وقتی شما دارید راجع به یک نظریه ی ِ مکانیک حرف می زنید منظورتون چیه؟ دقیقا یک نظریه ی ِ مکانیک داره چی رو توصیف می کنه؟ خوب نظریه مکانیک باید رفتار ِ ذره رو در فضای ِ فاز (مکان-تکانه) توصیف کنه! یعنی به ازای ِ یک سری ویژگی های ِ فضا و بر هم کنش با ذرات ِ دیگه، بتونه توصیف بکنه که ذره در فضای ِ فاز چه مسیری طی می کنه. البته اغلب مایل هستیم به جای ِ تعیین ِ مسیر ِ ذره در فضای ِ فاز، چیزی رو که مشاهده می کنیم رو توصیف کنه؛ یعنی مکان-زمان! البته اگر رابطه ی ِ بین تکانه و مکان معلوم باشه می شه همون مکان زمان رو هم به دست آورد و کار ِ سختی نیست!!!

اولین نظریه ی ِ مکانیک منسوب به نیوتون هستش! تو نظریه ی ِنیوتون جرم و زمان و مکان مفاهیم قابل اندازه گیری و پذیرفته شده ای هستند و بعد راجع به تکانه صحبت می شه که اندازه ی ِ حرکت ِ ذره هستش و در نهایت تعریف ِ موجودی که اندازه ی ِ حرکت رو تغییر بده (در وضع ِ جسم تغییر ایجاد بکنه ) و نهایتا توصیف ِ ویژگی های ِ این موجود! (که همانا نیرو باشه)

نظریه نیوتون موفقیت های ِ بسیاری رو در پی داشت و حرکتهای ِ بسیاری رو که سالها مثل ِ معما بودند رو توجیه و تفسیر کرد! صرف ِ نظر ِ اشکالات ِ فلسفی-مفهومی ِ نظریه ی ِ مکانیکی که نیوتون بنا نهاد، یکی از اشکالات ِ عمده اش اتکای ِ زیاد ِ این نظریه ی ِ مکانیک بر مفاهیم ِ هندسی بود! و البته در مسائلی که پیچیدگی کمی بیشتر می شه این مورد شدیدا آزار دهنده خواهد بود!

چند وقت بعد نظریه ِ جدید ِ مکانیک ظهور کرد که ابدا کننده اش لاگرانژ نامی بود! توی ِ این نظریه گرچه از مفاهیمی که در مکانیک ِ نیوتونی شکل گرفته بودند (مثل ِ پتانسیل و انرژی) استفاده می شد اما به لحاظ ِ مفهومی زیبا تر و قابل فهم تر بود! مشکلات ِ فلسفیش هم کمتر بود و به جای ِ صحبت از بر هم کنش ِ بین ِ دو ذره از ویژگی ِ ذاتی ِ فضا حرف می زد (که همانا تابع ِ پتانسیل باشه گرچه خود ِ تابع پتانسیل از مکانیک ِ نیوتونی بیرون اومده)! یکی از زیبایی های ِ این نظریه این بود که به شدت از مفاهیم هندسی دور بود و خیلی تحلیلی به مسائل نگاه می کرد و البته خود ِ لاگرانژ از این موضوع به شدت راضی بود!!! و البته این موضوع در مسائل ِ پیچیده به شدت کمک کننده بود!

از جذابیت های ِ شدید ِ این نظریه ی ِ جدید این بود که از یک اصل ِ موضوع ِ بنیادین ، همه ی ِ نتایج ِ مکانیک ِ نیوتونی رو استخراج می کرد! البته به لحاظ ِ نتایج ِ مشاهداتی واقعا هیچ چیز ِ جدیدی در پی نداشت! صرفا یک ساختار ِریاضی ِ جدید بود! اما از نظر ِ من واقعا جذابیت داره! به لحاظ ِشهودی می شه گفت توی ِ سیستمی که انرژی ِ جنبشی و انرژی ِ پتانسیل خیلی زیاد از هم فاصله می گیرند و نوسان می کنند اتفاقات ِ شدیدتری می افته! نظریه ی ِ لاگرانژ از این قرار بود که انتگرال ِ زمانی ِ اختلاف ِ بین ِ انرژی ِ پتانسیل و انرژی ِ جنبشی باید در طی ِ مسیر ِ ذره از نقطه ای به نقطه ای کمترین مقدار بین ِ تمام ِ مسیرها رو داشته باشه! به این انتگرال هم اسم ِ کنش داده می شه! این واقعا زیباست! یعنی طبیعت همیشه دوست داره کمترین کنش رو انجام بده! حیرت انگیزه!

چندین سال ِ بعد یک نظریه ی ِ جدید ِ مکانیک ارائه شد به که پایه گذارش همیلتون نامی بود! البته به لحاظ ِ اصول ِ موضوعی هیچ چیزی فراتر از نظریه ِ لاگرانژ نداشت، اما به لحاظ ِ ساختار ِ ریاضی جدیدتر بود و البته به دلایلی در فیزیک ِ نوین و بررسی نظریه ی های ِ شامل ِ نیروی های ِ جدید  و امواج، مورد پسند تر! در معادلاتی که لاگرانژ ارائه کرده بود از مختصه ها و سرعتهاشون استفاده میشه اما در نظریه ی ِ همیلتون از مختصه ها و تکانه های ِ مربوط به مختصه ها!!! دلیلِ مورد پسند تر بودن هم همینه چون وقتی شما از موج حرف می زنید دوست دارید مکان ِ موج و تکانه اش رو بدونید! اغلب سرعت ِ امواج ثابت هستش واسه همین خیلی جالب نیست! اما تکانه می تونه خیلی فرق بکنه! و البته به همین دلیل ِ که تکانه توش بحث می شه خیلی راحتتر قابلیت ِ هماهنگی با نظریات ِ آماری رو داره تا مکانیک ِ لاگرانژی یا نیوتونی!

