فیزیک، مغز انسان و آینده

دکتر شان کارول (Sean Carroll) یک فیزیکدان نظری در موسسه فناوری کالیفرنیا است. وی علاوه بر پژوهش در حوزه کیهان شناسی، به مباحث فسلفی و معنای زندگی نیز توجه داشته و به تازگی کتابی با عنوان «تصویر بزرگ» در مورد منشا زندگی، معنای زندگی و کیهان نگاشته است. دکتر کارول در مصاحبه‌ای با نشریه نیوساینتیست نظرات خود را در مورد برخی اکتشافات بزرگ در حوزه فیزیک، روند رشد این رشته و نیز کاربردهای احتمالی هوش مصنوعی در این علم بیان کرده است.

آیا قرار گرفتن فیزیک در صدر اخبار و توجه مردم، آن هم به خاطر اکتشافاتی نظیر بوزون هیگز و یا امواج گرانشی برایتان لذتبخش است؟

بله. جالب است، زیرا فیزیکدانان با شاخه‌هایی نظیر کوانتوم مکانیک و طراحی بمب اتمی و نیز فناوری‌هایی دیگر، به نوعی قدرت را در قرن بیستم در دست داشتند. بیشترین قدرت سیاسی و نیز دانش در فیزیک خلاصه می‌شد. با این وجود اکنون زمانه تغییر یافته و زیست شناسان در حال دزدیدن این قدرت از ما هستند. علم زیست شناسی با سرعت بسیار زیادی در حال پیشرفت است و تاثیر به مراتب بیشتر و مستقیم‌تری بر زندگی ما دارد. اما این پیشرفت‌ها (برای نمونه ویرایش ژنی) می‌تواند شمشیری دولبه باشد. البته این یافته‌ها در زیست شناسی از یک جهت در راستای فیزیک است، زیرا به نوعی کاربرد یافته‌های فیزیک در زندگی روزمره به شمار می‌روند. با این احوال کسی نگران کاربردهای بوزون هیگز و یا امواج گرانشی نیست.

در قرن جاری، زیست شناسی از نظر پیشرفت از فیزیک پیشی گرفته است.

این یافته‌ها و اکتشافات در فیزیک، نتیجه اثبات برخی قضایای ریاضیاتی هستند. آیا باید همچنان از ریاضی به عنوان راهنمایی در پژوهش‌های فیزیکی استفاده کنیم؟

این طور نیست که ریاضی صرفا به عنوان راهنمایی برای درک طبیعت به کار رود، بلکه خودش یک نوع متدولوژی علمی نیز به شمار می‌رود. نکته بسیار مهم این است که همه اینها نشان می‌دهد که جهان اطراف را می‌توان فهمید و سازوکارش را کشف کرد. برخی بر این باورند که طبیعت اساسا رازآلود و غیرقابل شناسایی است و برخی دیگر نیز بر این باورند که طبیعت از نظمی مشخص پیروی می‌کند. این یافته‌های مهم علمی به ما یادآوری می‌کند که مغز کوچک ما انسان‌ها از توانایی بالایی برای پیش‌بینی‌هایی بسیار فراتر و پیچیده‌تر از طبیعتی که در دسترس‌مان قرار دارد برخوردار است.

به نظر شما، در دهه آینده با چه اکتشافاتی روبرو خواهیم بود؟

پیش‌بینی آینده این دهه غیر ممکن است. شاید بتوانیم شواهدی در مورد انبساط کیهان در نخستین لحظات پس از مهباگ بیابیم و یا ماده تاریک را کشف کرده و ذرات دیگری را که خارج از مدل استاندارد فیزیک هستند کشف کنیم. در دو سال آینده ممکن است با یک یا چند تا از این اکتشافات روبرو شویم. همچنین داده‌های به دست آمده از شتاب دهنده سرن نشان می‌دهد که شاید در آستانه کشف ذره‌ای جدید باشیم. البته هنوز اطلاعات دقیقی در این زمینه ندارم.

