Tag: هایزنبرگ

مهبانگ | برنامه روز هشتم اکتبر 2018

تاریخ فیزیک در قرن بیستم

چگونه تب یونجه دنیای فیزیک را تغییر داد؟
معمای هندسی گرانش و نسبیت عام اینشتین، گربه شرودینگر در روستای آلپباخ، هایزنبرگ در جزیره هلگولاند به چه می اندیشید؟

لینک یوتیوب

لینک تماشای این برنامه در فیس بوک بنیاد آینه

لینک این برنامه درکانال یوتیوب برنامه مهبانگ

عرفان کسرایَی| شماره ۱۹۷ ، پرونده زوم مجله دانستنیها، هفتم بهمن ۱۳۹۶

آیا ممکن است نظریاتی که امروزه شبه‌علم هستند، در آینده علم محسوب شوند؟

نگاهی نزديك به پيچيدگی‌هاي دنيای مدرن از نگاه علم

شبه علم چیست؟

شبه‌علم، خرافات زمانه‌ی ماست. مجموعه‌ای شلخته و به هم ریخته از باورهایی که روز به روز گسترش می‌یابند و جذابیت فروانی هم دارند. دلیل جذابیت آن هم پیچیده نیست. شبه‌علم ساده است و قابل فهم. گزاره‌های شبه‌علمی معمولا پیچیدگی فنی نداشته و درک محتوای آن‌ها مطالعه یا تخصص ویژه‌ای نیاز ندارد. شبه‌علم، نقطه مقابل یا متضاد علم نیست. البته تعریف علم کار ساده‌ای نیست و تعجبی ندارد که تعریف شبه‌علم هم دردسرساز باشد و به سادگی نتوان به هر باوری برچسب شبه‌علم زد. با این وجود یک درک ضمنی درباره این ‌که چه چیزی علم است و چه چیزی نیست وجود دارد.  زمانی که از علم صحبت می‌کنیم مقصودمان همان بحث‌هایی است که در فیزیک،کیهان شناسی، شیمی، زیست شناسی و زمین شناسی، فیزیولوژی و نظایر آن  وجود دارد. جالب است بدانید حتی بسیاری، ریاضیات را به معنای کلاسیک آن علم نمی‌دانند و به آن به چشم ابزاری برای توضیح پدیده‌های فیزیکی یا محاسبات نگاه می‌کنند. علم در معنای مصطلح آن باید بتواند چرایی یا چگونگی وقوع پدیده‌ها را توضیح دهد. علم درباره‌ی طبیعت نظر دارد و به کنجکاوی انسان در مواجهه با جهان هستی پاسخ می‌دهد. علم درباره حرکت ابرها، پیچیدن صدای سوت قطار داخل تونل، تشکیل رنگین کمان، سوختن یک شمع، سوسو زدن نور ستاره در آسمان، سرد شدن خود بخودی فنجان چای داغ روی میز و خیلی پدیده های دیگر توضیحاتی می‌دهد که قانع کننده به نظر می‌رسد. اما کار علم فقط توضیح دادن نیست. علم قادر به پیش‌بینی هم هست. مثلا به ما می‌گوید که ملاقات بعدی دنباله‌دار هالی با اهالی زمین در سال ۲۰۶۱ اتفاق خواهد افتاد. (دنباله‌داری که هر ۷۶ سال یک بار در آسمان ظاهر می شود و آخرین ظهور آن در سال ۱۹۸۶ است). البته این دو مشخصه (یعنی توان توضیح پدیده‌های طبیعت و همچنین قدرت پیش‌بینی رخدادهای آینده) تنها شاخص‌های موجود برای اینکه چه چیزی علم است و چه چیزی نیست به شمار نمی‌روند. چرا که بسیاری از دیدگاه‌های ایدئولوژیک یا حتی مثلا جادوگری یا افسانه‌ها نیز تلاش می‌کنند طبیعت و جهان هستی را توضیح دهند و حتی آینده‌ را نیز پیش‌بینی کنند. اما هیچ‌کس افسانه‌های باستانی را علم به شمار نمی‌آورد. با این وجود نباید یک نکته مهم را فراموش کرد. هر چیزی که علمی نباشد الزاما شبه‌علم نیست. مثلا جادوگری یا افسانه‌های باستانی، علم نیستند اما شبه علم هم نیستند! شبه‌علم مشخصاتی دارد که آن را حتی از  مفاهیم دیگری مانند خرافات و یا حتی تعابیری مانند لاطائلات و اراجیف و اباطیل و ترهات (در فارسی: جفنگ، ژاژ و یاوه) متمایز می‌کند. هری فرانکفورت، فیلسوف مشهور آمریکایی کتابی دارد با عنوان  „در باب حرف مفت“که همین اواخر به فارسی نیز ترجمه شده است. اما آن چه که این فیلسوف مشهور می‌گوید و نقد می‌کند الزاما شبه علم نیست. او ایده‌هایی را به چالش می‌گیرد که نه راست هستند و نه دروغ. بلکه صرفا به تعبیر خودش (حرف مفت) هستند و بر هیچ مبنا یا استدلال منطقی استوار نیستند. اما دعاوی و گزاره‌های شبه علمی غیر از نامربوط و بی‌اساس بودن، یک مشخصه دیگر نیز دارند. شبه‌علم، مجموعه‌ای از  باورهای بی‌پایه و اساس است که به آن‌ها رنگ و لعاب علمی زده شده است. شبه‌علم مانند خرافات و جادوگری صحبتی از معجون بال مگس مرده و  روغن کنجد نمی‌کند. در باورهای شبه‌علمی، حتی گوینده ممکن است از کلماتی مانند کوانتوم، فوتون، متافیزیک، پوزیترون، الکترون و … استفاده کند و  تلاش کند سخنان خود را علمی جا بزند. این دقیقا مشخصه اصلی باورهای شبه علمی است. شبه‌علم، ظاهری شبیه به بحث‌های علمی دارد و مخاطب غیرمتخصص با شنیدن آن ممکن است تصور کند که گوینده، سخنان علمی می‌گوید. مخاطب غیرمتخصص ممکن است از شنیدن کلماتی مانند کوانتوم و اوربیتال مولکولی حیرت کند و حتی احساس کند که در حال فراگیری یک مطلب علمی است. ادعاهای شبه‌علمی اما فقط پوسته‌ای از کلمات علمی دارند و زمانی که زیر ذره‌بین علم و روش علمی قرار می‌گیرند هیچ حرفی برای گفتن ندارند. ادعاهای شبه علمی ممکن است برای مخاطبان ناآشنا با علم، جذاب به نظر برسند اما دانشمندان به راحتی می‌توانند عدم اصالت این سنخ آموزه‌ها  را تشخیص دهند. اگر غربالی وجود نداشته باشد می‌توان هر روز هزاران تئوری تولید کرد که از قضا ممکن است باورپذیر نیز به نظر بیایند. اگر راهی برای تفکیک علم از گزاره های شبه‌علمی وجود نداشته باشد من می‌توانم ادعا کنم که در خورشید ماده‌ای وجود دارد به نام اوپویتتز26دی اف جی” که عامل اصلی تولید نور و گرما است. ادعا کنم که عنصر “اوپویتز26دی اف جی” تنها در خورشید وجود دارد و نمی‌توان آن را” در آزمایشگاه مورد بررسی قرار داد. اما آیا جامعه علمی نظر من را ‌خواهد پذیرفت؟ خیر!

