به بخش مقالات انجمن فیزیک خوش آمدید
«پاسخهای کوتاه به
پرسشهای اساسی»، کتابی از استیون هاوکینگ فیزیکدان و کیهانشناس
برجسته و مشهور است که در سال آخر عمر هاوکینگ (2018) منتشر شده است. ناشر این
کتاب، انتشارات مازیار و مترجم آن جمیل آریایی است. کتاب هاوکینگ حاوی پاسخهای
هاوکینگ به این 10 سؤال مهم است: آیا آفرینندهای هست؟ جهان هستی چگونه آغاز شد؟
آیا حیات هوشمند دیگری در جهان هست؟ آیا میتوانیم آینده را پیشگویی کنیم؟ درون
هر سیاهچاله چیست؟ آیا سفر در زمان ممکن است؟ آیا باید به فضا کوچ کنیم؟ آیا هوش
مصنوعی بر ما چیره خواهد شد؟ آینده را چگونه بسازیم؟
هاوکینگ دانشمندی خداناباور بود و طبیعتا پاسخش
به سؤال فصل اول (آیا آفرینندهای هست؟) منفی است. بنابراین آنچه اهمیت دارد،
استدلال اوست. البته هاوکینگ از آغاز خداناباور نبود بلکه تدریجا به این نتیجه
رسید که جهان هستی نیازی به خالق ندارد و خودبنیاد است. همچنین او در دورانی که
خداناباور بود، با ایدۀ وجود خدا مطلقا مخالف نبود، ولی با خدای متشخص و انسانوار
ادیان ابراهیمی قطعا مخالف بود.
مثلا در همین کتاب میگوید:
«میتوان خدا را مظهر
قوانین طبیعت تعریف کرد. با وجود این، بسیاری از مردم اینگونه دربارۀ خدا فکر نمیکنند.
دیدگاه آنها از خدا، موجود انسانگونهای است که میتوانند با وی رابطۀ شخصی
برقرار کنند.»
هاوکینگ این تلقی از خدا را ناموجه میداند
و مینویسد:
«من هم چونان اینشتین
وازۀ "خدا" را به معنای بیطرفانۀ آن برای قوانین طبیعت به کار میبرم و
از این رو اگر ذهن خدا را بدانیم، قوانین طبیعت را خواهیم دانست. پیشگویی من این
است که تا اواخر قرن حاضر، به ذهن خدا پی خواهیم برد.»
همچنین او در جای دیگری از کتابش نوشته
است:
«من با توجه به
قوانین علم، فکر میکنم که جهان، خودبهخودی و از هیچ آفریده شده است. فرض بنیادی
علم، جبرباوری علمی است. اگر حالت جهان در لحظۀ مفروضی معلوم باشد، قوانین علم،
تحول جهان هستی را در هر لحظۀ بعدی تعیین میکنند. این قوانین را خواه خدا فرمان
داده باشد خواه نه، اما خدا نمیتواند دخالت کرده و آنها را نقض کند که اگر اینگونه
بود، نمیشد آنها را قانون نامید. از این رو خدا تنها آزادی آن را دارد که حالت
اولیۀ جهان هستی را انتخاب کند.»
چنین خدایی، همان خدای دئیستها است.
دئیسم یعنی خداباوریِ دینناباورانه. مطابق این نگاه به هستی، خدا جهان را خلق
کرده و جهان قوانینی دارد؛ ولی خدا پس از خلقت جهان، دیگر مداخلهای در امور جهان
نمیکند.
اما هاوکینگ دئیست هم نبود. به همین
دلیل میگوید: «خدا تنها آزادی آن را دارد که حالت اولیۀ جهان هستی را انتخاب کند،
اما در اینجا نیز ممکن است قوانینی حاکم باشند. بنابراین خدا هر گونه آزادی عمل
را از خود سلب کرده است.»
