ساعت ساز کیهانی؟

بخش اول

استیون واینبرگ

برگردان علی محمد طباطبایی

 

از من خواسته شده است در این باره که آیا در جهان نشانه هایی یافت می شود که حکایت از ساخته شدن آن توسط یک ساعت ساز کیهانی داشته باشد ابراز نظر کنم. من نمی دانم چگونه می توان بدون داشتن کمترین تصور از چنین صانع در باره ی دخالت آن نظر مثبتی هم داشته باشیم. البته که می توان هر جهان ممکنی را به عنوان اثر دست بعضی طراحان تبیین نمود. حتی می توان جهانی که در آن از نظم و قانون اثری نیست و جهانی که بر آشوب و بی نظمی می گردد را به تصور در آورد که مثلا توسط یک ابله طراحی و ساخته شده است.

پرسشی که به نظر من پاسخ به آن ارزشمند می آید و پاسخ غیر ممکنی هم نیست این است که آیا این جهان علامت هایی به ما نشان می دهد مبنی بر آن که توسط یک طراح کیهانی ساخته شده است. یعنی توسط چیزی مانند خدایی که دین های یکتاپرستانه ی مرسوم عنوان می کنند ـ نه لزوما موجودی شبیه به آنچه بر سقف نمازخانه ی سیستین نقاشی شده است، بلکه موجودی که حداقل دارای هوش و شخصیت ویژه است و کسی که جهان را خلق کرده و البته علاقه و توجه خاصی هم به زندگی و به ویژه به زندگی آدمی دارد. به نظر من ایده ی یک صانع نزد بسیاری از میان شما که به خدا باور دارند این گونه نیست. و شاید شما به من بگوئید که به خدایی به مراتب انتزاعی تر فکر می کنید، یعنی قسمی روح کیهانی از نظم و هماهنگی که البته اینشتن هم به چنین خدایی معتقد بود. شما البته کاملا آزاد هستید که چنین اندیشه ای داشته باشید، اما اگر این طور است پس من نمی دانم چرا شما واژه هایی مانند « صانع » یا « خدا » را استفاده می کنید مگر آن که منظور شما از آن شکلی از رنگ و لعاب حفاظتی باشد. 

البته در گذشته این باور که جهان ساخته ی قسمی هوش است بسیار متداول بود. مگر چه چیز دیگری هم می توانست مسئول به وجود آوردن آتش و باران و آذرخش و زمین لرزه باشد؟ اعجاب انگیز تر از هر چیز دیگر وجود موجودات زنده بود که به نظر می رسید به وجود یک خالق اشاره دارد، خدایی که به نظر می رسید باید علاقه و توجه بخصوصی به بوجود آمدن زندگی در جهان داشته باشد. ما امروز اغلب این قبیل چیزها را با ملاک های نیروهای فیزیکی استنباط می کنیم، نیروهایی که تحت قوانینی هستند که فاقد جنبه ی شخصی (impersonal) اند. ما هنوز هم بیشتر قوانین بنیادین را نمی شناسیم و پیامدهای قوانینی که برایمان شناخته شده است را به طور کامل نمی دانیم و سر از معنای آنها در نمی آوریم. درک و شناخت کامل ذهن بشری هنوز هم برای ما در حکم معمای بزرگی باقی مانده است، اما در باره ی آب و هوا هم هنوز تمامی جوانب برایمان روشن نشده است. ما نمی توانیم پیش بینی کنیم که یکماه دیگر باران می آید یا نه، اما قوانینی را می شناسیم که در ایجاد باران نقش موثر دارند، هرچند شاید همیشه نتوانیم پیامدهای آنها را محاسبه کنیم. من در مورد ذهن بشر و به همان اندازه در خصوص آب و هوا هیچ چیزی را نمی بینم که نتوان امیدی به درک آنها به عنوان پیامد قوانینی داشت که جنبه غیر شخصی دارند و میلیاردها سال است که همچنان در حال فعالیت هستند.