زبان و ادبیات شبه‌علم

دنیای شبه‌علم لبریز است  از کلمات پر طمطراق و پرطنین علمی. گاهی مروجان شبه‌علم به قدری در استفاده از کلمات علمی پیچیده و فنی افراط می‌کنند که هر کسی ممکن است به تردید بیفتد. شبه علم گاهی آن‌قدر  آب را گل‌آلود می‌کند که نمی‌توان تشخیص داد با یک ادعای شگرف و فوق‌العاده طرفیم یا یک ادعای بی‌اساس.  در ماجرای آلن سوکال که به نیرنگ سوکال یا ماجرای سوکال مشهور است داستان جالبی اتفاق افتاد که بی ارتباط با موضوع بحث ما نیست. آلن سوکال برای شماره ۴۶ و ۴۷ بهار و تابستان ۱۹۹۶ یک نشریه مطالعات فرهنگی آمریکا به نام سوشال تکست  کاملا عامدانه یک مقاله مهمل و بی سر و ته با عنوان دهان پرکن „تخطی از حدود، به سوی تاویلی متحول کننده از گرانش کوانتومی“ ارسال کرد. بر خلاف انتظار و در نهایت تعجب مقاله‌ی سوکال در نشریه پذیرفته و در صفحات ۲۱۷ تا ۲۵۲ منتشر شد. سوکال در مقاله‌ی خود چنان آسمان و ریسمان به هم بافته بود و از کلمات و واژگان درهم و مغشوش استفاده کره بود که هیات تحریریه سوشیال تکست حتی متوجه بی سروته بودن مقاله او نشد و تصور کرد با یک مقاله عمیق و پیچیده مواجه شده است. سوکال در مقاله خود کلماتی مثل علم پساکوانتومی را به دیالکتیک گرایی ربط داده بود. هرمنوتیک نسبیت عام کلاسیک را با توپولوژی دیفرانسیلی مخلوط کرده و از دل این معجون، نتایج مغالطه آلود و بی سر و تهی هم گرفته بود. او پس از انتشار این مقاله، نقشه خود را بر ملا کرد  و اعلام کرد که قصد داشته نشان دهد چگونه فضاهای روشنفکری تحت تاثیر زرق و برق ادعاهای توخالی قرار می‌گیرند. ادعاهای پوچی که با روکش کلمات علم مدرن پوشانده شده اند و طنین شان مخاطب ناآگاه را مرعوب می‌کند. یکی از راه‌های تشخیص علم از شبه علم این است که تشخیص دهیم سخن چه کسی پر محتوا و عمیق است و چه کسی تظاهر می‌کند که سخن عمیق و ژرف می‌گوید. مروجان شبه‌علم قصد دارند دیدگاه‌های خود را مورد تایید علم نشان دهند. ممکن است کتابی بنویسند به نام  “اسرار کوانتومی موفقیت” یا “اندیشه کوانتومی مولانا” و “روانشناسی کوانتومی” تا شما تصور کنید با یک موضوع عمیق علمی طرفید.

