در اوایل قرن ۲۰ میلادی با پا به عرصه گذاشتن نظریه های جدید در علم فیزیک به نام مکانیک کوانتومی، ادراک جمعی و دریافت های حسی بشر که مبنای تقریبا همه ی آنچه در فیزیک کلاسیک یافت می شود، گردیده بود؛ دیگر نقش سابق خود را ایفا نمی کرد. اصول خشک و ساختار اجتناب ناپذیر ریاضیات مکانیک کوانتومی هیچ گونه ردی از شهود نداشتند و به طور مختصر، با ادراک جمعی و منطق سازگار نبودند.
این ناسازگاری، خود باعث شد که مفاهیمی جدید برای رفع این مشکل و ایجاد سازگاری بیشتر با ادراک جمعی بوجود آید. این مفاهیم که ارتباطی عمیق و شگفت انگیز بین ریاضیات، فیزیک و فلسفه برقرار می کنند، علاوه بر رفع مشکل فوق تا حدی، به پیشرفت هرکدام از این شاخه ها و ارتباط بین آنها کمک کرده اند.
علیت و جبرگرایی
۲-۱- علیت و جبرگرایی و مفهوم آن در فیزیک کلاسیک
می توانیم درک خود را از منطق ادراک جمعی با رفتن از مفاهیم سینماتیکی به مفاهیم دینامیکی عمق ببخشیم.گذر از سینماتیک به دینامیک اساسا با معرفی مفهوم نیرو انجام پذیر است.مساله ی اساسی دیگر در دینامیک، زمان و تحول یک سیستم در طی یک زمان است. اما به محض وارد شدن مفهوم زمان و از دید دینامیکی، که در آن ما به دنبال عامل حرکت هستیم، مفهوم علیت وارد می شود.
در فیزیک کلاسیک معادلات اساسی حرکت (قوانین نیوتون) به شرط داشتن شرایط اولیه مشخص می توانند آینده یک سیستم را به طور کاملا دقیق پیش بینی کنند. علیت به طور مؤکدی برقرار است وسیستم “فقط” می تواند به حالات پیش بینی شده توسط قوانین برود. در این حالت هر نقطه ای از ناحیه مشخص A فقط و فقط به یک نقطه دیگر از ناحیه ی B نظیر می شود. (شکل) این تناظر از طریق قوانین حرکت برقرار می شود و تنها مشخصه ی تمایز نواحی A و Bگذشت زمان است.اگر به شکل ۱ توجه کنیم و مفاهیم علیت (تقدم زمانی علت بر معلول)و جبرگرایی را در نظر بگیریم، متوجه می شویم در فیزیک کلاسیک و منطق مربوط به آن هر دو موضوع علیت و جبرگرایی برقرارند، A علت B است چون از نظر زمانی مقدم بر B می باشد و جبرگرایی هم که در اینجا به معنی تناظر “یک به یک” نقاط A و Bاست وجود دارد.
اگر به شکل توجه کنیم می توان گفت: یک هم ارزی منطقی بین این دو ناحیه وجود دارد که از طریق مکانیک کلاسیک برقرار می شود. این هم ارزی مربوط به یک سیستم در دو زمان متفاوت است. B از نظر زمانی بعد از A اتفاق می افتد و لذا علیت برقرار است. A علت معلول B است. اما چون رابطه یک به یک برقرار است و ما هر نقطه از A را می شناسیم، قائل به جبرگرایی هستیم: هر نقطه از A فقط حق رفتن به یک نقطه ازB را دارد.
۲-۲- علیت و جبرگرایی و مفهوم آن در فیزیک کوانتومی
اگر به شکل توجه کنیم ، همان مطالب گفته شده در مورد سیستم های A و Bباید مجددا مورد بررسی قرار بگیرند. چون می خواهیم از مفاهیم کوانتومی که منطبق بر حقیقت تجربه هستند استفاده کرده و تحول سیستم را با قوانین آن توصیف کنیم، لذا باید تفاوت های موجود را تفسیر کنیم.
اما در مورد تفاوت های این دیدگاه :
در دیدگاه کوانتومی ما وضعیت یک سیستم را دیگر با نقاطی در فضای فاز توصیف نمی کنیم. بلکه گزاره های توصیف کننده سیستم تبدیل به ناحیه هایی در فضای فاز می شوند. تمام نقاط درون این ناحیه باهم هم ارزند و ما هیچ اطلاعی راجع به نقاط درون ناحیه A یا B نداریم. این مستقیما به علت اصل عدم قطعیت است. در واقع هرچه قدر هم که ابزار اندازه گیری دقیق باشد حتی در حد دقت بی نهایت، با ز هم مساحت ناحیه های مشخص کننده سیستم به صفر نخواهند رسید و همواره از مقدار کمینه ای بیشتر خواهند بود.
اکنون با این تفاسیر می خواهیم ببینیم مفهوم علیت و جبرگرایی به معنای کلاسیک شان از دیدگاه فیزیک کوانتومی به چه صورت در می آید؟
دیدیم که علیت در فیزیک به معنی تقدم زمانی علت بر معلول است. این اصل همچنان در مکانیک کوانتومی حفظ می شود و اعتبار خود را از دست نمی دهد. در واقع در شکل، ناحیه یA هنوز هم بر ناحیه ی B تقدم زمانی دارد. ناحیه های A و B نشان دهنده ی یک سیستم در دو زمان متفاوت هستند که مکانیک کوانتومی تحول این سیستم در زمان را توصیف می کند. پس قوانین مکانیک کوانتومی به هیچ عنوان علیت را زیر سوال نمی برند.
گفته شد که هیچ اطلاعی راجع به نقاط درون این ناحیه ها وجود ندارد، در واقع هر نقطه از A می تواند به هر کدام از نقاط درون ناحیه B ارتباط پیدا کند و هر نقطه از B هم می تواند از هر کدام از نقاط درون ناحیه A ناشی شده باشد. این گفته به معنای از بین رفتن رابطه یک به یکی بین نقاط ناحیه A وB است؛ و این به معنی این است که دیگر نمی توان گفت هر نقطه از A فقط حق رفتن به یکی از نقاط B را دارد، جبرگرایی به وضوح از بین رفته است. در مکانیک کوانتومی یک علت خاص صرفا موجب ایجاد یک معلول خاص نمی شود و یک معلول خاص هم الزاما نتیجه ی یک علت خاص و معین نیست. شاید در یک جمله بتوان گفت: رو یدادهای منفرد کوانتومی علت مشخصی ندارند. البته مبنای این جمله دقیقا برخاسته از حقایق تجربی است. همان حقایقی که از راه منطق ادراک جمعی قابل درک اند.
زیر سوال رفتن علیت به این معنا که اگر اطلاعات زمان حال را داشته باشیم نمی توانیم آینده را پیش بینی کنیم، بیان مکانیک کوانتومی نیست؛ بلکه بیان این است که ما اطلاعات زمان حال را به طور کامل هیچ گاه در دست نخواهیم داشت.