در گوشه‌ای از جهان هستی

در قلب توده‌ بزرگی از ماده‌ی تاریک، در نقطه‌ای از کهکشان مارپیچی بزرگمان، بر روی سیاره‌ی خارق‌العاده‌ای که به دور خورشید با شکوهمان می‌چرخد، در ادامه‌ی زنجیره‌ای که هنوز تنها اثری از حیات زنده در کیهانمان است، ما نیز شروع به زندگی کردیم. به عنوان گونه‌ای با قدرت تفکر، همیشه به دنبال زبانی برای برقراری ارتباط با محیط اطرافمان بوده و هستیم. گاه با هدف رفع نیاز، گاه برای رفع حس کنجکاوی سیری ناپذیرمان و حتی گاهی در اثر ترس! اما هدف هرچه بود و هرچه هست، امروز درجای عجیبی از تاریخ علم ایستاده‌ایم و با غرور به جهانی نگاه می‌کنیم که نه آن‌طور که ما دلمان می‌خواهد، بلکه آن گونه که واقعا هست، در برابر ما ایستاده است.

شما اینجا هستید!

ما همیشه می‌خواستیم با طبیعتمان سخن بگوییم، و در طول تاریخ، فیزیک راهی بود که برای این هدف انتخاب کردیم. فیزیک زبان مشترک ما و طبیعت شد. ما مشاهده می‌کردیم، بعدها یاد گرفتیم ثبت کنیم، بر پایه‌ی مشاهداتمان فرضیه سازی کردیم و جلو رفتیم. زمینمان را تخت تصور میکردیم، هر کدام از سیارات و ستاره ها را خدایی می‌پنداشتیم که باید نیایش کنیم، وگرنه بر ما عذاب می‌فرستند. در ذهنمان خدایان ناشناخته‌ای ساختیم که شب و روز را پدید می‌آوردند. خدایانی که غروب خورشید را می‌خوردند و صبح باز او را به دنیا می‌آوردند. خدایانی که صبح از شرق برمی‌خاستند، در طول روز در آسمان سیر می‌کردند و غروب مانند پیرمردان در بستر می‌مردند. رعد و برق، خشم خدایان بود و زلزله خشم مادرمان زمین.

فرضیه ساختیم، خیالبافی کردیم و جلو آمدیم. سفر کردیم، اختراع کردیم، تا آنجا که زمین و آسمان را هر روز بهتر و بهتر شناختیم. فرضیاتمان به مرور حقیقیتر میشدند، از محیطمان به زیباترین وجه استفاده می‌کردیم، ویژگیهایش را میدانستیم، دارو می‌ساختیم، ظروف زیبا، وسایل نقلیه، ساختمان‌های باشکوه ، اما هنوز پیوند عمیقی برقرار نبود. با طبیعتمان به زیبایی زندگی میکردیم اما زبانش را نمیدانستیم. همیشه نگاهمان به آسمان هم معطوف بود. آسمان پر رمز و راز را می‌دیدیم. ستارگانی را که هر شبمان را زیبا می‌ساختند، در صورت‌های فلکی دسته بندی کردیم. علم اخترشناسی را به جود آوردیم و هر شب آسمان را رصد میکردیم. همه چیز را میدیدیم، اما هنوز علت‌ها ناشناخته بود.

نظریه  زمین‌مرکزی بطلمیوس

بطلمیوس که بین سالهای ۹۰ تا ۱۶۸ میلادی زندگی میکرد، معتقد بود زمین در مرکز جهان قرار دارد، و ماه و خورشید و سایر سیارات، به دور آن میچرخند. در این نظریه، سیارات مداری نداشتند و انگار بر روی صفحه‌ای شیشه‌ای به نام فلک چسبیده بودند و فلک به دور زمین در گردش بود. او معتقد بود که ۸ یا ۹ فلک وجود دارد و بر روی فلک آخر، ستاره‌ها چسبیده‌اند.

یک نقاشی قدیمی برآمده از طرز تفکر بطلمیوسی (زمین‌مرکزی) – نگاره از ویکی‌پدیا

پس از این فلک، که به آن فلک الافلاک می‌گفتند، خداوند و فرشتگان زندگی میکردند. این نظریه که به آن زمین مرکزی میگویند شاید یکی از نخستین نظریات جامع و منسجم ما درباره ی کیهانمان بود. این باور نزد ما پذیرفته شده بود. ما در مرکز جهان هستی، بر روی سیاره‌ی زیبایمان نشسته بودیم و همه به دور ما می‌گشتند. کلیسا نیز این فرضیه را بشدت تبلیغ می‌کرد. خیالی خوش و پرغرور اما ناپایدار. تا بالاخره در تاریخمان گالیله پیدا شد. او بود که گفت نه تنها ما مرکز جهان نیستیم، بلکه ما و چند سیاره‌ی دیگر همه و همه به دور خورشید زیبایمان میگردیم. او نگاه ما را به طبیعت و به ویژه علم مکانیک دگرگون کرد، و در یک کلام، او نخستین پیوند میان طبیعت و ریاضیات را در قلب علم حرکت شناسی نشان داد. وقتی به او فکر می‌کنم، و به جهانی که پیش از او می‌شناختیم، تصمیم و کار بزرگش بسیار ترسناک به نظرم میرسد. تصور کنید در خانه‌ای نشسته‌ایم، دیوارهایش را با رنگ‌های بسیار زیبا نقاشی کرده‌ایم و تصور می‌کنیم تمام حقیقت، هرآن چیزی است که در نقاشی‌هایمان کشیده‌ایم. ناگهان مردی از راه می‌رسد، دیوارها را خراب می‌کند،نقاشی‌ها را می‌سوزاند، ما را وسط تاریکی بی‌انتهایی رهایمان می‌کند و تنها مشعلی به دستمان می‌دهد. او نم‌یداند نتیجه‌ی جستجویمان چه خواهد بود، اما باور دارد حقیقت بسیار زیباتر و موثرتر از تمام نقاشیهایمان بر در و دیوار خانهمان است. او به درستی و زیبایی حقیقت باور دارد. ما این مشعل را گرفتیم و جلو آمدیم.

