برچسب: دکتری فیزیک

اول مرداد سال جاری، استیون واینبرگ از بزرگترین فیزیکدانان نظری زمان ما فوت کرد. واینبرگ به مراتب بلند قامت‌تر از چیزی است که من درباره او بنویسم. با این حال‌، سال‌ها پیش واینبرگ در نوشته‌ کوتاهی ۴ درس طلایی به دانشمندان تازه‌کار می‌دهد. اصل این نوشته در این جا قابل خواندن است و متن پیش رو ترجمه‌ای از متن اصلی است.

Weinberg, S. Four golden lessons. Nature 426, 389 (2003)
doi.org/10.1038/426389a

حدود صدسال پیش، هنگامی که مدرک کارشناسیم را گرفتم، قبل از شروع پژوهش شخصیم، هر گوشه‌ای از فیزیک که می‌خواستم آن را برای خود ترسیم کنم مانند اقیانوسی وسیع و کشف نشده‌ به نظرم می‌رسید. چه‌طور می‌توانستم کاری انجام بدهم بدون آن‌که بدانم چه چیزی پیش از این انجام شده است؟ خوش‌بختانه در سال اول تحصیلات تکمیلی، شانس این را داشتم که به دستان فیزیکدانان باتجربه‌ای سپرده شوم که علی رغم اعتراض‌های دلواپسانه من، بر این پافشاری کردند که من باید پژوهشم را شروع کنم و هر چیزی که به دانستن آن نیاز دارم را طی مسیر بردارم. یا باید شنا می‌کردی یا که غرق می‌شدی! در کمال تعجب، فهمیدم که این روش موثر است. سرانجام موفق شدم که یک دکتری سریع بگیرم؛ هرچند که در لحظه فارغ‌ التحصیلی به این موضوع آگاه بودم که تقریبا چیزی در مورد فیزیک نمی‌دانم. با این وجود من درس بزرگی گرفتم و آن این‌که هیچ کس همه چیز را نمی‌داند و شما هم نیازی ندارید که بدانید!

به دنبال استعاره اقیانوس‌شناسی‌ام، درس بعدی برای آموختن این است که تا وقتی که شنا می‌کنید و غرق نمی‌شوید باید آب‌های سخت را هدف بگیرید. در اواخر دهه ۶۰ هنگامی که در MIT تدریس می‌کردم، دانشجویی به من گفت که می‌خواهد به جای فیزیک ذرات بنیادی که من روی آن کار می‌کردم به سمت نسبیت عام برود. دلیلش هم این بود که اصول دومی شناخته شده بود در حالی‌که اولی به چشم او بهم ریخته می‌آمد. بی‌درنگ به ذهنم رسید که او همین الان دلیل بسیار خوبی برای انجام دادن خلاف چیزی که گفته را آورده! فیزیک ذرات حوزه‌ای بود که هنوز میشد در آن کار خلاقانه انجام داد. با این‌که در دهه ۶۰ فیزیک ذرات واقعا کلاف سردرگمی بود ولی تلاش‌ خیلی از فیزیکدانان نظری و تجربی از آن زمان منجر به باز کردن گره‌ها و کنار هم گذاشتن همه چیز (خب، تقریبا همه‌چیز) در قالب یک نظریه زیبا به اسم مدل استاندارد شد. نصیحت من است که به دنبال بهم‌ریختگی‌ها بروید، هر چه خبر است در آنجاست!

