فیزیک یعنی کشف زیبایی‌های طبیعت

هرچند گاهی درک قانون‌های آن سخت و کلافه‌کننده می‌شود، اما وقتی موفق به کشف راه‌حل نهایی آن می‌شویم، شیرینی آن را با تمام وجود حس می‌کنیم و روح‌مان از درک این مساله به پرواز درمی‌آید. علم فیزیک هم مثل تمام علوم پایه برای رسیدن به جایگاه کنونی‌اش در طول تاریخ همراه با فراز و فرودهایی همراه بوده است. امروزه این علم در پی حل بسیاری از نامکشوفات جهان است.

برای پی بردن به زیبایی بیشتر این علم گفت‌وگویی با پروفسور محمدمهدی شیخ‌جباری، چهره ماندگار فیزیک، عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، عضو کمیته تدوین سند راهبردی نخبگان کشور، عضو وابسته فرهنگستان علوم، دارنده جایزه دانشمندان جوان آکادمی علوم کشورهای در حال توسعه (TWAS)، برنده جایزه مرکز بین‌المللی عبدالسلام در فیزیک نظری و جایزه بین‌المللی WeylHermann، رتبه‌دار جشنواره بین‌المللی خوارزمی ـ رتبه‌دار نخست در سال 1380 و دارای رتبه دوم هجدهمین جشنواره خوارزمی ـ و منتخب کرسی پژوهشی علامه طباطبایی ترتیب دادیم که در ادامه می‌آید.

مردم کوچه و بازار خیلی راحت درباره وزن و جرم صحبت می‌کنند، اما مثل این که فیزیکدانان هنوز با مفهوم جرم و چرایی به وجود آمدن آن مشکل دارند.

صحبت مشکل نیست! اغلب در بیان برخی واژگان با یکدیگر مشکل دارند. مثلا همان طور که نمی‌توان قوانین حقوقی را با زبان عامیانه نوشت، قوانین طبیعت را هم نیز نمی‌توان با این زبان نوشت؛ زیرا متن عامیانه دقت لازم را ندارد. دوم این که گاهی ما مجبوریم مفاهیمی بسازیم که اصلا کاربرد عامیانه ندارند. مثلا ما در طول روز مفاهیمی به کار می‌بریم که اصلا وجود خارجی ندارند؛ مانند واژه سرما و گرما. این مفاهیم بر حسب نیاز ساخته شده‌اند. با به کار بردن این واژه‌ها، آن حس در ما به وجود می‌آید. ما هیچ وقت سرما و گرما را نمی‌بینیم. همچنین ممکن است برخی از مفاهیمی که ما به کار می‌بریم در مفهوم عامیانه اشتراک لفظی داشته باشند، اما مفهومش بین مردم عامی با علما متفاوت باشد به همین دلیل ممکن است این مفاهیم میان مردم عامی مشکل ایجاد کند و فکر کنند دقیقا همان معنا را دارد. این مساله فقط مربوط به علم فیزیک نیست مثلا بعضی الفاظ در متون حقوقی به کار گرفته می‌شود که معنایش دقیقا آن چیزی نیست که مردم از آن برداشت می‌کنند. این مفاهیم در زبان عامیانه یک معنا و در زبان حقوق به معنای دیگری به کار برده می‌شود. در علم فیزیک هم همین‌طور ممکن است بعضی مواقع اشتراک لفظی بین عامه مردم و فیزیکدانان وجود داشته باشد و فیزیکدانان به دلایل مختلف این الفاظ عامیانه را استفاده کنند. همچنین گاهی اوقات ما برای این که بیان دقیق‌تری از موضوع داشته باشیم، مجبور می‌شویم مفاهیم جدیدی خلق کنیم. این مفاهیم ممکن است به آن معنایی نباشد که ما در طول روز به کار می‌بریم.

