یکی از بهترین انواع تفریحات انجام دادن کارهای غیرممکن است. “والت دیزنی”
خلاصه کتاب فرمول خدا : نوشته: میچیو کاکو
معرفی و خلاصه کتاب فرمول خدا : نوشته: میچیو کاکو
تا حالا اسمِ تئوریِ اِوری‌ثینگ یا نظریه‌ی «همه‌چیز» به گوشتون خورده؟ کتابِ معادله‌ی خدا اثرِ میچیو کاکو با یه زبانِ خودمونی نظریه‌های نسبیت و ریسمان رو موردِ بررسی قرار میده و در نهایت، ما رو با نظریه‌ی دشواری به اسمِ «همه‌چیز» آشنا میکنه. در کل، اگه میخواید برای اولین بار با تاریخچه‌ی علمِ فیزیک و آینده‌ی اون آشنا بشید، این خلاصه‌کتاب برای شماست.
خلاصه متنی رایگان کتاب فرمول خدا
از زمانی که نیاکانِ اولیه‌ی ما به ستاره‌ها خیره میشدن تا همین الآن، انسان کنجکاو بوده از قوانینِ حاکم بر زندگی و جهانِ هستی سردربیاره.
با اینکه تا الآن انسانهای نابغه‌ی زیادی برای فهمِ دنیای فیزیکی تلاش کردن، اما هنوز اسرارِ کشف‌نشده‌ی زیادی باقی مونده.
مسیری که برای شناختِ ماهیت و ساختارِ جهانِ واقعیت پیشِ رو داریم حکایتِ بسیار جذابیه. توی این خلاصه‌کتاب، این حکایت رو کامل براتون تعریف میکنیم. از آیزاک نیوتون و اولین توصیفی که از قانونِ جاذبه ارائه داد شروع میکنیم و همینجور میریم تا برسیم به مسائلِ جدید و بحث‌برانگیزی نظیرِ کوانتوم و نظریه‌ی ریسمان. توی این مسیر، با کشفیاتِ تدریجیِ دانشمندا درباره‌ی قوانینِ پیچیده‌ی حاکم بر فضا و زمان آشنا میشید. آخرِ سر هم چندتا سؤالِ بزرگ و اساسی درباره‌ی جهان براتون مطرح میکنیم که هنوز کسی به جوابش نرسیده.
ضمناً اگه میخواید بدونید که
- زمین چه شباهتی با توپِ بولینگ (bowling) داره
- چرا احتمالِ واقعیت داشتنِ ابعادِ ده‌گانه زیاده
- و چرا بعضی از گربه‌ها هم زنده‌ان و هم مرده
تا آخرِ این خلاصه کتاب با ما همراه باشید.
نیوتون و ماکس‌وِل (Maxwell) پایه‌گذارانِ فیزیکِ جدید
آیا نظمِ خاصی بر این جهان حکمفرماست؟ این سؤالیه که بشر از همون ابتدا باهاش دست به گریبون بوده. چون درسته که هر از چندگاهی هرج و مرج و بی‌نظمی اتفاق میفته، اما به هر حال یه سری الگوها ثابت می‌مونن. خورشید هر روز طلوع میکنه و غروب میکنه؛ یا سیبها همیشه به زمین می‌افتن.
بیشتر از دوهزار سالِ قبل، فیلسوفای یونان در تلاش بودن ماهیتِ جهانِ هستی رو کشف کنن. از نظرِ ارسطو، همه چیز از چهار عنصر ساخته شده بود: خاک، هوا، آتش و آب. یه فیلسوفِ دیگه به اسمِ دموکریتوس میگفت دنیا از اجزای غیرقابلِ‌تجزیه و ریزی به اسمِ اتم ساخته شده.
این نظریه‌های ابتدایی به خاطر تازگی و نگاهِ جدیدی که توی خودشون دارن قابلِ توجهن، اما از اونجایی که فواره چون بلند شود سرنگون شود، پیشرفت توی این مباحث کُند شد و واردِ یه دوره‌ی رکود شدیم. تا اینکه عصرِ رنسانس و پسا-رنسانس توی اروپا شروع شد و دانشمندای جدیدی پا به عرصه‌ی کشفِ قوانینِ جهان گذاشتن.
