مصاحبه با دکتر کامران وفا : گشت و گذار بی‌حد و مرزی برای درهم شکستن مرزهای واقعیت!

در این مقاله شما را به خواندن مصاحبه‌ای جذاب با یکی از بزرگترین فیزیکدانان ایرانی دعوت می‌کنیم: دکتر کامران وفا، استاد دانشگاه هاروارد و یکی از برجسته‌ترین متخصصان نظریه‌ی ریسمان و البته یکی از بزرگترین افتخارات ما ایرانی‌ها. این مقاله، ترجمه‌ی مصاحبه‌ای است که سال گذشته توسط ماریا اشتیلمارک (Maria Shtilmark) از SCGP (مرکز سیمونز در هندسه و ریاضیات که دکتر وفا از سال ۲۰۰۹ ریاست هیئت امنای آن را برعهده دارد) و به مناسبت اهدای جایزه بریکترو ۲۰۱۷ در فیزیک بنیادی (یا جایزه پیشگامان علم در فیزیک بنیادی) با دکتر وفا انجام شد. این جایزه به طور مشترک به دکتر کامران وفا، دکتر جوزف پلچینسکی (Joseph Polchinski) و اندرو استرامینجر (Andrew Strominger)، به خاطر پژوهشهای انقلابی در نظریه میدان کوانتومی، نظریه ریسمان و گرانش کوانتومی تعلق گرفت. متاسفانه دکتر پلچینسکی چند ماه بعد و در اثر سرطان مغز درگذشت. او که چند ماه قبل از مرگش، خاطرات خود (دانلود) را منتشر کرد، در جایی از این خاطرات درباره‌ی کامران وفا چنین می‌گوید:‌ «من به وفا گفته‌ام که یکی از اهدافم در زندگی، این است که یکی از مقالاتش را بفهمم، ولی هنوز موفق نشده‌ام!». این سخن از دانشمند بزرگی که خود در همین زمینه متخصص بود، علاوه بر آنکه جایگاه علمی برجسته‌ی دکتر وفا را خاطرنشان می‌کند، نشان می‌دهد نظریه‌ی ریسمان تا چه اندازه ساختارشکن بوده و طوفانی در نگرش‌‌های شهودی و کلاسیکی ما درباره‌ی مفاهیمی بنیادی مانند فضا و زمان را ایجاد کرده، فضاهای ۱۱ و ۲۶ بعدی موجود در نظریه‌ ریسمان بهترین شاهد این مدعاست. اکنون نگرش ما نسبت به این مفاهیم، منقلب شده و  نگرش دانشمندان قرون گذشته‌ در این باره را می‌توان با نگرش کودکان نسل امروزمان مقایسه کرد. چنین تغییری بیش از هر چیز مرا به یاد پژوهش‌های ژان پیاژه‌ی فقید می‌اندازد که نشان داد تصور کودکان از فضا، زمان و به طور عام جهان، برابری‌های چشمگیری با تصورات دانشمندان زمان‌های پیشین که آنها را بالغ می‌انگاریم، دارد. مسیر انقلابی علم همچنان ادامه دارد (و آنطور که دکتر وفا هم اشاره می‌کند این راه هیچ پایانی ندارد) و قطعا آینده‌‌ی هیجان‌انگیزی پیش روست. با دیپ لوک همراه باشید…

از دکتر کامران وفا که مهربانانه فایل این مصاحبه را در اختیار ما گذاشتند، صمیمانه سپاسگزاری می‌نماییم.

متشکرم. من این موفقیت را شخصی ندانسته و آن را به عنوان کاری که نه تنها خودم، بلکه با افراد زیادی با ایده‌های متفاوت انجام داده‌ام، می‌دانم. من بیش از ۱۵۰ همکار داشته‌ام و اکنون نزدیک به ۱۷۰ همکار که حاصل این همکاری‌ها، بیش از ۲۵۰ مقاله بوده و نمی‌توانم بگویم آن مقاله‌ی خاص، علت این موفقیت بوده، چرا که در واقع ترکیبی از همه‌ی آنها دلیل این موفقیت بوده است. من خود را بخشی از این گروه می‌دانم که دوستی عمیقی بین اعضایش وجود دارد. این حقیقت که کمیته‌ی داوری، من و دو تن از همکارانم را انتخاب کرده‌اند، از مهربانی آنهاست، اما من این موفقیت را فقط برای خودمان نمی‌دانم.

