ترین دوران زندگی انسان زمانی بود که فلسفه و فیزیک ارسطویی از حمایت دینی برخوردار و غایت فلسفه ی علوم طبیعی قلمداد شد. در قرون وسطی گزاره های علمی، زمانی معتبر بودند که با گزاره های پذیرفته شده ی قبلی سازگار بودند. پس آزمون گزاره های جدید عملی بیهوده شمرده می شد و تنها سازگاری آنها با گزاره های قبلی کفایت می کرد. علاوه بر آن بانیان گزاره های ناسازگار با مجازات رو به رو می شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ی گالیله به همین دلیل بود. بنابراین نتیجه ی آزمایشهای گالیله بیش و پیش از آنکه یک تلاش علمی باشد، یک حرکت انقلابی برای سرنگونی یک نظام فکری و حکومتی بر اندیشه ی انسان بود

لازم است یاد آور شوم که اندیشه ی روش استقرایی بعد از ترجمه ی آثار دانشمندان اسلامی بویژه ایرانیان به لاتین مورد توجه قرار گرفت. آزمایشهای گالیله با تدریس کارهای خواجه نصیرالدین طوسی و خیام توسط استادانی چون جان والیس در دانشگاه های اروپا همزمان بود. و همه اینها بعد از ترجمه ی آثار الهازن (ابن هیثم) به لاتین بود. الهازن اولین کسی است که به بررسی خواص نور پرداخت

فرانسيس بيكن فيلسوف انگليسى براى اولين بار در كتاب خود با نام "ارگانون جديد"، كه نام آن برگرفته از كتاب ارسطو با نام ارغنون است، روش هاى تحقيق را مورد بررسى قرار داد و جان استوارت ميل نيز به دنبال او در كتاب منطق خود بحث درباره شيوه هاى تجربى را بسط داد. البته برخى بر اين باورند كه سخن از استقرا و منطق عملى را اولين بار روگر بيكن، (در قرن سيزدهم ميلادى) به كار برد. اما این گالیله بود که عملاً با آزمایشهای خود روش استقرایی را بکار برد. گالیله تا جایی پیش رفت که خواست سرعت نور را اندازه گیری کند. و این واقعاً یک انقلاب فکری بود که برتری روش استقرایی را نسبت به روش قیاسی نشان داد

انديشه اصلى استقراگرايى بر اين مبناست كه علم از مشاهده آغاز مى شود و مشاهدات به تعميم ها و پيش بينى ها مى رسد. حال اگر يك مورد پيدا شود كه با گزاره ی مورد قبول سازگار نباشد، گزاره ی فوق باطل مى شود. تفسير استقراگرايان از اين ابطال اين است كه استنتاجات علمى، هيچ گاه به يقين منتهى نمى شوند اما آنها بر اين باورند كه اينگونه استنتاجات مى توانند درجه بالايى از احتمال را به بار آورند.

رايشنباخ می گوید

اصل استقرا داور ارزش نظريه ها در علوم است و حذف آن از علم به مثابه ي خلع علوم از مسند قضاوت در باره ي صدق و كذب نظريه هاي علمي است. بدون اين اصل، علم به كدام دليل ميان نظريه هاي علمي و توصیفهای شاعرانه فرق خواهد گذاشت؟ ولي دقيق تر اين است كه اصل مجوز استقرا، معيار سنجش احتمالات خوانده شود.

