Werner Heisenberg: Physik und Philosophie: Die Relativitätstheorie
ورنر هایزنبرگ. فیزیک و فلسفه. فصل هفتم. هیرتسل، ۱۹۷۲ (نسخۀ فارسی)
Werner Heisenberg: Physik und Philosophie: Kapitel VII
Werner Heisenberg: Physik und Philosophie: Physik und Philosophie – Hirzel
(برای دیدن نسخۀ اصلی، بنگرید به:) https://goo.gl/u48i2j
نسخۀ فارسی: (PDF (eBook
https://drive.google.com/file/d/0B82CvAj9ELwUOWtpOWZ4TFpLZUE/view?usp=sharing
فصل هفتم: ص 99
Werner Heisenberg: Physik und Philosophie: Die Relativitätstheorie
ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه. فصل هفتم: نظریّۀ نسبیّت
فیزیک و فلسفه: نظریّۀ نسبیّت
در فیزیک جدید، نظریّۀ نسبیّت همواره اهمیّت بسیار زیادی داشته است. در همین نظریّه بود که برای نخستین بار این ضرورت پیدا شد تا اصول اساسی فیزیک را تغییر دهیم. بههمین سبب بحث از آن مسائلی که نظریّۀ نسبیّت طرح کرده بود و تاحدودی هم حلّ کرده بود، اساساً بحث دربارۀ وجه فلسفی فیزیک جدید است. به معنایی میتوانیم بگوییم که تکامل نظریّۀ نسبیّت- بهعکس نظریّۀ کوانتومی – اززمانی که دشواریهایی را که در آن مطرح بود بهدرستی شناختیم، تا زمان حلّ آنها، به زمان نسبتاً کوتاهی احتیاج داشته است. کار مورلی و میلّر با تکرار آزمایش مایکلسون در سال 1904، اولیّن دلیل مطمئن بر این بود تا نشان دهیم که اثبات حرکت انتقالی زمین با روشهای نوری ممکن نیست؛ کار مهمّ اینشتین هم امّا کمتر از دو سال پس از آن منتشر شد. از سوی دیگرامّا، تجربۀ مورلی و میلر و کار اینشتین هم تنها گامهای پایانی در سیری بود که خیلی پیشتر آغاز شده بود و شاید بتوان آنها را ذیل عنوان «الکترودینامیک اجسام متحّرک» خلاصه کرد.
الکترودینامیک اجسام متحرّک، از زمانی که موتور الکتریکی ساخته شد، یکی از رشتههای مهمّ فیزیک و مهندسی شد. دشواریای جدّی امّا در این رشته زمانی پدیدار شد، که ماکسول طبیعت الکترودینامیکی امواج نوری را کشف کرد؛ زیرا این امواج در خاصیّتی اساسی با امواج دیگر، که پیشتر شناخته بودیم، مثلاً امواج صوتی، فرق دارد. این امواج میتواند در فضای خالی منتشر شود. وقتی زنگی در ظرفی، که از هوا خالی شده باشد، به صدا درآید، صدای آن به بیرون نمیرسد، درحالیکه نور بدون دشواری در فضای خالی وارد میشود. بههمین سبب چنین فرض کردیم که امواج نوری را میتوان مانند امواج کشسانی دانست که از مادّۀ بسیار سبکی درست شده است، که آن را اتر مینامیم، که نه میتوان دید و نه حسّ کرد، امّا میتوانست هم فضای خالی از هوا را پر کند و هم فضایی را که مادّۀ دیگری مانند هوا یا شیشه در آن وجود دارد. این فکر که امواج الکترومغناطیسی میتوانست واقعیّت خاصّ خود را داشته باشد، از هر جسم دیگری مستقلّ باشد، در آن زمان هنوز به ذهن فیزیکدانان نرسیده بود. امّا از آنجاییکه این مادّۀ فرضی، یعنی اتر، میتوانست در هر مادۀ دیگری نفوذ کند، این پرسش هم پیش آمد: اگر مادّه در حال حرکت باشد، آن وقت چه چیزی پیش میآید؟ آیا اتر در این حرکت وارد میشود، آنطورکه تاکنون چنین است: و چگونه موج نور در این اتر در حال حرکت منتشر میشود؟
آزمایشهایی که به پاسخ به این پرسش کمک میکند، بهدلیلی که در پایین به آن اشاره میکنیم، دشوار است: سرعت اجسام متحرّک عموماً نسبت به سرعت نور بسیار کم است. بههمین سبب حرکت این اجسام تنها میتواند کنشهای بسیار کوچکی را برانگیزد، که با نسبت سرعت جسم به سرعت نور، یا با توان بالاتر این نسبت، متناسب است. آزمایشهای گوناگونی که ویلسون، رولاند، رونتگن، و آیشنوالد و فیزو انجام دادند، اندازهگیری این اثرات را، با دقّتی که برابر با توان اوّل این نسبت است، ممکن کرد. نظریّۀ الکترون، که لورنتس آن را در سال 1895 کامل کرده بود، تشریح این اثرات را تا “توان اوّل” به صورتی که میتوانستیم آن را بپذیریم، ارائه داد. امّا آزمایش مایکلسون، مورلی و میلر وضعی جدید پدید آورد.
دربارۀ این آزمایش باید بهتفصیل بحث کنیم. برای آنکه به اثرات بزرگتر، و درنتیجه به نتایج درستتر برسیم، شاید بیفابده نباشد تا آزمایشها را با اجسامی انجام دهیم که با سرعت بسیار زیاد حرکت میکند. زمین به دور خورشید با سرعتی نزدیک به سی کیلومتر در ثانیه حرکت میکند. اگر اتر نسبت به خورشید در حال سکون باشد و با زمین حرکت نکند، درآنصورت باید بتوانیم این حرکت سریع اتر نسبت به زمین را با تغییری در سرعت نور بر روی زمین مشاهده کنیم. پس باید به مقادیر مختلفی از این سرعت نور بر روی زمین دست یابیم، بهطوریکه این مقادیر به این بستگی داشته باشد که آیا نور در جهت حرکت زمین یا عمود بر آن منتشر میشود. حتّی اگر اتر کموبیش با زمین حرکت کند، بازهم باید اثری از آن را ببینیم، مثل اینکه باد اتر وجود داشته باشد، و این اثر هم باید محتملاً به ارتفاع از سطح دریا بستگی داشته باشد، یعنی از جایی که آزمایش را اجرا میکنیم. محاسبۀ اثری که انتظارش را داشتیم نشان داد که این اثر باید بسیار کوچک باشد، زیراکه در این مورد متناسب با مربّع نسبت سرعت حرکت زمین به سرعت نور بود. و درست بههمین دلیل هم باید آزمایش دربارۀ تداخل پرتوهای نور را با دقّت زیاد انجام میدادیم، زیرا یکی موازی حرکت زمین بود و دیگری عمود بر آن. نخستین آزمایش از این نوع، که مایکلسون در سال 1881 انجام داد، چندان دقیق نبود. امّا حتّی تکرار بعدی آزمایش هم از اثراتی که انتظار آنها را داشتیم نشانی بهدست نداد. و بهخصوص آزمایشهای مورلی و میلر در سال 1904 را هم باید دلیلی قطعی بر این امر میدیدیم که چنین اثری از این مرتبۀ بزرگی، که درپی آن بودیم، اصلاً وجود ندارد.