به طور کلی، کار من ارتباط بین فیزیک و ریاضیات، به ویژه در زمینه هندسه بوده است: چگونه می‌توانیم حقایق فیزیکی را از هندسه بیاموزیم و چگونه می‌توانیم هندسه را از حقایق فیزیکی بیاموزیم؟ بسیاری از کارهای من مربوط به تعامل بین این دو موضوع هستند که محدوده‌ی وسیعی از موضوعات در فیزیک، نظریه‌ی میدان کوانتومی، گرانش کوانتومی و نظریه‌ی ریسمان را پوشش می‌دهد. به نظرم بخش‌ عمده‌ی پیشرفت در نظریه‌ی ریسمان در همین ارتباط بین هندسه و فیزیک جای می‌گیرد.

متشکرم. من مخصوصا با اینسپایر (پایگاه داده نوشتارهای فیزیک انرژی بالا) تماس گرفتم و از آنها خواستم اگر ممکن است در جمع‌آوری اسامی به من کمک کنند. من زمانی این درخواست را کردم که اجازه نداشتیم اخبار را منتشر کنیم، بنابراین من نتوانستم به آنها بگویم چرا این اطلاعات را نیاز دارم. متاسفانه در پایگاه داده‌ی اینسپایر، امکان لیست کردن همکاران فقط تا صد تن وجود دارد، در حالیکه من می‌دانستم بیشتر از صد همکار داشته‌ام، بنابراین از آنها خواستم راهی برای افزایش تعداد این لیست پیدا کرده و اسامی تمام همکارانم را به من بدهند. آنها پس از دو هفته لیست کامل را برای من ارسال کردند. از آنها متشکرم.

درست است. من فکر می‌کنم خانواده‌ی من (همسرم، آفرین و فرزندانم فرزان، کیان و نیکان) نقش ویژه‌ای در الهام‌بخشیدن و ایجاد شادی در زندگی من داشته‌اند. به خاطر می‌آورم زمانی که روی پروژه‌های مهم فیزیکی کار می‌کردم، تعامل با پسرانم به من الهام می‌بخشید.

من در سخنرانی‌ام گفتم علم، یک گشت و گذار بی‌حد و مرز است. اگر عکسی از علم امروزی بگیریم، مراکز عالی مختلفی را خواهیم دید و برخی مکان‌هایی که در حال حاضر نسبتا خاموش‌اند، ولی ما نباید اینها را به عنوان ویژگی دائمی علم درنظر بگیریم، بلکه باید آنها را پدیده‌هایی گذرا بدانیم. علم گاهی اوقات، در اینجا قوی است و گاهی اوقات در آنجا. علم در مرز و قلمروی مکانی خاصی نمی‌گنجد، بلکه گشت و گذار لذت‌بخشی برای تمام بشریت است. در واقع من می‌خواهم بر این حقیقت که علم بی‌انتهاست (در زمان‌های مختلف، فرهنگ‌های مختلفی به توسعه‌ی ریاضی و علم کمک کردند) تاکید کنم. علم همچنین بی‌مرز است، یعنی مهم نیست دانش از کجا نشات می‌گیرد. مردم بخش‌های مختلف جهان می‌توانند در آن سهم داشته باشند و البته که داشته‌اند. این فرهنگِ باز علم (این حقیقت که بی‌مرز است)، یکی از دلایل مهمی است که علم پیشرفت می‌کند. تعامل با مردمان مختلف از فرهنگ‌ها و پیش‌زمینه‌های مختلف، یکی از جالب‌ترین بخش‌های دانشمند بودن است.

دو نامی که ذکر کردید، تنها دو مورد از شمار زیاد ریاضیدانان و دانشمندان ایران زمین هستند. خیام روی هندسه کار کرده و تلاش می‌کرد معادلات جبری را هندسی کند. این تنها یکی از استعدادهای او به شمار می‌آمد، چرا که او علاوه بر این، یک فیلسوف و یک شاعر نیز بود. او انسانی چندبعدی بود، اما عمیقا به ارتباط بین هندسه و جبر علاقمند بود. شخص دیگری که نام بردید، بیرونی است که فیزیکدان بسیار برجسته‌ای بود. او با اینکه ریاضی عمیق را می‌دانست، اما آن را با وسواس به جهان اطرافمان اعمال می‌کرد. مثلا او از برخی ایده‌های زیبا و ساده‌ی هندسه برای اندازه‌گیری شعاع زمین با دقت بی‌نظیری در زمان خودش (اواخر قرن دهم و اوایل قرن یازدهم!) استفاده کرد. این حقیقت که او ایده‌های هندسی را به جهان واقعی اعمال کرد، به نظرم بسیار شگفت‌انگیز و الهام‌بخش است.

