چگونه از عینک ریاضیات برای دیدن جهان استفاده کردیم

یکی از مهم‌ترین تحولات تاریخ علم در قرن هفدهم رخ داد؛ زمانی که دانشمندان تصمیم گرفتند به‌جای توضیح پدیده‌ها با «کیفیات» و «قوا»، جهان را همچون ماشینی بنگرند که با روابط ریاضی و سازوکارهای دقیق کار می‌کند. این دیدگاه که با عنوان مکانیک‌باوری شناخته می‌شود، در دل یک انقلاب علمی شکل گرفت. اما این نگاه مکانیکی یک‌دست نبود؛ از دکارت تا نیوتن و از آن‌ها تا نظریه‌های مدرن کوانتومی، این رویکرد مسیر پرپیچ‌وخمی پیموده است. در بخش دوم گفتگوی آناتک با دکتر امیرمحمد گمینی، او روایت می‌کند که چگونه این ایده از دل تاریخ برخواست، تغییر کرد و چرا هنوز هم در قلب علم مدرن زنده است، حتی اگر «ماشین جهان» دیگر آن ماشین سخت‌افزاری قرن هفدهمی نباشد. بخش نخست این گفتگو را می‌توانید در اینجا بخوانید.

به نظر شما، در مسیر معرفی و بررسی مسائل مطرح روز از سوی تاریخ علم در هر دوره، مهم‌ترین مسئله‌ای که مورخان تاریخ علم به آن رسیده‌اند چیست؟ 

گمینی: زمانی که ما از پسوند«ترین» در قالب مهم‌ترین، بهترین و.. استفاده می‌کنیم، با ابهام روبرو می‌شویم. مشخص نیست از چه جهت مهم‌تر است. هر چیزی می‌تواند بر اساس معیارهای مختلف مهم‌تر باشد. این مسئله در هر حوزه صادق است. زمانی که درباره تاریخ علم نیز صحبت می‌کنیم این پرسش که مهمترین پیشرفتی که در طول تاریخ علم اتفاق افتاده چیست، بسیار مبهم است. با این حال، یک توافق ضمنی وجود دارد که اتفاقاتی که بیشترین تاثیر را داشته‌اند مهم‌تر بوده‌اند؛ مثلا، انقلاب علمی قرن هفدهم بسیار مهم تلقی می‌شود؛ زیرا، مسیر علم را به صورت گسترده تغییر داد. البته آن انقلاب نیز یک شبه رخ نداد، بلکه حدود یک قرن طول کشید.

 از اواسط قرن شانزدهم تا اواسط قرن هفدهم، تحولات بسیار عمیقی در اندیشه بشر اتفاق افتاد، که ریشه در اندیشه گذشتگان داشت. سخنان بسیار تازه‌ای مطرح شد، و به نوعی از جمله مهم‌ترین تحولاتی است که در طول تاریخ علم اتفاق افتاده است.

 آن سخنان تازه چه بود؟

 گمینی: چه بسا یکی از اصلی‌ترین جنبه‌های انقلاب علمی قرن هفدهم جایگزینی نگاه ارسطویی به عالم با نگاه مکانیکی است. پیش از آن، تصور بر این بود که جهان تشکیل شده از یک سری قوا و کیفیاتی که پدیده‌های طبیعی را می‌سازند. در حالی که ریاضیدانان در حدود قرن شانزدهم و هفدهم نشان دادند که ما می‌توانیم جهان را براساس مجموعه‌ای از مفاهیم ریاضی درک کنیم. به عنوان مثال، نیروهایی که گیاهان و موجودات زنده را تغییر می‌دهند، یا قوایی که پدیده‌ای طبیعی مثل سقوط سنگ به زمین را سبب می‌شوند، و غیره را، باید بر اساس مجموعه‌ای از سازوکارهای ریاضی بفهمیم. تمام جهان را مکانیکی ببینیم. 