اگر بشر دوباره تمدن را آغاز کند، آیا باز هم علم فیزیک وجود خواهد داشت؟

اصولا بشر به دلیل کنجکاوی‌هایش دوست دارد تمام آنچه را دور و اطرافش اتفاق می‌افتد، مورد بررسی قرار دهد. این حس کنجکاوی و فهمیدن مسائل دور و اطرافش توام با دیدگاه‌های مختلفی است. گاهی دانستن اجمالی از یک موضوع برخی افراد را قانع می‌کند، اما برخی دیگر مایل به دانستن بیشتر چند و چون و چرایی مسائل و فهمیدن درک درستی از دنیای اطراف خود هستند. برخی علما معتقدند علاوه بر انگیزه اولیه دوست داشتن، مساله استفاده کردن و به خدمت گرفتن طبیعت نیز باعث شده است انسان در طول تاریخ برای شناخت محیط پیرامون خود، مسائل مختلفی را فرا بگیرد. در مجموع می‌توان گفت هر دو عامل از هزاران سال پیش باعث شده است بشر برای درک درستی از مسائل محیط پیرامونش به دنبال کشف و به‌کارگیری آن در زندگی روزمره‌اش برود، اما بعدها گاهی فقط به دلیل انگیزه استفاده‌کردن (نه با انگیزه فهمیدن) آغاز به مطالعات وسیعی کرد. نتایج این تلاش‌ها چیزی شد که ما امروزه به آن علوم مختلف می‌گوییم. فیزیک نیز یکی از این علوم است.

فیزیکدانان با کشف این حقایق به دنبال چه هستند؟

مهم‌ترین کار فیزیکدانان، کشف قوانین دور و اطرافشان است؛ کاری که شیمیدان، ریاضیدان و زیست‌شناس هم در حوزه‌های خاص و تخصصی انجام می‌دهند. البته مسائلی که امروزه فیزیکدانان به دنبال آن هستند با 400 سال پیش کمی متفاوت شده است. علت این تفاوت به خاطر این است که مسائلی در گذشته برای ما مساله بود، اما اینک نیست و هم‌اکنون مسائل دیگری برای ما اولویت شده که باید آنها راکشف کنیم. بشر هر چه برای کشف و شناخت قوانین مسائل طبیعت پیشروی می‌کند با مسائل پیچیده‌تر و تخصصی‌تری روبه‌رو می‌شود. این گسترش علوم باعث شد یک مرزبندی به لحاظ موضوعی برای درک مفاهیم علوم به وجود آید.

یکی دیگر از هنرها و کارهای دانشمندان این است که وقتی مساله‌ای را فهمیدند، آن را ثبت کنند تا کسان دیگری نیز بتوانند بدون حضور آنان، این مسائل را درک و استفاده کنند. این مساله نه‌تنها در فیزیک بلکه در تمام علوم نیز باعث شده است انباشتی از اطلاعات رخ دهد و زبان مشترکی ایجاد شود، زبان نثر معمولی برای معرفی قوانین طبیعی که شیمیدانان و فیزیکدانان به دنبال آن هستند، کفایت نمی‌کند. ما برای انتقال راحت این مفاهیم و ثبت این داده‌ها احتیاج به یک زبان خاص داشتیم مانند هنر موسیقی که خط خاص خودش را دارد و با متن معمولی کاملا متفاوت است. البته خط موسیقی نیز هزار سال پیش توسط فارابی با همین الفبای امروزی نوشته شده بود، اما بعدها به دلایل مختلف خط فعلی آن ابداع شد. حدود 500 سال قبل نیز فیزیکدانان و شیمیدانان برای انتقال مفاهیم از همین نثر معمولی استفاده می‌کردند، اما بعدها به دلیل انباشت اطلاعات، زبان محاوره‌ای و نثر معمولی دیگر گنجایش نیافت و زبان مناسبی برای آن انتخاب شد. نیوتن جزو افرادی بود که تاکید فراوانی به این مساله داشت. او می‌گفت زبان مناسب برای ثبت و بحث و انتقال قوانین طبیعی کشف شده فرمول ریاضی است، نه نثر معمولی. این نکته امروزه بین تمام فیزیکدان‌ها کاملا پذیرفته شده است.

پس با این حساب ابزار اصلی شما برای درک این فرآیندها معادلات ریاضی است؟

بله، مهم‌ترین ابزار ما برای درک درست و شناخت از محیط پیرامون‌مان معادلات ریاضی است.