این نتیجه را درآغاز نمیتوانستیم بفهمیم، امّا به پرسش دیگری هم از نزدیک مرتبط میشد که فیزیکدانها کمی پیشتر دربارۀ آن بحث کرده بودند. در مکانیک نیوتونی اصلی درست است که آن را اصل نسبیّت مینامیم، که میتوان آن را به صورت زیر تشریح کرد: اگر حرکت مکانیکی اجسام در دستگاه مرجع خاصیّ، از قوانین مکانیک نیوتونی پیروی کند، درآنصورت همین نکته برای دستگاه مرجع دلخواه دیگری هم، که نسبت به دستگاه اول حرکت انتقالی یکنواخت داشته باشد،درست است. هر حرکت انتقالی یکنواختی اصلاً هیچ اثر مکانیکیای را در دستگاه مرجع پدیدار نمیکند، و ازاینرو این اثرات را بههیچ صورتی نمیتوان مشاهده کرد.
اصل نسبیّت، بهاینصورت، بهنظر فیزیکدانان نمیتوانست در نورشناسی و الکترودینامیک درست باشد، زیرا اگر دستگاه اوِّل مثلاً نسبت به اتر ساکن باشد، دستگاه دیگر بهعکس درحال سکون نیست، و بههمین سبب هم باید بتوان حرکت دستگاه دوم را با اثراتی از نوعی که مایکلسون مطالعه کرده بود، مشاهده کرد. نتیجۀ منفی آزمایش مورلی و میلر در سال 1904 سبب شد تا این فکر دوباره جان تازهای بگیرد، بهطوری که شاید این اصل نسبیّت بتواند در الکترودینامیک هم درست باشد، آنچنانکه پیشتر در مکانیک نیوتونی درست بود.
از سوی دیگر، آزمایش فیزو، که او خیلی پیشتر در سال 1851 انجام داده بود، بهنظر میرسید که اصل نسبیّت را یکسره نقض کند. فیزو سرعت نور را در سیّالی متحرّک مطالعه کرده بود. اگر اصل نسبیّت درست باشد، پس باید سرعت نور در سیّال درحالحرکت برابر با جمع سرعت سیّال و سرعت نور در سیّال ساکن باشد. امّا درعمل چنین نبود. آزمایش فیزو نشان داد که این سرعت، اندکی از آن مجموع کمتر است.
نتیجۀ منفی همۀ این آزمایشهای تازه دربارۀ تعیین حرکت نسبت به اتر، برای فیزیکدانان و ریاضیدانان انگیزهای بود، تا درپی تفسیری ریاضی از این آزمایشها برآیند، که بتواند معادلۀ موج برای انتشار نور را با اصل نسبیّت همساز کند. لورنتس در سال 1904 تبدیلی ریاضی پیشنهاد کرد که این خواسته را برآورد. برای این کار، او این فرض را وارد کرد که اجسام درحالحرکت، در جهت حرکت خود منقبض میشود، آنهم با عاملی که به سرعت جسم بستگی دارد، و هم اینکه در دستگاههای مرجع متفاوت، زمانهای ظاهری متفاوتی وجود دارد، که در بسیاری از این آزمایشها همان اهمیّتی را دارد که زمان واقعی تاکنون داشته است. لورنتس از این راه هم به نتیجهای رسید که با اصل نسبیّت سازگار بود؛ سرعت ظاهری نور در هر دستگاه مرجعی یکی است. پوانکاره، فیتزجرالد و دیگر فیزیکدانان هم همین فکر را مطرح کرده بودند.
گام قطعی در این مورد را اینشتین در سال 1905 برداشت. او زمان ظاهری تبدیل لورنتس را زمان واقعی اعلام کرد و آنچه را لورنتس زمان «واقعی» نامیده بود، کنار گذاشت. این بهمعنای تغییری در مبانی فیزیک بود؛ تغییری که انتظارش را نداشتیم و ریشهای بود، که شجاعت تماموکمال نابغهای جوان و انقلابی را میطلبید. برای آنکه این گام را برداریم، به چیزی جز آن نیاز نبود تا در نمایش ریاضی طبیعت، تبدیل لورنتس را بیابهام در مورد این تجربه به کار بندیم. امّا با تفسیر تازۀ این تبدیل، نظر فیزیکدانان هم در بارۀ ساختار فضا و زمان تغییر کرد و به بسیاری از مسائل فیزیک هم از منظری نو نگریسته میشد. مادّۀ اتر برای نمونه دیگر بیمورد بود و آن را هم میتوانستیم بهآسانی از فیزیک حذف کنیم. چون همۀ دستگاههای مرجع، که حرکت انتقالی یکنواخت نسبت به یکدیگر دارد، بر تشریح طبیعت همارز است، دیگر این حرف هیچ معنایی ندارد که بگوییم مادّهای به نام اتر وجود دارد که در یکی از این دستگاهها درحال سکون است. درواقع به چنین مادّهای نیاز نیست و خیلی هم آسانتر است که بگوییم امواج نوری در خلاء منتشر میشود و میدانهای الکترومغناطیسی هم واقعیّت خاصّ حود را دارد و میتواند در خلاء وجود داشته باشد.
