فیزیک یعنی کشف زیبایی های طبیعت

با پروفسور محمدمهدی شیخ جباری

خیلی‌ها اعتقاد دارند حل مسائل فیزیک از ریاضی دلنشین‌تر و جذاب‌تر است، چون ما آن را در زندگی روزمره خود درک می‌کنیم.

هرچند گاهی درک قانون های آن سخت و کلافه کننده می شود، اما وقتی موفق به کشف راه حل نهایی آن می شویم، شیرینی آن را با تمام وجود حس می کنیم و روح مان از درک این مساله به پرواز درمی آید. علم فیزیک هم مثل تمام علوم پایه برای رسیدن به جایگاه کنونی اش در طول تاریخ همراه با فراز و فرودهایی همراه بوده است. امروزه این علم در پی حل بسیاری از نامکشوفات جهان است.

برای پی بردن به زیبایی بیشتر این علم گفت وگویی با پروفسور محمدمهدی شیخ جباری، چهره ماندگار فیزیک، عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی، عضو کمیته تدوین سند راهبردی نخبگان کشور، عضو وابسته فرهنگستان علوم، دارنده جایزه دانشمندان جوان آکادمی علوم کشورهای در حال توسعه (TWAS)، برنده جایزه مرکز بین المللی عبدالسلام در فیزیک نظری و جایزه بین المللی WeylHermann، رتبه دار جشنواره بین المللی خوارزمی ـ رتبه دار نخست در سال ۱۳۸۰ و دارای رتبه دوم هجدهمین جشنواره خوارزمی ـ و منتخب کرسی پژوهشی علامه طباطبایی ترتیب دادیم که در ادامه می آید.

مردم کوچه و بازار خیلی راحت درباره وزن و جرم صحبت می کنند، اما مثل این که فیزیکدانان هنوز با مفهوم جرم و چرایی به وجود آمدن آن مشکل دارند.

صحبت مشکل نیست! اغلب در بیان برخی واژگان با یکدیگر مشکل دارند. مثلا همان طور که نمی توان قوانین حقوقی را با زبان عامیانه نوشت، قوانین طبیعت را هم نیز نمی توان با این زبان نوشت؛ زیرا متن عامیانه دقت لازم را ندارد. دوم این که گاهی ما مجبوریم مفاهیمی بسازیم که اصلا کاربرد عامیانه ندارند. مثلا ما در طول روز مفاهیمی به کار می بریم که اصلا وجود خارجی ندارند؛ مانند واژه سرما و گرما. این مفاهیم بر حسب نیاز ساخته شده اند. با به کار بردن این واژه ها، آن حس در ما به وجود می آید. ما هیچ وقت سرما و گرما را نمی بینیم. همچنین ممکن است برخی از مفاهیمی که ما به کار می بریم در مفهوم عامیانه اشتراک لفظی داشته باشند، اما مفهومش بین مردم عامی با علما متفاوت باشد به همین دلیل ممکن است این مفاهیم میان مردم عامی مشکل ایجاد کند و فکر کنند دقیقا همان معنا را دارد. این مساله فقط مربوط به علم فیزیک نیست مثلا بعضی الفاظ در متون حقوقی به کار گرفته می شود که معنایش دقیقا آن چیزی نیست که مردم از آن برداشت می کنند. این مفاهیم در زبان عامیانه یک معنا و در زبان حقوق به معنای دیگری به کار برده می شود. در علم فیزیک هم همین طور ممکن است بعضی مواقع اشتراک لفظی بین عامه مردم و فیزیکدانان وجود داشته باشد و فیزیکدانان به دلایل مختلف این الفاظ عامیانه را استفاده کنند. همچنین گاهی اوقات ما برای این که بیان دقیق تری از موضوع داشته باشیم، مجبور می شویم مفاهیم جدیدی خلق کنیم. این مفاهیم ممکن است به آن معنایی نباشد که ما در طول روز به کار می بریم.