برای قرنها روش استقرایی بهترین روش علمی شناخته می شد و دانشمندانی مانند اینشتین مجذوب آن بودند. اما قرن بيستم بيشتر نقد استقراگرايى بوده است تا پذيرش و بسط آن. ناقد اصلى استقراگرايى كارل پوپر بود

چند مورد درنگرش جدید به استقرا تاثیر داشت که یکی از آنها ظهور نظریه های کوانتوم و نسبیت در فیزیک یود. ظهور جریانهای مهم منطقی با عنوان پوزیتیویستهای منطقی یا حلقه وین از دیگر دلایل آن بود. پوزیتویستهای منطقی چند هدف مهم را دنبال می کردند. آنان در تلاش بودند که یک زبان مناسب برای فلسفه علم تهیه کنند و باورشان این بود که بسیاری از سوء تفاهمها از باب این است که یک زبان مناسبی برای فلسفه علم وجود ندارد و به این نتیجه رسیدند که اگر یک زبان منطقی ایجاد کنند باعث می شود که فلسفه علم رشد بیشتری پیدا کند. آنها امیدوار بودند که با ابزار منطق، تصویر جامعی از عالم ترسیم کنند. باور آنها این بود که تنها چیزی که ما در اختیار داریم حس و داده های حسی است و تمام عالم را می توانیم بر اساس حس و داده های حسی به شکل منطقی بازسازی کنیم.

مشهورترین پوزیتیویست منطقی حلقه ی وین رودولف کارناپ بود که تلاش می کردند برای تمیز میان علم تجربی و شبه علم ملاکی پیشنهاد کنند . آنها معتقد بودند که فلسفه یک فعالیت است نه یک معرفت. اما معتقد بودند که ما باید یک فلسفه علمی تهیه کنیم که عقلانی، متکی به دانشمندان و مدرن باشد

کارل پوپر به مخالفت با اندیشه های پوزیتیویستی برخاست

پوپر می گوید

راه درس گرفتن از تجربه، انجام مشاهدات مكرر نيست. سهم تكرار مشاهدات در قياس باسهم انديشه هيچ است. بيشتر آنچه كه مي آموزيم با كمك مغز است. چشم و گوش نيز اهميت دارند، ولي اهميتشان بيشتر در انديشه هاي غلطي است كه مغز يا عقل پيش مي نهند.

بر همين اساس، با استقراءگرايان مخالفت ورزيده و استقراء را اسطوره‌اي بي بنياد معرفي كرده است. پوپر با بيان اين مطلب كه نظريات همواره مقدم بر مشاهدات هستند طرح نويني را در عرصة روش شناسي علوم تجربي بنيان نهاد. طبق نظر وي روش صحيح علمي عبارت است از آنكه يك نظريه به نحو مستمر در معرض ابطال قرار داده شود. بنابراين يك نظريه براي آنكه قابل قبول باشد بايد بتواند از بوتة آزمونهايي كه براي ابطال آن طراحي شده‌اند، سر بلند بيرون بيايد. پوپر مصرانه ندا سر می دهد که بگذاريد نظریه ها بجای انسانها بميرند

پوپر با ارائه ی نظریه ی ابطال پذیری تلاش کرد مرز بین نظریه های علمی و غیر علمی را مشخص کند. وی چنین بیان می کند

علمي بودن هر دستگاه، در گرو اثبات پذيري به تمام معناي آن نيست، بلكه منوط به اين است كه ساختمان منطقيش چنان باشد كه رد آن به كمك آزمونهاي تجربي ميسر باشد.

به عبارت دیگر از دیدگاه پوپر

نظریه های علمی اثبات پذیر نستند، بلکه ابطال پذیرند

پوپر با اين ديدگاه به مخالفت با تلقي‌هاي رايج از علم پرداخت و بيان كرد كه علم و نظريه‌هاي علمي هيچگاه از سطح حدس فراتر نمي‌روند و آنچه كه منتهي به پيشرفت علم مي‌شود سلسله‌اي از حدسها و ابطالها مي‌باشد. پوپر تاکید می کند براي رسيدن به اندشه هاي نو، هيچ دستور منطقي نمي توان تجويز كرد.

منتقدان وي اگر چه در برخي از جنبه‌ها با او هم عقيده هستند اما در اينكه وي تنها به ابطال توجه كرده، با او مخالفند. از ميان مخالفان پوپر، نظریه كوهن در باب مفهوم پارادايم از اهميت بیشتری برخوردار است.