در این نظم طبیعی در جهان و در هیچ کجا هیچ استثنایی وجود ندارد و هیچ معجزه کارگر نمی افتد. احساس من این است که این روزها بیشتر عالمان الهیات از گفتگو در باره ی معجزات دستپاچه می شوند. اما ادیان بزرگ یکتاپرستانه بر داستان هایی از معجزات بنا شده است ـ بوته ی در حال اشتعال (1)، آرامگاه خالی یا فرشته ای که پیام خداوند (2) را به پیامبرش ابلاغ می کند ـ و بعضی از این ادیان این گونه تعلیم می دهند که معجزات حتی امروزه نیز ادامه دارند. به نظر من شاهدی بر اثبات این معجزات به نحوی قابل قبول حتی از وجود شاهدی بر اثبات ذوب سرد هسته ای (3) هم ضعیف تر است که من هیچ اعتقادی به آن (ذوب سرد هسته ای) ندارم. فراتر از هر چیز دیگر امروزه ما می دانیم که حتی انسان ها نتیجه ی انتخاب طبیعی هستند که فعالیت آن طی گذشت میلیون ها سال از تولید نسل و تنازع بقا ادامه داشته است.

مایلم چنین حدسی را مطرح کنم که اگر ما قرار بود دست صانع را در جایی می دیدیم، می بایست در اصول بنیادین باشد، یعنی قوانین نهایی طبیعت، یا به عبارتی کتاب قوانینی که بر تمامی پدیده های عالم حکومت می کند. ما هنوز هم این قوانین نهایی را نمی شناسیم، اما تا آنجا که قادر به مشاهده بوده ایم آنها کاملا فاقد جنبه ی شخصی هستند (یعنی شخصیت آسمانی بخصوصی در پشت آنها قرار دارد. مترجم) و بدون هر گونه اولویتی برای حیات. در جهان ما دلیلی وجود ندارد که حیات می بایست در هر حال به وجود آید. همانگونه که ریچارد فی مان گفته است، هنگامی که شما به جهان می نگرید و قوانین آن را درک می کنید دیگر این نظریه که همه چیز به عنوان صحنه ای است که در آن خداوند ترتیب داده تا در آن تلاش و مبارزه انسان را برای خوبی و بدی زیر نظر گیرد تا چه اندازه ناکافی و نامناسب است.

این درست که وقتی مکانیک کوانتومی موضوعی جدید بود، بعضی فیزیکدانها این گونه می اندیشیدند که این شاخه از فیزیک انسان را دوباره در مرکز قرار می دهد زیرا اصول مکانیک کوانتومی به ما می گوید که چگونه احتمالات نتایج متنوعی که توسط ناظر انسانی به دست می آید قابل محاسبه است. لیکن 40 سال پیش از این و با کارهای جدید هوگ اورت (Hogo Everet) ، فیزیکدانها که عمیقا در باره ی این مسائل به تفکر    می پرداختند به این نتیجه رسیدند که مکانیک را در شیوه ای کاملا عینی تدوین مجدد نمایند که در آن با مشاهده گران همچون اجزا دیگر آزمایش رفتار می شود (یا به عبارتی ارزش آنها برابر با بخش های دیگر است. مترجم). من البته هنوز نمی دانم که این برنامه به موفقیت کامل رسیده است یا خیر، اما فکر می کنم که بالاخره چنین بشود.

لازم می دانم اعتراف کنم که حتی آن هنگام که علم فیزیکدانها تا آنجا که در توان بشر است گسترش یافته و به همه چیز احاطه یابد و هنگامی که ما بالاخره یک نظریه ی نهایی به دست آوریم هنوز هم یک تصور کامل و قانع کننده از جهان در اختیار نخواهیم داشت، زیرا هنوز هم این پرسش را باید پاسخ دهیم که « چرا؟  » . یعنی چرا این نظریه ی نهایی باید مطرح باشد و نه یک نظریه ی نهایی دیگر؟ برای مثال چرا جهان در مکانیک کوانتومی توصیف بشود؟ مکانیک کوانتومی یک بخش از علم فیزیک است که می تواند همچنان در یک نظریه ی گسترده تر در آینده سالم باقی بماند، اما در واقع هیچ چیزی که به لحاظ منطقی قطعی باشد در مکانیک کوانتومی وجود ندارد. من می توانم جهانی را به تصور درآورم که در آن قوانین مکانیک نیوتونی حاکم است. بنابراین به نظر می رسد که معمای کاهش ناپذیری وجود دارد که علم نمی تواند آن را برطرف کند.