اگر بشر دوباره تمدن را آغاز کند، آیا باز هم علم فیزیک وجود خواهد داشت؟

اصولا بشر به دلیل کنجکاوی هایش دوست دارد تمام آنچه را دور و اطرافش اتفاق می افتد، مورد بررسی قرار دهد. این حس کنجکاوی و فهمیدن مسائل دور و اطرافش توام با دیدگاه های مختلفی است. گاهی دانستن اجمالی از یک موضوع برخی افراد را قانع می کند، اما برخی دیگر مایل به دانستن بیشتر چند و چون و چرایی مسائل و فهمیدن درک درستی از دنیای اطراف خود هستند. برخی علما معتقدند علاوه بر انگیزه اولیه دوست داشتن، مساله استفاده کردن و به خدمت گرفتن طبیعت نیز باعث شده است انسان در طول تاریخ برای شناخت محیط پیرامون خود، مسائل مختلفی را فرا بگیرد. در مجموع می توان گفت هر دو عامل از هزاران سال پیش باعث شده است بشر برای درک درستی از مسائل محیط پیرامونش به دنبال کشف و به کارگیری آن در زندگی روزمره اش برود، اما بعدها گاهی فقط به دلیل انگیزه استفاده کردن (نه با انگیزه فهمیدن) آغاز به مطالعات وسیعی کرد. نتایج این تلاش ها چیزی شد که ما امروزه به آن علوم مختلف می گوییم. فیزیک نیز یکی از این علوم است.

فیزیکدانان با کشف این حقایق به دنبال چه هستند؟

مهم ترین کار فیزیکدانان، کشف قوانین دور و اطرافشان است؛ کاری که شیمیدان، ریاضیدان و زیست شناس هم در حوزه های خاص و تخصصی انجام می دهند. البته مسائلی که امروزه فیزیکدانان به دنبال آن هستند با ۴۰۰ سال پیش کمی متفاوت شده است. علت این تفاوت به خاطر این است که مسائلی در گذشته برای ما مساله بود، اما اینک نیست و هم اکنون مسائل دیگری برای ما اولویت شده که باید آنها راکشف کنیم. بشر هر چه برای کشف و شناخت قوانین مسائل طبیعت پیشروی می کند با مسائل پیچیده تر و تخصصی تری روبه رو می شود. این گسترش علوم باعث شد یک مرزبندی به لحاظ موضوعی برای درک مفاهیم علوم به وجود آید.

یکی دیگر از هنرها و کارهای دانشمندان این است که وقتی مساله ای را فهمیدند، آن را ثبت کنند تا کسان دیگری نیز بتوانند بدون حضور آنان، این مسائل را درک و استفاده کنند. این مساله نه تنها در فیزیک بلکه در تمام علوم نیز باعث شده است انباشتی از اطلاعات رخ دهد و زبان مشترکی ایجاد شود، زبان نثر معمولی برای معرفی قوانین طبیعی که شیمیدانان و فیزیکدانان به دنبال آن هستند، کفایت نمی کند. ما برای انتقال راحت این مفاهیم و ثبت این داده ها احتیاج به یک زبان خاص داشتیم مانند هنر موسیقی که خط خاص خودش را دارد و با متن معمولی کاملا متفاوت است. البته خط موسیقی نیز هزار سال پیش توسط فارابی با همین الفبای امروزی نوشته شده بود، اما بعدها به دلایل مختلف خط فعلی آن ابداع شد. حدود ۵۰۰ سال قبل نیز فیزیکدانان و شیمیدانان برای انتقال مفاهیم از همین نثر معمولی استفاده می کردند، اما بعدها به دلیل انباشت اطلاعات، زبان محاوره ای و نثر معمولی دیگر گنجایش نیافت و زبان مناسبی برای آن انتخاب شد. نیوتن جزو افرادی بود که تاکید فراوانی به این مساله داشت. او می گفت زبان مناسب برای ثبت و بحث و انتقال قوانین طبیعی کشف شده فرمول ریاضی است، نه نثر معمولی. این نکته امروزه بین تمام فیزیکدان ها کاملا پذیرفته شده است.