آیا ممکن است شبه علم امروز، علم فردا باشد؟

یکی از استدلال‌های مروجان ایده‌های شبه‌علمی این است که علم هر روز یک چیز می‌گوید. یک روز می‌گوید نظریه‌ی فلان درست است و چند سال بعد آن نظریه را مردود می‌کند و نظریه‌ای خلاف آن را معتبر می‌داند. این حرف تا حدودی درست است. بله. نظریه‌های علمی در طول تاریخ مدام دستخوش تغییرات بنیادین شده‌اند و  چه بسا نظریه‌ای که بشر گمان می‌کرد قطعی و نهایی است به ناگهان فرو ریخته و از نو نظریه‌ای دیگر ساخته شده. بارها پیش آمده که ایده ها و نظریات بدیع علمی از سوی جامعه علمی پذیرفته نمی شده و حتی مورد تمسخر قرار می گرفته است. این یک واقعیت تاریخی است. مثلا واکنش اشتباه فیزیک‌دان بزرگی مانند ماکس پلانک درباره نظریه اینشتین. می‌دانیم که نظریه اینشتین درباره فوتون های نور در سال ۱۹۲۱ جایزه نوبل را برای وی به ارمغان آورد.  اما ۸ سال پیش از آن یعنی در سال ۱۹۱۳  فیزیکدانان بزرگی مانند ماکس پلانک و سه تن دیگر برای عضویت اینشتین در در آکادمی علوم پروس در برلین، توصیه نامه‌ای نوشتند که در آن از آکادمی علوم پروس خواسته اند که اشتباه اینشتین در خصوص فوتون نور را (یعنی همان چیزی که اینشتین ۸ سال بعد بابت آن برنده جایزه نوبل  فیزیک شد)  نادیده بگیرند و از این اشتباه علمی اینشتین علیه وی استفاده نکنند. از این دست مثال‌های تاریخی کم نیستند. مروجان شبه‌علم اغلب می‌گویند نظریات گالیله، یا حتی مخترعینی چون ادیسون هم زمانی مورد قبول جامعه علمی قرار نمی گرفته، بنابراین ایده هایی که امروز جامعه علمی نمی‌پذیرد و در رده شبه‌علم طبقه‌بندی می‌کند نیز روزی اثبات خواهند شد. این سوء برداشت مغالطه آلود ناشی از آن است که مروجان و علاقه‌مندان شبه علم دقت نمی‌کنند که ایده ها و نظریات اینشتین، گالیله، داروین، شرودینگر، بوهر، هایزنبرگ و سایرین، تیری در تاریکی نبوده و حاصل سال‌ها کار و پژوهش و استدلال و اندیشه بوده است. اگر مثلا ماکس پلانک، نظریه اینشتین در خصوص پدیده فوتو الکتریک (یعنی همان نظریه ای که بعدها اینشتین بابت آن موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد) را اشتباه می دانست، نقد خود را نه روی حساب سلیقه شخصی بلکه بر اساس مطالعات دقیق  طولانی و بر اساس استدلال‌های پیچیده بیان می‌کرده است. به بیان ساده‌تر، دانشمندی نظریه دانشمند دیگری را نقد می کرد. این مساله اصلا و ابدا قابل قیاس با نظریات شبه علمی بی پایه و اساسی که حتی سازگاری منطقی هم ندارند و توسط افراد فاقد صلاحیت علمی لازم طرح شده اند نیست.  ایده های شبه علمی توسط نشریات زرد و اغلب با بیان های ناشیانه مطرح می شود، مطالعات مستقل آنها را تایید نمی کند و به همین جهت در حد هیاهوی رسانه ای باقی می مانند. نظریات علمی اما خود را در معرض نقد قرار می‌دهند و اگر اشتباه باشند اشتباه بودن‌شان در آزمایشگاه قابل آشکارسازی است. زمانی که ولفگانگ پاوولی در سال ۱۹۳۰ وجود نوترینو را پیشنهاد داد و نام آن را نیز نویترون گذاشت (بعدها انریکو فرمی نام آن را برای پرهیز از اشتباه گرفته شدن آن با نوترون، به نوترینو تغییر داد) نوترینو نه اثبات شده بود و نه رد. صرفا نظریه‌ای بود مبنی بر وجود ذره‌ای به نام نوتریتو. اگر نتایج آزمایشگاهی خلاف پیش‌بینی پاوولی را نشان می‌داد دیدگاه او مردود می‌شد و خود او هم از آن دست می‌کشید. باور به وجود نوترینو یک باور شبه‌علمی نبود چون جود یا عدم وجود آن می‌توانست در آزمایشگاه نشان داده شود. شبه‌علم اما خود را در معرض آزمون آزمایشگاهی قرار نمی‌دهد تا درستی یا نادرستی آن را بسنجیم.

شبه علم، درک نادرست از مفهوم علیّت

فهم جهان و رویدادهای آن لذت بخش است. دلیل آن هم واضح است. اگر بفهمیم هسته‌ی اولیه طوفان چگونه و چرا شکل می‌گیرد، چرا زلزله می‌شود و چرا سیل به راه می‌افتد، اگر دریابیم آتش‌سوزی چرا و چگونه ایجاد می‌شود، می‌توانیم برای نجات از پیامدهای این بلایای طبیعی چاره‌جویی کنیم و از آن جان به در ببریم. انسان موجودی است نظریه‌پرداز. موجودی که با مشاهده پدیده‌های طبیعت درگیر یک مساله می‌شود و سعی می‌کند برای حل آن مساله، تئوری طراحی کند. انسان حتی در دوره‌های باستانی برای وقوع سیل و زلزله و طوفان دلیل می‌تراشید و مثلا آن‌ها را به خشم خدایان اساطیری نسبت می‌داد. برقراری رابطه علّی میان پدیده ها خاصیت ذهن انسان است. انسان می‌خواهد همه پدیده‌ها واضح و قابل درک باشند و حتی رخدادهایی مثل زلزله که نظم طبیعی جهان را به هم می‌زنند نیز طبق یک روال و قانون منظم طبقه بندی شوند. برای مثال از دید انسان، زلزله، حتما  و قطعا علّتی دارد. این علت می‌تواند خیلی چیزها باشد اما فارغ از اینکه چه باشد، حتما علتی وجود دارد. علم جدید اما هر علتی را برای توضیح یک پدیده به رسمیت نمی‌شناسد. علتی که برای توضیح یک رخداد ذکر می‌کنیم باید عقلانی هم باشد و یک ربط منطقی با خود پدیده داشته باشد. باید بتوان این ربط را در آزمایشگاه و یا با مطالعات دقیق نشان داد و همچنین باید مشخص کرد که اگر ارتباطی بین  آ و ب وجود دارد این ارتباط به چه شکل و به چه میزان است. با این وجود ممکن است کسی بگوید دلیل وقوع زلزله، هارپ است و در ادامه توضیح دهد: آنتن‌های هارپ امواج رادیویی را مستقیما به سمت بالا، به سوی یونوسفر ارسال می‌کنند. حرارتی‌که در نتیجه‌ی این امواج ایجاد می‌شود در یونوسفر موجب پدید آمدن بی‌نظمی‌هایی در تراکم الکترون‌های این ناحیه می‌شوند. این بی‌نظمی‌‌ها اجازه می‌دهند تا امواج ارسالی از ماهواره‌ها بدون برخورد به یونوسفر به زمین برسند.

در واقع ریشه‌ی بسیاری از باورهای شبه علمی همین ربط‌های غیرمنطقی است و تلاش برای صورت‌بندی یک رابطه‌ی علّت و معلول دروغین مانند ربط بین وقوع زلزله و آزمایشی که در پروژه هارپ انجام می‌گیرد. گاهی این ربط‌ها ممکن است فوق العاده جذاب و عجیب به نظر برسند. این وبسایت تعدادی از این ربط‌های تصادفی را گردآوری کرده است تا نشان دهد این ربط‌ها اگر به اشتباه به‌ صورت رابطه‌ی علت و معلول تفسیر شوند چقدر بی معنا هستند. مثلاً این‌که بین نرخ طلاق در ایالت مین و سرانه مصرف مارگارین در امریکا یک رابطه مستقیم وجود دارد. یا حتی جالب تر از آن می‌توان رابطه مستقیمی بین سرانه مصرف پنیر و میزان مرگ میر افرادی که در اثر پیچیدن ملافه در رختخواب جان خود را از دست می دهند پیدا کرد و برای توجیه آن، نظریه‌های شبه‌علمی جذاب ساخت که صدها هزار نفر آن را در شبکه‌های مجازی به اشتراک بگذارند.

