نظريه هاي فيزيكي براي توضيح پديده هايي كه مشاهده مي كنيم و يافتن رابطه بين آنها ساخته مي شوند . نظريه هاي فيزيكي فقط فرضيه هستند، يعني شكل خاصي از جهان را بررسي مي كنند كه فرضي است . هر نظريه اي از فرضيات خود نتايجي استخراج مي كند كه قابل تجربه مستقيم باشند اين نتايج را پيش بيني هاي آن فرضيه يا نظريه مي نامند. ممكن است اين پيش بيني ها درست يا نادرست باشند و از اين طريق است كه نظريه ها مورد آزمايش قرار مي گيرند.
نكته ظريفي كه در اين ميان وجود دارد فاصله اي است كه بين نظريه و تجربه مستقيم وجود دارد. تجربه مستقيم ما، ادراكات حسي است كه به كمك آن تصويري از اطراف خود مي سازيم و راي بيان اين تصوير مفاهيمي مانند زمان و مكان و حركت در ذهن ما شكل مي گيرد، اين تصوير را تصوير ماكرو از عالم و مفاهيم موجود در آن را مفاهيم ماكرو (كلان ) مي ناميم .
مثلا زمان و مكان و جسم را كه مستقيما ادراك مي كنيم مفاهيم ماكرو هستند. اما آنچه كه در يك نظريه فيزيكي آورده مي شود و تصويري كه از عالم ارائه مي كند لزومي ندارد دقيقا همانهايي باشند كه در سطح ماكرو از عالم ديده مي شود ولي بايد با آنها ارتباطاتي داشته باشد كه بتواند منجر به پيش بيني هاي قابل تجربه شود.
البته اولين نظريه هاي فيزيكي مانند مكانيك نيوتوني بسيار به تصوير ماكرو از عالم نزديك است و دقيقا از همان مفاهيمي استفاده مي كند كه در سطح ماكرو ديده مي شود. فضا و زمان در مكانيك نيوتوني دقيقا هماني است كه مستقيا مشاهده مي كنيم .
هرچه جسمي را ريزتر كنيم باز هم جسمي به دست مي آوريم با همان خواص جسم بزرگتر فقط اندازه آن كوچك شده است . طبق اين نظريه جهان در سطح ميكرو(اندازه هاي هر چقدر كوچك) دقيقا همان شكلي را دارد كه جهان در سطح ماكرو دارد.
طبيعي است كه اولين نظريه هاي فيزيكي چنين فرضياتي داشته باشند و دليلي نداريم كه غير از اين فكر كنيم . اصولا دايره تصورات ما از عالم، محدود به همان تصويري است كه ادراكات حسي ما ايجاد مي كنند و لذا توانايي ساختن تصوير خارج از ادراكات حسي را نداريم و هرچه در تصور خود بسازيم از همان اجزايي استفاده خواهيم كرد كه در تصوير ماكرو از جهان مي شناسيم. بنابراين اگر تصوير ذهني ما از جهان در سطح ميكرو غير از تصوير ماكرو آن باشد با معضل عدم امكان تصور يا نداشتن تصوير از آن روبرو خواهيم شد.
پيش بيني هاي مكانيك نيوتوني براي جهان در سطح ماكرو و سرعتهاي اجسام كه نزديك سرعت نور نباشند، همگي قابل قبول و صحيح بودند ولي در سطح اجسام به اندازه اتمها (ميكرو ) كاملا نادرست هستند. اين به معناي آن است كه جهان به شكلي كه مكانيك نيوتوني فرض مي كند نيست و مطمئنا جهان در سطح ميكرو به گونه اي ديگر است.
اصلاحات مكانيك نيوتوني جهت درك جهان در سطح ميكرو كاملا تدريجي و حدودا در يك دوره سي ساله انجام شده و نظريه جديد نظريه كوانتوم نام گرفت.
علت اين نامگذاري اولين مشكلي بود كه مكانيك نيوتوني با آن روبرو شد. طبق نظريه مكانيك نيوتوني تابش انرژي از يك جسم به طور پيوسته انجام مي شود و انرژي به طور پيوسته از يك جسم داراي حرارت خارج مي شود ،اما تجربه خلاف اين مطلب را نشان داد.
تجربه جديد با فرض اينكه انرژي بصورت واحدها و يا بسته هاي جدا از هم و بدون پيوستگي از اجسام داراي حرارت خارج مي شوند، قابل توضيح بود ،لذا اصلاح نظريه توسط ماكس پلانك انجام شد . كلمه كوانتوم نيز كه به معني گسسته است از همين تجربه گرفته شده است .
و نهايتا نظريه اي كه توانست تجربه جديد را توضيح دهد نظريه كوانتوم ناميده شد. در نظريه نهايي كوانتوم همچنان مفاهيم ماكرو زمان، مكان، سرعت، جرم و ذره حضور دارند زيرا بدون اين مفاهيم نمي توان نظريه اي بنا كرد كه با تصوير ماكرو جهان ارتباط برقرار كند.