پس با این حساب ابزار اصلی شما برای درک این فرآیندها معادلات ریاضی است؟

بله، مهم ترین ابزار ما برای درک درست و شناخت از محیط پیرامون مان معادلات ریاضی است.

این ابزار ها چقدر فیزیکدان را به اهدافش نزدیک می کند؟

طی چند سال معادله های مختلفی با زبان ریاضی نوشته شده است که شناخت قوانین طبیعت را ممکن می کند. ما از طریق این معادلات ریاضی پیش بینی و محاسبه می کنیم که رفتار سیستم مورد مطالعه ما در طبیعت چگونه است. به عنوان مثال، من براساس این قوانین می دانم اگر یک قلم را از جای مرتفع پرتاب کنم، به زمین خواهد افتاد. در قدم بالاتر من می دانم اگر این قلم را رها کنم چند ثانیه بعد به زمین برخورد خواهد کرد. همان معادلات به من می گوید وقتی قلم به زمین بیفتد، سرعتش چقدر خواهد بود. همان معادلات به من می گوید، رفتار قلم هنگام برخورد به زمین چگونه خواهد بود. دانستن این اتفاق ها قبل از رخ دادن بسیار جذاب است و باعث شیرینی این علم می شود.

یک ایده برای کشف مجهولات جهان چگونه به ذهن یک فیزیکدان خطور می کند؟

امروزه فیزیکدان ها معمولا با پدیده هایی سر و کار دارند که به طور روزمره دیده نمی شوند. مثلا می دانیم هر ماده ای از مولکول و هر مولکولی از اتم درست شده است. ما به طور روزمره اتم را نمی بینیم. بنابراین یک فیزیکدان بر حسب حدس و الهام از طبیعت و محیط پیرامونش به این شهود و فرضیه می رسد. پس احتمال خطا در آن وجود دارد و ممکن است این حدس ها درست از آب درنیاید. شاید گاهی اصلا این حدس ها به درد ما هم نخورد، اما قابل بررسی و اصلاح دوباره خواهد بود.

یک فیزیکدان چطور قوانین طبیعت را کشف می کند و به محک آزمایش قرار می دهد؟

در وهله اول، فیزیکدانان با دیدی دقیق سعی در کشف و ثبت تغییرات محیط پیرامون خود دارند. آنان پس از ثبت این تغییر و تحولات در تلاشند رابطه ای بین آنها بیابند. سپس این رابطه ها به صورت اعداد و معادلات ریاضی بیان می شود. پس از آن فیزیکدانان این رابطه های به دست آمده را تعمیم می دهند و بررسی می کنند اگر این معادله های نوشته شده را به کار ببرند چه اتفاقی رخ خواهد داد. این معادلات به طور بالقوه قوانین طبیعت را بیان می کنند. اگر نتایج و پیش بینی های این معادلات از محک آزمایش و مشاهده سربلند بیرون آمد، آنگاه یک قانون طبیعت کشف شده است. هر مشاهده یا آزمایشی در سطحی از دقت انجام می شود. هر چه سطح دقت افزایش یابد، قوانین نیز دقیق تر خواهند بود.

