کشف یک اشتباه در ترجمه قانون اول نیوتن پس از حدود ۳۰۰ سال!

تفسیر جدیدی از نوشته‌های نیوتن به ما نشان می‌دهد پدر مکانیک کلاسیک از قانون اول خود چه منظوری داشت.

یک اشتباه ظریف ترجمه در نوشته‌های آیزاک نیوتن درباره قانون اول حرکت، که برای سه قرن از نگاه‌ها پنهان مانده بود، حالا بینش‌هایی به ما می‌دهد که این فیلسوف طبیعی پیشگام هنگام بنا نهادن بنیاد مکانیک کوانتوم چه منظوری در سر داشت.

قانون اول نیوتن معمولاً به این صورت بیان می‌شود که «اجسام در حرکت تمایل دارند در حرکت بمانند، و اجسام درحال سکون تمایل دارند ساکن بمانند.» اما تاریخ این اصل درباره اینرسی، که حالا برای ما تقریباً بدیهی به‌نظر می‌رسد، پیچیدگی‌های خود را دارد.

نیوتن در قرن هفدهم کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی را به‌زبان لاتین نوشت. او در این کتاب می‌نویسد: «هر بدنه حالت سکون یا حرکت یکنواخت و مستقیم را حفظ می‌کند، مگر تا حدی که به‌واسطه نیروهای واردشده وادار به تغییر حالت می‌شود.»

«دنیل هوک» (Daniel Hoek)، فیلسوف دانشگاه ویرجینیا تک، می‌گوید در طول قرن‌ها، بسیاری از فیلسوفان علم این سخنان را درباره اجسامی تفسیر کرده‌اند که هیچ نیرویی بر آن‌ها اعمال نمی‌شود. برای مثال، در ۱۹۶۵، «برایان الیس» (Brian Ellis)، پژوهشگر نیوتن، گفته‌های او را به این صورت نقل کرد: «هر بدنه‌ای که سوژه کنش نیروها نیست، در حالت سکون یا حرکت یکنواخت در یک خط مستقیم ادامه می‌دهد.»

اما هوک می‌گوید این کمی گیج‌کننده است. چون هیچ جسمی در کیهان وجود ندارد که از کنش نیروهای خارجی بر خودش آزاد باشد. پس چرا نیوتن باید درباره چیزی که اصلاً وجود نداشت قانونی می‌ساخت؟

در یک مقاله جدید در ژورنال Philosophy of Science، هوک استدلال کرده است که نیوتن اصلاً قصد نداشت قانون اول را به اجسام تخیلی و آزاد از هرگونه نیرویی ارجاع دهد.

او می‌گوید نیوتن از عبارت لاتین nisi quatenus (مگر تا حدی که) استفاده می‌کند. در این‌جا منظور او این نیست که بگوید قانون اول تنها به اجسام مذکور ارجاع دارد، بلکه اشاره می‌کند که حرکت تنها تا حدی تغییر می‌کند که یک نیرو آن را به این امر وادار می‌سازد.

هوک می‌نویسد که یک تفسیر بهتر به تمام اجسام ارجاع می‌دهد: «هر تغییر در حالت حرکت یک جسم ناشی از نیروهای اعمال‌شده است.»

این تفاوت کمی آکادمیک به‌نظر می‌رسد. گذشته از هرچیز، نظریه‌های نیوتن با نظریه نسبیت عام اینشتین جایگزین شده‌اند. اما «رابرت دی‌ساله» (Robert DiSalle)، تاریخ‌دان فلسفه فیزیک در دانشگاه وسترن در آنتاریو، می‌گوید اینشتین نظریه خود را براساس نظریه نیوتن ساخت.

اما دی‌ساله می‌گوید مردم از تفسیرهای اشتباه نظریه نیوتن استفاده کرده‌اند تا بگویند نظریه‌های اینشتین و نیوتن اختلافات فلسفی بنیادی دارند. خصوصاً برخی این نقد را ارائه کرده‌اند که قانون اول نیوتن دور دارد.