این ابزار‌ها چقدر فیزیکدان را به اهدافش نزدیک می‌کند؟

طی چند سال معادله‌های مختلفی با زبان ریاضی نوشته شده است که شناخت قوانین طبیعت را ممکن می‌کند. ما از طریق این معادلات ریاضی پیش‌بینی و محاسبه می‌کنیم که رفتار سیستم مورد مطالعه ما در طبیعت چگونه است. به عنوان مثال، من براساس این قوانین می‌دانم اگر یک قلم را از جای مرتفع پرتاب کنم، به زمین خواهد افتاد. در قدم بالاتر من می‌دانم اگر این قلم را رها کنم چند ثانیه بعد به زمین برخورد خواهد کرد. همان معادلات به من می‌گوید وقتی قلم به زمین بیفتد، سرعتش چقدر خواهد بود. همان معادلات به من می‌گوید، رفتار قلم هنگام برخورد به زمین چگونه خواهد بود. دانستن این اتفاق‌ها قبل از رخ دادن بسیار جذاب است و باعث شیرینی این علم می‌شود.

یک ایده برای کشف مجهولات جهان چگونه به ذهن یک فیزیکدان خطور می‌کند؟

امروزه فیزیکدان‌ها معمولا با پدیده‌هایی سر و کار دارند که به طور روزمره دیده نمی‌شوند. مثلا می‌دانیم هر ماده‌ای از مولکول و هر مولکولی از اتم درست شده است. ما به طور روزمره اتم را نمی‌بینیم. بنابراین یک فیزیکدان بر حسب حدس و الهام از طبیعت و محیط پیرامونش به این شهود و فرضیه می‌رسد. پس احتمال خطا در آن وجود دارد و ممکن است این حدس‌ها درست از آب درنیاید. شاید گاهی اصلا این حدس‌ها به درد ما هم نخورد، اما قابل بررسی و اصلاح دوباره خواهد بود.

یک فیزیکدان چطور قوانین طبیعت را کشف می‌کند و به محک آزمایش قرار می‌دهد؟

در وهله اول، فیزیکدانان با دیدی دقیق سعی در کشف و ثبت تغییرات محیط پیرامون خود دارند. آنان پس از ثبت این تغییر و تحولات در تلاشند رابطه‌ای بین آنها بیابند. سپس این رابطه‌ها به صورت اعداد و معادلات ریاضی بیان می‌شود. پس از آن فیزیکدانان این رابطه‌های به دست آمده را تعمیم می‌دهند و بررسی می‌کنند اگر این معادله‌های نوشته‌شده را به کار ببرند چه اتفاقی رخ خواهد داد. این معادلات به طور بالقوه قوانین طبیعت را بیان می‌کنند. اگر نتایج و پیش‌‌بینی‌های این معادلات از محک آزمایش و مشاهده سربلند بیرون آمد، آنگاه یک قانون طبیعت کشف شده است. هر مشاهده یا آزمایشی در سطحی از دقت انجام می‌شود. هر چه سطح دقت افزایش یابد، قوانین نیز دقیق‌تر خواهند بود.

یکی از وجوه بالابردن سطح دقت، اندازه‌گیری این معادلات در ابعاد مختلف است مثلا اول رفتار یک جسم طبق معادلات بررسی می‌شود. این رفتار بعد از نصف‌شدن جسم نیز مورد بازبینی قرار می‌گیرد. این روال همچنان ادامه می‌یابد و نصف جسم دوباره نصف می‌شود. بار دیگر آن نصف نیز با این معادلات ارزیابی می‌شود تا دریابیم این سیستم چقدر می‌تواند کوچک شود و این قوانین تا چه میزان جوابگوی این مسائل است. بالا بردن دقت، سوال‌های جدیدی مطرح می‌کند. سوال‌هایی که امروزه خیلی از فیزیکدانان مطرح می‌کنند، مربوط به پدیده‌هایی است که ما به طور روزمره آنها را نمی‌بینیم، اما می‌دانیم که وجود دارند مانند حرکت مولکول‌ها، اتم‌ها و... یکی دیگر از وجوه بالا بردن دقت این است که تفاوت اجزای سازنده دو جسم را بررسی کنیم. پس از آن دریابیم که جزءهای کوچک‌تر آن و درون این اجسام از چه چیزهایی درست شده است. ما باید روش کشف آن دنیای ریز را هم پیدا کنیم. بررسی این دنیای ریز هم از طریق روش‌های مختلف خودش انجام می‌شود.

چرا اغلب فیزیکدانان علاقه عجیبی به جمع‌کردن همه فرمول‌ها در یک فرمول دارند که آن را فرمول آفرینش یا فرمول زیبا می‌نامند؟ ماجرا چیست؟

اتفاقا ایده فیزیکدانان این است که قانون جدیدی معرفی نکنند. آنان سعی می‌کنند تا جایی که امکان دارد این قانون را اعمال کنند؛ یعنی سعی می‌کنند از تعدد قوانین جلوگیری کنند و با کمترین قانون بیشترین چیزی را که می‌توانند توضیح دهند، اما زمانی که دیگر این معادله‌ها جوابگوی مسائل ما نباشند و به بن‌بست برسیم فیزیکدانان مجبور خواهند شد بار دیگر این قانون را بازبینی و اصلاح کنند و به دنبال چرایی این مساله بگردند. از بازبینی این قوانین، قانون‌های جدیدی متولد می‌شود. این قوانین ممکن است هیچ دخلی به مسائل قبلی نداشته باشد. فیزیکدان باید تلاش کند این قوانین را کشف کند؛ اغلب روند کشف یک قانون بسیار پیچیده و زمانبر است، اما زمانی که کشف شد، سعی می‌شود این قانون برای همه چیز استفاده شود مگر این که خلافش ثابت شود.

آیا این قانون‌های ثبت‌شده برای همه مسائل جوابگوست؛ مثلا می‌توان حرکت یک خودکار یا حرکت یک ماشین در خیابان یا حرکت ماه به دور زمین را با یک قانون توضیح داد؟

یکی از زیبایی‌های این علم این است که با یک قانون می‌توانیم حرکت زمین به دور خورشید و حرکت ماه به دور زمین را توضیح بدهیم. با همان قانون می‌توانیم حرکت یک ماشین در خیابان یا رها شدن یک خودکار از ارتفاع را توضیح دهیم. دریافتن این مساله که با یک قانون می‌توان به همه مسائل پاسخ داد خیلی شیرین و دلچسب است. این مساله باعث دلگرمی ما می‌شود تا حرکت ستاره‌ها را هم بررسی کنیم و بفهمیم آیا می‌توان با این قانون حرکت ستاره‌ها را هم توضیح داد یا نه؟ لازمه پی بردن به این مساله ثبت دقیق اطلاعات است. ما باید برای این کار جدولی از داده‌های مشاهداتی درست کرده و رابطه بین آنها را با دقت بررسی کنیم. جالب اینجاست این قانون حتی تا فواصل دور کهکشان راه شیری هم جوابگوست، اما برای فواصل دورتر دچار سردرگمی و مجهول می‌شویم به همین دلیل مجبوریم برای کشف سایر پدیده‌های دنیای خارج از کهکشان بعضی از این قوانین را اصلاح کنیم.

با کشف این قوانین کهکشانی قرار است به کجا برسیم؟

بیشتر کنجکاوی است. انسان بالذات مانند کودک تازه متولد‌شده کنجکاو است. دوست دارد دنیای پیرامون خود، راز پدیده آفرینش و... را کشف کند. زیبایی این کشف‌ها توضیح دادن و پیش‌بینی بیشترین مسائل با کمترین قانون است. اگر پیش‌بینی ما درست از آب درآمد، مساله مهمی را فهمیده‌ایم و باعث می‌شود دنبال پیش‌بینی و حل مسائل بیشتر دیگری برویم.

