Tag: فلسفه ریاضی

 کتاب در دست انتشار

تلاش برای ارائه یک نظریه کامل در علوم طبیعی، سابقه ای به مراتب طولانی تر از تحولات فیزیک قرن بیستم دارد. بطلمیوس در قرن دوم پس از میلاد در اثر مشهور خود المجسطی در پی یافتن نظریه کاملی بود که حرکات سیارات را توصیف کند و یا حتی کوپرنیک در قرن شانزدهم نیز قصد داشت نظریه ای جهانی ارائه کند که حرکت همه اجرام را به شکلی یکپارچه توضیح دهد. نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی: پرینکیپیا می نویسد : “در سال ۱۶۶۶ تفکر درباره گرانش را شروع کردم و آن را تا مدار ماه گسترش دادم” . آنچه نیوتن می گوید به عبارتی بیانگر تلاش او برای تلفیق مکانیک سماوی و مکانیک زمینی است. همانگونه که ماکسول در حدود سال های ۱۸۶۰  رابطه بین الکترومغناطیس و نور را توضیح داد و دو نیروی الکتریسیته و مغناطیس را یکپارچه کرد، آلبرت اینشتین نیز بر این باور بود که نظریه نسبیت باید با نظریه الکترومغناطیس ماکسول سازگار باشد. مثال دیگر در تاریخ علم جدید، تلاش فیزیکدانان در اوایل قرن بیستم برای تلفیق نظریه ماکسول، نسبیت و فیزیک کوانتومی تا زمان ریچارد فاینمن است و یا حتی تلاش برای ارائه نظریه کامل کوانتومی از الکترومغناطیس توسط فیزیکدان مشهور، پل دیراک و آنچه که الکترودینامیک کوانتومی خوانده می شود. مساله تلفیق، یکپارچه سازی و ادغام دو نظریه مهم فیزیک قرن بیستم، یعنی دو نظریه کوانتوم و نسبیت نیز از این دایره بیرون نیست. موضوعی که با گذشت بیش از یک قرن همچنان یکی از موضوعات مورد بحث در فلسفه علم به شمار می رود.

 

تلاش برای سازگاری، ظهور نظریه های جدید

مشهور است که فیزیکدان مشهور، لرد کلوین در سال ۱۹۰۰ گفته بود: هیچ چیز تازه ای برای کشف در فیزیک باقی نمانده است. در قرن نوزدهم سه نظریه غالب در دنیای فیزیک وجود داشت. کلوین تنها کسی نبود که چنین می اندیشید. در قرن ۱۹ میلادی  واقعا  به نظر می رسید که چیز تازه ای برای کشف و نظریه پردازی در فیزیک باقی نمانده و تفکر رایج این بود که پرونده فیزیک در حال بسته شدن است و بشر به فهم کاملی از طبیعت دست یافته است. در این دوران سه نظریه غالب بر سراسر فیزیک سایه افکنده بود.

• مکانیک
• الکترودینامیک
• ترمودینامیک

از نظر تاریخی این تلاش برای تلفیق مکانیک و الکترودینامیک بود که به ظهور نظریه نسبیت خاص انجامید. همان نظریه ای که آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ طرح کرد و در کنار نظریه نسبیت عام (که در نوامبر ۱۹۱۵ مطرح و در مارس ۱۹۱۶ ارائه شد) نظریه نسبیت خوانده می شود.  از دیگر سو، از دل تلاش هایی که برای تلفیق الکترودینامیک و ترمودینامیک صورت گرفت فیزیک کوانتومی سر برآورد. کار لودویگ بولتزمان فیزیکدان مشهور نیز در راستای تلفیق مکانیک و ترمودینامیک بود. (به عبارتی تلاش برای توضیح ترمودینامیک با قواعد مکانیک آماری) . بنابراین زمانی که از تلفیق یا سازگاری دو نظریه نسبیت و کوانتوم سخن می گوییم، نباید از یاد ببریم که خود این دو نظریه از دل تلاش برای تلفیق نظریه های دیگر علمی سر برآورده اند.

کوانتوم گرانشی، راز بزرگ علم

فیزیکدانان تا کنون چهار نیروی بنیادی را در طبیعت شناسایی کرده اند.