کشف امواج گرانشی حدود یک قرن پس از معرفی نظریه امواج گرانشی روی داد. آیا نظریات جدید مطرح شده در فیزیک برای اثبات نیازمند چنین بازه زمانی هستند؟

دقیقا! بخش اندکی از سابقه دانش بشر به این پرسش‌های عمیق و گسترده اختصاص دارد و به همین دلیل زمان زیادی برای اثبات آنها نیاز است. اکتشاف امواج گرانشی به دلایل بسیار، امری بسیار ارزشمند بود. از دهه 1980 بود که دانشمندان، توجه جدی‌تری به امواج گرانشی داشتند و پیش از ساخت نخستین مرکز شناسایی امواج گرانشی، می‌دانستند که شاید این مرکز از حساسیت لازم برای مشاهده این امواج برخوردار نباشد که البته این طور هم بود. این اکتشاف مهم فقط به خاطر پافشاری افرادی که به وجود این امواج باور داشتند روی نداد؛ بلکه کسانی که زندگی خود را وقف شناسایی آن کردند نیز نقش مهمی در آن داشتند.

بسیاری از نظریه ها در فیزیک شاید پس از گذشت چندین دهه به اثبات برسند.

با توجه به اینکه برای اثبات برخی ایده‌های تئوریک عملا امکان آزمایش وجود ندارد، چطور می‌توان از اتلاف وقت برای بررسی نظریه‌هایی که در نهایت بی‌ثمر هستند جلوگیری کرد؟

چنین امکانی وجود ندارد. تابستان امسال قرار است در اجلاسی شرکت کنم که در آن، بزرگان فیزیک قرار است در مورد این مساله صحبت کنند که آیا دانش کیهان شناسی مسیر درستی را در مورد شناسایی جهان‌های چندگانه، ابطال پذیری نظریه‌ها و مواردی از این دست در پیش گرفته است یا خیر. هم اکنون وقت زیادی را بر روی گرانش کوانتومی صرف می‌کنم. فکر می‌کنم بتوانیم به چیزهای جدیدی در مورد پیوند فضا-زمان دست یابیم. با این وجود شاید همه این تلاش‌های ما در نهایت بی نتیجه و نادرست از آب درآید.

آیا این حس که ممکن است عمرتان را برای چیزی نادرست هدر دهید برایتان آزاردهنده نیست؟

شاید! ولی پژوهش‌هایی که تاکنون انجام داده‌ام برایم جذاب‌تر است. در کیهان شناسی مدرن، به نقطه‌ای می‌رسیم که تفسیری که از فیزیک کوانتوم داریم می‌تواند در نتیجه نهایی تاثیرگذار باشد. اگر بخواهیم مفاهیمی نظیر پیوند فضا-زمان را درک کنیم، دیدگاهی که نسبت به کوانتوم مکانیک داریم اهمیت زیادی دارد. بحث‌هایی که شاید مواردی فلسفی در مورد سرشت واقعیت به نظر برسد و قرنهاست که در میان انسان‌ها جریان دارد، در تفسیر برخی پدیده‌های فیزیکی اهمیت زیادی دارد. این دیدگاه‌ها می‌تواند پاسخ پرسش‌ها در مورد کیهان‌شناسی و نیز فیزیک ذرات را تغییر دهد. تجربه خودم نشان داده است که تفسیر جهان‌های چندین گانه یک تفسیر ساده، دقیق و نیز خلاصه برای این مسایل است.

آیا فکر می‌کنید هوش مصنوعی بهتر از انسان می‌تواند به گسترش علم فیزیک کمک کند؟

چرا که نه! مغز انسان تجمعی از اتم‌ها و ذراتی است که بر اساس قانون فیزیک با هم برهمکنش دارند. به همین دلیل هیچ دلیلی وجود ندارد که تجمعی مشابه از اتم‌ها و ذرات نتواند کارکردی مشابه و یا بهتر از مغز نداشته باشد. مدتهاست که از رایانه برای حل معادلات مختلف استفاده می‌کنیم. اما حوزه فیزیک نظری پیچیدگی‌هایی دارد که دربردارنده سطحی بالاتر از خلاقیت و منطق است و هوش مصنوعی هنوز از این سطح از توانایی برخوردار نیست.