فیزیک چگونه به بی‌راهه قدم گذاشت؟

آیا شک‌های موجود در فیزیک، که غالبا باعث دردسر می‌شوند برای کسی جذابیت دارد؟ وقتی از فیزیک سخن می‌گوییم، منظورمان فیزیک کاربردی یا علم ماده یا آن‌چه که ماری گل-من آن را فیزیک حالت بدظاهر می‌نامد، نیست! مقصودمان فیزیک در بزرگ‌ترین حالت و تلاشی که برای فهم حقیقت می‌شود، است. جهان از کجا پدید آمده‌است؟ از چه ساخته‌ شده‌است؟ رفتارش از چه قوانینی پیروی می‌کند؟ احتمال به وجودآمدن جهان چه‌مقدار است؟ آیا حضور ما در این جهان کاملا شانسی یا یک‌ پدیده‌ی قابل پیش‌بینی بوده‌است؟

در دهه‌ی ۸۰ میلادی، استیون هاوکینگ و دیگر بزرگان، نظریه‌ی همه‌چیز یا نظریه‌ی پایانی را مطرح کردند و ادعا داشتند، این نظریه‌ می‌تواند پاسخی برتمام سوالات بنیادین باشد و معمای هستی را حل کند. عده‌ای در آن زمان به این موضوع با دیده‌ی تردید نگریستند. ادعای اصلینظریه‌ی بی‌نهایت براین قاعده استوار است: تمام ذرات و نیروهای طبیعت شامل گرانش، ناشی از ذراتی بسیارکوچک و ریسمان‌مانند است، که در ۹ بُعد و بیشتر درحال چرخش‌اند!

مشکل اصلی این است که هیچ آزمایشی برای آشکارسازی و شناسایی ریسمان‌ها و ابعاداضافی وجود ندارد. در سال ۱۹۹۱، مسئله‌ی آزمایش‌ناپذیربودن را با ادوراد ویتن، تئوریسن نظریه‌ی ریسمان، فردی که به عقیده‌ی بسیاری، یکی از بزرگترین فیزیکدانان حال حاضر جهان است، مطرح کردند. او بر ظرافت و زیبایی قابل توجه و همچنین سازگاری باورنکردنی نظریه ریسمان تاکید داشت.

و در نهایت به ما اینچنین اطمینان داد:

ایده‌های خوبِ اشتباه بسیار کم هستند، در عین‌حال یک‌ایده‌ی خوبِ اشتباه دیگری که بتواند حتی با بخشی از عظمت نظریه‌ی ریسمان رقابت کند، وجود ندارد!

در سال ۲۰۱۴، مصاحبه‌ای دیگر با ویتن انجام شده بود، او در همان ابتدا بیان داشت که نظریه‌ ریسمان به‌حدی زیباست، که نمی‌تواند اشتباه باشد!

او می‌گفت با وجود اینکه نظریه‌ی ریسمان یک‌ فرضیه‌ی بدون مدرک کافی است، همچنان برایش قابل‌پذیر است و آن را در مسیر درستی می‌داند!

ریسمان‌ تنها یکی از مفاهیم محبوب فیزیک است که نه از طریق آزمایش قابل اثبات است و نه قابل رد. دیگر مفاهیم اینچنینی، نظریه‌های فرضیه‌ی چندجهانی است و برپایه‌ی آن، جهان‌ما تنها یکی از هزاران جهان محتمل است. همچنین نظریاتی درباره‌ی پیدایش کیهان با نام تورم نیز در این زمره قرار می‌گیرند. پایداری چنین نظریاتِ بیش از حد تئوری، مبحثی است که در کتاب The End of Science درباره‌اش بحث شده است. در این کتاب اشاره می‌شود که فیزیک در محدودیت‌های غیرقابل نفوذی به دام افتاده است.

اما ما دقیقا از علم چه می‌دانیم؟ برای یک انتقاد بسیار معتبر و به‌روز درباره‌ی فیزیک، کتاب جدید، جذاب و در عین‌حال صادق با مخاطب از سابین هوسنفلدر به‌نام Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray را بخوانید. هوسنفلدر یک‌متخصص در زمینه‌ی گرانش کوآنتومی است. او دو دهه‌ی قبل به علم فیزیک روی آورد و تبدیل به یک فیزیکدان شد؛ چرا که باور داشت، فیزیک بهترین راه برای درک حقیقت است. ترکیب منطق ریاضیات و شواهد تجربی از فیزیک علمی می‌سازد، که هدف نهایی‌اش غلبه بر تفکرهای متوهمانه و دیگر عقاید تعصبی است!

Lost in Math داستان سرخوردگی هوسنفلدر را تعریف می‌کند. او باور دارد، مفاهیم ذهنی، مانند وسواس یک‌ نفر به زیبایی، فیزیک را آلوده کرده‌ است. تعهد به علم زیبایی‌شناسی می‌تواند کمک شایانی به فیزیکدانان برای داوری مفاهیمی مانند ریسمان، تورم، ابرتقارن، فرضیه چندجهانی و دیگر مفاهیم گوناگون مکانیک کوانتومی کند.