توی قرنِ هفدهم، دانشمندا دوباره شناختِ جهانِ هستی رو از سر گرفتن
توی آلمان، یوهانس کپلر با استفاده از مشاهداتِ موشکافانه‌ی خودش، توصیفِ دقیقی از حرکتِ سیارات در آسمان ارائه داد. توی ایتالیا، گالیله با استفاده از تلسکوپ، برای اولین بار جزئیاتی از اجرامِ آسمانی رو به ثبت رسوند. اما دوتا از بزرگترین کشفهای علمی توی انگلستان اتفاق افتادن: قبل از آیزاک نیوتون، این تفکرِ رایج وجود داشت که قوانینِ حاکم بر آسمانها و زمین با هم متفاوته. اما سالِ 1666، نیوتون برعکسِ این حرفو زد و گفت که همه‌ی حرکات، از زمین افتادنِ سیب گرفته تا چرخشِ ماه، همه با یه نیروی واحد انجام میگیرن. اون اسمِ این نیروی نامرئی رو گرانش یا جاذبه گذاشت و این فرضیه رو مطرح کرد که این نیرو روی تمامِ اشیاءِ فیزیکی به صورتِ یکسان وارد میشه. تازه ثابت کرد که با استفاده از معادله‌های ساده‌ی ریاضی، میشه تأثیراتِ گرانش رو محاسبه و پیش‌بینی کرد.
حدودِ 200 سال بعد، جیمز ماکس‌وِل ظهور کرد و با استفاده از ریاضیات، پرده از یه نیروی نامرئیِ دیگه برداشت. اون با تکیه بر آزمایشهای مایکل فارادی (Michael Faraday) ثابت کرد که الکتریسیته و مغناطیس در واقع یه نیروی به‌هم‌پیوسته‌ست به اسمِ الکترومغناطیس. ماکس‌ول با یه سری معادلات، ثابت کرد که الکترومغناطیس از طریقِ نوسانِ امواج پخش میشه و شما میتونید الکتریسیته رو به مغناطیس و برعکس تبدیل کنید.
قوانینِ حرکتیِ نیوتون و معادلاتِ ماکس‌ول دیدگاهِ فوق العاده دقیقی درباره‌ی جهانِ مادی به ما میده. میشه اونها رو برادرای دوقلوی هم در نظر گرفت که مسیر رو برای تمامِ دستاوردها و اکتشافاتِ مهندسیِ آینده هموار کردن، از آسمان‌خراشها بگیر تا فضانوردی و مایکروویو و رادیو. با این همه، در اوایلِ قرنِ بیستم، دانشمندِ دیگه ای ظهور کرد که این تئوری‌ها رو به چالش کشید. توی بخشِ بعدی به این موضوع میپردازیم.
انیشتین ثابت کرد که فیزیک پیچیده‌تر از اونیه که نیوتون گمون میکرد
فرض کنیم شما سوارِ قطارید، اما نه از این قطارای قدیمی؛ بلکه یه قطارِ خاص که میتونه با سرعتِ نور حرکت کنه. حالا تصور کنید همچنان که دارید با سرعتِ نور توی این قطار به جلو میرید، با یه شعاعِ نور مواجه میشید که درست توی همون مسیرِ شما از کنارِ قطار درحالِ حرکته. اگه از پنجره به بیرون نگاه کنید چی میبینید؟
خب، بستگی داره. اگه نیوتون بود، میگفت از اونجا که شما و این شعاعِ نور با سرعتِ یکسانی دارید حرکت میکنید، نسبت به همدیگه بی‌حرکت هستید. اما اگه بخوایم بر اساسِ معادلاتِ ماکس‌ول به قضیه نگاه کنیم، این شعاعِ نور کنارِ شما ثابت و بی‌حرکت به نظر نمیرسه. بلکه با سرعتِ نور از شما دور میشه. خب، از قرارِ معلوم اینجا با یه تناقض مواجهیم. اما خوشبختانه، یه جوونِ باهوشِ اتریشی به اسمِ آلبرت انیشتین تونست این تناقضو حل کنه.