برخلاف آنچه که پوزیتویستهای منطقی توجه داشتند کوهن به یک چرخش تاریخی تکیه می کند و معتقد می شود که علم یک سیستم پویاست و به جای معرفت شناسی علم به جامعه شناسی علم توجه می کند. وی نشان داد كه علم تكامل تدريجى به سمت حقيقت ندارد بلكه دستخوش انقلاب هاى دوره اى است كه او آن را تغيير پارادايم مى نامد. پارادايم يكى از مفاهيم كليدى كوهن است او معتقد است پارادايم يك علم تا مدت هاى مديد تغيير نمى كند و دانشمندان در چارچوب مفهومى آن سرگرم كار خويش هستند. اما دير يا زود بحرانى پيش مى آيد كه پارادايم را درهم مى شكند و انقلاب علمى به وجود مى آيد كه پس از مدتى، پارادايم جديدى به وجود مى آيد و دوره اى جديد از علم آغاز مى شود. مثال هاى كلاسيك تغيير پارادايم عبارتند از: 1- كار گاليله كه باعث برانداختن فيزيك ارسطويى و ايجاد نسبيت گاليله اى شد 2- كار كپلر كه باعث كشف بيضوى بودن مدار سيارات شد 3- ابداع فيزيك جديد توسط نيوتن 4- نسبيت عام و خاص اينشتين 5- مكانيك جديد كوانتوم كه باعث كنار گذاشتن مكانيك كلاسيك شد.
کوهن در تحلبل خود از مثال جايگزينى تئورى نسبيت انیشتین بجاى تئورى مکانيک نيوتون که در پى بحران ناشى از آزمابشات مربوط به نور مايکلسون- مورلى بوجود آمده سود جسته است.

نظر کوهن مبنى بر اين كه، تكامل علوم، انقلابى و با تغييرات مفهومى ناگهانى است، مورد قبول همگان نيست. همچنین نحوه کشف پنیسیلین توسط فلمینگ نشان داد که نطریه پوپر هم فاقد اعتبار عام است. با این وجود دو نظر کوهن و پوپر نسبت به سایر نظرات فلسفه ی علمی رواج بیشتری دارند.

در مجموع مهمترين موضوع مورد توجه فلسفه ى علم، در چند دهه ى گذشته، چگونگى شکل گيرى نظریه های علمى بوده است. شاید این توجه ناشی از گسترش سریع پژوهشهای علمی و مطرح شدن نظریه های مختلف و حتی متضاد در یک رشته ی خاص علمی باشد.

فيزیک مهمنرين عرصه تحولات علمى فرن بيستم را تشکيل مى داد. طرح فرضيه نسبيت در ابنداى اين قرن توسط آلبرت اینشتین معناى جديدى به علم فيزيک داد. ديگر زمان و مکان بعنوان دو موجود بيگانه از هم به حيات خود پايان دادند و ديوار چينى ایکه ماده و انرژى را از هم جدا مى کرد، فرو ريخت. فيزيک از اين طريق نگرش نوينى از دنياى بى نهايت بزرگ هاى نجوم و دنياى بى نهايت کوچک هاى اتم تدارک ديد.

مكانيك كوانتومى جديد مى گويد كه وضعيت هر دستگاهى از ذرات، كاملاً با تابع موج اش مشخص مى شود اما اين تابع موج، به جاى آنكه، همانند مكانيك كلاسيك محل و سرعت دقيق هر ذره را مشخص سازد، تنها احتمال وقوع ذره در محل هاى خاص، با سرعت هاى خاص را تعيين مى كند، به شرط آنكه اندازه گيرى هاى مناسب انجام گيرد.
فيزيک بعنوان مثبت ترين رشته از علوم طبيعى نشان داد که حتى عمومي ترين قوانين آن هم، تنها در محدوديت معينى صدق مى کنند.