لیکن نظریه های دینی در باره ی خلقت دارای همین دشواری هستند. یا منظور شما از « خدا » یک چیز کاملا معین است، یعنی مثلا یک صانع، یا در غیر این صورت نمی دانید که خدا چیست. اگر این گونه است پس ما داریم در باره ی چه چیزی صحبت می کنیم؟ اگر منظور شما از « خدا » یا « خلقت » چیز کاملا معینی است، اگر مثلا شما به خدایی باور دارید که حسود است، یا مهربان است، یا با هوش است و یا بلهوس است، شما هنوز هم باید با این پرسش روبرو شوید « چرا؟ ». ممکن است دینی ادعا کند که جهان را این نوع از خدا زیر فرمان دارد و نه آن نوع دیگر از خدا و شاید بتواند شواهدی برای عقیده ی اش هم نشان بدهد، اما نمی تواند توضیح دهد که چرا باید این گونه باشد.

با توجه به آنچه آمد به باور من علم فیزیک برای آن که به ما یک تبیین نسبتا رضایت بخش در باره ی جهان ارائه دهد در موقعیت بهتری از دین قرار دارد، زیرا با وجودی که فیزیکدانها قادر نیستند توضیح دهند که چرا قوانین طبیعت این گونه هستند و نه به شکلی کاملا دیگر، اما حداقل ما قادر هستیم توضیح دهیم که چرا آنها تا حدی به شکل دیگر نیستند. برای مثال هیچ کس قادر نبوده است یک جایگزین به لحاظ منطقی منسجم برای مکانیک کوانتومی بیندیشد که فقط کمی متفاوت از نوع فعلی اش باشد. همین که شما سعی کنید تغییرات جزیی در مکانیک کوانتومی بدهید، شما داخل به نظریه هایی می شوید که دارای احتمالات منفی هستند یا از لحاظ منطقی نامعقول و بی معنی هستند. اگر شما مکانیک کوانتومی را با نظریه ی نسبیت ترکیب کنید فقط آن را سست تر کرده اید. شما به این نتیجه می رسید که تازمانی که نظریه را دقیقا در همان شکل کاملا درستش مرتب نکنید چیزی جز مهملات از آن بیرون نمی آید. مانند اثراتی که ماقبل علت ها قرار می گیرند یا احتمالاتی که پایانی ندارند. نظریه های دینی از طرف دیگر به نظر می رسد به نحو بی پایانی انعطاف پذیر هستند و هیچ چیز نمی تواند از اختراع هر شکل از خدایانی که بتوان به تصور درآورد جلوگیری کند.       

با گفتن این که نمی توانیم دست یک صانع را در آنچه ما در باره ی اصول بنیادین علم می شناسیم ببینیم موضوع برای من تمام شده نیست. می توان آن را این گونه هم دید که با وجودی که این اصول به وضوح به حیات اشاره نمی کنند اما با این حال با حیله گری طوری طراحی شده اند که باعث به وجود آمدن حیات بشوند.

بعضی فیزیکدانها چنین عقیده ای را ابراز کرده اند که بعضی ثابت های بخصوص در طبیعت دارای ارزش هایی  هستند که به نظر می رسد به شکل معماگونه ای به نحوی به دقت تنظیم شده اند که با ارزش هایی که امکان به وجود آمدن حیات را فراهم می آورد برابر باشند و آن هم در شیوه ای که فقط چنین چیزی می تواند به کمک دخالت یک صانع و آنهم صانعی با علاقه ی خاص به حیات توضیح داده شود. برای من این قبیل نمونه های فرضی در باره ی تنظیم دقیق چندان معنایی در بر ندارند. برای مثال یکی از نمونه هایی که همیشه برای تنظیم دقیق شاهد گرفته می شود به یک ویژگی از هسته های سلول اتم کربن باز می گردد. ماده ای که پس از چندین دقیقه ی آغاز جهان باقی مانده بود تقریبا به طور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل می شد، در حالی که در آن ها عملا آثاری از عناصر سنگین مانند کربن، ازت و اکسیژن وجود نداشت، یعنی عناصری که برای تشکیل حیات کاملا ضروری هستند. عناصر سنگینی که ما در روی سیاره ی خود  می بینیم در واقع صدها میلیون سال بعد در اولین نسل ستاره ها تشکیل گردیده و سپس به درون گاز میان ستاره ای پخش شده اند که در نهایت منظومه ی شمسی ما از آنها تشکیل شده است.