چه لزومی در کشف پدیده‌های دنیا باعث شد بشر به دنبال ذرات بنیادین برود؟

خاصیت ذات بشر این است که وقتی چیزی را فهمید، دوست دارد آن را بهتر بفهمد. بهترفهمیدن این مساله به این معنی است که دقیق‌تر به عمق مساله پی ببرد یعنی درونش را بیشتر موشکافی کند؛ این کار یکی از روندهای طی‌شده علم فیزیک است که مدام ساختار کوچک‌تر را پیدا می‌کند. در حال حاضر، کوچک‌ترین جزئی که مواد مختلف را از هم تمیز می‌دهد، مولکول است. مولکول نیز از اجزای ریزتری به نام اتم ساخته شده است. در حال حاضر 116 اتم در طبیعت یافت شده است که از این مقدار فقط حدود 50 عنصر در طبیعت به وفور یافت می‌شود. از کنار هم قرار گرفتن اتم‌ها، مولکول‌هایی با خاصیت‌های متفاوت ساخته می‌شود؛ جنس مولکول مواد مختلف به خاطر نوع آرایش و چگونه قرارگرفتن اتم‌های سازنده آن در کنار یکدیگر متفاوت است. در واقع این تفاوت آرایش و چیدمان باعث سختی و نرمی، مایع، جامد و گازی‌شکل ‌بودن عناصر مختلف می‌شود. شناخت این تفاوت‌هاست که ما دریافته‌ایم چرا یک مولکول معین مانند آب در یک زمان شکل‌ یخ و در زمانی دیگر به صورت مایع است. در محیط اطراف ما هزاران گونه مواد و عناصر با خاصیت‌های شیمیایی و فیزیکی متفاوتی وجود دارد. برخی از این عناصر با وجود شبیه‌بودن به یکدیگر خاصیت‌های متفاوتی از یکدیگر دارند مثلا تمام کوه‌های زمین از سنگ و خاک درست شده است، اما چرا با یکدیگر تفاوت دارند؟ شناسایی این عناصر کار آسانی نیست. ما می‌توانیم برای پیش‌بینی این خاصیت‌ها و چگونگی رفتار این عناصر از معادلات ریاضی استفاده کنیم.

معادلات ریاضی چطور در حل این مساله به ما کمک می‌کند؟

مثلا هزاران مولکول مختلف را در نظر بگیریم که از کنار هم‌گذاشتن یکسری اتم‌های متفاوت به وجود آمده‌اند. این اتم‌ها تنوع مولکول‌ها را ندارند. پس احتیاجی نیست ده هزار قانون برای مولکول‌های مختلف بنویسیم، فقط کافی است ده قانون برای ده اتم بنویسیم و با چیدمان این ده اتم کنار هم موفق به کشف تمام قوانین این مولکول‌ها شویم.

دانشمندان چقدر موفق شدند برای شناخت بهتر پدیده‌های مختلف، ساختار اتم را موشکافی کنند؟

اندازه تقریبی یک اتم 10-10 متر است. وجود اتم به معنای امروزی آن اوایل قرن بیستم کشف شد. زمان بررسی دقیق ساختار اتم یکی از مجهولات علم بشر به شمار می‌رفت. دانشمندان برای حل این مساله، آزمایش‌های متعددی انجام و فرضیه‌های گوناگونی ارائه دادند. در یکی از این فرضیه‌ها، اتم مانند توپی توخالی فرض شد. آنان براساس حدسیات و معادلات ریاضی، رفتارهای اتم را پیش‌بینی کردند. آزمایش‌های متعدد آنان نشان داد اتم از سه ذره به نام الکترون، پروتون و نوترون درست شده است. فیزیکدانان در آزمایش‌هایشان برای فهمیدن بهتر این مساله، ورقه‌های بسیار نازکی از طلا در ابعاد نانو ساختند (در حد یک‌صدم میلی‌متر) و با تاباندن باریکه‌ای الکترونیکی این ورقه را از درون اتم گذراندند. اگر جرم در حجم اتم پراکنده بود، این ورقه نازک از اتم عبور نمی‌کرد. نتیجه این آزمایش‌ها نشان داد بیشترین جرم اتم در هسته اتم است و بقیه اتم را پوسته ابری‌شکل تشکیل داده است؛ این هسته هزار مرتبه از آن پوسته ابری کوچک‌تر است. ابر اتم نیز از ذره‌ای به نام الکترون ساخته شده است که در مقایسه با دو ذره کوچک و متفاوت هسته (پروتون و نوترون) راحت‌تر جدا می‌شود. طولی نکشید سوالی دیگر ذهن محققان را درگیر خود کرد؛ داخل هسته چطور؟ آیا خاصیت داخل هسته نیز مانند خود اتم است؟ برای داشتن تصوری روشن از این مساله باید گفت وقتی یک تکه فلز را به ابعاد کوچک‌تر تقسیم می‌کنیم، قطعات کوچک‌تری با خاصیت قطعه اول به وجود خواهد آمد. البته خاصیت براده‌های آهن با خود آهن متفاوت است. هر چه ماده کوچک‌تر شود، یکسری از خاصیت‌های آن نیز متفاوت‌تر خواهد شد. با موشکافی به ساختار هسته نیز معلوم شد هر چه این ذرات کوچک‌تر شوند، خاصیت آنها نیز متفاوت‌تر خواهد شد.

