معرفی کتاب: انقلاب ناتمام اینشتین، جستجویی فراتر از مکانیک کوانتومی

با آنکه مکانیک کوانتومی پیشرفت‌های شگرفی در جنبه‌های مختلف زندگی بشر ایجاد کرده، اما هنوز مناقشات زیادی درباره‌ی بنیان‌ها و تفاسیر آن وجود دارد. لی اسمولین، یکی از نظریه‌پردازانی است که به مقابله با مکانیک کوانتومی برخاسته است. در نوشتار زیر که ترجمه‌ی مقاله‌ای از وب‌سایت نیچر است، گراهام فارملو، نقدی بر کتاب تازه‌ی اسمولین که دو ماه پیش منتشر شد، نگاشته است. با دیپ‌ لوک همراه باشید…

شاید بتوان مکانیک کوانتومی را موفق­‌ترین نظریه فیزیک تا به امروز، تلقی کرد که در مدت حدود نود سال، آزمایش‌های زیادی آن را در بوته‌ی آزمون‌های سخت قرار داده‌اند، اما هیچ کدام قادر به فروریزش بنیان‌های آن نشده‌اند. تنها تنش ایجاد شده با آن را لی اسمولین (Lee Smolin) در کتاب «انقلاب ناتمام اینشتین» مطرح می‌کند و می‌گوید این نظریه اشتباه است. او در این کتاب جنجالی، سعی می‌کند گزینه‌های دیگری را برای یک نظریه جهان اتمی بیازماید.

اسمولین فیزیکدان نظری موسسه پریمتر واترلوی کاناداست. او منتقد صریح مواضع عرف علم در چهار دهه اخیر بوده است. اسمولین سر­­چشمه این ایده‌های تحریک آمیز را در کتاب‌های مختلفی از جمله، «مشکل با فیزیک» (۲۰۰۶) و «تولد دوباره زمان» (۲۰۱۳) مطرح کرده است. احتمالا مهم‌­ترین دلیل شهرت او، مردود دانستن نظریه ریسمان است که آن را گمراه کننده می‌داند. اگرچه روح مخالفت‌طلب او در قبال برخی پیشرفت‌های فیزیک مدرن، بسیاری از هم‌طرازان او را عصبانی کرده، اما نقل قولی از ملکولم ماگریج (Malcolm Muggeridge) روزنامه نگار، برای او و هر کس که شجاعانه، راه‌های استاندارد را به چالش می‌کشد، وجود دارد:

تنها ماهی مرده، با جریان رود شنا می‌­کند.

کتاب اسمولین مکانیک کوانتومی را در سطح پایه و قابل فهم برای دانش‌آموزان دبیرستان معرفی می‌کند. او معتقد است مکانیک کوانتومی، وجهه‌ای واقعا انقلابی به دنیای اتمی بخشیده است، کاری که با نظریه های قبلی (که برچسب کلاسیکی گرفته بودند) غیرممکن بود. ساختار ریاضی مکانیک کوانتومی پیش از آنکه فیزیکدانان قادر به تفسیر آن باشند، بدست آمد. اسمولین، قبل از بیان ایده‌های خودش، توصیف روشنی از استدلالات و بحث‌های پیرامون ماهیت مکانیک کوانتومی ارائه می‌دهد.

این کتاب به خوبی نگاه اسمولین را به عنوان یک فیلسوف طبیعی (natural philosopher) که به تفکر درباره‌ی معانی بنیادی فضا، زمان، واقعیت، وجود و موضوعات وابسته به آن‌ها علاقمند است، نشان می‌دهد. جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) که رهبر و پیشگام نظریه الکتریسیته و مغناطیس قرن نوزدهم بود، نیز علاقه وافری به مباحثه‌های فلسفی با همکاران خود در حوزه‌های مختلف داشت. روش فکری ماکسول تاثیر عمیقی بر اینشتین، به عنوان یک فیلسوف طبیعی و فیزیکدان نظری گذاشت.

اسمولین مانند اینشتین، یک فیلسوف واقع ­گراست؛ کسی که معتقد است جهان واقعی، مستقل از ذهن ما وجود دارد و با قوانین قطعی فیزیک قابل توصیف است. جهانی که به ما امکان پیش‌بینی آینده هر ذره را با داشتن اطلاعات کافی از آن می­‌دهد. این نگرش به جهان، با تفسیر معمول مکانیک کوانتومی ناسازگار است، چرا که ویژگی‌های کلیدی این نظریه، غیر قابل پیش‌بینی‌ بودن و نقش مشاهده­‌گر در نتیجه آزمایش‌هاست. به این ترتیب اینشتین، مکانیک کوانتومی را فقط به عنوان یک نظریه‌ی تاثیرگذار اما موقت پذیرفته بود که در آینده با نظریه‌ای بنیادی‌تر که با دیدگاه واقع گرایانه‌ی او سازگاری دارد، جایگزین خواهد شد. اسمولین نیز همین عقیده را دارد.