• گرانش
• هسته ای ضعیف
• هسته ای قوی
• الکترومغناطیس

اولین نیرو یعنی گرانش همواره به شکل جاذبه عمل می کند و از قضا همین وجه تمایز آن با سایر نیروهاست. نیروی هسته ای ضعیف در اجزای سازنده هسته اتم اثر می کند و نیروی هسته ای قوی نیز (به عنوان قوی ترین نیرو) نیروی نگاه دارنده کوارک هاست. الکترومغناطیس نیز همان نیرویی است که الکترون ها را روی مدار هسته اتم نگاه می دارد. سازگاری دو نظریه نسبیت و کوانتوم به شکل جالبی به گردآوری همه این نیروها در قالب یک نظریه منفرد جهان شمول ارتباط پیدا می کند. تا کنون تلاش های بسیاری برای یکپارچه سازی این چهار نیروی بنیادی طبیعت با یکدیگر انجام شده است لیکن هنوز هیچ نظریه نهایی که بتواند هر چهار نیرو را در قالب یک نظریه فراگیر جمع کند در دست نیست. یکی از مشهورترین نظریه ها  نظریه ای است به نام نظریه الکتروضعیف که سه فیزیکدان به نام های واینبرگ، سلام و گلاشو در حدود سال ۱۹۷۰ مطرح کردند. (این سه تن بعدها برنده جایزه نوبل فیزیک ۱۹۷۹ شدند). به صورت خلاصه نظریه الکتروضعیف نشان می داد که دو نیروی بنیادی هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس، تجلی یک نیروی منفرد با انرژی پایین هستند، ریاضیات حاکم بر این دو یکسان است و به عبارت دیگر هر دوی این نیروها با تقارن ریاضی یکسانی مقید می شوند. در دهه ۷۰ میلادی فیزیکدانان به کمک مدل استاندارد در پی یکپارچه سازی نیروهای هسته ای ضعیف، هسته ای قوی و الکترومغناطیس بودند. در پی چیزی فراتر از نظریه الکتروضعیف. به عبارتی به دنبال این که نیروی هسته ای قوی را نیز زیر بال و پر یک نظریه بزرگتر بیاورند. بر این اساس، هر سه نیروی هسته ای ضعیف، هسته ای قوی و الکترومغناطیس، در انرژی های بسیار بالا میدان یک نیروی واحدند. این همان نقطه تاریخی است که نظریه وحدت بزرگ مطرح شد.  که البته به عبارت دقیق ترباید آن را نظریه های وحدت بزرگ نامید و نه نظریه وحدت . بزرگ. به عنوان مثال مدل پاتی-سلام یا جورجی-گلاشو

 کار فیزیکدانان روی نظریه وحدت بزرگ برای یکپارچه سازی نیروها، برای دهه ها ادامه پیدا کرد چرا که دانشمندان حدس می زدند در مقیاس های بالای انرژی می توان هر سه نیرو را در قالب یک نظریه جامع تر متحد کرد. برای انجام چنین کاری (به خصوص پس از موفقیت نظریه الکتروضعیف) راهی نبود جز ساخت شتابدهنده های بسیار بسیار عظیم که مقیاس انرژی یک میلیون میلیارد برابر بزرگتر از انرژی پروتون را بررسی کند. ماشین عظیمی به قدر فاصله محور ماه تا زمین. طبیعتا ساخت چنین شتابدهنده ای نه ممکن است و نه در توان تکنولوژیک بشر. لیکن تلاش ها برای آزمون هایی جایگزین (به خصوص در ایالات متحده و ژاپن  از سال ۱۹۸۲ به این سو) ادامه یافت. در این نقطه تاریخی نظریه پردازان فیزیک ذرات، ابرتقارن را طرح کردند.

به بیان ساده، این دیدگاه که به ازای هر ذره شناخته شده در مدل استاندارد، حداقل یک ذره بنیادی جدید متناظر با آن وجود دارد. برای هر بوزون، فرمیون و برای هر فرمیون، بوزون! بدون اینکه هیچ مدرکی دال بر وجود این ذرات داشته باشیم نظریه ابرریسمان طرح شد که نه تنها از امکان متحد کردن سه نیروی غیرگرانشی شناخته شده، بلکه از یکپارچه کردن هر چهار نیروی شناخته شده طبیعت  در قالب یک نظریه میدان کوانتومی صحبت می کرد. تنها مشکل بر سر راه، نیاز ریاضیاتی به وجود ابعاد اضافی فضایی بود که تا امروز هیچ شاهد و گواهی مبنی بر وجود آنها در دست نداریم.

ایده عجیب کالوتسا

ریشه بسیاری از نظریه ها و مدل های جدید فیزیک ذرات در روزگار ما به ایده های یک ریاضیدان آلمانی به نام تئودور کالوتسا باز می گردد. او در سال ۱۹۱۹ (یعنی در حدود چهار سال پس از ارائه نظریه نسبیت عام اینشتین) پیشنهاد داد که چه بسا جهان ما بیش از سه بعد داشته باشد. به بیان دیگر شاید جهانی که در آن زندگی می کنیم، ابعاد بیشتری داشته باشد که به دلایلی تا به حال متوجه آن نشده ایم.

کالوتسا که به دنبال ارائه نظریه ای یکپارچه بود با خود اندیشید که اگر نظریه اینشتین، جاذبه را بر اساس خم هندسی فضا توضیح می دهد پس چه بسا بتوان نیروی الکترومغناطیس را نیز با همین روش توضیح داد. مشکلی که پیش می آمد این پرسش بود که کدام انحنای فضا؟ آنچه که به گرانش مربوط می شد در نظریه اینشتین با انحنای فضا توضیح داده شده بود بنابراین کالوتسا به این ایده رسید که شاید ابعاد دیگری از فضا وجود داشته باشد . بر اساس ایده کالوتسا توضیح نیروی الکترومغناطیس، مستلزم وجود ابعاد اضافی در فضا بود. او جهان را چهار بعدی فرض کرد و نه سه بعدی. به بیان ساده، کالوتسا نیروی الکترومغناطیس را انحنای این بعد چهارم فرض کرد و معادلات را برای یک فضای چهار بعدی (و نه سه بعدی) نوشت. نتیجه آن شد که به همان معادلاتی رسید که نظریه اینشتین به دست می داد. با این تفاوت که یک معادله اضافه هم ظاهر می شد (به دلیل فرض یک بعد اضافه). نکته جالب توجه اینکه این معادله اضافه، همان معادله الکترومغناطیس بود و همین مساله، این تصور را در ذهن کالوتسا ایجاد کرد که نظریه یکپارچه را یافته است. تقریبا هفت سال بعد (در ۱۹۲۶) یک فیزیکدان سوئدی به نام اسکار کلاین   ایده جالب توجهی طرح کرد. کلاین پیشنهاد کرد که شاید این ابعاد اضافی واقعا وجود داشته باشند اما به قدری ریز و در خود حلقه شده باشند که قادر به مشاهده آنها نیستیم. این ایده پایه اصلی نظریه ای است که به نظریه کالوتسا-کلاین مشهور است و به عنوان تلاشی برای یکپارچه سازی دو نیروی الکترومغناطیس و گرانش شناخته می شود. اگر چه در نظریه ریسمان، دیگر صحبت از یک بعد اضافی (مانند نظریه کالوتسا-کلاین) نیست و به لحاظ ریاضیاتی به ۱۱ بعد نیاز است. ده بعد فضایی و یک بعد زمان. اثبات چنین چیزی عملا بسیار دشوار است، هرچند که می توان امید داشت، پاسخ به این پرسش ها روزی در برخورد دهنده بزرگ هادرونی در سازمان اروپایی پژوهش‌ های هسته ‌ای سرن یافته شود. برایان گرین فیزیکدان در سال ۲۰۰۵ حدس زده بود که ما می توانیم تا پنج سال آینده وجود این ابعاد اضافه را مورد آزمایش قرار دهیم لیکن چنین چیزی تا امروز در میانه سال ۲۰۱۹ هنوز محقق نشده است.

