[@سعوديه@]

لسببية بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة

يحتل تعريف السببية حيزاً جيداً من النقاشات الفلسفية والفيزيائية في تاريخ الفلسفة وتاريخ فلسفة العلوم. فإذا أردنا أن نعتمد التعريف الأكثر قبولاً بين الفلاسفة والفيزيائيين للسببية الكلاسيكية، لوجدنا أن مفهوم السببية يرتبط بعلاقة خاصة بين نتيجة ومقدمات، بحيث تكون النتيجة مستغرقة منطقياً من المقدمات، وبحيث نتمكن منطقياً من خلال معرفتنا بالنتيجة أن ندرك طبيعة المقدمات التي نتجت عنها.
من الأمثلة على ذلك؛ "الدخان ينتج عن وجود حريق" ترتبط هذه العلاقة بصورة أوتوماتيكية بحيث يتضمن وجود أحد طرفيها وجوداً للطرف الآخر، فعندما نرى ناراً تلتهم شجرة نعرف أن دخاناً سيتصاعد من جراء احتراق الشجرة. ويتضمن التعريف الكلاسيكي للسببية القبول بعلاقة التعدي أي إذا كانت (أ) تسبب (ب) وكانت (ب) تسبب (ج) فإن (أ) تسبب (ج) علاقة صحيحة منطقياً. والميزة الأساسية التي تهمنا هنا أننا في السببية الكلاسيكية نستطيع أن نتابع وأن نحدد أطراف العلاقة بين الأسباب والنتائج مهما كانت سلسلة العلاقات معقدة ومتشابكة.
لكن هذا التعريف للسببية لا يستغرق الحالات التي تنتج في الفيزياء الحديثة وبالأخص في العالم المجهري، عالم العلاقات بين الجسيمات والذرات. فالفيزياء الحديثة وتحديداً ميكانيكا الكم تعتمد على علم احتمالي يعتبر مقلقاً وغير واضح للعقل الكلاسيكي. وينتج عن هذه الطبيعة الاحتمالية لميكانيكا الكم ضرورة اقتراح تعريف جديد للسببية.
فإذا ما تعاملنا مع مبدأ السببية بفهم عقلاني وواقعي، بحيث نقرّ أن مستوى إدراكنا للعلاقات في العالم المجهري لا يمكن أن يحتكم للسببية بشكلها الكلاسيكي. وإذا ما أخذنا بعين الاعتبار النتائج التجريبية والاستنتاجات النظرية لميكانيكا الكم نصل إلى تعريف نوع جديد من السببية تأخذ بالاعتبار الطبيعة الاحتمالية للنظام المناقش. وهذه السببية تبحث في الحالة الكلية للنظام وليس بحالاته الفردية أو الجزئية، مما يؤدي إلى القول بأننا إن لم نستطع منطقياً أن نعطي سبباً كافياً لحالة جزئية من حالات نظام ما، لن يدفعنا ذلك إلى الاستغناء عن مبدأ السببية بإطلاق، كما يحلو لبعض الفلاسفة أن يفعلوا، بل يدفعنا إلى معالجة القضية على مستوى الكليات.
لنأخذ مثالاً كلاسيكياً قبل أن نخوض بنقاش حالات الفيزياء الحديثة، لنفترض أن "سيارة تقف في باحة كبيرة" فهل تعطينا هذه المعلومة مؤشراً كافياً على أن هذه الباحة هي موقف سيارات؟ بالتأكيد لا. لكن إذا عرفنا أن السيارة هي جزء من مجموعة سيارات متوقفة بشكل منتظم وبصفوف خاصة في باحة كبيرة لها بوابة؛ يمكننا أن نقول، بعد معرفة جميع المعلومات، بأن جملة المسببات الموضوعية تؤدي إلى نتيجة منطقية تقول إن النظام الذي يشمل "السيارات والباحة والبوابة" هو نظام يدل عليه بلفظ لغوي هو "موقف سيارات" حيث لا يكون أي جزء من أجزاء هذا النظام بمفرده سبباً كافياً في تعريف النظام.
مثال آخر قد يلقي مزيداً من الضوء على معنى العلاقة الكلية للنظام، "السيارة وأجزاؤها": يستطيع الإنسان أن يقتني جميع الأجزاء المكوّنة للسيارة لكنه يبقى مع ذلك بدون سيارة؛ إلا إذا كانت هذه الأجزاء كلها مجموعة بشكل معين وترتيب محدد يشكل في محصلته النهائية المفهوم الكلي "للسيارة". وبالتالي فالسيارة هي نظام كلي يشمل مجموعة من الأجزاء المترابطة بشكل معين، بحيث لا يمكن وصف هذه الأجزاء بأنها سيارة ما دامت غير مترابطة بالشكل الهندسي المحدد لعمل السيارة.