امّا تغییر قطعی به ساختار فضا و زمان مربوط میشد. بسیار دشوار است تا این تغییر را با کلمات زبان معمول و بدون استفاده از ریاضی، تشریح کنیم، زیرا کلمههای معمول فضا و زمان به ساختاری از فضا و زمان برمیگردد که درواقع صورتی آرمانی و سادهشده از ساختار واقعی آن دو است. امّا بازهم باید باید بکوشیم تا این ساختار جدید را تشریح کنیم و شاید بتوانیم این کار را به طریق زیر انجام دهیم:
وقتی از کلمۀ «گذشته» استفاده میکنیم، با آن، همۀ آن رویدادهایی را درنظر داریم که دست کم میتوانیم دربارۀ آنها علیالاصول چیزی بدانیم، که دربارۀ آنها توانستیم چیزی آموخته باشیم. درست بههمین شیوه، کلمۀ «آینده» همۀ آن حوادثی را دربر دارد که میتوانیم، دست کم علیالاصول، بر آنها تأثیری داشته باشیم، که میتوانیم بکوشیم تا آنها را تغییر دهیم یا جلوی پیشآمدن آنها را بگیریم. و این کار هم دشوار است تا از همان آغاز بفهمیم که چرا این تعریف از کلمههایی مانند «گذشته» و «آینده» اینقدر باید متناسب با منظور ما باشد. امّا بهآسانی هم میتوان دید که این تعریف بهدرستی با استفادۀ معمول از این واژهها سازگاری دارد. امّا وقتی این واژهها را اینطور بهکار میگیریم، بازهم میبینیم- چنانچه نتایج بسیاری از آزمایشها نشان میدهد- که محتوای «آینده» و «گذشته» به حالت حرکت یا به دیگر ویژگیهای مشاهدهگر بستگی نخواهد داشت. بهزبان ریاضی محض هم میتوان گفت که تعریفی که بهدست دادیم در برابر حرکت مشاهدهگر ناورداست. این تعریف هم در مکانیک نیوتونی درست است و هم در نظریّۀ نسبیّت اینشتین.
امّا فرقی قطعی در اینجاست: در نظریّۀ کلاسیک فرض بر این است که آینده و گذشته با بازۀ زمانی بینهایت کوچکی از یکدیگر جدا میشود، که آن را میتوانیم لحظۀ کنونی بنامیم. امّا با نظریّۀ نسبیّت این نکته را آموختیم که این وضع فرق میکند. آینده و گذشته با بازۀ زمانی پایانداری از یکدیگر جدا میشود، که مدّت آن وابسته به فاصلۀ ناظر است. هر کنشی میتواند با سرعتی کوچکتر یا برابر با سرعت نور منتشر شود. از اینرو مشاهدهگر نمیتواند در لحظۀ دادهشدهای نه رویدادی را بشناسد و نه بر آن تأثیری داشته باشد، که در نقطهای دور میان دو زمان مشخّص روی میدهد. یکی از آن زمانها لحظهای است که در آن علامتی نوری باید از مکان رویداد گسیل شود، تا به مشاهدهگر در لحظۀ مشاهده برسد. زمان دیگر لحظهای است که در آن علامتی نوری از مشاهدهگر در لحظۀ مشاهده ارسال میشود تا به مکان رویداد برسد. همۀ بازۀ زمانی پایاندار میان این دو لحظه برای مشاهدهگر در لحظۀ مشاهده زمان حال است؛ زیرا هیچ رویدادی در این بازۀ زمانی نمیتواند در آنجا نه شناخته شود و نه تأثیری بر آن وارد شود. ازاین رو مفهوم “زمان حال” تعریف شده است. هر رویدادی که میان دو زمان مشخّص واقع شود، آن را میتوان “همزمان با عمل مشاهده” نامید.
استفاده از عبارت «میتوان نامید»، خود به ابهامی در کلمۀ «همزمان» اشاره میکند، که ریشهاش در این است که این کلمه از تجربههای زندگی روزمره برمیخیزد،که در آنها سرعت نور را میتوان عملاً بینهایت بزرگ دانست. درواقع میتوان کلمۀ “همزمان” را در فیزیک اندکی متفاوت تعریف کرد، بهطوریکه اینشتین در کارهایش خود این تعریف دوم از “همزمانی” را بهکار میبرد. وقتی دو رویداد، هر دو در یک نقطه از فضا همزمان واقع میشود، میگوییم که آن دو رویداد بایکدیگر مصادف است. این عبارت کاملاً واضح است. اکنون میتوانیم سه نقطه را در فضا تصوّر کنیم که هر سه روی خطّی راست است، بهطوریکه نقطهای که در وسط است فاصلهاش از هر دو نقطۀ دیگر برابر باشد. اگر دو رویداد در دو نقطۀ انتهایی در چنان زمانهایی واقع شود بهطوریکه علامتهای نوریای که از آن دو رویداد گسیل میشود، وقتی به نقطۀ وسطی میرسد، بایکدیگر مصادف شود، درآنصورت میتوانیم آن دو رویداد را «همزمان» بنامیم. این تعریف، از تعریف اوّلی بیشتر مضیق است. یکی از مهمترین نتیجههای آن این است که اگر دو رویداد برای ناظری همزمان باشد، شاید برای ناظر دیگری همزمان نباشد. و این زمانی میتواند روی دهد، که مشاهدهگر دومی نسبت به اوّلی درحال حرکت باشد. پیوند میان این دو تعریف از کلمۀ “همزمان” میتواند با این خبر برقرار شود که وقتی دو رویداد به معنای اوّل همزمان است، همواره هم بتوانیم دستگاه مرجعی بیابیم که در آن این رویدادها به معنای دوّم هم، همزمان باشد. واقعیّت این امر را شاید بتوانیم با مثالی بهتر بنمایانیم: فرض کنیم که ماهوارهای که به دور زمین درحال گردش است، علامتی ارسال میکند که ایستگاه زمینی اندکی بعد آن را دریافت میکند. این ایستگاه زمینی پس از دریافت علامت، فرمانی به ماهواره میدهد، که آنهم اندکی بعد به آن میرسد. کلّ بازۀ زمانی که از لحظۀ ارسال علامت تا لحظۀ دریافت فرمان سپری میشود، میتواند بنا به تعریف اوّل با “عمل دریافت” بر روی زمین “همزمان” باشد. اگر هر لحظۀ مشخّص دیگری را در این بازۀ زمانی برای ماهواره در نظر بگیریم، دراینصورت این لحظه در معنای کلّی تعریف دوم با عمل دریافت بر روی زمین “همزمان” نیست؛ امّا بازهم دستگاه مرجعی وجود دارد که در آن برای این دو، همزمانی درست است.
تعریف اوّل کلمۀ «همزمان» بهنظر میرسد که با استفاده از آن در زندگی روزانه بهتر مطابقت دارد، زیرا این پرسش که آیا این دو رویداد همزمان است، در زندگی روزانه به دستگاه مرجع وابسته نیست. امّا در هر دو تعریف بر مبنای نسبیّت، مفهوم “همزمانی” دقّت بیشتری مییابد، درحالیکه این مفهوم در زبان روزانه اصلاً چنین دقّتی را ندارد. در نظریّۀ کوانتومی، فیزیکدانان خیلی زود دریافتند که مفاهیم مکانیک کلاسیک طبیعت را چندان هم درست تشریح نمیکند، که کاربرد آنها را قوانین کوانتومی محدود میکند، و بههمین دلیل هم باید در استفاده از آنها بسیار احتیاط کرد. در نظریۀ نسبیّت، بهعکس، فیزیکدانان کوشیدند تا معنای کلمهها در فیزیک کلاسیک را تغییر دهند و این مفاهیم را آنطوری درست تعریف کنند تا آنها با وضعیّت جدیدی که در طبیعت شناخته بودیم، مطابقت دقیقی داشته باشد.