یکی از وجوه بالابردن سطح دقت، اندازه گیری این معادلات در ابعاد مختلف است مثلا اول رفتار یک جسم طبق معادلات بررسی می شود. این رفتار بعد از نصف شدن جسم نیز مورد بازبینی قرار می گیرد. این روال همچنان ادامه می یابد و نصف جسم دوباره نصف می شود. بار دیگر آن نصف نیز با این معادلات ارزیابی می شود تا دریابیم این سیستم چقدر می تواند کوچک شود و این قوانین تا چه میزان جوابگوی این مسائل است. بالا بردن دقت، سوال های جدیدی مطرح می کند. سوال هایی که امروزه خیلی از فیزیکدانان مطرح می کنند، مربوط به پدیده هایی است که ما به طور روزمره آنها را نمی بینیم، اما می دانیم که وجود دارند مانند حرکت مولکول ها، اتم ها و... یکی دیگر از وجوه بالا بردن دقت این است که تفاوت اجزای سازنده دو جسم را بررسی کنیم. پس از آن دریابیم که جزءهای کوچک تر آن و درون این اجسام از چه چیزهایی درست شده است. ما باید روش کشف آن دنیای ریز را هم پیدا کنیم. بررسی این دنیای ریز هم از طریق روش های مختلف خودش انجام می شود.

چرا اغلب فیزیکدانان علاقه عجیبی به جمع کردن همه فرمول ها در یک فرمول دارند که آن را فرمول آفرینش یا فرمول زیبا می نامند؟ ماجرا چیست؟

اتفاقا ایده فیزیکدانان این است که قانون جدیدی معرفی نکنند. آنان سعی می کنند تا جایی که امکان دارد این قانون را اعمال کنند؛ یعنی سعی می کنند از تعدد قوانین جلوگیری کنند و با کمترین قانون بیشترین چیزی را که می توانند توضیح دهند، اما زمانی که دیگر این معادله ها جوابگوی مسائل ما نباشند و به بن بست برسیم فیزیکدانان مجبور خواهند شد بار دیگر این قانون را بازبینی و اصلاح کنند و به دنبال چرایی این مساله بگردند. از بازبینی این قوانین، قانون های جدیدی متولد می شود. این قوانین ممکن است هیچ دخلی به مسائل قبلی نداشته باشد. فیزیکدان باید تلاش کند این قوانین را کشف کند؛ اغلب روند کشف یک قانون بسیار پیچیده و زمانبر است، اما زمانی که کشف شد، سعی می شود این قانون برای همه چیز استفاده شود مگر این که خلافش ثابت شود.

آیا این قانون های ثبت شده برای همه مسائل جوابگوست؛ مثلا می توان حرکت یک خودکار یا حرکت یک ماشین در خیابان یا حرکت ماه به دور زمین را با یک قانون توضیح داد؟

یکی از زیبایی های این علم این است که با یک قانون می توانیم حرکت زمین به دور خورشید و حرکت ماه به دور زمین را توضیح بدهیم. با همان قانون می توانیم حرکت یک ماشین در خیابان یا رها شدن یک خودکار از ارتفاع را توضیح دهیم. دریافتن این مساله که با یک قانون می توان به همه مسائل پاسخ داد خیلی شیرین و دلچسب است. این مساله باعث دلگرمی ما می شود تا حرکت ستاره ها را هم بررسی کنیم و بفهمیم آیا می توان با این قانون حرکت ستاره ها را هم توضیح داد یا نه؟ لازمه پی بردن به این مساله ثبت دقیق اطلاعات است. ما باید برای این کار جدولی از داده های مشاهداتی درست کرده و رابطه بین آنها را با دقت بررسی کنیم. جالب اینجاست این قانون حتی تا فواصل دور کهکشان راه شیری هم جوابگوست، اما برای فواصل دورتر دچار سردرگمی و مجهول می شویم به همین دلیل مجبوریم برای کشف سایر پدیده های دنیای خارج از کهکشان بعضی از این قوانین را اصلاح کنیم.

با کشف این قوانین کهکشانی قرار است به کجا برسیم؟

بیشتر کنجکاوی است. انسان بالذات مانند کودک تازه متولد شده کنجکاو است. دوست دارد دنیای پیرامون خود، راز پدیده آفرینش و... را کشف کند. زیبایی این کشف ها توضیح دادن و پیش بینی بیشترین مسائل با کمترین قانون است. اگر پیش بینی ما درست از آب درآمد، مساله مهمی را فهمیده ایم و باعث می شود دنبال پیش بینی و حل مسائل بیشتر دیگری برویم.

