گیتی بر چه بنیادی نهاده شده است؟ (3)

آیا اولین‌باری که کنجکاوی شما بر‌انگیخته شد، یا اولین باری که احساس کردید دانشمند هستید را به خاطر دارید؟
کم و بیش. مطمئن نیستم که در چه روز یا در کدام هفته بود، اما به خاطر دارم وقتی که در دبیرستان بودم، بعد از کلنجار رفتن با یک وسیلة آزمایشگاهی شیمی، شروع کردم به مطالعة کتاب‌های مختلف. به‌تدریج به مطالعة کتاب‌های عامه فهم فیزیک کشیده شدم، اما چیزی از آن‌ها نمی‌فهمیدم. مطالب این کتاب‌ها به نظرم جادو و جنبل می‌آمد، اسرارآمیز و حیرت انگیز. با وجود این، می‌دانستم که دانشمندانی که در مورد آن چیز‌ها اندیشیده و مقاله‌هایی در آن باب نوشته بودند توانسته‌اند چیز‌هایی در مورد طبیعت پیش‌گویی و سپس همان چیز‌ها را کشف کنند. آن‌ها وجود ضد ماده را پیش‌گویی کردند، و سپس این پیش‌گویی تایید شد. پیش‌گویی کردند که می‌توان از فرآیند شکافت هسته‌ای انرژی آزاد کرد، و شد. من می‌دانستم که آن‌ها فقط حرف نمی‌زدند، بلکه در واقع، چیزهایی هم می‌دانستند. و فکر می‌کردم که "این چیزها حیرت‌انگیز هستند" . ذهن انسان می‌تواند ایده‌هایی چون زمان و مکان خمیده و الکترون‌هایی به صورت امواج احتمال را تصور کند. همة این ایده‌ها به‌ظاهر بیهوده هستند، اما اگر شما بتوانید آن‌ها را خوب هضم کنید، می‌توانید در مورد دنیای واقعی هم اظهار‌نظر کنید.
آیا تا کنون در این‌که زندگی علمی را انتخاب کرده‌اید دچار یأس شده‌اید؟
نه، زندگی علمی زندگی باشکوهی است. ما از این باب که آدم ناچار است وقت فوق‌العاده زیادی را تلف کند، خیلی مشکل‌تر از آن است که فکر می‌کردم. باید به پشت میز نشستن و فکر کردن به چیزهایی که تقریبا هرگز به کار نمی‌آیند عادت کنید و به این دل خوش کنید که در موارد نادری این ایده‌ها درست از آب در‌آیند.
عمیق‌ترین بینشی که شما در مورد عالم کسب کرده اید کدام است؟
سادگی طبیعت، سادگی طبیعت اغلب بر‌حسب اصول تقارن، یا تقارن قوانین طبیعت بیان می‌شود. به عنوان مثال، هیچ چیزی در قوانین طبیعت وجود ندارد که شمال را از شرق و یا نوترینو را از الکترون متمایز کند. شما می‌توانید به کمک تبدیلات ریاضی یک نوترینو را به یک الکترون، ویا حتی به مخلوطی از الکترون و نوترینو تبدیل کنید. در این تبدیل نوترینو به الکترون قوانین طبیعت ظاهرا بدون تغییر باقی می‌مانند. این اصول تقارن مدت‌هاست که شناخته شده‌اند و چون شکل قوانین طبیعت را بیان می‌کنند بسیار نیرومند هستند. احتمالا این‌ها عمیق‌ترین چیزی هستند که ما در فیزیک به آن رسیده‌ایم.
عمیق‌ترین؟ منظورتان چیست؟
منظورم این است که اگر شما مدام "چرا" ها را مطرح کنید سر‌انجام به اصول تقارن می‌رسید. چیزی که بیشتر از هر چیز دیگری مایة خشنودی من شده است این است که من در کشفی سهیم بوده‌ام که نشان می‌دهد تعداد تقارن‌ها خیلی بیشتر از آن است که فکرش را می‌کردم.
چه چیز این کشف از نظر شما جالب است؟
این‌که نشان می‌دهد طبیعت خیلی ساده‌تر و خیلی زیبا‌تر از آن چیزی است که فکرش را می‌کردم. اگر شما به جدول ذرات بنیادی نگاه کنید، تعداد خیلی زیادی ذرة عجیب و غریب با جرم‌ها و خواص فوق‌العاده متنوع و مختلف می‌بینید، چیزی شبیه به یک باغ وحش خیلی بزرگ، که از آن سر در نمی‌آورید. اما، متوجه می‌شوید که اصول زیربنایی این باغ وحش بزرگ فوق‌العاده ساده است، و تمامی این ذرات صرفا جواب‌های مختلف چند معادلة خیلی ساده هستند.
یکی از دوستان فیزیک‌دان من، به نام ویلر، می‌گوید: وقتی ما سر‌انجام قوانین زیربنایی طبیعت را کشف می‌کنیم، متوجه می‌شویم که این قوانین فوق‌العاده ساده و فوق‌العاده زیبا هستند و تعجب می‌کنیم که چرا این قوانین از همان ابتدا برای ما آشکار نبوده‌اند.