آیا با توان کنونی این شتابدهنده عظیم، امکان آزمودن اعتبار نظریه ریسمان وجود دارد؟

شتابدهنده ال اچ سی در سرن در حال حاضر قادر به ایجاد برخوردهایی با سطح انرژی حدود ۱۴ ترا الکترون ولت است.  واقعیت این است که آزمودن نظریه ریسمان در شتابدهنده ال اچ سی فراتر از امکانات و توان تکنولوژیک بشر امروز است. در دهه هشتاد میلادی  که مبانی نظریه ریسمان توسعه پیدا کرد علاقه و اشتیاق زیادی برای سازگاری مکانیک کوانتومی و نسبیت وجود نداشت و بیشتر تلاش ها معطوف به یافتن راهی برای توضیح نیروی هسته ای قوی بود. واقعیت ناامید کننده این است که امروزه برای آزمودن نظریه ریسمان، به شتابدهنده ای با یکصد میلیارد بار انرژی بیشتر از ال اچ سی نیاز است. با این وجود هنوز راه هایی برای آزمودن نظریه ریسمان وجود دارد. وجود ابعاد اضافی را با همین شتابدهنده ال اچ سی موجود نیز می توان آزمود. اما باز هم مشکلی بر سر راه است. وجود ابعاد اضافی، الزاما پیش شرط اعتبار و درستی نظریه ریسمان نیست. ضمن اینکه این ابعاد اضافی تا کنون پیدا نشده اند. همین مساله برای ابرتقارن نیز صادق است. حتی به فرض تایید وجود ابرتقارن، باز هم دلیلی بر صحت نظریه ریسمان به دست نیامده است. به بیان دیگر، ابرتقارن می تواند حتی بدون نظریه ریسمان نیز وجود داشته باشد. اما نکته مهم اینجاست که اگر ابعاد اضافی و ابرتقارن در ال اچ سی کشف شود، گواه و شاهد محکمی به سود نظریه ریسمان خواهد بود. برخورد دهنده هادرونی بزرگ در مرکز تحقیقاتی سرن حتی اگر نظریه ریسمان را ثابت نکند، چه بسا نظریه ای بهتر و کامل تر از نظریه ریسمان عاید دنیای فیزیک کند.

آیا دو نظریه نسبیت و کوانتوم روزی سازگار خواهند شد؟

ناسازگاری نسبیت خاص و گرانش بر پایه نظریه نیوتن را می توان با بیان های مختلفی توضیح داد. بر اساس نظریه نیوتن، اگر خورشید ناگهان منفجر شود زمین  در فاصله حدود صد و پنجاه میلیون کیلومتر دورتر از آن، به طور آنی تاثیر می پذیرد و به عبارتی، تغییر جرم خورشید، فورا بر نیروی گرانش روی زمین اثر می گذارد. اما امواج گرانشی که با سرعت نور حرکت می کنند در حدود هشت دقیقه بعد به زمین خواهند رسید.

