الواقع الفيزيائي المعاصر والميتافيزيقا الأفلاطونية ـ مصطفى قشوح

استهلال
  إذا تأملنا الفيزياء النظرية في القرن العشرين، سنجد اهتمام مفرط بالنمذجة الرياضية، باعتبارها النموذج الأمثل للتعبير عن جوهر وماهية الطبيعة. غير أن هذا الاهتمام بالرياضيات طرح مشكل من ناحية التأويل الفلسفي، حيث نلاحظ داخل التقاليد العلمية عودة إلى عالم المثل الأفلاطوني. يمكننا الحديث داخل الواقع الفيزيائي المعاصر عن وجود عالمين: اللامتناهي في الكبر(الماكروفيزيائي) واللامتناهي في الصغر(  الميكروفيزيائي)،  حيث سنتساءل داخل هذين المستويين عن سؤال فلسفي، شغل بال كبار  الفلاسفة عبر التاريخ منذ طاليس مرور بأفلاطون و انتهاء بالفيزياء المعاصرة : ما هو أصل الكون ؟ وهل يمكن إرجاع هذا  العالم المادي إلى عالم  عقلي رياضي ؟ أي، هل يمكن اعتبار أصل الكون أصلا رياضي كما ادعى الفيزيائي وعالم الرياضيات فريدمان؟ كيف يتم إرجاع الفيزياء إلى الرياضيات والفكر إلى الفيزياء؟

    تتغلغل الرياضيات داخل الكون بشكل سحري لدرجة أنه يمكن القول أن أصل الكون أصل رياضي. فالكون بكل تعقيداته لا يغدو أن يكون في أخير سوى معادلات رياضية  مفرطة في التجريد، فالرياضيات تتغلغل داخل البعدين الفيزيائي والكوسمولوجي .
  من أجل توضيح هذا التصور (الذي سأدافع عنه) سأعمل على طرح نظريتين تحاولان وصف وتفسير الكون من منطلق رياضي صرف.

ü النظرية الأولى: النظرية النسبية العامة لألبرت آينشتاين، وهي النظرية التي تقديم توصيف رياضي الكون على المستوى اللامتناهي في الكبر( الماكروفيزيائي : عالم الفضاء والمجرات ).

ـ    النظرية الثانية: ميكانيكا الكم" الكوانطية" وهي النظرية التي تصف الكون على المستوى اللامتناهي في الصغر( العالم الميكروفيزيائي:العالم دون الذري)  وقد شارك في تأسيس هذه النظرية الكثير من الفيزيائيين، بداية بماكس بلانك و ألبرت اينشتاين ومرورا شرودنغر وحلقة كوبنهاغن انتهاء فينمان  وجيلمان ووينبرغ  وغلاشو ...."

1   النظرية النسبية العامة وسؤال الأصل
    تقدم النظرية النسبية العامة الإطار العام للكون في أكبر أبعاده؛ فلقد غيرت النظرية النسبية طبيعة فهمنا للمكان والزمان، ومنذ لحظة آينشتاين لم يعد المكان منفصلا عن الزمن، بل أصبحا مرتبطان لدرجة يصعب معها الفصل بينهما.

    قامت النظرية النسبية بعدة انقلابات على مجموعة من المطلقات وعلى رأسها مفهوم الزمان، فكلمة الآن أو الحاضر لا معنى لها إلا على الأرض، لقد غيرت النسبية طبيعة فهمنا للحاضر والمستقبل الماضي، إذا أخذنا على سبيل المثال انفجار نجم في مجرة   أندروميدا  قد يكون ماضي بالنسبة لنا (نحن المتواجدون في كوكب الأرض) وحاضر بالنسبة لكائن فضائي ينتمي لكوكب في مجرة أندروميدا، وقد يكون حدثا مستقبليا بالنسبة لكائن فضائي ينتمي مثلا لنجم ألفا- سانتوري. يرجع سبب الاختلاف في المثال السابق حسب آينشتاين إلى تمدد الزمن من جهة، و إلى سرعة كل شخص بالنسبة إلى النظام المرجعي للحدث ومكانه من جهة أخرى. هكذا فلا معنى للحاضر والماضي والمستقبل إلا على الأرض. وبالتالي لم  يعد الزمن كائنا ترانسندتاليا، بل أصبح كائنا موضوعيا يؤثر ويتأثر بما يقع في العالم من أحداث ووقائع .

