جهالت امروزی ما در برابر کشفیات آینده‌ی علم 

در قرن‌های اخیر، بشر به کشفیات علمی و پیشرفت‌های فنی بی‌سابقه‌ای دست یافته است. با این حال، نظریات علمیِ امروز هنوز نتوانسته‌اند بسیاری از رازهای عالم هستی را بر ما آشکار کنند. شدت جهالت ما در این باره به حدی است که شاید هزار سال بعد همه‌ی نظریات کنونی ما بی‌اهمیت و بی‌اعتبار جلوه کنند.

اگر می‌توانستید حدود هزار سال را با دورِ تند جلو بروید و نگاهی به کتاب‌های درسی دانشگاهی سال ۳۰۰۰ بیاندازید، فکر می‌کنید با چه چیزی مواجه می‌شدید؟ شک دارم که از نظریات امروزی‌مان چندان چیزی در آن‌ها پیدا می‌کردید. امروز، الگوی استاندارد فیزیکِ ذرات و «نظریه‌ی نسبیت عام» آلبرت اینشتین را می‌توان به قله‌های دوقلوی دستاورد فکری بشر تشبیه کرد. اما فردا احتمالاً این نظریات به زباله‌دان تاریخ ریخته می‌شوند و، در کنار نظریات قدیمی‌تر مانند «نظریه‌ی منظومه‌ی شمسی با محوریتِ زمین» و «برداشت علت‌گرایانه از جهان»، تنها به یک مشت پاورقی‌ تبدیل می‌شوند. این یک دیدگاه متواضعانه و در عین حال کاملاً قابل اطمینان است.

با در نظر گرفتن این امکان، من ترجیح می‌دهم به نظریات امروزی‌مان به عنوان نظریاتی نگاه کنم که اعتبار آن‌ها اثبات نشده است. من خیلی بیشتر ترجیح می‌دهم در جهانی زندگی کنم که در آن به این نتیجه برسیم که نظریات فیزیک امروزی به طرز مضحکی خام است. امیدوارم که اگر اقبالِ آن را داشته باشم که آن‌قدر زنده بمانم تا اکتشافات بسیار جدید درباره‌ی ذات حقیقیِ جهانِ واقع را ببینم، به نظرم شگفت‌آور و تکان‌دهنده بیایند. هزار سال بعد، احتمالاً فیزیک و ریاضیات آن‌قدر پیشرفت کرده‌اند که ذات سؤال‌ها و مسائل‌شان نیز برای ما غیرقابل‌فهم به نظر بیایند. پژوهشگران به سؤالاتی بزرگ‌تر و بغرنج‌تر روی آورده باشند که ذهن بزرگ‌ترین متفکران امروزی نیز برای طرح‌شان آمادگی نداشته‌اند.

کسوف اخیر را که آمریکای شمالی را میخکوب کرده بود در نظر بگیرید. هزاران سال پیش، احتمالاً به چنین رویدادی به عنوان کلیدی برای درک حکم خداوند در مورد جهان یا پیشگویی آینده نگاه می‌کردند. ستاره‌شناسانِ امروزی تصدیق می‌کنند که کسوف تنها یک تصادفِ کیهانی است – خورشید و ماه، به طور اتفاقی، اندازه‌شان در آسمان ما با هم یکی می‌شود – اما در عین حال، رخ دادن کسوف برای مطالعه‌ی فیزیک پلاسمای مربوط به جَوِ تحت نور خورشید مفید است.

ما نمی‌دانیم که چرا هم ماده وجود دارد، هم ضدماده، و چرا از یکی به مراتب بیشتر از دیگری وجود دارد.

فیزیکدان‌های سال ۳۰۰۰ درباره‌ی بهت‌زدگیِ ما در مورد تصادف‌های آشکار موجود در الگوی استاندارد فیزیک ذرات چه فکری خواهند کرد؟ این‌ موضوع را که الکترون بار منفی دارد و پروتون بار مثبت، امری ثابت، اتفاقی، و بی‌ربط به یکدیگر فرض می‌کنند و با این حال، می‌بینیم که این دو دقیقاً با یکدیگر همسنگ‌اند. اگر مکان‌های بی‌شمارِ این دو ذره‌ی ثابت، که به نظر بی‌ربط به یکدیگر می‌آیند، با نظام اعشاری همخوانی نداشت، جرمِ بوزون هیگز هزاران برابر سنگین‌تر از جرم کنونی‌اش بود. آیا این موارد را می‌توان کلیدهایی فرض کرد که به ما در گره‌گشایی از رازهای طبیعت کمک می‌کنند، یا فقط تصادف‌هایی گمراه‌کننده‌اند که فیزیکدانانِ آینده به خاطر آن‌ها به ما می‌خندند؟ من دوست دارم این‌طور فرض کنم که اگر واقعاً دست‌مان به متون علمی آیندگان برسد، احتمال توان ما برای درک‌شان صفر خواهد بود. اگر امکان رفتن به سال ۳۰۰۰ را پیدا کردید، وقت‌تان را با سرکشی مخفیانه به کتاب‌خانه‌های دانشگاه‌ها تلف نکنید. اگر قرار باشد شانسی برای درک متون آن روزگار داشته باشید، بهتر است کتاب‌های کودک موجود در مهدکودک‌ها را دید بزنید. از آن بهتر این است که همین حالا با کشف بزرگ‌ترین چیزهایی که می‌دانیم درباره‌ی جهان نمی‌دانیم، به درکی از آینده برسیم.