امواج گرانشی همان امواجی هستند که برای نخستین بار در سال ۲۰۱۶ در رصدخانه موج گرانشی با تداخل ‌سنج لیزری لایگو آشکار سازی شدند. امواجی که به گفته دانشمندان، ناشی از برخورد دو سیاهچاله و ادغام آنها در ۱.۳ میلیاردسال قبل بوده و آشکارسازی آن نوبل فیزیک سال ۲۰۱۷ را برای کیپ تورن  و همکارانش به همراه داشت. اینکه این آیا دو نظریه نسبیت و کوانتوم روزی سازگار خواهند شد، بسیاری از فیزیکدانان را به تلاش برای تبیین کوانتوم گرانشی ترغیب کرده است. در یک نظرگاه کلی، نظریه نسبیت عام یک نظریه کلاسیک محسوب می شود. درست مثل معادلات الکترومغناطیس ماکسول، شامل کمیت هایی است که پیوسته اند و نه گسسته. به عبارت دیگر رفتاری را توضیح می دهد که قطعی است و نه احتمالی. در حالی که در فیزیک کوانتوم هر چیزی به طور بنیادین شامل بسته های کوانتایی و مجزاست. به بیان دیگر در دنیای کوانتومی، در اصل عدم قطعیت صحبت از یک موضوع احتمالی است. مانع اصلی این است که نظریه نسبیت عام به تنهایی قادر به تبیین چگونگی پیدایش جهان نیست. مشکل بزرگ تر اینجاست که اگر جهان در تکینگی مهبانگ با چگالی بی نهایت آغاز شده، در این تکینگی نه تنها نسبیت عام بلکه تمامی قوانین شناخته شده فیزیک از هم خواهند پاشید. آلن گوت فیزیکدان مشهور می گوید جهان با مهبانگ بسیار داغی آغاز شده و در چنین دنیایی، نیروهای هسته ای ضعیف، هسته ای قوی و الکترومغناطیس، نیروی واحدی بوده اند. در گذار فاز، تقارن بین نیروها شکسته و این نیروها به شکل امروزی متفاوت شده اند. لیکن در نظریه کوانتومی اساسا وجود هیچ نوع تکینگی ضروری نیست. آنچه مساله را پیچیده می کند این است که نظریه الکترومغناطیس در میدان های تابشی بسیار قوی با شکست مواجه می شود. از همین رو الکترودینامیک کوانتومی با نسبیت خاص سازگار است و با نسبیت عام ناسازگار. از اینها گذشته در نظریه کوانتوم گرانشی خود فضا-زمان نیز باید کوانتیده باشد و نه پیوسته و ممتد. از دید بسیاری از فیزیکدانان، نوشتن قوانین ریاضی که قادر باشد همه نیروهای شناخته شده طبیعت را به شکل یک معادله یا نظریه واحد در بیاورد، هدف غایی علم فیزیک است. به بیان دیگر در این صورت شاید به تعبیر پیتر کلز در کتاب درآمدی بر کیهان شناسی دیگر احساس پوشیدن چند لباس روی یکدیگر را نداشته باشیم.

برخی از فیزیکدانان و فیلسوفان علم بر این باورند که نظریه فیزیکی، صرفا توصیفی از واقعیت و به مثابه نقشه ای برای آن است. به زبان ساده، هر نظریه ممکن است برای برخی تخمین ها و یا پیش بینی ها و همچنین برای درک  نتایج استخراج شده از مشاهدات و آزمایش ها کاربرد داشته باشد. به بیان دیگر می توان چنین گفت که ما اکنون نقشه خاصی را برای توضیح جاذبه و نقشه دیگری را برای توضیح الکترومغناطیس و به همین منوال نقشه دیگری برای برهم کنش هسته ای ضعیف داریم. این مساله شاید مطلوب نباشد اما شاید چندان هم فاجعه بار نباشد. از این رو، نظریه همه چیز را می توان با رویکردی پراگماتیستی، صرفا به عنوان نقشه دید. ما از نظریه ها به همان دلیلی بهره می گیریم که از نقشه استفاده می کنیم. چیزی مانند نقشه مترو لندن که برای پیدا کردن مسیر حرکت قطارها مفید است اما بدیهی است که بسیاری از واقعیت های محیطی را نشان نمی دهد. یک نقشه مترو نه می تواند و نه لزومی دارد که جزییات دقیق مسیر را نشان دهد. هدف از این نقشه ها درک از کلیت مسیر و دستورالعملی برای یافتن مقصد است. نظریه های فیزیکی را نیز می توان با این رویکرد تفسیر کرد.

یکی از مشکلات فلسفی بر سر راه نظریه همه چیز این است که بپرسیم، آیا نظریه ای که بر پایه مکانیک کوانتومی باشد می تواند از هر لحاظ کامل باشد، در حالی که خود نظریه کوانتومی در ذات خود نظریه ای نامعین است؟ مشکل فلسفی دیگر این است که در منطق ریاضی بر اساس قضیه ناتمامیت گودل هر نظریه ریاضی همواره شامل مواردی است که در درون همان نظریه قابل اثبات نیستند.

تا امروز هیچ نظریه کامل و فراگیری در دست نداریم  که دربرگیرنده مکانیک کوانتومی و گرانش باشد. با این وجود، استیون هاوکینگ، فیزیکدان و کیهان شناس مشهور بر این باور بود دور نمای یافتن چنین نظریه ای اکنون بسیار بهتر از گذشته به نظر می رسد. چرا که ما اکنون درباره جهان بسیار می دانیم. لیکن باید از اعتماد به نفس بیش از حد نیز پرهیز کرد. در تاریخ فیزیک بسیار پیش آمده که پرونده فیزیک به زودی بسته خواهد شد. در سال ۱۹۲۸ ماکس بورن در دانشگاه گوتینگن گفته بود: “فیزیکی که ما می شناسیم تا شش ماه دیگر به آخر می رسد!” این سخن ماکس بورن البته چندان قابل سرزنش نیست. در آن زمان کشف جدید معادله دیراک در توضیح رفتار الکترون، فیزیکدانان را بسیار مغرور کرده بود. تصور رایج این بود که رفتار پروتون (که تنها ذره شناخته شده دیگر در آن زمان بود) نیز به زودی تبیین خواهد شد و با این توضیح، پرونده فیزیک بسته می شود. کشف نوترون (پیش بینی رادرفورد) و نیروهای هسته ای، این تصور اشتباه فیزیکدانان آن زمان را زیر و رو کرد. به رغم همه اینها، هاوکینگ گفته بود که ما احتمالا در نزدیک به زمان پایان پژوهش های خود در مورد قوانین نهایی طبیعت هستیم. بزرگترین مشکل این است که هنوز نتوانسته ایم گرانش را با سایر نظریه ها سازگار کنیم. هاوکینگ بر این باور بود که مانع اصلی بر سر راه، این است که نظریه نسبیت عام یک نظریه کلاسیک است و قادر به پذیرش اصل عدم قطعیت مکانیک کوانتومی نیست. در حالیکه سایر نظریه های محدود به طرق مختلف به شکلی ضروری به مکانیک کوانتومی وابسته هستند. از دید هاوکینگ نخستین گام به منظور برداشتن این مانع، متحد کردن نظریه نسبیت عام با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که در سال ۱۹۲۷ طرح شد.