تحتكم الحالة الكلية للنظام في ميكانيكا الكم إلى عامل إضافي سبق ذكره هو العامل الاحتمالي الإحصائي، لذلك نستطيع أن نعرّف "السببية الاحتمالية" بالشكل التالي: السببية الاحتمالية هي السببية التي تدرس العلاقات بين المقدمات والنتائج بشكل كلي يأخذ باعتباره النظام ككل بالإضافة إلى الاحتمالات الممكنة للحالات التي يمكن للنظام أن يكون فيها. ويستغرق هذا التعريف السببيّة الكلاسيكية، وذلك عندما تكون الاحتمالات الممكنة لحالة ما مساوية لواحد، أي ليس هناك إلا احتمال واحد يحقق القانون الإحصائي، وهذا الاحتمال هو الاحتمال الذي يحقق العلاقة السببية بين طرفي العلاقة كلاسيكياً.
ولنأخذ مثالاً من الفيزياء الحديثة: عند اقتراح تجربة قذف ذرة (أ) بنيوترون، نعرف من خلال مفاهيم الفيزياء الحديثة أن ما ينتج عن هذه التجربة هو عبارة عن مجموعة من الجسيمات الأولية بالإضافة إلى ذرة جديدة (ب) أو بدون أحياناً. ولكن قد يكون الناتج جسيماً واحداً أو أكثر بحسب ظروف التجربة. وكنتيجة لطبيعة ودقة التجربة ولصعوبة التحكم في العوامل المؤثرة في الاصطدام بين الذرة (أ) والنيوترون فإننا لا نستطيع أن نستخدم السببية بالشكل القديم، كأن نقول "كلما قذفنا الذرة (أ) بنيوترون سيخرج دائماً الجسيم (ب)"؛ فكما قلنا هناك احتمال أن يبعث الجسيم (جـ) أو الجسيم (د) أو أكثر من جسيم في آن معاً. وتتكرر العملية أحياناً وتختلف أحياناً أخرى بحسب الظروف المحددة للتجربة. لكن ما نعرفه تماماً أنه عند قذف الذرة (أ) بنيوترون فإن هناك مجموعة من الجسيمات التي يمكن أن تنبعث من هذا الاصطدام نستطيع أن نحددها تماماً، لكننا لا نعرف أي منها سينبعث في الحالة المعينة التي نقوم بتجربتها إلا بعد إجراء التجربة ومعرفة النتائج الأكيدة.
إذن ما يمكن أن نقوله هنا اعتماداً على التعريف الجديد للسببية شيء من هذا القبيل: "كلما قذفنا الذرة (أ) بنيوترون سيصدر عندنا جسيم أولي هو إما (ب) أو (جـ) أو (د) أو أي مجموعة مشتركة بينهم" مع التأكيد أن ما نعرفه نظرياً عن الجسيمات التي ممكن أن تنتج عن قذف (أ) بنيوترون محددة فقط بالمجموعة (أ، ب، جـ).
يمكن أن نقول إن أكبر مشاكل مفهوم السببية في الفيزياء الحديثة مرتبط بتعريف "محصلة الموقع" في ميكانيكا الكم (Super position) . فإذا أخذنا إلكترونا نعرف موضوعياً بأنه في أحد مستوييّ طاقة المستوى الأول أو الثاني فإننا نظرياً وقبل إجراء التجربة نستطيع أن نحكم بأن الإلكترون سيكون في مستوى طاقة مساو لمجموع مستويّ الطاقة الأول والثاني. لكننا نعرف من خصائص ميكانيكا الكم أن الإلكترون يجب أن يكون إما بالمستوى الأول أو بالمستوى الثاني وليس في مستوى محصلة جمعية كمحصلة المتجهات الكلاسيكية، وبالتالي فإننا ندرك بأننا عند إجراء التجربة ستختفي إحدى مستويّ الطاقة وسيظهر الإلكترون في مستوى واحد محدد إما الأول أو الثاني. ولا يمكننا أن نحسب مسبقاً في أي مستوى سيكون الإلكترون.
إن هذه الطبيعة الاحتمالية والغريبة دفعت الكثيرين إلى إعادة دراسة مفهوم السببية حتى في العالم الكلاسيكي. وأدى ذلك إلى ظهور مجموعة من التعريفات الجديدة للسببية كمفهوم السبب المشترك. ما يهمنا هنا هو أن مفهوم السببية الكلاسيكي مفهوم ناقص ويجب تجاوزه.

[زولديك]

[لودي*]

بارك الله فيك

ويعطيك العافية

[الهَياء]

رآئع . .
بآرك الله فيك ~

[فراشة الرياضيات]

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية