جدایی علم از دین ۶

پاورپونت جلسه

من شروع این جلسه را اختصاص به این دادم که مرور کنیم و خلاصه‌ای از آن چیزهایی که گفته شده را بگویم و هم از برگزارکننده‌های جلسه و هم از کسانی که گوش می‌دهند عذرخواهی می‌کنم که جلساتی که به عنوان سه جلسه‌ای شروع شده همین‌طور ادامه پیدا می‌کند. به هر کسی می‌گویم ابراز خوشحالی می‌کند ولی من احساس می‌کنم نوعی حالت ایجاد بی‌نظمی دارد؛ چون سه جلسه قرار بوده تشکیل بشود ممکن است یک نفر شروع به گوش‌کردن کرده باشد، بعد هر چه گوش می‌کند می‌بیند که تمام نمی‌شود. من هر دفعه این صفحۀ اول را اصلاح می‌کنم. اول شهریور و مهر بود، بعد شهریور و آبان شد، الان شهریور تا دی 1399 است.

۱- خلاصه‌ای از آنچه گذشت

می‌خواهم خلاصه‌ای بگویم و توضیح بدهم که چه بوده و چه شده است و چرا به یک معنایی طرح اولیه‌ای که در ذهنم بود تغییر کرد و علت اینکه این تغییر بوجود آمد چه بود. به نظرم آمد بد نیست که یادآوری از کل موضوعی که تا حالا به آن پرداختیم بشود. سعی می‌کنم از این قرن هجدهم که در آن گیر کردیم بیرون بیاییم و وارد بحث‌های قرن نوزدهم بشویم. عنوان این جلسه را «فصل سوم، قرن نوزدهم» گذاشتم. اینکه فصل سوم چیست،‌ سعی می‌کنم توضیح دهم که از اول چه بوده و بعداً قرار است به کجا برویم. چند جلسۀ آینده هم تا حدودی تکلیفش مشخص می‌شود که به چه سمتی حرکت می‌کند.

۱-۱ اهداف سه گانه

شروع جلسات یک ایدۀ خیلی ساده بود؛ من در واقع تصمیم گرفتم که سه جلسه سخنرانی کنم و با سه هدف مشخص، در هر جلسه چیزی را سعی کنم بیان کنم و احساس می‌کردم سوءتفاهم و تحریف‌هایی در ذهن مردم نسبت به تاریخ علم وجود دارد. بحث را با عنوان جدایی علم و دین انجام دادم. همان جلسۀ اول هم گفتم که ماجرای کرونا و این نحوۀ برخوردهایی که می‌شود و در واقع آن سوءتفاهم‌هایی که دربارۀ مفهوم علم وجود دارد و اینکه علم چیست و اینکه در این علم یک چیز ضد دینی ایجاد شده یا هست، ذاتی است یا غیرذاتی است، این‌ها شروع جلسات بود. سه نکته‌ای که می‌خواستم بگویم را خیلی خلاصه مرور می‌کنم که هر کدام قرار بود ابتدائاً یک جلسه باشد. جلسۀ اول قرار بود یک تفکیکی را که معمولاً انجام نمی‌شود و روی آن تأکید کردم و جلسۀ قبل هم حتی به آن برگشتم و میل دارم که این تفکیک در ذهن‌ها جا بیفتد. این انقلاب علمی‌ای که ما از آن صحبت می‌کنیم، در مورد اینکه چگونه بوجود آمده، من نصف جلسۀ اول را به آن اختصاص دادم که در قرن پانزدهم، شانزدهم و هفدهم تحولاتی اتفاق افتاد که منجر به چیزی شد که ما به آن انقلاب علمی می‌گوییم.

۱-۱-۱ تفکیک بخش گالیله ای انقلاب علمی

حداقل چیزی که باید در مورد انقلاب علمی بدانیم این است که انقلاب علمی یک رکن سخت‌افزاری داشت که من سعی کردم مفصل توضیح بدهم که دستگاه چاپ بوجود آمد، کتاب بوجود آمد، دانشگاه‌ها بوجود آمدند، کتابخانه‌ها بوجود آمدند، محیط‌هایی بوجود آمدند که آدم‌ها در آن‌ها کار علمی انجام می‌دهند. روز به روز تعداد آدم‌ها زیاد شد. کلیسای کاتولیک در ترغیب چاپ برخلاف علمای اسلامی، در باسوادشدن مردم، آموزش عمومی نقش داشت و بعدها که پروتستان‌ها آمدند، این به شدت تشدید شد، این بود که یک باره اروپا از نظر سواد جهش پیدا کرد و آدم‌ها زیاد شدند و امکانات زیاد شد؛ این آن بخش سخت‌افزاری است که در بطن اروپا تحولات اجتماعی بوجود آمد که این اتفاقات افتاد. بعداً نرم‌افزاری که روی آن سوار شد، آن شوق به مطالعۀ طبیعت، سلطۀ به طبیعت، اینکه علمی داشته باشیم که آن موقع به معنای مذهبی نافع باشد، یک فایده‌ای به ما برساند. ایده‌هایی که بیکن مطرح کرد، این‌ها کم کم باعث شد که در طول یکی دو قرن گرایش به مطالعۀ طبیعت بشدت ایجاد شود و من نکته‌ای که تأکید کردم و می‌کنم و الان هم می‌خواهم در این خلاصه مجدداً روی این نکته تأکید کنم که جدای از این دو رکن اول، این چیزی که به آن رکن سوم می‌گوییم در واقع بود و نبودش به هیچ‌وجه به بوجود آمدن انقلاب علمی لطمه نمی‌زد، بلکه انقلاب علمی نتیجۀ آن جمعیت بزرگی که با امکانات کافی تأسیسات و مؤسسات و آن ساختارهای اجتماعی کافی همراه با آن شوق به مطالعۀ‌ طبیعت بوجود آمده بود و اینکه گالیله و در ادامۀ آن دکارت و نیوتن با ایده‌هایی تا حدود زیادی متافیزیکی آمدند و حرف از قانون طبیعت زدند و اینکه قانون طبیعت ریاضی است و مدلسازی ریاضی کردند. این یک بخشی از انقلاب علمی است که من اصرار دارم که بخش مهمی بود اما آن چیزی که به نظر من خیلی مهم است این است که این را کامل بفهمیم که اگر این رکن سوم را کنار بگذاریم، بخش عمده‌ای از تحولاتی که ما به آن انقلاب علمی می‌گوییم، کشفیات، اختراعات، تا اواخر قرن نوزدهم اتفاق می‌افتاد. من اینجا یک چیزی تحت عنوان پروژه نوشتم و فکر می‌کنم در آن جلسه به آن اشاره کردم.

همین موضوع را قبل از اینکه این جلسات شروع شود، دربارۀ این جلساتی که قرار است انجام شود با یکی از بچه‌ها، کسری که یکی از اعضای فعال گروه هم هست صحبت می‌کردم و گفتم که صدها چیز می‌شود اسم برد، شما قوانین تجربی که در الکتریستۀ مغناطیس، ترمودینامیک، شیمی، زیست‌شناسی، جدول مندلیف، پاستور میکروب را کشف کرد، زمین‌شناسی، تاریخ، جغرافیا و هر چه فکر کنید، تمام این‌ها متحول شد و یک دفعه حجم دانش به شدت در اروپا افزایش پیدا کرد، به شدت اکتشافات و اختراعات انجام شد و همۀ این‌ها را که نگاه می‌کنیم، اکثریت آن‌ها هیچ ربطی به مبانی آن چیزی که ما به آن جهان‌بینی علمی می‌گوییم ندارد.

من جلسۀ گذشته را اختصاص دادم به اینکه چیزی به آن می‌گویم جعبۀ سیاه نیوتن‌گرایی یا فیزیک نیوتنی، یک سری چیزهایی از درون آن به شما نشان دهم که چه مفروضاتی در آن هست؛ کشف میکروب، مطالعۀ الکتریستۀ مغناطیس، جدول مندلیف هیچ احتیاجی به آن فرض‌ها ندارد. نکته‌ای که می‌خواهم بگویم این است که اصرار دارم که اگر خط گالیله و نیوتن را کلاً از تاریخ اروپا پاک کنید، بالای نود درصد اتفاقات علمی مثبتی که افتاد، چیزهایی که کشف شد، حتی نظریۀ داروین، این‌ها بوجود می‌آمد و ربطی به آن مبانی ندارد. نظریۀ داروین را با علامت تعجب نوشتم که شاید بعداً در مورد آن در جلسۀ‌ آینده به داروین برسیم و صحبت کنم. موضوع این است که این همه اکسپریمنتی که انجام شده، قانون‌های اکسپریمنتالی که در فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی کشف شده و همین‌طور مطالعات بسیار زیادی که در علوم دیگر انجام شده، این‌ها ربطی به گالیله و نیوتن ندارد، این‌ها حاصل همان رکن اول و دوم هستند. من این‌ها را که به کسری گفتم، یک پیشنهادی گفت که شاید بشود یک پیجی درست کرد و در آن یک تایم‌لاین مانندی بگذاریم که همۀ اکتشافات و اختراعات را مردم به تدریج واردش کنند و این‌ها رنک بخورند. آن‌هایی که بدون گالیله و نیوتن به راحتی قابل انجام بودند یک رنگ بخورند و آن‌هایی که وابسته به آن رکن هستند یک رنگ دیگر بخورند و بعضی‌ها هم حالت‌های میانی داشته باشند. مثلاً به طور قطع می‌شود گفت ما به بعضی از کشفیات و اختراعات با توجه به کار نیوتن و ادامۀ کار نیوتن بهتر و سریع‌تر رسیدیم.

۲-۱-۱ تفکیک جهان بینی نیوتن گرا از موفقیت های علمی

از اواخر قرن نوزدهم به بعد، بسیاری از این چیزهایی که ما به آن های‌تک می‌گوییم،‌ این‌ها واقعاً بدون رکن سوم قابل انجام نبوده است؛ مثلاً مکانیک کوانتوم نتیجۀ آن شاخۀ پیشرفت علمی است. الان کوانتوم کامپیوتر داریم می‌سازیم، این‌ها دیگر با اکسپریمنت‌های ساده‌ای که مردم انجام می‌دادند محال بود که به آن‌ها برسیم. نکتۀ خیلی مهم این است که فراموش کنید که در رکن سوم مدلسازی ریاضی لزوماً جز رکن سوم نیست یعنی اینکه مثلاً افلاطون حرکت خورشید به دور زمین را با هندسه مدل کرده، معنی‌اش این نیست که شما لزوماً به همۀ آن چیزهایی که تحت عنوان جهان‌بینی علمی ارائه می‌شود اعتقاد داشته باشید. این خیلی مهم است که علم را به عنوان یک پکیج نگیرید، در علم ترندهای مختلفی بوده است و اینکه آن چیزی که ما به آن جهان بینی علمی می‌گوییم همۀ این چیزها را به ما داده و نیوتن این چیزها را به ما داده، یک سوءتفاهم است. و سؤال جلسۀ اول که اگر پروژه آن تایم لاین است، پرسش جلسۀ اول این است که چرا این‌گونه است؟ این که از نظر تاریخی خیلی واضح است که هر چه بوده از اینجا نیامده، چرا این‌طور شده است؟ لازم است که به این موضوع جواب داده شود. اولین جلسه قرار بود که من این تفکیک را بگویم اینکه انقلاب علمی فقط گالیله نیست، یعنی این یک سوءتفاهم است که انقلاب علمی از گالیله شروع شده و با نیوتن به اوج رسیده است. این همه اکتشافات و اختراعات تجربی که هیچ ربطی به آن جریان ندارد را چطور می‌خواهیم به آن ماجرا وصل کنیم، دلیل دارد که این اتفاق افتاده است و یک پرسش مهم در جلسۀ اول هم مطرح است و آن هم این است که چرا این‌طور شد و چرا ماجرای محاکمۀ گالیله طور دیگری معرفی شد. در واقع آنجا به نوعی تاریخ انقلاب علمی و تاریخ مربوط به گالیله تحریف شده است. در آن تاریخ‌نویسی پایولری که تا صد سال پیش رواج داشت، در چهل پنجاه سال اخیر طبعاً خیلی تضعیف شده و شما کمتر ماجرای گالیله را آن‌طوری که قبلاً ارجاع داده می‌شد می‌بینید مگر در متون یا برنامه‌های تلویزیونی سطح پایین وگرنه از نظر علمی آن حرف‌هایی که در مورد ماجرای گالیله زده می‌شد زده نمی‌شود اما همچنان دربارۀ انقلاب علمی همان نحوۀ قضاوت که انقلاب علمی از گالیله شروع شده یا از بیکن شروع شده و نیوتن به اوج رسانده… اصلاً انگار تمام آن جریان‌هایی که نود و خرده‌ای درصد علمی که مستقل از این‌ها داشت پیشرفت می‌کرد و آن شور و شوقی که بوجود آمده بود همه هیچ است. من در واقع این را به نوعی توضیح دادم که با نیوتن طرف مقابل را ضربه فنی کردند، بنابراین از لحاظ تاریخی آن قسمت این پیشرفت‌ها در پیروزی آن جناحی که این آکادمی‌هایی که بیرون دانشگاه بودند و داشتند این ماجرا پیش می‌بردند خیلی مؤثر بود.

 [۱۵:۰۰]

یعنی از اهداف سه‌گانه در این سه جلسه، قرار من این بود که در جلسۀ دوم بگویم در رکن سوم جهان‌بینی چیست و چه بوده است و سعی کنم این تفکیک را در ذهن شما ایجاد کنم که مطلقاً پذیرش جهان‌بینی نیوتن‌گرا، همین چیزهایی از جلسۀ دوم تا جلسۀ گذشته در مورد آن صحبت کردم و مسئلۀ اینکه قوانینی وجود دارد که ریاضی است و از نظر انتولوژیک کاری به این قوانین نداریم، کیفیات را کنار بگذاریم و به کمیات برسیم، همۀ آن چیزهایی که تا حالا گفتم، اینکه شما بپذیرید که این‌ها واقعیت‌هایی هستند یعنی به اصطلاح حقایق و پیش‌فرض‌های درستی هستند که براساس آن داریم مطالعۀ علمی می‌کنیم و چون نیوتن توانسته همه چیز را روشن کند، پس این پیش‌فرض‌ها درست هستند و بنابراین ما یک جهان‌بینی جدیدی ارائه کردیم که جنبۀ فلسفی هم دارد، جلسۀ دوم می‌خواستم شما را قانع کنم که مطلقاً موفقیت‌هایی که علم بدست آورده ربطی به پذیرش و باور این جهان‌بینی ندارد. در واقع همۀ موفقیت‌های علم، اگر شما مدل‌هایی که نیوتن ارائه کرده،‌ مدل‌هایی که در کل علم ارائه شده و می‌شود، به این‌ها ابزارگارانه نگاه کنید هم موفقیت‌های علم بدست می‌آمد و می‌آید. یعنی لازم نیست به معنای تحریف‌شده‌ای که الان در فلسفۀ علم متداول است که به این نوع نگاه، نگاه رئالیستی می‌گویند، من اجزاء مدل‌های علمی و کل مدل را واقعی فرض کنم؛ هیچ‌کدام از اختراعات و اکتشافات و پیشرفت‌های علمی وابسته به این نیست که شما این چیزها را باور کرده باشید. یعنی مثلاً اگر من معادلات نیوتن را بنویسم ولی باور نداشته باشم که این نیروی جاذبه واقعاً وجود دارد کار خودم را انجام می‌دهم. یعنی یک دیدگاه از همان روز اول که کپرنیک نظریۀ خودش را داد به طور مداوم در مقابل این دیدگاه به اصطلاح رئالیست که هر چه در علم مدلسازی می‌شود را انگار دوست دارد که واقعیت فرض کند بلکه پیش‌فرض‌ها را اصلاً بیان نمی‌کند و اگر بیان کند هم انگار واقعی هستند، هیچ‌کدام از پیشرفت‌های واقعی علم ربطی به این ندارد که شما این‌ها را واقعی فرض کنید یا نه. در واقع در جلسۀ دوم می‌خواستم همین دیدگاه ابزارانگارانه را بگویم و نشان دهم که این پیشنهاد وجود داشته و اگر تکنولوژی‌ای درمی‌آید از فرمول‌ها در می‌آید نه از تعبیرهای فلسفی‌ای که پشت فرمول‌ها هستند و اگر مدل‌های جدید علمی از آن مدل قبلی زائیده می‌شوند، باز هم بدون اینکه لازم باشد که فرض کنید که آن مدل‌ها دارند به حقیقت اشاره می‌کنند آن‌ها بوجود می‌آیند. این برنامۀ جلسۀ دوم بود که هنوز که هنوز است این را تمام نکردم. آن بحثی که جلسۀ قبل می‌خواستم دربارۀ ابزارانگاری با مثال قانون اهم کنم هنوز مانده است. خواهم گفت که چرا جلسۀ دوم پنج جلسه طول کشید.