هاوکینگ می پرسد: آیا نظریه همه چیز می تواند وجود داشته باشد یا اینکه ما در پی یک سراب هستیم؟ سه امکان می تواند وجود داشته باشد.

یک) یک نظریه واحد و فراگیر وجود دارد و اگر ما به اندازه کافی هوشمند باشیم آن نظریه را روزی خواهیم یافت.

دو) نظریه فراگیر و نهایی برای جهان هستی وجود ندارد. نظریه هایی بی پایان یکی پس از دیگری خواهند آمد و هر کدام جهان را با دقت بیشتری تبیین خواهند کرد. (این دیدگاه با تجربیات کنونی ما در تاریخ علم سازگار است)

سه) برای توصیف جهان هستی هیچ نظریه نهایی وجود ندارد و نظریه ها از حد بیشتری توان توضیح و پیش بینی ندارند و از آن به بعد رخدادهای جهان به شکلی تصادفی و دلبخواه رخ می دهند. (برخی تصور می کنند این حالت جایی برای خدا و دخالت او در امور طبیعت باز می شود)

از دید هاوکینگ، حالت سوم به کنار گذاشته می شود زیرا که حتی اصل عدم قطعیت نیز، قاعده مشخص و نظریه مندی دارد. درباره امکان دوم هم تعبیر هاوکینگ این بود که گرانش ممکن است برای توالی نظریه ها (الی الابد تا زمان بی نهایت طولانی در آینده) ایجاد محدودیت کند. به بیان ساده همانگونه که ما مدام شتابدهنده هایی با انرژی بالاتر می سازیم، برای مثال روزی قادر خواهیم بود شتابدهنده ای بزرگتر از منظومه شمسی بسازیم، اما در نهایت این مساله جایی از نظر منطقی تمام خواهد شد. جایی که قادر باشیم جهان اولیه و انفجار بزرگ را شبیه سازی کنیم. از دید او اگر انسان نظریه نهایی جهان هستی را کشف کند، فصلی طولانی و شکوهمند در تاریخ تلاش های بشر برای شناخت جهان پایان می یابد. اگر نظریه فراگیر کشف شود، درک و فهم آن همانند نظریه نسبیت با گذشت زمان به تدریج ساده خواهد شد و قواعد اصلی آن دیر یا زود به شکلی گسترده برای بسیاری قابل درک و تحلیل خواهد شد.

 

لینک این یادداشت در فیس بوک برنامه پرگار

 

نشریه درایش امروز زیست، سال اول | شماره چهارم| آذر ماه1395

نشریه گروه زیست‌شناسی دانشگاه اصفهان

 گفتگو با عرفان کسرایی

 

یکی از طرح های آینده ام هم این است که در زمانی نامعلوم از جامعه انسانی به کل کناره بگیرم و به سرزمینی دوردست در قطب شمال بروم و در انزوا بتوانم افکارم را روی کاغذ بنویسم و خلوت خودم را داشته باشم. من برای زندگی غرب و ساختمانهای بلند شیشه ای مناسب نیستم.

سلام . ممنونم که لطف کردید و به ما وقت دادید برای این گفتگو . خودتونو معرفی کنید برامون، اهل کجا هستید؟ کجاها درس خوندیدن؟

سلام ، خوشحالم از اینکه این افتخار را دارم که در این گفتگو با شما شرکت کنم. من قاعدتا باید شمالی باشم اما از آنجایی که متولد مشهد هستم و در آنجا مدرسه رفته ام خودم را تا حدودی مشهدی می دانم. اگر چه بعدها دوران تحصیل راهنمایی و دبیرستان را در کیش گذراندم و به همین سبب کیش را هم به نوعی شهر و دیار خودم می دانم. داستان درس و دانشگاه من قدری پیچیده است و مدام این مسیر را با سعی و خطا تصحیح کرده ام. خیلی دوست داشتم در رشته های علوم پایه به خصوص ریاضیات یا فیزیک تحصیل کنم منتها به دلیل فشارهای اجتماعی و خانوادگی غیرضروری در ایران که عموما رشته های فنی و مهندسی یا پزشکی را توصیه می کنند؛ جبرا تحصیلات کارشناسی در رشته ریاضیات محض در دانشگاه شیراز را ناتمام گذاشتم و وارد رشته مهندسی مکانیک شدم. مهندسی مکانیک از نقطه نظر موضوعات تحت پوشش ؛ جامع ترین رشته مهندسی است ولی من پس از فارغ التحصیلی از این رشته متوجه شدم که برای مهندس شدن مناسب نیستم. تفکر من انتزاعی بود و حتی در پیچیده ترین درسهای فنی مانند انتقال حرارت؛ دینامیک گازها؛ ترمودینامیک هم دید مهندسی نداشتم و علاقمند بودم همه چیز را از زاویه دید فیلسوفانه تحلیل کنم. این موضوع به خصوص در زمینه ترمودینامیک جدی تر از سایر بخش ها بود و در آن زمان تصور می کردم پاسخ به پرسش های فلسفی را می توان یکی پس از دیگری در علم یافت و فکر می کردم اینک ترمودینامیک می تواند به من بگوید که جهان چگونه کار می کند و به طیف عظیمی از دغدغه های فلسفی ام پاسخ دهد. همین افکار پراکنده زمینه ورود من به رشته جدیدالتاسیسی به نام “فلسفه علم” شد.

