پایان علیت!
آیا مکانیک کوانتومی با علیّت سرِ ناسازگاری دارد؟
در آزمایش‌هایی در حوزۀ فیزیک کوانتوم، پدیده‌هایی مشاهده شد که هیچ توضیح عِلّی (قانون علیت) برای آنان در آن زمان وجود نداشت؛ یعنی هیچ تفسیر علمی برای آنان ارائه نشد. مثلاً علتی آشکار برای پدیدۀ محو شدن تداخل و باقی ماندن واقعیتی که آن را می‌سنجیم، در هنگام سنجش یا مشاهده در پدیده‌های مشابه آزمایش دو شکاف، وجود ندارد. یا تغییر لحظه‌ای تابع موج نیز بدون شرح و تفسیر باقی ماند. تا جایی که بور جملۀ معروف خود را گفت: «مکانیک کوانتوم خواستار رهایی کامل از اندیشۀ عِلّی کلاسیکی است.»
انکار قانون علیت بر زمین، اگر از روی جهل و نادانی نباشد، قطعاً مخالفتی آگاهانه و شکست خورده برای جلوگیری از رسیدن به علت وجود جهان هستی است. اما اینکه در پس این مخالفت چه نیتی وجود دارد، مورد بحث ما نیست؛ ما به هر جهت با توجه به اینکه قانون علیت از اصلی‌ترین دلایل اثبات وجود خداست، بر خود دانستیم که درستی این ادعا را به شکلی منطقی بررسی کنیم.
انکار قانون علیت راه‌حل است یا فرار از ارائۀ راه‌حل؟
ادعای نبود علیت در جهان زیر اتمی، صرفاً به دلیل فقدان توضیح علمی برای برخی از مشاهدات در زمان گذشته یا حتی فعلی، غیر منطقی است و در واقع این مدعیان دچار مغالطۀ شکاف علمی شده‌اند؛ یعنی از خلاء و نقصان دانش فعلی که عاجز از ارائۀ توضیح علت این رویدادهاست نتیجه گرفته‌اند: تا ابد هیچ تفسیر علمی برای این رویدادها ارائه نخواهد شد.
در این زمینه سید احمدالحسن در کتاب توهم بی‌خدایی به ارائۀ پاسخی منطقی می‌پردازد. ایشان بحث را با نقل‌قولی از یکی از دانشمندان فیزیک به نام لندلی آغاز می‌کند: «در جمله‌ای نادر و واضح، بور بیان کرد: «مکانیک کوانتوم خواستار رهایی کامل از اندیشۀ علّی کلاسیکی است.»
اما اگر به علّیت کلاسیک و واقع‌گرایی نیازی نباشد، فیزیک‌دان‌ها بر اساس چه جایگزینی تفکر کنند؟ بور هیچ پاسخ روشنی برای این پرسش ارائه نداد، مگر یادآوری فلسفۀ خودش[1] دربارۀ اصل مکمل که در واقع نوعی تناقض‌گویی بود، تا تلاشی برای حل مسئله.»[2]
احمدالحسن در ادامه به تشریح جزییات این اشکال می‌پردازد: «آنچه آزمایش‌ها و مشاهدات از انطباق تئوری‌های مکانیک کوانتوم بر واقعیت‌ها ثابت می‌کند، مؤید درستی نظریۀ مکانیک کوانتوم است ولی با این حال، اشکالاتی بر جای می‌ماند که تفسیر و توضیح آن‌ها دشوار می‌نماید.
هیچ علت آشکاری برای پدیدۀ محوشدن تداخل و باقی ماندن واقعیتی که آن را می‌سنجیم، در هنگام سنجش یا مشاهده در پدیده‌های مشابه آزمایش دو شکاف، وجود ندارد.
تغییر لحظه‌ای تابع موج نیز بدون شرح و تفسیر باقی می‌ماند، همان طور که در اشکال EPR به آن اشاره شد. ولی ابطال علیت در واقع فرار از ارائۀ راه‌حل است، نه یک راه‌حل.