نیوتون و ادامه‌ی راه

مفهوم گرانش را فهمیدیم. حرکت سیارات را توجیه کردیم. مهندسی نوینی بر پایه‌ی معادلاتش بنا کردیم. علم مهندسی هر روز زندگی را ساده‌تر میکرد. اما سوالات ما پایانی نداشت. مطالعه بر روی نور از زمان نیوتون جدی‌تر دنبال می‌شد. تلسکوپ گالیله که یکی از دستاوردهایش کشف چند قمر از اقمار مشتری بود، به وسیله‌ی نیوتون اصلاح شد و کار رصد آسمان را اندکی بهبود بخشید. همچنین مطالعه‌ی ما بر روی الکتریسته و مغناطیس روز به روز بیشتر می‌شد و کسانی ماند لنز، فارادی، آمپر و دیگران ماهیت بار الکتریکی را معرفی کردند. سرانجام دوران طلایی فیزیک فرا رسید. در اواخر قرن نوزدهم، تامسون مدل اتمی‌اش را ارائه کرد. رادرفورد اولین بار مفهوم هسته را معرفی کرد. پروتون‌ها و نوترون‌ها شناخته شدند و سرانجام مدل سیاره‌ای توسط نیلز بور ارائه شد. مدلی که اگر درست بود بنابر نظریه‌ی الکترومغناطیس، به ناپایداری اتمها و نابودی اتم منجر میشد. در این زمان بشر به آزمایش‌هایی دست می‌زد که یکی پس از دیگری ناتوانی فیزیک نیوتونی را در توضیح مسائلی روشن‌تر می‌ساخت. اینطور به نظر میرسید که باز راهمان را گم کردهایم.

اما نه!

ما میدانستیم ماشینهایمان، هواپیماها و تمام علم ساختمان، بر پایه‌ی فیزیک نیوتونی دقیق و زیبا کار می‌کنند و جلو می‌روند. اینجا بود که به اصل بسیار زیبای همخوانی رسیدیم. اصلی که سنگ بنا و شرط اساسی تمام نظریاتمان شد:

اگر نظریه ی جامعی ارائه می‌شود، این نظریه باید در شرایط خاصی که مکانیک نیوتونی برقرار است، معادلات نیوتون را بدست دهد.

برای مثال، اگر به دنبال نظریه‌ی جامعی هستیم که قلب اتم را نیز برایمان توضیح دهد، چنانچه در معادلاتمان باز از اتم به اجسام عادی و سرعت‌های معمولی رسیدیم، باز معادلات باید همان معادلات نیوتون شوند. و این اصل چراغ راهمان شد. تابش جسم سیاه، اثر فوتوالکتریک، اثر کامپتون و … هر یک بیش از پیش ما را به سمت نظریه‌ی شگفت‌انگیز کوانتوم سوق داد.

دوگانگی موج و ذره یکی از مفاهیم عجیب مکانیک کوانتومی- نگاره از ویکی‌پدیا

با مکانیک نیوتونی و درک ماهیت موجی-ذره‌ای در ابعاد کوانتومی، هایزنبرگ ، شرودینگر و دیراک زبانی ساختند بسیار مدرن که ما را به اعماق ماده راه داد. در اوایل قرن بیستم بود که اینیشتین با تئوری زیبای نسبیت خاصش از راه رسید. نظریه‌ای که در پاسخ به مسئله‌ی یکسان بودن سرعت نور نسبت به هر ناظر لخت با هر سرعتی نوشته شده بود. این نظریه نشان داد که در سرعت‌های بالا،  زمان هم از نگاه ناظرهای مختلف متفاوت است و به این صورت، مفاهیم قدیمی فضا و زمان به هم گره خوردند و مفهومی بنیادیتر به نام فضا-زمان شکل گرفت. اما زیبایی بی‌نظیر معادلات نسبیت خاص درآن بود که اگر سرعت متحرک نسبت به سرعت نور کم میبود -مثلا در حد سرعت حرکت ما و وسایل نقلیه‌مان- معادلات باز به همان معادلات آشنای نیوتون میرسید. پس ظاهرا ما همه چیز را می‌دانستیم. در قلب ماده مکانیک کوانتوم جواب سوالاتمان را می‌داد. برایمان هسته و اتم را توضیح داد. اتم شکافتیم. انرژی گرفتیم و با توحشی که هنوز در وجودمان تمامی ندارد بمب ساختیم. در سرعتهای بالا، معادلات نسبیت حلال مشکلاتمان شد و هنگامی که سرعت کم میشد و ابعاد ماده به ابعاد معمولی میرسید، معادلات نیوتون زندگی روزمره‌مان را پاسخگو بود.