اولین گام در زنجیره ی واکنش های هسته ای که عناصر سنگین را در اولین ستاره ها ایجاد می کند معمولا با تشکیل یک هسته ی کربن از سه هسته ی هلیوم آغاز می شود. در این حال احتمال و امکان بسیار ناچیزی برای ایجاد هسته ی کربن در وضعیت طبیعی خود (یعنی وضعیتی که در آن از کمترین انرژی ممکن برخوردار است) از طریق برخورد سه هسته ی هلیوم وجود دارد، اما چنانچه هسته ی اتم کربن بتواند در وضعیت رادیواکتیو با انرژی تقریبی 7 میلیون الکترون ولت (Me V) فراتر از انرژی که در وضعیت غیر رادیواکتیو دارد وجود داشته باشد امکان دارد که مقدار قابل توجهی کربن در ستاره ها ایجاد شود، معادل با انرژی سه اتم هلیوم، اما (بنا بر دلایلی که به زودی به آنها اشاره می کنم) نباید بیشتر از 7/7 میلیون الکترون ولت (MeV) بالاتر از وضعیت معمولی آن باشد.      

در ستاره ها این حالت رادیواکتیو از یک هسته کربن به سهولت می تواند از سه هسته هلیوم تشکیل گردد. پس از آن دیگر مشکلی برای ایجاد کربن معمولی وجود نخواهد داشت. هسته های کربن در وضعیت رادیواکتیو خود به طور خودانگیخته نور ساطع می کنند و تبدیل به کربن در حالت غیر رادیواکتیو خود می شوند، یعنی همان وضعیتی که ما کربن را در روی سیاره ی خودمان پیدا می کنیم. نکته ی حساس در ایجاد کربن وجود وضعیت آن در حالت رادیواکتیو است که می تواند در اثر تصادم سه هسته ی هلیوم ایجاد شود.

در واقع ما به تجربه می دانیم که هسته ی کربن در وضعیت رادیواکتیو خود دقیقا انرژی 65/7 میلیون الکترون ولت بالاتر از وضعیت عادی خود دارد. این در نگاه اول ممکن است به واقعیت بسیار نزدیک به نظر آید. کمبود انرژی این وضعیت رادیواکتیو کربن ـ فقط 05/0 میلیون الکترون ولت ـ بیش از اندازه است تا بتواند امکان تشکیل کربن (و البته خود ما) را فراهم کند، یعنی فقط همین مقدار ناچیز که کمتر از یک درصد 65/7 میلیون الکترون ولت است. ممکن است چنین به نظر برسد که ثابت های طبیعت که براساس آنها ویژگی های هسته ها تشکیل می شوند به دقت جوری تنظیم شده است که حیات را در جهان مقدور گرداند.

چنانچه دقیق تر به موضوع نگاهی بیندازیم، تنظیم دقیق ثابت های طبیعت آن اندازه دقیق به نظر نمی رسد. ما باید این علت را مورد توجه قرار دهیم که چرا لازمه ی تشکیل کربن در ستارگان وجود وضعیت رادیواکتیو کربن با مقدار انرژی کمتر از 7/7 میلیون الکترون ولت  بالاتر از انرژی وضعیت آن در حالت معمولی است. علت آن این است که هسته های کربن در این وضعیت عملا در یک فرآیند دومرحله ای تشکیل شده است: اول، دو هسته هلیوم با هم ترکیب می شوند تا هسته های ناپایدار ایزوتوپ باریوم، یعنی باریوم 8 را تشکیل دهند. باریوم 8 به طور دائم قبل از آن که دوباره تجزیه شود یک هسته هلیوم دیگر را به دام انداخته و یک هسته کربن در حالت رادیواکتیو آن ایجاد می کند که همان بعدا به کربن معمولی تبدیل می شود.

این نتیجه در باره ی درس هایی که باید از سنتز کربن بیاموزیم تاحدی بحث انگیز است. در هر حال یک ثابت وجود دارد که به نظر می رسد به نحو قابل توجهی نسبت به وجود ما نظر لطف دارد. منظور من چگالی انرژی یا فضای خالی است که تحت نام ثابت کیهان شناختی نیز شناخته می شود. این ثابت می تواند هر ارزشی را کسب کند، اما از اصول اولیه ی فیزیک می توان حدس زد که این ثابت همیشه باید خیلی بزرگ باشد و می تواند هم مثبت باشد و هم منفی. اگر این ثابت بزرگ و مثبت باشد ثابت کیهان شناختی به عنوان نیروی دافعه عمل کند که با افزایش فاصله بیشتر می شود و مانع از چسبیدن ماده به یکدیگر در آغاز جهان، جریانی که اولین گام در شکل گیری کهکشان ها و ستارگان و سیاره ها و انسان ها بوده است. اگر این ثابت بزرگ و منفی باشد، به عنوان یک نیروی جاذبه که با افزایش فاصله زیادتر می شود عمل خواهد کرد، نیرویی که می تواند بلافاصله انبساط جهان را معکوس کند و باعث شود که دوباره جهان در هم فروریزد و زمانی برای انجام تکامل حیات باقی نمی گذارد. و در واقع مشاهدات اخترشناسی نشان می دهند که ثابت کیهان شناختی مقداری بسیار ناچیز است، بسیار کوچکتر از آن که بتوان آن را از اصول اولیه فیزیک حدس زد.