در واقع ابطال علیت، نقص عقلی و فلسفی بزرگی در آنچه مکانیک کوانتوم مطرح می‌کند به شمار می‌رود. قانون علیت از بدیهیات است و عقل نمی‌پذیرد که علیت مُلغا و باطل شود؛ زیرا عدم، نامولّد است و هیچ ماهیتی در عدم وجود ندارد تا بتواند نتیجه‌ای حاصل کند؛ یا می‌توانیم بگوییم فاقد شیء قادر نیست اعطاکنندۀ شیء باشد.
نهایت آنچه در اینجا می‌توان ابراز داشت این است که دلیل پیدایش این رویدادهای کوانتومی در مرزهای کیهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، مجهول است و اصولاً سخن بر سر این نیست که مطلقاً علت و سببی وجود ندارد؛ چرا که حادث شدن چیزی بدون سبب، امکان‌پذیر نیست. این مسئله نه تنها ناقض دلیل عقلی است، بلکه بر تمام پدیده‌های رصد شده یا مشاهدات ما در این کیهان در سطح بالاتر از رویدادهای کوانتومی نیز خط بطلان می‌کشد. دانش بر پایۀ مشاهده استوار است و این مشاهدات تأثیر زیادی در اثبات بسیاری از تئوری‌های علمی دارند. بنابراین نمی‌توان از نتیجۀ مشاهدات حاصل از کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم، غفلت ورزیم. این مشاهدات مؤید این مطلب هستند که برای هر رویدادی، علتی وجود دارد. در نهایت می‌توان چنین گفت که در باور برخی از آن‌ها یا این موضوع ربطی به علم ندارد یا این قضیه به هر صورتی که رخ بدهد، در واقع فرایندی است برای ترویج و بازارگرمی خداناباوری.
رویدادهای ناشناختۀ کوانتومی، دریچه‌ای به سوی جهان‌های موازی
سید احمدالحسن برای ورود به بحث فرضیۀ چند جهانی، ابتدا با نقل‌قولی از گریبین مطلب را شروع می‌کند: «بنابراین نه تنها تفسیر کپنهاگن برای تمام مقاصد کاربردی از بوتۀ آزمایش سربلند بیرون آمده است، بلکه به نظر می‌رسد قادر به تبیین چشم‌اندازهایی بسیار فراتر از آن چیزی است که تا به حال مکانیک کوانتومی ارائه کرده است، پیشرفت‌هایی فراتر از ابزار کلاسیکی. اما تفسیر کپنهاگن از نظر عقلی راضی‌کننده نیست. چه بلایی بر سر فروریختن توابع موج این دنیای اشباح کوانتومی می‌آید، هنگامی که یک اندازه‌گیری در سیستم زیراتمی انجام دهیم؟ وقتی ما این اندازه‌گیری را انجام می‌دهیم، چگونه این هم‌پوشانی‌های واقعی، نه یکی بیشتر یا کمتر از آنچه در نهایت اندازه‌گیری می‌شود، ناپدید می‌شود؟ بهترین پاسخ این است که سایر واقعیت‌ها (غیر از گزینۀ نهایی) از بین نمی‌روند، در واقع گربۀ شرودینگر در هر لحظه هم مرده است و هم زنده، اما در دو یا چند جهان مختلف. تفسیر کپنهاگن و کاربردهای عملی آن، به وسیلۀ یک چشم‌انداز بسیار کامل‌تر از واقعیت فراگرفته شده و آن تفسیر چندجهانی[3] است.»[4]
نمی‌توان گفت این رویدادهای کوانتومی قطعاً بدون علت هستند، زیرا چنین حکمی با واقعیت علیتی که عقل به آن حکم می‌کند یا دست‌کم ما آن را در تمام چیزهای پیرامون خود شاهد هستیم، در تعارض است. در ضمن این نظریه‌پردازی به دلیلی برای اثبات قطعی نیاز دارد و مادام که یقینی بر اینکه تمام وجود و هستی، فقط همین کیهانی است که ما بر آن زندگی می‌کنیم، حاصل نشود، چنین دلیلی وجود نخواهد داشت. این در حالی است که بسیاری از فیزیک‌دانان نظری و کیهان‌شناسان، امروزه تئوری‌های چندجهانی را با این احتمال که برخی از این جهان‌ها بر برخی دیگر تأثیرگذارند، مطرح و عرضه کرده‌اند.