لقد فقد الزمان- المكان خاصيته المطلقة مع اينشتاين، وأصبح متصل رباعي الأبعاد أطلق عليه اسم الزمكان، فالزمكان بنية مرنة تتأثر تحت وجود المادة --الطاقة وكل بنية تتوزع من خلال الزمكان تتحول لتنشئ المجال وهذا المجال هو الجاذبية،  إذن هناك تأثير بين الزمكان والجاذبية، الأمر الذي جعل اينشتاين يقول "إن الجاذبية هي تشوه أو انحناء في الزمكان تحت تأثير وجود المادة –الطاقة[1].  وحسب اينشتاين إن البحث في طبيعة الزمكان سيرتد بنا للبحث في أصل الكون وشكله .
طرح أينشتاين نموذجا رياضيا فسر من خلاله طبيعة الزمكان وديناميكية الكون، فحول الزمان والمكان من خلفية سلبية تقع فيها الأحداث إلى مساهمين في ديناميكية الكون، فالكون مملوء بالمادة والمادة-الطاقة  هي المسؤولة عن إنحناء الزمكان .
عندما نتأمل معادلات اينشتاين نلاحظ أنه لا وجود لحل يصف الكون بأنه ثابت وغير متغير بالزمن، بالمقابل نجد اينشتاين على عكس ما تقوله معادلاته،  يرفض أن يكون  الكون متغير،  الأمر الذي جعله يلفق لمعادلاته ما أسماه بالثابت الكوني هذا الثابت يتيح حل سكوني للكون[2].

  لقد كانت هذه من بين الفرص الضائعة في مجال الفيزياء النظرية ومن بين الأخطاء الفادحة التي ارتكبها آينشتاين في حياته العلمية، فلو تشبث بمعادلاته ولم يضف لها الثابت الكوني لأمكن له أن يتنبأ ب: إما بتمدد الكون أو بانكماشه، وليس بثباته. هذا ما عمل على توضيحه الفيزيائي الروسي ألكسندر فريدمان حينما بيَن انطلاقا من تنبؤات النسبية العامة أن الكون متمدد وليس ثابت[3]. من الطريف فعلا أن اينشتاين اعتراض على فريدمان وحاول تفنيد دعاويه؛ لكن ما لبثت أن أفصحت الكوسمولوجيا التجريبية وخصوصا مع أبحاث الأمريكي إدوين هابل  إلى تأكيد ما ذهب إليها  أليكسندر فريدمان. وظهر بذلك أن فريدمان قد استوعب النسبية أكثر من صاحبها كما قال ستيفن هوكنغ"
وقد تراجع اينشتاين في الأخير عن النموذج السكوني للكون، وقال "إن الثابت الكوني هو أكبر خطأ ارتكبته في حياتي ".[4]

أكدت الكوسمولوجيا التجريبية مع ادوين هابل صحت الافتراضات فريدمان، حيث بين هابل عبر ملاحظاته لمجرة أندرو وميدا أن هذه المجرة تبتعد عنا بسرعة ثابتة كلما مر الزمن، ووجد عن طريق دراسة الضوء الصادر عن هذه المجرة أو ما يسمى بزحزحة الحمراء" مبدأ دوبلر" أن حجم الضوء الصادر عن تلك المجرات ينحرف نحو اللون الأحمر مما يدل عن ابتعاد هده المجرة عنا بسرعة فائقة وصل، هابل إلى استنتاج أساسي مفاده أن الكون يتمدد.

