مکان مطلق یا مکان نسبی
جدلی به قدمت 300 سال بین لایبنیتس و نیوتن در باب مکان
مطالبی مانند استقرا، تبیین، رئالیسم، و تحول علمی به حوزهای تعلق دارند که «فلسفه عام علم» نامیده میشود. اینها مضامینی هستند، که به ماهیت پژوهش علمی به معنای کلی آن مربوط میشوند و مثلا به طور خاص با شیمی یا زمین شناسی کار ندارند؛ اما بسیاری از مسائل فلسفی قابل توجه وجود دارند که به این، یا آن علم خاص ربط مییابند، این مسائل به حوزهای اختصاص دارند که «فلسفه این یا آن علم خاص» خوانده میشود. معمولا مسائل این حوزه از طرفی با ملاحظات فلسفی و از طرف دیگر با واقعیات تجربی سروکار پیدا میکنند، و همین سبب جذابیتشان میشود.

فلسفه فیزیک و اختلاف نظر لایبنیتس و نیوتن در باب مکان مطلق
مقدمه
نخستین مسائل مرتبط در فلسفه فیزیک و فلسفه روانشناسی، بحث فلسفه فیزیک بین گوتفرید لایبنیتس (۱۷۴۶- ۱۷۱۶) و ایزاک نیوتن (۱۶۴۲- ۱۷۲۷)، دو دانشمند برجسته قرن هفدهم، درباره ماهیت مکان و زمان است. در این مجال بیشتر بحث ما در باب مکان است؛ اما مطالب مربوط به زمان نیز به بحث در باب مکان بسیار شباهت دارد. نیوتن در کتاب مشهورش اصول فلسفه طبیعی از آنچه موسوم است به درک «مطلق گرآیانه» از مکان طرفداری میکند؛ مطابق این درک، مکان دارای وجودی «مطلق» ورای نسبتهای مکانی بین اشیاست. تلقی نیوتن این بود که مکان ظرفی است سه بُعدی که خداوند از آغاز خلقت جهان مادی را در داخل آن قرار داده است؛ از این عقیده چنین برمیآید که مکان، پیش از وجود اشیاء مادی وجود داشته است، درست مثل این که ظرف حبوبات پیش از آن که حتی یک دانه از حبوبات در درون آن جای گیرد وجود دارد. به نظر نیوتن تنها تفاوت مکان با ظرفهای معمولی، از قبیل ظرف حبوبات، این است که ظرفهای معمولی، چنان که پیداست، ابعاد محدود دارند، حال آنکه مکان در هر جهت تاب بی نهایت گسترده است.
لایبنیتس به شدت با درک «مطلق گرآیانه» از مکان و اصلا با بخش عمده فلسفه نیوتن مخالف بود. او میگفت که مکان چیزی نیست جز مجموع روابط یا نسبتهای کلی مکانی بین اشیاء. مصادیق نسبتهای مکانی هم اینها هستند: «بالا»، «پایین»،«طرف راست» و «طرف چپ» اینها نسبتهایی هستند که بین اشیاء برقرار میشوند. درک «نسبت گرآیانه» از مکان متضمن این معنی است که پیش از وجود اشیاء مادی، مکانی در کار نبود. به نظر لایبنیتس مکان هنگامیوجود یافت که خداوند جهان مادی را خلق کرد؛ چنین نبود که پیشتر مکان وجود داشته باشد، سپس اشیاء مادی به وجود بیایند و مکان را پر کنند، بنابراین بیهوده است که فکر کنیم مکان شبیه ظرف است یا اساسا موجودیت مستقلی دارد.
فلسفه فیزیک و اختلاف نظر لایبنیتس و نیوتن در باب مکان مطلق
برای فهمیدن نظر لایبنیتس خوب است از تمثیلی استفاده کنیم. فرض کنید بین دو طرف، مثلا بین فروشنده یک خانه و خریدار آن، قراردادی بسته میشود، این قرارداد متضمن وجود رابطهای بین این دو است. اگر یکی از طرفین فوت کند، دیگر قراردادی وجود نخواهد داشت؛ بنابراین احمقانه است اگر کسی بگوید که آن قرارداد قائم به خود و مستقل از رابطه بین فروشنده و خریدار است. قرارداد چیزی نیست جز آن رابطه، به همین قیاس، مکان چیزی نیست جز روابط یا نسبتهای مکانی بین اشیاء.