ساختار فضا و زمان، که نظریّۀ نسبیّت آن را برما آشکار کرده بود، تأثیرات بسیاری در بخشهای مختلف فیزیک برجای گذاشت. الکترودینامیک اجسام در حال حرکت را میتوان از اصل نسبیّت بدون دشواری نتیجه گرفت. خود این اصل را میتوان بهعنوان قانون بسیار کلّی طبیعت صورتبندی کرد، بهطوریکه آن نهتنها به الکترودینامیک یا مکانیک برمیگردد، بلکه به هر دستۀ دلخواهی از قوانین طبیعت مربوط میشود: قوانین باید در همۀ آن دستگاههای مرجعی شکل یکسانی داشته باشد، که تنها با حرکت انتقالی یکنواخت نسبت بههم با یکدیگر فرق دارد. این قوانین، آنچنانکه در ریاضیات میگوییم، نسبت به تبدیل لورنتس ناورداست.
شاید مهمترین نتیجۀ اصل نسبیّت، لختی انرژی، یا هرطور دیگری که بخواهیم بگوییم، هم ارزی جرم و انرژی باشد. امّا از آنجاییکه سرعت نور، اهمیّت سرعت حدّی را دارد، که هیچ جسم مادی نمیتواند بدان رسد، میتوان هم بهآسانی دریافت که این کار دشوارتر است تا به جسمی که درحال حرکت است، نسبت به جسمی که درحال سکون است، شتابی دهیم. بر لختی با انرژی جنبشی هم افزوده میشود. امّا بهطور کلّی، براساس نظریۀ نسبیّت هر نوعی از انرژی، باید به لختی، یعنی به جرم، کمک کند، و جرم که به اندازۀ دادهشدهای از انرژی تعلّق دارد، برابر است با حاصل تقسیم همان انرژی بر مربّع سرعت نور. پس هر انرژیای جرمی با خود دارد؛ امّا حتّی انرژیای که با مفاهیم متعارف بزرگ باشد، تنها اندکی بر جرم میافزاید؛ و این خود دلیلی بر این است که چرا رابطۀ میان جرم و انرژی را زودتر نیافتیم. دو قانون پایستگی جرم و پایستگی انرژی درنتیجه درستی خود را جدا ازهم از دست میدهد، و در یک قانون واحد باهم متحدّ است، که آن را قانون پایستگی انرژی یا پایستگی جرم میتوان نامید.
پنجاه سال پیش که نظریّۀ نسبیّت اثبات شد، فرضیّۀ همارزی جرم و انرژی هم، انقلابی در فیزیک به نظر میآمد، و در همان زمان هم دلایل تجربی بسیار اندکی به نفع این قانون وجود داشت. امّا امروز در بسیاری از آزمایشها میتوان مستقیم دید که چگونه ذرّات بنیادی از انرژی جنبشی میتواند بهوجود آید، و چگونه چنین ذرّاتی دوباره ناپدید میشود، زیراکه به تابش تبدیل میشود. بههمین سبب هم امروز دیگر تبدیل انرژی به جرم و بهعکس چیزی چندان غیرمعمول نیست.
مقدار بسیار زیاد انرژی، که در انفجار اتمی آزاد میشود، دلیلی دیگر و درعینحال آشکارتر بر درستی معادلۀ اینشتین است. امّا شاید در اینجا بهتر باشد تا تذکاری تاریخی، انتقادی بر آن بیفزاییم. گاهوبیگاه چنین ادّعا میشود که مقادیر بسیار زیاد انرژی که از انفجارهای اتمی برمیخیزد، از تبدیل مستقیم جرم به انرژی پدیدار میشود، و تنها هم براساس نظریۀ نسبیّت بود که توانستیم این مقدار عظیم انرژی را پیشبینی کنیم. این نظر امّا بر سوءفهمی مبتنی است. مقدار زیاد انرژی، که در هستۀ اتم ذخیره شده است، از زمان آزمایشهای بکرل، کوری و رادرفورد دربارۀ فروپاشی پرتوزا شناخته شده است. هر جسم پرتوزایی، مانند رادیوم، مقداری گرما تولید میکند، که حدود یکمیلیون بار بیشتر از گرمایی است که در فرایندی شیمیایی از همان مقدار مادّه آزاد میشود. انرژیای که با شکافت هستۀ اورانیوم آزاد میشود، از همان منبع است که در فروپاشی آلفای هستۀ رادیوم است، یعنی دراصل از رانش الکتروستاتیکی دو ذرّه که در آنها هستۀ اتم شکافته میشود. انرژیای که با انفجاری اتمی آزاد میشود، بهطور مستقیم از همین منبع میآید و نه از راه تبدیل جرم به انرژی؛ زیراکه شمار ذرّات بنیادی با جرم لختی محدود بههنگام انفجار بههیچوجه کاهش نمییابد؛ امّا انرژی بستگی میان ذرّات هستۀ اتمی حتّی در جرم لختی خود هم وجود دارد، و بههمین سبب هم آزادشدن انرژی بهطور غیرمستقیم هم با تغییرات در جرمهای هستههای اتمی مرتبط است.
هم ارزی جرم و انرژی، افزون بر اهمیّت زیادش در فیزیک، مسائلی را مطرح کرده است که به پرسشهای فلسفی کهن مربوط است. نظامهای فلسفی گوناگونی در گذشته این نظر را داشت که جوهر یا مادّه نمیتواند نابود شود. امّا در فیزیک جدید بسیاری از آزمایشها نشان داد که ذرّات بنیادی، برای مثال پوزیترونها و الکترونها، میتواند نابود شود و به تابش تبدیل شود. آیا این به این معنی است که نظامهای فلسفی پیشین با تجربههای تازۀ ما نقض شده است و همۀ دلایلی را هم که در این نظامهای پیشین آورده بودیم باید نادرست بدانیم؟
مسلّم است که این نتیجهگیری هم شتابزده است و هم نادرست؛ زیرا مفاهیم “جوهر” و “مادّه” در فلسفۀ باستان یا سدههای میانه را نمیتوان بهسادگی با اصطلاح «جرم» در فیزیک جدید یکی دانست. اگر بخواهیم تجربۀ تازۀ خود را به زبان نظامهای فلسفی پیشین بیان کنیم، میتوانیم برای مثال جرم و انرژی را دو صورت مختلف از یک جوهر بدانیم و از این راه این تصوّر را حفظ کنیم که جوهر نمیتواند نابود شود.