أدى اكتشاف تمدد الكون إلى تغيير طبيعة النقاش حول أصل الكون، فإذا كانت المجرات تتحرك مبتعدة عنا _كما بين هابل_ فلابد أنها كانت في يوما ما أكثر اقترابا أي كانت كثلة واحدة حيث كانت المسافة بين المجرات صفر. يعني أن مادة الكون في هذه اللحظة تنبثق كلها من نقطة واحدة ذات كثافة لانهائية وأطلق عليها اسم المفردة singularité وهي أصل الكون أو ما ستكون عن بداية الزمان ، وهي نموذج رياضي محض قائم بالأساس على الزمن التخيلي القائم على معادلات معقدة جدا يلعب فيها الحساب التخيلي المعقد دورا المركزيا. ولعل هذا ما بينه كل من ستيفن هوكنغ و روجر بنيروز في بحث مشترك سنة 1970، لقد بينا أن الكون ينبثق من مفردة ذات كثافة لا نهائية ومن الممكن أن تكون هده المفردة ثقب أسود.[5]

النظرية  الكونطية وبنية الكون
في مقابل النظرية النسبية نجد النظرية الثانية-النظرية الكوانطية - التي تقدم لنا الإطار النظري لفهم العالم في أدق وأصغر أجزائه( العالم الميكروفيزيائي : عالم الذرات، واليكترونات والبروتونات، و النيوترونات، والكوركات ..)
يجب أن نميز داخل فيزياء الكم بين اتجاهين:

1.    الاتجاه الأول هو الاتجاه الذي يقوده رائد المدرسة الواقعية في فيزياء الكم "اروين شرودنغر" والمعروف أيضا باسم الاتجاه الحتماني الذي يضم أيضا كل من آينشتاين وروزن و بودولسكي.  يرى هذا الاتجاه ان قوانين الفيزياء يجب أن تعبر عن قوانين ضرورية وحتمية للطبيعة الكوانطية للوجود.

2.   الاتجاه الثاني: الاتجاه المعروف بمدرسة كوبنهاجن المدرسية (الوضعية في ميكانيكا الكم) ويسمى أيضا في بالتيار الاحتمالي يضم أعظم الفيزيائيين في القرن 20 : ويرنر هايزنبرغ،  ونيلز بور وماكس بورن.  ويعتبر مبدأ اللايقين المبدأ المؤسس للمدرسة الوضعية في ميكانيكا الكم.

 تعبر كل من المدرستين عن وعي محدد لأنطولوجيا الواقع الفيزيائي؛ رغم أن الاتجاه الثاني هو الاتجاه الذي سيطر في الربع الثاني من القرن العشرين إلى حدود اليوم، فمن الصعب القول أن مبدأ اللايقين هو المبدأ الوحيد الذي  يقوم على الواقع الفيزيائي في ميكانيكا الكم، بل تستند ميكانيكا إلى معادلة او دالة شرودنغر المعروفة باسم دالة بسي  ، أما مشكل اللاتحديد فيظهر عندما نواجه مشكل القياس  وفي هذه الحالة نحتاج إلى مبدأ اللايقين نفهم مكنونات العالم الكوانطي.
يمكننا الجزم، ومنذ هذه اللحظة أن النموذج الكوانطي يقوم على مجموعة من المبادئ الرياضية وعلى رأسها مفهوم القياس وحساب الاحتمالات و الأعداد التخلية  و الأشكال الفرغية التي تتيحها هندسة هيلبرت او فضاءات هيلبرت.

