در ستایش پرسش های دشوار

محاكمه های بزرگ, همان طور كه الیور وندل هولمز Holmes W O , قاضی دادگاه عالی ایالات متحده یك قرن پیش گفته, می توانند به وضع قوانین بد منجر شوند اما پرسش های بزرگ اغلب خاستگاه پیشرفت های بزرگ در علم اند

اسرار سر به مهر به علم انگیزه و جهت می دهند. دست اندازهای جاده شناخت علمی نه چاله هایی برای پرهیز بلكه فرصت هایی برای بهره برداری هستند. دیوید گراس ( Gross. D) برنده جایزه نوبل فیزیك در سال ۲۰۰۴می گوید: «پرسش های بنیادی علایم راهنما هستند؛ آدم را برمی انگیزانند. یكی از خلاق ترین خصلت هایی كه یك پژوهشگر می تواند داشته باشد توانایی طرح پرسش های درست است.»

بزرگترین فتوحات علم در مرزهای آن حاصل می شوند، در فصل مشترك میان نادانی و دانایی، جایی كه ژرف ترین پرسش ها مطرح می شوند. برای ارزیابی وضعیت كنونی علم هیچ راهی بهتر از فهرست كردن پرسش هایی كه علم نمی تواند به آنها پاسخ دهد وجود ندارد. به قول گراس «جهل است كه به علم شكل می دهد.» هر چند زمان هایی بوده كه بعضی ها به این باور می رسیدند كه علم تمام چاله ها را پر كرده، راه ها را هموار ساخته و به جهل پایان داده است. هنگامی كه مجله «ساینس» در سال ۱۸۸۰ متولد شد، تازه یك سال از مرگ جیمز كلرك ماكسول (Maxwell .J) می گذشت كه نور، الكتریسیته، مغناطیس و گرما را با موفقیت تبیین كرده بود.

با توجه به اینكه گرانش نیز دو قرن پیشتر توسط نیوتن مهار شده بود، فیزیك از دید چشمان نزدیك بین اساساً پایان یافته بود. در این فاصله، داروین اصل راهنمای زیست شناسی را پایه ریزی كرده و به كرسی نشانده بود و جدول تناوبی مندلیف - كه تنها یك دهه از عمرش می گذشت- به شیمی امكان می داد مبانی اش را روی یك پوستر چاپ كند. ماكسول خود اشاره كرده كه بسیاری از فیزیكدانان معتقدند آنچه از رشته شان باقی مانده صرفاً اندازه گیری مقادیر ثابت های فیزیكی «تا یك رقم اعشار بیشتر» است.

با این همه پرسش های بزرگی سربرآوردند. دانشوران نه تنها در مورد قدرت انتخاب طبیعی به بحث پرداختند بلكه منشاء منظومه شمسی، سن و ساختار درونی زمین و دورنمای چندگانگی دنیا هایی كه كیهان را تشكیل داده اند به مناظره پرداختند.

در حقیقت حتی در زمان مرگ ماكسول نیز نظریه میدان های الكترومغناطیس را به طور كامل نپذیرفته بودند یا حتی آن را كاملاً نشناخته بودند. متخصصان هنوز در مورد اینكه آیا الكتریسیته و مغناطیس اثر های خود را (به فرض) همانند گرانش از طریق «كنش از فاصله» منتشر می كنند یا به وسیله «خطوط نیروی» مایكل فارادی (ماكسول این خطوط نیرو را در میدان ها لحاظ كرده بود)مجادله می كردند.مترصد چنین بحث هایی بودن موضوعی فراتر از این بود كه آیا گرانش را می توان با مغناطیس تلفیق كرد یا خیر (ماكسول فكر می كرد نمی توان) این پرسشی است كه هنوز هم به عنوان یكی از پرسش های مهم در علم مطرح است، البته به شكلی پیچیده تر.

ماكسول به خوبی آگاه بود كه فعالیت های وی هنوز هم پرسش های بسیاری را بدون پاسخ گذاشته است. برای مثال در نظر گرفتن حركت های مولكولی با اندازه گیری های ظرفیت گرمایی ویژه همخوانی نداشت. وی خاطرنشان ساخت كه: «تاكنون چیزی بسیار مهم برای كامل كردن نظریه فیزیكی با نگرش مولكولی در مقابل چشمان ما پنهان مانده است.»

در پایان قرن نوزدهم كه نشریه ساینس ۲۰ساله شد ویلیام تامسون (مشهور به لرد كلوین) دو گام بزرگ برای پیشرفت دانش زمان خود برداشت. (وی از آنها با عنوان «ابرهایی» كه بر فراز سر فیزیكدان در حركتند، نام برد.) یكی از این گام ها كشف راز ظرفیت گرمایی ویژه بود كه ماكسول به آن اشاره كرده بود، گام دیگر شكست در آشكارسازی اتر بود، واسطه ای كه گمان می رفت برای انتشار امواج الكترومغناطیس ماكسول ضروری است.

