نقدی بر فیزیک نظری معاصر
بازبینی کتاب سابین هوسن فلدر (Sabine Hossenfelder) نویسنده آلمانی‌تبار و ۴۱ ساله با عنوان گمشده در ریاضیات: چگونه زیبایی‌شناسی منجر به سرگردانی فیزیک می‌شود (Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray ) نشان می‌دهد مواردی در قلب فیزیک نظری فاسد شده و روبه‌زوال هستند. مواردی که همواره در این حوزه وجود داشته و همچون کلیشه‌های فیلم‌های عامیانه از قبیل خون‌آشام‌ها که هر زمان می‌توانند موجبات رضایت نویسندگان را فراهم کنند.
در حقیقت هوسن فلدر در این کتاب به فیزیکدانانی که در حوزه فیزیک نظری فعالیت می‌کنند هشدار می‌دهد که باید زمان بیشتری را به درون‌گرائی و آزمایش برخی از فرضیات اختصاص دهند. به باور این نویسنده، فیزیک نظری طی یک نسل گذشته ازنظر ارائه داده‌های جدید در محرومیت بوده است.
در حقیقت هوسن فلدر در این کتاب به فیزیکدانانی که در حوزه فیزیک نظری فعالیت می‌کنند هشدار می‌دهد که باید زمان بیشتری را به درون‌گرائی و آزمایش برخی از فرضیات اختصاص دهند. به باور این نویسنده، فیزیک نظری طی یک نسل گذشته ازنظر ارائه داده‌های جدید در محرومیت بوده است. این موضوع که چگونه یک نظریه‌پرداز و نگرش گر در حوزه فیزیک نظری می‌تواند مدل‌های مناسب و خوبی برای عدم حضور اطلاعات موردنیاز خود ارائه کند، سؤالی مهم است. از سوی دیگر باید به این موضوع نیز توجه داشت که چگونه در این حوزه می‌توان گزینه‌های آزمایشی را بر اساس مدل‌های نظری رقابتی انتخاب کرد؟ این نویسنده که خود در زمره فیزیکدانان نظری محسوب می‌شود، بابیان این موارد، خود و سایر همکارانش را به چالش کشیده و در این رابطه بحث می‌کند تا راهکاری برای این مشکل از منظر علمی و زیبایی‌شناختی پیدا کند و در این راه نگاه وی به مقوله فوق صرفاً از دید علم محض نیست.
به چالش کشیدن استانداردها
هوسن فلدر در کتاب خود به‌طور خلاصه به کاوش در تاریخ فیزیک ذرات و باهدف توضیح موفقیت مدل استاندارد ذرات و نیروها می‌پردازد. وی در این کتاب سؤال بسیار مهمی را مطرح کرده و اعلام می‌کند: چرا ما طی ۵۰ سال گذشته در حین آزمایش‌های تجربی خود در حوزه فیزیک ذرات، با هیچ اطلاعات غیرقابل توضیحی برخورد نکرده‌ایم؟ سابین هوسن فلدر در ادامه ما را به گذار در اطلاعاتی وا‌می‌دارد که منجر به تفکر درباره این مسئله می‌شود که باید در جستجوی نوعی از فیزیک باشیم که توسط مدل‌های استاندارد توضیح داده نمی‌شوند. ازجمله مهم‌ترین این موارد می‌توان به ماده سیاه، انرژی تاریک و تورم کیهانی اشاره کرد.
به باور وی همه موارد ذکرشده، به توضیح این مسئله می‌پردازند که چگونه فیزیک نظری در تعریف قواعد علمی نمود دارد. هوسن فلدر با مستندسازی چارچوب‌های فیزیک نظری، توضیح می‌دهد که اگرچه نظریات نمی‌توانند پیش‌بینی‌های قابل‌اندازه‌گیری را با ساخت‌وساز آن ایجاد کنند اما هنوز باید به‌عنوان یک نظریه علمی در نظر گرفته شوند.