نیروی گرانشی چه؟

آیا گرانش همانگونه که نیوتون تصور کرده بود، شکلی از نیرو بود؟ و این باز آلبرت اینیشتین بزرگ پس از حدودا یک دهه از ارائه‌ی نسبیت خاص، نسبیت عام را مطرح کرد و از گرانش نه به عنوان یک نیرو که به عنوان اثری هندسی نام برد. در واقه آنچه به عنوان نیروی گرانشی می‌شناسیم چیزی نیست جز خمیدگی فضا-زمان در اثر وجود ماده. از دل این تئوری ، سیاهچاله‌ها، کرمچاله‌ها و امواج گرانشی سربرآوردند. ترکیب این نظریه با شواهد رصدی مبنی بر انبساط کیهان، معادلات فریدمان در توصیف کیهان را بدست داد. این معادلات ما را به بیگ بنگ رساندند. جایی که احتمالا آغاز فضا-زمان و در نتیجه کیهان زیبای ماست. سرانجام با اضافه کردن نظریه‌ی تورم و همچنین کشف اثرات ماده‌ی تاریک و انرژِی تاریک، به مدل استاندارد کیهانشناسی رسیدیم. مدلی که کیهانی را شرح می‌دهد که از مه‌بانگ آغاز کرده، ناگهان تورم یافته و سپس ذرات در آن شکل گرفته‌اند. ذرات ماده و ضد ماده و همچنین چیزی به نام ماده‌ی تاریک که البته هنوز هویتش را نمی‌دانیم. ماده بر ضد ماده غلبه کرده و همین موجب شکل‌گیری کهکشان‌های زیبا، سیارات و ستاره‌ها شده است. ماده‌ معمولی که میشناسیم که تنها ۵ درصد از کل جهان را تشکیل داده است. این ماده شامل کوارک‌ها که تشکیل دهنده‌ی نوترون و پروتون‌اند، نوترینوها، آنتی نوترینوها و ذرات دیگر است که همه و همه در مدل استاندارد ذرات بنیادی به زیبایی کنار هم نشسته‌اند.

تاریخچه انبساط جهان

پس از موفقیت‌های مکانیک کوانتومی، مثل هر نظریه‌ی دیگری، معایبش هم آشکار شد و یکی از آن عیب‌ها، ناتوانی مکانیک کوانتومی در حل مسائلی بود که طی آنها ذره خلق میشد. این موارد ما را به سمت نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی سوق داد، که ریچارد فاینمن آن را پایه ریزی کرد و رسما دید ما به جهان زیر اتمی تکامل زیبایی یافت. در سالهای اخیر با پیشرفت‌های چشم‌گیر تکنولوژی و علوم مهندسی، بالاخره وجود ذره‌ی هیگز تایید شد. تابش زمینه‌ی کیهانی هر روز مطالعه می‌شود. سال گذشته پیشبینی صد ساله‌ی آلبرت اینیشتین تحقق یافت و امواج گرانشی آشکار شدند. پس این طور به نظر میرسد که هر روز بیشتر از روز قبل با طبیعتمان به زبان مشترکی میرسیم. هر روز بیش از قبل زیبایی ریاضیاتمان، و نظریاتی که می‌نویسیم آشکار می‌شود.

 

پرسش‌های پیش‌رو

اما هنوز علامت سوال‌های بزرگی در پیش است. ماده‌ی تاریک واقعا چیست؟ انرژی تاریک چیست؟ این دو روی هم رفته ۹۵ درصد از جهان ما را تشکیل می‌دهند و هنوز برایمان ناشناخته‌اند. نظریات جدیدمان تا چه اندازه کارآمدند؟ تئوری ریسمان، نظریه‌ی ابرتقارن، گرانش تعمیم یافته، کیهان شناسی مدرن و … . هر روز بیش از قبل پیشرفت می‌کنیم و به کشف حقیقت نزدیک می‌شویم.‌ اما واضح است که در پی اینچنین تلاشی به قدمت عمر ما بر روی این کره‌ی خاکی، سوالات زیادی حل نشده باقی مانده‌اند و این چالش بزرگی پیش روی زیباترین وجه ریاضیات، یعنی فیزیک نظریست.

مدتی پیش کتابی میخواندم به نام «درباره‌ی معنی زندگی» از ویل دورانت.

اوبث اشاره می کرد که تلاش ما برای یافتن حقیقت، در واقع تمام اعتماد به نفسمان را از بین برد . چرا که زمانی ما مرکز جهان بودیم و همه چیز معطوف به ما بود. اما دانشمندان نشان دادند که ما گونه‌ای ناتوان در گوشه‌ای از این جهانیم و روزی تنها خورشیدی که میشناسیم نابودمان خواهد کرد و مولکول‌های ما تجزیه خواهد شد و آن روز پایان ماست. این جمله و نگاهش اگرچه از دید یک فیلسوف جالب و قابل تامل است، اما من قویا معتقدم حقیقت، بسیار زیباتر از امنیت ساختگی به وسیله‌ی توهم است. حقیقت هرچه هست، به ذات خود زیباست و این زیبایی دوچندان میشود وقتی به زبان ریاضی بیان میگردد. این جادوی فیزیک است.