چه لزومی در کشف پدیده های دنیا باعث شد بشر به دنبال ذرات بنیادین برود؟

خاصیت ذات بشر این است که وقتی چیزی را فهمید، دوست دارد آن را بهتر بفهمد. بهترفهمیدن این مساله به این معنی است که دقیق تر به عمق مساله پی ببرد یعنی درونش را بیشتر موشکافی کند؛ این کار یکی از روندهای طی شده علم فیزیک است که مدام ساختار کوچک تر را پیدا می کند. در حال حاضر، کوچک ترین جزئی که مواد مختلف را از هم تمیز می دهد، مولکول است. مولکول نیز از اجزای ریزتری به نام اتم ساخته شده است. در حال حاضر ۱۱۶ اتم در طبیعت یافت شده است که از این مقدار فقط حدود ۵۰ عنصر در طبیعت به وفور یافت می شود. از کنار هم قرار گرفتن اتم ها، مولکول هایی با خاصیت های متفاوت ساخته می شود؛ جنس مولکول مواد مختلف به خاطر نوع آرایش و چگونه قرارگرفتن اتم های سازنده آن در کنار یکدیگر متفاوت است. در واقع این تفاوت آرایش و چیدمان باعث سختی و نرمی، مایع، جامد و گازی شکل بودن عناصر مختلف می شود. شناخت این تفاوت هاست که ما دریافته ایم چرا یک مولکول معین مانند آب در یک زمان شکل یخ و در زمانی دیگر به صورت مایع است. در محیط اطراف ما هزاران گونه مواد و عناصر با خاصیت های شیمیایی و فیزیکی متفاوتی وجود دارد. برخی از این عناصر با وجود شبیه بودن به یکدیگر خاصیت های متفاوتی از یکدیگر دارند مثلا تمام کوه های زمین از سنگ و خاک درست شده است، اما چرا با یکدیگر تفاوت دارند؟ شناسایی این عناصر کار آسانی نیست. ما می توانیم برای پیش بینی این خاصیت ها و چگونگی رفتار این عناصر از معادلات ریاضی استفاده کنیم.

معادلات ریاضی چطور در حل این مساله به ما کمک می کند؟

مثلا هزاران مولکول مختلف را در نظر بگیریم که از کنار هم گذاشتن یکسری اتم های متفاوت به وجود آمده اند. این اتم ها تنوع مولکول ها را ندارند. پس احتیاجی نیست ده هزار قانون برای مولکول های مختلف بنویسیم، فقط کافی است ده قانون برای ده اتم بنویسیم و با چیدمان این ده اتم کنار هم موفق به کشف تمام قوانین این مولکول ها شویم.

دانشمندان چقدر موفق شدند برای شناخت بهتر پدیده های مختلف، ساختار اتم را موشکافی کنند؟

