آیا می‌توانیم به همه‌ رازهای عالم پی ببریم؟

کره‌ی زمین چیزی در حدود ۴٫۵ میلیارد سال عمر دارد. تقریبا ۳٫۸ میلیارد سال از عمر زمین گذشته بود که سر و کله‌ی ابتدایی‌ترین گونه‌های انسان روی آن پیدا شد. یکی از ویژگی‌های ما «انسان‌های هوشمند» ( Homosapiens ) توانایی برقراری ارتباط بین پدیده‌ها و تشخیص الگوهاست. ما می‌توانیم الگوهای موجود در طبیعت را تشخیص دهیم و بر اساس تکرارها و روابط علت و معلولی، پدیده‌ها را پیش‌بینی کنیم. مثلا می‌دانیم که پس از تاریکی، هوا روشن می‌شود و اگر اتفاقی آخرالزمانی نیفتد، محال است این نظم بزرگ طبیعت به هم بخورد. یا اگر سنگ با رها شدن از ارتفاع به زمین می‌افتد، نتیجه می‌گیریم که اگر سیب را رها کنیم هم به زمین می‌خورد.

این‌ها پدیده‌هایی کاملا مشهود و هویدا هستند و خیلی راحت می‌توان تکرارها و روابط علیتی را بین آن‌ها تشخیص داد. ولی تاریخ علم پر از کشفیاتی است که بین پدیده‌های به ظاهر غیر مرتبط اتفاق می‌افتد. مثلا نیوتون فهمید همان نیرویی که باعث افتادن سیب روی زمین می‌شود، ماه را در مدار نگه می‌دارد. او نام این نیرو را گرانش گذاشت. فارادی و مکسول نشان دادند که الکتریسیته و مغناطیس دو روی یک سکه هستند. بعدها هم دانشمندان، الکترومغناطیس را با نیروی هسته‌ای ضعیف متحد کردند. هرکدام از این وحدت‌بخشی‌ها باعث شد از تعداد نظریاتی که برای فهمیدن عالم لازم است کاسته و نظریه‌های مختلف به نوعی با یکدیگر تلفیق شوند. در نتیجه‌ افراد زیادی فکر کردند که شاید همه‌ی آن‌ها را بتوان به صورت تک نظریه‌ا‌ی واحد به نام «نظریه‌ی همه‌چیز» در آورد. آیا این انتظاری واقع‌بینانه است؟ آیا گونه‌ی انسان هوشمند که مغزش برای بقا در مناطق ساوانای آفریقا تکامل یافته می‌تواند همه‌‌ی رازهای عالم را در قالب نظریه‌ای واحد بفهمد؟

اخترفیزیکدانی از انستیتوی فناوری کالیفرنیا در پاسادنا به نام «شان کارول» می‌گوید: «در مقیاس زمانی کیهانی که حساب کنیم، ما در مدت زمانی بسیار کوتاه چیزهای زیادی درباره‌ی چگونگی کارکرد جهان فهمیده‌ایم.» یک قرن پیش ما نمی‌دانستیم که کهکشان‌های دیگری هم در عالم وجود دارند و کیهان در حال انبساط است. در چند دهه‌ی گذشته حسابی روی مکانیک کوانتم کار کرده‌ و تعداد خیلی زیادی ذرات بنیادین پیدا کرده‌ایم. ما به خوبی می‌دانیم عالم چگونه با انفجاری بزرگ بوجود آمده و وضعیت جهان تا کسری از ثانیه پس از مهبانگ چگونه بوده است. کارول می‌گوید که پیشرفت با این سرعت باعث شده فکر کنیم روزی می‌توانیم همه‌ی آن را بفهمیم.