تئوریِ گرانشِ نیوتون و قوانینِ حرکتیش خیلی دقیقن و توی اکثرِ حوزه‌های زندگیِ روزمره به کار میان. اما توی بعضی شرایطِ خاص، از محکِ آزمون سربلند بیرون نمیان، از جمله همین آزمایشِ فرضیِ قطارِ سریع‌السیر. انیشتین با تأمل روی این مثال، متوجه شد که جوابِ نیوتون به احتمالِ زیاد اشتباهه. این شناختِ جدید باعث شد به دو کشفِ بزرگِ زندگیِ خودش برسه. یعنی: نظریه‌ی نسبیتِ‌خاص و نظریه‌ی نسبیتِ عام.
بر اساسِ نظریه‌ی نسبیتِ خاصِ انیشتین، سرعتِ نور یه پدیدهی ثابته
به این معنا که نور همیشه با سرعتِ واحدی حرکت میکنه، اما بقیه‌ی چیزا، از جمله فضا و زمان و انرژی در مقایسه با نور تغییرِ شکل میدن. این به اون معناست که با تغییرِ زاویه‌ی نگاهِ مشاهده‌گر ، همه‌ی اندازه‌ها تغییر میکنه. بنابراین، اگه شما سوارِ یه قطارِ فوقِ سریع باشید، به نظرتون زمان داره عادی میگذره، اما از نظرِ یه مشاهده‌گرِ بیرونی که کنارِ شما در حالِ حرکته، تمامِ حرکاتِ شما به صورتِ حرکت‌آهسته داره اتفاق میفته.
یه ذره پیچیده به نظر میاد، نه؟ تئوریِ نسبیتِ عامِ انیشتین از این هم پیچیده‌تره. بر اساسِ این نظریه، هیچ نیروی نامرئی‌یی توی گرانش دخیل نیست. گرانش نتیجه‌ی انحنای فضاست، نه بیشتر. حالا ینی چی؟ یه توپِ بولینگ رو تصور کنید که روی یه تشک قرار داره. جرمِ توپ باعث میشه بافتِ تشک دچارِ فرورفتگی و گودافتادگی بشه و این فرورفتگی، هر تیله‌ای رو که اون دور‌وبر باشه به درونِ خودش میکشه. این همون اتفاقیه که توی گرانش میفته، البته در مقیاسِ خیلی وسیعتر. کافیه توی این مثال، جای توپ رو با سیاره و جای تشک رو با بافتِ فضا-زمان عوض کنید.
شاید این قوانین با عقلِ سلیم زیاد جور در نیان، اما به لحاظِ تجربی بارها اثبات شده‌ن. برای مثال، ساعتهای اتمی‌یی که روی هواپیماهای سریع‌السیرِ در حالِ پرواز نصبن، در مقایسه با زمانی که روی زمین قرار دارن آهسته‌تر جلو میرن. با این حال، انیشتین با وجودِ هوشِ سرشارش نتونست تحولِ عظیمِ بعدی‌یی که توی فیزیک اتفاق افتادو پیش‌بینی کنه؛ یعنی تئوریِ پر رازورمزِ کوانتوم.
مکانیکِ کوانتومی، دنیای عجیبِ ذراتِ زیر-اتمی رو توصیف میکنه
سالِ 1910، یه دانشمند به اسمِ ارنست رادرفورد (Ernest Rutherford) یه مقدار رادیوم توی یه جعبه‌ی سربی گذاشت. این جعبه یه روزنه‌ی کوچیک داشت و مقابلش، در بیرون از جعبه، یه ورقِ طلا نصب شده بود. ادرفورد انتظار داشت که رادیوم تشعشعاتِ رادیویی رو از درونِ این سوراخ به طرفِ ورقه‌ی طلا پرتاب کنه و این الگو تکرار بشه. اما این الگو اتفاق نیفتاد و تشعشعاتِ رادیوم از ورقه‌ی طلا عبور کردن. با ادامه‌ی این آزمایش، رادرفورد به یه نتیجه‌ی حیرت‌آور رسید: اتمها، یعنی ذراتِ تشکیل‌دهنده‌ی ماده، اونقدرها هم که قبلاً خیال میکردن، سخت و غیرقابلِ تجزیه نبودن. بلکه از یه هسته و الکترونهای ریزتری تشکیل شده بودن که دورِ این هسته میچرخیدند. این ذرات عمدتاً فضاهای خالی بودن.