من در آن سخنرانی‌ای که پارسال در دانشکدۀ فیزیک تحت عنوان پیش‌نشست پیش‌فرض‌های فیزیک انجام دادم به این اشاره کردم و در واقع بیشتر در مورد همین صحبت کردم که این یک پروژه است و من ندیدم و فکر می‌کنم وجود ندارد، به اندازۀ کافی گشتم، امیدوارم که کار انجام شده باشد، اگر که نه، این یک پروژه‌ای است که بالاخره باید انجام شود، یعنی برای همۀ‌ علوم و علم فیزیک بسیار بسیار مهم است که پیش‌فرض‌های خودشان را بدانند؛ پیش‌فرض‌های اپیستمولوژیک، انتولوژیک و متدلوژیک علم باید مشخص باشد. من در آن جلسه مفصل در این مورد صحبت کردم که این‌ها باید هایرارکی یا سلسله‌مراتب داشته باشند. شما وقتی که به یک مشکلی برمی‌خورید و از لحاظ تئوریک می‌خواهید بروید سراغ تغییردادن پیش‌فرض‌ها و اینکه کدام پیش‌فرض را ملاحظه کنید برای اینکه مشکلتان را حل کنید، کدام را تغییر بدهید، ایراد از کجا آمده، این‌ها را باید به صورت سلسله‌مراتب دربیاورید. بعضی از این‌ها مربوط به مدلسازی شماست، بعضی از آن‌ها اپیستمولوژیک هستند و خیلی سطح بالا هستند، این کاری است که انجام نشده است. پرسشی که در جلسۀ دوم مطرح شد این است که چطور به آن توهم لاپلاسی رسیدیم. توهم لاپلاسی یعنی اینکه شما بدون اینکه این همه پیش‌فرض موجود را ببینید و بررسی کنید، تمام بحث‌هایی که در ابتدای قرن بین نیوتن و لایبنیتس بدون اینکه به نتیجه برسد قطع شد و طوری رفتار کردند که انگار این مسائل حل شده است و دیگر هم به آن برنگشتند. یعنی شما یک چیزی در متون اواخر قرن هفدهم و اوایل هجدهم می‌بینید، بحث‌های زیادی است، من جلسۀ قبل به همین‌ها تاحدودی اشاره کردم، همۀ این‌ها متوقف شد، با یک حس پیروزی کامل و اینکه همه چیز را پیدا کردیم، واقعاً قوانین آسمان و زمین را پیدا کردیم، وارد قرن نوزدهم شدند که الان ما همراه این آدم‌های متوهم قرار است که وارد قرن نوزدهم بشویم.

هنوز یک چیزی از جلسۀ دوم مانده که در این جلسه می‌گویم. واقعیت این است که این پرسش پرسشی بود که من را به نوعی چند جلسه معطل کرد. یعنی واقعاً به این احساس رسیدم که نمی‌شود به سادگی یک بیان خوبی انجام داد که این توهم به این غلظت و شگفت‌انگیزی چطور ظرف یک قرن ایجاد شده بدون اینکه به مسائل و زمینه‌های اجتماعی اشاره شود، بدون اینکه دربارۀ آن جعبۀ سیاه کمی صحبت کنیم. من برنامۀ جلسۀ دومم این بود که به همه به صورت مختصر مفید اشاره کنم و رد شوم و حداکثر نصف یک جلسۀ بعد هم به آن اختصاص داده بشود که هنوز که هنوز است داریم در این مورد بحث می‌کنیم. من اصرار کردم و می‌کنم که شاید بزرگترین، عجیب‌ترین تحول تاریخ فرهنگ بشر این اتفاقی است که در قرن هجدهم افتاده است، این ملقمه‌ای که به عنوان جهان‌بینی علمی به طور کامل در ذهن‌ها جا افتاده است، من به این اصطلاحی که به شوخی و جدی می‌گویم در مغز استخوان مردم یک نوع جدیدی از نگاه‌کردن به دنیا رسوخ پیدا کرده است و همۀ ما آموزش‌هایی دیدیم که به نوعی این جهان‌بینی در آن بوده و خیلی سخت است که خودمان را از آن جدا کنیم. ما هم همان‌طوری که در همان جلسۀ دوم اشاره کردم، تحت تأثیر آموزش دچار توهم لاپلاسی هستیم. خیلی از ارکان آن توهم را داریم و لازم است که این را کشف کنیم و در درون خودمان ببینیم چطور می‌شود این مسئله را حل کرد. حداقل برای خودمان حل کنیم. و این کش‌پیداکردن این ماجرا شاید به این ربط دارد که من مثلاً برای بچه‌های فیزیک سخنرانی کردم و حرف از این جعبه سیاه و اینکه بسیاری پیش‌فرض وجود دارد زدم و به نوعی قول دادم که بعداً می‌گویم، در یک سخنرانی پانزده سال پیش گفتم که این جدایی علم و دین و تعارضشان بیشتر زمینه‌های سیاسی اجتماعی داشته، آن را هم بعداً می‌گویم. به گونه‌ای به جایی رسید که احساس کردم یک موقعیتی پیش آمده که این بعداً می‌گویم را بگویم. به هر حال دو سه جلسۀ اضافه صرف این شده که چیزهایی دربارۀ وضعیت سیاسی اجتماعی آن دوران و اتفاقی که واقعاً افتاده و چطور ظرف یک قرن چنین جهان‌بینی شگفت‌انگیزی جای خودش را در آموزش باز کرده، همین‌طور ممکن است در جلسات، چند جلسۀ آینده هم به این مسئله برگردیم.

خلاصۀ آن نکتۀ دوم این است که هیچ پیشرفتی در علم و تکنولوژی حاصل باور به جهان‌بینی علمی نبوده و نخواهد بود. جهان‌بینی علمی به معنای اینکه من آن پیش‌فرض‌هایی که می‌گویم را واقعاً باور داشته باشم و فکر کنم که واقعاً قوانین جهان ریاضی است؛ چه احتیاجی به این است. من فکر کنم که یک نظمی در جهان وجود دارد، حالا من با ریاضیات دارم مدل می‌کنم که یک مدلی بسازم که با آن حوادث را پیش‌بینی کنم. اینکه پیش‌فرض‌هایم را واقعاً باور داشته باشم و پاستیولیت فرض کنم یا اکسیوم هیچ فرقی در عمل ندارد. ما می‌توانیم آن‌ها را اکسیوم فرض کنیم کار کنیم. از اول هم همۀ کسانی که در مقابل نیوتن و گالیله ایستادند و در مقابل کپرنیک حرف زدند همین را گفتند؛ گفتند کارتان را بکنید و ادعاهای فلسفی و باور و این‌ها را در کار نیاورید. هیچ اشکالی ندارد، مدلسازی کنید، پیش‌بینی کنید، ممکن است پیش‌فرض‌هایتان درست باشد یا غلط باشد ولی به نتایج درست برسید و همین اتفاقی است که بعداً افتاد؛ همۀ چیزهای فیزیک نیوتنی باطل شد ولی همچنان به طور تقریبی می‌شود از آن استفاده کرد بدون اینکه باور داشته باشیم که نیروی جاذبه وجود دارد، بدون اینکه باور داشته باشیم که فضا و زمان  نامتناهی هستند، فضا نامتناهی است،‌ فضا اقلیدسی است، فضا قابل تجزیه به بی‌نهایت است و انواع و اقسام چیزهایی که در فیزیک نیوتنی فرض شد و از آن استفاده می‌کنیم و در مدل هست. لزومی ندارد که این‌ها را واقعاً باور کنیم، فضا متناهی است، زمان متناهی است، هیچ چیزی هم از آن تقریبی که فیزیک نیوتنی به ما می‌دهد کم نمی‌شود. هیچ پیشرفتی در علم و تکنولوژی حاصل باور به این جهان‌بینی نیست.

۳-۱-۱ نشان دادن مضر بودن نیوتن گرایی

نکتۀ سوم این بود که در جلسۀ سوم به شما نشان دهم که این باور مضر است. نه فقط برای بشریت مضر است، برای پیشرفت علم مفید نبوده بلکه مضر بوده است. این چیزی بود که می‌خواستم برای جلسۀ سوم بگویم. امروز فکر می‌کنم در مورد این موضوع صحبت می‌کنیم. برای بشر هم فاجعه‌بار بوده است. بگذارید من یک نکته‌ای که شاید جاهای دیگر هم به آن اشاره کردم را خیلی مختصر بگویم ببینید اینکه در رکن سوم به نوعی یک مضامین پنهان غیر دینی یا حتی ضد دینی هست و یک چیز الحادی انگار در آن هست، یعنی فرض‌های اتمیستی، اینکه انگار جهان واقع از ذراتی تشکیل شده و بعد قوانینی فیزیکی یا متافیزیکی که ریاضی هستند حکمفرما هستند دترمنیستیک است، نه جایی برای اختیار می‌گذارد و نه جایی برای غایت‌انگاری می‌گذارد؛ همۀ این‌ها بگذارید کنار. تصور یک جهانی که قوانین آن ریاضی است و دترمنیستیک است و هر چیزی که در آینده دارد اتفاق می‌افتد، براساس فرمول‌هایی قابل بیان است، این یک مشکل ذهنی‌ای ایجاد می‌کرد، من نمی‌خواهم بگویم که این مشکل اصیلی است ولی می‌خواهم این را بیان کنم که حس خوبی به آدم‌ها نمی‌داد.

بگذارید یک مثال بزنم. فرض کنید که آدم‌ها از قدیم (مسیحی و مسلمان و این‌ها نداریم) به پدیده‌های طبیعی معنا نسبت می‌دادند؛ اگر کسوف می‌شد احساس می‌کردند که معنایی دارد، بیماری‌ها معنا دارند، من مریض شدم، این یک معنی‌ای دارد. یک لحظه فکر کنید که اگر من الان بدانم که کسوف‌ها و خسوف‌ها را تا میلیون‌ها سال می‌شود محاسبه کرد که چه‌وقت اتفاق می‌افتد، بعد می‌توانم آن احساس باستانی‌ای را کنم که اگر کسوف شده خشم خدایان است؟ یعنی خدایان از یک میلیون سال پیش تصمیم گرفتند که یک میلیون سال بعد خشمگین شوند. این مثال به نوعی شاید این حس را به شما منتقل کند که به نظر می‌آید فرض یک جهان قانونمندی که قوانینش بی‌معنی هستند و ریاضی هستند، یک سری فرمول ساده هستند، با توجه به اینکه نیوتنی نگاه می‌کنید، و این‌ها نه فقط آسمان، بلکه زمین را هم کنترل می‌کنند؛ یعنی آن جهان لاپلاسی را در نظر بگیرید که یک سری توپ هستند، نیروهایی است که برهم‌کنش‌هایی با هم دارند، طبق قوانین مکانیک حرکت می‌کنند و جهان ساخته می‌شود، لازم نیست داروین بیاید و انسان را بی‌معنی کند، اصلاً انگار جهان به نوعی بی‌معنی می‌شود. اینکه من نوشتم که باور به جهان بینی علمی برای بشر فاجعه‌بار بوده است، از این جهت است که جهان‌بینی علمی از روز اولی که آمده تا الان روز به روز بیشتر به این سمت رفته که جهان را خالی از معنا کند و این برای بشر فاجعه‌بار است برای اینکه بشر در معنا زندگی می‌کند و در واقع نه با دین، بلکه با ذات بشر به نوعی این تصورات و تخیلاتی که غلط هم هستند تعارض دارد.

[۳۰:۰۰]

بنابراین این اهداف سه‌گانه در این سه جلسه این بود (که من قرمز کردم) که به توهم لاپلاسی رسیدیم. آن طرح اولیه متوقف شد. و من همچنان فکر می‌کنم که جا هست برای اینکه بحث کنیم و این اتفاقی که در قرن هجدهم در قرن هجدهم برای اروپایی‌ها افتاد و به همۀ جهان سرایت کرد را بهتر بشناسیم. یعنی یکی از مهم‌ترین اتفاقات تاریخ بشر است و هر چقدر عمیق‌تر بفهمیم وضع فعلی خودمان را در دنیا و فرهنگ فعلی دنیا را بهتر می‌فهمیم.

در مورد اینکه مضر بوده، شما آن هیاهویی که اطراف نیوتن شد که انگار همه چیز را حل کرده و اینکه این پیش‌فرض‌هایی که سر آن بحث بود انگار به نفع نیوتن خاتمه پیدا کرد در حالی که این‌طور نبود و این مثال ساده‌ای که در جلسات قبل آمد اینکه فضا و زمان و حرکت در مکانیک نیوتنی بعد از مدت‌ها مطلق شده بود، می‌شود گفت که این نمونه‌ای از نکته‌ای در فیزیک نیوتنی است که کشف نسبیت انیشتین را به تعویق انداخت. آن دویست سالی که به مکانیک و فیزیک نیوتنی به عنوان حقیقت مطلق نگاه می‌شد، با این همه مشکلاتی که داشت، به همۀ این‌ها می‌شود به نوعی منفی نگاه کرد و گفت که این‌ها باعث شدند که پیشرفت فیزیک و مکانیک متوقف شود. در واقع با آن دید فایده‌گرایی کاپیتالیستی که نگاه می‌کنیم، کاپیتالیست‌ها اصولاً کارشان این است که یک چیزی که تولید می‌کنند تا وقتی فروش می‌رود و از آن پول درمی‌آید اصراری ندارند و علاقه‌ای ندارند که آن را تغییر بدهند. یک کارخانه‌ای زدند که یک کالایی تولید می‌کند و خوب هم دارد می‌فروشد، می‌شود همیشه قسمت R & D زد و ارتقا داد و آن را بهتر کرد ولی چه دلیلی دارد که چنین خرجی کنیم در حالی که به خوبی داریم می‌فروشیم، بازار پر است و همه هم دارند می‌خرند. این حالت فایده‌گرایی عیناً به علم هم سرایت کرد یعنی یک فیزیک نیوتنی بوجود آمد، کلکولس بوجود آمد، مکانیک نیوتنی بوجود آمد که بدست آوردن نتایج و استفادۀ عملی از آن دو قرن طول کشید؛ از فضا گرفته تا زمین، این کلکولس مخصوصاً برای مهندس‌ها یک ابزاری شده بود که پیش می‌رفتند و خیلی گرایشی به اینکه بیاییم ببینیم پیش‌فرض‌هایمان چه بوده‌اند و از این حرف‌ها نداشتند. یک احساس پیروزی و احساس اینکه همه چیز دارد خوب پیش می‌رود به وجود آمد که آن کنجکاوی علمی و آن سؤال‌های اساسی‌ای که لایبنیتس و بارکلی و بسیاری از افراد دیگر مطرح کرده بود کلاً به حاشیه رفت. بنابراین این خودش خیلی واضح است که این نوع اینرسی‌هایی که بر اثر ستایش بیش از اندازۀ نیوتن و مطلق‌کردن پرینسیپیا که قبلاً به آن اشاره کردم بوجود می‌آید، این‌‌ها قطعاً مضر بوده است. و همان نکته‌ای که در دو جلسۀ قبل گفتم که نسبیت انیشتین را در زمان نیوتن هم می‌شد بیان کرد. از نظر ریاضیات و شواهد تجربی‌ای که لازم داشتیم با کمی تفکر فیزیکی و با اصول ساده‌ای می‌شد نسبیت خاص انیشتین را خیلی زود به دست آورد. فقط همین که سرعت نور ثابت است و بی‌نهایت نیست و اینکه ناظرهای مختلف چیزی که می‌بینند علت و معلول را جابجا نخواهند دید و فرض‌هایی به همین سادگی می‌شد با یک تفکر فلسفی همراه با فیزیک به چنین تئوری‌ای رسید. دویست سال طول کشید تا فیزیک نیوتنی متوقف شد یعنی به اکسپریمنت‌هایی رسید که دیگر نمی‌توانست توجیه کند و بعد این نسبیت انیشتین آمد و جانشین فیزیک نیوتنی شد و به نظر می‌آید این روال کلی علم است که تا سرشان به سنگ نخورد خیلی برنمی‌گردند تا پیش‌فرض‌ها را نگاه کنند. فکر کنید وارد قرن نوزدهم شدیم. من می‌خواهم این ادامۀ کار را همچنان در فیزیک بحث کنیم و وارد شیمی و زیست‌شناسی و این‌ها در این جلسه نمی‌شوم.