از سوی دیگر، چندان هم نمیتوان گفت وقتی شناختی نو را به زبانی کهنه بیان میکنیم، چیزی عایدمان میشود. نظامهای فلسفی گذشته از کلّ دانش زمان خود درست شده است و ازاینرو هم با آن شیوۀ فکری مطابقت دارد که آن دانش به آن انجامیده است. و بهیقین هم نمیتوان انتظار داشت که فیلسوفانی که چندین سده پیشتر دربارۀ طبیعت اندیشیدهاند، فیزیک جدید را یا نظریّۀ نسبیّت را توانسته باشند پیشبینی کنند. بههمین سبب، نمیتواند مفاهیمی که فیلسوفان در گذشتهای دور از راه تحلیل تجربۀ خود از طبیعت به آنها رسیدهاند، امروز هم با پدیدههایی سازگاری داشته باشد، که آنها را تنها با ابزارهای فنّی پیچیدۀ زمان خود میتوانیم مطالعه کنیم.
امّا پیش از آنکه دربارۀ نتایج فلسفی نظریّۀ نسبیّت بحث کنیم، لازم است تا بهاجمال به دیگر تحولّات آن اشاره کنیم.
جوهر فرضی «اتر»، که اهمیّتی آن چنان زیاد در تفسیرهای اوّلیّۀ نظریّۀ ماکسول در سدۀ نوزدهم پیدا کرده بود، چنانکه پیشتر هم به آن اشاره کردیم، با نظریّۀ نسبیّت از میدان بیرون رفت. این واقعیّت گاه هم این چنین بیان میشود، که فضای مطلق هم گویا کنار نهاده شده است. امّا این چنین دعویای باید با برخی احتیاطها پذیرفته شود. هرچند درست است که بر مبنای نظریّۀ نسبیّت خاصّ دیگر نمیتوان دستگاه مرجع معیّنی را درنظر داشت، که در آن اتر درحال سکون باشد، تا آن دستگاه بهاین سبب شایستۀ عنوان «فضای مطلق» باشد، امّا بازهم نادرست است که ادّعا کنیم که فضا اکنون همۀ ویژگیهای فیزیکی خود را از دست داده است. معادلات حرکت برای اجسام مادّی یا میدانهای مادّی هنوز هم صورتهای مختلفی در یک دستگاه مرجع عادّی دارد؛ و این درصورتی است که آن را با دستگاه مرجع عادی دیگری مقایسه کنیم که دربرابر آن است و حرکت چرخشی یکنواخت دارد. اگر خود را به نظریّۀ نسبیّت از سالهای 1905 و 1906 محدود کنیم، وجود نیروهای مرکزگریز در دستگاه مرجعی که درحال چرخش باشد، دلیلی بر این است که ویژگیهای فیزیکیای از فضا وجود دارد که میان دستگاه درحال چرخش و دستگاهی که درحال چرخش نیست فرق مینهد.
این امر از نظر فلسفی رضایت ما را فراهم نمیآورد، و شاید هم بیشتر دلمان میخواهد تا ویژگیهای فیزیکی را تنها از آنِ چیزهای فیزیکی بدانیم، مثلاً به اجسام مادی یا میدانهای مادّی بدهیم، و نه به فضای خالی. امّا اگر خود را به ملاحظۀ فرایندهای الکترومغناطیسی و حرکات مکانیکی محدود کنیم، بازهم وجود این ویژگیهای فضای خالی درپی واقعیّتهایی میآید که نمیتوان آنها را انکار کرد، برای مثال نیروهای مرکزگریز.
حدود ده سال بعد، تحلیل دقیقتر این وضعیّت، اینشتین را به گسترشی بسیار مهم از نظریّۀ نسبیّت رساند، که عموماً “نظریّۀ نسبیّت عام” نامیده میشود. امّا پیش از آنکه به بحث دربارۀ فکر اصلی این نظریّۀ جدید بپردازیم، باید چند کلمهای هم دربارۀ میزان یقینی بگوییم که با آن میتوان به درستی دو بخش نظریّۀ نسبیّت اطمینان داشت. نظریّۀ سالهای 1905 و 1906، یعنی نظریّۀ نسبیّت خاصّ، بر شمار بسیار زیادی از واقعیّات تجربی بسیار دقیق استوار است؛ بر آزمایشهای مایکلسون و مورلی و دیگر آزمایشهای مانند آن، بر همارزی جرم و انرژی در شمار زیادی از فرایندهای پرتوزا، بر وابستگی طول عمر فرایندهای پرتوزا – که بهدرستی هم مطالعه شده بود – به سرعت ذرّات پرتوزا و امثال آنها. این نظریّه درنتیجه به مبانی استوار، مطمئن فیزیک جدید تعلّق دارد و ما هم نمیتوانیم در وضعیّت کنونی آن را انکار کنیم.
در نظریّۀ نسبیّت عام، بهعکس، دلایل تجربی بسیار کمتر میتواند اطمینان ما را بهدست آورد، زیراکه مصالح تجربی دراینباره بسیار محدود است. تنها چند مشاهدۀ اخترشناختی وجود دارد که بهکمک آنها میتوان درستی فرضهای نظریّۀ نسبیّت را بررسی کرد. ازاینرو هم این نظریّۀ دوم بیشتر از نظریّۀ اوّل فرضی است.
فرض بنیادین مهمّ نظریّۀ نسبیّت عام برابری میان جرم گرانشی و جرم لختی است. اندازهگیریهای بسیار دقیق نشان داده است که جرم یک جسم، که گرانش آن را معیّن میکند، درست با جرم دیگری متناسب است که لختی جسم آن را معیّن میکند. حتّی دقیقترین اندازهگیریها هم هیچگاه انحرافی از این قانون را نشان نداده است. اگر این قانون بهطور کلّی درست است، پس نیروهای گرانشی را هم میتوان با نیروهای مرکزگریز یا دیگر نیروهایی که بهمانند واکنشی بر کنشهای لختی پدید میآید، یکی دانست. و ازآنجاکه اکنون میتوان نیروهای مرکزگریز را با ویژگیهای فیزیکی فضای خالی بهیکدیگر مرتبط کرد، چنانچه پیشتر هم دراین باره بحث کردیم، اینشتین به این فرضیّه رسید که نیروهای گرانشی هم با ویژگیهای فضای خالی مطابقت دارد. این گام بسیار مهمّی بود که بهفوریّت هم به گام دوّم دیگری در همان سو نیاز داشت. میدانیم که نیروی گرانش را جرم برمیانگیزد. پس اگر گرانش با ویژگیهای فضا مرتبط است، این ویژگیهای فضا را هم باید جرم بهوجود آورده باشد یا بر آنها تأثیر گذاشته باشد. نیروهای مرکزگریز در دستگاهِ مرجعی که درحال چرخش باشد، باید به سبب چرخش جرمهایی ایجاد شده باشد که نسبت به آنها بسیار دور است.