إن النموذج الكوانطي نموذج قياسي، يقوم على قياسية المبادئ الرياضية والفضاءات الهندسية، يقول براين غرين في كتابه  الكون الأنيق:" إذا أخدنا مبدأ اللايقين لهايزنبرغ، سنجد أنه ناتج عن عملية القياس ذاتها؛ فعندما نقيس سرعة أو موضع إليكترون مثلا ، فإننا نسلط عليه فوتون,مما يؤدي الى تغيير حركة هدا إليكترون".[6]
هكذا يتبين أن عملية القياس ذاتها تؤدي إلى تغيير سرعة أو موقع إليكترون. لقد كان هايزنبرغ أول من أدرك أن بعض الأزواج القياسية تحتوى في ذاتها على نوع من الإرتيابية، تقول لنا ميكانيكا الكم في حالتها الحتمانية إنه من المستحيل الحصول على قياسات دقيقة في العالم الميكروفزيائي، فما نحصل عليها هو قياسيات تقريبية لموضع الجسيم و هذا  يعني استحالة التحديد الموضعي للجسيم وهو ما يعني الاقتراب الضمني من التصور الاحتمالي و المدرسة الوضعية داخل ميكانكيا الكم.
إن البراد يغم القياسي التي تفصح عنه ميكانيكا الكم، نموذج رياضي خالص، فالرياضيات لا تفصح عن فعاليتها في دقة و ووصف العالم الفيزيائي فحسب، بل تفصح عن علاقة أكثر خصوبة بالنسبة للرياضيات ذاتها، فكل الأشكال والصيغ الرياضية تنطبق كحلول لمشاكل ما، وما حساب المصفوفات والأعداد التخيلية خير دليل على ذلك .

مشكلة أصل الكون: النسبية العامة في مواجهة ميكانيكا الكم؛ نحو عالم أفلاطوني.
يتساءل  الفيزيائي البارز في جامعة اوكسفورد  روجر بنيروز هل يمكن أن نفسر العالم الميكروفزيائي بقوانين كوانطية فقط؟
يجيب زميله الفيزيائي اللامع  خليفة نيوتن في جامعة كمبردج ستيفن هوكنغ ويقول: لا يمكن أبدا أن نفسر كل ظواهر العالم الميكروفزيائي بالرجوع فقط إلى الفيزياء الكوانطية،  بل إن هذه الأخيرة تفشل أو تناقض ذاتها عندما تحاول تفسير العالم دون النووي"" .

 يرى روجر بنروز استطاعت فيزياء الكم تفسير مجموعة من الظواهر بنجاح وعلى رأسها[7]:

1       استقرار الذرات؛
2        القوى الكيميائية؛
3         إشعاع الجسم الأسود؛
4          الجهاز المورتي 

أكد بنيروز في كتابه اللامتناهي والفكر البشري أن عالم ميكانيكا الكم، عالم غريب ومجهول، سئل شرود نغر في أحد الأيام عن ميكانيكا الكم وقال هو العالم الوحيد الذي لا نعرف فيه ماذا ندرس؟  نحن ندرسه بدون أن نفهمه؟

 المقصود من كلام شرودنغر أن عالم الكوانطا هو عالم صوري محض إنه أشبه بعالم أفلاطوني ينعكس على العالم الفيزيائي الظاهر كنماذج رديئة أو  كسيمولاكرات حسب لغة جيل دولوز.

 يرى بنروز أنه داخل هذا العالم الصوري يمكننا  التمييز  بين  مجموعتين من الأسرار[8].

x ;z) )

1الأسرار : z
ترتبط أسرار z بمبدأ التكاملية عند نييلز بور، فجزيئة الضوء مثلا، لها خاصية مزدوجة موجة و جسيم ، ولا يمكن أن نفهم هذه الغرابة دون اللجوء إلى الأعداد التخيلية والدالة الموجية.
فكل جسيم على خاصية spin أو برمه المغزلي أي كمية دوران الجسيم حول نفسه .
2 أسرار:x
تمثل قطة شرود نغر أساس هذه الأسرار، يتكلم بنيروز عن تجربة القطة الحية/ الميتة،حيث طرحت  هذه التجربة مفارقة منطقية سميت باسم مفارقة قطة شرودنغر (حية /ميتة) كما يسميها شرودنغر، و اثارت مشكلة على مستوى التأويل الفلسفي, هو التساؤل عن طبيعة ومشروعية القياس داخل النموذج الكوانطي .
 