پر كردن رخنه های دانش نیازمند دو تحول قرن بیستم یعنی كوآنتوم و نسبیت بود. بی اطلاعی ناشی از ابر های كلوین نیروی محركه نوزایی علم شد. جست وجوی پاسخ پرسش های بزرگ در قرن گذشته درك بشر از جهان فیزیكی و جهان زنده را از نو صورت بندی كرد.

مناظراتی در مورد وجود جهان های متعدد در جریان بود كه بر پایه مقیاس های كهكشانی و به ویژه تاكید بر این نكته كه آیا كهكشان منزلگاه زمین، یعنی كهكشان راه شیری تنها مورد از چنین مجتمع های ستاره ای است یا خیر شكل گرفت. پاسخ این پرسش به زودی مشخص شد. آشكار شد كه كهكشان راه شیری تنها كهكشان موجود نیست درست مثل وضعیتی كه كپرنیك چند قرن پیشتر زمین را از جایگاه مركزیت كیهان به زیر كشید.

اما وجود كهكشان هایی ورای كهكشان ما، پرسش های دیگری را در مورد حركت های ظاهری آنها و دور شدنشان از یكدیگر مطرح كرده است. این موضوع در گزارش مهمی كه در اولین شماره ساینس به چاپ رسید و در مورد مجموعی از ستارگان كه طرحی مثلثی را ایجاد می كردند و ستاره ای دوتایی در راس و دوستاره دیگر در قاعده داشت، بازتاب وسیعی یافت. مشاهدات دقیق تر نشان داد كه ستارگان در حال دور شدن از یكدیگر هستند و در نتیجه مثلث بزرگ تر می شود اما شكل آن بدون تغییر می ماند. در گزارش ساینس آمده بود: «به نظر می رسد، احتمالاً همه این ستارگان به آرامی از یك نقطه واحد و از یكدیگر دور می شوند، بنابراین شاید سال ها پیش همه این ستارگان به یكدیگر بسیار نزدیك بودند.» و همانطور هم كه گمان می رفت همه این چهارستاره حركت خود را از مكان واحد آغاز كرده بودند. درك چنین حركتی پرسشی بود كه بیشترین علاقه مندی ها را به خود جلب می كرد.

نیم قرن بعد، ادوین هابل این پرسش را از حركت ستارگان به منشأ و تاریخ خود جهان گسترش داد. وی همچنین نشان داد كه كهكشان ها به ظاهر از یك نقطه مشترك آغاز كرده و از یكدیگر دور می شوند كه شاهدی است بر انبساط كیهان. با كشف هابل كم كم پرسش عظیم كیهان شناسی از حیطه فلسفه به حوزه تجربه نقل مكان كرد. با كشف پرتوهای ریز موج پس زمینه كیهانی در دهه ،۱۹۶۰ نظریه انفجار بزرگ در مورد تولد جهان، نقش روشنی در تكوین مرحله جدید كیهان شناسی ایفا كرد و پاسخی مهم و پرسش های تازه بسیاری را برای كیهان شناسان به ارمغان آورد.

در یك صدسالگی ساینس، یعنی ربع قرن پیشتر رخنه های بسیاری در دانش ما نسبت به كیهان وجود داشت، بسیاری از این رخنه ها از آن زمان پر شده است، در حالی كه رخنه های دیگر هنوز باقی مانده اند. در آن زمان تردیدها در مورد وجود سیاره هایی پیرامون ستارگان دوردست ادامه داشت، پرسشی كه هم اكنون با كشف ده ها سیاره در منظومه های شمسی كهكشان های همسایه دیگر كنار گذاشته شده است. اما اكنون پرسش بزرگتری ورای چشم انداز سیاره ها و حتی كهكشان ها یعنی دورنمای جهان های چندگانه و منسوبان به حباب های فضا و زمان كه انسان ها آن را اشغال كرده اند، مطرح می شود. و نه تنها ممكن است جهان انسان یكتا نباشد (نقض تعریف قدیمی جهان) بلكه انسان ها نیز ممكن است در فضای خویش تنها نباشند. وجود احتمالی حیات در جای دیگری از این كیهان به اندازه هر شكاف دیگری در دانش كنونی ما بزرگ است و این با منشاء حیات بر روی زمین كه به همان اندازه معمایی ژرف است همراه می شود.

البته حیات پرسش های عمیق بسیاری از امید جاودانگی گرفته تا دورنمای نابودی بیماری برمی انگیزد. دانشمندان همچنان در تردیدند كه آیا هرگز خواهند توانست از صفر اشكال حیاتی جدیدی خلق كنند یا دست كم توانایی های مونتاژ خود به خودی حیات را شبیه سازی كنند. زیست شناسان، فیزیكدانان، ریاضیدانان و متخصصان كامپیوتر همكاری در مورد موضوع پیچیده «زیست شناسی سیستم ها» را شروع كرده اند و قصدشان این است كه دریابند چگونه بر همكنش های بی شمار مولكولی در قلب حیات در اعمال سلول ها، اندام ها و كل جانوران با یكدیگر هماهنگ می شوند. و اگر موفق شوند این رویكرد سیستمی باید به پزشكان كمك كند برای تغییرات فردی در DNA درمانی سفارشی بیابند و پزشكی شخصی را كه بدون پیامدهای جانبی درمان می كند امكان پذیر سازد. پیش از آنكه «ساینس» ۱۵۰ ساله شود، نسخه های اصلاح شده پزشكی مدرن ممكن است زندگی طولانی را نیز برای انسان ممكن سازند.