برای اجرای برنامهای که به آن با این چند جمله اشاره کردیم، اینشتین ناگزیر شد تا افکار فیزیکیای را که اساس آنها را تشکیل میداد، با گرتۀ ریاضی هندسهای عمومی پیوند دهد، که ریمان آن را درست کرده بود. ازآنجاکه ویژگیهای فضا بهطور آشکار با میدانهای گرانشی پیوسته تغییر میکرد، این هندسه را باید با هندسۀ سطوح خمیده مقایسه کرد، که درآنجا خطّ راست هندسۀ اقلیدسی با خطّ زمین پیمایی جایگزین میشود، یعنی با خطّ کوتاهترین فاصله، و با هندسهای که در آنجا انحنا پیوسته تغییر میکند. بهعنوان نتیجۀ نهایی، اینشتین سرانجام توانست صورتبندی ریاضیای از رابطۀ میان توزیع جرم و پارامترهایی را پیشنهاد دهد، که آن هندسه آنها را معیّن میکرد. این نظریّه همۀ واقعیّات شناختهشده دراینباره را کاملاً نمایاند. این نظریّه به نظریّۀ معمول گرانش با تقریب خوبی یکی بود، امّا، افزون بر آن، برخی اثرات چشمگیر را هم پیشبینی میکرد که در مرز اندازهپذیری بود. کنش گرانش بر نور، برای نمونه، یکی از آنها بود.
هنگامی که نوری تکفام از ستارهای سنگین گسیل میشود، کوانتاهای نوری انرژی از دست میدهد، یعنی هنگامی که آنها بهسبب میدان گرانشی ستاره، از آن دور میشود. از اینجا باید جابهجایی قرمز از خططیف تابیده شده نتیجه شود. امّا تاامروز هم، هنوز دلیل تجربی بیعیبی بر وجود این جابهجایی قرمز وجود ندارد، چنانچه بحث دربارۀ آزمایشهایی که فرویندلیش انجام داده بود آن را بهروشنی نشان داد. امّا این هم کاری است شتابزده که چنین نتیجه بگیریم که این آزمایشها پیشبینیهای نظریّۀ اینشتین را نقض کرده است.
یک پرتو نور که از نزدیکی خورشید میگذرد، میدان گرانش خورشید آن را منحرف میکند. این انحراف را بهطور تجربی فرویندلیش با دیگر اخترشناسان با مقدار درست آن یافتند. امّا اینکه آیا این انحراف، درست با مقداری مطابقت دارد که نظریّۀ اینشتین پیشبینی میکند، هنوز چیزی است که بهطور قطعی نظری دربارۀ آن نداریم.
بهتیرین دلیل بر درستی نظریۀ نسبیّت عام شاید حرکت تقدیمی از مدار حرکتی سیّارۀ زهره باشد، که بهطور آشکار در مطابقت درست با مقداری است که این نظریّۀ پیشبینی کرده است.
اگرچه مبانی تجربی نظریّۀ نسبیّت عام هنوز خیلی ضعیف است، امّا این نظریّۀ هنوز اندیشههایی دربر دارد که بیشترین اهمیّت را دارد. در همۀ زمانها، از ریاضیدانان دوران باستان گرفته، تا سدۀ نوزدهم، به هندسۀ اقلیدسی چون امری مسلّم مینگریستیم. اصول موضوعۀ اقلیدس اساس هر هندسۀ ریاضی بود، بنیادی بود که بیچونوچرا بود. امّا در سدۀ نوزدهم، ریاضیدانانی چون بویایی، لباچوفسکی، گاوس و ریمان دریافتند که میتوان هندسههای دیگری بنا کرد که همان دقّت ریاضی هندسۀ اقلیدسی را داشته باشد. بههمین سبب این پرسش که چه هندسهای درست است، از آن زمان بهبعد پرسشی تجربی بود. امّا این با کار اینشتین بود که فیزیکدانان درواقع توانستند به این پرسش بپردازند. هندسهای که در نظریّۀ نسبیّت عام دربارۀ آن بحث میشد، تنها به فضای سه بعدی باز نمیگشت، بلکه به تمامیّت چهاربعدی زمان و فضا باز میگشت. این نظریّه رابطهای میان هندسه در تمامیّتش و توزیع جرم در جهان برقرار میکرد. بههمین سبب هم این نظریّه در شکلی نو پرسشهای کهن دربارۀ رفتار فضا و زمان را در ابعادی بسیار وسیعتر مطرح کرد. این نظریّه توانست پاسخهایی ارائه دهد که از راه مشاهده میتوان آنها را آزمود.
بههمین سبب هم توانستیم دوباره به سراغ پرسشهای فلسفی بسیار کهنی برویم، که فکر انسان را از همان دورههای آغازین فلسفه و علم به خود مشغول کرده بود: آیا فضا پایاندار است یا بیپایان؟ چهچیز پیش از آغاز زمان وجود داشت؟ چهچیز در پایان زمان پیش خواهد آمد؟ یا آیا زمان نه آغازی دارد و نه پایانی؟ این پرسشها در ادیان و فلسفههای گوناگون پاسخهای گوناگونی یافته بود. برای مثال در فلسفۀ ارسطو، کلّ فضای جهان پایاندار بود، اگرچه بهطور بیپایان به جزء بخشپذیر بود. فضا از راه کشیدگی اجسام پدیدار میشود؛ اجسام فضا را کموبیش میکشد؛ پس هیچ فضایی وجود ندارد، آنجاکه جسمی وجود ندارد. جهان از زمین و خورشید و ستارگان بهوجود آمده است، از شمار پایانداری از اجسام. آن سوی سپهر ستارگان، فضایی وجود نداشت، و بههمین سبب هم فضای جهان پایاندار بود. در فلسفۀ کانت این پرسش به آن چیزی تعلّق داشت که کانت آن را “تنازع احکام” مینامید، یعنی پرسشهایی که نمیتوان به آنها پاسخ داد، زیرا دو دلیل متفاوت به دو نتیجۀ متضاد میانجامید. فضا نمیتواند پایاندار باشد، زیرا نمیتوانیم نزد خود پایانی برای فضا تصوّر کنیم. به هر نقطهای از فضا هم که برسیم، بازهم باید چنین تصوّر کنیم که به آن سوی آن هم میتوانیم برویم. امّا فضا بازهم نمیتواند پایاندار باشد، زیرا فضا آن چیزی است که ما نزد خود تصوّر میکنیم، وگرنه مفهوم فضا اصلاً ساخته نمیشد، و ما هم نمیتوانیم فضای بیپایان را تصوّر کنیم. درمورد این ادّعای دوم، دلیل کانت را لفظبهلفظ نقل نکردیم. این جمله: «فضا بیپایان است»، برای ما معنایی اندک منفی دارد، یعنی ما نمیتوانیم به پایانی از فضا برسیم. امّا برای کانت بیپایانی فضا آن چیزی است که درواقع دادهشده است، آن چیزی است که به معنایی “وجود دارد”، امّا ما هم اصلاً نمیتوانیم آن را بیان کنیم. کانت به این نتیجه میرسد که هیچ پاسخ منطقیای بر این پرسش وجود ندارد، که آیا فضا پایاندار است یا بیپایان، زیرا کلّ عالم نمیتواند موضوع تجربۀ ما باشد.