این کشفِ نامتعارف تازه اولِ راه بود. کاشف به عمل اومد که قوانینِ حاکم بر این ذرات حتی از اینم عجیبتره.
نیوتون اثبات کرده بود که قوانینِ حرکتیِ حاکم بر آسمانها و زمین یکسانه، اما این حرف درباره‌ی درونِ اتمها صدق نمیکنه. توی مقیاسِ کوچیکی در حدِ اتم، مجموعه‌قوانینِ دیگه ای حاکمه. اسمِ این قوانین رو مکانیکِ کوانتومی گذاشته‌ن، و دنیای درونِ اونها با دنیایی که ما توی زندگیِ روزمره‌مون تجربه‌ش میکنیم زمین تا آسمون فرق میکنه.
یکی از جنبه‌های عجیبِ مکانیکِ کوانتومی اینه که هیچ قطعیتی توش نیست
قوانینِ نیوتون و انیشتین درباره‌ی جهان پیش‌بینی میکنن، در حالی که مکانیکِ کوانتومی فقط با احتمالات سروکار داره. برای فهمِ این مطلب، خوبه نگاهی به الکترونها بندازیم تا گره‌های کورِ این مسأله دقیقاً مشخص بشه. ما فقط میتونیم با حدس و احتمال بگیم که یک الکترون در فلان زمان در کدام فضا خواهد بود. به این اصل، اصلِ عدمِ قطعیت میگن و برای اولین بار فیزیکدانی به اسمِ ورنر هایزنبرگ (Werner Heisenberg) اونو به تفصیل توضیح داد.
برای توضیحِ این عدمِ قطعیت، به یه آزمایشِ فرضی به اسمِ گربه‌ی شرودینگر (Schrödinger) استناد میشه. گربه‌ای رو تصور کنید که داخلِ یه جعبه‌ست و یه مقدار اورانیوم هم کنارشه. تجزیه‌ی اورانیوم، باعثِ شلیکِ تفنگ و در نتیجه، مرگِ گربه میشه. اما تجزیه‌ی اورانیوم یه پدیدهی کوانتومیه. چون نمیتونیم پیش‌بینی کنیم که چه زمانی به وقوع می‌پیونده. بنابراین، مادامی که ما عملاً درِ جعبه رو باز نکردیم و به گربه‌ی زبون‌بسته سر نزدیم، این حیوون هم مرده‌ست و هم زنده.
اگه پیچیده به نظر میاد، دلسرد نشید. اینجور مسائل حتی انیشتین رو هم گیج میکرد، همون کسی که نظریه‌ی کوانتوم رو احمقانه میدونست. اما با وجودِ همه‌ی مخالفتها، دقتِ این نظریه بی‌نظیره. با استفاده از قوانینِ مکانیکِ کوانتومی، دانشمندا به پیشرفتهای چشمگیری دست پیدا کردن، از کشفِ پادماده (antimatter) و دی‌ان‌ای بگیر تا ساختِ ترانزیستور، لیزر و بمبِ اتمی.
مدلِ استاندارد ما رو یه قدم به تئوریِ «همه‌چیز» نزدیک میکنه
به گفته‌ی فیزیک‌دانها، جهانِ ما از چهار نیروی بنیادی تشکیل شده. اولیش گرانشه، یعنی همون اثرِ ناشی از خمیدگیِ فضا-زمان که انیشتین توصیف کرده بود. دومیش الکترومغناطیسه، که توجیه‌کننده‌ی رفتارِ نور و الکترونهاست و توی معادلاتِ ماکس‌ول و نظریه‌ی کوانتوم جزئیاتش بیان شده. سومیش انرژیِ هسته‌ایِ قویه که ذراتِ هسته‌ی اتم رو کنارِ هم نگه میداره و چهارمیش هم انرژیِ هسته‌ایِ ضعیفه که باعثِ فروپاشی و شکستِ هسته‌ی اتم میشه.