البته هنوز بسیار زود است گفته شود که آیا بعضی اصول بنیادین وجود دارد که بتواند توضیح دهد چرا ثابت کیهان شناختی باید چنین اندازه کوچک باشد. اما حتی اگر چنین اصولی هم وجود نداشته باشد، پیشرفت های اخیر در اخترشناسی این احتمال را برای تبیین آن که چرا ارزش های اندازه گیری شده ی ثابت کیهان شناختی و دیگر ثابت های فیزیکی برای ظهور حیات هوشمند در جهان مساعد و موافق بوده است عرضه می دارد. مطابق با نظریه های آندره لینه و دیگران با عنوان « تورم آشفته » این ابر در حال انبساط متشکل از میلیارد ها کهکشان که نام آن را بیگ بنگ گذارده ایم می تواند یک فصل از جهانی به مراتب بزرگتر باشد که در آن پی در پی بیگ بنگ ها می آیند و می روند، و هر کدام از آنها ارزش های متفاوتی در ثابت های بنیادین دارند.       

در هر تصویری از این نوع که در آن جهان دارای فصل های بسیاری است که هر فصل به جای خود ارزش های متفاوتی در ثابت های طبیعت خود دارد، هیچ دشواری در درک این که چرا این ثابت ها ارزش هایی کسب می کنند که برای به وجود آمدن حیات هوشمند موافق و مساعد هستند مطرح نخواهد بود. در چنین جهانی می توان تعداد بسیار زیادی بیگ بنگ به وقوع بپیوندد که در آنها ثابت های طبیعت ارزش هایی کسب می کنند که نسبت به حیات ناموافق و نامساعد هستند و میان آنها چندتایی هم بیگ بنگ هایی پیدا می شود که ثابت های طبیعت آنها برای به وجود آمدن حیات هوشمند موافق و مساعد است. برای توضیح این که چرا ما در یکی از فصل های این جهان هستیم که در آن حیات توانسته است متحقق شود دیگر نیازی به متوسل شدن به یک طراح یا ساعت ساز خیراندیش آسمانی نداریم: زیرا در تمامی فصل های آن جهان های دیگر کسی وجود ندارد که این پرسش را مطرح کند. اگر هر نوع نظریه ای از این نوع کلی معلوم شود که درست بوده است، پس گرفتن این نتیجه که ثابت های طبیعت توسط یک طراح خیراندیش به دقت تنظیم شده است درست مانند گفتن آن است که: « آیا این شگفت انگیز نیست که خداوند ما را در زمینی قرار داده که در آن آب و هوا و نیروی کشش سطحی و حرارت تا این اندازه برای ما (و موجودات زنده) راحتی بخش است و نه در مکانی وحشتناک مانند مریخ یا پلوتون؟ ».  آخر مگر در کجای دیگر منظومه شمسی به جز زمین ما می توانستیم تکامل هم بیابیم؟  

ادامه دارد . . .

1: اشاره به افسانه ی دینی از تورات، هنگامی که خداوند بر سر راه موسی در بیابان در شکل بوته ای در حال اشتعال که خاموش نمی شد ظاهر گشت. مترجم.

2: منظور از ارامگاه خالی به آسمان رفتن ادعایی پیامبر مسیحیان پس از به صلیب کشیدن شدن است و مورد بعدی به پیامبر اسلام اشاره دارد. مترجم.

3: ذوب سرد یا cold fusion  که ادعا می شود در شرایط عادی و با لوازم معمولی قابل انجام است و البته هنوز به اثبات نرسیده و از آن انرژی به دست نیامده است اما هوادارانی دارد و احتمالا همان شیوه ای است که به نقل از آقای احمدی نژاد دختری ایرانی با لوازم اولیه در منزل موفق به انجام آن شده است. مترجم.

A Designer Universe? By Steven Weiberg.

http://www.physlink.com/Education/essay_weinberg.cfm