دلیل اصلی نیوتن برای مطرح کردن مفهوم مکان مطلق در فلسفه فیزیک این بود که میخواست بین حرکت مطلق و حرکت نسبی تمایز برقرار کند. حرکت نسبی حرکت یک شیء است نسبت به شیء دیگر. در مورد حرکت نسبی، بی معنی است اگر کسی بپرسد که آیا فلان شیء واقعا در حال حرکت است یا نه، فقط میشود پرسید که آیا آن شیء نسبت به شیء دیگر متحرک است یا نه؟ برای روشنتر شدن مطلب، تصور کنید که دو دوچرخه سوار در جاده ای مستقیم پا به پا و در کنار هم مشغول رکاب زدنند. پیداست نسبت به کسی که کنار جاده ایستاده آن دو در حال حرکتند، چون لحظه به لحظه از او دور میشوند، اما وقتی نسبت آنها را با یکدیگر در نظر میگیریم میبینیم که حرکت نمیکنند، چون تا وقتی که در جهت واحد و با سرعت ثابت رکاب میزنند جایگاه نسبیشان هیچ تغییری نمیکند، پس یک شیء ممکن است در رابطه با فلان شیء حرکت نسبی داشته باشد، ولی در رابطه با همان شیء ثابت باشد.
در نظریه فلسفه فیزیک، نیوتن علاوه بر حرکت نسبی، حرکت مطلق هم وجود دارد. عقل سلیم هم این نظر را تایید میکند، زیرا ما به صرافت طبع معتقدیم که اگر کسی بپرسد فلان شیء «واقعا» حرکت میکند یا نه؟ سوالش کاملا معقول است. دو چیز را در نظر بگیرید که دارای حرکت نسبی اند، مثلا یک کایتسوارو دیگری ناظری که روی زمین است، در اینجا حرکت نسبی متقارن است؛ درست به همان صورت که کایتسوار نسبت به ناظر روی زمین متحرک است، ناظر هم نسبت به کایتسوار متحرک است. اما این سوال که آیا فرد ناظر یا کایتسوار یا هر دو «واقعا» در حال حرکت اند یا نه؟ سوال کاملا معقولی است، و اگر این سوال معقول باشد، آن گاه از مفهوم حرکت مطلق گریزی نیست.
حرکت مطلق در فلسفه فیزیک
به نظر نیوتن، حرکت مطلق عبارت است از حرکت یک شیء نسبت به مکان. نیوتن میاندیشید که در هر زمان، هر شیء در مکان مطلق برای خودش جایگاهی دارد. اگر شیئی از زمان "الف" تا زمان "ب" جایگاهش را در مکان مطلق تغییر دهد، در آن صورت دارای حرکت مطلق است، وگرنه در سکون مطلق است. بنابراین برای تفکیک بین حرکت نسبی و حرکت مطلق، ما ناچاریم برای مکان به موجودیت مطلق و مستقلی فراتر از روابط مادی بین اشیاء قائل شویم. توجه داشته باشید که استدلال نیوتن بر فرض مهمیمبتنی است؛ او این فرض را مسلم میگیرد که هرگونه حرکتی قطعا حرکت نسبت به چیزی است، حرکت نسبی حرکت نسبت به اشیاء مادی دیگر است. حرکت مطلق حرکت نسبت به مکان مطلق است. بنابراین، نزد نیوتن، به یک اعتبار، حتی حرکت مطلق هم «نسبی» است. در حقیقت، فرض او این است که نه حرکت مطلق و نه حرکت نسبی شیء، «واقعیتی مطلق» درباره آن شیء نیست؛ بلکه واقعیتی است مربوط به روابط آن شیء با شیء دیگر، حال آن شیء دیگر ممکن شیء مادی دیگری باشد یا خود مکان مطلق.