همانگونه که زمانی فاینمن گفت:

ریچارد فاینمن، فیزیک‌دان تاثیرگذار قرن گذشته

«شاعران گفته‌اند که علم زیبایی ستاره ها را ضایع میکند، چون که آنها را صرفا کره‌هایی از اتم‌ها و مولکول‌های گاز می‌دانند. اما من هم میتوانم ستاره‌ها را در آسمان شب کویر ببینم و شکوه و زیبایی‌شان را حس کنم. می‌توانم این چرخ فلک را با چشم بزرگ تلسکوپ پالومار تماشا کنم و ببینم که ستاره ها دارند از هم‌دیگر، از نقطه ی آغازی که شاید  زمانی سرچشمه‌ی همگی‌شان بوده است دور می‌شوند. جست‌وجو برای فهمیدن این چیزها گمان نمی‌کنم لطمه‌ای به رمز و راز زیبایی این چرخ فلک بزند. راستی شاعران امروزی چرا حرفی از این چیزها نمی‌زنند؟ چه جور مردمانی هستند این شاعران که اگر ژوپیتر خدایی در هیئت انسان باشد چه شعر ها که برایش نمی‌سرایند اما اگر در قالب کره‌ی عظیم چرخانی از متان و آمونیاک باشد سکوت اختیار میکنند؟»

اگر شما هم به دنبال زیبایی‌های جهان بی‌نظیرمان هستید، به دنیای ریاضیات خوش آمدید.

همه ما تا الان با ثابت های فیزیکی سر و کار داشتیم ( معمولا هر نظریه برای خود یک ثابت دارد ، سرعت نور در نسبیت ، ثابت پلانگ در کوانتوم ، ثابت گرانش در مکانیک کلاسیک و …) و بعضی وقت ها به خودمون این جسارت روو میدیم که بپرسیم چرا این اعداد این مقدار خاص روو به خودشون گرفتن و نه مقدار دیگه ای….، چرا برای اینکه قوانین طبیعت با ریاضیات بیان بشن به اونها نیاز دارن … مارتین ریس توو کتاب خودش به اسم “شش عدد حاکم بر جهان” مینویسه : ” آیا تنظیم این اعداد از یک حقیقت فاقد قدرت تعقل یایک تصادف ناشی شده است یا بیانگر مشیت خالقی مهربان است؟ به نظر من هیچ کدام ازآنها. ممکن است بی نهایت جهان دیگر وجود داشته باشد که اعدادشان متفاوت باشند.بسیاری از این جهان ها ممکن است عقیم یا مرده زاد باشند. ما فقط در جهانی می توانیمبه وجود آییم که ترکیب «صحیحی» از اجزا باشد (و به همین دلیل است که اکنون خود رادر این جهان می یابیم) درک این حقیقت چشم انداز نو و بنیادینی را در مورد جهان ما، جایگاه ما در این جهان و ماهیت قوانین فیزیکی پیش روی ما می گشاید.”

شاید ایراد از نوع پرسش ماست ، یه زمانی یوهانس کپلر خودش را برای فهمیدن یه رقم درگیر کرده بود ؛ چرا خورشید  ۱۵۰میلیون کیلومتراز زمین فاصله داره ؛ و اون برای دهه‌ها سعی می‌کرد این رقم رو توضیح بده ، اما موفق نشد ، چون اون سوال روو اشتباه پرسیده بود !!! شاید سوال درست این باشه که چرا ما انسانها خودمون روو روی اینچنین سیاره پیدا میکنیم که چنین شرایطی روو داره که بتونیم به حیات ادامه بدیم ! اگر زمین ازخورشید دور یا نزدیک تر از مقدار فعلی بود به دلیل سرد یا گرم بود ن ، حیات اجازه ظهور  نداشت و ما الان نبودیم که بخوایم درباره این فاصله حرف بزنیم …

مارتین ریس توو مقدمه کتاب جدید خودش به اسم ” زیستگاه کیهانی ما ” پا روو از این فراتر میزاره و میگه : “راز اصلی این است که چرا اصلا چیزی وجود دارد !! چگونه معادلات فیزیک به زندگی نفس می دهد و آن را ( زندگی را ) در جهان واقع تحقق می بخشد .”

بعد در حالت کلی ثابت ها به دو دسته دارای بُعد و بدون بُعد تقسیم میشوند که دسته اول معمولا در فیزیک قرار دارند و به دستگاه اندازه گیری و واحد اندازه گیری وابسته هستن و دسته دوم معمولا در ریاضیات است ( مثل عدد پی ) و از دستگاه اندازه گیری و نوع واحد های تعیین شده برای اندازه گیری مستقل هستند ، به طور مثال بسته به اینکه در چه سیستم واحدی دارید اندازه گیری میکنید سرعت نور میتونه عدد متفاوتی باشه ولی با هر خط کشی شما عدد پی روو اندازه بگیرید همون عدد در میاد ( البته فک کنم به جز خط کشی که واحد اون لگاریتمی باشه)

امروزه من تقریبا انتظار دارم که همه coursera رو بشناسند. نهادی که با تلاش چند نفر از اساتید دانشگاه استنفورد، مثل Daphne Koller ایجاد شد، تا به همه‌ی افراد جهان فرصت یادگیری بهتر رو ارائه کنه. مطمئنا آینده‌ی نوع بشر به این حرکت افتخار خواهد کرد. (این سخنرانی Daphne Koller توی تد رو از دست ندید.)