هرچند این نیروها هر کدوم جداجدا موردِ شناخت قرار گرفته‌ن، اما دانشمندا معتقدن که هر کدومشون بخشی از یه پازلِ بزرگترن. برای درکِ درستِ ساختارِ جهانِ هستی، نیاز به تئوری‌یی داریم که تمامِ این عناصر رو در اتحادِ باهم و درونِ یک سیستمِ واحد تعریف کنه. اسمِ این تئوری رو تئوریِ «همه‌چیز» یا اصطلاحاً معادله‌ی خدا گذاشتن. تا حالا، هیچ کس نتونسته این معما رو حل کنه، ولی تلاشهایی صورت گرفته که آدمو امیدوار میکنه.
معمای تئوریِ «همه‌چیز» خیلی از ذهنهای نابغه رو مستأصل کرده
در تمامِ این سالها، کسایی مثلِ انیشتین و شرودینگر و هایزنبرگ و خیلیهای دیگه تلاش کردند جوابِ مناسبی براش پیدا بکنن اما شکست خوردن. بخشی از دشواریِ این مسأله به این دلیله که دانشمندا هرچقدر بیشتر درباره‌ی جهانِ فیزیکی دانش کسب میکنن، شناختش پیچیده‌تر میشه. با این حال تا دهه‌ی 1970، دانشمندا بر سرِ یه نظریه به اسمِ مدلِ استاندارد اجماع کردن.
مدلِ استاندارد از این جهت حائزِ اهمیته که بخشِ زیادی از جهان رو توصیف و تبیین میکنه. برای مثال، با استفاده از این مدل، دانشمندا تونستن وجودِ ذراتِی به اسمِ بوزونِ هیگز(Higgs boson) رو کشف کنن، که یه ذره‌ی بنیادیه که به بقیه‌ی ذرات از جمله کوارکها جِرم میبخشه. سالِ 2012، توی ژنو، دانشمندا با استفاده از یه شتابدهنده‌ی غول‌پیکر به اسمِ لارج هادرون کلایدر (Large Hadron Collider) شواهدی از وجودِ این بوزون پیدا کردن که نظریه‌ی مذکور رو تأیید میکرد.
اما مشکل هنوز پابرجاست. مدلِ استاندارد بدجوری پیچیده‌ست. معادلاتِ اون، پر از ثابتهای ریاضیِ مبهمه که دانشمندا ازش سردرنمیارن. ضمنِ اینکه این مدل هیچ‌جوره نمیتونه گرانش رو توجیه کنه. به عبارتِ دقیقتر، هر گونه تلاشی برای سازگار کردنِ این مدل با مفهومِ گرانش به شکست منجر شده. اینجور خلأهای علمی باعث شده تا این مدل با بعضی از ناهنجاریهای بسیار مهمِ جهانِ فیزیکی مثلِ سیاهچالهها همخونی نداشته باشه. توی بخشِ بعدی به این پدیده‌ها نگاهِ دقیقتری میندازیم.
«فضای عمیق» یه محیطِ عالی برای سنجشِ تئوریهای جدیده
حالا میخوایم 53 میلیون سالِ نوری از زمین فاصله بگیریم. در اعماقِ کهکشانی به اسمِ ام58(M58) با یه غولِ فضایی مواجهیم که جِرمش 5 میلیارد برابرِ خورشیده. این غولِ بی‌شاخ‌ودم اونقدر جاذبه و گرانشِ قدرتمندی داره که هرچیزی که اطرافش باشه رو می‌بلعه.
بله. ما درباره‌ی یه سیاهچاله صحبت میکنیم. پدیدهی سیاهچاله اونقدر عظیم و متراکمه که هیچ چیزی حتی نور هم نمیتونه از چنگِ گرانشِ اون فرار کنه. نیروی موجود در سیاهچالهها اونقدر عظیمه که حتی انیشتین هم کلاً بی‌خیالشون شد و وجودشون رو انکار کرد، در حالی که ما الان دیگه میدونیم که جهان پر از سیاهچاله ست. بررسیِ ویژگی‌های این پدیده‌های عجیب الخلقه و بقیه‌ی ناهنجاریهای کیهانی، ما رو به سمتِ اصلاحِ تئوریهای فعلی‌مون سوق میده.