کی و چطور شد که از ایران خارج شدید؟ آیا بعد از اتمام تحصیل قصد برگشت دارید؟

داستان مهاجرت من هم پیچیده است و گاهی خودم هم نمی دانم که به راستی اینجا فرسنگ ها دور تر از سرزمین خودم چه می کنم. به هر حال فشار ها و کاستی ها و مشکلات فراوان موجود بر سر راه؛ در تصمیم من به مهاجرت بی تاثیر نبوده. سهم من از زندگی در کشور خودم؛ همان چند سال پیش و روزی که برای همیشه رفتم چیزی جز یک چمدان لباس چرک و کتاب نبود. خب این شرایط خوبی نیست. نمی خواهم منفی بافی کنم منتها حرف هایی از سر درد و اندوه کم نیستند البته ترجیح می دهم درباره آنها حرفی نزنم و سکوت کنم. از گفتن اینکه هرگز به سرزمین خودم باز نخواهم گشت احساس خوبی ندارم. این حس ناخوشایندی است که من هرگز با آن کنار نخواهم آمد. با این وجود؛ من به لحاظ ذهنی؛ گویی هنوز هم در ایران زندگی می کنم. صدایی که درون خودم می شنوم هم آوازهای بنان است و هم کنسرت پیانوی شمارۀ ۲۳ موتسارت. هم غزل حافظ است و هم شعر برتولت برشت. با این وجود برنامه ای برای برگشت به ایران ندارم و احتمالا برلین یا حتی انیستیتو حلقه وین در اتریش مقاصد بعدی این سفر طولانی خواهد بود. یکی از طرح های آینده ام هم این است که در زمانی نامعلوم از جامعه انسانی به کل کناره بگیرم و به سرزمینی دوردست در قطب شمال بروم و در انزوا بتوانم افکارم را روی کاغذ بنویسم و خلوت خودم را داشته باشم. من برای زندگی غرب و ساختمانهای بلند شیشه ای مناسب نیستم.

 

اول و مهم تر از هر چیزی این که تعریف های زیادی از علم شنیده ایم. اقلا خود من جاهای مختلف خوانده ام یا از افراد مختلف شنیده ام. لطف کنید علم را برای ما تعریف کنید، به چه چیزی علم می گویند؟ 

اینکه علم دقیقا چیست و آیا مرز مشخصی میان علم و غیر علم وجود دارد یا خیر ؛ همچنان محل مناقشه فیلسوفان علم است. در یک تعریف عمومی شاید بتوان گفت که علم کوششی است برای توضیح و فهم جهان و پیش بینی رویدادهای آینده. البته این تعریف کامل نیست چون مثلا طالع بینی هم کوششی است در راستای پیش بینی آینده یا مثلا ایدئولوژی ها و ادیان هم کوششهایی برای توضیح جهان هستند؛ در حالیکه هیچ یک از این ها علم نیست. گزاره های علمی از دید پوپری باید ابطال پذیر باشند. به زبان ساده گزاره های علمی باید قابلیت ابطال پذیری داشته باشند در غیر اینصورت علمی نیستند. مثلا فرض کنید من ادعا کنم ″فردا یا باران می بارد یا باران نمی بارد″. این ادعای من به وضوح علمی نیست چون ابطال پذیر نیست. در هر صورت چه باران ببارد و چه باران نبارد درست از آب در می آید. این سخن درست است اما علمی نیست و هیچ محتوای معرفتی ندارد. گزاره های علمی نباید اینگونه باشند. آنچه که علم و مجموعه باورهای علمی را از سایر معرفت های انسانی متمایز می کند در روش علمی نهفته. اینکه روش علمی دقیقا چیست یک سرفصل طولانی و مفصل در مباحث فلسفه علم است و جزییات فراوان دارد و بیان آن به صورت خلاصه در قالب یک مصاحبه کوتاه عملا ممکن نیست.