موضوع بسیار مهم در این میان، چگونگی ایجاد یک تئوری و نظریه موفق در عین فقدان اطلاعات است. به اعتقاد نویسنده، من و شما ممکن است فکر کنیم که این موضوع می‌تواند پیش‌بینی‌هایی برای داده‌های جدید باشد. پاسخ به این سؤال مثبت بوده و در حقیقت این نقش بر عهده فیزیک نظری قرار دارد. هوسن فلدر با این چالش ما را به دنیای چندین دهه آزمایش وارد کرده و متأسفانه اکنون باید کیفیت این آزمایش‌ها را ارزیابی کرده تا بتوانیم تعیین کنیم چه مقدار تلاش برای آماده شدن جهت انجام این آزمایش‌ها موردنیاز بوده و معیارهای آن چیست؟
جستجوی زیبایی در وحدت
به باور نویسنده کتاب گمشده در ریاضیات، پاسخ به این جستجو، درک مفهوم نازیبایی است. نظریه‌پردازان در این رابطه، بحث‌های مختلفی را مطرح می‌کنند. بر این اساس و به‌طورکلی مدل‌های استاندارد توصیف‌شده توسط ریاضیات و فیزیک، معنای زیبایی را کشف و ارائه می‌کنند. درنتیجه ما اصرار داریم که فیزیک نوین نیز باید زیبایی را از طریق مدل‌های ریاضی توصیف کند. در این حوزه بحث‌ها و نظرات دیگری نیز وجود دارد که از آن با عنوان طبیعی بودن یاد می‌شود. حال خود عنوان طبیعی بودن به چه معنا است؟
تعریف‌های رایج بر این اساس نشان می‌دهد که همه‌چیز باید در حدود برابر باشد. هوسن فلدر از مباحثی مانند سفر به جهان هستی سخن به میان آورده و در این مسیر تقریباً با تمامی نام‌های بزرگ در این زمینه و نظریه‌پردازان این رشته صحبت می‌کند، او نظریه‌های نامشخصی را پوشش داده و تلاش می‌کند تا ایده‌های شخصی خود را نیز درباره این نظریه‌ها مطرح کند. وی درعین‌حال و طی همه این موارد امیدوار است تا پاسخی غیرقابل‌توجیه برای انتخاب زیبایی و طبیعی بودن به‌عنوان استانداردهای خوب پیدا کند.
نازیبایی واقعیت
هوسن فلدر برای مواجه‌شدن با این موضوع، به بررسی تاریخ علم فیزیک می‌پردازد. به باور وی تاریخ این علم را می‌توان گورستانی از ایده‌های زیبا و درعین‌حال اشتباه دانست. نویسنده در رابطه با موضوع فوق، این سؤال اساسی را مطرح می‌کند که چندین نظریه جدید را می‌توان زیبا محسوب کرد؟ در زمان نیوتون نظریه گرانش وی بسیار ترسناک و نازیبا بوده و معاصران وی این موضوع را برنمی‌تابیدند درحالی‌که امروزه ازنظر ما این نظریه زیبا و طبیعی محسوب می‌شود.
مکانیک کوانتومی نیز در ابتدای مطرح‌شدن به‌طور ویژه‌ای زشت در نظر گرفته‌شده و حتی در مکانیک کوانتومی، دانشمندان عقاید یکدیگر را به‌شدت زیر سؤال می‌بردند.
به‌طورکلی نظریه‌پردازانی که هوسن فلدر با آن‌ها مصاحبه می‌کند، به دودسته تقسیم می‌شوند: بعضی معتقدند که زیبایی و طبیعی بودن این زمان درست بوده و اشتباهاتشان آن‌ها را مصمم به ادامه فعالیت در این زمینه می‌کند درحالی‌که گروه دیگر، خلاف این نظر را دارند.
در این رابطه، کتاب گمشده در ریاضیات: چگونه زیبایی‌شناسی منجر به سرگردانی فیزیک می‌شود، یک تصویر بسیار نگران‌کننده از فیزیک ذرات به ما ارائه می‌دهد. درمجموع می‌توان ازدست‌رفته در ریاضیات را کتابی نسبتاً خواندنی محسوب کرد. هنگامی‌که نویسنده وارد مقوله تئوری‌های مختلفی از فیزیک ذرات می‌شود، کتاب هنوز قابل‌فهم برای عموم بوده و درک آن دشوار نیست و مهم‌تر از همه شما به‌عنوان خواننده، برای فهم موارد مطرح‌شده نیازی به داشتن پس‌زمینه فیزیک ندارید.
ترجمه: احسان محمدحسینی
منبع: arstechnica
No tags for this post.
