خرید کتاب

در سال 1964و سخنرانی در دانشگاه کورنل، ریچارد فاینمن، فیزیکدان، راز مهمی درباره‌ی دنیای فیزیکی بیان کرد. او به شنوندگانش گفت دو شئ را تصور کنند که به یکدیگر جذب می‌شوند. سپس، از آن‌ها پرسید: «باید حرکات آن‌ها را پیش‌بینی کنیم؟» فاینمن سه رویکرد را شناسایی کرد که هرکدام باور متفاوتی درباره‌ی جهان بیان می‌کنند. در رویکرد اول از قانون گرانش نیوتن استفاده کرد که طبق آن اشیاء به یکدیگر نیرو وارد می‌کنند. در رویکرد دوم، میدان گرانشی را تصور کرد که در فضا گسترش پیدا می‌کند و اشیاء را منحرف (خمیده) می‌کنند. در رویکرد سوم اصل کمترین کنش را به‌کار برد، که طبق این اصل هر شی مسیری را برای عبور انتخاب می‌کند که کمترین انرژی در کمترین زمان ممکن بخواهد. هر سه رویکرد یک پیش‌بینی صحیح ارائه دادند. این سه رویکرد، سه توصیف به‌یک‌اندازه مفید برای چگونگی کارکرد گرانش هستند.

 

فاینمن در این‌باره گفت:

 

یکی از شگفت‌انگیز‌ترین مشخصه‌های طبیعت این تنوع طرح‌های تفسیری است.

 

علاوه‌براین، این تنوع فقط شامل قوانین صحیح و واقعی طبیعت می‌شود؛ یعنی اگر قوانین غلط باشند، این موضوع درباره‌ی آن‌ها درست نیست. فاینمن گفت:

 

 شما هرچقدر بیشتر قوانین را اصلاح کنید، متوجه خواهید شد که می‌توانید آن‌ها را با شیوه‌های کمتری بیان کنید. این موضوع همیشه برای من اسرارآمیز بود. نمی‌دانم دلیل اینکه قوانین صحیح فیزیک می‌توانند به شیوه‌های مختلفی بیان شوند چیست. به‌نظر می‌رسد که این قوانین می‌توانند هم‌زمان از چند دروازه عبور کنند.

 

حتی همان‌طور که فیزیکدانان برای درک مفهوم مادی جهان (مشخصه‌های ذرات، طبیعت بیگ‌بنگ، سرچشمه‌ی ماده تاریک و انرژی تاریک) تلاش می‌کنند، تلاش‌های آن‌ها در سایه‌ی اثر راشومون است که سوالات متافیزیکی درباره‌ی معنای فیزیک و ماهیت واقعیت را مطرح می‌کند. نیما ارکانی-حامد، یک فیزیکدان در مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته، یکی از نظریه‌پردازان پیش‌گام امروزی است. او پائیز گذشته به ناتالی ولچوور، نویسنده این مقاله گفت:

 

تغییر شکل معجزه‌آسا ویژگی‌های قوانین تنها چیز شگفت‌انگیزی است که من درمورد آن‌ها می‌دانم. این موضوع باید یک سرنخ بزرگ برای درک ماهیت حقیقت نهایی باشد.

 

به‌طورسنتی، فیزیکدانان همواره ساده‌گرا بودند. آن‌ها به‌دنبال نوعی «نظریه همه‌چیز» بودند که واقعیت را از نظر بنیادی‌ترین اجزای آن توصیف کند. در این شیوه‌ی تفکر، قوانین شناخته‌شده فیزیک موقت هستند و یک توصیف دقیق‌تر که هنوز شناخته‌ نشده است را برای آن قوانین تخمین می‌زنند. یک میز درواقع مجموعه‌ای از اتم‌ها است؛ با نگاهی دقیق‌تر، اتم‌ها نیز دسته‌هایی از پروتون و نوترون هستند؛ هرکدام از این اجزا نیز از سه کوارک تشکیل شده؛ و خود کوارک نیز از ذرات بنیادی‌تر تشکیل شده است. ساده‌گرایان فکر می‌کنند که یک بازی با تلفن انجام می‌دهند: همان‌طور که پیغام واقعیت از مقیاس میکروسکوپی به مقیاس ماکروسکوپی به سمت بالا حرکت می‌کند، درهم آمیخته می‌شود و باید راه خود را رو به‌پایین برای بازیابی آن بیابند. هم‌اکنون فیزیکدانان می‌دانند که گرانش این طرح ساده را با شکل دادن جهان در دو اندازه بزرگ و کوچک خراب می‌کند. همچنین اثر راشومون پیشنهاد می‌دهد که واقعیت براساس روش ساده، پائین به‌بالا ساخته نشده است.

 

نظریه ریسمان چگونه ما را به نظریه همه چیز می‌رساند؟

هر آنچه باید در مورد نسبیت خاص و عام اینشتین بدانید

هرچیزی که مثال فاینمن رمز و راز اثر راشومون را برای آن در نظر نگرفته بود، درواقع دوگانه است. عجیب است که همان‌طور که فاینمن گفت، چندین شیوه صحیح برای شرح بسیاری از پدیده‌های فیزیکی وجود دارد. اما یک واقعیت عجیب‌‌تر این است که وقتی توصیفات رقابتی وجود دارد، یکی از آن‌ها بیشتر از سایر توصیفات درست است، زیرا به توصیف عمیق‌تر و عمومی‌تر درباره‌ی واقعیت افزوده است. به‌عنوان مثال، از بین سه رویکرد توصیف حرکت اشیاء، رویکردی که صحت بیشتری دارد، رویکرد ضعیف‌تر است: اصل کمترین کنش. در واقعیت روزمره، عجیب است تصور کنید که اشیاء با انتخاب ساده‌ترین راه حرکت می‌کنند. (یک سنگ در حال سقوط چگونه مسیر را قبل از سقوط انتخاب می‌کند؟) اما یک قرن قبل، زمانی‌که فیزیکدانان شروع به نوشتن مشاهدات تجربی خود درباره‌ی رفتار عجیب ذرات ابتدایی کردند، تنها تفسیر کم‌ترین کنش از حرکت به‌عنوان مفهومی سازگار ثابت شد. یک زبان ریاضی کاملاً جدید - مکانیک کوانتوم - باید برای توصیف توانایی احتمالی ذرات برای اجرای همه‌ی احتمال‌ها و انتخاب مکرر ساده‌ترین راه توسعه داده می‌شد. از بین قوانین متنوع و کلاسیک حرکت - که همگی مفید و کارآمد هستند - تنها اصل کمترین کنش به دنیای کوانتوم گسترش یافت.