هیو اِورت[5] فرضیۀ «چندجهانی» را برای حل مشکل فروریختن تابع موج و محوشدن واقعیت‌های جایگزین یا دیگر احتمالات که هنگام مشاهده یا سنجش روی می‌دهد، مطرح کرده است. بر اساس تفسیر کپنهاگن، باقی احتمالاتی که هر یک می‌تواند همان واقعیتِ جایگزینِ واقعیتی باشد که ما مشاهده یا اندازه‌گیری کرده‌ایم، بدون هیچ دلیل منطقی محو می‌شوند و از بین می‌روند. در حالی که در تفسیر دنیاهای چندگانه چیزی از بین نمی‌رود، بلکه همۀ آن‌ها رویدادهایی واقعی هستند و هر رویداد به یک کیهان مربوط است و ما هنگامی که به سنجش و مشاهده روی می‌آوریم، یکی از آن‌ها را به عنوان واقعیتی که در کیهان ما رخ داده است، ملاحظه می‌کنیم و تشخیص می‌دهیم. این واقعیت، چشم ما را از دیدن یا سنجش واقعیت جایگزین می‌بندد؛ واقعیت جایگزینی که ممکن است آثار آن هنگامی پدیدار شود که ما با سنجش و مشاهده آن را تحت نظر نگیریم؛ مانند رصد نکردن دو شکاف و آنچه در حالت تداخل در آزمایش دو شکاف شاهد بودیم به گونه‌ای که یک الکترون در یک لحظه از هر دو شکاف عبور کرده و چه بسا با خودش تصادف کرده باشد.
در صورتی که فرضیۀ جهان‌های موازی صحیح باشد، در آزمایش شلیک الکترونی دقیقاً چه اتفاقی رخ داده است؟
او در پاسخ به این سؤال این گونه ادامه می‌دهد: حال با توجه به راه‌حل فرضیۀ چندجهانی می‌گوییم: آنچه از شکاف اول گذر کرده، صورت واقعی الکترون است و آنچه از شکاف دوم گذر کرده نیز صورت واقعی الکترون است، ولی هر صورت در دنیایی مختلف قرار دارد و از آنجا که ما با سنجش و مشاهده به سراغ آن نرفته‌ایم، به شکل الگوی متداخل بر صفحۀ پشتی ظاهر گشته است. یعنی آن‌ها عبارت‌اند از: ذراتِ شبح گونۀ واقعی از جهان‌های مختلف که از دو شکاف گذر کرده و جملگی‌شان صورت‌هایی از خود الکترون یگانۀ ما هستند، صورت‌هایی در جهان‌های مختلف. ولی هنگامی که با سنجش و قیاس به سراغ الکترون برویم و دو شکاف را رصد کنیم، می‌بینیم که فقط یک الکترون از یکی از شکاف‌ها عبور کرده است. این به آن جهت است که مشاهدۀ ما و توجهی که نسبت به الکترون اعمال می‌کنیم، ما را از مشاهده و سنجش دیگر صورت‌های الکترون در جهان‌های دیگر بازمی‌دارد؛ یعنی وقتی ما الکترون را در این عالم از طریق مشاهده زیر نظر می‌گیریم، گویی پشت به دیگر عوالم کرده‌ایم و در نتیجه آن را فقط در این عالم مورد مشاهده و سنجش قرار داده‌ایم.
«بنابراین عدم قطعیت، تفکرات گذشته را نه‌تنها در مقیاس‌های بسیار کوچک، یعنی روش ما از درک رفتار ذرات بنیادی تغییر می‌دهد، بلکه آن را در مقیاس‌های کیهانی، جایی که سیستم علّی و احتمالات دربارۀ مسافت‌های بزرگ اظهارنظر می‌کند هم منسوخ کرده است. انتظار این است که یک تئوری کوانتومی صحیح دربارۀ جاذبه، به تمام این مشکلات پاسخی منطقی بدهد.
اما در این مرحله از بازی، کاملاً نامحتمل به نظر می‌رسد که در یک تئوری کوانتومی دربارۀ جاذبه، عدم قطعیت از بین برود. تمام شواهد نشان می‌دهد که این مطلب تا ابد باقی می‌ماند. به هیچ‌وجه نمی‌توان به روزهای گذشته، روزهای جبرگرایی مطلق بازگشت؛ روزگاری که مارکز لاپلاس امیدوار بود تا دانش در زمان حاضر قادر به توصیف دانش زمان گذشته و زمان آینده باشد.