کسانی که این مسیر را شروع می‌کنند می‌بینند که ما خیلی چیزها را درباره‌ی ذاتِ ماده نمی‌دانیم. ما نمی‌دانیم که چرا هم ماده وجود دارد، هم ضدماده، و چرا از یکی به مراتب بیشتر از دیگری وجود دارد. بخش اعظم جهانِ مرئی شاملِ چهار ذره‌ی بنیادی است که به آن‌ها فرمیون می‌گویند (کوارک بالا، کوارک پایین، الکترون، و نوترینو). هریک از آن‌ها دو خویشاوند دارد که تقریباً از هر نظر از آن‌ها تقلید می‌کنند، اما به نسبتِ آن‌ها بزرگ‌ترند. چرا؟ ما نمی‌دانیم.

همین دانش محدود ما نیز تنها در مورد پنج درصد از جهانی که از این ذراتِ آشنا ساخته شده است، صدق می‌کند. فیزیکدان‌ها از چیزهایی که آن ۹۵ درصدِ بقیه را تشکیل می‌دهند با عنوان «ماده‌ی تاریک» و «انرژی تاریک» یاد می‌کنند. در این مورد، «تاریک» فقط به این معنا نیست که ما این اجزا را نمی‌بینیم، بلکه به این معنا است که از این که واقعاً چه چیزی هستند یا از کجا آمده‌اند چیزی نمی‌دانیم. تقریباً کل چیزی که درباره‌ی ماده‌ی تاریک می‌دانیم این است که حدود پنج برابر به نسبت آن‌چه ما ماده‌ی عادی فرض می‌کنیم بیشتر است – یعنی همان ماده‌ی تشکیل‌دهنده‌ی من و شما و بستنی‌ها و ستاره‌ها. تراکم انرژی جهان به خاطر انرژیِ تاریک است، چیزی که درباره‌اش حتی کمتر از ماده‌ی تاریک اطلاع داریم، و تنها چیزی که می‌دانیم این است که کارش جدا کردن اجزای جهان از یکدیگر است.

این که رازهای ماده و انرژی چه ارتباطی با یکدیگر دارند سؤالی است که درباره‌ی ذات نیروی جاذبه مطرح می‌شود. مکانیک کوانتوم و نظریه‌ی نسبیت عام درباره‌ی این موضوع که وقتی نیروی جاذبه بسیار قوی می‌شود (مثلاً در جایی چون داخلِ سیاه‌چاله‌ها) چه اتفاقی می‌افتد، توافق نظر ندارند. این اختلاف نظر، خود به شکلی عجیب حاکی از این موضوع است که شکافی جدی میان این دو نظریه، که موفق‌ترین نظریه‌های فیزیک ما محسوب می‌شوند، وجود دارد.

در پشت پرده حتی رازهای بزرگ‌تری نهفته است. اگر چیزی خارج از جهان مرئی وجود داشته باشد، آن چیز چیست؟ اگر چیزی پیش از مه‌بانگ (انفجار بزرگ) پیش آمده باشد، چه بوده است؟ پرسش‌های بی‌پاسخی نیز درباره‌ی عناصر بنیادین هستی وجود دارند. فضا و زمان چه هستند؟ اخیراً این را فهمیدیم که فضا چیزی خیلی بیشتر از یک پس‌زمینه‌ی انتزاعی است که بر روی آن رویدادهای جهان نقش می‌بندد و ادامه می‌یابد. فضا از فشار جرم، انحنا پیدا می‌کند و با امواج گرانشی، موج بر می‌دارد. نظریه‌هایی نیز وجود دارند که می‌گویند فضا را می‌توان کوانتومی کرد و با واحدهای مجزا آن را ساخت. این گمانه‌زنی‌ها به گوش ما مانند داستان‌های علمی - تخیلی است، اما شاید فیزیکدان‌های سال ۳۰۰۰ به بی‌اطلاعیِ ما در این باره پوزخند بزنند.