بهونه‌ای که باعث شد اینجا در موردش بنویسم، این کلاس جدید بود: «از مه‌بانگ، تا انرژی تاریک». البته به نظر می‌رسه که این کلاس بیشتر جنبه‌ی اطلاعات عمومی سطح بالا داشته باشه، تا یه کار آکادمیک. اما برای کسانی که فیزیک رو حرفه‌ای دنبال نمی‌کنن گزینه‌ی بی‌نظیر و جذابیه.

کورس ارا

از یادگیری لذت ببرید. 🙂

تقریبا همه ما اسم سیاهچاله رو شنیدیم ؛ به عنوان محیطی که اگر چیزی در آن گرفتار شود راه بازگشتی نخواهد داشت و مثل جاروبرقی همه چیز را جذب میکند ( آن محیط در سیاهچاله ها افق رویداد (Event_horizon) و عمل جذب کردن را گرانش قوی انجام میدهد). BH_LMCتا قبل از سال ۱۹۱۶ یعنی سالی که ستاره شناس آلمانی کارل شوارتزشیلد سیاهچاله را از معادلات نسبیت عام بدست آورد ، اغلب فیزیکدانان از جمله خودِ انیشتین بر این باور بودند که  تمرکز چنین عظیمی از ماده که بتواند چنین گرانشی داشته باشد بعید است و بافت فضا تحمل چنین چگالی ای از ماده را ندارد ( مشابه این کارها در سرن برای نمایان کردن ابعاد بالاتر انجام میشود ؛ به این صورت که پروتون ها را به بیش از ۹۹ درصد سرعت نور رسانده و در سوهای مخالف به هم تصادم میدهند و انرژی خارج شده از برخورد را اندازه گرفته و با مقدار نظری ِ محاسبه شده مقایسه میکنند و اغلب اختلاف چشمگیری در این دو عدد دیده میشود که این بدین معناست که سه بعد فضا و بافت آن تحمل چنین انرژی را نداشته و به ناچار این انرژی به ابعاد بالاتر منتقل میشود ) . کار شوارتزشیلد طبق فرمول زیر

1367343b8711a257d90f36e56cdfa773نشان داد که اگر جرمی در فضا با جرم m موجود باشد و شعاع آن از مقدار r ( شعاع شوارتزشیلد کمتر باشد به یک سیاهچاله تبدیل شده ، در گرانش خود فرو میرود  و هیچ اطلاعاتی ( حتی نور ) توان گریز از جاذبه گرانشی آن را نخواهند داشت و فقط از طریغ اثرات گرانشی آن بر روی اجرام مجاور میتوان به وجود آن پی برد ( مثلا با اتکا به این روش دانشمندا به این نتیجه رسیدن که مرکز کهکشان ما یه سیاهچاله با جرمی چهار میلیون برابر جرم خورشید ما قرار داره ) و به طور مستقیم قابل رویت نیست .مثلا اگر خورشید بخواهد به سیاهچاله تبدیل شود باید ابعادش به کره ای به اندازه تنها سه کیلومتر برسد و کره زمین برای تبدیل شدن به سیاهچاله باید ابعاد خود را به حدود ۹۰ متر  ( تقریبا اندازه یک زمین فوتبال ) کاهش دهد تا به سیاهچاله تبدیل شود ؛ بنابراین شعاع سیاهچاله تنها تابع جرم ستاره یا سیاره ، صرف نظر از شکل هندسی ، هست. و آخر  سخن اینکه در فیزیک ، سیاهچاله ها جزو نقاط تکینگی ( singularity )هستند 1143-20و میتونن تعابیر فیزیکی ( شاید هم متافیزیکی )داشته باشند ، هم میتونن راهی به دنیاهای موازی دنیا ما و یا راهی برای سفر در زمان باشند  و یا راهی برای دسترسی به ابعاد بالاتر و ، در اینگونه نقاط دیگر قوانین فیزیک کارایی خودشون رو از دست میدن و ممکن هست چیز های عجیبی اتفاق بیفته که توو دنیای روزمره نتونیم مشابه اون رو ببینیم .

 

 

مطلبی که ترجمه کردم برگرفته شده از اینجاست. لطفا به صفحه‌ی اصلی برای به‌روزرسانی‌ لینک‌ها سر بزنید!

*  از آقای امیرهادی ضیایی به خاطر کمکشون تشکر میکنم!

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

خِراردوس توفت (به هلندی: Gerard ‘t Hooft) به همراه مارتینیوس ولتمن در سال ۱۹۹۹ برای مشخص کردن ساختار کوانتومی در برهمکنش الکتروضعیف در فیزیک موفق به دریافت جایزه نوبل در فیزیک شد. اصل تمام‌نگاری از اوست.