نصیحت سوم من احتمالا سخت‌ترین آن‌ها برای پذیرفتن است. و آن این‌که خودتان را به خاطر هدردادن وقت ببخشید! از دانشجویان فقط خواسته می‌شود مسائلی را حل کنند که اساتیدشان به قابل حل بودن آن‌ها آگاه هستند (مگر اینکه آن اساتید به‌طور غیرعادی بی‌رحم باشند). علاوه بر این، اصلا مهم نیست که آن مسائل از لحاظ علمی مهم باشند چرا که هدف از حل شدنشان تنها گذراندن درس است! در دنیای واقعی دانستن اینکه کدام مسائل مهم هستند کار دشواری است و شما هیچگاه متوجه نمی‌شوید که در مقطعی از تاریخ که در آن به سر می‌بری آن مسئله حل‌شدنی است یا نه. در آغاز قرن بیستم، لورنتز و آبراهام به دنبال به‌دست آوردن نظریه‌ای برای الکترون بودند. هدف بخشی از این کار رسیدن به این نکته بود که چرا تمام تلاش‌های صورت گرفته برای شناسایی اثرات حرکت زمین در میان اتر با شکست روبه‌رو شده است. اکنون ما می‌دانیم که آن‌ها روی مسئله اشتباهی کار می‌کردند. در آن زمان، هیچ‌کس نمی‌توانست برای الکترون نظریه موفقی را توسعه دهد چرا که هنوز مکانیک کوانتومی کشف نشده بود! نبوغ آلبرت آینشتین در ۱۹۰۵ نیاز بود تا به این پی‌برده شود که مسئله درستی که باید روی آن کار کرد اثر حرکت روی اندازه‌گیری‌های فضا و زمان است. این مسئله منجر به نظریه نسبیت خاص برای او شد. از آنجا که شما هیچ‌گاه نخواهید فهمید که کدام مسائل انتخاب‌های درستی برای کار کردن روی آن‌ها هستند، بیشتر وقت سپری شده‌تان در آزمایشگاه یا پشت میز هدر خواهد رفت. اگر می‌خواهید خلاق باشید، باید به این عادت کنید که بیشتر زمان خود را می‌بایست صرف خلاق نبودن کنید و برای مدتی روی اقیانوس دانش علمی در انتظار باد متوقف بمانید.

در آخر، چیزی از تاریخ علم یا دست کم تاریخ شاخه‌ای از علم که دنبالش می‌کنید یادبگیرید. کم‌اهمیت‌ترین دلیل برای این کار این است که تاریخ ممکن است واقعا دردی از کار پژوهشی شما دوا کند. به عنوان مثال، هر از گاهی دانشمندان از حرکت باز می‌ایستند چرا که به یکی از مدل‌های بیش از حد ساده شده علم باور پیدا می‌کنند که توسط فیلسوفانی چون فرانسیس بیکن تا توماس کوهن و کارل پوپر مطرح شده‌ است. بهترین پادزهر برای فلسفه علم، دانشی از تاریخ علم است.

از آن مهم‌تر، تاریخ علم کار شما را می‌تواند ارزشمندتر نزدتان جلوه دهد. به عنوان یک دانشمند احتمالا شما قرار نیست که فرد ثروتمندی شوید. احتمالا دوستان و خانواده‌تان نخواهند فهمید که شما مشغول چه کاری هستید. و اگر در زمینه‌ای مثل فیزیک ذرات بنیادی کار می‌کنید، شما حتی احساس رضایت از انجام کاری که بلافاصله مفید است را هم نخواهید نداشت. با این وجود شما می‌توانید با تشخیص این‌که کار شما در علم بخشی از تاریخ است احساس رضایت زیادی به دست آورید.

به یک‌صد سال پیش، سال ۱۹۰۳ نگاه کنید. امروز چقدر مهم است که چه کسی نخست‌وزیر بریتانیای کبیر در ۱۹۰۳ یا رئیس‌جمهور ایالات متحده بوده است؟ آن‌چه که به وضوح خیلی مهم است این است که در دانشگاه مک‌گیل، ارنست راترفورد و فردریک سودی مشغول درک و بررسی طبیعت پرتوزایی بوده‌اند. این کار (البته که) کابردهای عملی داشت اما آن‌چه که مهم‌تر است پیامدهای فرهنگیش است. درک درست پرتوزایی به فیزیکدانان اجازه داد تا توجیهی برای چگونگی داغ بودن هسته زمین و خورشید پس از میلیون‌ها سال پیدا کنند. به این ترتیب، آخرین ایراد علمی به چیزی که بسیاری از زمین‌شناسان و دیرینه‌شناسان برای دوران اوج زمین و خورشید تصور می‌کردند هم مرتفع شد. پس از آن، مسیحی‌ها و یهودی‌ها یا باید از اعتقاد به نص صریح کتاب مقدس دست می‌کشیدند یا خود را متقاعد می‌کردند که ارتباط عقلانی وجود ندارد. این فقط یک قدم از سری قدم‌هایی بود که از گالیله تا نیوتون و داروین تا حال حاضر به کرات برداشته شد و ستون‌های جزم‌اندیشی دینی را تضعیف کرد. این روزها خواندن هر روزنامه‌ای کافی است تا نشان دهد که این گونه‌ کارها هنوز تکمیل نشده‌اند. با این وجود این کاری است تمدن‌ساز، چیزی که دانشمندان به خاطر انجام دادنش می‌توانند احساس غرور داشته باشند.