دلیل تلاش برای تفکیک علم از شبه علم چیست؟

به راستی تفکیک علم از شبه‌علم چه فایده و دستاوردی دارد؟ به فرض که متوجه شدیم فلان ایده، علمی نیست و شبه علمی است. این تفکیک و غربال‌گری چه منفعتی دارد؟ پاسخ به این پرسش تا حد زیادی واضح است. نخست آن که ما در تفسیر جهان، نیاز به نظریاتی کارآمد و درست داریم. ما نمی‌خواهیم جهان را به غلط تفسیر کنیم. ارائه تفسیر شبه‌علمی از طبیعت، باعث می‌شود راه‌حل‌های غلطی را نیز در مواجهه با مسائل به کار ببندیم. کسی که با رویکرد شبه‌علمی، دلیل وقوع زلزله را هارپ می‌داند نمی‌تواند به هیچ شناخت درستی از گسل‌های زمین و فعالیت‌های طبیعی آن‌چه درون زمین می‌گذرد دست یابد. شبه‌علم بر خلاف علم، همیشه درست از آب در می‌آید و قابل نقد نیست. مثلا اگر بپرسیم چرا در کرمانشاه زلزله آمده می‌گویند چون هارپ به کار گرفته شده و اگر بپرسیم از کجا می‌دانید که هارپ دلیل وقوع زلزله بوده پاسخ خواهند داد مگر نمی‌بینید که زلزله شده است. چنین نظریه‌هایی بی‌فایده و  فاقد هرگونه ارزش علمی‌اند. دلیل دیگر برای غربال کردن شبه‌علم از علم، مساله مالی و بودجه است. با ظهور علم مدرن، هرکسی دوست داشت بگوید حرف‌هایش مورد تایید علم است. در عصر جدیدعلم می‌توانست حتی قدرت سیاسی و مالی را با خود همراه کند و اسپاسنر و سرمایه‌گذار جلب کند. با گسترش اعتبار علم، سرمایه گذاری روی فعالیت های علمی مورد توجه دولت های دنیا قرار گرفت. علم کاربردی روز به روز همگام با توسعه علم نظری اختراعی پیش روی بشر می گذاشت که زندگی انسان را متحول می کرد. اما عده ای که کمترین سهمی در تولید علم و فناوری نداشتند هم با زیرکی از این بازار سرمایه‌گذاری سهم می خواستند. اما یک مشکل اساسی وجود داشت. کسانی که از بودجه‌های علم و فناوری سهم می خواستند، نه می خواستند تولید علم کنند و نه می توانستند! آن‌ها فقط یک راه پیش روی خود می‌دیدند و آن راه هم این بود که به یافته ها و باورها و دیدگاه های خود رنگ و لعاب علمی بزنند. این روش خیلی ساده بود و نیازی به مطالعه زیاد هم نداشت. کافی بود یک یا چند اصطلاح علمی بلد باشند. آن وقت می شد هر موضوع بی اساسی را با گنجاندن کلماتی مثل کوانتوم، انرژی، جهان های موازی و… به ظاهر علمی جلوه داد و جوری وانمود کرد که در حال انجام یک فعالیت علمی هستند. شبه‌علم این‌گونه بود که به دنیای ما وارد شد.

فایل پی دی اف این مقاله در مجله دانستنیها

عرفان کسرایی | روزنامه شرق، شماره ۲۳۶۸ – دوشنبه ۱۹ مرداد نود و چهار 

تب یونجه* یکی از مصائب فصل بهار و تابستان در سرزمین ژرمن‌‌هاست. شروع بهار و فصل گرده‌افشانی گل‌ها و گیاهان، بسیاری را به بستر بیماری می‌اندازد و ظاهرا چاره‌ای هم جز تحمل و کنارآمدن با آن وجود ندارد. «ورنر هایزنبرگ»  در ماه می ‌سال ‌١٩٢٥، چنان از تب یونجه به تنگ آمده بود که مجبور شد از «ماکس بورن» در دانشگاه گوتینگن تقاضای مرخصی دو هفته‌ای کند، تصمیمی که دنیای فیزیک را به‌صورت بنیادینی تغییر داد.
باری! «هایزنبرگ» ٢٣ساله تا آن حد از تب یونجه بدحال و ناخوش بود که صورتش ورم کرده بود و حالش روزبه‌روز وخیم‌تر می‌شد. به‌همین‌دلیل راهی جزیره «هلگولاند»  در دریای شمال شد تا آنجا با دوری از گرده‌افشانی گل و گیاه، بتواند سلامتی خود را بازیابد. اتاق «هایزنبرگ» آن‌گونه که خودش بعدها در اتوبیوگرافی‌اش می‌نویسد، در طبقه دوم مهمان‌خانه‌ای قرار داشت که روی بلندی مشرف به سمت جنوبی این جزیره صخره‌ای واقع شده بود. «هایزنبرگ» می‌نویسد: «از روی بالکن، می‌توانستم چشم‌انداز فوق‌العاده‌ای از دریا را مقابل خود ببینم و گاهی به یاد این حرف نیلز بوهر می‌افتادم که می‌گفت ما (دانمارکی‌ها) با نگاه به دریا احساس می‌کنیم بخشی از بی‌نهایت در دسترس ماست». نقل‌قول «هایزنبرگ» از این سخن «بوهر» مربوط است به سفرش به دانمارک در سال ‌١٩٢٤، یعنی یک سال پیش از مرخصی استعلاجی «هایزنبرگ» در جزیره هلگولاند.

