دنیای این روزهای علم، قسمت ۳: بحران در فیزیک با شان کرول

شان کرول پادکست معروفی داره که معمولا با آدم‌های سرشناس حوزه‌های مختلف علم صحبت می‌کنه. به تازگی در یک قسمت نسبتا طولانی چهار ساعته بدون مهمان خاصی، راجع به بحران در فیزیک حرف زده. ممکنه این روزها ببینید یا بشنوید که بحرانی در فیزیک هست یا سرعت رشد فیزیک در حال کاهشه. خصوصا اگه اطراف فیزیکدونای انرژی بالا و ذراتی‌ها بوده باشین. قصد من از این نوشته این نیست که به این بپردازم که بحرانی که در موردش صحبت میشه دقیقا چیه و چرا این حرف زده میشه. چون با یک جست‌وجوی ساده می‌تونید ببینید مردم چرا این حرف رو می‌زنن. سوای این، شان کرول خودش ابتدای این قسمت از پادکستش این مسئله رو مطرح می‌کنه و به ابعاد مختلفش می‌پردازه و می‌گه که به چه دلایلی چه کسایی فکر می‌کنن که فیزیک در بحرانه. بعدش هم در چهار ساعت سعی می‌کنه که پاسخ معقولی به این پرسش بده که اصلا بحرانی داریم یا نه؟!

این شما و این قسمت از پادکست شان کرول:

I am here to do the solo podcast to tell you my particular views on the crisis in physics, which is that there is not a crisis in physics. That is what I think.

… So this is what we signed up for. We’re trying our best. Nature never promised to be kind to us, it’s not ’cause we’re dumber. Now, the people doing theoretical physics today are just as smart as the people doing at 50 or 100 or 500 years ago, we have to take what nature gives us and we’re trying to do that. … I’m completely optimistic about the future of physics, but I do think that we can do even better than we’re doing right now, I think what we have to be … who knows, you might have a breakthrough that makes the second half of the 21st century just as exciting as the first half of the 20th century was.

Sean Carroll, Mindscape 245 | Solo: The Crisis in Physics

واقعا بحرانی در فیزیک هست؟!

خلاصه این چهار ساعت اینه که نه! بحرانی وجود نداره و حقیقت ماجرا اینه که امر بر خیلی‌ها مشتبه شده. اگه کسی از من این سوال رو می‌پرسید احتمال زیاد از جواب دادنش طفره می‌رفتم چون نظر من، در رویارویی با سوال به این بزرگی محلی از اعراب نداره. اما اگه دوستی در خفا ازم می‌پرسید، تقریبا همین چیزهایی رو می‌گفتم که کرول گفته ولی احتمالا با جزئیات کمتر و لابد توضیحات ناشیانه‌تر. برای همین، حرفای کرول به شدت به دلم نشست! به شما هم پیشنهاد می‌کنم اگه به فیزیک علاقه‌مندین و چیزهای ابتدایی رو می‌دونید، حتما سر اولین فرصت، این فایل مفصل رو گوش کنید. منظورم ازچیزهای ابتدایی فیزیک هم، دانش عمومی در فیزیک نظریه که دست کم یک لیسانس فیزیک پیش‌نیازشه.

کرول در یک ساعت اول این قسمت یک مرور خیلی سریع روی تاریخچه فیزیک می‌کنه. می‌گه که از کجا به کجا رسیدیم و در لبه علم این روزها چه چیزایی رو به خوبی می‌دونیم، چه چیزایی رو هِی، بگی نگی می‌فهمیم و چه چیزهایی رو هنوز درک درستی ازشون نداریم. به همین خاطر بیشتر از یک ساعت اول پادکست، مرور خیلی جالبی از فیزیک نظریه بدون رفتن به جزئیات فنی. با این وجود اگه با بعضی ایده‌ها مثل ناسازگاری گرانش با مکانیک کوانتومی آشنا نباشین ممکنه حین گوش دادنتون مجبور بشین که مدام به ویکی‌پدیا سر بزنید. البته این کار خوبی می‌تونه باشه برای کسایی که به فیزیک علاقه دارن و هنوز ابتدای راه هستن چون بعد از سپری کردن چند روز، یک تصویر بزرگ از فیزیک گیرشون میاد. اما اگه به نظر خودتون با فیزیک به قدر کافی آشنا هستید و بیشتر می‌خواین برسین به اصل مطلب می‌تونید تقریبا یک ساعت اول رو رد کنید بدون این که به پرسش اصلی آسیبی برسه.