۲- قانون اهم

شاید ادامۀ‌ بحث زیادی فیزیکی باشد. قانون اهم را انتخاب کردم که فکر می‌کنم همه در دبیرستان لااقل دیده‌اند. می‌خواهم آن نکته‌ای که در مورد آن مسئله مانده بود که نیازی به باور جهان‌بینی نیوتنی و جهان‌بینی‌ای که پشت فیزیک جدید هست نیست را سعی کنم توضیح دهم همراه با طعم اینکه احساس کنید که این شیوۀ آموزشی که در فیزیک مرسوم است نه فقط مفید نیست مضر هم هست. از الان تا آخر بحث‌ها فیزیکی است، امیدوارم که به اندازۀ کافی علاقمند باشید که این موضوع را دنبال کنید.

قانون اهم قانونی است که دربارۀ ولتاژ و جریان و یکی از قوانین پایۀ مدارهای الکتریکی است. این آقای ولتا که عکسش را اینجا زدم، عنوان آن را گذاشتم «ولتا و قورباغه‌ها» که ماجرای آن این است که آقای ولتا آزمایشاتی  با پیل الکتریکی انجام می‌داد (می‌خواهم بگویم که این قانون اهم از کجا آمده است) و در آزمایش‌هایش یک پدیده‌ای که به طور تصادفی کشف کرد این بود که وقتی این سیم‌هایی که به پیل الکتریکی وصل است را به پای یک قورباغه می‌زند، پای قورباغه تکان می‌خورد. در واقع می‌شود گفت که این یک کشفی بود که علی‌الظاهر و در نگاه اول شاید اهمیتش این بود که یک ربطی بین نیروی الکتریسیته که برای بشر ناشناخته بود و حیات وجود دارد. و در اول هم نظر ولتا و دیگران به این موضوع جلب شد. نکته‌ای که به نظر من مهم است این است که پیل الکتریکی پای قورباغه را تکان داد و یک ماجرایی از اینجا شروع شد. این مدارها و آثار جریان الکتریکی را مطالعه کردند، آدمی که خیلی در این ماجرا نقش داشت آمپر بود. اورستت، آمپر و این کسانی که آثار مغناطیسی جریان الکتریکی را مطالعه کردند. بالاخره پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان معلوم شد. ولتاژ یعنی یک پیل الکتریکی درست می‌کنند، این یک پتانسیل الکتریکی ایجاد می‌کند که من می‌دانم که اگر یک سیمی به آن وصل کنم، یک جریانی از درون این سیم می‌گذرد. به نحوی مشکوک صحبت می‌کنم و یک حس شک و شبهه‌ای در حرف‌هایم هست به علت اینکه از نظر تاریخی نه می‌دانند درون آن سیم چه خبر است و نه اصلاً می‌دانند الکترون چیست، چیزی که می‌دانند فعلاً اولاً این است که اگر این پیل الکتریکی را وصل کنیم پای قورباغه تکان می‌خورد. بعد هم اینکه این را وصل کردند و فهمیدند که اگر یک چیزی درون این سیم اتفاقی دارد می‌افتد، آثار مغناطیسی دارد. بالاخره این احساس که یک جریانی از درون این سیم دارد می‌گذرد ایجاد شد، اینکه این چیست کسی فعلاً در قرن نوزهم نمی‌داند که چه باید بگوید که جریان الکتریکی چه هست، یک چیزی بالاخره آنجا هست.

قانون اهم که برخلاف تصور شما که به نظر می‌رسد که چیز خیلی ساده‌ای است که اگر آن ولتاژ را تقسیم بر مقاومت سیم کنیم جریان بدست می‌آید یا این را ضرب کنید و بگویید ولتاژ مساوی با جریان ضربدر مقاومت است، برخلاف تصور شما که یک چیز خیلی ساده‌ای است، در آن زمان سر این مقاله‌ای که اهم منتشر کرد هیاهوی زیادی به پا شد. اصلاً انگار همۀ قوانین و کشفیات علمی حتماً باید این قانون وجود داشته باشد که کامیونیتی علمی اول هیاهو کنند و بگویند غلط است و بعداً معلوم بشود که چیز خوبی است. این قانون چه می‌گوید؟ چیزی که من فعلاً در زمان اهم می‌دانم این است که یک پیل الکتریکی‌ای وجود دارد که ما این را یاد گرفتیم بسازیم مثلاً با استفاده از یک محلول الکترولیتی، دو چیز فلزی در آن بگذاریم و سیم وصل کنیم، می‌دانیم که یک چیزی مانند جریان رد می‌شود و هر چقدر آن پیل بزرگتر باشد یا چند تا از آن را کنار هم بگذاریم، جریان بیشتری رد می‌شود و الی آخر. یک چیز بامزه به شما بگویم. می‌خواهم این حس را به شما منتقل کنم که چقدر نمی‌دانستند که ماجرا چیست. کاوندیش اولین کسی بود که یک سری آزمایشاتی را دربارۀ‌ اینکه تأثیر جریان الکتریکی چیست انجام داد و منتشر کرد و کاری که انجام می‌داد این بود که با دستش می‌گرفت و به خودش شوک می‌داد و تقریباً به نوعی حسش این بود که دو پیل که می‌گذارد، شوک فلان مقدار بیشتر می‌شود. آزمایشاتی را منتشر کرد که بدن خودش را به عنوان اندازه‌گیری جریان و ولتاژ و این‌ها خرج کرد و یک چیز مقدماتی‌ای نوشت ولی اهم یک چیز مفصل‌تر و اکسپریمنت‌های جدی‌تری انجام داد و یک قانونی را نوشت. قانونش این است که هر مداری که شما در نظر بگیرید یک مقاومتی دارد که الان ما این مقاومت را به اسم واحد اهم اندازه می‌گیریم. و اگر ولتاژی را به آن وصل کنیم، ولتاژ تقسیم بر مقدار مقاومت می‌کنیم و مقدار جریانی که از درون سیم رد می‌شود را می‌دهد. همه این قانون را در دبیرستان خوانده‌اند، من خودم چون مهندس برق هستم از اول تا آخر مهندسی برق این قانون اهم را داریم استفاده می‌کنیم. این شکلی که الان برای شما اینجا گذاشتم ولتاژ 5/4 ولت، مقاومت 78 اهم است و این جریانی که رد می‌شود را محاسبه می‌کنید 7/57 میلی‌آمپر از درون این مداری که چنین ولتاژ و مقاومتی دارد رد می‌شود. این محاسبه‌ای است که براساس قانون اهم قابل انجام است. قبول کنید که از این ساده‌تر که سه پارامتر هستند و دو تا ضرب می‌شوند و آن یکی را می‌دهند، به زحمت می‌شود در فیزیک تجربی پیدا کرد.

۱-۲ شیوه اندازه گیری

حالا سؤال این است که این‌ها را چگونه اندازه می‌گیریم. یعنی اولین قدم برای اینکه یک قانونی را عمیق‌تر بفهمید این است که شیوۀ اندازه‌گیری، واحدهایی که تعریف شده را درک کنیم که یک اهم چطور تعریف شده، شیوۀ اندازه‌گیری آن چگونه است و این فرمول چه چیزی به ما می‌گوید. چون تا من نفهمم این واحدها چه هستند، 7/57 میلی‌آمپر برای من خیلی معنی‌دار نیست؛ باید بفهمیم که یک آمپر چیست و چگونه تعریف شده است؛ بنابراین درک قانون‌ها به درک واحدها و شیوه‌های اندازه‌گیری ربط دارد. بیاییم ببینیم شیوه‌های اندازه‌گیری این قانون ساده چگونه تعریف شده‌اند. جریان را با چه چیزی اندازه می‌گیریم؟

[۴۵:۰۰]

ما جریان را با آمپرمتر اندازه می‌گیریم. در واقع آمپرمتر یک وسیله‌ای است که مثلاً اگر این مداری که اینجا وصل شده، در خود مدار کنار آن مقاومت یک آمپرمتر را قرار می‌دهیم، همان‌طوری که جریان دارد از درون مقاومت رد می‌شود، جریان از درون آمپرمتر هم رد می‌شود. مثلاً به طور سنتی آنولوگ آمپرمتر یک عقربه‌ای دارد که مدرج شده و وقتی جریان از درون آن رد می‌شود، عقربه نشان می‌دهد که چند آمپر جریان از درون آن رد شده است. بنابراین یک وسیله‌ای داریم به اسم آمپرمتر که جریان را با آن اندازه‌گیری می‌کنیم و براساس یک واحدی که به آن آمپر می‌گوییم مدرج شده است. حال ولتاژ را چطور اندازه‌گیری می‌کنیم؟ ولتاژ را هم با آمپرمتر اندازه‌گیری می‌کنیم. یعنی در آن مداری که وصل شده و یک مقاومت دارد، آمپرمتر را به دو سر ولتاژ می‌زنیم و جریانی که از درون آن رد می‌شود به نوعی به ما می‌گوید که این ولتاژ کم است یا زیاد. فقط مسئله این است که آن چیزی که ما به آن ولت‌متر می‌گوییم،‌ احتمالاً شنیدید که ولتاژ را با ولت‌متر اندازه می‌گیرند. ولت‌متر همان آمپرمتر است، یعنی درون آن همان آمپرمتر است، فقط فرق بین آمپرمتر با ولت‌متر این است که ولت‌متر مقاومت بسیار بالایی دارد، بنابراین وقتی آن را به دو سر یک پیل الکتریکی می‌زنیم، خیلی خیلی کم از درون آن جریان رد می‌شود و براساس همان جریان کمی که از درون آن رد می‌شود مدرج شده طوری که ولتاژ را نشان می‌دهد. یعنی ما چیزی به اسم ولت‌متر مستقل از آمپرمتر نداریم. فرق بین اندازه‌گیری ولتاژ و جریان این است که آمپرمتر تا جای ممکن مقاومتش کم است، به علت اینکه قرار است آن را درون سیمی بگذاریم که جریانش را می‌خواهیم اندازه بگیریم. اگر مقاومتش زیاد باشد،‌ جریان را تغییر می‌دهد، باید آن‌قدر مقاومتش کم باشد که من مطمئن باشم که سیستم را مختل نمی‌کند. ولت‌متر برعکس چون قرار است موازی وصل شود به دو سر این نقطه‌هایی که می‌خواهم اختلاف ولتاژشان را بسنجم، باید خیلی مقاومتش بالا باشد که مطمئن شوم که از درون سیم جریان نمی‌کشد که اختلال ایجاد کند، بنابراین ولت‌متر یک آمپرمتری است که مقاومتش خیلی بالاست و براساس ولتاژ مدرج شده است. مقاومت را چگونه اندازه می‌گیریم؟ آن را هم با آمپرمتر اندازه می‌گیریم. می‌خواهم ببینم یک مداری چقدر مقاومت دارد؛ یک ولتاژی را که می‌دانم یک ولت است به آن وصل می‌کنم، می‌بینم جریانی که از آن رد می‌شود چقدر است، از اینجا مقاومت بدست می‌آید. بنابراین اندازه‌گیری جریانی که از درون مدار گذشته با آمپرمتر و وجود مثلاً یک پیل الکتریکی که ولتاژ آن را از قبل می‌دانم باعث می‌شود که بفهمم که مقاومت چقدر است.

نمی‌دانم متوجه شدید که چه مشکلی پیش آمد یا نه. مشکلی که پیش آمد این است که در اندازه‌گیری مقاومت دارم از قانون اهم استفاده می‌کنم. وقتی قانون اهم را به شما درس می‌دهند، به شکلی می‌گویند که مثلاً یک مقاومتی است که 78 اهم است، یک ولتاژی هم 4.5 ولت است، این‌ها را وصل می‌کنیم… موضوع این است که آن چرا این مقدار است و آن یکی چرا این مقدار است و چطور اندازه‌گیری شده‌اند؛ معمولاً در درس‌ها خیلی کنجکاوی‌ای نسبت به آن‌ها نمی‌شود. در فیزیک حتی در سطح‌های بالاتر همیشه این مقادیر اندازه‌گیری شده انگار از آسمان افتاده‌اند، یعنی دربارۀ شیوۀ اندازه‌گیری آن‌ها لااقل برای مهندس‌ها خیلی توضیح داده نمی‌شود. اهم‌متر و ولت‌متر و آمپرمتر این‌ها همه در واقع یک چیز هستند. حالا چکار کنیم؟ اینجا این قانون اهم واقعاً چه می‌گوید؟ بگذارید این‌گونه به شما بگویم،‌ الان از من بپرسید که یک باتری ولتاژش چقدر است، من کاری که باید انجام بدهم این است که یک آمپرمتری که مقاومتش زیاد است به دو سر آن بزنم و ولتاژ آن را بخوانم. مقاومتی هم که می‌خواهم اندازه بگیرم، کاری که باید انجام بدهم، قبلاً باید یک ولتاژی داشته باشم که مقدار آن را خوانده باشم، بزنم، جریانی را اندازه بگیرم، مقدار مقاومت را براساس قانون اهم بدست بیاورم. یک نفر اگر ناشی باشد فکر می‌کند پس قانون اهم یک توتولوژی است یعنی در واقع این‌ها طبق تعریف درست است به علت اینکه اندازه‌گیری‌ها را براساس خود قانونی دارم انجام می‌دهم، بنابراین چیزی بیان نکردم؛ این‌گونه نیست. در عین حالی که این پیچیدگی در مورد شیوه‌های اندازه‌گیری وجود دارد و تقریباً همیشه در فیزیک این پیچیدگی‌ها هست و باید به آن دقت کرد و معمولاً در آموزش روی این قسمت مژرمنت آن خیلی وقت نمی‌گذارند که حتی در این مسائل ساده صحبت کنند.