درمورد مسئلۀ بیپایانی زمان هم، وضع همینطور است. در اعترافات اوگوستینوس، برای نمونه، این پرسش بهاینصورت مطرح شده است: “خدا پیش از آنکه عالم را بیافریند، چه میکرد؟ پاسخ شناختهشده به این پرسش، اوگوستینوس را دلشاد نمیکرد: «خدا بهاین کار میپرداخت تا جهنم را برای آن کسانی مهیّا کند که سؤالاتی احمقانه میکردند.» اوگوستینوس میگفت که این جوابی بسیار پیشپاافتاده است؛ او میکوشد تا تحلیلی منطقی از مسئله بهدست دهد: زمان فقط برای ما سپری میشود، و این فقط ما هستیم که در انتظار آینده هستیم؛ زمان برای ما مانند همین لحظه سپری میشود، و ما هم آن را چون گذشته بهیاد میآوریم. امّا خدا در زمان نیست. هزاران سال برای او چون روزی است و یک روز هم مانند هزار سال است. زمان با دنیا آفریده شده است، پس از آن دنیا هم هست، ازاینرو هم زمان، پیش از آنکه جهان وجود داشته باشد، وجود نداشت. برای خدا همۀ روند دنیا به یکباره بوده است. پس هیچ زمانی هم وجود نداشت، پیش از آنکه او جهان را آفریده باشد.
امّا بهآسانی هم میبینیم که در این صورتبندیها، مفهوم “آفرید” همۀ دشواریهای اساسی را برمیانگیزد. این واژه بهاین معنی است، آنچنانکه بهطور معمول آن را بهکار میگیریم، که چیزی وجود دارد و آن چیز پیشتر وجود نداشته است، و به این معنی هم مفهوم زمان را پیشفرض میداند. پس این هم ممکن نیست تا با اصطلاحات منطقی آن چیزی را تعریف کنیم، که با این تعبیر منظور داریم که زمان آفریده شده است. این واقعیّت بازهم به ما آن درسی را یادآوری میکند، که باید از فیزیک جدید بیاموزیم، یعنی اینکه هر کلمهای یا هر مفهومی، هرقدر که به نظرمان روشن بیاید، تنها یک حوزۀ محدود کاربردی دارد.
در نظریّۀ نسبیّت عام، میتوان این پرسشها را دربارۀ بیپایانی فضا و زمان هم مطرح کرد و هم کموبیش به آنها بر مبنای تجربی پاسخ داد. اگر ارتباط میان هندسۀ چهار بعدی در فضا و زمان، و توزیع جرم در عالم را این نظریّه درست تحلیل کرده باشد، درآنصورت مشاهدات نجومی دربارۀ توزیع کهکشانها در فضا، میتواند اخباری دربارۀ هندسۀ کلّ عالم به ما بدهد. و درآنصورت هم میتوان دستکم نمونههایی از عالم، از تصاویر کیهانشناختیای بسازیم که نتایج آنها را بتوان با واقعیّات تجربی مقایسه کرد.
دانش کنونی ما از اخترشناسی به ما این امکان را نمیدهد تا میان چندین نمونۀ ممکن، یکی را بهقطع برگزینیم. شاید هم فضای عالم پایاندار باشد. امّا این هم به این معنی نیست که در جایی، پایانی بر عالم وجود دارد. چنین فکری تنها میتواند به اینجا بینجامد که اگر در جهتی معیّن در عالم پیوسته پیش برویم، سرانجام به نقطهای باز میگردیم که از آنجا حرکت را آغاز کرده بودیم. این وضع مانند هندسۀ دو بُعدی بر سطح زمین است، که اگر ما از نقطۀ معیّنی، در جهتی، مثلاً به طرف شرق، به پیش برویم، سرانجام به همان نقطه از سمت غرب به آن باز میگردیم.
دربارۀ آنچه به زمان مربوط میشود، باید بگوییم که به نظر میرسد که در اینجا هم چیزی مانند آغاز وجود داشته باشد. مشاهدات بسیاری اشاره به این دارد که جهان درحدود چهارمیلیارد سال پیش “شروع” شده است – یا بگوییم که در آن زمان همۀ مادۀ عالم در فضایی که کوچکتر از فضای کنونی بود، متمرکز بود، و از آن زمان تاکنون از این فضای کوچک با سرعتهای متفاوتی همواره رو به گسترش داشته است. این زمان چهارمیلیارد ساله در بسیاری از مشاهدات گوناگون پدیدار میشود، برای مثال در سنّ شهابسنگها، و کانیهای روی زمین و امثال آنها، و شاید هم بسیار دشوار باشد تا تفسیری اساساً متفاوت بیابیم که با فکر منشأ جهان در چهارمیلیارد سال پیش کاملاً متفاوت باشد. اگر فکر منشأ عالم به این صورت درست باشد، پس باید این به این معنی باشد که در ورای این زمان – یعنی بیش از چهار میلیارد سال – مفهوم زمان باید تغییراتی اساسی را آزموده باشد. این نظر که از روی احتیاط زیادتری است، جای آن صورتبندی سادهتر آفرینش جهان را میگیرد. در وضع کنونی مشاهدات اخترشناختی، هنوز نمیتوان به پرسش دربارۀ هندسۀ فضا زمان در کلیّت آن با درجهای از اطمینان پاسخ داد. امّا همینقدر هم به گفتنش میارزد، که بر همین پرسشها شاید بتوان روزی بر پایۀ تجربههای استوار اخترشناختی پاسخ داد.