یه سوال خیلی قدیمی و فرمالیته، علم بهتر است یه ثروت؟

همین سوال قدیمی فرمالیته بی تردید همچنان دغدغه من هم هست. وقتی به گذشته ام نگاه می کنم این سوال در ذهنم پررنگ تر هم می شود. برای تحصیل باید پول خرج کرد و با استرس مالی به سختی می توان روی کار علمی و پژوهشی تمرکز کرد. همچنان معتقدم که تحصیل بدون پشتوانه مالی یا آینده و دورنمای شغلی روشن ؛ ناامید کننده است. از طرفی ثروتی که ذهن را بی عار و تنبل کند مطلوب من نیست. برخی علوم را به دو دسته تقسیم می کنند؛ یکی گریت ساینس به معنای علوم کبیر و برجسته و با عمق تئوریک و غنای محتوایی بالا. علومی که برای صورت بندی آنها؛ یعنی برای تولید این علوم نیاز به صرف هزینه های گزاف نیست و می توان با بکارگیری اندیشه حتی با یک قلم و کاغذ نیز آنها را توسعه داد. مثل صورتبندی معادلات الکترومغناطیس ماکسول یا نسبیت اینشتین. نوع دیگری هم هست که به آن بیگ ساینس می گوییم. یعنی علوم با هزینه های سرسام آوری که در آن باید از ابزارهای بسیار پرهزینه و روشهای مکانیکی پرخرج بهره گرفته شود. مثلا شتاب دهنده های مرکز سرن، یا تلسکوپ های غول آسا که در فضا نصب می شوند و چیزهایی شبیه به این. در بسیاری موارد فقر مالی، انگیزه ای برای حرکت و پیشرفت است و ثروت هم مایه تنبلی و بی عاری. اما این قاعده همیشه به یک شکل کار نمی کند. گاهی فشار مالی ؛ یک ذهن خلاق و با انگیزه را به ورطه نابودی می کشاند و کم نیستند استعدادهای فوق العاده ای که به دلیل کمبود امکانات هیچ فرصتی برای رشد پیدا نکرده اند. در مقابل بسیاری از فرزندان ثروتمندان هستند که هیچ استفاده ای از رفاه و آسایش و امنیت مالی برای توسعه فکری خود نمی کنند.

وضعیت علوم در ایران و جهان چطور است؟ کدوم علوم الان بیشتر از بقیه جای پیشرفت دارند؟ و کدوم علوم اهمیت بیشتری برای بشر دارند؟ 

به باور من مساله بر سر توزیع متقارن بودجه ها و امکانات در علوم مختلف است. اینکه چه کسی مبنای تصمیم گیری برای سیاست گذاری علوم در یک کشور باشد. اینکه چه کسی صلاحیت این را دارد که تشخیص دهد سهم بودجه پژوهش از تولید ناخالص داخلی چقدر باشد و به چه شکل بین علوم و پژوهش های مختلف تقسیم شود اینها در ایران هنوز مشخص نیست. این مساله ربطی به شرقی یا غربی بودن ندارد. چین در‌حال‌حاضر ١,٩٨ درصد از تولید ناخالص داخلی‌اش را به تحقیق و توسعه اختصاص داده و قصد دارد تا سال‌٢٠٢٠ سهم پژوهش را به ٢.٥ درصد برساند. ژاپن، کره ‌جنوبی، هنگ‌کنگ، سنگاپور و تایوان هم بودجه تحقیق و توسعه خودشان را مدام افزایش داده‌اند. در ژاپن سهم پژوهش برابر با ٣.٣٥ درصد و در تایوان ٣.٠٦ درصد از تولید ناخالص داخلی است. سهم بودجه پژوهش در آلمان و فرانسه و کشورهای اسکاندیناوی، از بیش از دو درصد تا ٣.٥ درصد است در حالیکه در ایران هنوز صحبت از نیم درصد و یک درصد است ؛ ضمن اینکه هیچ تضمینی نیست که همین میزان هم بتواند به توسعه علمی کشور بیانجامد. در هر صورت بسیاری از دانشجویان با استعداد و خلاق رشته های مختلف آنقدر درگیر بوروکراسی و کاغذبازی های اداری می شوند که از این بودجه بی نصیب می مانند. اولین قدم پالایش فضای آکادمیک کشور از پژوهشگران جعلی و طرح های قلابی است که بودجه پژوهش کشور را که حق دانشجویان و پژوهشگران واقعی است هدر می دهند.

در ایران کدام علوم جای پیشرفت دارند؟ آیا برای پیشرفت کشور سیاست ها باید به طرف علم خاصی برود؟ 

گزارش سال ۲۰۱۵ مجمع جهانی اقتصاد نشان می داد که ایران با ۲۳۳ هزار نفر به لحاظ تعداد فارغ التحصیلان رشته های مهندسی در جایگاه سوم دنیا ایستاده. یعنی بلافاصله پس از روسیه و ایالات متحده آمریکا. این گزارش ممکن است در نگاه اول خوشحال کننده به نظر برسد اما در واقع به باور من خبر خوبی نیست. چرخ دنده های صنعت ما با این حجم از فارغ التحصیل رشته های مهندسی هماهنگی ندارد. هم روی علوم پایه باید کار کرد هم روی علوم انسانی و هم میان رشته ای ها. من اطلاعات دقیقی از جزییات سیاستگذاری علم و فناوری در ایران ندارم و اظهار نظر دقیق در این باره منوط به این است که به صورت دقیق روی این مساله کار کنم و گزارش های کامل و دقیق از وضع کنونی توسعه علم در کشور را بررسی کرده باشم.

آیا علمی هست که دیگر بدرد نخورد و در حال انقراض باشد؟

پرسش ساده ای نیست. اگر مقصود نظریه های علمی ناکارآمد هست بله. مثلا دیدگاه لامارکی؛ مثلا مدل بطلمیوسی که مبتنی بر فرض های اشتباه بوده یا مثلا مدل اتمی تامسون و خیلی چیزهای دیگر. نمی توان گفت اینها به درد نخور بوده. توسعه علم اساسا روی استخوان نظریات قبلی بنا می شود. لااقل برای من که قائل به انباشتی بودن علم هستم.