او در جستجوی راه‌های دیگری برای بیان مکانیک کوانتومی به زبانی ساده‌تر و با معادلات کمتر است. اسمولین، معلمی است که به روشنی همه چیز را توضیح می‌دهد و می‌تواند مفاهیمی که بارها بیان شده‌اند را به زبانی تازه بیان کند. هرچند غیرمتخصصان ممکن است فکر کنند او برخی تفاسیر مدرن مکانی کوانتومی را فقط برای رد کردن آنها می‌کاود. مثلا دیدگاه ابر­جبرگرایانه جرارد هوفت (Gerard Hooft) که یک نظریه‌پرداز است.

اما این کتاب در نهایت، نگاهی خوش‌بینانه دارد. اسمولین آزادانه و بدون توجه به سنت تاریخی و حتی فلسفه‌ی مدرن، مجموعه‌‌ی جدیدی از اصولی که هم برای مکانیک کوانتومی و هم فضازمان به کار می­‌روند را پیشنهاد می‌دهد. او سپس درباره چگونگی درک این اصول به عنوان بخشی از یک نظریه‌ی بنیادی طبیعت، بحث می‌کند.

اسمولین بر اساس تمام این پیشنهادات، نتیجه‌گیری‌هایی در مورد فضا و زمان می‌کند. او پیشنهاد می‌دهد که زمان، بازگشت‌ناپذیر و بنیادی است، به این معنا که فرآیندهایی که در آنها، رویدادهای آینده، محصول رویدادهای کنونی هستند، واقعا بنیادی‌اند: یعنی نیازی نیست آنها را با ایده‌هایی بنیادی‌تر توضیح دهیم. اما فضا متفاوت است. او مدعی است که فضا از چیزی عمیق‌تر، ظهور می‌کند.

اما هنوز واضح نیست آیا روش‌های جدید اسمولین، اجازه‌ی بررسی عملی فضا و زمان را می‌دهند یا نه. در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های هیجان‌انگیزی در این زمینه رخ داده که تقریبا همه‌ی آنها با استفاده از مکانیک کوانتومی استاندارد و نظریه نسبیت اینشتین انجام شده‌اند. با این حال، اسمولین توفیق‌های خارق‌العاده‌ی این رویکرد محافظه‌کارانه را کم‌اهمیت جلوه داده است؛ رویکردی که بنیان نظریه میدان کوانتومی مدرن است و توضیح دهنده‌ی نتایج همه آزمایش‌های زیر­اتمی است که برخی از آنها به دقت بالای اعشار رسیده‌اند.

برخلاف گمان اسمولین، فیزیک نظری جدید با ایده‌های انقلابی در مورد فضا و زمانی که از ترکیب مکانیک کوانتومی استاندارد و نظریه نسبیت ظهور می‌کنند، پررونق است. شاید انقلابی که اسمولین در فیزیک، مشتاق آن است، ضروری نیست! به هر حال به نظر نمی‌رسد کتاب انقلاب ناتمام اینشتین بتواند پاسخی برای بسیاری از انتقادات اسمولین باشد. او باید این نظریات را خیلی دقیق‌تر از آنچه در یک کتاب محبوب بیان می‌کند، ارائه دهد.

چیزی که تمام فیزیکدانان هم­‌گرایش اسمولین با آن موافق‌اند، نیاز شدید به سرنخ های تازه‌تری از طبیعت است. بیست سال است که هیچ چیز غافلگیر کننده‌ای از درون اتم بیرون نیامده است. تنها نتایج آزمایشگاهی، قاضی صحت و سقم نظریات اسمولین هستند که آیا حق با اوست یا فقط زیاد از حد، اعتراض کرده است! در نهایت اگرچه مکانیک کوانتومی از نگاه فیلسوف‌های واقع‌گرا اقناع کننده نیست، اما ثابت شده که ابزار کاملا قابل اعتمادی برای فیزیکدانان است، حتی فیزیکدانانی که علاقه‌ای به بحث در مورد تفسیرش ندارند.