نکته‌ای که وجود دارد این است که قانون اهم یک چیز مهمی دارد می‌گوید. فرض کنید که نمی‌دانید مقاومت چقدر است و حتی ولتاژ آن را هم نمی‌دانید چقدر است، قانون اهم به شما می‌گوید که اگر یک پیل الکتریکی را به این مقاومت وصل کنم از آن یک جریانی رد می‌شود، این را با آمپرمتر اندازه بگیرم یا با هر چیزی، اگر دو تا از آن پیل‌ها را کنار همدیگر وصل کنم دو برابر جریان رد می‌شود. اگر دو مقاومت بگذارم و یک جریان بگیرم،‌ اگر از این دو مقاومت یکی را بردارم، جریان دو برابر می‌شود. بنابراین هیچ توتولوژی‌ای اینجا واقعاً وجود ندارد. قانون اهم یک چیزی را می‌گوید و آن هم این است که یک رابطۀ خطی‌ای بین ولتاژ و جریان و مقاومت برقرار است. یعنی آن رابطه ظاهرش این است که انگار یک مقادیر از پیش تعیین شده که شاید از آسمان افتاده به ما داده‌اند و ما داریم ضرب و تقسیم می‌کنیم ولی اصل ماجرا و آن چیزی که قانون اهم دارد به من می‌گوید این است که یک رابطۀ خطی‌ای بین جریان و ولتاژ برقرار است و آن مقاومتی که آنجا هست، دو برابر بشود، دو تا کنار همدیگر بگذارم، چنین حقیقتی در آزمایشگاه دیده می‌شود. این قانون اهم به من چه امکانی می‌دهد؟ به من این امکان را می‌دهد که بروم در کارخانه‌ها مقاومت‌هایی تولید کنم، یک واحدی را در نظر بگیرم، همان‌طوری که متر و همه چیز را استاندارد می‌کنیم، یک مقاومت استاندارد دارم که به آن می‌گویم یک اهم، می‌روم مقاومت‌های یک اهمی، دو اهمی و مقادیر مختلف را می‌سازم. همین کار را با باطری‌ها هم می‌توانم بکنم. بنابراین ولتاژ‌های مختلف دارم، مقاومت‌های مختلف دارم، حالا این‌ها را تولید کردم، یک مهندس برق این‌ها را در دست دارد و با آن‌ها می‌تواند مدار ببندد و جریان‌های مورد نظر خودش را در این مدار بگیرد. بنابراین علی‌رغم یک ابهامی که در مورد اندازه‌گیری وجود دارد ولی قانون اهم یک چیزی می‌گوید که من می‌خواهم بحث این قانون اهم را ادامه بدهم. این شکل کاریکاتوری که اینجا هست این را بیان می‌کند که قانون اهم می‌گوید یک مقاومتی وجود دارد، هر چه تعداد مقاومت‌هایی که می‌گذارید بیشتر باشد، مانند یک لوله‌ای که دارید تنگ می‌کنید، جریان از آن سخت‌تر رد می‌شود و شدت جریان کم می‌شود. بیاییم سراغ این مفهوم خطی‌بودن.

من می‌خواهم بگویم که چیزی که به آن رسیدیم چیست. در واقع نکته‌ای که وجود دارد این است که اگر آن مدار را مانند یک سیستم در نظر بگیرید، این خطی‌بودن یعنی من وقتی یک ولتاژ را به آن وصل کنم، اگر پیل شمارۀ یک را وصل کنم، جریان شمارۀ یک را می‌گیرم، حالا پیل شمارۀ دو را وصل کنم، جریان شمارۀ دو را می‌گیرم. اگر دو پیل را همزمان وصل کنم، جریان شمارۀ یک بعلاوۀ جریان شمارۀ دو را می‌گیرم. ببینید سیستم خطی طبق تعریف ریاضی یعنی وقتی که در این‌پوت (input) یک چیزی جمع می‌شود در اوت‌پوت (output) هم اوت‌پوت‌ها با همدیگر جمع می‌شوند؛ بنابراین لینیربودن یعنی این. اگر این‌پوت را در یک ضریبی ضرب کنم، اوت‌پوت هم به همان مقدار اضافه می‌شود. قانون اهم به من می‌گوید آن سیستمی که اول دیدید که یک پیل الکتریکی با یک سیمی به یک مقاومت وصل شده و جریانش را به عنوان اوت‌پوت داریم می‌خوانیم یک سیستم خطی است. حالا سیستم‌های خطی یعنی چه؟ از لحاظ فیزیکی چه سیستم‌هایی خطی هستند و چرا خطی هستند؟ معنی سیستم خطی این است که من وقتی که این‌پوت شمارۀ یک را می‌دهم و یک اتفاقی در یک سیستم می‌افتد، این‌پوت شمارۀ دو تولید اوت‌پوتش با این‌پوت شمارۀ یک تداخلی ایجاد نمی‌کند. اگر تک تک این‌ها را وصل کرده باشم، یک محرکی را به یک سیستم وصل کردم و یک جوابی گرفتم، محرک دوم را هم وصل کردم و یک جوابی گرفتم، اگر هر دو را هم زمان وصل کنم، انگار هر دو جواب را ادغام شده در همدیگر می‌گیرم؛ یعنی مثلاً اگر در خروجی آن دو سیگنال الکتریکی گرفته باشم، آن سیگنال‌ها واقعاً جمع می‌شوند، یعنی در هر لحظۀ زمان مقدار جریان جمع دو جریانی است که دفعۀ اول و دوم گرفتم. درون سیستم‌های خطی به نوعی تداخل اتفاق نمی‌افتد؛ این‌پوت‌های مختلف انگار مستقل از همدیگر در اوت‌پوت جواب می‌دهند. حالا یک لحظه فکر کنید ببینید چند صد تا پدیده‌ای به این شکل در طبیعت وجود دارد که همین حالت را دارند یعنی ورودی و خروجی آن‌ها با همدیگر تداخل نمی‌کنند.

این چیزی که اینجا نوشتم، خطی‌بودن از لحاظ ریاضی معنی‌اش این است که این‌پوت و اوت‌پوتر را می‌شود با یک ماتریس به همدیگر وصل کرد. بردار این‌پوت با بردار اوت‌پوت با یک ماتریسی به همدیگر تبدیل می‌شوند. این تعریف کلی‌ای که برای یک سیستم خطی وجود دارد، حالا ابعاد اگر متناهی باشد، اگر که نه، تبدیل یک عملگر خطی است. یک لحظه برگردیم و به قانون اهم نگاه کنیم. از همان اول که این را برای یک دانش‌آموز یا دانشجو بیان می‌کند، به نظر می‌آید اینجا یک کشف تجربی‌ای صورت گرفته و یک چیزی به اسم مقاومت وجود دارد، ‌یک چیزی به اسم جریان و ولتاژ و این‌ها به طور جالبی چنین رابطه‌ای با همدیگر دارند در حالی که قانون اهم یکی از صدها قانونی است که نتیجۀ عدم تداخل ورودی‌ها با همدیگر در یک سیستم خطی است و من مثلاً فرض کنید در یک شیوۀ آموزش کمی ابسترکت‌تر فیزیک کاری که می‌توانم کنم این است که یک بار دربارۀ سیستم‌های خطی صحبت کنم و بعد بگویم که چه چیزهایی هستند که خطی هستند، مثلاً فرض کنید ولتاژ و جریان و همۀ این‌ها به نوعی حالت‌های خاص یک قانون کلی در طبیعت هستند. چه چیزی از این حرف‌هایی که زدم می‌خواهم نتیجه بگیرم؟ من دارم سعی می‌کنم آن قانون اولیه‌ای که همه می‌دانند را واقعی‌تر، یعنی اصل ماجرا و کنه آن را ببینیم که چیست. همۀ ما کم و بیش شنیدیم و می‌دانیم که اصلاً قانون اهم قانون همۀ رسانه‌ها نیست. ما رسانه‌های غیر اهمی داریم که آن قانون در آن‌ها برقرار نیست و پدیدۀ ابررسانایی داریم که در یک دماهایی اصلاً قانون اهم بهم می‌خورد. بنابراین جدای از اینکه قانون اهمی که بیان شده حالت خاص یک چیز خیلی ساده‌ای است، واقعیت این است که برای بعضی از مواد در محدوده‌ها و شرایط کنترل شده‌ای از نظر دما و ولتاژ و جریان برقرار است.

[۱:۰۰:۰۰]

بنابراین نکته این است که حتی نمی‌توانم بگویم که قانون اهم نشان‌دهندۀ خطی‌بودن یک پدیده است بلکه واقعیت قانون اهم خطی‌کردن یک پدیده است؛ یعنی چه؟ یعنی مثلاً فرض کنید این شکلی که دارید می‌بینید، رابطۀ بین ولتاژ و جریان اصولاً یک رابطۀ خطی نیست اما اگر محدودۀ کار خودم را برای ولتاژ و جریان به اندازۀ کافی (که این اندازۀ کافی بستگی به آن رسانایی دارد که دارم روی آن آزمایش انجام می‌دهم) محدود بگیرم و در یک محدوده‌ای با آن کار کنم، حدوداً خطی است. اگر خیلی رسانای بدی باشد و به اصطلاح نان‌اهمیک (non-ohmic) باشد، خیلی خیلی باید محدودۀ کار خودم را کوچک بگیرم تا یک چیز خطی ببینم و تازه اگر یک مقدار از آن محدوده دور بشوم دیگر مقاومت آنچه که اول بوده نیست. در واقع قانون اهم به من می‌گوید که رساناهایی وجود دارند که در یک محدودۀ قابل قبولی از ولتاژ و جریان و دما و شرایط دیگر می‌شود این‌ها تقریباً خطی در نظر گرفت. حالا خیلی از پدیده‌های غیرخطی به این معنا را هم می‌شود خطی کرد؛ یعنی تا حدودی خطی با آن‌ها کار کرد و این کاری است که مهندس‌ها با سیستم‌های خودشان می‌کنند؛ یعنی سیستم‌ها اصولاً رفتار غیرخطی دارند ولی به اصطلاح مهندسی اطراف نقطۀ کار می‌شود تقریب‌های خطی‌ای زد.

من این را گفتم به علت اینکه اگر به قانون اهم یک مقدار واقعی‌تر نگاه کنید، اولاً حالت خاص یک پدیدۀ کلی است، ثانیاً شما وقتی قانون اهم می‌گویید، مردم احساس می‌کنند اینجا یک قانون است، باز هم یک قانون طبیعت کشف کردیم. در حالی که اساساً ماجرا این است که این پیل الکتریکی یک چیزی (می‌گویم یک چیزی، برای اینکه فکر هنوز فکر کنید در اوایل قرن نوزدهم هستیم و نمی‌دانیم جریان الکتریکی چیست، فرض می‌کنم الان می‌دانیم که چیست) است که پای قورباغه را تکان می‌دهد، بنابراین در این سیم یک چیزی می‌فرستد که می‌شود با آن یک کاری انجام داد. وقتی که من این پیل الکتریکی را به یک مدار وصل می‌کنم، در واقع چیزی که می‌دانم این است که اگر مقدار این پیل الکتریکی را چند برابر کنم، آن چیزی که آنجا هست، شدتش چند برابر می‌شود، نه دقیقاً چند برابر بلکه حدوداً چند برابر؛ بنابراین قانون اهم به نوعی به من می‌گوید که آن چیزی که در سیم به عنوان جریان دارم، یک تابع صعودی از این پتانسیلی است که اینجا دارم اعمال می‌کنم و مثل خیلی از پدیده‌ها منحنی هر شکلی داشته باشد… من قبلاً عذرخواهی کردم که شاید این جلسه بسیار فیزیکی است؛ بالاخره جایی دیگر ندارم که این حرف‌ها را بزنم. هر چه که از قبل مانده را در این سخنرانی می‌گویم. روالم تاریخی است، خوشبختانه به همه چیز می‌رسیم. سعی می‌کنم از این کارها زیاد انجام ندهم. احساسم این است که قرن نوزدهم و بیستم را سریع‌تر در موردش صحبت کنیم. من روی قرن هجدهم حساسیت دارم و با هر کسی که صحبت می‌کنم همیشه حرفم این است که اشتباه نکنید که قرن نوزدهم قرن تعارض علم و دین و این‌هاست، هر چه اتفاق افتاده نه در علم، بلکه در فرهنگ بشر اساساً مرکز ثقل و نقطۀ عطف آن در قرن هجدهم است.

آن قانونی که اول وقتی بیان می‌شد انگار یک چیز آسمانی است مثل اینکه دانش‌آموز احساس می‌کند که آن محاسبه‌ای که دیدید مقدار مقاومت ۷۸ است، ولتاژ فلان است و بعد به جریان بزنم… و بعد به آزمایشگاه می‌روی، روی مقاومت نوشته است ۷۸، روی پیل الکتریکی نوشته است ۵، می‌زند، آمپرمتر فلان قدر نشان می‌دهد، می‌بیند قانون اهم درست است. ولی عملاً که نگاه کنیم در واقع مسئلۀ اندازه‌گیری را که در نظر بگیرید به اضافۀ این مسئلۀ که در واقع یک پدیدۀ خطی‌کردن وجود دارد، همان مقاومت اگر ولتاژ‌های خیلی بالا به آن اعمال کنید قبل از اینکه بسوزد از این حالت خطی‌بودن از محدودۀ کار خودش خارج می‌شود و دیگر آن آمپری که می‌خوانید دیگر آن که باید بخوانید نیست. یک آدمی که ریاضی می‌داند و می فهمد مشتق یعنی چه، به نوعی حس می‌کند که بالاخره اگر یک نقطۀ کار در نظر بگیرد، خودم را به یک محدوده‌هایی محدود کنم، یعنی به یک ولتاژ و جریان‌های خاصی، آن‌وقت می‌شود همه چیز را کم و بیش خطی در نظر گرفت.

بنابراین آموزشی که من می‌توانم در مورد قانون اهم بدهم، می‌تواند این‌گونه باشد که من یک چیزی تحت عنوان لینیریزیشن به بچه‌ها یاد بدهم و بگویم پدیده‌ها را می‌شود این‌گونه لینیر فرض کرد. و بعد از انواع و اقسام آن می‌توانم در فیزیک صدها مثال بزنم و از مکانیک سیالات، جریان‌های الکتریکی تا مثلاً پدیده‌های دیگر که این عمل خطی‌کردن را در آن‌ها انجام می‌دهیم؛ این خیلی رئالیستی‌تر و واقعی‌تر است و احتیاجی هم به این نیست که یک قانون عجیب و غریبی وجود دارد و بحث کنم که آیا این قانون اهم وجود دارد یا وجود ندارد. این قانون را در واقع به نوعی ابداع کردم. این قوانین اکسپریمنتال ابداعی هستند و این شیوۀ آموزش شیوۀ عمیق‌تری است و خیلی چیزها را می‌توان به این شکل به دانش‌آموز یاد داد. من اسم آن را گذاشتم «فیزیک ابسترکت مجرد ابزارانگارانه». شما می‌توانید به یک آموزش فیزیکی فکر کنید که مفهوم اندازه‌گیری همیشه در آن مطرح باشد بعلاوۀ اینکه تا جای ممکن پدیده‌ها را کلی بررسی کنیم و بعد مثال‌های خاص را به بچه‌ها یاد بدهیم. فیزیک مجرد که می‌گویم، شما هر آزمایشی که می‌خواهید انجام بدهید در موردش قانون بیان کنید، یک سیستم ورودی خروجی دارید می‌دهید و می‌شود آن سیستم را به عنوان یک چیز خطی یا غیرخطی بررسی کرد. من اینجا «قانون اهم مجرد» نوشتم که می‌خواهم برایتان بخوانم. نوشتم بسیاری از پدیده‌ها در شرایط مناسب و محدودۀ‌ مناسب خطی عمل می‌کنند، نزدیک به خطی هستند و می‌توان آن‌ها را لینیر فرض کرد و هر رسانایی در ولتاژ و دما و شرایط دیگر که به اندازۀ کافی خوب باشد خطی عمل می‌کند. در واقع قانون اهم این را به شما می‌گوید که اگر یک رسانایی دارید، خیلی ولتاژ و دما و این‌ها را بالا نبرید، یک مقدار خطی برای تقریب آن خوب عمل می‌کند. پدیده‌هایی هم که این‌گونه نیستند (نه اینکه خطی نیستند، بلکه اصولاً قابل کنترل نیستند) معمولاً در فیزیک پدیده‌های خوبی نیستند و بررسی نمی‌شوند. من جدی‌تر به این مسائل برمی‌گردم. یک قانون اکسپریمنتال برداشتم و می‌خواهم سعی کنم به شما بگویم که فیزیک به طور واقعی چه کاری دارد انجام می‌دهد و با آن حالت چشمی که در آموزش فیزیک در مورد همۀ قوانین گفته می‌شود فرق دارد. قانون اهم مثالی از یک قانون اکسپریمنتال است که حول و حوش آن دارم نکاتی را بیان می‌کنم.