شناخت این ذرات بنیادین چه کمکی به ما در شناخت دنیای بزرگ‌تر می‌کند؟

امروزه سوال‌های زیادی مانند بحث ذرات اتمی را می‌توان در شاخه‌ای به نام فیزیک ذرات دنبال کرد. مطالعه و کنجکاوی بی‌پایان بشر باعث شده است همواره مسائل بزرگ‌تر و سوال‌های بی‌شماری در خصوص اجزای سازنده کهکشان‌ها ذهنش را مشغول کند و همواره او به دنبال این سوال‌ها باشد که آیا سنگ و خاک کره ماه با زمین یکی است؟ اجزای سازنده ستاره خورشید چطور؟ هزاران ستاره دور و اطرافمان چطور؟ و در نهایت به این پاسخ برسد که خورشید، ماه و ستاره‌ها عملا از چیزهایی ساخته شده‌اند که ما در کره زمین هم داریم. اینجاست که ذهن متحیر می‌شود «مگر امکان دارد تمام ذرات بنیادی کهکشان راه شیری یکی باشد» در واقع باید گفت ذرات بنیادی قادر به انجام کارهایی است که ما به طور روزمره آنها را نمی‌بینیم. همین مساله باعث بازشدن سوال‌های بیشمار دیگری می‌شود؛ چطور مجموعه‌ای از ذرات باعث تشکیل خورشید و ستاره‌ها و مجموعه‌ای دیگر باعث شکل‌گیری ماه و زمین می‌شود؟ در شاخه‌ای دیگر از علم فیزیک ما به دنبال این هستیم که چگونه از کنار هم‌گذاشتن مولکول‌های مختلف، مواد گوناگون با خاصیت‌های متفاوت به وجود می‌آید؟ این گونه است که بشر با کنجکاوی بی‌پایانش به حل مسائلی بزرگ بر می‌آید.

فیزیکدانان اغلب برای پاسخ بسیاری از مسائل زمینی و فرازمینی نظریه‌های متفاوتی ارائه کرده‌اند، چرا این نظریه‌ها این‌قدر متفاوتند؛ مگر همه آنها بر پایه دانش بشری شکل نگرفته‌اند؟

چون در حد یک فرضیه و نظریه هستند. تمام فرضیه‌ها و نظریه‌هایی که بازگو و ادعا می‌شود باید امتحان شوند. امتحان یکی از معیارهای تشخیص فهمیدن است. امتحان ما فیزیکدانان هم این است که دریابیم آیا این قانون تمام مسائل را واقعا توضیح می‌دهد یا نه؟ مدل‌های یک فیزیکدان هم باید مانند دانش‌آموز امتحان پس بدهد. فیزیکدان باید مدل‌هایش را محک بزند و با یک روش مشخص دنبال کشف قوانین باشد تا اطلاعات بیشتری از پدیده‌ها را ثبت کند و در نهایت از کنار هم‌گذاشتن آنها مدلی بسازد تا پیش‌بینی و توضیحی برای پدیده‌های مشابه داشته باشد. این مدل‌های مختلف با ایده و شهود مختلفی ایجاد شده است و باید برای استفاده و کار برد بررسی شوند. خیلی از این نظریه‌ها هنگامی که بر پایه یک روش علمی مشخص محک زده می‌شوند، از دور خارج می‌شوند. از این روش علمی است که می‌توان بسیاری از ادعاهای کاذب را به چالش کشید.