اما براي توصيف وضعيت يك ذره مفهوم جديدي ارائه مي شود كه تابع (رياضي) موج ذره نام دارد. مشابه اين مفهوم درمكانيك نيوتوني معادله حركت يك ذره است. تابع موج هر ذره وضيعت مكاني ذره را در طي زمان مشخص مي كند. اما در اينجا تفاوتي جدي و اساسي با مكانيك نيوتوني وجود دارد ، تابع موج نمي تواند بگويد ذره در هرلحظه خاص در كجا است و فقط مي تواند شدت وجودش را در هر نقطه اي معين كند. تابع موج ،سرعت حركت و جهت حركت را نيز مشخص نمي كند و فقط مي تواند گستره اي از سرعتها و جهت هاي حركت را مشخص كند و نشان دهد كه ذره با چه شدتي اين سرعتها و جهتهاي حركت را دارد.
يك تفسير طبيعي از اين وضعيت آن است كه بالاخره ذره در مكاني خاص قرار دارد و سرعت مشخصي هم دارد ولي نظريه كوانتوم توانايي مشخص كردن آن را ندارد.
اما كسي كه چنين تفسيري مي كند ناخودآگاه فرض كرده است كه جهان در سطح ميكرو مانند جهان در سطح ماكرو است و فقط بايد قوانين آن را كشف كند. اكنون پس از گذشت هشتاد سال از نهايي شدن نظريه كوانتوم كسي اعتقاد ندارد كه اين فرمولبندي از نظريه كوانتوم ضعف نظريه كوانتوم است بلكه ساختار جهان به همين شكل است كه نظريه كوانتوم مي گويد : ذرات واقعا جا و مكان و سرعت مشخصي ندارند، نه اين كه ذرات جا و مكان مشخص داشته باشند ولي نظريه كوانتوم نتواند آن را مشخص كند.
تفسير عميقتر اين وضعيت آن است كه جهان در سطح ميكرو غير از جهان در سطح ماكرو است و ساختار آن بايد پيچيده تر باشد. در سطح ميكرو ممكن است مفاهيم زمان و مكان معناي درستي نداشته باشند و مفاهيم ديگري حضور داشته باشند كه از تصور ما خارج است.
براي برقرار شدن ارتباط با جهان سطح ميكرو، نظريه كوانتوم چاره اي جز آن ندارد كه مجددا از همان مفاهيم مكان و زمان در جهان ماكرو استفاده كند ولي نحوه استفاده و نتيجه گيري آن به گونه اي است كه براي ما قابل تصور نيست.
ذراتي كه همه جا هستند و هر سرعتي را كم و بيش دارند براي ما معنادار نيست زيرا تنها ذرات قابل تصور براي ما آنهايي هستند كه در سطح ماكرو قابل رويت است ،يعني جا ومكان خاص وسرعت مشخصي دارند و ما آنها را مي بينيم.
يكي از مشخصه هاي ديگر نظريه كوانتوم آن است كه برخلاف وضعيت جهان قابل رويت اطراف، معادلات آن هيچ ذره اي را مجبور نمي كنند در مكان مشخصي قرار بگيرد بلكه احتمال حضور را مشخص مي كند. بنابراين تا آنجا كه مربوط به يك ذره خاص مي شود به هيچ وجه معين نخواهد شد كه حتما در جاي مشخصي قرار بگيرد، اما اگر دسته زيادي از ذرات در كار باشند چون احتمال مشخص است تقريبا وضعيت اكثريت ذرات يا اصطلاحا رفتار آماري ذرات مشخص مي شود .
بنابراين نظريه كوانتوم نظم آماري براي جهان را پيش بيني مي كند نه نظم فردي براي ذرات را.
اين نكته (نظم آماري يا نظام كلي) با آموزه هاي ديني ما نيز كاملا سازگار است، زيرا از يك طرف وجود نظم و قوانين حاكم در سطح ماكرو را توضيح مي دهد و از طرف ديگر نقض اين نظم و نافرمانيهاي گاه به گاه آنرا مانع نمي شود. يعني خداوند عالم نظم را بر جهان قرار داد و از طرفي هم دست خود را نبسته است كه نتواند اين نظم را بر هم زند و مثلا آتش را بر ابراهيم گلستان
كند. در اين نظريه فضا براي درك و بيان اين مفهوم كه ذرات تحت فرمان خدا باشند كاملا باز است و نيز اينكه خداوند فعال ما يريد بوده ولي همچنان نظم ثابتي در جهان ماكرو برقرار باشد، قابل توضيح است. همچنين در اين نظريه فضا براي ايفاي نقش اراده و اختيار انساني نيز وجود دارد تا انسان نيز به اذن خداوند تاثير خود را بر عالم داشته باشد.
*ماكس كارل ارنست لودويك پلانك دانشمند فيزيكدان آلماني كه در ۴ اكتبر ۱۹۴۷ وفات يافته است پدر نظريه كوانتوم لقب گرفته است . او دبير رياضيش هرمان مولر را نختسين كسي مي داند كه اولين بار معناي برخي قوانين فيزيك را به او فهماند، ماكس پلانك در سال ۱۹۱۸ با نظر موافق و همراهي كساني چون آلبرت انيشتين توانست جايزه نوبل فيزيك را تصاحب كند. انجمن علمي ماكس پلانك كه در سال ۱۹۱۱ تاسيس شده است همچنان به فعاليت خود ادامه مي دهد . تمبر
يادبود وي در سال ۱۹۵۰ در آلمان شرقي منتشر شد. ستايش نامه البرت انيشتين درباره اين مرد بزرگ خواندني است.