او در تعطیلات عید پاک سال ‌١٩٢٤، با کشتی و از طریق «وارن مونده» عازم دانمارک شده بود تا در «انستیتو نیلز بوهر» مشغول‌به‌کار شود. «بوهر» چند روز بعد از «هایزنبرگ» می‌خواهد برای گپ‌و‌گفت به یک پیاده‌روی طولانی بروند. در خلال این گفت‌وگوها، که عمدتا درباره سیاست و تاریخ بود، در حوالی ساحل شمالی «زیلند»، «بوهر» به «هایزنبرگ» می‌گوید: «تو در مونیخ بزرگ شده‌ای، نزدیک کوهستان! ما درباره کوهنوردی‌هایت پیش‌از‌این با هم زیاد صحبت کرده‌ایم. دانمارک برای کسانی که به زندگی در کوهستان‌ها عادت کرده‌اند، هموار و ملال‌آور است. شاید تو هرگز نتوانی کشور ما را دوست داشته باشی. برای ما مهم‌ترین چیز، دریاست! وقتی به دریا می‌نگریم گویی به بخشی از بی‌نهایت دست یافته‌ایم». «بوهر» ادامه می‌دهد: «مرتفع‌ترین کوه ما در دانمارک ١٥٠متر است. همین ارتفاع به نظر ما آن‌قدر باشکوه می‌آید که به آن کوه آسمان** می‌گوییم

یک روز یک دانمارکی تلاش کرد به باور خود، توجه یک نروژی را به این کوه مرتفع جلب کند. میهمان نروژی نگاهی به میزبان می‌اندازد و می‌گوید: «ما در نروژ به چنین چیزی می‌گوییم تپه!» باری! «هایزنبرگ» آن‌گونه که خود می‌نویسد در بالکن اتاقش در مهمان‌خانه جزیره هلگولاند به این سخن از «بوهر» می‌اندیشیده است که در آن پیاده‌روی خاطره‌انگیز گفته بود: «ما وقتی به دریا می‌نگریم، گویی به بخشی از بی‌نهایت دست یافته‌ایم».
«هایزنبرگ» جوان در جزیره هلگولاند و در آن شبی که صورت‌بندی مکانیک ماتریسی را انجام می‌داد، دچار شعف زایدالوصفی بود و از اشتیاق این فکر که فرم جدید مکانیک کوانتومی، هم به‌لحاظ فیزیکی و هم ساختار ریاضی، سازگار است، ذوق‌زده شد. او اصلا و ابدا نمی‌توانست بخوابد و پس از آنکه نخستین قسمت محاسباتش در ساعت سه بامداد، درست از آب درمی‌آیند، راهی ساحل جنوبی جزیره شد و از یک صخره بلند بالا رفت تا طلوع آفتاب را به تماشا بنشیند! محاسبات اولیه او نشان می‌داد که صورت‌بندی مکانیک جدید، با اصل بقای انرژی هم‌خوانی دارد. این موضوع وی را به قدری هیجان‌زده می‌کند که به گفته خودش، در محاسبات بعدی دچار اشتباهات بسیاری هم می‌شود. او این ماجرا را بعدها برای شاگرد و البته دوست خود «کارل فریدریش فون وایتسزکر»*** این‌چنین روایت کرده است:

 «واقعا هرگز نمی‌توانستم چشم بر هم بگذارم. یک‌سوم از شبانه‌روز را روی محاسبات مکانیک کوانتومی کار می‌کردم، یک‌سوم دیگر را از صخره‌های ساحل بالا می‌رفتم و در یک‌سوم باقی‌مانده، اشعار دیوان غربی – شرقی گوته را از بر می‌کردم».

او نتایج کار خود را پس از بازگشت از این سفر اعجاب‌انگیز با «ولفگانگ پائولی» و همچنین «ماکس بورن» در گوتینگن در میان می‌گذارد. «پائولی» این‌بار برخلاف سابق، که همواره به «هایزنبرگ» انتقاد می‌کرده، تحت‌تأثیر کار او قرار می‌گیرد و صمیمانه او را تشویق می‌کند.

«بورن» نیز در نامه‌ای در جولای سال ‌١٩٢٥، به «اینشتین» می‌نویسد: «آخرین مقاله‌ هایزنبرگ که به زودی منتشر خواهد شد، تا حدی مبهم به‌نظر می‌رسد؛ اما بدون شک درست و عمیق است». «هایزنبرگ» در بهار سال ‌١٩٢٦ برای سخنرانی به برلین دعوت شد و ملاقات و گفت‌وگوهای عمیق بین او و «آلبرت اینشتین» درباره سرشت مکانیک کوانتومی، درست در همین زمان اتفاق افتاد.
او آنچه را در آن شب طولانی در هلگولاند رخ داد، به کشف قاره آمریکا توسط «کریستف کلمب» تشبیه می‌کند و می‌‌گوید: «دلیل موفقیت کلمب آن بود که او ساحل امن را با جسارت زیاد ترک کرد، درحالی‌که می‌دانست راهی سفری بی‌بازگشت می‌شود. او می‌دانست منابع و آذوقه فقط برای رفتن کفایت می‌کردند و برگشتی در کار نخواهد بود». در حقیقت «هایزنبرگ» نیز با جسارت بسیار، مرزها و سواحل امن مکانیک رایج را پشت سر گذاشت و قدم به سرزمینی نو نهاد.
«ارنست پیتر فیشر»  فیزیک‌دان و مورخ علم در یادداشتی می‌نویسد: «هایزنبرگ با کار خود تمام پل‌های پشت‌ِسر را برای بازگشت به فیزیک کلاسیک خراب کرد». انستیتو ماکس پلانک  در سال‌٢٠٠٠، به مناسبت هفتاد‌وپنجمین سال سفر «هایزنبرگ» به جزیره هلگولاند، سنگ‌ِبنای یادبودی بر صخره‌های سرخ این جزیره سنگی قرار داد. روی این بنای یابود سنگی و به‌عبارت بهتر روی صفحه برنزی روی آن برای اطلاع بازدیدکنندگان، تاریخچه مختصری از مکانیک کوانتومی و پژوهش‌های هایزنبرگ نوشته شده است.