حالا دوباره به این نکتۀ آخری که گفتم برمی‌گردم، برای اینکه نکتۀ خیلی مهمی است. شما نگاه کنید ببینید مثلاً بسیاری از این قوانین تجربی همین الگوی خطی‌کردن را دارند. خیلی از قوانین با فرض تقارن در بخشی از طبیعت بدست می‌آیند. منظور من از فیزیک مجرد این است که یک سری اصول خیلی کلی مانند اصول رعایت تقارن یا شیوه‌ای مانند شیوۀ خطی‌کردن را بیان کنیم و کلی از قوانین را سعی کنیم به عنوان حالت‌های خاص این در نظر بگیریم مانند کاری که در ریاضیات مجرد انجام می‌شود. دیگر نه حرفی از قانون اهم اول بزنیم و نه قوانین دیگر. اول یک ستینگ کلی مجرد برای بیان قوانین داشته باشیم، یک سری اصول کلی از لحاظ عملی و تئوری مانند تقاون یا مانند شیوۀ خطی‌کردن را بیان کنیم و ببینیم که چقدر از قوانین تجربی را می‌شود براساس چنین چیزهایی بیان کرد. این مانند ارتباط فقه با توضیح‌المسائل است. توضیح‌المسائل‌ها این‌گونه است که اهم از خودش پرسیده که این ولتاژ را به آنجا بزنم جریانی رد می‌شود، یک قانون نوشته است. یکی نفر دیگر یک سؤال دیگری را جواب داده… ولی وقتی به کتاب‌های فقهی و اصول فقه نگاه کنید این سؤالات در آن‌ها نیست،‌ آن‌ها یک سری قواعد کلی دارند و بعد این سؤال‌ها را با آن جواب می‌دهند. من الان سؤالم این است که چقدر می‌شود این کار را در فیزیک انجام داد و اصلاً انجام شده یا انجام نشده. دوباره اینجا نوشتم قانون اهم؛ معلوم است که بحث تمام نشده است. بزرگ‌بودن آن هم نشان می‌دهد که چیز مهمی از بحث باقی مانده است.

چه چیزی از بحث باقی مانده است؟ یک سؤال خیلی ساده و آن هم اینکه ما از کجا می‌دانیم که جریان دو آمپر دو برابر یک آمپر است؟ من همه را با آمپرمتر اندازه گرفتم، آن آمپرمتر را چگونه مدرج کردم؟ بالاخره یک آمپرمتر اولی دارم که می‌خواهم همۀ اندازه‌گیری‌ها را با آن انجام بدهم. من چگونه باید بفهمم که آن چیزی که اصلاً ‌نمی‌دانم چیست و آن داخل دارد رد می‌شود، به نوعی مقدارش دو برابر شده است به غیر از اینکه یک سری مفروضات تئوریک علمی را به کار ببرم. سؤال این است که این آمپرمتر چگونه اندازه می‌گیرد؟ وسیلۀ اندازه‌گیری من از آسمان نیفتاده که یک چیزی را که نمی‌دانم چه هست، داخل آن سیم اتفاقاتی که دارد می‌افتد را برای من اندازه بگیرد. آمپرمتر چکار می‌کند؟ مثلاً یک آمپرمتر سنتی هنوز هم فکر می‌کنم در بازار همین‌طور است. از این خاصیت که اگر از یک سیم‌پیچی یک جریان بگذرد آثار مغناطیسی ایجاد می‌کند و این آثار مغناطیسی تبدیل به حرکت شود و یک عقربه‌ای را حرکت بدهد به نوعی می‌فهمم که مقدار این جریان چقدر بوده است؛ هر چقدر جریان بیشتر باشد آن بیشتر حرکت می‌کند. مقدار جریان را به تبدیل به حرکت یک عقربه‌ای می‌کنم و آن عقربه را می‌خوانم؛ سؤال این است که یک آمپر که اندازه می‌گیرم از کجا می‌دانم که دو آمپر دو برابر یک آمپر است؟ من می‌دانم همۀ شما در ذهنتان چه می‌گذرد. به جای یک پیل الکتریکی دو پیل الکتریکی می‌گذارم، مدار را ثابت می‌گیرم، بنابراین به نوعی جریان آن را دو برابر کردم. هم از اینکه می‌دانم رابطه خطی است استفاده می‌کنم و بدتر از آن دارم فرض می‌کنم که در آن آمپرمتر وقتی از آن سیم‌پیچ جریان دو برابر می‌گذارد، مثلاً به اندازۀ دو برابر حرکت می‌کند.

اینجا یک مسئلۀ کلی‌ای دربارۀ اندازه‌گیری پیش می‌آید که من قانون اهم را بهانه کردم که می‌توانم این نکته را به شما بگویم. شما در هر اندازه‌گیری‌ای قطعاً دارید از یک تئوری‌هایی استفاده می‌کنید. اگر از اندازه‌گیری یک چیزی مانند طول که یک مثلاً یک میله‌ای را به عنوان متر استاندارد یک جایی گذاشته‌اند و من می‌توانم با آن یک طولی را متر کنم. از این مثال‌های ساده‌ای به این شکل بگذریم، برای هر پدیدۀ فیزیکی دیگری که دارید در مورد آن تحقیق می‌کنید، حتماً از قوانین فیزیکی پدیده‌های فیزیکی استفاده می‌کنید برای اینکه بتوانید چیزی را اندازه بگیرید.

[۱:۱۵:۰۰]

الان من آمپرمتر را دارم با استفاده از آثار مغناطیسی جریان اندازه می‌گیرم. بنابراین در مورد قوانینی که در مورد آثار مغناطیسی جریان هست چیزهایی را می‌دانم و از آن‌ها دارم استفاده می‌کنم برای اینکه آمپرمتر خودم را مدرج کنم. من وقتی جای یک دانشجو باشم وقتی که یک نفر می‌پرسد که از کجا می‌دانیم که دو آمپر دو برابر یک آمپر است، من از کسی که سؤال پرسیده می‌پرسم که منظورت از دو برابر شدن یعنی چه؟ یعنی مثلاً تعداد الکترون‌هایی که حرکت می‌کنند دو برابر شود؟ منظور این است که من می‌دانم که آنجا جریان یعنی حرکت الکترون‌ها، در آن زمان نمی‌دانستم و می‌خواهی دو برابر شود. لزوماً کسی نمی‌داند که آیا دو آمپر به این معنا دو برابر یک آمپر هست یا نه. جواب واقعی این سؤال این است که اهمیتی ندارد که واقعاً چه اتفاقی دارد آنجا می‌افتد. امیدوارم این را بتوانم خوب برایتان جا بیندازم که این عددهای ۱، ۱ کاملاً قراردادی است، حتی ۲، اینکه دو برابر ۱ باشد. یک لحظه فکر کنید که اصلاً نمی‌دانید که اصلاً نمی‌دانید که جریان چیست. هیچ اهمیتی ندارد که تعداد الکترون‌ها دو برابر می‌شوند یا نه. یک اثری که همان حرکت عقربه است دو برابر شد. من احتیاج به یک چیزی دارم که با آن اندازه‌گیری‌هایی کنم و مدرج باشد. و بتوانم از جای دیگری دو آمپر لازم داشتم، من یک جایی در آزمایشگاه یک مداری را بستم که از آن 2 آمپر جریان رفته است و کار من را راه انداخته و می‌خواهم جاهای دیگر هم همین 2 آمپر را داشته باشم. اینکه این دو برابر یک آمپر هست یا نه، این یک بحث کاملاً حاشیه‌ای است. آیا واقعاً آنجا الکترون هستند؛ این الکترون‌ها تعدادشان دو برابر شده یا نشده است. من نیازی ندارم که این چیزها را بدانم، چیزی که من لازم دارم این است که بتوانم یک اندازه‌گیری انجام بدهم که با این اندازه‌گیری بتوانم یک ثباتی را بدست بیاورم. یعنی اگر یک ستینگی می‌خواهم که در آن جریان دو آمپر خوب کار می‌کند، بتوانم همه جا این ستینگ را با استفاده از آن دستگاه اندازه‌گیری وجود بیاورم. این مشکل اساسی‌ای که یک و نیم قرن پیش بحثش در فیزیک بوجود آمد، یک مدتی خیلی داغ بود و بعد کنار رفت، اینکه تقریباً همۀ اندازه‌گیر‌ی‌های ما مبتنی بر تئوری هستند. بنابراین کمیتی که من دارم اندازه می‌گیرم این‌گونه نیست. در فیزیک یک فرض این است که انگار مقدارهای این کمیت‌ها را من می‌دانم، حالا می‌خواهم برای آن‌ها فرمول بنویسم. واقعیتش این است که در آن قسمت اندازه‌گیری از یک سری فرمول‌هایی که قبلاً نوشتم همیشه دارم استفاده می‌کنم و اینجا همیشه بین مفهوم اندازه‌گیری و قانون یک دوری بوجود می‌آید که بالاخره معلوم نیست که کدام یک از آن‌ها مقدم هستند و سال‌های سال در این مورد بحث بود که چطور می‌شود این مشکل را در فیزیک حل کرد.

یکی از اولین آدم‌های مهمی که در این مورد حرف زده و ایده داشته است، ارنست ماخ بود. بعدها در پوزیتیویست  منطقی هم یک عده آمدند و بحث کردند. فردی به اسم بریجمن هم این ایده‌ای که من اینجا نوشتم، عملیات‌گرایی را مطرح کرد. عملیات‌گرایی ایدۀ خوبی است از این نظر که خیلی عملیاتی و عمل‌گرایانه است. حرف بریجمن این است که این چیزی که من دارم اندازه می‌گیرم چه چیزی هست یا نیست را بگذارید کنار؛ آیا من دارم جریان را درست اندازه می‌گیرم یانه. این‌گونه تعریف کنید: بگویید طول همان چیزی است که با متر اندازه می‌گیرند، زمان همانی است که با ساعت اندازه می‌گیرند، جریان همانی است که آمپرمتر دارد نشان می‌دهد. در کل پیشنهاد بریجمن این است که در کل هر چیزی را که من دارم اندازه می‌گیرم، آن چیز چیست، دو برابر شده یا نه، همۀ این حرف‌ها را بگذارید کنار. فیزیک عبارت از این است که من یک سری دستگاه اندازه‌گیری دارم و این‌ها چیزهایی را به من نشان می‌دهند. این دستگاه‌های اندازه‌گیری مدرج شده‌اند و اعدادی به من می‌دهند. هدف فیزیکدان این است که رابطۀ بین این پدیده‌ها و این چیزها را در یک فرمول‌هایی بیان کند. اینکه آن چیز چیست، آن چیز همانی است که… یعنی جریان همان است که آمپرمتر نشان می‌دهد، بنابراین این سؤال که آیا جریان واقعاً دو برابر شده که این آمپرمتر، این را بگذار کنار. آمپرمتر با هر تئوری‌ای که ساخته شده، ساخته شده باشد، هر چه آمپرمتر نشان داد، من به همان جریان می‌گویم، چه یک و نیم برابر الکترون از آنجا رد شده باشد و آمپرمتر من دو برابر نشان داده یا نه. مدرج‌شدن آن یک چیز دیگری را دارد نشان می‌دهد. جریان را همان چیزی بگیرید که آمپرمتر نشان می‌دهد. ما درون آن را که نمی‌دانیم چه هست (در قرن نوزدهم نمی‌دانستند که چه چیزی پای قورباغه را تکان داده) این بحث‌ها را بگذارید کنار.

عملیات‌گرایی یعنی اینکه فیزیک عبارتست از یک سری دستگاه اندازه‌گیری و اینکه فکر کنید از کجا آمده است را بگذارید کنار. فیزیک امروز یک سری دستگاه اندازه‌گیری دارد، این‌ها یک سری اندازه‌گیری‌هایی انجام می‌دهند، من احتیاج به یک مدل ریاضی دارم، یک فرمولاسیونی دارم که این مقادیر اندازه‌گیری شده را با همدیگر ربط بدهیم. بریجمن آدم قرن بیستم است و بعد از مکانیک کوانتوم است. سؤالش این است که می‌گوید بیایید اصلاً عملیات‌گرا نباشید. اگر می‌خواهید جرم الکترون را اندازه بگیرید، اصلاً نمی‌دانید که الکترون ذره است یا موج است؛ بنابراین نمی‌دانی که چه چیزی را داری اندازه می‌گیری. و تئوری کوانتوم هم به نوعی می‌گوید که نمی‌توانی بدانی که چه چیزی را داری اندازه می‌گیری، به علت اینکه اگر موج است، به موج چه چیزی داری نسبت می‌دهی. در فیزیک کلاسیک یک سری توپ بودند که ما فکر می‌کردیم که می‌دانیم چه چیزی را داریم اندازه می‌گیرم، شما وقتی در فیزیک ذرات دارید بحث می‌کنید، یک چیزهایی آنجا دارید که به چیزهایی مانند کوارک رسیده است که ذرات ناشناخته هستند. جرم این‌ها چیست. جرمشان این است که شما یک شیوۀ اندازه‌گیری ارائه بده، یک پارامتر M هست که با آن اندازه می‌گیریم و آن را داخل فرمول‌ها می‌گذاریم و از این بحث نمی‌کنیم که آن چیزی که بیرون هست واقعاً جرمش این بوده یا نبوده است. جرم آن چیزی است که با جرم‌سنج اندازه‌گیری می‌شود چه آن بیرون موج باشد چه ذره باشد یا هر چیز دیگری باشد. بنابراین در فیزیک قرن بیستمی (ما بعد کوانتومی) ابهام‌هایی در مورد پارامترها بوجود آمده که به نظر می‌آید که شما راهی ندارید به غیر از اینکه عملیات‌گرا باشید. من دفاع نمی‌کنم. عملیات‌گرایی راه حل ساده‌ای به نظر می‌رسد ولی به کلی فیزیک را از واقعیت جدا می‌کند. من نظر شخصی‌ام این است که در عین حالی که معقول به نظر می‌رسد ولی خیلی احساس خوبی نسبت به آن دارم. اگر می‌خواهید در مورد این مشکلاتی که در مورد مژرمنت اصولاً وجود دارد؛ یعنی مشکلات در همۀ زمینه‌ها و ربطی به قانون اهم و جریان و این‌ها ندارد. مژرمنت اصولاً یک موضوع پیچیده و به نوعی پارادوکسیکال است و حداقل صد و پنجاه سال سابقۀ بحث در موردش وجود دارد و آن چیزی که من می‌خواهم به عنوان نکتۀ مثبت بگویم این است که در ده پانزده سال اخیر تحول خوبی در این بحث‌ها بوجود آمده است. اگر علاقمند بودید که ادامۀ این بحث‌ها را بخوانید و ببینید به کجاها رسیده، آدمی است به اسم چنگ، یک فیلسوف علم است؛ مقالاتی که در ده پانزده سال اخیر نوشته، به نظر من مقالات خیلی مؤثر و خوبی هستند و یک راه جدیدی برای غلبه بر مشکلات اندازه‌گیری بوجود آورده است. بگذارید من اینجا استاپ کنم و تکلیف قانون اهم را روشن کنم.