بعضی وقتا بهترین راه برای اصلاحِ تئوریهای علمی و فراتر رفتن از محدوده‌ی این تئوری‌ها اینه که مواردِ حاد و خاص رو بررسی کنیم. برای همین، محققایی که دنبالِ یه تئوریِ یکپارچه یا همون تئوریِ «همه‌چیز»ن، چشمشون به گستره‌های عظیمِ فضاست. جست‌وجوی دقیقِ کیهان، هم نقاطِ ضعفِ تئوریهای موجود رو برملا میکنه و هم فرصتِ پیشرفتهای علمیِ بیشتر رو فراهم میاره.
نمونه‌ش همین سیاهچاله‌هاست که یه زمانی دانشمندا خیال میکردن یه بن‌بستِ علمیه. بر اساسِ دیدگاهِ انیشتین از گرانش، هرچیزی که به درونِ این سیاهچالهها کشیده بشه برای همیشه محو میشه. ولی استفن هاوکینگ (Stephen Hawking) میگفت نه، این ادعا لزوماً درست نیست. آقای هاوکینگ به استفاده از اصلِ عدمِ قطعیت که توی نظریه‌ی کوانتوم مطرح میشه، میگفت سیاهچالهها به تدریج یه سری ذراتِ سرگردون رو از خودشون بیرون میدن. و حالا دانشمندا نشونه‌هایی از این ذرات رو که به تشعشعاتِ هاوکینگی معروفه پیدا کرده‌ن و ثابت کرده‌ن که مکانیکِ کوانتومی و گرانش برهم‌کنشهایی دارن که قبلاً ناشناخته بود.
پدیدهی دیگه ای که اینجا میخوایم مثال بزنیم اسمش «تابشِ زمینه‌ی کیهانی»ه
یا به اختصار: CMBR. این پدیده نشون میده که مکانیکِ کوانتومی نقشِ کلیدی توی تشکیلِ جهانِ هستی داشته. CMBR همون انرژیِ برجامونده از بیگ‌بنگه. طبقِ حدسیاتِ نظریه‌ی کوانتوم، این تابش یا تشعشع، به صورتِ یکسان و یکنواخت توزیع نشده. ضمنِ اینکه به نظر میاد یه انرژیِ پرچین‌وشکن و مواج باشه. همین نشون میده که نیروهای کوانتومی از نخستین لحظاتِ شکل‌گیریِ کیهان دست به کار بوده‌ن.
با این حال، خیلی از سؤالات هم همچان بی‌جوابن. مثلاً جهانِ هستی با سرعتی بیشتر از همیشه در حالِ گسترشه. در حالِ حاضر، دانشمندا این اتفاق رو با استفاده از مفهومی به اسمِ انرژیِ تاریک توجیه میکنن. ولی هیچ کس به طورِ قطع نمیدونه انرژیِ تاریک دقیقاً چیه یا چطور عمل میکنه. البته تئوری‌هایی در این باره وجود داره که در بخشِ بعدی اونا رو بررسی میکنیم.
با تئوریِ ریسمان، میشه تئوریِ گرانشِ انیشتین و مدلِ استاندارد رو با هم جمع کرد
توی قرنِ گذشته، تئوریِ گرانشِ انیشتین و مکانیکِ کوانتومی دوشادوشِ همدیگه حرکت میکردن. این دوتا تئوریِ بنیادی هردو مفیدن، و البته به شدت ناسازگار.
مشکل اینجاست که ترکیب این‌دو مستلزمِ ذراتیه که حاملِ نیروی گرانش باشن، به اسمِ گراویتون(graviton). ولی توی هر معادله و محاسبه‌ای که عنصرِ گراویتون رو وارد کنیم، نتیجه‌ش بی‌معنا میشه و ریاضیات به کار نمیاد. منتها در اواخرِ دهه‌ی 1970، تعدادی از دانشمندا یه رویکردِ جدید رو در پیش گرفتن.