از این حواشی بگذریم و ببینیم
هاوکینگ چطور به این نتیجه میرسد که جهان را آفرینندهای نیست؟ هاوکینگ میگوید
برای ساختن یا پدیدآمدن جهان به سه مادۀ اولیه نیاز است. او در اینجا ماده را به
عنوان چیزی متفاوت از انرژی به کار نمیبرد. آنچه به انرژی تبدیل میشود و برعکس،
دقیقا جرم است نه ماده.
آن سه مادۀ مد نظر هاوکینگ برای ساختهشدن
جهان عبارتند از: جرم، انرژی، فضا. او دقیقا میگوید:
«نخستین ماده، مادهای
است که جرم دارد... دومین مادهای که به آن نیاز است انرژی است... سومین چیزی که
نیاز داریم تا جهان را بسازیم، فضاست. آن هم مقدار زیادی فضا. میتوانید جهان را
هر چه خواستید بنامید: باشکوه، زیبا، خشن؛ اما نمیتوانید آن را جایی تنگ توصیف
کنید.»
مادۀ جرمدار از سنگ و خاک زیر پای آدمی
مصداق دارد تا ابرهای عظیم گازی و کهکشانهای غولآسای مارپیچی. انرژی هم، که
گرمای خورشید روی صورت ما، یکی از مصادیق آن است، «جهان هستی را پر کرده است و
رانندۀ فرایندهایی است که مدام آن را {یعنی جهان را} پویا و در حال تغییر نگه میدارد.»
فضا هم که گشاده و گشوده است.
هاوکینگ میپرسد این همه ماده (جرم) و
انرژی و فضا از کجا پدید آمده است؟ او میگوید پاسخ این سؤال را تا قرن بیستم نمیدانستیم
تا اینکه اینشتین در تاریخ علم ظهور کرد. مردی که «به احتمال زیاد والاترین
دانشمندی بود که تاکنون زمین به خود دیده است.»
هاوکینگ توضیح میدهد که اینشتین به چیز
بسیار عجیبی پی برد و آن اینکه، جرم و انرژی دو روی یک سکهاند. E = mc2 یعنی جرم را میتوان
به انرژی و انرژی را میتوان به جرم تبدیل کرد. بنابراین برای ساختن جهان فقط به
"انرژی" و "فضا" نیاز است. یعنی هاوکینگ "جرم" را
از فهرست آن "سه مادۀ اولیه برای ساختهشدن جهان" خط میزند؛ چون وقتی
انرژی را داشته باشیم، در واقع جرم را هم داریم.
سوال بعدی هاوکینگ این است که انرژی و
فضا از کجا آمدهاند؟ جواب او چنین است:
«پاسخ به این پرسش از
پس دههها پژوهش دانشمندان به دست آمد: فضا و انرژی خودبهخود در رویدادی که آن را
مِهبانگ {انفجار بزرگ} مینامیم خلق شدند.» در لحظۀ انفجار بزرگ، «هر آنچه بود
مثل بالونی که باد شود، متورم شد.»
اما هاوکینگ هنوز به این سوال جواب
نداده است که «این همه انرژی و فضا از کجا پیدا شد؟» چگونه جهانی پر از انرژی،
فضایی چنین فراخ، و هر آنچه در آن است، «از هیچ پدید آمد؟»
هاوکینگ دربارۀ سؤال فوق میگوید:
«به گمان عدهای، این
همان جایی است که خدا به صحنه برمیگردد. {یعنی} خدا بود که انرژی و فضا را آفرید.
{و} مهبانگ لحظۀ آفرینش بود. اما علم داستان متفاوتی را نقل میکند.»
آن داستان متفاوت، مبتنی است بر مفهوم
"انرژی منفی". البته نه به معنایی که امروزه در محاورات عامۀ مردم رایج
است. این روزها زیاد میشنویم که کسی به دیگری میگوید "انرژی منفی
نده!" یعنی حرف ناامیدکننده نزن.