اگر مایلید در فهم قوانین فیزیک نظری شرکت کنید (که اگر در آن موفق شوید کار جالبی است) چیزهای زیادی وجود دارد که باید بدانید! اول اینکه همه دوره های آموزشی لازم در دانشگاه‌ها ارائه می‌شوند (در موردش مطمئن باشید)‌، پس طبیعی است که در یک دانشگاه پذیرفته شوید و هرچه را که میتوانید فرا بگیرید. ولی اگر هنوز در مدرسه به سر می برید باید آن قصه های کودکانه ای که به اسم «علم» به شما تدریس می‌شود را فعلاً تحمل کنید! اگر سن و سالتان فراتر از دوران مدرسه هست وعلاقه ای هم به پیوستن به جو پرهیاهوی دانشجویی ندارید چه؟!

خب امروزه تمامی دانشی که لازم دارید را میتوانید از اینترنت به دست آورید! ولی مشکل این است که مطالب به دردنخور زیادی نیزدر اینترنت پیدا میشود! برای همین من در پایان این مطلب اسامی و موضوعات درسگفتارهای (lecture courses) لازم را لیست کرده ام. معمولا من سعی میکنم که چرخی در اینترنت بزنم و مطالب لازم که ترجیحاقابل دانلود هستند را گردآوری کنم. با وجود این، تبدیل شدن به یک فیزیکدان نظری خوب هزینه ای بیشتر از هزینه یک رایانه متصل به اینترنت، یک پرینتر و یک سری قلم و کاغذ ندارد. تک تک مطالب اشاره شده در لیست را باید بخوانید! بهترین کتاب‌، پر مساله ترین کتاب است! سعی کنید مسئله ها را حل کنید! به دنبال آن باشید که همه چیز را بفهمید. تلاش کنید به جایی برسید که بتوانید اشتاباهات چاپی و اشکالات کوچک را به راحتی اشتباهات بزرگ بیابید و به این فکر کنید که مطلب مورد نظر را چگونه میتواند با زیرکی و هوشمندی بیشتری بنویسید!

میتوانم از تجربه ی شخصی خودم برایتان بگویم.من شانس بزرگی از این بابت داشتم که معلمهای بسیار خوبی دوروبرم بوده‌اند ،کسانی که به افراد کمک میکردند تااز سرگردانی فرار کنند! و این در تمامی مسیر به من کمک کرد تا برنده جایزه نوبل شوم. ولی در آن زمان من اینترنت نداشتم! برای همین سعی میکنم تا مربی شما باشم (کار سختی است)! من مطمئنم که هرکسی میتواند یک فیزیکدان نظری خوب (از نوع بهترین ها،‌از نوع برندگان جایزه نوبل)شود فقط کافیست مقدار مشخصی هوش، علاقه و اراده داشته باشد!

فیزیک نظری مانند یک آسمان خراش است که پایه‌های محکمی در ریاضیات مقدماتی و مفاهیم فیزیک کلاسیک (قبل از قرن بیستم) دارد. فکر نکنید فیزیک قبل از قرن بیستم غیرضروری است چون ما هم‌اکنون اطلاعات بسیار بیشتری داریم، نه، درآن روزها شالدوه ی چیزهایی که الان از آن‌ها لذت میبریم بناشده است! سعی نکنید که آسمان خراشتان را قبل از اینکه ابتدا برای خودتان این مفاهیم را بازسازی کرده باشید بنا کنید. چند طبقه اولیه ی آسمان خراش شما شامل صورت گرایی های ریاضی است که به نظریه‌های فیزیک کلاسیک زیبایی خودشان را اهدا میکند. اگر میخواهید بالاتر روید به آن‌ها نیاز دارید. پس از آن به موضوعات لیست زیر احتیاج دارید. در آخر،‌ اگر شما به اندازه ی کافی شیفته آن هستید که مسائل فوق‌العاده گیج‌کننده ی فیزیک گرانشی منطبق را دنیای کوانتوم حل کنید باید تا آخر به مطالعه نسبیت عام، نظریه ابرریسمان، نظریه-ام، Calabi-Yau compactification  و … به پردازید. در حال حاضر این بالای آسمان خراش است نوک های دیگری از جمله تراکم بوز-آینشتاین، اثر کسری هال و چیزهای بیشتری نیز وجود دارند که برای برنده شدن جایزه نوبل خوب به نظر میرسند (حداقل سال‌های گذشته که این‌طور نشان داده است!)

و اما یک هشدار: حتی اگر شما به شدت باهوش باشید ممکن است جایی گیر کنید! سری به اینترنت بزنید. چیزهای بیشتر پیدا کنید و به من یافته هایتان را گزارش دهید!

اگر این مطلب به کسی که درحال آماده شدن برای شروع دانشگاه است مفید بود و یا اگر انگیزه کافی به کسی داد یا کسی را در راهش کمک کرد و مسیرش به علم را هموارتر ساخت آن وقت میپندارم که این سایت مفید بوده. پس لطفاً مرا در جریان بگذارید.

و اما لیست:

(لیست با ترتیب منطقی چیده شده، همه چیز قرار نیست که با این ترتیب انجام شود ولی سعی برآن بوده تا جوری چیده شود که تقریباً وابستگی موضوعات به یکدیگر را نشان دهد. برخی از موضوعات در سطح بالاتری نسبت به بقیه قرار می گیرند.)