وهنا ستثير القطة تأويلين :
1مدرسة كوبنهاغن التي لم تجد أي مفارقة داخل هّذه التجربة , حسب الخصائص الكوانطية ليس هناك وجود مستقل للذات عن الشروط الموضوعية للقياس .
2المدرسة الواقعية -شرود نغر و اينشتاين- التي ستتكلم عن موضوعية القياس الفيزيائي إي استقلال الواقع الفيزيائي عن أدواته .
نستنتج أن هذين التأويليين سيجعلوننا نتساءل عن طبيعة النظرية الفيزيائية.

يتيبن من خلال الوقوف عند كل من ميكانيكا الكم و النظرية النسبية أن صورتنا عن الواقع الفيزيائي ، أشبه بعالم افلاطوني  خالص، حيث فقد الموضوع الفيزيائي مع ميكانيكا الكم فرادته الأنطولوجي وأصبح فكرة خالصة ، لا تمتلك الجسيمات الفيزيائية في النسبية الخاصة و مكيكانيكا الكم أي وجود مادي واقعي بالمقياس الحسي ولكنها تمتلك وجود أنطولوجي شبيه  بالأنطولوجيا الأفلاطونية. هكذا أصبح الواقع الفيزيائي في ميكانيكا الكم والنظرية النسبية أشبه  بعالم أفلاطوني لا يفهم إلا من خلال الصيغ و المعادلات الرياضية .

المصادر و المراجع باللغة العربية
1 أينشتاين، ألبرت[1925]، النسبية، النظرية الخاصة والعامة، ترجمة :شحاتة رمسيس، مراجعة : مرسي احمد محمد ، نهضة مصر للطباعة والنشر والتوزيع ، ط.15
2 هوكنغ، ستيفن [1987]، تاريخ موجز للزمان؛ من الانفجار العظيم حتى الثقوب السوداء، ترجمة فهمي مصطفى إبراهيم، سلسلة جدران المعرفة، ط.1، الهيئة المصرية للكتاب، القاهرة 2006
3 غرين، برايان[1999]، الكون الأنيق، ترجمة، فتح الله الشيح، مراجعة، عبد الله السماحي، المنظمة العربية للترجمة، بيروت 2005 ص.ص.155.157.

المصادر و المراجع باللغة الفرنسية

1 Einstein Albert] [1955-1903, correspondance avec Michel  Beeso , Hermann ,paris,1979,
2 Hawking stephen ,et penrose  roger  la nature de l’espace et du temps, trad de anglais par balibard  francoise, et présentation par lachiéze-rey marc ,ed. folio essais , Gallimard , 1997.
3 Penrose ,Roger]1997[ les  deux infines et l’esprit humaine traduit de l’anglais :omnés Roland , Flammarion ,paris 1999.

[1]  أينشتاين، ألبرت[1925]، النسبية، النظرية الخاصة والعامة، ترجمة :شحاتة رمسيس، مراجعة : مرسي احمد محمد ، نهضة مصر للطباعة والنشر والتوزيع ، ط.15 ص. 91.
[2]  Einstein Albert] [1955-1903, correspondance avec Michel  Beeso , Hermann ,paris,1979, pp250-251.
[3] هوكنغ، ستيفن [1987]، تاريخ موجز للزمان؛ من الانفجار العظيم حتى الثقوب السوداء، ترجمة فهمي مصطفى إبراهيم، سلسلة جدران المعرفة، ط.1، الهيئة المصرية للكتاب، القاهرة 2006  ، انظر الفصل 3.
[4]    انظر رسائل آينشتاين إلى ميشل بيسو ( مرجع سابق).
[5] Hawking stephen ,et penrose  roger  la nature de l’espace et du temps, trad de anglais par balibard  francoise, et présentation par lachiéze-rey marc ,ed. folio essais , Gallimard , 1997.p.p.70-80
[6] غرين، برايان[1999]، الكون الأنيق، ترجمة، فتح الله الشيح، مراجعة، عبد الله السماحي، المنظمة العربية للترجمة، بيروت 2005 ص.ص.155.157.
[7] Penrose ,Roger]1997[ les  deux infines et l’esprit humaine traduit de l’anglais :omnés Roland , Flammarion ,paris 1999.p. 69
[8] Ibid, p.p.78-79.