بله من در سال ۱۹۶۰ (سال ۱۳۳۹) در تهران متولد شدم. من شانس این را داشتم که در یک مدرسه‌ی بسیار خوب، دبیرستان البرز تحصیل کنم، هرچند آموزشی که ما می‌دیدیم، لزوما در سطح یکسانی با کشورهای غربی نبود و به ویژه، ما در آموزش علم، پشت سر آنها بودیم. برخی بخش‌های ریاضی به خوبی پوشش داده می‌شد و ما کلاس‌هایی عالی در هندسه‌ی اقلیدسی و اساتید باسوادی داشتیم. وقتی در حال یادگیری ریاضی مدرن‌تر بودم، معنای اثبات ریاضی، به من کمک کرد، اما در آن زمان، فقط یک کتاب درسی برای کل کشور وجود داشت و آن کتاب، خیلی عالی نبود. بنابراین من کمی به خودم تکیه کرده و شروع به یادگیری کردم و چیزهایی ماننند نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین را فراگرفتم. خیلی مشتاق بودم که به کالجی در آمریکا بروم و به همین دلیل، یک سال زودتر یعنی در سال ۱۹۷۷ پذیرش گرفتم و در MIT شروع به تحصیل کردم. ابتدا قصد داشتم مهندسی یا اقتصاد بخوانم، اما هیچ از درس‌هایی که در این دو موضوع برداشتم را دوست نداشتم. در همان زمان، درس‌هایی در مورد فیزیک و ریاضی نیز برداشته بودم و آنها، دقیقا همان چیزهایی بودند که من دوست داشتم، بنابراین سال دوم تصمیم گرفتم رشته‌ام را عوض کنم. من در سال ۱۹۸۱ از MIT با دو مدرک ریاضی و فیزیک فارغ‌التحصیل شدم و برای اخذ مدرک دکترای فیزیک به پرینستون رفتم. ادوارد ویتن، استاد راهنمای من بود. من دوره‌ی دکترا را در سال ۱۹۸۵ به پایان رساندم و به هاروارد آمدم. از آن زمان تاکنون من در دانشکده فیزیک هاروارد بوده‌ام. من دوست دارم به ایران برگردم و از دیدم خویشاوندان و سخنرانی درباره‌ی فیزیک و ریاضی، لذت می‌برم. حیات علمی ایران از زمانی که من آنجا بوده‌ام، ارتقا پیدا کرده است. آنها گرو‌ه‌های خوبی دارند که روی نظریه‌ی ریسمان و جنبه‌های مدرن ریاضیات کار می‌کنند؛ گرچه سردمدار این موضوعات در دنیا نیستند، اما افرادی دارند که پیشرفت‌های جدید را دنبال کرده و مقالات خوبی می‌نویسند.

شاید کلمه‌ای که بتواند علاقه‌ی مرا به خوبی در خود خلاصه کند، کلمه‌ی «جادو» باشد. چیزهای بسیار ساده‌ای که ما اطرافمان می‌بینیم مانند این ماه بزرگ در آسمان که روی زمین ما سقوط نمی‌کند، جادویی‌اند. این بدان معنا نیست که هیچ توضیح زیبا یا ساده‌ای درباره‌ی آنها وجود ندارد. چیزی که من درباره‌ی زیبایی علم دوست دارم، گرفتن این واقعیت جادویی و قابل‌فهم ساختن آن است. جادو وجود دارد، حتی ما اگر آن را بفهمیم. شیوه‌ای که این چیزهای عجیب کنار هم قرار می‌گیرند و نمایش واقعیت به شکلی که ما آن را می‌بینیم، جادویی است. بنابراین تلاش برای رمزگشایی جادو با توضیحی عقلانی و درک اینکه چگونه به زیبایی بر ما جلوه‌گر می‌شود که اغلب مبتنی بر ریاضیات زیبا به شکل هندسه یا سایر ایده‌های ریاضی است، بسیار برای من جذاب است.