رشته ی شما فلسفه ی علم است، بعضی ها می گویند که فلسفه دیگر جایی براش نمانده است. نظر شما چیه؟

من شخصا اعتباری برای بسیاری از پرسش های فلسفی قائل نیستم. اما معتقدم ما بی نیاز از فلسفه نیستیم. پاسخ بسیاری از پرسش هایی که در ذهن ما طرح می شود را نمی توان در آزمایشگاه و با روش علمی پیدا کرد. مثلا اینکه خوبی چیست؟ هدف از زندگی چیست؟ وجود داشتن به چه معناست و بسیاری پرسش های دیگر. خود علوم هم پرسش های فلسفی تازه ای به همراه می آورند. مثلا فیزیک جدید و دنیای مکانیک کوانتومی به بحث های فلسفی پیرامون علیت و اراده آزاد دامن زد. پرسش هایی که هنوز هیچ پاسخ نهایی برای آنها در دست نداریم.

تاریخ ایران فلاسفه ی بزرگی به خودش دیده است، نمونه اش ابن سینا که کتاب های فلسفی اش بیشتر از پزشکی اش است. چه شده که الان دیگه خبری از فلسفه در ایران نیست؟

 ما در ایران به لحاظ تاریخی؛ پی فلسفه نبوده ایم. ماایرانیان در مواجهه با جهان؛ اغلب راه شعر را برگزیده ایم و حکمت و اخلاق هم بیشتر جنبه شاعرانه داشته است. دوره ظهور فیلسوفان برجسته هم بیشتر مصادف بوده با نهضت ترجمه آثار فلاسفه یونانی و تاثیر آراء سقراط و افلاطون و ارسطو بر الگوی فکری بزرگانی چون ابن سینا (که البته محل تولد او در مرزهای سیاسی ایران امروز نیست). علوم انسانی در ایران امروز جدی گرفته نمی شود و با وجود سیستم دانشگاهی حال حاضر چندان به تولید فکر در فضای فارسی زبان امیدوار نیستم. اما فکر می کنم تا می توانیم باید متون فلسفی مطرح دنیا را ترجمه کنیم و در خلال همین ترجمه ها می توان به تولید افکار و ایده های جدید امید داشت.

 چه فلسفه ای را دنبال می کنید؟ آیا روی موضوع خاصی کار می کنید؟

من اساسا کارم فلسفه نیست و در حال حاضر هم در فلسفه علم ، روی ماهیت مدلسازی ریاضی و اعتبار منطقی داده های تجربی در شبیه سازی های  کامپیوتری کار می کنم. در اندیشه ورزی فلسفی تعصب جایی ندارد و هواداری از یک فلسفه خاص بی معناست. فلسفه پازلی است که باید اجزای آن را با آراء فیلسوفان مختلف تکمیل کرد

 در حال حاضر کسی در دنیا هست که بشود گفت فیلسوف است و اسمش جاودان می شود؟

 بله هستند فیلسوفانی که نام آنها در رده بزرگترین متفکرین قرن جای خواهد گرفت. مثلا یان هکینگ به باور من فیلسوف بزرگی است. یا جان سرل، فیلسوف مشهور ذهن که به واسطه آزمون اتاق چینی در فلسفه هوش مصنوعی مشهور است و از قضا در قید حیات است و من خودم همین تابستان این افتخار را داشتم که از نزدیک با او ملاقات و صحبت کنم.

 در آخر برای دانشجویان ایران چی دارید بگید؟

 با وجود تمام دشواری های پیش رو از آینده شغلی گرفته تا کاغذبازی های اداری، اما متریال آموزشی دانشگاه های ما به خصوص در رشته های فنی و پزشکی وعلوم پایه، همان چیزی است که در بهترین دانشگاه های دنیا تدریس می شود. شما در درس دینامیک همان کتاب مریام را می خوانید که در دانشگاه های دنیا آشناست. اما اینکه ما در صنعت مانند کره جنوبی، ژاپن یا انگلستان نیستیم دلایل بیشماری دارد. شاید لازم است که به دنبال حلقه مفقوده ای باشیم که چرخه صنعت را از دانشگاه جدا کرده است. پیشنهاد من یادگیری زبان های مهم دنیاست و پرداختن به بحث های نقادانه دانشجویی. این حداقل کاری است که با امکانات موجود می توان انجام داد.

فایل پی دی اف این مصاحبه

عرفان کسرایی| ماهنامه دانشمند، شماره 624 ، مهر 1394

اعداد، سنگ بنای اصلی ساختمان ریاضیات هستند. هرچند که ریاضیات امروز، در برگیرنده شاخه های بسیار گوناگون و پیچیده است و به صورت خیره کننده ای توسعه یافته ، اما در نهایت با اعداد سر و کار دارد. مطالعات انسان شناسی نشان می دهد که بشر حتی در قدیمی ترین اعصار نیز درکی از عدد و شمارش داشته و دستکم مفهوم کم و زیاد را درک می کرده است. با تکامل تدریجی جامعه ، شمارش های ساده ضروری شد. هر قبیله باید می دانست که چند عضو و چند دشمن دارد. هر فرد باید می دانست که آیا گله گوسفندانش در حال کاهش است یا افزایش. شمارش اعداد نیز با تا کردن انگشتان، با دسته کردن سنگریزه یا چوب، کشیدن شیارهایی روی گل یا سنگ، یا کندن دندانه هایی بر یک قطعه چوب یا زدن گره هایی بر یک نخ انجام می شد.

فایل پی دی اف متن کامل این مقاله در مجله دانشمند