این مکانیک‌باوری در واقع ویژگی مهم انقلاب علمی قرن هفدهم است و در بن تحولات دیگری قرار دارد که در علوم دیگر روی داد. البته قبل از آن نیز بعضی علوم ریاضی شده بودند؛ مثلا نجوم یا اپتیک تا حد زیادی ریاضی شده بودند؛ اما به عنوان مثال، در بدن جانداران ریاضیات را دخیل نمی‌دانستند. یا نتوانسته بودند سقوط اجسام و حرکت پرتابه‌ها در زمین را چندان با نگاه ریاضیاتی ببینند. در اینجا، مکانیک‌باوری پا به عرصه گذاشت و اعلام کرد به همه چیز با دید ریاضی نظر کنیم و تمام جهان را مکانیکی ببینیم. این امر چه بسا یکی از تازه‌ترین و در واقع عجیب‌ترین حرف‌هایی بود که در قرن هفدهم و در تاریخ زده شد.

این دید مکانیکی همچنان پابرجاست یا تغییر کرده است؟

 گمینی: از قرن هفدهم تاکنون مکانیک‌باوری بسیار تغییر کرده است. اسحاق نیوتن که بعد از دکارت آمد و از مکانیک باوری دفاع می‌کرد با بعضی جنبه‌های مکانیک دکارتی مخالف بود و به مکانیک باوری دیگری باور داشت. به عنوان مثال دکارت فکر می‌کرد که تمام پدیده‌ها و موجودات برای اینکه بر همدیگر تاثیر بگذارند، باید یکدیگر را لمس کنند. اگر زمین گرد خورشید می‌چرخد، این گردش از طریق گردابهایی صورت می‌گیرد. 

در حالی که نیوتون به مکانیک متفاوتی باور داشت. به این ترتیب که اشیاء همدیگر را بدون لمس جذب می‌کنند. ماه و زمین همدیگر را جذب می‌کنند، زمین و خورشید یکدیگر را جذب می‌کنند بدون اینکه لمسی رخ دهد.

 سپس در قرن هجدهم، مفاهیمی مانند انرژی وارد مکانیک‌باوری شد. علم شیمی مکانیکی شد. با مکانیکی شدن شیمی نیروهایی مانند مغناطیس نیز کاملا غیر لمسی در نظر گرفته شدند. دکارت فکر می‌کرد که مغناطیس نیز به وسیله مجموعه‌ای از رشته‌هایی از آهنربا عمل جذب آهن را انجام می‌دهد. مسئله این است که مغناطیس را نیز به شیوه ریاضی درک کردند. شروع کردند تمام پدیده‌ها از جمله اتم‌ها را نیز به شیوه ریاضی بفهمند و از آن‌ها استفاده کنند. 

این دید مکانیکی در طول زمان تغییر کرد تا اینکه در قرن بیستم به مکانیک کوانتومی می‌رسیم که دیگر اشیاء صلب در آن وجود ندارند بلکه صرفا بحث درباره میدان‌ها است و این میدان‌ها به صورت کوانتیزه کار می‌کنند. اما همچنان این دید نیز مکانیکی است؛ زیرا ویژگی مکانیک‌باوری را دارد؛ یک اینکه ریاضی است و دیگر اینکه علیت غایی در آن کار نمی‌کند و قرار نیست به غایت خاصی برسد بلکه کاملا کورکورانه مانند یک ماشین عمل می‌کند.

 اگر مکانیک دکارتی فکر می‌کرد نور یه خاصیت مکانیکی است که به چشم ما برخورد می‌کند و ما رنگ‌ها را تشخیص می‌دهیم_حتی امروز در فیزیک جدید نیز همین تصور را داریم_ اما نور دیگر مجموعه‌ای از اتم‌ها نیست بلکه نور امواج الکترومغناطیسی است که با فیزیک کوانتوم قابل فهم است. این امواج الکترومغناطیسی به چشم ما برخورد می‌کند و ما به این ترتیب رنگ‌ها را می‌بینیم؛ بنابراین رنگ‌ها دیگر مجموعه‌ای از کیفیات نیستند بلکه صرفا انتباعاتی ذهنی هستند که تحت تاثیر امواج ریاضی الکترومغناطیسی قرار می‌گیرند.

در این بخش از گفتگو با دکتر گمینی، استاد تاریخ علم، با انقلاب علمی در قرن هفدهم میلادی آشنا شدیم که باعث شد به جهان با دید مکانیکی نگاه کنیم. در بخش پایانی این گفتگو به این موضوع خواهیم پرداخت که دغدغه امروزی تاریخ علم چیست.