پيشرفت هاى بعدى فيزيک موجود جدیدی ى به نام اطلاعات را هم به ليست ماده و انرژى افزود. حتى شواهدى وجود دارد که نشان می دهد انتقال اطلاعات در ذرات اتمى سريعتر از نور است. این پدیده لزوم مدلى بهنر از نسبيت را آشکار ساخته است، چرا که نسبيت اساسأ اهميتى براى اطلاعات در مجموعه ى تشکيل دهنده ى جهان قائل نيست.

نسبیت درک جدیدی از هندسه مطرح مى کند که مبانى جهان بينى بظاهر تغيير ناپذير ما را دگرگون مى سازد. یعنی در حقيقت اين پيش فرض ها، خود در مجموعه اى از اعتقادات و استدلات فلسفى و علمى پيچيده مى باشند، که در شرايط بحرانى پوسته شان کنار رفته، و تحجر خود را نشان داده، و نياز به تکامل عاليتر را ضرورى مي سازند.
بعنى درک ما از خصلت جهان، ساختمان جهان، مبدا و پايان جهان بصورت پيش فرضى ( گاه ناآگاهانه) در فعاليت هاى علمى ما جاى دارد. بر خلاف تصور تجربه گرابان، مطالعه اين مبانى بى مصرف نبوده، بلکه ممکن است که اسباب دگرگونى هاى بنيادى علوم را فراهم آورد.

تازه بيش از نسبيت مى بايست پيشرفت هاى بعدى در علم فيزيک يعنى نظریه های کوانتوم در فيزيک هسته اى را بررسى نمود. اين پيشرفت ها برخى از پايه اى ترين تصورات عقل سليم ما از جهان، نظير عليت را، زير سنوال کشيده اند. عليت که علت بر معلول تقدم دارد، و نه بر عکس.

در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ عليت در رابطه با پديده هاى مادى درک مى شود. در حالیکه در مکانیک کوانتوم رابطه ی علت و معلول را باید از طریق انتقال اطلاعات مورد بررسی قرار داد. بنابرابن اگر پدبده هاى جهان ترکيبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند، در آنصورت عليت از زوايه يک خاصيت پدبده مورد نظر ممکن است با عليت از زاويه خاصيت ديگر آن در نقطه مقابل هم قرار گيرد. در نتيجه ممکن است که کل مفهوم متافيزبکى تقدم و تأخر را مجبور شويم در چارچوب ديگرى مطرح کنيم.

فيزيک کوانتوم به ما آموخت که محدوديت مفاهيم علت و معلول درهر عرصه را نيز درک کنيم و با حدود اين "عمومى ترين" قانون طبيعت نيز آشنا شويم.

قانون علمي

اصطلاحات فرضيه، مدل، نظريه، قانون، معناى متفاوتى در علم با گفت وگو هاى روزمره دارند. دانشمندان از واژه مدل چيزى را مدنظر دارند كه مى تواند پيش بينى كند و مى توان آن را با آزمايش يا مشاهده آزمود. فرضيه ادعايى است كه توسط آزمايش و تجربه نه به تاييد كامل مى رسد و نه كاملاً رد مى شود. يك قانون طبيعى، يك تعميم و نتيجه گيرى كلى بر مبناى مشاهدات تجربى است. غيردانشمندان، از آنچه دانشمندان، آن را نظريه مى نامند، معناى درستى ندارند. معمولاً استفاده عمومى واژه نظريه براى ارجاع به عقيده هايى است كه دليل محكمى براى آنها نيست. اما دانشمندان، اين واژه را براى ارجاع به عقيده هايى به كار مى برند كه در آزمون هاى مكرر، سربلند بوده اند. وقتى دانشمندان از نظريه هاى، الكترومغناطيس و نسبيت صحبت مى كنند،اینها ايده هايى است كه در آزمون هاى تجربى دقيق و موفقيت آميز بوده اند. البته استثنائاتى هم وجود دارد مانند نظريه ریسمانها كه مدلى با آينده اى روشن به نظر مى آيد اما شواهد تجربى كافى براى برترى آن بر مدل رقيب وجود ندارد