*«Heufieber» یا «Pollenallergie»   به زبان آلمانی

**ارتفاع دقیق آن نیز ١٤٧متر است Himmelberg

***Carl Friedrich von Weizsäcker

فایل پی دی اف این مقاله در وبسایت روزنامه شرق

عرفان کسرایی| ماهنامه دانشمند، شماره 12، اسفند 1394

فایل پی دی اف متن کامل این مقاله در ماهنامه دانشمند

عرفان کسرایی| وبسایت مجله دانستنیها

نام ماکس پلانک  یادآور بخش مهمی از دوران تحول تاریخی فیزیک جدید در قرن بیستم است. فیزیکدان بزرگ آلمانی که به عنوان پدر نظریه کوانتومی شناخته می شود.  اما این نام بلندآوازه ؛ نام یک انجمن علمی هم هست و همزمان نام یک بنگاه عظیم تولید علم را نیز به ذهن متبادر می کند.  انجمنی که در ۲۶ فوریه سال ۱۹۴۸  به نام انجمن ماکس پلانک به ریاست اتو هان در شهر گوتینگن آلمان بنیان نهاده شد و نام پدر نظریه کوانتوم ، ماکس پلانک، را بر خود  نهاد.  شخص اتوهان؛ کاشف شکاف هسته ای از سالهای ۱۹۴۸ تا ۱۹۶۰ نخستین رییس انجمن (با عنوان ماکس پلانک) بوده  است. انجمن ماکس پلانک یک بنیاد بزرگ تولید علم است. رتبه بندی مجله تحصیلات عالی تایمز در سال ۲۰۰۶ نشان می دهد انجمن ماکس پلانک در بین مؤسسه‌های تحقیقاتی غیر دانشگاهی در زمینه علوم رتبه اول در دنیا و در زمینه تکنولوژی در جایگاه سوم جهان قرار دارد.

اما هر خشت و سنگ ساختمان موسسه ماکس پلانک در گوتینگن؛ اگر زبان به سخن می گشود ؛ حرفهای زیادی برای گفتن داشت و  بی تردید یکی از سخت ترین و تلخ ترین دوران های تاریخی اروپا را روایت می کرد. آدمهایی عجیب و نوابغی غیرقابل پیش بینی؛ که اندیشه های بلندی داشتند و نظریه ها و آثارشان دنیای علم را از پایه و اساس زیر و رو کرد. فیزیکدان بزرگ؛ ورنر هایزنبرگ  یکی از این افراد است که بدون پرداختن به او؛ تحلیل تاریخی موسسه ماکس پلانک غیرممکن است. هایزنبرگ یکی از پایه گذاران مکانیک کوانتومی بود و اصل عدم قطعیت او یکی از مشهورترین اصول فیزیک کوانتومی است. از دیگر سو بررسی تحولات تاریخی فیزیک جدید ؛ بدون در نظر گرفتن دوران حکومت رایش سوم و همچنین سالهای سخت جنگ جهانی دوم ممکن نیست. روی کار آمدن هیتلر و تشکیل حزب نازی؛ دانشمندان آلمان را نیز به دو گروه تقسیم کرد. افرادی مانند اینشتین و یا شرودینگر به هر دلیلی خاک ژرمن ها را ترک کردند و دیگران نظیر هایزنبرگ؛ زومرفلد؛ فون لاوئه  که از نظر مشرب سیاسی؛ لیبرال و محافظه کار بودند در آلمان باقی ماندند. آنها عقیده داشتند که دانشگاه باید تنها در خدمت منافع ملت آلمان باشد و به همین جهت باید پای خود را از مناقشات سیاسی بیرون بکشد. این گروه در سال ۱۹۱۸ تا ۱۹۳۳ هم با جمهوری وایمار همکاری کرده بودند و به قول هایزنبرگ در دوره رایش سوم هم ماندند تا آنچه که نجات دادنی است نجات دهند. آنگونه که دکتر معصومی همدانی در مقدمه کتاب جزء و کل هایزنبرگ می نویسد؛ برخی مانند فون لاوئه  به اعمال حکومت نازی اعتراض کردند و برخی نیز مانند پاسکوال یوردان به قدری در سازش پیش رفتند که رسما به عضویت حزب نازی درآمدند.  با این وجود همه این افراد تقریبا در یک محور با یکدیگر هم عقیده بودند و آن هم این بود که پای مناقشات سیاسی نباید به حوزه‌ی علم کشیده شود.

هایزنبرگ همزمان یا کمی پیش از آغاز جنگ جهانی دوم؛ در تابستان ۱۹۳۹ در دانشگاه میشیگان آمریکا تدریس می کرد و فرصت را غنیمت می شمارد به دیدار انریکو فرمی فیزیکدان ایتالیایی می رود که با هم از کلاس درس ماکس بورن در دانشگاه گوتینگن آشنایی قبلی داشتند. در این گفتگو؛ فرمی هایزنبرگ را تشویق می کند که با توجه به شرایط بد سیاسی آلمان و احتمال وقوع قریب الوقوع جنگ؛ به آلمان باز نگردد و در آمریکا بماند. فرمی به کشف اتو هان در شکافت هسته ای اشاره می کند و می گوید؛ این کشف می تواند یک واکنش زنجیره ای راه بیاندازد و واقعا محتمل است که بمب اتمی ساخته شود. هایزنبرگ اما خوشبینانه به قضیه نگاه می کند و می گوید من فکر می کنم مدتها پیش از آنکه اولین بمب اتمی ساخته شود جنگ تمام شده است. با این وجود هایزنبرگ ؛ پیشنهاد فرمی مبنی بر عدم بازگشت به آلمان را جدی نمی گیرد و تنها به گفتن این اکتفا می کند که امیدوار است یک بار دیگر بتوانیم یکدیگر را ملاقات کنیم. هایزنبرگ در آگوست سال ۱۹۳۹ با کشتی به آلمان باز می گردد و به قول خودش خالی بودن کشتی از مسافر؛ به درستی استدلال فرمی گواهی می داد! هایزنبرگ می گوید: اوایل ماه سپتامبر یک روز صبح زود داشتم به اداره پست می رفتم که خبر شروع جنگ را شنیدم. صاحب هتل به من گفت جنگ با لهستان شروع شده است؛ نگران نباشید آقای پرفسور؛ ظرف  ۳ هفته کار تمام می شود!