  1. زبان

  2. ریاضیات مقدماتی

  3. مکانیک کلاسیک

  4. اپتیک

  5. ترمودینامیک و مکانیک آماری

  6. الکترونیک

  7. الکترومغناطیس

  8. مکانیک کوانتوم

  9. اتم ها و مولکول ها

  10. فیزیک حالت جامد

  11. فیزیک هسته ای

  12. فیزیک پلاسما

  13. ریاضیات پیشرفته

  14. نسبیت خاص

  15. مکانیک کوانتومی پیشرفته

  16. پدیدار شناسی

  17. نسبیت عام

  18. نظریه میدان کوانتومی (QFT)

  19. نظریه ابرریسمان

Continue reading

متاسفانه اخیرا ملت ما دچار بیماری قهرمان سازی شده ! از یک سو خیلی وقته که قهرمانان نامی پیدا نشدند و از طرف دیگه  هم مردم  اینرسی زیادی برای تبدیل به قهرمان شدن دارند! برای نمونه مرحوم دکتر محمود حسابی معروف خودمان! از ایشان چه تصویری در ذهن ها نقش بسته است؟! اولین پاسخ به این سوال این است که پروفسور دکتر محمود حسابی(!)‌ فیزیکدان بزرگ ایرانی و شاگرد آلبرت آینشتاین است!خب، منصفانه دکتر حسابی خدمات زیادی به زیرساخت علمی کشورد کرده است، از این باب روحش شاد! ولی مرحوم حسابی نه فیزیکدان بزرگی بوده (به معنی که در اذهان عمومی است) نه شاگرد آینشتین! ملت ما بزرگش کرده اند تا مرهمی باشد برای زخم هایی که به خاطر تنبلی خودشان و پدرانشان وفرزندانشان(!) به وجود امده اند!

گاهی از اوقات به نحوی قهرمان سازی میکنند که قهرمان های موجود (خیلی از آنهایی که موجوب مباهات من و شما هستند) به گرد پایشان که نمیرسد هیچ،  همچنان گمنام می مانند! برای نمونه جناب کامران وفا! اگر قرار باشد نام ایرانیانی که به معنی واقعی کلمه فیزیک میدانند را ببریم باید نامی از کامران وفا حتما برده شود!

در این پست قصد دارم اطلاعاتی از وبگاه ویکی پدیا به عنوان معرفی کامران وفا در سیتپور منتشر کنم. از شما خواهش میکنم با رفتن به صفحه ی ایشون در تارنمای دانشگاه هاروارد سری به صفحه ی ایشون بزنید!

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

کامران وفا(به انگلیسی: Cumrun Vafa)‏ (متولد ۱۹۶۰ میلادی در تهران) استاد ایرانیآمریکایی فیزیک در دانشگاه هاروارد است. او از فیزیک‌دانان برجسته در زمینه نظریه ریسمان میباشد. وی در سال ۲۰۰۸ میلادی موفق به دریافت جایزه دیراک شد.

کامران وفا

کامران وفا

کامران وفا در سال ۱۹۶۰ در تهران به دنیا آمد. وی تحصیلات ابتدایی خود را در دبیرستان البرز به پایان رساند و در سال ۱۹۷۷ به ایالات متحده آمریکا مهاجرت نمود. وی مدرک کارشناسی خود را در فیزیک و ریاضی از ام ای تی بدست آورد. کامران وفا در سال ۱۹۸۵ میلادی موفق به دریافت درجه دکتری خود با سرپرستی ادوارد ویتن از دانشگاه پرینستون شد. پس از آن وی عضو جونیور هاروارد شد که بعدها وی در همانجا یک کرسی جنیور گرفت. در سال ۱۹۸۹ به او یک کرسی ارشد (سینیور) پیشنهاد شد و از آن زمان تا کنون او در همانجا مشغول به فعالیت بوده است.

او هم اکنون یک استاد علوم دانر در دانشگاه هاروارد است.

پژوهش ها

کامران وفا یک نظریه پرداز در زمینه نظریه ریسمان است. پژوهش های وی بر روی ماهیت گرانش کوانتومی و رابطه بین هندسه و نظریه های میدانهای کوانتومی متمرکز شده است. او در جامعه نظریه ریسمان به خاطر کشف مشترکش با اشترومینگر شناخته می شود. این دو کشف نمودند که انتروپی بکنشتاینهاوکینگ یک سیاهچاله را می توان با استفاده از حالتهای سالیتونی نظریه ابرریسمان بیان نمود. وی همچنین به خاطر توضیح رابطه بین هندسه و نظریه های میدان که از دوگانگی های ریسمانها بر می آید، شناخته می شود. (که منجر به فرضیه گوپاکوماروفا شد). این موضوع با عنوان مهندسی هندسی نظریه های میدان کوانتومیشناخته می شود.در سال ۱۹۹۷ او نظریه اف را ارائه داد که جزو نظریه های شناخته شده در ابرریسمان است.

او همچنین علاقه مند به فهمیدن معنی نهفته دوگانگی های ریسمانها و همچنین تلاش در به کارگیری نظریه ابرریسمان برای حل مسائل حل نشده در فیزیک ذرات بنیادی (مانند مسئله سلسله مراتب و مسئله ثابت کیهان شناسی)، می باشد.

او مشارکتهای عمیقی در زمینه نظریه های ریسمان توپولوژیک و فهمیدن تقارن آینه ای و ساخت مدارخمینه در نظریه ریسمان، داشته است.