ما به عنوان انسان، کنجکاویم. پس طبیعی است که سوال بپرسیم. اما اینکه چرا کنجکاوی ذاتی خود را به سمت چیزی مانند نظریه‌ی ریسمان هدایت می‌کنیم که هیچ کاربردی در زندگیمان نخواهد داشت، سوالی است که برخی مردم می‌پرسند. چگونه می‌توانیم زمان زیادی را روی موضوعی صرف کنیم که از مشاهدات فیزیکی روزمره‌ی ما کاملا جداست؟ سوال خوبی است. این حس زیبایی‌شناسی ماست که به ما می‌گوید حقیقتی پشت این نظریه وجود دارد که جذاب است و کاربرد آن در درجه‌ی دوم قرار می‌گیرد. زیرا ما در نهایت تلاش می‌کنیم بفهمیم طبیعت چگونه کار می‌کند. از طرفی می‌دانیم نهایتا آن را نخواهیم فهمید، چرا که مسیر علم همیشه روندی صعودی داشته است. ما می‌دانیم میزانی که ما می‌توانیم یاد بگیریم، بسیار اندک است و می‌توانیم این امر را با نگاه به گذشته بفهمیم. ناامیدی اندکی نیز وجود دارد که عمر بشر در مقایسه با سن جهان و تمام حقایق زیبا، بسیار کم است. بیشترین فاصله‌‌ای که ما می‌توانیم سفر کنیم، فاصله‌ای در زمین است که در مقایسه با مقیاس وسیع کائنات، تقریبا هیچ است. در واقع، درگیر کردن خودمان با مجموعه‌ واقعیاتی که مفاهیم فضا و زمان را از دید کنونی ما فراتر می‌برد، نوعی رضایت و خشنودی ناشی از رفتن به فراسوی واقعیت محدومان بدست می‌دهد. این خشنودی از این نظر که ما نمی‌توانیم هرجایی را ببینیم و در تمام زمان‌ها باشیم، کوچک است. این دلیلی است که من به علوم بنیادی حذب می‌شوم، با وجود اینکه می‌دانم و درک می‌کنم سهم من در شناختن پدیده‌ها در مقایسه با بخش ناشناخته، بسیار ناچیز است.

اگر کشف بوزون هیگز، تنها کشف LHC باشد، پس این موقعیت، مایه تاسف است، یعنی تمام چیزهایی که طی ۴۰ سال گذشته بدست آمده‌اند، از نظر آزمایشگاهی، بی‌فایده بوده‌‌اند. البته عالی است که چنین ماشین شگفت‌انگیزی توانست این حقیقت را کشف کند. این کشف، یک دستاورد برجسته و مهم است و باید به دانشمندان دست‌اندرکار، تبریک جانانه گفت، اما طبیعت می‌توانست راهنماهای بیشتری در مورد نظریه‌ی ریسمان بدهد. در واقع ما در حدی که آرزو می‌کردیم، خوش‌ شانس نبودیم. با این وجود، هنوز جای امیدواری وجود دارد، زیرا قبل از اینکه بتوانیم مطمئن باشیم آیا فیزیک جدیدی در LHC وجود دارد، LHC حدود ۵ تا ۱۰ سال وقت دارد.

فکر می‌کنم اجتماعاتی وجود داشته باشد که شخصی که فیزیکدان نیست و علاقه‌ای به نیروها و ذرات ندارد، می‌تواند از یک دانشمند بپرسد: «این مفهوم فیزیکی برای مردم عادی به چه معناست؟» (بدون توضیح زیاد درباره‌ی قوانین فیزیک یا اینکه نیروهای ذرات بنیادی چگونه کار می‌کنند) «این مفهوم چطور زندگی مرا تحت تاثیر قرار می‌دهد؟» یا «شما چگونه در مورد این مفهوم فکر می‌کنید؟» یا «آیا شیوه‌ی نگاه کردن شما به کل جهان، زندگی روزمره‌ی شما را تغییر می‌دهد؟». به نظرم، این نوع سوالات زیاد مطرح نمی‌شوند. شاید دانشمندان کمی خجالت می‌کشند به این موضوعات بپردازند، زیرا آنها را به پژوهش خود مربوط نمی‌دانند. شاید آنها نوعی فلسفه یا شعر باشند، این قلمروها، چیزهایی هستند که دانشمندان دنبالشان نمی‌روند و مردم هم از آنها انتظار ندارند. آنها معمولا روی حقیقت چیزها تمرکز می‌کنند، مانند انواع ذرات و نیروها که به نظرم شاید کمی فنی باشد. این فقط نظر من است.

چیزی که به نظرم در نگرش دانشمندان این قرن یا چند دهه‌ی گذشته‌ای که من کار کرده‌ام، عجیب است، این است که نه تنها فلسفی نیست، بلکه برخی اوقات، ضدفلسفی است؛ برخلاف این حقیقت که بنیان علم، فلسفه است. بسیاری از دانشمندان بنیان ایده‌های خودشان را فلسفی نمی‌دانند. آنها جرات ندارند به آن حوزه‌ها وارد شوند و گشت و گذار کنند. هر وقت چنین بحثی پیش می‌آید، آن را به عنوان یک بحث بی‌فایده رد می‌کنند. من فکر می‌کنم چنین تفکری برای توسعه‌ی علم، خوب نیست، مثلا در روزهای اولیه‌ی مکانیک کوانتومی یا نسبیت، بحث‌هایی وجود داشتند که ترکیبی از ایده‌های علمی و فلسفی بودند و من فکر می‌کنم آن جنبه از علم،‌ امروزه وجود ندارد.