آیا پیشرفت در شناخت عالم روزی متوقف می‌شود یا با همین سرعت ادامه می‌دهیم و بالاخره همه‌ی آن‌ را می‌فهمیم؟ واقعیت این است که شاید نتوانیم همه‌ی آن را بفهمیم. خوب است مقایسه‌ای جالب بکنیم. شامپانزه‌ها دست‌کم در مقایسه با لاک‌پشت‌ها خیلی باهوش هستند، ولی هیچ وقت به نظریه‌ی کوانتم نرسیدند یا اصلا احساس نکردند نیازی به رسیدن به آن دارند. هرچند که ما باهوش‌تر از شامپانزه‌ها هستیم، ولی ممکن است در جهان مفاهیمی وجود داشته باشد که اساسا مغز ما نمی‌تواند آن‌ها را پردازش کند. شاید در جهان چیزهایی وجود دارد که ما هیچ‌وقت نمی‌توانیم آن‌ها را درک کنیم. جریان‌های آشفته، بازار سهام، دینامیک جمعیت و حتی عملکرد مغز خودمان چیزهایی هستند که ما نمی‌توانیم بدون کمک گرفتن از مدل‌های کامپیوتری آن‌ها را درک و تحلیل کنیم. چه رسد به ناشناخته‌هایی مثل آن‌چه پس از مرگ اتفاق می‌افتد، آن‌چه فراسوی عالم ما با صدها میلیارد کهکشان قرار دارد و اینکه قبل از انفجار بزرگ چه بوده است.

حتی اگر قادر به فهمیدن همه‌چیز باشیم، راه زیادی برای رسیدن به نظریه‌ی همه‌چیز باقی می‌ماند. متحد کردن دو تا از موفق‌ترین نظریه‌های فیزیکی ما یعنی نسبیت عام که با جرم‌های خیلی بزرگ سر و کار دارد و مکانیک کوانتم که در دنیای زیراتمی کار می‌کند، خیلی مشکل است. در مورد چهار نیروی بنیادین طبیعت، یعنی الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی و گرانش هم وضعیت به همین صورت است. سه‌تای آن‌ها تحت عنوان مدل استاندارد به خوبی با یکدیگر همخوانی دارند و متحد شده‌اند. مدل استاندارد خیلی خوب توضیح می‌دهد که برهمکنش ذرات چگونه این نیروها را می‌سازد. ولی گرانش اصلا با آن‌ها سر سازگاری ندارد. اتحاد گرانش با مدل استاندارد گامی بزرگ به سوی نظریه‌ی همه‌چیز است. تا به حال موفق‌ترین تلاش ما برای این کار، نظریه‌ی ریسمان بوده است. نظریه‌ی ریسمان می‌گوید که این نیروها چیزی نیستند جز ریسمان‌های خیلی کوچکی که با یکدیگر برهمکنش دارند. مشکل این‌جاست که راه خوبی برای آزمایش آن نداریم. بدون آزمایش چگونه می‌توانیم آن را بفهمیم؟

ریاضی‌دانی از دانشگاه کلمبیا در نیویورک به نام «پیتر ولت» می‌گوید: «با این حال دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم در نهایت نمی‌توانیم نظریاتمان را آزمایش کنیم و کیهان را بفهمیم.» بنابراین وقتی عالم را فهمیدیم چه اتفاقی می‌افتد؟ اگر دانایی توانایی است، چقدر می‌تواند ما را توانا کند؟ نمی‌دانیم شاید بتوانیم روزی مثل فیلم‌های علمی-تخیلی از طریق سیاه‌چاله‌ها سفر کنیم. رسیدن به نظریه‌ی همه‌چیز می‌تواند گامی بزرگ برای تمدن بشری باشد. شاید به ما بگوید که در مرکز عالم قرار داریم یا بالعکس، تصویری هولوگرافیک از لبه‌ی آن هستیم. چیزهای زیادی در جهان وجود دارد که درباره‌ی آن‌ها نمي‌دانیم. همچنین مطمئن نیستیم که زمانی می‌توانیم همه‌ی رازهای عالم را بفهمیم. ولی چیزی که درباره‌ی آن مطمئنیم این است که به تلاشمان ادامه می‌دهیم.

منبع: مجله‌ی نیوساینتیست شماره‌ی ۲ می ۲۰۱۵