همچنان كه «ساینس» و علم سالخورده تر شدند، جهل و آگاهی نیز با هم تكامل یافته اند و چیستی پرسش های بزرگ گاهی تغییر می كند. برای مثال پرسش های قدیمی درباره سن و ساختار زمین راهگشای مسائلی در ارتباط با ظرفیت این سیاره برای تامین جمعیتی پیر و در حال رشد شده است.

بعضی پرسش های بزرگ در طول زمان بزرگتر می شوند همچون جهانی كه دائم در حال انبساط است، یا عمیق تر می شوند، نظیر تلاش برای درك ماهیت خودآگاهی. از سوی دیگر بسیاری از پرسش های عمیق علم را به سوی مقیاس های كوچك تر رانده اند، خردتر از قلمرو اتم ها و مولكول ها، یا به سوی جزئیات ظریف تری كه مبنای پاسخ های كلی به پرسش های بزرگ گذشته اند. در سال ۱۸۸۰ برخی دانشمندان شواهد ماكسول درباره اتم ها را قانع كننده نیافتند. امروزه مشابه همان بحث در مورد ابرتارها به عنوان آخرین قطعات ماده در مقیاس یك تریلیون تریلیون بار كوچك تر جریان دارد. بحث های كهنه بر سر تكامل و انتخاب طبیعی به بحث هایی درباره دینامیك گونه زایی یا اینكه چگونه از قوانین رقابت فردی، رفتارهایی خاص نظیر همكاری فداكارانه پدید آمده انجامیده است.

البته پرسش های بزرگ خودشان نیز تكامل می یابند زیرا پاسخ هایشان به نوبه خود منشاء پرسش های نو و بهترند. راه حل مسئله ابرهای كلوین _ نسبیت و فیزیك كوآنتوم _ منشاء بسیاری از معماها در فهرست امروز ما هستند، از تركیب كیهان گرفته تا دورنمای كامپیوترهای كوآنتومی.

سرانجام اینكه پرسش های بزرگی نظیر اینها هم جایگاه دانش علمی كنونی را مشخص می كنند و هم موتور اكتشافات علمی را راه می اندازند. پیشرفت علمی آنجا به اوج شدت خویش می رسد كه جهل و آگاهی به هم می رسند، آنجا كه شناخته با ناشناخته روبه رو می شود. ماكسول جایی نوشته است «جهلی كه كاملاً آگاهانه باشد پیش درآمد تمام پیشرفت های واقعی در علم است.»

پس هنگامی كه علم بی پرسش بماند ظاهرا به پایان خویش خواهد رسید. اما درواقع چنین خطری تهدیدش نمی كند. شاهراه جهل به علم دوطرفه است: با انباشته شدن علم و محو شدن جهل گذشته، پرسش های جدیدی مطرح می شوند و مناطقی از جهل كه باید مورد بررسی قرار گیرند وسیع تر می شود.

ماكسول می دانست كه حتی فرا رسیدن عصر اندازه گیری های دقت نشانه پایان علم نیست بلكه طلیعه گشایش مرزهایی نوین است. ماكسول می نویسد: «در تمام شاخه های علوم، پاداش كار اندازه گیری دقیق اكتشاف حوزه های نوین پژوهش و پیدایش ایده های علمی تازه است.»

اگر به نظر می رسد كه پیشرفت علم كند شده به خاطر آن است كه پرسش ها روز به روز دشوارتر می شوند، نه به خاطر آنكه دیگر پرسشی برای پاسخ دادن باقی نمانده است.خوشبختانه با آنكه كه قاضی هولمز اشاره كرده بود محاكمه های دشوار، همچون محاكمه های بزرگ، به وضع قوانین بد می انجامند، پرسش های بزرگ نیز می توانند به علوم چشمگیری منتهی شوند. به عقیده او قوانین برجا مانده از چنین محاكماتی ناشی از دلبستگی های عاطفی در مورد افراد مشهور است كه با اعمال فشار اصول قانونی ریشه دار را مخدوش می كنند. و به همین دلیل است كه وضعیت علم درست نقطه مقابل حقوق است. فشار پرسش های بزرگ و دشوار اصول جاافتاده را خم كرده و حتی می شكاند و این همان چیزی است كه سبب می شود علم همواره خویش را نو به نو كند، همان چیزی كه این برداشت را بی معنا می سازد كه كار علم روزی به پایان خواهد رسید.