لایبنیتس فلسفه فیزیک نیوتن را میپذیرفت که حرکت نسبی با حرکت مطلق تفاوت دارد، اما نمیپذیرفت که حرکت مطلق را باید حرکت نسبت به مکان مطلق به شمار آورد؛ زیرا به نظر او مکان مطلق مفهوم بی ضبط و ربطی است. لایبنیتس در دفاع از این نظر خود دلایلی اقامه کرد، که بسیاری شان ماهیت دینی داشت. از دیدگاهی فلسفی، جالبترین دلیل لایبنیتس این بود که مکان مطلق با آنچه او اصل اینهمانینامتمایزها مینامد در تعارض است. از آنجا که لایبنیتس در صحت این اصل هیچتردیدی به خود راه نمیداد، پس مفهوم مکان مطلق از نظر او مردود بود.
مفاد اصل اینهمانینامتمایزها این است که اگر بین دو چیز نتوان تمایز ایجاد کرد، پس آن دو عین یکدیگرند؛ یعنی در حقیقت با یک چیز سرو کار داریم، نه با دو چیز. نامتمایز خواندن دو چیز چه معنایی دارد؟ معنایش این است که بین آن دو هیچ تفاوتی نمیتوان یافت، به عبارت دیگر، اوصاف آنها دقیقا یکسان است؛ بنابراین اگر اصل اینهمانینامتمایزها صحیح باشد، آنگاه دو چیز که به راستی از هم متمایزند باید دست کم به اعتبار یکی از صفاتشان با هم فرق کنند، و گرنه دو چیز نیستند، یک چیزند.
درک شهودی ما این اصل را نافذ میداند؛ مسلما پیدا کردن دو چیز که، در عین تمایز، همه اوصافشان یکسان باشد کار آسانی نیست. معمولا حتی وقتی دو قلم کالا را که محصول تولید انبوه هستند با هم مقایسه میکنیم به تفاوتهای زیادی برمیخوریم، حتی اگر نتوان این تفاوتها را با چشم غیر مسلح تشخیص داد. این که آیا اصل اینهمانینامتمایز را به طور کلی و بدون استثنا میتوان صادق دانست یا نه؟ موضوع بغرنجی است که هنوز هم فیلسوفان دربارهاش بحث میکنند. پاسخ این سوال تا حدی منوط به این است که دقیقا مقصود ما از «وصف» چه باشد، و تا حدی هم به مباحث دشواری مربوط میشود که در فیزیک کوانتومیمطرح هستند. آنچه فعلا مد نظر ماست استفادهای است که لایبنیتس از این اصل میکند.
لایبنیتس برای این که نشان دهد بین دو نظریه نیوتن درباره مکان مطلق و اصل اینهمانینامتمایزها تعارض وجود دارد، از دو آزمایش ذهنی استفاده میکند. لایبنیتس برهان غیرمستقیم (برهان خلف) میآورد، ابتدا فرض میکند که نظریه نیوتن صادق است. آنگاه میکوشد نشان دهد که این فرض مستلزم تناقض است؛ چون تناقض محال است. لایبنیتس نتیجه میگیرد که نظریه نیوتن لزوما کاذب است. به یاد بیاورید که برای نیوتن، هر شیء این جهان در هر لحظه دارای جایگاه مشخصی در مکان مطلق است . لایبنیتس از ما میخواهد که دو جهان متفاوت را تصور کنیم که همه اشیاء موجود در آنها دقیقا عین هم اند. در جهان اول، هر شیء دارای جایگاهی در مکان مطلق است. در جهان دوم، جای هر یک از اشیاء مثلا دو کیلومتر به طرف شرق، در مکان مطلق تغییر کرده است؛ برای تمایز نهادن بین این دو جهان هیچ راهی وجود ندارد، زیرا همچنان که نیوتن نیز میپذیرفت، نمیتوان جای اشیاء را در مکان مطلق دید؛ تنها چیزی که میتوان دید جای اشیاء نسبت به هم است و این هم تغییر نمیکند، چرا که همه اشیاء به یک اندازه تغییر جا داده اند. هیچگاه مشاهده یا آزمایشی معلوم نمیکند که آیا ما در جهان اول زندگی میکنیم یا در جهان دوم؟