هاوکینگ میگوید قوانین فیزیک استفاده
از مفهوم "انرژی منفی" را مجاز میدانند و در توضیح این انرژی میگوید:
«برای اینکه به شما
کمک کنم تا این مفهوم ناآشنا، اما مهم را درک کنید، به مقایسهای ساده از آن اشاره
میکنم. تصور کنید که کسی بخواهد روی قطعه زمینی تخت، تپهای بسازد. این تپه جهان
هستی را میماند. برای ساختن این تپه، او چالهای در زمین میکند و با خاک آن این
تپه را میسازد. اما این فرد تنها تپه را نمیسازد، بلکه به معنایی، نسخهای منفی
از تپه را نیز میسازد که همان چاله است. خاکی که در این چاله بود، حالا تپه شده
است و از این رو میان این تپه و چاله توازن کاملی برقرار است. آنچه در آغاز جهان
هستی رخ داده، در اصل به همین منوال بوده است. آنگاه که مهبانگ مقادیر زیادی
انرژی مثبت تولید کرده... همان مقدار هم انرژی منفی تولید کرده است. از این راه،
همیشه مجموع انرژی مثبت و انرژی منفی صفر میشود.»
اینکه حاصل جمع انرژی مثبت و انرژی منفی
همیشه صفر میشود، یکی از قوانین طبیعت است. اما آن مقدار انرژی منفیِ تولیدشده در
اثر انفجار بزرگ (مهبانگ)، امروزه کجاست؟ هاوکینگ میگوید انرژی منفی در فضا وجود
دارد: «فضا انبار بزرگ انرژی منفی است. این انبار به اندازهای بزرگ است
که مجموع محتوای آن با انرژی مثبت موجود در جهان صفر میشود.»
اما این حرفها چه ربطی دارد به اینکه
جهان آفرینندهای دارد یا خیر؟ پاسخ هاوکینگ چنین است:
«اگر مجموع انرژی
مثبت و منفی جهان صفر باشد، آنگاه برای آفرینش جهان نیازی به آفریننده نیست... از
آنجا که میدانیم مجموع انرژیهای مثبت و منفی جهانِ هستی صفر است، تنها کاری که
باید بکنیم این است که بدانیم چه کسی یا چه فرایندی در آغاز، جهان هستی را به راه
انداخته است. چه عاملی میتواند سبب پیدایش خودبهخودی جهان شده باشد؟»
هاوکینگ توضیح میدهد که ما تا به حال
در زندگی روزمره ندیدهایم که چیزی ناگهان از هیچ پدیدار شده باشد. مثلا وقتی یک
فنجان قهوه میخواهیم، ناچاریم از جایمان بلند شویم، برویم قهوه درست کنیم. پودر
قهوه و شیر و شکر لازم است. اما اگر بتوانیم به داخل فنجان قهوه سفر کنیم و به
ذرات شیر برسیم و از آنجا راهی اتمهای این ذرات شویم و سپس به دنیای زیراتمی
برسیم، در واقع وارد دنیایی شدهایم که اجزای آن میتوانند از هیچ پدیدار شوند.
در پرانتز باید گفت که ذره به معنای
متعارف، تکۀ کوچکی از ماده است که حجم یا جرم دارد؛ اما ذرات انواع گوناگونی
دارند. پودر، یک ذرۀ ماکروسکوپی است. اتم یک ذرۀ میکروسکوپی است. الکترون و پروتون
نیز، در داخل اتم، ذرات زیراتمیاند.
هاوکینگ میافزاید که ذراتی مثل پروتونها،
بر اساس قوانین مکانیک کوانتومی رفتار میکنند و میتوانند تصادفی پدیدار شده،
مدتی پرسه بزنند و سپس دوباره ناپدید شوند و باز از جای دیگری سر برآورند.
ذرات زیراتمی البته به دو دستۀ بنیادی و
ترکیبی تقسیم میشوند. ذرات بنیادی غیرقابل تقسیماند و اجزای پایهای اتم محسوب
میشوند. مثلا الکترون یک ذرۀ بنیادی است، ولی پروتون و نوترون ذراتی ترکیبیاند و
هر کدام از سه کوارک تشکیل شدهاند. کوارک هم مثل الکترون یک ذرۀ بنیادی است. ذرات
بنیادی، ایستگاه پایانیِ ماده قلمداد میشوند.
برای مطالعه بیشتر کلیک کنید