ویلر (چپ) می‌گوید: قوانین زیربنایی طبیعت فوق‌العاده ساده و زیبا هستند. من خیلی شنیده‌ام که "نظریة زیبایی است" ولی هرگز در این باره فکر نکرده‌ام که چه چیزی نظریه‌ای را زیبا می‌کند.
نظریة زیبا عبارت مناسبی نیست، زیرا حاکی از آن است که فیزیک‌دانان صرفا زیباشناس هستند، یا نظریه‌ها را از روی هوی و هوس انتخاب می‌کنند. زیبایی مخصوص شناختی است که نشان می‌دهد هر چیزی همان‌طوری است که باید باشد، که شما نمی‌توانید یک نت موسیقی را تغییر دهید بدون این‌که نظم آن را بر هم زنید. البته همة آثار هنری چنین کیفیتی ندارند. مثلا نمایش‌نامه‌های شکسپیر مضامین بسیار پیچیده‌ای دارند که تا حدودی مثل آینه پیچیدگی زندگی را می‌نمایانند. اما اگر چیزی در مقیاس کوچک‌تر، محدود‌تر، و کنترل‌شده‌تر، مثل یک قطعة سونات، انتخاب کنید آن‌وقت این احساس را نسبت به آن دارید که هیچ چیز در آن قابل تغییر نیست. احساس می‌کنید که یک قطعة کامل است و نمی‌توان هیچ اصلاحی در آن کرد. این همان چیزی است که ما در نظریه‌های فیزیکی به دنبال آن می‌گردیم.
شما گفتید این نکته که ما در حال اجرای نمایشی هستیم که به صورتی اجتناب‌ناپذیر و پیوسته در حال تکامل و تغییر است، به فهم این‌که این عالم، عالمی در حال انبساط است، کمک می‌کند.
همین‌طور است. مدرسان علم اشتباه می‌کنند که آموزش علوم را وابسته به یک جامعة تکنولوژیکی می‌دانند و معتقدند که شهروندان برای سازگاری با زندگی قرن بیستم باید بتوانند مطالب علمی را فرا بگیرند. البته این گفته درست است، اما فقط جزئی از داستان است، در واقع کم‌اهمیت‌ترین جزء آن.
به نظر من علم نحوة تفکر ما در مورد عالم و نقش ما در عالم را تغییر داده است. شواهد تاریخی فراوانی در مورد تغییرات بنیانی جوامع غربی بر اثر انقلاب‌های علمی قرن‌های 16 و17 وجود دارد. اکنون ما دیگر زنان جادوگر را زنده زنده نمی‌سوزانیم. در بیشتر کشور‌های اروپایی، دست کم، دیگر جنگ مذهبی وجود ندارد. سر هربرت باترفیلد، مورخ انگلیسی، می‌گوید که در تمام تاریخ مسیحیت هیچ رویدادی وجود ندارد که از لحاظ اهمیت با انقلاب‌های علمی قابل مقایسه باشد. به نظر من این تغییرات قابل سنجش نیست.
آیا اکنون فیزیک‌دانان در دوران پرهیجانی به سر می‌برند؟
البته، بلی، اما نه هم‌چون هیجانی که 15 سال پیش فیزیک‌دانان متخصص ذرات بنیادی داشتند. در آن زمان تأثیر متقابل فوق‌العاده زیادی میان نظریه و تجربه وجود داشت. هر روز نظریه‌پردازان چیز جدیدی کشف می‌کردند که آزمایشگران باید آن را به محک آزمون می‌زدند. آزمایشگران یا باید پیش‌گویی نظریه‌پردازان را تایید می‌کردند یا چیز جدیدی کشف می‌کردند که آن‌ها را سر جای خود بنشاند. اکنون چنین چالشی وجود ندارد. ما به نظریه‌ای دست یافته‌ایم که همة آن‌چیز‌هایی را که در آزمایشگاه مشاهده می‌کنیم به خوبی تبیین می‌کند و هنوز تسهیلات آزمایشی قدرتمندی که ما را به فرا‌تر از آن‌چه می‌دانیم پیش براند در اختیار نداریم.
شما و سایر هم‌کارانتان از دولت ایالات متحده خواسته‌اید که چیزی به نام اَبَر برخورد دهندة ابر رسانا به هزینة چهار تا پنج هزار میلیون دلار بسازد. این دیگر چه جور دستگاهی است؟
یک تونل به شکل بیضی با محیط 85 کیلومتر در زیر زمین. در این تونل، که عرض آن در حدود 3 متر است، دو باریکة ذره شتاب داده می‌شود. به همین دلیل است که ما آن را شتاب دهنده می‌گوییم. این ذرات سرعت می‌گیرند و انرژی آن‌ها زیاد می‌شود و پس از لحظه‌ای که انرژی آن‌ها به 20 میلیون میلیون ولت رسید در نقاط معینی در داخل تونل با هم برخورد می‌کنند و از برخورد آن‌ها ذرات جدیدی تولید می‌شود.