هایزنبرگ در تمام گفتگوهایش با سایر فیزیکدانان معتقد بوده که ساخت بمب اتمی با اورانیوم طبیعی ممکن نیست؛ واکنش زنجیره ای را فقط می توان در اورانیوم ۲۳۵ خالص یا دست کم اورانیوم ۲۳۵ بسیار غنی شده آغاز کرد. او بر این باور بود ه دستیابی به چنین چیزی اگر حتی امکان هم داشته باشد مستلزم تلاش فنی بسیار بسیار عظیمی است و نه آلمانی ها می توانند از پس آن بر آیند نه آمریکاییها و انگلیسی ها.

باری! دوران تلخ و ویرانی جنگ جهانی دوم سپری می شد و در اواخر سال ۱۹۴۱؛ باشگاه اورانیوم آلمان کم کم موانع و مشکلات سر راه بهره برداری از انرژی اتمی را می شناخت و در این سال فیزیکدانان آلمان می دانستند که با استفاده از اورانیوم طبیعی و آب سنگین می توان یک رآکتور هسته ای ساخت  . به گفتهء هایزنبرگ؛ فیزیکدانان  تصور می کردند که مشکلات فنی بر سر راه ساخت بمب اتمی آنقدر زیاد است که در شرایط جنگی آلمان عملا این مساله منتفی و غیر ممکن است.  از این رو می توانستند گزارش صادقانه ای به مقامات اعلام کنند و مطمئن باشند که بمب اتمی در آلمان ساخته نخواهد شد. هایزنبرگ در اتاق کارش؛ در انیستیتوی فیزیک کایزر ویلهلم در بحث های طولانی که با همکاران و دوستانش داشته دچار اشتباه محاسباتی می شود و به کارال فریدریش می گوید: من فکر می کنم فیزیکدانان آمریکایی هم علاقه زیادی به ساختن بمب اتمی نداشته باشند. اوضاع جنگ به تدریج بدتر و بدتر می شد. شب اول ماه مارس ۱۹۴۳هایزنبرگ در جلسه آکادمی هوانوردی وزارت هوانوردی آلمان نازی در میدان پستدام شرکت کرد و حملات هوایی همان شب آغاز شدند. چند بمب به ساختمان وزارتخانه اصابت کرد و دیوارها و سقف ها فرو ریخت. اتو هان هم در این جلسه حضور داشت و بعد از پایان حملات همگی از پناهگاه خارج شدند.  تا جایی که چشم کار می کرد آتش و خاکستر بود و دود از تمام شهر بلند می شد. یک ساعت و نیم پیاده روی به هایزنبرگ و  همکاران این امکان را داد که راجع به آینده علم و فناوری کشور پس از پایان احتمالی جنگ گفتگو کنند. آدولف بوتنانت که یک بیولوژیست و شیمی دان انیستیتو کایزر ویلهلم بود از هایزنبرگ می پرسد: به نظر شما در آلمان بعد از جنگ؛ چه شرایط و امکاناتی برای کار علمی خواهیم داشت؟ تا آن زمان بهترین انیستیتو های ما لابد نابود شده اند و بسیاری از دانشمندان جوان مان نیز جان خود را از دست داده اند؛ ملت هم لاجرم آنقدر فقیر شده که که  حتما هیچ اولویتی برای کار علمی نمی تواند قائل باشد. اما پژوهش علمی ؛ ضرورت تجدید حیات اقتصادی است و بدون آن آلمان نمی تواند در جامعه اروپایی امیدی به بقا داشته باشد. این گفتگوی طولانی به آنجا می رسد که بوتنانت به هایزنبرگ می گوید انجمن کایزر ویلهلم شاید مبنای مناسبی برای احیای پژوهش علمی در آلمان پس از جنگ باشد. در  خلال این بحث ها هایزنبرگ به منزل می رسد که البته ویرانه ای بیش نبود هنوز در آتش می سوخت.

کمی پس از آن هایزنبرگ ؛ اقدام به انتقال خانواده اش از لایپزیگ به اورفلد می کند و همه چیز بدتر از قبل پیش رفته تا اینکه در آوریل سال ۱۹۴۵ حلقه محاصره تنگ تر می شد و یک روز در اواسط ماه آوریل ؛ در ساعت ۳ بامداد هایزنبرگ مسیر طولانی پیاده ای را پیش می گیرد. سفری که ۳ روز به طول انجامید و به گفته خودش یک هفته تمام پس از رسیدن به اورفلد ؛ مشغول ساخت سنگر بود ذخیره غذا. تا اینکه سرانجام در روز ۴ ماه می ؛ سرهنگ  پاش آمریکایی در راس یک گروه سرباز آمریکایی؛ هایزنبرگ را به اسارت می گیرد. قوای فاتح جنگ ؛ هایزنبرگ را به فارم هال تقریبا در ۴۰ کیلومتری کمبریج انتقال می دهند و فیزیکدانان آمریکایی شروع به بازجویی از دانشمندان آلمانی می کنند. در همین دوره اسارت در روز ۶ آگوست بود که خبر بمباران اتمی هیروشیما منتشر شد؛ چیزی که حتی در تصور هایزنبرگ و همکارانش نیز نمی گنجید. در ژانویه ۱۹۴۶ ؛ دانشمندان آلمانی آزاد می شوند و به آلمان باز می گردند. در این دوره پر از آشوب و یاس و وحشت اروپای جنگ زده و آلمان ویران شده؛ دانشمندان آلمانی انگیزه بازسازی دارند. چیزی که از سال ۱۹۳۳ حتی قبل از شروع جنگ درباره اش فکر کرده بودند.  آنها به گفته هایزنبرگ نمی توانستند انجمن کایزر ویلهلم را به همان صورت سابق و در همان محل قبلی بر پا کنند. آینده سیاسی برلین مشخص نبود و نیروهای متفقین اجازه نمی دادند نام قیصر جایی تداعی شود. انگلیسی ها به زعم خودشان لطف کردند ساختمانهای انیستیتو پیشین تحقیقات هوانوردی گوتینگن آلمان را در اختیار فیزیکدانان آلمانی بگذارد. حالا هایزنبرگ به شهری کوچ می کرد که ماکس پلانک ۹۰ ساله نیز در آن اقامت گزیده بود. اتو هان بعد از مرگ ماکس پلانک؛ کار سرپرستی بازسازی موسسه ای که دیگر نام او به انجمن ماکس پلانک تغییر یافته بود بر عهده گرفته بود و بعدها اولین رییس این انیستیتو شد. انجمن بزرگ تولید علمی که دفتر تاریخ آن لبریز است از رنج ها و امیدها  تلاش ها و یاس ها و شکست ها.