سالها گذشت و نظریات ِ مکانیک با ساختارهای ِریاضی ِ جدید فرت و فرت بیرون می اومدند بدون ِ این که چیزی فراتر از پیش بینی های ِ نیوتونی در بر داشته باشند!

تا این که سر و کله ی ِ مکانیک ِ  کوانتم پیدا شد! کاری با این که روند و استدلالات ِ این نظریه ی ِ جدید چیه ندارم و تکامل یافته ی ِ این نظریه رو قبول می کنم! اما نکته چیه؟ نکته اینه که کوانتم یک نظریه در مکانیک هستش!!!!!! یعنی نظریه ای که توصیف می کنه ذرات در فضای ِ فاز چه رفتاری دارند (اساسا در مکانیک ِ کوانتم راجع به این که چه طور حرکت می کنند بحث نمی شه! راجع به این بحث می شه که چه رفتاری دارند!!!!! این رفتار خیلی حرف پشتشه!) کوانتم هیچ نیروی ِ جدیدی رو پیش بینی نمی کنه صرفا می گه اگر پتانسیل ِ من چنین شکلی داشت ذره چه طور رفتار می کنه و البته مکانیک ِ کوانتم توصیف ِ ذره رو هم عوض کرده و به جای ِ یک گوی یا نقطه در فضا، راجع به رفتار ِ یک توزیع ِ احتمال از حضور ِ ذره بحث می کنه و البته ذره همچنان خواص ِ موج داره!

این که شما خواص ِ موجی ِ موجودات رو ببینید یا خواص ِ ذره ای بستگی به نوع ِ آزمایشی که برای ِ موجودتون در نظر گرفتید داره! اما این دوگانگی واقعا حیرت آوره! مثل ِ این که ذره می فهمه شما چه آزمایشی واسش در نظر گرفتید!! کلی فکر کردم تا موج رو موجودی قویتر از ذره بگیرم اما واقعا یه جاهایی ذره ای عمل می کنه نه موجی!

اما این دو گانگی ِ موج-ذره، (که در بهترین جایی که خودش رو نشون میده آزمایش ِ دو شکاف و تک شکاف هستش که با الکترون انجام میشه) دست ِ کم من رو از یک چیز مطمئن می کنه! تمام ِ مکانیک هایی که ما از روز ِ اول تا الان فرمال کردیم در واقع برای ِ تفسیر و پیش بینی ِ نتایج ِ مشاهده ها نگاشته شده و کاری به این قبل از مشاهده چی رخ میده و در واقع پشت ِ این مشاهده چی نهفته است نداره، به قولی ذات رو توجیه نمی کنه بلکه نظریه ای برای ِ صفات هستش! مخصوصا وقتی این احساس برام قوی تر شد که استدلال ِ یکی از قدمهای ِ ایجاد ِ مکانیک ِ کوانتم رو خوندم: چیزی که ما از اتمها می بینیم و باید برای ِ توجیهش تلاش کنیم در واقع یک سری خطوط ِ طیفی و سطوح ِ انرژی هستش و نه بیشتر!!!! و هر تلاشی برای ِ درک ِ ذات ِ پدیده ها در اتم به مشکل بر می خوره! فقط باید به توجیه ِ مشاهده پذیر ها بپردازیم!!!

خیلی آزار دهنده است نه؟؟ این که همه ی ِ علم و دانش ِ ما صرفا توجیه ِ تفسیری هست که ما از جهان داریم و مشاهده می کنیم نه چیزی که هست! حالا می شه کلی بحث کرد که نهههههههههه جهان همین مشاهده پذیر هاست و غیر از اینها بی معنی هستند و نظریه ای که نشه آزمایشش کرد به درد نمی خوره و فلان و فلان!  اما خدا وکیلی این حرفها من یکی رو قانع نمی کنه! این حرفها از زیر ِ بار ِ قبول ِ خیلی چیزها در رفتن هستش! می خواد توجیه کنه که نمی شه از این بیشتر جلو رفت! دقیقا مثل ِ این که یک دزدی اومده خونه تون و دست و پاتون رو بسته و داره وسائل خونه رو می دزده و شما چون می بینید که نمی تونید در قبال ِ این اتفاق کاری انجام بدید و راه ِ فراری پیدا نمی کنید، میگید خیلی خوب! من اصلا این دزدی واسم مهم نیست! به درک! دزدی برای ِ من معنی نداره! و می گیرید می خوابید!

تبصره: نظریه ی ِ نسبیت ِ عام به نظر ِ خودم البته یک نظریه ی ِ مکانیک به اون معانیی که گفتم نیست!!! بلکه یک نظریه ی فوق العاده زیبا راجع به هندسه ی ِ فضا و زمان هستش که داره بهمون می گه با یک توزیع ِ انرژی در فضا، هندسه ی ِ فضا زمان ِ ما چه طور تغییر می کنه و البته یک اصل ِ خیلی جالب داره که می گه ذره در این پیوستار ِ فضا-زمان یک ژئو دزی (کوتاه ترین مسیر ِ بین دو نقطه) رو طی می کنه!

شاید یکی از دلایل ِ عدم ِ پیوند ِ کوانتم و نسبیت ِ عام همین باشه!!!!