به نظر شما یک فیزیکدان موفق باید چه خصوصیاتی داشته باشد؟

به نظر من همان ‌طور که یک تاجر موفق از صبح تا شب به فکر این است که چطور یک قرانش را دوزار کند و به دنبال سود بیشتر است، یک فیزیکدان موفق و خوب هم باید در تمام کارهایش تمرکز کرده و وقتش را صرف کشف قوانین بیشتری از طبیعت کند.

سخن پایانی به زبان فیزیک؟

ما در زندگی روزمره‌مان با پدیده‌ها و مشکلات مختلفی روبه‌رو هستیم که می‌توانیم به گونه‌های مختلف برای حل این مساله اقدام کنیم. این مسائل الزاما ربطی به عالم فیزیک ندارد. یکی از اقدام‌ها این است که ابتدا درباره آن مساله بیندیشیم و با سبک و سنگین‌کردن مساله به سراغ راه‌حل مناسب آن برویم. روش دیگر که معمولا مردم از آن استفاده می‌کنند، این است که به محض مشاهده مشکلی، بدون شناخت از آن مساله سعی در برطرف‌کردن آن مشکل داشته باشند. روش اول، همان روشی است که اغلب فیزیکدانان از آن استفاده می‌کنند. افراد معمولی هم با استفاده از روش‌های علمی هنگام مواجه‌شدن با مشکل می‌توانند خیلی از مسائل خود را براحتی حل کنند. یک فرد اگر فیزیک بلد نباشد، مهم نیست. مهم این است که چگونه از این روش‌ها استفاده کند. این روش‌ها را می‌توان با تمرین‌کردن آموخت. مثلا دو نفر را در نظر بگیرید که قصد خرید تلفن همراه دارند. اولین نفر یکراست به بازار می‌رود، اما دومین نفر با کسب اطلاعات گوناگون از منابعی چون وب‌سایت و اینترنت قصد خرید تلفن‌همراه می‌کند. مردم خودشان می‌توانند قضاوت کنند کدام روش بهتر است. بسیاری از این روش‌های علمی در زندگی روزمره ما انسان‌ها بااهمیت‌تر از کشف اتم است. بسیاری از این روش‌های علمی را می‌توان در زندگی به کار بست، روش‌هایی که به طور معمول با آنها سر و کار داریم.

فیزیکدان‌ها؛ قهرمانان سیاره زمین

بشر از وقتی خود را شناخته، با پرسش‌های گوناگونی در دنیای اطراف خود روبه‌رو بوده که شاید مهم‌ترین آنها این پرسش تاریخی باشد که ما از کجا آمده‌ایم. همین پرسش بزرگ بود که هزاران علامت سوال بزرگ و کوچک دیگر در ذهن کنجکاو انسان گشود و او را وادار کرد تا بخش بزرگی از متفکرترین و تیزهوش‌ترین نوع خود را به تحقیق و پژوهش در دنیای شگفت‌انگیز فیزیک به کار گیرد.

ابتدا پرسش‌ها ساده بود. چرا آتش گرم است؟ چرا سیب به زمین می‌افتد و به آسمان پرواز نمی‌کند؟ چرا آب، آتش را خاموش می‌کند؟ چرا برف سفید است و زغال سیاه؟ چرا آب جاری می‌شود و چرا توفان شکل می‌گیرد؟

اما بتدریج پرسش‌ها اساسی‌تر شد و یافتن پاسخ‌ها سخت‌تر و دشوارتر. زمین چه شکلی است؟ دنیا چقدر وسیع است؟ ما کجای آن قرار داریم؟ تفاوت خورشید با ماه و سایر اجرام نورانی آسمان چیست؟ رعد و برق چگونه شکل می‌گیرد و چگونه می‌توان برق را به خدمت گرفت؟