از دید کیهان‌شناسی این موضوع می‌تواند نکتۀ مثبتی تلقی شود. جهان لاپلاسی به هیچ وجه نمی‌تواند فرصتی برای متولدشدن داشته باشد؛ زیرا هر مجموعه از شرایط فیزیکی به طور قطعی و منطقی باید از یک وضعیت مشخص قبلی نشئت گرفته شده باشد و همین طور تا بی‌نهایت. هیچ‌چیزی بدون علت نمی‌تواند رخ دهد.
اما دنیای کوانتومی، متفاوت است. حتی از زمانی که ماری کوری از واپاشی خودبه‌خودی رادیواکتیویته متحیر شد یا زمانی که رادرفورد از بور سؤال کرد که چه‌چیزی باعث پرش الکترون در درون اتم از یک محل به محلی دیگر می‌شود، در نهایت به این پاسخ منجر شده که یک رخداد کوانتومی اتفاق افتاده است، بدون هیچ دلیلی.
بنابراین ما به یک بن‌بست رسیده‌ایم. فیزیک کلاسیک قادر نیست به ما بگوید چرا جهان به وجود آمده است؛ زیرا هیچ رخدادی نمی‌تواند به وقوع بپیوندد، مگر اینکه رخدادهایی قبل از آن عامل به وجودآمدنش باشند. فیزیک کوانتومی نمی‌تواند به ما بگوید چرا جهان به وجود آمده است، غیر از اینکه بیان کند که این اتفاق، صرفاً رخ داده است، کاملاً به صورت یک رخداد طبیعیِ احتمالی تا یک رخداد قطعی. به عبارت دیگر، حق با اینشتین بود که مکانیک کوانتومی تنها تصویر ناقصی از فیزیک را ارائه می‌کند. اما شاید بور بیشتر حق داشت مبنی بر اینکه این نقصان، نه تنها غیر قابل اجتناب، بلکه در واقع ضروری است. به پارادوکسی می‌رسیم که بور به آن علاقه داشت: تنها از یک نقطۀ ابتدایی، به وسیلۀ یک عمل غیر قابل توصیفِ عدم قطعیت مکانیک کوانتومی، جهان ما به وجود آمد، زنجیره‌ای از رخدادها به خلق ما منجر شد، در حالی که ما در تعجب هستیم که چه نیروی اولیه‌ای ما را به وجود آورده است.»[6]
سخن آخر
انسان آگاه و منطقی می‌داند که جزء به کل بازگردانده می‌شود نه کل به جزء. هر رویداد به قانون متقن عقلی ارائه می‌شود و در صورتی که پاسخ روشنی برای آن پیدا نشود، فرض باید بر آن باشد که ما هنوز نتوانسته‌ایم ارتباط میان رویداد و قانون را کشف کنیم. بنابراین با دقت در سطور بالا روشن می‌شود که ادعای نقض قانونیت علیت در سطح زیر اتمی، ادعایی بسیار بی‌پایه و غیر منطقی در جهت فرار از راه‌حل، پاک کردن صورت مسئله یا رسیدن به نتیجۀ مطلوب شخصی است.
منبع: احمدالحسن، توهم بی‌خدایی، ترجمۀ فارسی، 1397 ه.ش، صص 457 ـ 460.
[1]- مانند اصل عدم قطعیت هایزنبرگ.
[2]- لندلی، عدم قطعیت، ص ۲۳۹. دکتر دیوید لندلی (متولد 1956) از اهالی بریتانیا است. وی دکتری فیزیک خود را از دانشگاه ساسکس گرفته است.
[3]- Many-worlds Interpretation
[4]- گریبین، تحقیق در مورد گربه‌ی شرودینگر، ص ۲۵۳.
[5]- هیو اِوِرِت (Hugh Everett) (۱۹۳۰ تا ۱۹۸۲) فیزیک‌دان مشهور آمریکایی است که او را به خاطر نظریۀ جنجالی تفسیر جهان‌های چندگانه می‌شناسند. او از شاگردان جان ویلر در دانشگاه پرینستون بود. (مترجم)
[6]- لندلی، عدم قطعیت، ص ۲۶۶ و ۲۶۷.