بعد از تموم شدن مرور کلی روی فیزیک، کرول حدود دو ساعت وقت می‌ذاره و با حوصله به مواردی می‌پردازه که مردم از اونا به عنوان ریشه یا دلیل بحران در فیزیک نام می‌برن. شنیدن این بخش مفصل برای هر کسی که قصد فیزیکدان شدن رو داره می‌تونه خیلی پرفایده باشه. اگه براتون جالبه، بد نیست بدونید که توی یوتیوب بیشتر نظرات مردم معطوف به حدود یک ساعت و نیم بعد از شروع پادکسته.

فضای حرفه‌ای فیزیک

قصد من از این نوشته غیر از دعوت به شنیدن این قسمت از پادکست شان کرول، پرداختن به یک ساعت آخر حرفای اونه که به فضای حرفه‌ای علم می‌پردازه. به این که بالاخره علم توسط آدم‌ها انجام میشه و احساسات افراد و رقابت‌های شغلی در داوری‌هاشون اثر می‌ذاره و هر چیزی که تا به امروز انجام شده ماحصل همه ایده‌هاییه که زمانی معقول و زمانی نامعقول شمرده میشدن. در ادامه بخش‌هایی از حرفای کرول رو می‌ذارم و در مورد نکاتی که به نظرم مهمه که دانشجوهای دکتری و تازه واردها به پژوهش بدونن کمی می‌نویسم.

در مورد ایده‌ها و روش‌ها

در دنیای علم، ایده‌های متفاوتی وجود داره که هر کسی فقط فرصت می‌کنه روی بخشی از اون‌ها کار کنه. ایده‌هایی که عمده‌شون به جایی نمی‌رسند و درستی تعداد انگشت‌شماریشون از دل آزمایش و به مرور زمان به ما ثابت میشه. به همین خاطر وقتی فرد یا گروهی حس می‌کنه که به مقالاتشون زیاد توجه نمیشه یا مردم علاقه‌ای به موضوعی که خیلی برای اونا مهمه نشون نمی‌دن معمولا زود ناراحت میشه. مخصوصا ایده‌ها و پروژه‌هایی که به نظر توده دانشمندان اون حوزه چندان امیدی به درستی یا سازگاریش نیست.

در هر شاخه‌ای از علم تقریبا دو جور پژوهشگر ممتاز وجود داره. منظور ازپژوهشگر ممتاز، کسیه که کارش رو بلده و حالا با دونستن تقریبا همه چیز از — مثلا — فیزیکی که توسعه داده شده می‌خواد سرحدادت اون رو جلو ببره. یه دسته فیزیکدونای جریان اصلی هستند که ایده‌هاشون تقریبا توسط عموم جامعه علمی، معقول به نظر میاد و یه عده‌ که ایده‌های تقریبا دیوانه‌وار دارن. حواسمون باشه که این جا منظورمون از دیووانه‌وار این نیست که طرف همین جوری از اون طرف خیابون اومده و داره چیزی رو فقط از روی جسارت میگه. نه. منظور اینه که بعضی‌ از پژوهشگرها ایده‌هایی دارن که فقط به نظر گروه کوچیکی از متخصص‌ها امیدوار کننده به نظر می‌رسن. در تاریخ کم نبودن ایده‌های این شکلی که بعدها دروازه‌های مهمی رو به روی درک بشر باز کردن، اما خب تعداد اونایی که راه به جایی نبردن خیلی بیشتر بوده.

مثلا فاینمن، فیزیکدون جریان اصلی بوده! شاید برای بعضی‌ها عجیب به نظر برسه ولی آدمی مثل فاینمن با همه تبحرش جزو اون دسته از دانشمندایی حساب میشه که همیشه روی ایده‌های مورد قبول اکثر آدم‌ها کار کرده. یا به عبارت بهتر، فاینمن همیشه روی پروژه‌هایی کار کرده که می‌دونسته سرانجام به نتیجه می‌رسن. شاید ابزار و روش‌هایی که استفاده می‌کرده نبوغ‌آمیز بودن ولی این دلیل نمیشه که جنس مسئله‌هایی که بهشون فکر می‌کرده چیزی خارج از جریان اصلی فیزیک بوده باشه. اگه خوب به نمودارهای فاینمن یا انتگرال مسیر فکر کنیم این‌ها تقریبا دوباره‌نویسی فیزیک شناخته شده به زبان جدیدیه. نظریه بازبهنجارش هم نیومد تا چیزهایی قبلی رو دور بریزه بلکه اومد تا نظریه‌های قبلی رو بهتر بفهمیم. پیش از این هم، این حرف رو از لنرد ساسکیند شنیدم که چه خودش چه فاینمن رو متعلق به جریان اصلی فیزیک می‌دونه.