آزمایش ذهنی دوم هم شبیه اولی است. به خاطر بیاوریم که از نظر نیوتن، در مکان مطلق برخی اشیاء متحرک اند و برخی دیگر ساکن؛ پس شیءدر هر لحظه، سرعت مطلق مشخصی دارد. (سرعت عبارت است از تندی دارای جهت مشخص، بنابراین سرعت مطلق شیء تندی آن شیء است هنگام حرکت در مکان مطلق و در جهت مشخص. شیء دارای سکون مطلق دارای سرعت مطلق صفر است). حال دو جهان متفاوت را تصور کنید که اشیاء موجود در آنها دقیقا همانندند. در جهان اولی، هر شیء سرعت مطلق مشخصی دارد. در جهان دوم، سرعت مطلق هر شیء به مقدار ثابت، مثلا ۳۰۰ کیلومتر در ساعت در جهت مشخص افزایش یافته است. در این مورد هم، هرگز نمیتوان بین این دو جهان قائل به تمایز شد؛ زیرا همچنان که نیوتن نیز قائل بود، محال است بتوان میزان سرعت شیء را هنگام حرکت نسبت به مکان مطلق مشاهده کرد، صرفا میتوان میزان سرعت حرکت اشیاء را نسبت به یکدیگر مشاهده کرد، و این سرعتهای نسبی ثابت میمانند، زیرا سرعت اشیاء دقیقا به یک میزان افزایش مییابد. هیچگاه با مشاهده یا آزمایشی معلوم نمیشود که آیا ما در جهان اول به سر میبریم یا در جهان دوم؟
لایبنیتس در هر یک از این دو آزمایش ذهنی دو جهان را توصیف میکند که، به عقیده نیوتن نیز، به هیچ وجه از یکدیگر قابل تفکیک نیستند یعنی کاملا تمایزناپذیرند. پس این دو جهان، بر مبنای اصل اینهمانینامتمایزها، در واقع یک جهان اند. بنابراین نتیجه میگیریم که نظریه مکان مطلق نیوتن کاذب است. راه دیگری که برای دریافتن این نکته هست، لازمه منطقی نظریه نیوتن این است که بین دو حالت جهان تفاوت واقعی وجود داشته باشد. یکی حالتی که در مکان مطلق جایگاه مشخصی دارد و دوم آن حالتی که جایگاه جهان فرق کرده است. اما لایبنیتس خاطر نشان میکند که اگر تغییر مکان اشیاء به مقدار ثابت باشد، در این صورت تفاوتی که از نظریه نیوتن برمیاید مطلقا غیرقابل تشخیص است؛ اما اگر نتوان بین دو جهان هیچ تفاوتی یافت پس آنها نامتمایزند، و اصل اینهمانینامتمایزها گویای این نکته است که آنها به راستی یک جهان اند، بنابراین نظریه نیوتن تالی فاسد دارد. لازمه اش این است که دو چیز وجود داشته باشند، حال آنکه فقط یک چیز وجود دارد؛ با این حساب مفهوم مکان مطلق با اصل اینهمانینامتمایزها تعارض دارد. لایبنیتس در آزمایش ذهنی دوم خود نیز از همین منطق بهره میگیرد.
در واقع، فلسفه فیزیک لایبنیتس این است که مفهوم مکان مطلق فاقد محتواست، چون در مشاهدات ما تفاوتی ایجاد نمیکند. اگر هرگز نه جایگاه اشیاء را در مکان مطلق میتوان تشخیص داد و نه سرعت شان را نسبت به مکان مطلق میتوان شناسایی کرد، پس اصلا چرا باید قائل به مکان مطلق شد؟ لایبنیتس دست به دامن این اصل بسیار معقول شد که ما در علم فقط باید آن دسته از موجودات مشاهده ناپذیر را مفروض بگیریم که وجودشان سبب تفاوتی میشود که آن تفاوت نهایتا مشاهده پذیر است.