لازمه‌ی این که در درک جهان به پیشرفت واقعی نایل آییم این است که بفهمیم هر مرحله از جهالت ما یک فرصت علمی است، و بعد باید عزم‌مان را جزم کنیم که به تدریج از این جهالت بکاهیم.

و حتی این پرسش‌ها نیز نمی‌توانند واقعاً نشان دهند که ما چقدر کم می‌دانیم. احتمالاً بینش‌های شگرف نه در مواردی که ناآگاهی ما در موردشان مشهود است، بلکه در جایی که ما حتی از خطاهای ذهنیِ‌ خودمان بی‌خبریم بروز پیدا می‌کنند. انسان‌ها در کلی‌گویی ید طولایی دارند. هنگامی که جی. جی. تامپسون در سال ۱۸۹۷ الکترون را کشف کرد، آن را به شکل بلوک سازنده‌ی تمام مواد تصور کرده بود – فقط به این دلیل ساده که الکترون نخستین ذره‌ی بنیادی‌ بود که کشف شده بود. امروز هم که ما هنوز نمی‌دانیم ماده‌ی تاریک از چه چیزی ساخته شده است، کاندیداهای اصلی که برایش در نظر می‌گیریم ذرات کشف‌نشده‌ای به نام ویمپ است (ذرات سنگین دارای فعل و انفعالات ضعیف)، چرا که این ذرات با نظریات امروزی ما بیشتر همخوانی دارند. شاید این‌طور باشد ... شاید هم استنباط‌های ما دوباره با شکست مواجه شوند و کشفیات آینده اساسِ این نظریات را زیر و رو کنند.

من همین حالا هم بی‌تابِ کشف رازهای کیهان‌ام. شما هم احتمالاً مانند من هستید. با این همه، حتماً پاسخ‌هایی وجود دارند و کلیدهایی که بتوانند این پاسخ‌ها را گرد هم بیاورند نیز احتمالاً در اطراف ما وجود دارند. ما از مواجهه با جهل عمیق‌مان در مانده‌ایم، اما این مواجهه ضروری است. این خود همان نیرویی است که ما را به پیش می‌برد. لازمه‌ی این که در درک جهان به پیشرفت واقعی نایل آییم این است که بفهمیم هر مرحله از جهالت ما یک فرصت علمی است، و بعد باید عزم‌مان را جزم کنیم که به تدریج از این جهالت بکاهیم. برای افزایش درک‌مان باید این ریسک را بپذیریم که در خارج از چهارچوب تفکر کنونی سیر کنیم، و ذهن‌مان را در پذیرش عقاید و نظریات جدید بازتر بگذاریم. 

طبیعی است که عده‌ای بپرسند: چرا باید خودمان را به زحمت بیاندازیم؟ چه اهمیتی دارد که الکترون چند خویشاوند دارد، یا جهان متناهی است یا نامتناهی؟ به نظر من، این پرسش‌های به ظاهر انتزاعی به ما کمک می‌کنند که برای عمیق‌ترین پرسش‌هایی که همه‌ با آن مواجه‌ایم پاسخی بیابیم: چرا این‌جا هستیم و چطور باید زندگی کنیم؟ در نظر بگیرید که طرز فکر امروزی ما چه قدر با طرز فکر هزار سال پیش متفاوت است. دانستن این که زمین مرکز عالم نیست هم دیدگاه دانشمندان و هم دیدگاه غیردانشمندان را درباره‌ی اهمیت‌ ما در این جهان تغییر داد. کشف ساختارهای بنیادین و قوانین نظم عالم هستی هم از نکات به مراتب اساسی‌تری درباره‌ی جایگاه ما در دنیای طبیعی پرده بر خواهد داشت.  

به همین دلیل است که سرمایه‌گذاری بر روی پژوهش‌های بنیادینی که ما را اندک اندک به سمت کشفیات بزرگ جدید می‌کشانند، حائز اهمیت است. با اعتراف به آن‌چه نمی‌دانیم – عرصه‌هایی که واقعاً درباره‌‌شان هیچ اطلاعی نداریم – به این حرکتِ آهسته و اتفاقی جهت می‌بخشیم. آن‌گاه می‌توانیم به آرامی و در عین حال با سماجت به سوی آینده‌ای پیش برویم که در آن فرزندان‌مان در صفحات رنگارنگ یکی از کتاب‌های مصورِ کودکستان‌شان، مطالبی درباره‌ی کشفیات حیرت‌انگیز جدید می‌خوانند.

برگردان: سپیده جدیری

دنیل وایتسون استاد فیزیکِ ذرات تجربی در دانشگاه کالیفرنیا در آمریکا است. آن‌چه خواندید برگردانِ این نوشته‌ی اوست:

Daniel Whiteson, ‘The Most Wonderful Words in Science: “We Have No Idea … Yet!”,’ Aeon, 13 September 2017.