طبقِ فرضیه‌ی این دانشمندا، ذراتِ ریزاتمی صرفاً یه تعداد نقطه نیستن، بلکه ناشی از ارتعاشِ ریسمانهای بسیار بسیار کوچیکن. هر ارتعاشی یه ذره‌ی متفاوت ایجاد میکنه، که یکی از این ذرات، همون گراویتونِ اسرارآمیزه. توی این مدل، اتفاقاً ریاضیات خیلی به درد میخوره. نظریه‌ی ریسمان برهم‌کنشهای بینِ گراویتون‌ها و بقیه‌ی ذراتِ کوانتومی رو توصیف میکنه.
تئوریِ ریسمان بر اساسِ ریاضیاتِ فوق العاده پیچیده شکل گرفته
با این حال سادگیِ خودِ این نظریه باعث شده تا جذابیتِ خاصی داشته باشه. تقارن در همه‌جای این نظریه موج میزنه. در اصطلاحِ فیزیک، تقارن به این معناست که معادلاتِ توصیفگرِ برهمکنشها و تعاملاتِ بینِ ذرات، همیشه به نتایجِ یکسان منجر بشن. این در حالیه که تئوریهای قبلی اغلب منجر به نتایجِ بی‌سروته و، بهتر بگیم، بی‌معنا میشدن. اما تئوریِ ریسمان این برهمکنشها رو ساده‌تر توصیف میکنه. برای نمونه، این تئوری ذرات رو با یه اَبَرهمزاد یا سوپرپارتنر جفت میکنه. الکترونها با سلکترون‌ها (selectrons) جفت میشن، کوارکها با اسکوارک‌ها (squarks) و لِپتون‌ها با سلپتون‌ها (sleptons). با به‌کاربردنِ این سوپرپارتنرها توی معادلات، میتونیم یه بخشِ مشکلِ این معادلات به اسمِ تصحیحِ کوانتومی رو دور بزنیم. چیزی که باقی می‌مونه معادلاتیه که رفتارِ تمامِ نیروهای چهارگانه رو به دقت توصیف میکنه.
تئوریِ ریسمان میتونه باعث شه که درکِ خودمون از واقعیت رو گسترش بدیم و سراغِ راههای جدید بریم. برای اینکه از ریاضیات به نحوِ احسن استفاده کنیم، باید به جهان ابعادِ بیشتری بدیم. فیزیکِ سنتی متکی به چهار بُعده: سه بعدِ فضا به علاوه‌ی بعدِ زمان. در حالی که تئوریِ ریسمان مستلزمِ 10 تا بُعده، یا در برخی موارد حتی 11 بُعد. به گفته‌ی حامیانِ تئوریِ ریسمان، دسترسی به این ابعاد برای ما عمدتاً غیرممکنه اما برای خودِ ریسمانها ممکن.
طبیعتاً، یه چنین تئوریِ انتزاعی‌یی منتقدینِ خودشو داره. یکی از انتقادهای اصلی‌یی که به این تئوری وارده اینه که روی کاغذ خیلی قشنگه، اما به صورتِ تجربی هیچ‌جوره نمیشه اثباتش کرد. برای اثباتِ گراویتون که توی این تئوری ازش صحبت میشه، نیازمندِ شتابدهنده‌ای هستیم که میلیاردها برابر از شتابدهنده‌ی لارج هادرون کلایدر(Large Hadron Collider) قوی‌تر باشه. شاید در آینده، رویکردهای جدیدی بیاد که این تئوری رو اصلاح و بازنگریکنه. ولی در حالِ حاضر، خیلی از فیزیک‌دانها براین‌باورن که این مدل بهترین مدلِ موجوده.
تئوریِ «همه‌چیز» سؤالای بسیار فلسفی و عمیقی رو مطرح میکنه
انیشتین تا آخرِ عمرش کماکان یه چهره‌ی سرآمد و نابغه بود. همین شهرتش باعث شد تا سِیلی از نامه‌ها مدام از طرفِ دوستدارانش به سمتش سرازیر بشه. البته اکثرِ این نامه‌ها هیچ ربطی به فیزیک نداشتن، و توی خیلیاشون این سؤال از انیشتین پرسیده شده بود که آیا اون به خدا اعتقاد داره یا خیر.