اما نیوتن تصور میکرد که میتواند ثابت کند مکان مطلق آثار و نتایج مشاهدهای دارد، این نکته اصلیِ دلیلِ مشهور او موسوم به دلیل «سطل چرخان» است. نیوتن به ما میگوید سطلی پر از آب را تصور کنید که به طنابی آویزان است؛ طناب را از سوراخی رد کردهایم و به کف سطل وصل کرده ایم؛ در ابتدا آب نسبت به سطل بی حرکت است، بعد چند بار طناب را پیچ میدهیم و رها میکنیم همچنان که پیچ طناب باز میشود، سطل شروع میکند به چرخیدن. اوایل کار آب درون سطل ساکن و سطحش هم صاف است، پس سطل نسبت به آب در حال چرخش است، اما بعد از چند لحظه، حرکت سطل به آب منتقل میشود و آب همراه با سطل شروع به چرخیدن میکند. پس سطل و آب نسبت به هم حالت سکون پیدا میکنند.
نیوتن میپرسد چه عاملی باعث میشود که کنارههای سطح آب بالا بیاید؟ مسلما هر چه که باشد به چرخش آب مربوط میشود، اما چرخش نوعی حرکت است. برای نیوتن حرکت یک شیء همواره حرکت نسبت به چیزی دیگر است، بنابراین باید بپرسیم آب نسبت به چه چیز میچرخد؟ پیداست که نسبت به سطل نمیچرخد، چون چرخ و آب با هم میچرخند و بر این اساس در سکون نسبی به سر میبرند. نیوتن مدعی است که آب نسبت به مکان مطلق میچرخد و همین است علت قوسی که به کنارههای سطح آب به طرف بالا برداشته است، بنابراین مکان مطلق واقعا آثار مشاهده ای است.
شاید با خود بگویید در استدلال نیوتن آشکارا خللی هست. به فرض پذیرفتیم که آب نسبت به سطل نمیچرخد، اما از این مقدمه چرا باید نتیجه بگیریم که آب نسبت به مکان مطلق در حال چرخیدن است؟ آب نسبت به شخص آزمایش کننده میچرخد، همچنین نسبت به سطح زمین، و نسبت به ثوابت، پس قطعا یکی از اینها علت بالا آمدن کنارههای سطح آب است. اما نیوتن به این پرسش پاسخ ساده ای میداد. جهاتی را تصور کنید که در آن هیچ چیز نیست جز سطلی که میچرخد. در چنین جهاتی، ما میتوانیم سطح قوس دار آب را با چرخش آب نسبت به سایر اشیاء تبیین کنیم، زیرا شیء دیگری در میان نیست، و نسبت به سطل هم که آب ساکن است؛ تنها چیزی که میماند تا آب نسبت به آن بچرخد مکان مطلق است پس برای این که تبیین کنیم چرا سطح آب قوس برمیدارد ناچاریم به وجود مکان مطلق قائل شویم.
در حقیقت، فلسفه فیزیک نیوتن به ما میگوید که اگر چه جایگاه شیء را در مکان مطلق و سرعت آن را نسبت به مکان مطلق هرگز نمیتوان تشخیص داد، اما این امکان هست که تشخیص دهیم شیء نسبت به مکان مطلق چه زمانی شتاب میگیرد. زیرا اشیاء در حال چرخش، برحسب تعریف شتاب میگیرند، حتی اگر میزان چرخش شان ثابت باشد، چون در فیزیک، تعریف شتاب عبارت است از میزان تغیر سرعت و سرعت هم تندی در جهتی مشخص است. از آنجا که اشیاء در حال چرخش دائما جهت حرکتشان را تغییر میدهند، نتیجه میگیریم که سرعتشان ثابت نیست، به همین دلیل شتاب میگیرند. سطح قوس دار آب فقط یک نمونه از آن چیزهایی است که «اثرات لختی» نامیده میشوند. این اثرات معلول حرکت شتاب دارند؛ یک نمونه دیگر وقتی است که هواپیما از زمین بلند میشود و ما احساس میکنیم که به پشتی صندلی فشارمان میدهند. نیوتن معتقد بود که تنها راه تبیین اثرات لختی این است که بگوییم شیئی که معروض این اثرات است نسبت به مکان مطلق شتاب دارد، زیرا در جهاتی که تنها موجودش شیء شتاب دار است، یگانه چیزی که میتواند طرف نسبت شتاب باشد مکان مطلق است.