به نظر می‌رسد، فیزیکدانان همچنان بر موعظه‌ی قدیمی جان کیتس که حقیقت را مساوی زیبایی می‌دانست، وفادار هستند. در غیاب داده و اطلاعات، این قانون فیزیک را از یک‌علم وابسته به حقیقت، به یک‌علم حسی تنزل می‌دهد. شما نظریه‌ی ریسمان و باخ را دوست دارید؛ اما شاید برخی دیگر نظریه‌ی حلقه‌ی فضا و موسیقی بیتلز را ترجیح دهند!

هوسنفلدر در کتاب خود نوشته‌ است:

من دیگر اطمینانی ندارم که کارهایی در زمینه‌های بنیادی فیزیک انجام می‌دهیم، علم باشد و اگر نیست، چرا من وقت خودم را با انجام آن تلف می‌کنم؟

چیزی که کتاب Lost in Math را از دیگر کتاب‌های فیزیکدانان دیگر متفاوت می‌کند، هوسنفلدر است. او نویسنده‌ی وبلاگ معروفBackreaction است و در آن به مانند یک خبرنگار، گزارش می‌دهد. بخش موردعلاقه‌ی کتاب او از نظر برخی، جایی است که وی فیزیکدانان دیگر را ملاقات می‌کند و درباره‌ی موانع راه موجود در گرایش‌شان با آن‌ها صحبت می‌کند. بعضی از افرادی که با آن‌ها مصاحبه کرده‌است، شامل بزرگان برجسته‌ای نظیر؛ استیون وینبرگ، فرانک ویلچک، جرج الیس و گارت لیسی بازنشسته است. ولچک نگران آن است که فیزیک تبدیل به علمی فراتجربی بشود، موقعیتی که او آن را به‌شدت مخوف و ترسناک می‌داند!

الیس بیان می‌کند:

به نظر می‌رسد، فیزیکدانان اهمیت کمی به شواهد تجربی و آزمایش‌پذیر بودن می‌دهند. این اتفاق نه‌تنها برای فیزیک مضر است، بلکه به کل‌ علم آسیب می‌رساند. علم اکنون روزهای سختی را می‌گذراند. با وجود تمام بحث‌ها در زمینه‌ی مباحثی مانند؛ واکسن‌زدن، تغییرات آب‌وهوایی، گیاهان تراریخته، انرژی هسته‌ای و تمام مواردی که باعث ایجاد شک و تردید در علم می‌شود، فیزیک نظری باید مانند یک‌‌سنگ سخت باشد، سخت‌ترین سنگ! فیزیک نظری باید پایه و اساس علم باشد و نشان دهد، کاملا می‌توان به آن اطمینان و تکیه کرد و اگر ما شروع به آسیب‌زدن و تخریب این الزامات بکنیم، من فکر می‌کنم پیامدها و عواقبی جدی برای دیگر رشته‌ها داشته‌باشد.

هوسنفلدر از تعصبات پنهانی که علاوه بر ترجیحات زیبایی‌شناسی فیزیک را تضعیف کرده‌ است، لیستی تهیه کرده‌است. تعصباتی نظیر، مورد تاییدبودن، اشتباه هزینه‌ی غرق‌شده و مطلوبیت اجتماعی از این موارد است. هوسنفلدر بعدها با شجاعت بیان می‌کند:

اگر پشت سر شما، ده مرد با نیزه ایستاده باشند، شما هیچ‌گاه به رییس قبیله نمی‌گویید، که چادرش بوی بد می‌دهد.

اما این چادر بوی بد می‌دهد!

یقینا، تعصبات پنهان نه‌تنها به فیزیک، بلکه به کل‌علم آسیب و ضرر می‌رساند. آن‌ها باعث تکثیر بحرانی علم و کاهش سود می‌شوند. هوسنفلدر نوشته‌ است:

امروزه تقریبا اکثر دانشمندان دچار یک‌ ناسازگاری ناشناخته میان بودجه و صداقت هستند!

و بنابراین، شاید چون هوسنفلدر در معرض اشتباه هزینه‌ی غرق‌شده قرار داشته، نمی‌توانسته تلاش و زمان زیادی را که صرف کرده‌است، نادیده بگیرد و به همین دلیل کتاب خود را با یک‌ سلسه اتفاق خوش‌بینانه به پایان رسانده‌است. او این این ادعا را که؛ فیزیک موفق‌ترین داستان قرن گذشته بوده‌است، اما اکنون عصر علوم‌ اعصاب، مهندسی زیستی و هوش مصنوعی است رد می‌کند و می‌گوید:

من یک‌بودجه‌ی تحقیقاتی جدید دریافت کرده‌ام. کارهای بسیار زیادی برای انجام‌دادن وجود دارد، پیشرفت غیرمنتظره‌ی فیزیک در این قرن اتفاق خواهد افتاد و بسیار زیبا خواهدبود!

شکست‌خوردن پی‌درپی اتفاقی غیرقابل تحمل و تلخ است، اما انسان‌هایی وجود دارند که به تلاش خود پس از شکست‌های متوالی ادامه می‌دهند، تا در نهایت به هدف عظیم خود دست یابند و این برای آن‌ها بسیار زیباست!

اما همان‌گونه که هوسنفلدر می‌پرسد؛ یک‌فیزیکدان چه‌مقدار برای موفق‌شدن باید صبر کند؟ آیا ممکن است فیزیکدانان در مقطعی دچار این نتیجه‌گیری شوند، که از آن‌جا که معمای هستی حل‌نشده است، آن‌ها نمی‌توانند جست‌وجو و پژوهش خود را تکمیل کنند؟