اندازه تقریبی یک اتم ۱۰-۱۰ متر است. وجود اتم به معنای امروزی آن اوایل قرن بیستم کشف شد. زمان بررسی دقیق ساختار اتم یکی از مجهولات علم بشر به شمار می رفت. دانشمندان برای حل این مساله، آزمایش های متعددی انجام و فرضیه های گوناگونی ارائه دادند. در یکی از این فرضیه ها، اتم مانند توپی توخالی فرض شد. آنان براساس حدسیات و معادلات ریاضی، رفتارهای اتم را پیش بینی کردند. آزمایش های متعدد آنان نشان داد اتم از سه ذره به نام الکترون، پروتون و نوترون درست شده است. فیزیکدانان در آزمایش هایشان برای فهمیدن بهتر این مساله، ورقه های بسیار نازکی از طلا در ابعاد نانو ساختند (در حد یک صدم میلی متر) و با تاباندن باریکه ای الکترونیکی این ورقه را از درون اتم گذراندند. اگر جرم در حجم اتم پراکنده بود، این ورقه نازک از اتم عبور نمی کرد. نتیجه این آزمایش ها نشان داد بیشترین جرم اتم در هسته اتم است و بقیه اتم را پوسته ابری شکل تشکیل داده است؛ این هسته هزار مرتبه از آن پوسته ابری کوچک تر است. ابر اتم نیز از ذره ای به نام الکترون ساخته شده است که در مقایسه با دو ذره کوچک و متفاوت هسته (پروتون و نوترون) راحت تر جدا می شود. طولی نکشید سوالی دیگر ذهن محققان را درگیر خود کرد؛ داخل هسته چطور؟ آیا خاصیت داخل هسته نیز مانند خود اتم است؟ برای داشتن تصوری روشن از این مساله باید گفت وقتی یک تکه فلز را به ابعاد کوچک تر تقسیم می کنیم، قطعات کوچک تری با خاصیت قطعه اول به وجود خواهد آمد. البته خاصیت براده های آهن با خود آهن متفاوت است. هر چه ماده کوچک تر شود، یکسری از خاصیت های آن نیز متفاوت تر خواهد شد. با موشکافی به ساختار هسته نیز معلوم شد هر چه این ذرات کوچک تر شوند، خاصیت آنها نیز متفاوت تر خواهد شد.

شناخت این ذرات بنیادین چه کمکی به ما در شناخت دنیای بزرگ تر می کند؟

امروزه سوال های زیادی مانند بحث ذرات اتمی را می توان در شاخه ای به نام فیزیک ذرات دنبال کرد. مطالعه و کنجکاوی بی پایان بشر باعث شده است همواره مسائل بزرگ تر و سوال های بی شماری در خصوص اجزای سازنده کهکشان ها ذهنش را مشغول کند و همواره او به دنبال این سوال ها باشد که آیا سنگ و خاک کره ماه با زمین یکی است؟ اجزای سازنده ستاره خورشید چطور؟ هزاران ستاره دور و اطرافمان چطور؟ و در نهایت به این پاسخ برسد که خورشید، ماه و ستاره ها عملا از چیزهایی ساخته شده اند که ما در کره زمین هم داریم. اینجاست که ذهن متحیر می شود «مگر امکان دارد تمام ذرات بنیادی کهکشان راه شیری یکی باشد» در واقع باید گفت ذرات بنیادی قادر به انجام کارهایی است که ما به طور روزمره آنها را نمی بینیم. همین مساله باعث بازشدن سوال های بیشمار دیگری می شود؛ چطور مجموعه ای از ذرات باعث تشکیل خورشید و ستاره ها و مجموعه ای دیگر باعث شکل گیری ماه و زمین می شود؟ در شاخه ای دیگر از علم فیزیک ما به دنبال این هستیم که چگونه از کنار هم گذاشتن مولکول های مختلف، مواد گوناگون با خاصیت های متفاوت به وجود می آید؟ این گونه است که بشر با کنجکاوی بی پایانش به حل مسائلی بزرگ بر می آید.

فیزیکدانان اغلب برای پاسخ بسیاری از مسائل زمینی و فرازمینی نظریه های متفاوتی ارائه کرده اند، چرا این نظریه ها این قدر متفاوتند؛ مگر همه آنها بر پایه دانش بشری شکل نگرفته اند؟