من همکاری را دوست دارم. برای من، علم درک چیزهاست و بنابراین کمک گرفتن از مردم و همکاری با آنها، کاملا خوب است. تلاش برای اینکه بگوییم «من آن کار را انجام دادم!» نگرشی است که خوب نیست. من با همکاری، چیزی را از دست نمی‌دهم. من از جنبه‌ی انسانی تلاش برای ارتباط با مردم مختلف، لذت می‌برم. من، یک ایده دارم و همکارم ایده‌ی دیگری را پیشنهاد می‌دهد و کار را بسیار هیجان‌انگیزتر می‌کند. با این وجود، گاه و بیگاه، ایده‌ای وجود دارد که در ذهن خودم آغاز می‌شود و در ذهن خودم هم پایان می‌یابد؛ من به همکاری نیاز نداشتم و این موردی است که مقالات تک‌اسم می‌نویسم. اما اینطور نیست که از قبل بگویم من فقط خودم باید این کار را انجام دهم. اگر فرد دیگری در آن کار سهیم شود، یک همکاری شکل می‌گیرد. بنابراین برای من، این ماهیت علم است. متاسفانه اغلب در علم، نگرشی وجود دارد که مبادا ما قهرمان آن پژوهش نباشیم. انسان در زمینه‌های سیاسی یا سایر حوزه‌های انسانی مانند هنر، موسیقی یا فیلم به دنبال ساختن قهرمان‌هاست. چنین دیدی را می‌توان در علم اینگونه دید که یک مقاله‌ی تک‌اسم، یعنی یک قهرمان وجود دارد. من چنین نگرشی را در علم تصدیق نمی‌کنم. برای من، علم زمانی که نتیجه‌ی همکاری است، بسیار جالب‌تر و بامعناتر است. این همان چیزی است که من در مورد کارگاه تابستانی که ما در این مرکز برپا می‌کنیم، دوست دارم. بسیاری از مردمی که من دوست دارم با آنها همکاری کنم، اینجا هستند. من از این فرصت استفاده می‌کنم تا همکاری با آنها را آغاز کرده یا ادامه دهم. این رویداد بسیار خارق‌العاده است و با نگرش من در مورد علم، بسیار خوب جور درمی‌آید. اکنون در این کارگاه، جو بحث، همکاری و دانشجویان و محققان مشتاقی وجود دارند که همگی در یک مکان، گرد آمده‌اند. این مرکز کار بسیار شگفت‌انگیزی در ایجاد چنین فضای دوستانه‌ای می‌کند.

نظریه‌ی ریسمان، در بحث سرمایه‌گذاری زیر فشار زیادی است. از آنجایی که این نظریه‌ با هیچ آزمایشی در ارتباط نیست، برای آنکه به طور نامحدود توسط دانشکده‌های فیزیک (که اصولا مبتنی بر آزمایش‌های فیزیک‌اند) حمایت شود، فشار وجود دارد. از طرفی، ریاضیدانان دیده‌اند که این موضوع برای توسعه‌ی ریاضیات محض مفید است و بسیاری از آنها دوست دارند ادامه‌ی پیشرفت و توسعه‌ی نظریه‌ ریسمان را ببینند، به جز آنهایی که احساس می‌کنند بسیاری از چیزهایی که در نظریه ریسمان وجود دارد، آنقدر دقیق نیستند که ریاضی خوانده شوند. بسیاری از ریاضیدانان،‌ توسعه‌ی نظریه‌ی ریسمان را وظیفه‌ی دانشکده‌های فیزیک می‌دانند، در نتیجه موضوعاتی مانند نظریه ریسمان در شکاف بین این دو حوزه قرار گرفته و حمایت نمی‌شوند. اینجا جایی است که مرکز سیمون و مراکز مشابه وارد شده و نقشی حیاتی را در پر کردن این خلا با برگزاری این کارگاه‌های عالی، ایفا می‌کنند. بسیاری از مردمی که اینجا می‌آیند و تعامل می‌کنند، قبلا اثر مهمی بر اتصال فیزیک و ریاضی داشته‌اند و من امیدوارم این کارگاه تا افزایش تعداد فعالیت‌ها و تعامل‌های آینده ادامه داشته باشد. من در این مورد، بسیار خوش‌بینم!