کمی که گذشت و پاسخ‌ها که از شرق و غرب دنیا به هم رسید و دانش‌ها که بر هم افزوده شد و در حالی که همه فکر می‌کردند حالا می‌دانند دنیا چگونه ساخته شده و طبق چه قانونی اداره می‌شود، ناگهان و با چند مشاهده ساده، سوال‌هایی به غایت مشکل رخ نشان داد. دنیا چگونه شکل گرفته است و داستان خلقت چیست؟ ماده از چه ساختاری تشکیل شده و درون اتم چه قرار دارد؟ آیا ماده سیاه و انرژی سیاه وجود دارد؟ آینده کائنات چه خواهد شد؟ و از همه اساسی‌تر وزن چیست؟

وقتی با یک فیزیکدان به گفت‌وگو می‌نشینی، دنیای شگفت‌انگیزی را می‌بینی که پرسش‌های فراوانی احاطه‌اش کرده است. آنچه از نظر من و شما بدیهی است، از نظر فیزیکدان‌ها یک علامت سوال بزرگ است و همین حس کنجکاوی عمیق این دانشمندان ماجراجو بوده که موتور محرک نوع بشر برای درک بیشتر از جهان پیرامونش گشته است.

اگر فکر می‌کنید در دورانی زندگی می‌کنید که فیزیکدان‌ها آردشان را بیخته‌اند و الک‌شان را آویخته‌اند، سخت در اشتباهید. اگر تصور شما بر این است که بشر آنچه از علم فیزیک را باید می‌دانسته، کشف کرده و حالا دیگر زمان بازنشستگی فیزیکدان‌هاست، بهتر است نگاهی به فهرست بلندبالای پرسش‌های باقیمانده بشر بیندازید که در راس آنها همان سوال بزرگ «از کجا آمده‌ایم» همچنان خودنمایی می‌کند. کار فیزیکدان‌ها تازه آغاز شده است و آنها در تلاشند با قدم گذاشتن بر شانه غول‌ها، دورتر از دوردست‌ها را رصد کنند و پاسخ‌ها را در عمق ذرات تشکیل‌دهنده اتم و ماورای قابل رویت سپهر گردون پیدا کنند.

این روزها به نظر می‌رسد خبری از دنیای فیزیک به گوش نمی‌رسد و گویا فیزیکدان‌ها در خوابی عمیق به سر می‌برند و منتظر ظهور یک ابر بشر دیگر مانند آریابهاتای هندی، ابوریحان ایرانی، نیوتن انگلیسی و اینشتین آلمانی هستند تا با ایده‌های فوق بشری خود، راه را برای حرکت انسان به سمت یافتن پاسخ بزرگ هموار سازند. اما دنیای امروز، دنیای فوق بشرها نیست. حالا انسان یاد گرفته با کار جمعی و تکیه بر خرد اجتماعی، کارهای خارق‌العاده را با آدم‌های معمولی انجام دهد. برای این‌که بدانیم علم فیزیک با چه سرعت سرسام‌آوری در حال پیشرفت است، نباید انتظار انتشار خبرهای هر روزه را داشته باشید. چون طبیعت فعالیت‌های فیزیکی این دوران متفاوت شده است. این فعالیت‌ها عمیق‌تر و بنیادی‌تر از آن است که انتشار نتایج یک پژوهش به عمر یک نسل یا دو نسل اکتفا کند.

علم فیزیک همچنان در حال پیشرفت و تغییر رویکرد بشر نسبت به دنیای اطراف خود است. دنیایی که ما می‌بینیم با آنچه پدرانمان در یک یا دو نسل قبل می‌دیدند، تفاوتی اساسی دارد و ما، همه آن را مدیون قهرمانانی هستیم که زندگی خود را وقف دانش فیزیک و درک عظمت آفرینش در دو بعد زیراتمی و فراکهکشانی کرده‌اند.

فرزانه صدقی / جام‌جم