او همچنین متولی شبکه ایرانیان برای دانش و نوآوری (NIKI) است.(نیازمند منبع)

افتخارات و جوایز

  • جامعۀ اعضای دانشگاه هاروارد، عضور تازه وارد، ۱۹۸۵ ۱۹۸۸

  • NSF ریاست جمهوری جایزه محقق جوان، ۱۹۸۹

  • جایزه آلفرد پی اسلون، ۱۹۸۹

  • جایزه بنیاد پاکار، ۱۹۸۹

  • همکاری با آکادمی هنر و علوم آمریکا، ۲۰۰۵

  • نوبل AMS لئونارد ایسنبود برای ریاضی و فیزیک، ۲۰۰۸

  • مدال دایراک از آی سی تی پی، ۲۰۰۸

  • عضو آکادمی ملی علوم، ۲۰۰۹

صرف‌نظر از این که چقدر فیزیکی (اهل فیزیک) باشیم، تقریبا همه‌ی ما اسم مه‌بانگ رو شنیدیم، انصافا هم ایده‌ی جذاب و سینمایی‌ای هست. ایده‌ای که توی تقریبا یک قرن اخیر نظریه‌ی غالب بین عوام، و شاید فیزیک‌دان‌ها بوده.

ایده می‌گه که همه چیز از یه انفجار شروع شد. «بووووم!» البته اون موقع احتمالا صدا نداشته! :)بعدش چی؟ بعدش دنیای ما شروع کرد به انبساط. کی گفته؟ شاهد داریم. 🙂

CMB Timeline

CMB Timeline

یکی از مشاهدات ما از جهان اطرافمون، پدیده‌ایه به اسم سرخ‌گرایی(انتقال به سرخ). همون قصه‌ی دوپلر، که می‌گه وقتی منبع موج از ما دور می‌شه، طول موجی که ما دریافت می‌کنیم بیشتر می‌شه، و هر چی سرعت دور شدنش بیشتر باشه، این تفاوت بیشتر می‌شه. ما چی دیدیم؟ هابل متوجه شد این که نورهایی که از خیلی خیلی دور(!) به چشم ما می‌رسن، قرمز‌تر می‌شن، و از اون جالب‌تر، این که اون‌هایی که دورتر هستن، سریع‌تر قرمز می‌شن. خب جالب شد! انگار اون تئوری قشنگه داره جواب می‌ده. خوبه، مشکلی هم نیست.

اما من نمی‌تونم بگم چون نظریم شواهد رو تایید می‌کنه، نظریم درسته، ممکنه توضیح دیگه‌ای هم وجود داشته باشه. چند روز پیش، یه آقایی پیدا شده، که یه تئوری به جای «جهان در حال انبساط» ارائه کرده.

نوری که یه ذره از خودش ساطع می‌کنه، وابسته به جرم اون ذره هم هست. هر چی ذره سنگین‌تر، انرژی ساطع‌شده بیشتر، طول موج کم‌تر، و نور آبی‌تر. تئوری این آقا می‌گه:«جرم ذرات در طول زمان در حال افزایشه». خب چطوری باهاش سرخ‌گرایی رو توضیح بدیم؟ خیلی ساده. از اونجایی که سرعت نور ثابته، ما از کهکشان‌های دورتر، تصویر قدیمی‌تری داریم. یعنی هر چی کهکشان مورد نظر از ما دورتر باشه، باید تصویر قرمز‌تری رو ازش ببینیم. بد به نظر نمی‌رسه، اما فایدش چیه؟

ظاهرا با ریاضیاتی که این آقا ارائه کرده، مه‌بانگ دیگه شامل تکینگی نیست. این خیلی خوبه، چون تکینگی توی هیچ علمی چندان چیز جذابی نیست (حداقل تا جایی که من می‌دونم). اما به چه قیمتی؟ این یکی تئوری که خیلی هم سینمایی از آب در نیومد! 🙂

اما ظاهرا تا اینجا این تئوری با چیز‌هایی که می‌بینیم، و ریاضیاتی که تا امروز برای جهانمون قبول کردیم می‌خونه. البته هنوز برای نتیجه‌گیری زوده، اما کسانی که مقاله رو دیدن بهش فحش ندادن. 🙂 در کل استقبال بد نبوده.

اما چطوری تستش کنیم؟ متاسفانه حداقل هنوز که راهی نداریم. جرم از اون چیزاییه که اصلا نمی‌دونیم چیه و از کجا اومده، نتیجتا باید صبر کرد، تا ببینیم چی می‌شه.

همه‌ی این حرفا رو زدم، این خبر رو نوشتم، که موضع خودم، و خیلی از دوستام رو در مورد یک چیز مشخص کنم:

«این که این نظریه بعد از آزمایش تایید یا رد می‌شه، برای من چندان مهم نیست. این برای من مهمه، که این نظریه‌ به تناقض می‌رسه یا نه؟ این که آیا جهان این‌شکلی تصور‌پذیره؟ یه مثال مشابه می‌زنم، آیا ذهن من می‌تونه هندسه‌ای رو تصور کنه که توش «خط l و نقطه‌ی p داده شده‌اند، حداقل ۲ خط متمایز موازی با l از p می‌گذرند.» درست باشه ؟ در مورد سوال دوم مطمئنم که جواب مثبته، و این برای من ارزشمنده.»

منبع خبر

لینک مقاله‌ی مورد بحث