واقعیت اینه که انیشتین به خدایی که توی کتابِ مقدس معرفی شده بود اعتقاد نداشت. یعنی اونو یه خدای رحمان و رحیم که نگرانِ کاروبارِ بنده‌هاش باشه نمیدونست. اون به همون خدایی اعتقاد داشت که اسپینوزا توصیفش کرده بود. این خدا بیشتر یه مفهومه تا یه شخصِ خاص. و اون مفهوم چیزی جز نظمِ عمیق و جاویدان و زیبای حاکم بر جهان نیست. از بعضی جهات، نظریه‌ی «همه‌چیز» هم همین نقشو ایفا میکنه و حاکی از اینه که یه نظم و سامانِ ژَرف و باشکوه بر سراسرِ جهانِ واقعیت حکمفرماست.
فرض کنیم دانشمندانِ آینده نظریه‌ی «همه‌چیز» رو کشف کنن، جوری که قابلِ آزمایش باشه و هیچ شک‌وشبهه‌ای باقی نذاره. این چه تغییری در زندگیِ شما ایجاد میکنه؟ راستشو بخوایم بگیم، احتمالاً تغییرِ چندانی ایجاد نکنه. درسته که ارائه‌ی یه مدلِ دقیقِ فیزیکی از جهانِ هستی میتونه به پیشرفتِ تکنولوژی کمک کنه، اما هیچ تضمینی وجود نداره که زندگیِ روزمره‌ی شما رو هم تغییر بده.
بنابراین، پیامدهای یک چنین نظریه‌هایی بیشتر فلسفیه تا کاربردی. تئوریِ «همه‌چیز» میتونه ثابت کنه که کلِ پهنه‌ی واقعیت، از ریزترین اتمها و ذرات گرفته تا عظمتِ بی‌کرانِ کیهان، همه و همه دارای یه نظمِ واحد هستن و بر اساسِ اون پیش میرن. خیلیها، درکِ این نظم رو مساوی میدونن با خوندنِ ذهنِ خداوند.
با این حال، تئوریِ «همه‌چیز» حلِ تمامِ معماها نیست. هرچند ممکنه درباره‌ی اینکه جهان چطور به وجود اومده و چرا این شکلیه، توضیحاتی بده، اما یه سری سؤالارو همچنان بی‌جواب میذاره: «چرا» اصلاً این جهان به وجود اومده؟ چه نیرویی این قوانینو بر جهان حاکم کرده؟ و قبل از این جهان چی بوده؟ این نیروی مرموز همون چیزیه که ارسطو اسمشو محرّکِ نخستین گذاشته بود، و بعضی ها ازش تعبیر به خدا میکنن.
یه احتمالِ جالبِ دیگه هم هست و اون اینکه جهانی که ما درش هستیم تنها نیست. بلکه بخشی از یه منظومه‌ی چندجهانیه. این دیدگاه، که اتفاقاً تئوریهای ریسمان و مکانیکِ کوانتومی هم تأییدش میکنن، میگه که خارج از جهانِ ما اَبَرفضایی وجود داره که جهانهای جدید مدام داخلش به وجود میان و از بین میرن. چه بسا هر کدوم از این جهانها زمین تا آسمون با جهانِ ما متفاوت باشن. کسی چیزی نمیدونه، اما با پیشرفتِ علم، میشه امیدوار بود که از این اَسرار هم پرده برداشته بشه.
در آخر، يک جمله طلایی از ايلان ماسک :
مطلبی دیگر از این انتشارات
خلاصه کتاب مانع یک راه است : نوشته: رایان هالیدی
مطلبی دیگر از این انتشارات
خلاصه کتاب اقتصاددان مخفی : نوشته: تیم هارفورد
مطلبی دیگر از این انتشارات
خلاصه کتاب کشتی خود را هدایت کن : نوشته: دیوید مارکی