اگر تکلیف قانون اهم برای شما روشن بشود، کلی فیزیک یاد می‌گیرید. احتمالاً اگر قانون اهم را خوب بفهمید، در مورد فیزیک می‌فهمید. بگذارید من بگویم که اصل قانون اهم چیست و چرا از اول با قورباغه‌ها شروع کردنداول یک نکته‌ای دربارۀ اندازه‌گیری بگویم. در این اسلاید، مورد سومی که نوشتم، یک پدیده‌ای قابل مطالعه است که کار انجام داده است. من می‌خواهم یک پدیدۀ فیزیکی را مطالعه کنم، اصل ماجرا از اینجا شروع شد که پیل الکتریکی را زدند و پای قورباغه تکان خورد. بنابراین یک لامپی در ذهن من روشن می‌شود که اینجا یک چیزی هست که کار انجام می‌دهد، یک چیزی را تکان می‌داد. ولتا نمی‌دانست در پیل الکتریکی چه اتفاقی دارد می‌افتد و نمی‌دانست الکترون چیست، نمی‌دانست جریان چیست. تنها چیزی که مهم است این است که اینجا من یک ستینگی دارم، یک پیل دارم و دو سیم که به یک چیزی زدم و یک چیزی تکان خورده است. پدیده‌ای که بتواند یک تکانی ایجاد کند را می‌شود اندازه‌گیری کرد. پدیده‌ای که کار انجام می‌دهد. دقت کنید ببینید شما پدیده یا کمیتی را اندازه می‌گیرید که کار انجام می‌دهد، باید بالاخره یک عقربه‌ای را تکان بدهد و پدیده‌ای که کار انجام نمی‌دهد قابل مطالعه نیست. شما نمی‌توانید آن را اندازه‌گیری کنید و آن را به کمیت تبدیل کنید. هر جایی که کار انجام می‌دهد.

من می‌خواهم برگردم به همان ماجرایی که اساس علم رفتن به سمت تکنولوژی است. اگر مفهوم اساسی علم،‌ اکسپریمنت و اندازه‌گیری و کمی‌کردن است، اندازه‌گیری وقتی انجام می‌شود که پدیده بتواند کار انجام دهد، از فضا صرفنظر کنید بدون اینکه کار انجام بدهد پسیو است ولی من می‌تواند به یک نحوی آن را اندازه بگیرم. پدیده‌هایی که کار انجام می‌دهند برای ما جالب هستند؛ به علت اینکه می‌شود از درون آن‌ها تکنولوژی درآورد و این‌ها همان پدیده‌هایی هستند که چون کار انجام می‌دهند و به اصطلاح اینفکتی دارند، از اثر آن‌ها و از کاری که انجام می‌دهند می‌توانم وسیلۀ اندازه‌گیری برایشان بسازم. وسیلۀ اندازه‌گیری را مدرج می‌کنم و خیلی هم وسواس ندارم که این چیزی که مدرج کردم واقعاً درست باشد. درست یا غلط‌بودن مدرج‌شدن آن ابهام دارد. خیلی وقت‌ها اصلاً چیزی نمی‌توانید در مورد آن بگویید. مهم این است که من این چیزی که می‌تواند کار انجام بدهد را اندازه‌گیری کنم و بتوانم آن را کمی کنم و بتوانم آن را کنترل کنم. این چیز مدرج‌شده را می‌توانم در سیستم‌های مختلف قرار بدهم و اثر آن را مطالعه کنم؛ اگر اثر مطلوبی داشت حالا می‌دانم که به آن درجۀ مطلوبی که گذاشتم و آن اثر مطلوب را گرفتم می‌توانم یک چیزی بسازم. اینکه جریان دو برابر شده یا سه برابر شده یا دو و نیم برابر شده، الکترون‌ها آن وسط چکار کردند، این‌ها خیلی نکته‌های اصلی نیست. نکتۀ اصلی در واقع این است و کار از اینجا شروع می‌شود که یک پای قورباغه تکان می‌خورد و من می‌فهمم اینجا با یک چیزی که انرژی‌ای دارد و می‌تواند کار انجام بدهد طرف هستم. حالا می‌خواهم این انرژی را تحت کنترل قرار بدهم بنابراین دستگاه‌های اندازه‌گیری می‌سازم، یک آزمایش‌ها انجام می‌دهم، نهایتاً به ستینگ‌هایی می‌رسم.

بگذارید یک پرانتز باز کنم. چندین بار گفتم که آن موقع نمی‌دانستند که جریان الکتریکی چیست. شما فکر می‌کنید جریان الکتریکی حرکت الکترون‌هاست. در نیمه‌هادی‌ها الکترون‌ها و حفره‌ها، اگر بلد نیستید، من به شما بگویم که در نیمه‌هادی‌ها الکترون‌ها و حفره‌ها با همدیگر جریان ایجاد می‌کنند و فقط حرکت الکترون‌ها نیست.

[۱:۳۰:۰۰]

شما از نظر عملی چکار دارید که درون آن چه می‌گذرد، از لحاظ عملی من می‌توانم تمام مدارهای ترانزیستور خودم را ببندم، البته هر چه بیشتر بفهمم داخل آن چه انجام می‌شود، قطعاً بهتر است و کنترل بیشتری روی اوضاع دارم ولی مسئله این است که شما با یک دید عملیات‌گرایانه می‌توانید تکنولوژی خودتان را داشته باشید، مدل‌های خودتان را بدهید، هر چه مدل‌ها دقیق‌تر و بهتر و عمیق‌تر باشند، قطعاً بهتر کارتان پیش می‌رود. بنابراین در این نگاه که من نمی‌خواهم اسم آن عملیات‌گرایی بگذارم به علت اینکه واقعاً عملیات‌گرایی یک دیدگاه فلسفی خاص است، شما وقتی که به فیزیک نگاه می‌کنید، آن چیزی که خیلی مهم است این است که یک کمیت فیزیکی رسمیت دارد اگر یک شیوۀ اندازه‌گیری خوب برایش داشته باشیم. اینکه چه هست، ممکن است دویست سال بعد واقعیتش کشف شود. ممکن است یک مدل‌هایی داشته باشیم که بعداً غلط دربیاید؛ این مانع از این نمی‌شود که بتوانیم با یک شیوۀ اندازه‌گیری آن را اندازه بگیریم و به آن مسلط شویم و بتوانیم از آن استفاده کنیم.

اندازه‌گیری باعث می‌شود که شما بتوانید پدیده را تحت کنترل داشته باشید. پدیده‌ای که کار انجام نمی‌دهد را نمی‌خواهم کنترل کنم، بنابراین من فیزیک خودم را محدود به پدیده‌هایی می‌کنم که انرژی دارند، کار انجام می‌دهند، یک چیزی را تکان می‌دهند و به اندازۀ کافی حداقل در شرایط آزمایشگاهی کنترل شده، قابل کنترل هستند. یعنی اگر یک پدیده‌ای داشته باشم که در آن خیلی انرژی باشد، نتوانم آن را به آزمایشگاه بیاورم و به آزمایشگاه که می‌آورم وقتی در شرایط خاصی قرار می‌دهم همیشه به یک شکل عمل کند، معلوم بشود که خیلی رفتار غیر قابل پیش‌بینی‌ای دارد، آن پدیده در مطالعات فیزیک نمی‌آید و حذف می‌شود. آن چیزهایی باقی می‌مانند که در ستینگ‌های خوش‌رفتار هستند. اگر یک رفتار خطی داشته باشند، خیلی دوستشان دارند، اگر که نه، رفتارهای غیرخطی را خطی می‌کنم یا همان‌طور غیرخطی زحمت می‌کشم با شیوه‌هایی آن را  اندازه­گیری کنم. مخصوصاً الان که کامپیوتر هست، دیگر از غیرخطی‌ها هم نمی‌ترسم.

فقر اندازه‌گیری در آموزش فیزیک، آیتم آخری است که در این اسلاید هست. شما در دبیرستان که هیچ، در دانشگاه هم یک نفر لیسانس فیزیک می‌گیرد در حالی که اگر بخواهم فیزیک را در یک جمله بگویم، فیزیک عبارت است از اینکه یک سری اندازه‌گیری‌ها انجام شده و برای آن‌ها می‌خواهند مدل ریاضی بسازند و یک دست درست و حسابی دربارۀ اینکه اندازه‌گیری چیست و چگونه انجام می‌شود و چه شرایطی دارد، چه سؤال‌هایی در مورد آن مطرح است، کدام یک از دستگاه‌های اندازه‌گیری خوب هستند و کدام یک خوب نیستند، یک درس درست و حسابی تئوریک دربارۀ اندازه‌گیری شما در سیلابس درس‌ها نه تنها در دبیرستان بلکه در لیسانس هم نمی‌بینید. کتاب‌های غیرفلسفی دربارۀ اندازه‌گیری که جنبۀ فیزیکی داشته باشد کمیاب هستند.

بگذارید من به عنوان مثال به شما بگویم. تا بحال شنیدید که اندازه‌گیری‌ها را به یک معنایی از لحاظ عمق بیاییم با همدیگر تفکیک کنیم، یعنی مثلاً با متر که من مستقیماً طول را اندازه می‌گیرم، یک واحد دارم که با آن متر را اندازه می‌گیرم، به نظر می‌آید که هیچ تئوری‌ای در آن استفاده نمی‌شود. اینکه می‌گویم اندازه‌گیری چه عمقی دارد، چقدر از واقعیت دور شدیم مثلاً از چند تئوری دارد استفاده می‌شود که این دستگاه کار کند. مثلاً فرض کنید جریان الکتریکی را با استفاده از قانون آمپر دارم با آمپرمتر اندازه می‌گیرم. اندازه‌گیری‌هایی وجود دارد که از چند قانون استفاده می‌شود. اندازه‌گیری‌هایی وجود دارد که دیپ هستند، یعنی یک چیزی را می‌خوانید، از رویش یک چیزی را محاسبه می‌کنید، بعد از یک قانون دیگر استفاده می‌کنید و یک چیزی را بدست می‌آورید. اندازه‌گیری‌هایی که در سرن انجام می‌شود، تئوری‌های بسیاری پشتشان هست. اینکه من مژرمنت‌ها را به نوعی بدانم که کدامشان نزدیک به واقعیت ملموس هستند، چه مقدار تئوری در آن‌ها استفاده شده، این‌ها چیزهایی است که باید آموزش داده شود و آموزش داده نمی‌شود. من قانون اهم انتخاب کردم برای اینکه یک چیز واقعی دربارۀ کار واقعی یک فیزیکدانی که می‌خواهد قانونمندی آن را کشف کند برایتان بگویم. وسیلۀ اندازه‌گیری مهم است، اینکه کار انجام بدهد مهم است و اینکه آن را لینیر کنیم.

۲-۲ نتیجه بحث قانون اهم

من یک چیزی به شوخی اینجا نوشتم فیزیک به زبان ساده، نتیجۀ این بحثی که دربارۀ قانون اهم کردم این است که فیزیک اصولاً یافتن توصیف‌های ریاضی تا حد ممکن دقیق دربارۀ رفتار ماده و انرژی و سایر کمیاتی که نمی‌دانیم چه هستند، در فضا و زمانی که نمی‌دانیم چه هستند می‌خواهیم آن‌ها را مدل کنیم. طوری که ریاضیات در ریاضیات زمانه هم بگنجد و بشود با آن کار انجام داد. اصل فیزیک این است که آخرش بشود با آن یک کاری انجام داد. و چیزی که نشود با آن کار انجام داد خیلی بدرد نمی‌خورد. این بحثی بود که من انتخاب کردم به علت اینکه مرتب حرف از این می‌زنیم که لازم نیست که در مورد قوانین فیزیکی رئالیست باشیم. شما لازم نیست که دربارۀ قانون اهم اعتقاد داشته باشید که اینجا واقعاً یک قانونی وجود دارد، اصلاً قانونی وجود ندارد. یک پدیده‌ای وجود دارد که می‌شود آن را در شرایطی خطی فرض کرد و یک فرمولی نوشت، می‌شود با آن کارخانه‌هایی ساخت که مقاومت‌هایی تولید کنند که روی آن‌ها نوشته است که مقاومتش چقدر است و پیل‌های الکتریکی را هم تولید می‌کنند، روی آن‌ها نوشته است، این‌ها را می‌زنید، جریان می‌گیرید و با آن‌ها کار انجام می‌دهید.

مهندسی‌های برق همین کار را انجام می‌دهند که پیچیده‌تر است، ترانزیستور هم دارند و خیلی چیزهای دیگر هم دارند که برای آن‌ها مدل ریاضی وجود دارد و هیچ نیازی هم نیست که بفهمید که ماجرا چیست. نه اینکه بفهمید قانون چیست، اینکه اصلاً قانون به معنای واقعی کلمه وجود دارد. قانونی که وجود دارد تقریباً این است که غالباً ولتاژ را زیاد کنید، آن اثری که در آن مدار هست و آن کاری که می‌شود انجام داد، زیاد می‌شود که کنترلش می‌کنیم و با آن کار انجام می‌دهیم. فیزیک خیلی عمل‌گراتر از آن هست که فکر می کنید. شما وقتی آموزش فیزیک می‌بینید، انگار دارند حقایق ابدی و ازلی را به شما یاد می‌دهند، دقیق که نگاه کنید در هر کدام از این قوانین و فنومن‌ها و قوانین تجربی، می‌فهمید که این‌گونه نیست. در واقع ما پدیده‌ای را داریم تحت کنترل درمی‌آوریم و برای کنترل آن مدل‌های ریاضی‌ای را بیان می‌کنیم که در محدوده‌هایی کارکرد قابل قبولی داشته باشند. بنابراین قانون اهم یک قانونی که فکر کنید که چرا در طبیعت قانون اهم برقرار است، اصلاً لازم نیست به چنین چیزی فکر کنید، جزء قوانین طبیعت نیست، یک قانون فیزیک است نه قانون طبیعت و ما به ازای خارجی به آن معنایی که در ابتدا ممکن است به نظر برسد ندارد.

۳- در آستانۀ قرن نوزدهم

در آستانۀ قرن نوزدهم ما از نظر فیزیکدان‌هایی که دچار توهم لاپلاسی بودند و مدت‌ها هم دچار این توهم باقی ماندند، قوانین پایه را کشف کردند و قوانین تجربی را هم روز به روز بیشتر در فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و همه جا کشف کنند و مطمئن هستند که قوانین تجربی را می‌توانند با آن قوانین پایه‌ای که در فیزیک نیوتنی هست توضیح دهند. لازم بود و هست که من در مورد این آیتم سوم توضیح دهم و یک چیزی مانند قانون اهم را بردارم. می‌خواستم روی مثال عملی را توضیح دهم که صرفنظر کردم.