دلیل نیوتن قوی است اما قاطع نیست. زیرا اگر آزمایش سطل چرخان در جهاتی انجام میشود که حاوی هیچ شیء مادی دیگری نیست؛ پس نیوتن از چه راهی مییابد که سطح آب به طرف بالا قوس خواهد داشت؟ نیوتن صرفا فرض میکند که اثرات لختی مورد مشاهده در این جهان، در جهاتی که در آن جز سطل چرخان هیچ شیء مادی دیگری نیست وجود دارند. پیداست که در اینجا با فرض بسیار مهمی سروکار داریم و بسیاری اشخاص در این که نیوتن حق دارد چنین فرض عمده ای را وارد بحث کند تردید کرده اند. بنابراین دلیل نیوتن وجود مکان مطلق را اثبات نمیکند. بلکه از طرفداران نظریه لایبنیتس طلب میکند پا به عرصه مبارزه بگذارند و برای اثرات لختی، تبیین قابل قبولی عرضه کنند.
لایبنیتس درگیر مشکل دیگری نیز هست، او باید تفاوت بین حرکت مطلق و حرکت نسبی را بدون توسل به مفهوم مکان مطلق تبیین کند. در مورد این مسئله، لایبنیتس مینویسد که حرکت حقیقی یا حرکتِ مطلق در مورد جسمی صادق است که «علت قریب تغییر در درون خود آن جسم باشد» مثال کایتسوار و ناظری را که روی زمین است را به خاطر بیاورید. آن دو، نسبت به هم حرکت دارند. لایبنیتس میگوید برای تعیین اینکه کدامشان «واقعا» در حال حرکت است باید معلوم شود که آیا علت قریب تغییر (یعنی علت قریب حرکت نسبی) درون کایتسوار است، یا درون ناظر، یا درون هر دو.
در این شیوه تشخیص بین حرکت مطلق و حرکت نسبی، هیچ اشارهای به مکان مطلق نمیشود؛ اما این شیوه خالی از ابهام نیست، زیرا لایبنیتس هرگز توضیح کافی نمیدهد که وقتی از حضور «علت قریب تغییر» در درون شیئی سخن میگوید مرادش چیست. شاید میخواهد این فرض نیوتن را رد کند که میگفت هم حرکت نسبی شیء و هم حرکت مطلق آن فقط و فقط واقعیتی است راجع به روابط آن شیء با شیء دیگر.
ادامه بحث و نتایج این جدل
یکی از جنبههای بسیار جالب توجه بحث مطلق و نسبی ادامه دار بودن این مناقشه است. تعبیر نیوتن از مکان، پیوند تنگاتنگی با فیزیک او دارد و اندیشههای فلسفه فیزیک لایبنیتس واکنشی مستقیم در برابر اندیشههای نیوتن است. با این حساب، آدمی به خود میگوید با توجه به پیشرفتهایی که فیزیک از قرن هفدهم به بعد داشته، این مسئله، دیگر باید حل شده باشد. اما میبینیم که چنین نشده است؛ هر چند زمانی این عقیده رواج داشت که نظریه نسبیت انیشتین دعوا را به نفع لایبنیتس فیصله داده است؛ اما در سالیان اخیر این عقیده از همه طرف مورد انتقاد قرار گرفته. بیش از ۳۰۰ سال از نخستین مجادله بین نیوتن و لایبنیتس میگذرد، ولی تنور این بحث هنوز داغ است.
----
این نوشتار در خصوص مکان، بخشی کوتاه از ترجمه کتاب "Philosophy of Science - A Very Short Introduction" از سمیر اکاشا میباشد که در سال 2002 توسط انتشارات دانشگاه آکسفورد ارائه شده و در سال 1387 به قلم هومن پناهنده ترجمه و تحت عنوان "فلسفه علم" توسط انتشارات فرهنگ معاصر چاپ شده است. برای مطالعه اصل کتاب به زبان انگلیسی به اینجا مراجعه کنید.
عنوان: Philosophy of Science - A Very Short Introduction
ناشر: Oxford
تاریخ انتشار: 2002 ,Jan
تعداد صفحات: 4
قیمت: 4500 تومان
ستاره شناسی و علوم سیاره ایفیزیک
دانلود اصل مقاله به زبان انگلیسی