چون در حد یک فرضیه و نظریه هستند. تمام فرضیه ها و نظریه هایی که بازگو و ادعا می شود باید امتحان شوند. امتحان یکی از معیارهای تشخیص فهمیدن است. امتحان ما فیزیکدانان هم این است که دریابیم آیا این قانون تمام مسائل را واقعا توضیح می دهد یا نه؟ مدل های یک فیزیکدان هم باید مانند دانش آموز امتحان پس بدهد. فیزیکدان باید مدل هایش را محک بزند و با یک روش مشخص دنبال کشف قوانین باشد تا اطلاعات بیشتری از پدیده ها را ثبت کند و در نهایت از کنار هم گذاشتن آنها مدلی بسازد تا پیش بینی و توضیحی برای پدیده های مشابه داشته باشد. این مدل های مختلف با ایده و شهود مختلفی ایجاد شده است و باید برای استفاده و کار برد بررسی شوند. خیلی از این نظریه ها هنگامی که بر پایه یک روش علمی مشخص محک زده می شوند، از دور خارج می شوند. از این روش علمی است که می توان بسیاری از ادعاهای کاذب را به چالش کشید.

به نظر شما یک فیزیکدان موفق باید چه خصوصیاتی داشته باشد؟

به نظر من همان طور که یک تاجر موفق از صبح تا شب به فکر این است که چطور یک قرانش را دوزار کند و به دنبال سود بیشتر است، یک فیزیکدان موفق و خوب هم باید در تمام کارهایش تمرکز کرده و وقتش را صرف کشف قوانین بیشتری از طبیعت کند.

سخن پایانی به زبان فیزیک؟

ما در زندگی روزمره مان با پدیده ها و مشکلات مختلفی روبه رو هستیم که می توانیم به گونه های مختلف برای حل این مساله اقدام کنیم. این مسائل الزاما ربطی به عالم فیزیک ندارد. یکی از اقدام ها این است که ابتدا درباره آن مساله بیندیشیم و با سبک و سنگین کردن مساله به سراغ راه حل مناسب آن برویم. روش دیگر که معمولا مردم از آن استفاده می کنند، این است که به محض مشاهده مشکلی، بدون شناخت از آن مساله سعی در برطرف کردن آن مشکل داشته باشند. روش اول، همان روشی است که اغلب فیزیکدانان از آن استفاده می کنند. افراد معمولی هم با استفاده از روش های علمی هنگام مواجه شدن با مشکل می توانند خیلی از مسائل خود را براحتی حل کنند. یک فرد اگر فیزیک بلد نباشد، مهم نیست. مهم این است که چگونه از این روش ها استفاده کند. این روش ها را می توان با تمرین کردن آموخت. مثلا دو نفر را در نظر بگیرید که قصد خرید تلفن همراه دارند. اولین نفر یکراست به بازار می رود، اما دومین نفر با کسب اطلاعات گوناگون از منابعی چون وب سایت و اینترنت قصد خرید تلفن همراه می کند. مردم خودشان می توانند قضاوت کنند کدام روش بهتر است. بسیاری از این روش های علمی در زندگی روزمره ما انسان ها بااهمیت تر از کشف اتم است. بسیاری از این روش های علمی را می توان در زندگی به کار بست، روش هایی که به طور معمول با آنها سر و کار داریم.

فیزیکدان ها؛ قهرمانان سیاره زمین

بشر از وقتی خود را شناخته، با پرسش های گوناگونی در دنیای اطراف خود روبه رو بوده که شاید مهم ترین آنها این پرسش تاریخی باشد که ما از کجا آمده ایم. همین پرسش بزرگ بود که هزاران علامت سوال بزرگ و کوچک دیگر در ذهن کنجکاو انسان گشود و او را وادار کرد تا بخش بزرگی از متفکرترین و تیزهوش ترین نوع خود را به تحقیق و پژوهش در دنیای شگفت انگیز فیزیک به کار گیرد.