موسسه ماکس پلانک امروزه یکی از بزرگترین موسسات تولید علم دنیاست. موسسه بزرگی با دهها موسسه تابعه در آلمان و ایتالیا؛ لوکزامبورگ و هلند و آمریکا که اساسا در سه بخش عمده فعالیت می کند. زیست شناسی و پزشکی با ۲۷ سازمان پژوهشی و ۷ موسسه زیرمجموعه؛ یکی از مهمترین فعالیت های این بخش از ماکس پلانک در زمینه نوروبیولوژی است. بخش فیزیک؛ شیمی و فنی با ۳۲ موسسه زیر مجموعه و دست آخر پژوهش های علوم انسانی با ۱۹  موسسه فعال. این موسسه عظیم تولید علم در سال ۲۰۰۶ از سوی مجله تحصیلات عالی تایمز به عنوان برترین موسسه پژوهشی غیردانشگاهی دنیا انتخاب شد.   شاید هیچ موسسه ای در سراسر دنیا از حیث تعداد برندگان جایزه نوبل نتواند با موسسسه ماکس پلانک رقابت کند. این موسسه  از سال ۱۹۴۸ تا کنون ۱۸ برنده نوبل داشته است.

والتر بوتهه Walter Bothe در سال ۱۹۵۴ جایزه نوبل فیزیک؛

کارل تسیگلر Karl Ziegler؛ شیمی ۱۹۶۳

فوودور لینن  Feodor Lynen پزشکی ۱۹۶۴

مانفرد آیگن Manfred Eigen شیمی۱۹۶۷

کنراد لورنتس Konrad Lorenz پزشکی ۱۹۷۳

گئورگس کوهلر , Georges Köhler پزشکی ۱۹۸۴

کلاوس فون کلیتسینگ Klaus von Klitzing فیزیک ۱۹۸۵

ارنست روسکا Ernst Ruska فیزیک ۱۹۸۶

یوهان دایزنهوفر Johann Deisenhofer شیمی۱۹۸۸

هارتموت میشل Hartmut Michel شیمی ۱۹۸۸

روبرت هوبر Robert Huber  شیمی ۱۹۸۸

اروین نهر Erwin Neher ؛ پزشکی ۱۹۹۱

برت زاکمان Bert Sakmann پزشکی ۱۹۹۱

کریستیان نوسلاین فولهارد  Christiane Nüsslein-Volhard پزشکی ۱۹۹۵

پاول کروتسن Paul Crutzen در سال شیمی۱۹۹۵

تئودور هنش  Theodor Hänsch فیزیک ۲۰۰۵

گرهارد ارتل Gerhard Ertl ۲۰۰۷ شیمی

اشتفان هل Stefan Hell شیمی ۲۰۱۴

از نظر تاریخی موسسه ماکس پلانک را در ادامه همان موسسه قیصر ویلهلمز  به شمار می آورند و به همین سبب حد فاصل سالهای ۱۹۹۹ تا سال ۲۰۰۵؛ یک کارگروه ویژه برای ثبت اسناد تاریخی موسسه در دوران رایش سوم؛ تشکیل شد. نتیجه این پژوهش های تاریخی به تدریج از سال  ۱۹۹۹ در ۱۸ جلد با عنوان ٬تاریخچه‌ی انجمن قیصر ویلهلم در دوران ناسیونال سوسیالیست ها (نازی ها)٬ منتشر شد.

در موسسه ماکس پلانک پژوهش های فوق العاده و گاه عجیبی انجام می شود. گاهی نیز این پژوهش ها اعتراضاتی را بر می انگیزد که در ادامه به یک نمونه از آن خواهیم پرداخت. مثلا یک انیستیتو در ماکس پلانک ؛ روی اثر زندگی شهری و آلودگی های صوتی صنعت و خودرو بر تغییر تن آواز پرندگان یا بر روش های ارتباطی حیوانات با هم پژوهش می کند. پژوهشی که بر روی کار آزمایشگاهی و مدلسازی های ریاضی بنا شده است.

از جمله پژوهش های جنجالی این موسسه در سالهای اخیر می توان به ماجرای نقض حقوق حیوانات در جریان تست ادراک در آزمایشگاه موسسه ماکس پلانک در توبینگن آلمان اشاره کرد که طی آن فیلم محرمانه این آزمایشگاه به بیرون درز کرد. پژوهشی که در آن تحقیق روی مغز میمون زنده با برداشتن استخوان جمجمه ؛ منظره غیراخلاقی و سیاهی از پژوهش علمی را به نمایش می گذاشت. اگرچه موسسه ماکس پلانک با صدور بیانیه ای تلاش نمود که نشان دهد؛ پژوهش های انجام شده در بخش نورولوژی را بر اساس مراعات پروتکل های حفظ حقوق حیوانات انجام می دهد؛ اما این بیانیه ها چیزی از شدت اعتراضات حامیان حقوق حیوانات کم نکرد.

باری! موسسه ماکس پلانک ؛ تاریخ پر فراز و نشیبی دارد. شاید هایزنبرگ؛ در آن شب دهشتناک اول ماه مارس ۱۹۴۳ پس از آن بمباران های هوایی؛ در حالی که از میان خرابه ها و دود و آتش میدان پستدام بیرون می آمد و در آن پیاده روی یک ساعت و نیمه با آدولف بوتنانت در میان ویرانه ها  حرف می زد ؛ هرگز تصورش را هم نمی کرد که روزی موسسه ماکس پلانک؛ یکی از بزرگترین موسسات تولید علم دنیا شود.