نظريه هاى مفيد و سودمند خاصى كه در طول زمان از آزمون ها، موفق بيرون آمده اند و قدرت پيش بينى و توصيف محدوده بسيار وسيعى از پديده ها را دارا هستند، به عنوان قانون طبيعى شناخته مى شوند. البته اكثر دانشمندان بر اين باورند كه توصيفات ما از قوانين طبيعى موقتى و گذرا هستند و اگر شواهد جديدى مخالف با آنها پيدا شوند، نظريه هاى قابل تجديد نظر هستند. چون دانشمندان، ادعاى معرفت مطلق ندارند و حتى در مورد نظريه هاى بنيانى و پايه اى اگر داده ها و مشاهدات جديد با آنها متناقض باشند، بايد كنار گذاشته شوند. قانون گرانش نيوتنى، مثال بارزى از آن است.

اين قانون توسط آزمايش هايى كه در رابطه با حركت در سرعت هاى بالا انجام شد، نقض شد. البته خارج از اين شرايط، قوانين نيوتن، توصيف بسيار عالى از حركت و جاذبه دارند اما نسبيت عام اينشتين نه تنها، تبيين تمام پديده هايى را كه توسط قوانين نيوتن توضيح داده مى شود، دربرمى گيرد، بلكه اين موارد خاص را هم به خوبى تبيين مى كند

نقش متقابل ریاضیات و فیزیک

برخى از متفكرين، رياضيدان ها را دانشمند مى دانند، چون برهان هاى رياضى را معادل با آزمايش هاى تجربى مى گيرند، اما برخى ديگر رياضى را علم نمى شناسند. آنها استدلال مى كنند كه نظريه ها و فرضيه هاى رياضى قابل آزمون تجربى نيست. چه رياضى را “علم” بدانيم يا ندانيم، نكته مهم اين است كه رياضى براى علم ضرورى است. مشاهدات جمع آورى شده در علوم تجربى و سنجش آنها نيازمند استفاده از رياضيات است. حساب احتمالات و آمار و حساب ديفرانسيل و انتگرال، شاخه هايى از رياضيات هستند كه در علوم تجربى از آنها استفاده مى شود. رياضيات در واقع ابزارى مفيد براى توصيف و شناخت جهان است
هیچ دانشی به اندازه ی فیزیک از ریاضیات بهره نبرده و در عین حال هیچ دانشی مانند فیزیک در توسعه ی ریاضیات نقش نداشته است. قوی ترین و کاربردی ترین شاخه های ریاضی نظیر حساب دیفرانسیل و آنالیز برداری توسط فیزیکدانان ابداع شده یا توسعه یافته است. اما تحول هیچ بخشی از ریاضیات مانند هندسه متاثر از کشفیات فیزیکی نبوده است. هرچند برخی از ریاضی دانان، ریاضیات را یک دانش مجرد و انتزاعی می دانند که مستقل از پدیده های فیزیکی قابل بحث است، اما ذهنیت بانیان آن متاثر از عینیت فیزیکی بوده است. قرنها قبل از آنکه فیثاغورث قضیه ی معروف خود را ارائه کند، اهالی بین النحرین آن را بکار می بردند. قرنها پیش از اقلیدس برای ساختن اهرام مصر از اصول هندسه ی اقلیدسی استفاده شده است. صورت بندى «اقليدس» از هندسه تا قرن نوزدهم پررونق ترين كالاى فكرى بود و پنداشته مى شد كه نظام اقليدس يگانه نظام هندسی در طبیعت است