ابتدا پرسش ها ساده بود. چرا آتش گرم است؟ چرا سیب به زمین می افتد و به آسمان پرواز نمی کند؟ چرا آب، آتش را خاموش می کند؟ چرا برف سفید است و زغال سیاه؟ چرا آب جاری می شود و چرا توفان شکل می گیرد؟

اما بتدریج پرسش ها اساسی تر شد و یافتن پاسخ ها سخت تر و دشوارتر. زمین چه شکلی است؟ دنیا چقدر وسیع است؟ ما کجای آن قرار داریم؟ تفاوت خورشید با ماه و سایر اجرام نورانی آسمان چیست؟ رعد و برق چگونه شکل می گیرد و چگونه می توان برق را به خدمت گرفت؟

کمی که گذشت و پاسخ ها که از شرق و غرب دنیا به هم رسید و دانش ها که بر هم افزوده شد و در حالی که همه فکر می کردند حالا می دانند دنیا چگونه ساخته شده و طبق چه قانونی اداره می شود، ناگهان و با چند مشاهده ساده، سوال هایی به غایت مشکل رخ نشان داد. دنیا چگونه شکل گرفته است و داستان خلقت چیست؟ ماده از چه ساختاری تشکیل شده و درون اتم چه قرار دارد؟ آیا ماده سیاه و انرژی سیاه وجود دارد؟ آینده کائنات چه خواهد شد؟ و از همه اساسی تر وزن چیست؟

وقتی با یک فیزیکدان به گفت وگو می نشینی، دنیای شگفت انگیزی را می بینی که پرسش های فراوانی احاطه اش کرده است. آنچه از نظر من و شما بدیهی است، از نظر فیزیکدان ها یک علامت سوال بزرگ است و همین حس کنجکاوی عمیق این دانشمندان ماجراجو بوده که موتور محرک نوع بشر برای درک بیشتر از جهان پیرامونش گشته است.

اگر فکر می کنید در دورانی زندگی می کنید که فیزیکدان ها آردشان را بیخته اند و الک شان را آویخته اند، سخت در اشتباهید. اگر تصور شما بر این است که بشر آنچه از علم فیزیک را باید می دانسته، کشف کرده و حالا دیگر زمان بازنشستگی فیزیکدان هاست، بهتر است نگاهی به فهرست بلندبالای پرسش های باقیمانده بشر بیندازید که در راس آنها همان سوال بزرگ «از کجا آمده ایم» همچنان خودنمایی می کند. کار فیزیکدان ها تازه آغاز شده است و آنها در تلاشند با قدم گذاشتن بر شانه غول ها، دورتر از دوردست ها را رصد کنند و پاسخ ها را در عمق ذرات تشکیل دهنده اتم و ماورای قابل رویت سپهر گردون پیدا کنند.

این روزها به نظر می رسد خبری از دنیای فیزیک به گوش نمی رسد و گویا فیزیکدان ها در خوابی عمیق به سر می برند و منتظر ظهور یک ابر بشر دیگر مانند آریابهاتای هندی، ابوریحان ایرانی، نیوتن انگلیسی و اینشتین آلمانی هستند تا با ایده های فوق بشری خود، راه را برای حرکت انسان به سمت یافتن پاسخ بزرگ هموار سازند. اما دنیای امروز، دنیای فوق بشرها نیست. حالا انسان یاد گرفته با کار جمعی و تکیه بر خرد اجتماعی، کارهای خارق العاده را با آدم های معمولی انجام دهد. برای این که بدانیم علم فیزیک با چه سرعت سرسام آوری در حال پیشرفت است، نباید انتظار انتشار خبرهای هر روزه را داشته باشید. چون طبیعت فعالیت های فیزیکی این دوران متفاوت شده است. این فعالیت ها عمیق تر و بنیادی تر از آن است که انتشار نتایج یک پژوهش به عمر یک نسل یا دو نسل اکتفا کند.

علم فیزیک همچنان در حال پیشرفت و تغییر رویکرد بشر نسبت به دنیای اطراف خود است. دنیایی که ما می بینیم با آنچه پدرانمان در یک یا دو نسل قبل می دیدند، تفاوتی اساسی دارد و ما، همه آن را مدیون قهرمانانی هستیم که زندگی خود را وقف دانش فیزیک و درک عظمت آفرینش در دو بعد زیراتمی و فراکهکشانی کرده اند.

فرزانه صدقی