نکته این است که اصلاً این‌گونه نیست یعنی حداقل حدود سی سال پیش یک کتابی خانم کارترایت نوشت که یکی از مهم‌ترین کتاب‌های تا حدودی جنجال‌برانگیز فلسفۀ علم بود که در آن همین نکته را سعی کرد که با مثال‌های خوب بیان کند که اصولاً این توهم که ما از قوانین پایه قوانین فنومنال را به دست می‌آوریم، درست نیست. اگر مثال‌ها را ببینید متوجه می‌شوید که خیلی چالش‌برانگیز هستند که همیشه در حدی اپراکسیمیشن و ایده‌آل‌سازی انجام می‌شود که به نظر می‌آید آن قانون تجربی قابل استنتاج از قانون پایه نیست. من از این موضوع به دلیل اینکه حتی فیزیکی‌تر از قانون اهم است، صرفنظر کردم، می‌توانید به آن کتاب خانم کارترایت که عنوانش «How the Laws of Physics Lie»، چگونه قانون‌های فیزیک دروغ می‌گویند. ایهام وجود دارد که «Lie» به معنای دروغ‌گفتن است یا معنی مثبت دارد. من امروز با متخصص زبان انگلیسی‌ای که می‌شناسم صحبت کردم و به این نتیجه رسیدیم که یک ایهامی استفاده کرده است. ظاهراً که می‌خوانید عنوان کتاب این است که قوانین فیزیک چگونه دروغ می‌گویند ولی حرفی که می‌خواهد بزند این است که علی‌رغم این مشکلاتی که وجود دارد چگونه کار می‌کنند و چگونه می‌شود این‌ها را نگه داشت و قابل قبول است در عین حالی که به نوعی دارند دروغ می‌گویند و آدم را به اشتباه می‌اندازند.

اولاً قبلاً به شما گفتم که پایگاه اصلی توهمی در این حد غلیظ که در ذهن‌ها جا افتاد، با استفاده از آموزش بود. در آموزش علمی فیزیک و کلاً علم از قرن هجدهم به بعد روز به روز نام خدا، ارجاع به ماوراءطبیعت و بحث‌های فلسفی از آن حذف شد و تبدیل به یک کتاب‌هایی شد که از یک گرامر جدیدی استفاده می‌کردند نه اینکه فقط اسم خدا را حذف کردند، به نوعی گرامری استفاده می‌کردند که انگار طبیعت و ماده فعال هستند. من جمله‌هایی اینجا نوشتم که در این کتاب‌ها پر از این‌گونه عبارت‌هاست. این عبارت‌های خیلی ساده هستند که مثلاً «قوانین تخطی‌ناپذیر طبیعت بر همۀ پدیده‌ها حکم می‌راند»؛ این فعل به قانون نسبت داده می‌شود. «ذرات طبق قوانین فلان همدیگر را جذب و دفع می‌کنند»، «بر همدیگر نیرو وارد می‌کنند»، «همدیگر را حرکت می‌دهند». یعنی گرامری بوجود آمد، یک زبانی بوجود آمد که علی‌رغم ادعای اینکه هیچ چیز فلسفی پشت آن نیست ولی مردم را عادت به این می‌دهد که این‌گونه دربارۀ طبیعت صحبت کنند. طبیعت خودش دارد کار می‌کند. قانون‌ها دارند حکم می‌رانند ولی وجود هم ندارند. یعنی واقعاً وجود ندارند، یعنی هیچ آدمی فیزیک دبیرستانی نمی‌خواند که این سؤال برایش پیش بیاید که قانون جاذبه چیست و کجاست؛‌ حکم می‌راند.

یک چیز عجیبی، در واقع آن توهم موجود که لازم نیست دربارۀ این قوانین بحث کنیم تبدیل شد به اینکه یک چیزی هست که کار می‌کند، نه اینکه لازم نیست دربارۀ آن بحث کنیم، اصلاً بحثی در مورد آن وجود ندارد و اصلاً وجود ندارد. قوانین حکم می‌رانند ولی وجود ندارند. اگر بگویید وجود دارند یعنی اینکه بالاخره یک چیزی هستند. ذرات خودشان دارند به همدیگر نیرو وارد می‌کنند و یک قوانینی را هم دارند رعایت می‌کنند. این گرامر حداقل دو قرن است در همۀ کتاب‌ها با غلظت زیاد وجود دارد. اخیراً در یکی از این گروه‌ها یکی از دوستان یک نکتۀ‌ جالبی گفت که یکی از نوروساینتیست‌های معروف معاصر در یکی از مقالات خودش، چون خودش هم احساس کرده که زیادی دارد حرف‌هایی می‌زند که انگار طبیعت یک چیز جانداری است و کارهایی دارد انجام می‌دهد، یک جملۀ خنده‌داری نوشته بود که من الان دقیق یادم نیست، مثلاً مادر ما طبیعت اینجا این کار را برای ما این‌گونه انجام داد. شما در تمام تکست‌های مربوط به زیست‌شناسی، طبیعت انتخاب می‌کند، طبیعت این کار را می‌کند. گاهی به نظر می‌آید که بعضی از آن‌ها استعاری هستند و قابل تبدیل به جمله‌های بی‌آزاری هستند ولی بسیاری از این جمله‌ها قابل تحلیل به هیچ چیز نیستند.

[۱:۴۵:۰۰]

استفاده از فعل‌های مجهول که چیزهایی این‌گونه می‌شوند. این‌ها یک نوع بیان است و انگار یک جهان‌بینی اجق و وجق با استفاده از گرامری است که اصلاً دیده نمی‌شود. بدتر از گرامر واژگان است. همیشه از واژه‌ها بیشتر از هر چیزی بترسید، به علت اینکه شما وقتی یک واژه برای یک چیزی می‌گذارید، یعنی اینکه دارید می‌پذیرید که چنین چیزی وجود دارد و علم جدید و فیزیک جدید پر از واژه‌هایی است که قبلاً وجود نداشته و این‌ها به نوعی وارد فیزیک شدند و تک تک این‌ها، از ماده، انرژی، فضا، زمان، همۀ این‌ها به شدت بحث‌برانگیز هستند که اصلاً چه هستند. من الان در مورد ماده یک نکته‌ای گفتم، نمی‌خواهم در مورد ماده صحبت کنم ولی از قرن هفدهم تا قرن بیستم کلی تلاطم در ماده وجود داشته است؛ اینکه مثلاً فرض کنید تا قبل از نظریۀ نسبیت انیشتین این مسئلۀ جرم اینرسی و جرم گرویتشنال یک چیز مبهمی بود. مثل اینکه دو جرم مختلف در کنار همدیگر تعریف شده بودند که هر دو جرم بودند ولی بعداً با همدیگر متحد شدند؛ لااقل در یکی دو قرن ابهامی در موردشان وجود داشت؛ این ابهام‌ها که مانع کاری که فیزیکدان‌ها انجام می‌دهند نمی‌شوند. الان ما ذرات بدون جرم داریم. در فیزیک مدرن شما ببینید اتمیسم یک پارتیکل یا ذره است ولی اصلاً جرم ندارد. گلوئون‌ها جرم ندارند، فتون که نور است جرم ندارد. شما ذره‌هایی دارید که بین موج و ذره رفتار می‌کنند و جرم دارند و می‌توانند رفتار موجی داشته باشند، این‌ها ابهاماتی است که وقتی من جرم را تعریف کرده بودم و نسبت می‌دادم، یک چیز قابل لمسی برای من بود.

الان به چیزهایی دارم فکر می‌کنم که وقتی جرم به آن‌ها نسبت می‌دهم یعنی چه. کسانی که فیزیک ذرات می‌دانند، می‌دانند که در مدل استاندارد یک ذره‌ای هست که او به همۀ ذرات جرم می‌بخشد. ذرۀ هیگز ذره‌ای است که به ذرات جرم عطا می‌کند. ببخشید من از یک گرامر دینی دارم استفاده می‌کنم. یک عده به ذرۀ هیگز به شوخی و جدی «God particle» می‌گویند، چون همه جا هست و کار خیلی مهمی برای همۀ ذرات دارد انجام می‌دهد. همه جا هست و هر جایی که یک ذره‌ای هست، یک هیگزی هم در اطرافش هست که به آن جرم می‌دهد. این همان ذرۀ ناشناخته‌ای بود که در سِرن برای اثبات وجودش یک آزمایشی انجام شد و گزارش‌هایی که از سرن هست این است که آن چیزی که باید دیده می‌شد که نشان دهد که چنین ذره‌ای وجود دارد دیده شد.

۱-۳ انرژی

موضوعی که انتخاب کردم که چند دقیقه‌ای در مورد آن صحبت کنم دربارۀ انرژی است. اولاً انرژی در قرن نوزدهم وارد کانتکست فیزیک شد. در نیوتن و دکارت و این‌ها واژۀ انرژی وجود ندارد؛ مفهوم آن کم و بیش به صورت مبهم وجود دارد. واژگان پراکنده‌ای وجود دارد مثلاً اینکه جرم ضربدر سرعت یا جرم ضربدر مجذور سرعت، این‌ها یک چیزی معادل با چیزی هستند که اکنون ما به آن انرژی جنبشی می‌گوییم. مخصوصاً در لایبنیتس این خیلی بولد است ولی همچنان مفهوم انرژی به این معنایی که ما الان می‌دانیم و می‌خواهم توضیح بدهم مفهوم ناشناخته‌ای است. حداکثر در مکانیک به جرمی که سرعتی دارد یک انرژی جنبشی نسبت می‌دادند. من می‌خواهم برگردیم به عقب. بالاخره در همۀ فرهنگ‌ها واژه‌هایی هست.

خود انرژی در آثار ارسطو آمده است ولی نه به این معنایی که الان ما داریم. این معنایی که ما در فیزیک از آن استفاده می‌کنیم کاملاً مدرن است و یک چیز جدیدی است. ولی در تمام فرهنگ‌ها، مثلاً این‌هایی را که اینجا نوشتم می‌شود یک لیست خیلی بزرگتر می‌توان تهیه کرد.در چینی یک واژه‌ای وجود دارد به اسم «چی»، در یونانی «پنوما»، در هندی «پرانا»، در جزایر پلونز «مانا» و همین‌طور می‌توانید در فرهنگ‌های مختلف بگردید، در استرالیا، مثلاً اب‌اورجینال‌های استرالیا واژۀ عجیب و غریبی دارند. موضوع این است که بالاخره بشر هم در درون خودش احساس انرژی می‌کرده اینکه یک نیرویی در درونش هست که می‌تواند با آن کار انجام دهد و هم در طبیعت بیرون که یک چیزی هست‌، انگار پشت این پردۀ این طبیعت یک حسی از اینکه یک چیزی که توانایی دارد و کار انجام می‌دهد. نیرویی که در درون من هست و در طبیعت هم هست، می‌تواند انفجار ایجاد کند، می‌تواند حرکت ایجاد کند، بالاخره یک واژه‌ای برای توصیف این پدیده‌ای که در طبیعت و در درون و بیرون من مشاهده می‌شود در فرهنگ‌ها وجود دارد؛ در فرهنگ هندی، چینی، تئوری‌پردازی در این حد که این «چی» یا «پرانا» از بیرون به درون من چگونه سرایت می‌کند و چگونه می‌توانم «پرانایی» که بیرون هست را به درون خودم بکشم و چگونه آن را کنترل کنم. تئوری دربارۀ اینکه این پرانا، این چیز مجهول و عظیم و جالب و اساسی‌ای که در جهان هست، همۀ حرکت‌ها را ایجاد می‌کند، قدرت دارد، در واقع آن جلوه‌ای از قدرت که در جهان هست را چگونه می‌توانم به درون خودم بکشم و زیاد کنم. کل این بحث‌های پزشکی چینی، هندی، همۀ این‌ها براساس کنترل چی، پرانا، داد و ستد پرانا با بیرون بنا شد.

می‌خواهم بگویم اینکه بالاخره یک قدرتی هست که کار انجام می‌دهد و حرکت بوجود می‌آورد و در درون خودم هم این را احساس می‌کنم، اینکه انگار یک واژه‌ای برای آن لازم است در همۀ فرهنگ‌ها بوده است. در فیزیک در قرن نوزدهم اولین بار یانگ، این آدمی که آزمایش معروف نور را انجام داده، واژۀ انرژی را به کار برده و آن را تعریف کرده است ولی عقبۀ زیادی دارد؛ یعنی در قرن نوزدهم از چندین طریق این مفهوم انرژی وارد فیزیک شده است. یعنی شیمی، زیست‌شناسی، بحث‌های مکانیکی، همه به نوعی این نیاز که یک چیزی اینجا بگذارند را احساس کردند و بالاخره نام‌گذاری این کلمۀ انرژی به کار رفته است. ژول به عنوان واحد اندازه‌گیری آن انتخاب شده و این بحثی است که از نظر تاریخی می‌توانید بروید مطالعه کنید و مطالب بسیاری در مورد آن وجود دارد. یک پارامتری را وارد فیزیک می‌کنیم که قبلاً وجود نداشته است، باید بگویم این را چگونه اندازه می‌گیرند. انرژی را چگونه اندازه می‌گیریم؟ جواب جواب عجیبی است. اگر شما از یک نفر بپرسید انرژی را چگونه اندازه می‌گیرید، جوابی که باید به شما بدهد این است که منظورت کدام انرژی است. ما انواع انرژی داریم؛ انرژی الکتریکی داریم، انرژی مکانیکی داریم، انرژی‌های شیمیایی داریم، منظورت اندازه‌گیری چه نوع انرژی‌ای است؟ بنابراین انرژی یک کمیتی مانند کمیت‌های دیگر نیست، مانند طول نیست که من بخواهم برای آن یک شیوۀ اندازه‌گیری مشخصی داشته باشم. انواع و اقسام چیزها داریم که به عنوان انرژی آن‌ها را می‌شناسیم.

من نقل قول‌هایی را براساس تاریخ آوردم ولی ترجیح می‌دهم بروم سراغ نقل قول معروفی که از فاینمن هست. برای خود من این یک خاطرۀ علمی است که من یک روزی کتاب لکچر نوت‌های فاینمن را داشتم می‌خواندم، یک قسمتی تحت عنوان اینکه انرژی چیست داشت و من تا آن موقع فکر نکرده بودم که انرژی چیست. حرف فاینمن این عبارتی که معروف است و در مورد آن یک متنی نوشته است، من نمی‌دانم شاید مربوط به سخنرانی‌اش باشد، خیلی اطلاع ندارم. در همان لکچر نوت‌ها همه چیز هست یا بعداً مستقلاً هم چیز نوشته است. می‌گوید که: آن چیزی که مهم است که بفهمیم این است که در فیزیک امروز ما هیچ چیزی نمی‌دانیم، جوابی نداریم برای اینکه بگوییم انرژی چیست. تنها توضیحی که فاینمن می‌دهد این است: چیزی که واقعاً وجود دارد این است که ما چیزهایی را اندازه می‌گیریم و یک سری عدد به دست می‌آید و آن پدیدۀ عجیبی که مشاهده می‌کنیم، واقعیت فیزیکی‌ای که مشاهده می‌کنیم این است که به نظر می‌رسد جمع این عددها همیشه ثابت می‌ماند. وقتی من کلمۀ انرژی را نسبت می‌دهم و می‌گویم انرژی الکتریکی و انرژی فلان، این مسئله در این ماجرا گم می‌شود. اگر به فیزیک واقعی نگاه کنیم، ما یک سری دستگاه اندازه‌گیری مختلف داریم و یک چیزی فهمیدیم. هفت نوع دستگاه اندازه‌گیری مختلف است که اگر این‌‌ها را در یک سیستم اندازه‌گیری‌هایشان را انجام دهم، جمع اعدادی که این دستگاه‌ها نشان می‌دهد همیشه ثابت است. من به آن جمع ثابت مانده انرژی می‌گویم و هر کدام از این عددها را یک جلوه‌ای از آن انرژی می‌دانم. یعنی در این پاراگرافی که از فاینمن نقل کردم، «گراویتیشنال انرژی» داریم، «کینتیک انرژی» داریم، «هیت انرژی» داریم، «الستیک انرژی» داریم، «الکتریکال انرژی» داریم، «کمیکال انرژی» داریم، «رادینت انرژی» داریم، «نوکلیر انرژی» داریم، «مَس انرژی» داریم و الی آخر.