از اون طرف کسی مثل فرد هویل، فیزیکدونیه که ایده‌های رادیکال داره و مدل فکر کردنش کاملا متفاوت با کسی مثل فاینمنه. فرد هویل با این‌که آدم نابغه‌ای بود ولی از مخالفان جدی نظری مهبانگ بود و تا مدت‌ها هم با این‌که داده‌ها چیز دیگه‌ای رو نشون میدادن چسبیده بود به نظریه حالت پایدار. با این وجود همین طور که در مصاحبه‌ی پایین — خصوصا اینجا — می‌بینید با این‌که ظاهرا آب هویل با فاینمن توی یه جوی نمی‌رفته ولی در نگاه و برخورد فاینمن با هویل تقدیر و تحسین خاصی نهفته شده. چرا که فاینمن با این‌که در نظریه خاصی با هویل هم‌نظر نیست ولی از مدل و جسارت هویل در پیش بردن فیزیک خوشش میاد.

خلاصه این که به خاطر سلامت فیزیک ما باید همه مدل آدم و فکری داشته باشیم:

بودجه‌های علمی و داوری پژوهانه‌ها

ولی خب نکته‌ای وجود داره و اون این‌که وقتی منابع مالی مثل پژوهانه‌ها (گرنت‌های پژوهشی) کمتر به پروژه‌هایی تخصیص داده میشه اون موقع میشه گفت که آدم‌های کمتری فرصت می‌کنند که روی اون ایده‌ها کار کنند. مثلا اگه جمعیت بیشتری از فیزیکدونا برای کوانتومی کردن گرانش به دنبال نظریه ریسمان برن تا نظریه کوانتومی حلقه‌ای احتمالا آدمای بیشتری از دانشجوی دکتری تا استاد دانشگاه استخدام میشن که روی ریسمان کار کنند و این از روی خبث طینت نیست. به خاطر الگوی کسب و کار دانشگاهه؛ از اونجا که تعداد استخدام‌ها کمه و پروژه‌ها زیاد، الویت با ایده‌هاییه که امید بیشتری به ثمر نشستنشون باشه.

برای همین اگه دانشجوی دکتری یا پژوهشگر تازه کار باشین، پروژه یا مسئله‌ای که مشغولش میشین خیلی تاثیر می‌ذاره روی آینده کاری شما. چون اگه قرار باشه اول مسیر حرفه‌ایتون روی ایده‌های رادیکال کار کنید ممکنه که نتونید کمیته‌هایی که تصمیم می‌گیرن به شما پول بدن رو قانع کنید و از گردانه رقابت‌های علمی کلا حذف بشین! پس برای تازه‌کارها نصحیت نامعقولی نیست که: رو مسئله‌هایی کار کن که همه کار می‌کنن و در کنارش به ایده‌های جسورانه‌ت هم بپرداز! بله، تلخی ماجرا اینه که وقتی به فیزیک پرداختن میشه تنها راه امرار معاش، مهمه که روی چه پروژه‌هایی وقت بذاری. با پول مردم باید کاری کنه که دل مردم رو هم به دست بیاری و معمولا فیزیکدونا دستشون تو جیب مردمه.

از طرف دیگه، شاید براتون جالب باشه که موسسه پریمتر که این روزها خیلی اسم و رسم پیدا کرده در فیزیک نظری ابتدای شکل‌گیریش بسیار موسسه رادیکالی بود. اون موقع‌ها آدم‌هایی مثل لی اسمولین یا فورتینی مارکاپولو روی گرانش کوانتومی حلقه‌ای کار می‌کردند و رویکردهای عجیب و غریبی به بنیادهای مکانیک کوانتومی داشتن. با این وجود رفته رفته وقتی شهرت بیشتری کسب کردن اونا هم روی اوردن به سمت جریان اصلی و پژوهش غیررادیکال. این اصلا بخشی از چرخه زیستی همه دانشکده‌ها و موسسات بزرگ فیزیکه که روی میارن به جریان اصلی و کم‌کم سنتی میشن.

در واقع خیلی طبیعیه که این روال پیش بیاد.

برای همین وقتی که شما دانشجوی دکتری هستین وقت این نیست که ریسک کارای دیوانه‌وارو کنید. باید بچسبید به چیزی که می‌دونید به هر ضرب و زوری نتیجه میده. مگه این‌‌که نابغه باشید. اون موقع باید از راه‌های غیرمتعارف شایستگی و ارزش کارتون رو به بقیه نشون بدین تا جایی در دانشگاه داشته باشین. از اون طرف ماجرا هم، یه استاد پست‌داکی رو استخدام می‌کنه که بتونه باهاش کار کنه. حق هم داره. نمی‌تونه بره کسی رو بگیره که دنبال ایده‌های جسورانه عجیب و غریب خودشه. برای همین رفته‌رفته فرصت چندانی برای آدم‌های رادیکال در این فضا باقی نمی‌مونه.

خلاصه که فیزیک ورزی آسون نیست. پادکست رو گوش کنید 🙂