حتّی اگر تأمّلات بیشتر، به نظریّۀ نسبیّت خاصّ محدود شود، که بر بنیانی مستدلّ استوار است، بازهم نمیتواند جای شکّ بماند که این نظریّه فکر ما از ساختار فضا و زمان را باقدرت هرچه تمامتر دگرگون کرد. شاید آنچه بیش از هرچیز دیگر ما را در این دگرگونیها دلواپس میکند، طبیعت خاصّ آنها نباشد، بلکه این واقعیّت باشد که این دگرگونیها اصلاً ممکن شده باشد. ساختار فضا و زمان، که نیوتون اساس آن را برای تشریح ریاضی از طبیعت بنا نهاده بود، هیچ تناقضی در خود نداشت، ساده بود و خیلی هم درست با استفادۀ ما از مفاهیم فضا و زمان، که در زندگی روزانه به آنها عادت داریم، مطابقت داشت. این مطابقت در عمل چنان تنگاتنگ بود که به تعریف نیوتون توانستیم چون صورتبندی ریاضی درستی از آن مفاهیم فضا و زمان زندگی روزانه بنگریم. پیش از نظریّۀ نسبیّت این امر را مسلّم میدانستیم که بتوانیم رویدادها را در زمان، مستقلّ از ترتیب آنها در فضا، مرتّب کنیم. اکنون میدانیم که این تصوّر در تجربۀ روزانه به این سبب پدیدار میشود که سرعت نور بسیار بیشتر از هر سرعت دیگری است که با آن در زندگی عملی سروکار داریم. امّا این محدودیّت بر ما در آن زمان روشن نبود. حتّی اگر این محدودیّت را هم بشناسیم، بازهم نمیتوانیم چندان تصوِّر کنیم که ترتیب زمانی رویدادها به آرایش آنها در مکان، یعنی به جایی که آنجا روی میدهد، وابسته باشد.
امّا بعدها فلسفه کانت نگاه ما را به این سو گرداند، که مفاهیم زمان و فضا به رابطۀ ما با طبیعت تعلّق دارد، و نه به خود طبیعت به تنهایی؛ که ما نمیتوانیم طبیعت را تشریح کنیم، بیآنکه این مفاهیم را به خدمت خود بگیریم. ازاینرو این مفاهیم به معنایی ماتقدّم است، آنها شرایط تجربه است و نه نتیجۀ اوّلیّۀ تجربه، و بههمین سبب هم عموماً چنین فرض میکردیم که آنها نمیتواند از راه تجربۀ تازه تغییر کند. از اینروست که ضرورت تغییر، چون شگفتی بزرگی میمانست. دانشمندان برای اوّلین بار آزمودند که به هنگام بهکار بردن مفاهیم زندگی روزانه در تجربههایی که با فنون تجربی امروزی پالایش شده است، تاچه میزان باید محتاط بود. حتّی صورتبندی درست و بیابهام این مفاهیم به زبان ریاضی مکانیک نیوتونی یا تحلیل دقیق آنها در فلسفۀ کانت، نتوانست آنها را در برابر تحلیل انتقادیای که بعدها با اندازهگیریهای دقیق ممکن شد، ایمن نگاه دارد. این هشدار پس از آن برای تکامل فیزیک جدید بسیار سودمند بود، و بهیقین هم بسیار دشوارتر میبود تا نظریّۀ کوانتومی را بفهمیم، اگر کامیابی نظریّۀ نسبیّت، به فیزیکدانان هشدار نداده بود تا نسنجیده مفاهیمی را به کار نبرند که برگرفته از زندگی روزانه یا از فیزیک کلاسیک بود.
* * * *
ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه: فهرست مطالب:
پیشگفتار: ص ۵؛ بنگرید به: ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه
فصل اوّل: اهمیّت فیزیک جدید در زمان ما: ص ۹؛ بنگرید به: ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه
فصل دوم: تاریخچۀ نظریّۀ کوانتومی: ص ۱۲؛ بنگرید به: ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه
فصل سوم: تفسیر کپنهاگ از نظریّۀ کوانتومی: ص ۲۷؛ بنگرید به: ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه
فصل چهارم: نظریّۀ کوانتومی و مبادی نظریّۀ اتمی: ص ۴۳
فصل پنجم: سیر فکر فلسفی از دکارت تاکنون با نگاه به وضع جدید در نظریّۀ کوانتومی: ص ۶۱؛ بنگرید به: ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه
فصل ششم: رابطۀ نظریّۀ کوانتومی با دیگر رشتههای علوم: ص ۸۰
فصل هفتم: نظریّۀ نسبیِّت: ص ۹۹
فصل هشتم: نقدی بر تفسیر کپنهاگ و پیشنهادهایی در برابر آن: ص ۱۱۹
فهل نهم: نظریّۀ کوانتومی و ساختار مادّه: ص ۱۳۷
فصل دهم: زبان و واقعیّت در فیزیک جدید: ص ۱۶۰
قصل یازدهم:اهمیّت فیزیک جدید در پیشرفت امروزی فکر انسان: ص ۱۸۱؛ بنگرید به:ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه (اهمیّت فیزیک جدید در پیشرفت امروزی فکر انسان)
(شمارۀ صفحه به نسخۀ آلمانی کتاب ارجاع میدهد)
فهرست مطالب نسخۀ آلمانی:
INHALT
Vorwort 5
Die Bedeutung der modernen Physik in unserer Zeit 9
Die Geschichte der Quantentheorie 12
Die Kopenhagener Deutung der Quantentheorie 27
Die Quantentheorie und die Anfänge der Atomlehre 43
Die Entwicklung der philosophischen Ideen seit Descartes im Vergleich zu der neuen Lage in der Quantentheorie . . . 61
Die Beziehungen der Quantentheorie zu anderen Gebieten der Naturwissenschaft 80
Die Relativitätstheorie 99
Kritik und Gegenvorschläge zur Kopenhagener Deutung der Quantentheorie 119
Die Quantentheorie und die Struktur der Materie 137
Sprache und Wirklichkeit in der modernen Physik 160
Die Rolle der modernen Physik in der gegenwärtigen Entwicklung des menschlichen Denkens 181
* * *
related links: پیوندهای مرتبط
ورنر هایزنبرگ: حقیقت علمی و حقیقت دینی؛ نیلس بور: نور و حیات یکبار دیگر؛ نیلس بور: وابستگی علوم به یکدیگر؛ نیلس بور: فیزیک اتمی و فلسفه؛ ورنر هایزنبرگ: فیزیک و فلسفه؛ فون وایتسکر: جهان از نگاه فیزیک؛ نیلس بور: مجموعۀ آثار (۲)؛ ورنر هایزنبرگ: آن سوی مرزها؛ ورنر هایزنبرگ: جزء و کلّ؛ژاک مونو: تصادف و ضرورت (فهرست مطالب)
Kurztitelaufnahme
Werner Heisenberg: Physik und Philosophie (Die Relativitätstheorie), Hirzel, 1972
ورنر هایزنبرگ. فیزیک و فلسفه (نظریّۀ نسبیّت)، هیرتسل، ۱۹۷۲