این قانون می‌گوید اجسام آزاد از نیرو در خط مستقیم حرکت می‌کنند یا ساکن می‌مانند، اما از کجا بدانیم که آن‌ها از هر نیرویی آزاد هستند؟ پاسخ این است که آن‌ها در خطی مستقیم حرکت می‌کنند یا ساکن باقی می‌مانند.

اصول ریاضی فلسفه طبیعی

احتمالاً اشتباهی کوچک در اولین ترجمه اصول ریاضی فلسفه طبیعی به‌دست اندرو مات باعث شده تا منظور اصلی نیوتن از قانون اول خود گم شود.

دی‌ساله می‌گوید: «مقاله [جدید] ساده‌تر نشان می‌دهد که چرا این دیدگاه اشتباه است.» نه‌تنها نیوتن قصد نداشت قانونی درباره اجسام تخیلی آزاد از نیرو بسازد، بلکه هم‌عصران او نیز قانون اول او را این‌طور تفسیر نمی‌کردند. دی‌ساله می‌گوید: «من فکر می‌کنم این تفسیری است که مردم پس از نگاه به گذشته آن را ساخته‌اند.»

«جرج اسمیت» (George Smith)، فیلسوف دانشگاه تافتس و متخصص نوشته‌های نیوتن، می‌گوید نوشته‌های بعدی نیوتن کاملاً این موضوع را روشن می‌سازند که او می‌خواست قانون اولش درباره تمام اجسام باشد، نه فقط اجسام نظری آزاد از نیرو. اسمیت می‌گوید: «تمام نکته قانون اول این است که وجود نیرو استنتاج شود.»

به گفته او، زمانی که نیوتن کتاب خود را می‌نوشت، اصلاً بدیهی درنظر گرفته نمی‌شد که اشیاء برای این که به حرکت دربیایند به نیرو نیاز دارند. انواع و اقسام نظریه‌های قدیمی درباره اشیائی وجود داشت که قدرت محرک مخصوص خود را داشتند.

برای مثال، ارسطو گمان می‌کرد که اجسام آسمانی از یک نوع ماده نظری به‌نام اثیر (Aether) ساخته شده‌اند و به‌طور طبیعی در مسیرهای دایره‌ای حرکت می‌کنند. نیوتن در متن خود درحال ردکردن تمام این ایده‌های قدیمی بود و اشاره می‌کرد که هیچی جسمی وجود ندارد که نیرویی بر آن اعمال نشود.

سوءتفاهم درباره منظور نیوتن احتمالاً از آثار ماندگار ترجمه لاتین به انگلیسی «اندرو مات» (Andrew Motte) در سال ۱۷۲۹ و پس از مرگ نیوتن است. مات به‌جای «مگر تا حدی که» از «به‌جز» استفاده می‌کند.

هوک می‌گوید این تفاوتی ظریف بود که باعث می‌شد به‌نظر برسد نیوتن از اجسام آزاد از نیرو صحبت می‌کند، به‌جای این که توضیح دهد چرا تمام اجسام به نیروها واکنش نشان می‌دهند. او می‌گوید، پس از این ترجمه مردم به‌احتمال زیاد دیگر به ترجمه اصلی مراجعه نمی‌کردند.

«رامون بارتلمی» (Ramón Barthelemy)، پژوهشگر آموزش فیزیک در دانشگاه یوتا، می‌گوید این توضیح کامل‌تر است. کلماتی که دانشمندان برای انتقال ایده‌های خود استفاده می‌کنند می‌تواند اثری بزرگ روی فهم، مخصوصاً برای دانشجویان، داشته باشد.

بارتلمی می‌گوید: «من فکر می‌کنم وقعاً جالب است که مردم همچنان درباره این موضوع صحبت می‌کنند. این نشان می‌دهد که هنوز بحث‌هایی وجود دارد.

هر زمانی که بتوانیم فرصت‌هایی بیشتر برای مشارکت دانشجویان فراهم کنیم و تفسیری متفاوت ببینیم، راهی هیجان‌انگیز برای جذب مردم به فیزیک پیدا کرده‌ایم.»

منبع: دیجیاتو