فیزیکی فکر کنیم. حرف فایمن این است که ما یک سری اندازه‌گیری در مورد یک سری پارامترهایی داریم که روش‌های اندازه‌گیری آن‌ها را می‌دانیم. من می‌دانم و تجربه کردم که جمع این‌ها ثابت می‌ماند و چون ثابت می‌ماند یک اسمی برای آن عدد ثابت می‌گذارم و مثلاً می‌گویم انرژی سیستم است و این‌ها هم اجزای آن انرژی‌ای هستند که خودش را ظاهر کرده است. واقعیت این است که انرژی در فیزیک اتفاقاً خیلی شبیه همان «پرانا» و «چی» یک چیز ناشناخته‌ای است که جلوه‌های مختلف دارد، خودش را به صورت‌های مختلف نمایش می‌دهد. اینکه خود انرژی چیست، فایمن به عنوان یک فیزیکدان نگفته که این سؤال معنی ندارد، این سؤال بسیار مهمی است که من یک علامتی می‌گذارم و از یک چیزی به اسم انرژی دارم صحبت می‌کنم و یک چیزی بیان کردم و آن هم این است که انگار یک قانونی وجود دارد که جمع عددهایی ثابت می‌ماند.

فاینمن یک تمثیلی دارد، می‌گوید: فکر کنید یک مادری پسری دارد که بیست و هشت بلوک دارد. مادر یک روز به اتاق بچه می‌آید و می‌بیند بیست و هشت بلوک هست، یک روز می‌آید و می‌بیند که بیست و چهار تا هست. می‌گردد و می‌بیند که دو تای آن زیر تشک است و دو تای آن زیر تخت است. یک روز می‌آید و می‌بیند که تعداد بلوک‌ها زیاد شده است، می‌فهمد که یک نفر از دوستانش آمده و اینجا بازی کرده و بلوک‌هایش آنجا جا مانده است. این‌ها را جدا می‌کند و آن بیست و هشت تا را نگه می‌دارد. تنها چیزی که این مادر می‌داند این است که این بلوک‌ها بیست و هشت تا هستند. مثالی که فایمن می‌زند می‌گوید: یک روز می‌آید و می‌بیند که چهار تا بلوک نیست ولی می‌بیند که سطح آب آکواریوم کمی زیاد شده است. می‌فهمد که آن چهار بلوک آنجا هستند.

[۲:۰۰:۰۰]

کم کم این را پیچیده کنید مسئله این می‌شود، فایمن می‌گوید: یک لحظه فکر کنید که اصلاً نمی‌دانیم که این بلوک‌ها چه هستند. و نمی‌دانیم که بلوکی وجود دارد. واقعیت این است که مادر یک روز می‌آید و می‌بیند که آب آکواریوم کمی زیاد شده است و یک چیزی هم یک ذره کم شده است. مثل این است که بلوک‌هایی که اینجا بودند به آنجا رفتند. یک چیزی هست که به صورت‌های مختلف خودش را ظاهر می‌کند و مقدارش هم یک مقدار ثابتی است؛ آن چیزی است که ما به آن انرژی می‌گوییم. تقریباً «پرانا» یک موجودیتی است مانند یک قدرتی که به جلوه‌های مختلف خودش را در طبیعت ظاهر می‌کند که اسمش را انرژی گذاشتیم و به همۀ آن‌ها هم می‌گوییم انرژی فلان و انرژی فلان و این‌ها حالت‌های خاص آن انرژی هستند. اگر یک جایی این قانون نقض شود و برویم ببینیم همۀ این چیزها را با همدیگر جمع کردیم، بیشتر درآمد یا کمتر درآمد، آنجا می‌فهمیم که یک نوع انرژی جدید کشف کردیم، نمی‌گوییم که قانون بهم خورده است بلکه دنبال یک قانون جدید می‌گردیم.

این چیزی که از پلانک نقل کرده بودم، نکتۀ اصلی اینجا این است که ما یک قانون بقای انرژی داریم که در واقع قانونی دربارۀ یک چیزی است که بدون این قانون بقای انرژی اصلاً معنا ندارد. ما انگار به انرژی این‌گونه نگاه می‌کنیم که یک چیزی است که قانون بقای انرژی دربارۀ آن است در حالی که قانون بقای انرژی مانند تعریف انرژی در فیزیک می‌ماند. بنابراین ما فقط می‌دانیم که یک چیزی هست که در جلوه‌های مختلف خودش ثابت می‌ماند. پوانکاره هم اوایل قرن گفته است که چیزی که ما بالاخره دربارۀ قانون بقای انرژی می‌توانیم بگوییم این است که «there is something which remains constant»، ‌یک چیزی است که ثابت می‌ماند. من خودم اولین بار فکر می‌کردم فاینمن این مسئله را مطرح کرده است، بعداً دیدم پوانکاره خیلی با صراحت و واضح این مسئله را بیان کرده است که ما در مورد انرژی چیزی نمی‌دانیم به غیر از قانون بقای انرژی. بنابراین انرژی یک موجودیتی است، من نمی‌خواهم بگویم مانند موجودیت ماوراءطبیعی ولی مانند بقیۀ موجودات فیزیکی هم نیست.

بیایید کمی مذهبی فکر کنیم. نکتۀ مهم به نظر من این است که وقتی اسم می‌گذارید و اندازه‌گیری می‌کنید و وارد فیزیک می‌کنید، انگار دیگر رازی در مورد آن وجود ندارد. هیچ‌وقت شما بدون اینکه یک نفر به شما بگوید، بعد از اینکه آموزش‌های فیزیکی را دیدید، احساس نمی‌کنید که اینجا یک چیز رازآمیزی وجود دارد. به ما فیزیک را این‌گونه آموزش می‌دهند، یک اسم می‌گذارند، یک اسمی به ما یاد می‌دهند به اسم انرژی، بعد هم یک قانونی برای آن بیان می‌کنند، قانون بقای آن انرژی است. هیچ‌کسی به این فکر نمی‌کند که اصلاً این انرژی چیست. شما مذهبی که فکر کنید، همان‌طوری که دکارت فکر می‌کرد می‌توانید بگویید که خداوند در جهان حرکت آفریده و این حرکت را دارد حفظ می‌کند و علت قانون اینرسی و علت بقای انرژی هم ثبات صفات الهی است. یک چیزی در جهان یک انرژی‌ای را دمیده است. یک قدرتی و یک جلوه‌ای از قدرت در جهان وجود دارد که این به صورت‌های مختلف خودش را ظاهر می‌کند. در همین فیزیک مدرن هم هر طوری بیان کنید، به نظر می‌آید که دارید در مورد یک چیز عرفانی صحبت می‌کنید. همان پراناست که خودش را در چیزهای مختلف ظاهر کرده است.

من جادوی واژگان را می‌خواهم به شما بگویم. یک پدیدۀ عجیبی در طبیعت هست، این قانون بقای انرژی هم یک چیز بسیار عجیبی است که در واقع به ما دارد می‌گوید که یک نیرویی در جهان هست که خودش را به صورت‌های مختلف ظاهر می‌کند. این نیرویی که در جهان خودش را به صورت‌های مختلف ظاهر می‌کند، همین که اسمش را انرژی گذاشتید و یک نماد برای آن گذاشتید و چهار فرمول نوشتید، انگار راززدایی می‌شود و اصلاً دیگر کسی احساس نمی‌کند که یک چیزی پشت این ماجرا هست که باید به آن فکر بکنند؛ انرژی است دیگر. الان مردم از صبح که بیدار می‌شوند می‌گویند انرژی من کم است، انرژی من زیاد است، انرژی مثبت بده، انرژی منفی بده، این انرژی یک واژه‌ای شده که در دهان مردم هم افتاده و هیچ رازی هم در آن نیست و اصلاً توضیحی هم لازم ندارد. انرژی چیست و در جهان چگونه بوجود آمده است و چگونه کار انجام می‌دهد؟

بگذارید در مورد آن نکته‌ای بگویم که می‌گویم خیلی عمیق است، آن تحولی که در قرن هجدهم اتفاق افتاد، یک چیز اساسی است که وقتی شما به یک چیزی مسلط می‌شوید، وقتی از آن استفاده می‌کنید انگار دیگر در مود شناخت آن نیستید. نمی‌خواهم دیگر وارد این چیزها بشوم، شاید روزی اگر احساس کنم یک جایی می‌شود آن را گنجاند بگویم. اگر می‌خواهید یک چیز خیلی عمیق بخوانید و یک چیز عمیقی دربارۀ این تحول جهان‌بینی بشر اروپایی و جهانی و اینکه در ما هم اثر گذاشته بفهمید، هایدگر یک مفهومی در مورد مود کارکردن و مود شناختن دارد و اگر بخواهید در یک جمله بیان کنید، انگار که بشر از مود شناختن وارد مود کارکردن شد؛ از حالت آبزرویشن که حالتی انفعالی دارد، وارد اکسپریمنت و فعالانه مشاهده‌کردن شد. این فعالیت همراه با سلطه، اندازه‌گیری، کنترل، سلطه پیداکردن به پدیده‌های طبیعت بود. نکته این است که وقتی که این‌طور می‌شوید، انگار این‌ها دو مود مختلف هستند و قسمت شناختی خوب کار نمی‌کند. چرا وقتی من اسم انرژی می‌گذارم و آن را اندازه می‌گیرم، انگار دیگر رازی برای شناختن وجود ندارد. به نظر می‌رسد که یک پدیدۀ روانشناسی عمیقی این پشت هست. هایدگر نه برای توضیح این ماجرایی که در اروپا اتفاق افتاده، هایدگر در آن بحث‌هایی که دربارۀ هستی و وجود بشر به طور عمیقی با درون‌نگری دارد، این دو مود و اختلاف آن‌ها و اهمیت تفاوت‌گذاشتن بین این دو مود مختلف هستی را در موردش بحث کرده است.

من وارد قرن نوزدهم شدم. در قرن نوزدهم فیزیک همین‌طور این فنومن‌ها را شناسایی می‌کند. آخرین اسلایدی که من گذاشتم این است که این قوانین تجربی پدیداری از قوانین پایه نتیجه می‌شوند، این یک ادعاست که گفتم به همان کتاب خانم کارترایت مراجعه کنید. بعیدمی‌دانم که نصف جلسه را بگذارم برای اینکه این را جا بیندازم که چه مشکلی وجود دارد و کارترایت چه می‌گوید و چرا این‌قدر حرف‌هایش مؤثر بوده است. به هر حال جریان قرن نوزدهم است، با اعتماد به نفس زیاد آموزش را از دست کلیسا و ژئوزوئیت‌ها گرفتند. این سپاه مسیح و همان ژئوزوئیت‌ها اواخر قرن نوزدهم منحل شد. آموزش کلاً دست کسانی افتاد که بیرون کلیسا بودند و سکولار بودند. آموزش سکولار شد. آن آکادمی‌هایی که بیرون دانشگاه بودند، آمدند دانشگاه‌ها را گرفتند و کل آموزش به یک فرم دیگری درآمد، اهداف آموزش تغییر کرد و ما دیگر به جای فیزیک به معنای متعارف آن، همان فیزیکی که بیشتر بدرد مهندسی می‌خورد می‌خوانیم. وارد قرن نوزدهم شدیم، حالا این دانشمندانی که همۀ مسائل آسمان و زمین را تا حدودی حل کردند، می‌خواهند بروند مسائل زیست‌شناسی را هم حل کنند، پدیدۀ حیات را هم حل کنند و همین‌طور ادامه دهند تا انشاءالله کل طبیعت را شناسایی کنند. من امیدوارم جلسۀ آینده بحث‌های زیست‌شناسی کنیم و وارد قرن بیستم شویم که کل این فیزیک نیوتنی بهم می‌ریزد ولی هیچ تأثیری روی هیچ کسی نمی‌گذارد. بعد از دویست سال که تمام تاج و تخت پرینسیپیای نیوتن تسخیر کرد، همه از بین رفت، ولی تاج و تخت را کسی تحویل کسی نداد که طبیعی است.

– سؤال: اگر تمام گرامر موجود در علم را عوض کنیم، علم جدیدی حاصل می‌شود؟

خیر. شما منظورتان از علم همان چیزی است که وصف می‌شود، مدل ریاضی ساخته می‌شود و تکنولوژی از درون آن درمی‌آید. نه، ما از درون علم جدید با این شکل گرامر و با این شکل جهان‌بینی‌ای که به آن نسبت داده می‌شود، یک حس‌هایی بوجود می‌آید… در واقع نکته این است که شما به طور ناخودآگاه وقتی که از این گرامر استفاده می‌کنید و وقتی که این‌گونه درس می‌دهید که الان درس می‌دهید، این توهم برای مردم پیش می‌آید که طبیعت دارد خودکار و اتوماتیک کار می‌کند و همۀ‌ سؤال‌ها جواب داده شده است. اصلاً مسئلۀ آنتولوژی قانون برایشان مطرح نمی‌شود، مسئلۀ اینکه اینجا از نظر فلسفی این احتیاج به پایه‌هایی دارد که به آن باید ارجاع داده بشود، به این‌ها توجه نمی‌کند و همین مشکلی پیش می‌آید که الان پیش آمده. این احساس بوجود می‌آید که علم دارد جای خدا را می‌گیرد. آن گرامر یک نوع فلسفه‌ای را القا می‌کند و یک نوع جهان‌بینی‌ای را القا می‌کند که غلط است. جهان‌بینی‌ای را القا می‌کند که در آن قوانین آنتولوژی ندارند ولی شما حس نمی‌کنید که باید انتولوژی داشته باشند. حسی در شما ایجاد می‌کند که انگار همه چیز در طبیعت حل شده است. این احساس را ایجاد می‌کند. من می‌خواهم بگویم که در این زبان نچرالیسم وجود دارد. انگار یک فلسفه‌ای وجود دارد که در شما القا می‌شود. این نکته‌ای که می‌گویید، علم جدید بوجود نمی‌آید.

– سؤال: مسئلۀ قانون اهم را می‌شود در مورد قانون دوم نیوتن هم گفت.

کل ماجرای مژرمنت، آن حالت پارادوکسیکال که دارد در کل فیزیک وجود دارد؛ این یک مشکل فلسفی کلی است. من خواهش می‌کنم که اگر به این موضوع علاقمند هستید مقالات چنگ را بخوانید. اگر پیدا کردید در گروه بگذارید، اگر نه، بگویید من برایتان بفرستم. کل تاریخ ماجرا هم از ماخ تا الان ماجرای جالبی است به علت اینکه در آموزش فیزیک، نوشتم فقر اندازه‌گیری. این مسئله کلاً خیلی گفته نمی‌شود و خیلی مسئلۀ مهمی است و در جاهایی ممکن است باعث اشتباه برداشت‌هایی از لحاظ تئوری‌سازی و مدلسازی بشود که به قول آقای معصومی نتایج واقعی فیزیکی داشته باشد.