در قرن نوزدهم دو رياضيدان بزرگ به نام «لباچفسكى» و «ريمان» دو نظام هندسى را صورت بندى كردند كه هندسه را از سيطره اقليدس خارج مى كرد. هندسه اقليدسى مدلى براى ساختار نظريه هاى علمى بود و نيوتن و ديگر دانشمندان از آن پيروى مى كردند. هندسه اقليدسى بر پنج اصل موضوعه استوار است و قضاياى هندسه با توجه به اين پنج اصل اثبات مى شوند. اصل موضوعه پنجم اقليدس مى گويد: «به ازاى هر خط و نقطه اى خارج آن خط، يك خط و تنها يك خط به موازات آن خط مفروض مى تواند از آن نقطه عبور كند.» هندسه «لباچفسكى» و هندسه «ريمانى» اين اصل موضوعه پنجم را مورد ترديد قرار دادند. در هندسه «ريمانى» ممكن است خط صافى كه موازى خط مفروض باشد از نقطه مورد نظر عبور نكند و در هندسه «لباچفسكى» ممكن است بيش از يك خط از آن نقطه عبور كند. با اندكى تسامح مى توان گفت اين دو هندسه منحنى وار هستند. بدين معنا كه كوتاه ترين فاصله بين دو نقطه يك منحنى است.
هندسه اقليدسى فضايى را مفروض مى گيرد كه هيچ گونه خميدگى و انحنا ندارد. اما نظام هندسى لباچفسكى و ريمانى اين خميدگى را مفروض مى گيرند. (مانند سطح يك كره) همچنين در هندسه هاى نااقليدسى جمع زواياى مثلث برابر با 180 درجه نيست. (در هندسه اقليدسى جمع زواياى مثلث برابر با 180 درجه است.) ظهور اين هندسه هاى عجيب و غريب براى رياضيدانان جالب توجه بود. اما اهميت آنها وقتى روشن شد كه نسبيت عام اينشتين توسط بيشتر فيزيكدانان به عنوان جايگزينى براى نظريه نيوتن از مكان، زمان و گرانش پذيرفته شد. چون صورت بندى نسبيت عام اينشتين مبتنى بر هندسه «ريمانى» است. در اين نظريه هندسه زمان و مكان به جاى آن كه صاف باشد منحنى است. اينشتين براى تبيين حركت نور از هندسه نااقليدسى استفاده كرد. بدين منظور هندسه «ريمانى» را برگزيد
اينشتين معتقد بود واقعیات هندسه ريمانى را اقتضا كرده اند. نور بر اثر ميدان هاى گرانشى خميده شده و به صورت منحنى در مى آيد يعنى سير نور مستقيم نيست بلكه به صورت منحنى ها و دايره هاى عظيمى است كه سطح كرات آنها را پديد آورده اند. نور به سبب ميدان هاى گرانشى كه بر اثر اجرام آسمانى پديد مى آيد خط سيرى منحنى دارد. براساس نسبيت عام نور در راستاى كوتاه ترين خطوط بين نقاط حركت مى كند اما گاهى اين خطوط منحنى هستند چون حضور ماده موجب انحنا در مكان - زمان مى شود
در نظريه نسبيت عام گرانش يك نيرو نيست بلكه نامى است كه ما به اثر انحناى زمان _ مكان بر حركت اشيا اطلاق مى كنيم. آزمون هاى عملى ثابت كردند كه شالوده عالم نااقليدسى است و شايد نظريه نسبيت عام بهترين راهنمايى می باشد كه ما با آن مى توانيم اشيا را مشاهده كنيم. اما مدافعين هندسه اقليدسى معتقد بودند كه به وسيله آزمايش نمى توان تصميم گرفت كه ساختار هندسى جهان اقليدسى است يا نااقليدسى. چون مى توان نيروهايى به سيستم مبتنى بر هندسه اقليدسى اضافه كرد به طورى كه شبيه اثرات ساختار نااقليدسى باشد. نيروهايى كه اندازه گيرى هاى ما از طول و زمان را چنان تغيير دهند كه پديده هايى سازگار با زمان - مكان خميده به وجود آيد. اين نظريه به قراردادگرايى مشهور است كه نخستين بار از طرف رياضيدان و فيزيكدان فرانسوى «هنرى پوانكاره» ابراز شد .

بر گرفته از وبلاگ آقای جوادی