X
تبلیغات
yavery - نظريه M

yavery

علمی

نظريه M

اما بسياري از متفکران از اين ادعاي هاوکينگ انتقاد کردند. اغلب منتقدان، اين ادعا را به منزله بيانيه اي اغراق آميز مبني بر برتري جايگاه علم نسبت به الهيات و فلسفه تلقي کرده و آن را نادرست دانستند. برخي نيز چنين ادعايي را ناشي از خودبيني بيش از حد برخي از دانشمندان قلمداد کردند. اکنون مي توان گفت که احتمالاً حق با منتقدان بوده است. امروزه که بيش از 15 سال از انتشار کتاب هاوکينگ مي گذرد، چنين به نظر مي رسد که نظر خود اين کيهان شناس دانشگاه کمبريج نيز 180 درجه تغيير پيدا کرده است. هاوکينگ چندي پيش در سخنراني خود در همايشي که در دانشگاه کاليفرنيا در ديويس برگزار شده بود، چنين گفت؛ «تا اين زمان، اغلب فيزيکدان ها به طور تلويحي بر اين باور بودند که نظريه اي غايي براي تبيين رفتار جهان وجود دارد و اينکه انسان بالاخره روزي به اين نظريه دست خواهد يافت. تصور خود من هم چنين بود و فکر مي کردم ما به زودي چنين نظريه اي را کشف خواهيم کرد.» اما اکنون هاوکينگ درباره اين مساله به شدت دچار ترديد شده است، چرا که سخنانش را اين گونه ادامه داد؛ «اما ممکن است فرمول بندي نظريه غايي کائنات در قالب تعداد محدودي از معادله هاي رياضي اساساً کاري ناممکن باشد.» اگر چنين باشد، ما بايد براي هميشه با ايده «نظريه همه چيز» خداحافظي کنيم.

چرخش 180 درجه اي هاوکينگ از ديدگاه قبلي خود، دستاورد پژوهش هاي او بر روي يکي از پيشرفته ترين نظريه هاي مطرح در عرصه فيزيک است. اين نظريه که از نامزدهاي اصلي «نظريه همه چيز» محسوب مي شود اصطلاحاً «نظريه M» ناميده مي شود. نظريه M درواقع تعميم يافته نظريه معروف ريسمان است که تمامي پديده هاي کائنات را نتيجه ارتعاشات متفاوت ريسمان هاي انرژي در يک فضازمان 10 بعدي مي داند. تاکنون فيزيکدان ها پنج نسخه متفاوت از نظريه ريسمان ها را بسط داده اند، اما مدتي است که مشخص شده است همگي اين نسخه هاي متفاوت نظريه ريسمان درواقع خود از يک نظريه جامع تر مشتق مي شوند. به همين دليل هم فيزيکدان ها اين نظريه اسرارآميز را نظريه M ناميده اند (M حرف اول واژه Mystery به معناي اسرارآميز است).


نظريه ريسمان ها و نظريه M سعي دارند بين دو بخش اصلي فيزيک يعني نظريه ها نسبيت اينشتين و مکانيک کوانتومي وحدت ايجاد کنند. هرچند هريک از نسخه هاي نظريه ريسمان در اين راه پيشرفت هايي کسب کرده اند، اما هيچ يک از آنها به طور کامل موفق نبوده اند. از اين نااميدکننده تر آنکه وقتي به سراغ مدل تعميم يافته نظريات ريسمان يعني نظريه M مي رويم، درمي يابيم که نمي توان حقيقت غايي جهان را با آن توصيف کرد.

هاوکينگ معتقد است که ريشه هاي اين معضل بنيادين يعني ناتواني ذاتي بشر در تبيين رياضي قوانين غايي جهان عملاً از چند دهه پيش بر انسان آشکار شده بود. در آن زمان يعني در سال 1931، رياضيداني به نام کورت گودل ((Kurt Godel ثابت کرد که عبارت هاي رياضي درستي در رياضيات وجود دارند، که اثبات درستي آنها توسط خود رياضيات ناممکن است. اما از آنجايي که فيزيکدان ها نيز براي تبيين رفتار جهان به مدل هاي رياضي وابسته هستند، هاوکينگ معتقد است که قضيه ناکامل بودن گودل اينک دامن فيزيک را نيز گرفته است. کشف گودل، غرور رياضيدانان را به شدت جريحه دار کرد. تا پيش از آن، تصور بر اين بود که در هر سيستم رياضي، مي توان درستي يا نادرستي هر قضيه اي را بر مبناي اصول اوليه سيستم يادشده اثبات کرد.

با همين باور بود که ديويد هيلبرت (David Hilbert) رياضيدان مشهور آلماني در سال 1900 ميلادي فهرستي شامل 23 مساله مهم و حل نشده در عرصه رياضيات را به عنوان چالش هاي بزرگ قرن به جهان ارائه کرد. او نيز مانند تمامي رياضيدانان معتقد بود که براي هر مساله رياضي الزاماً راه حلي وجود دارد و بنابراين حتي دشوارترين مسائل حل نشده در رياضيات را هم با کمک نبوغ و پشتکار فراوان مي توان حل کرد. اما اين غرور رياضيدانان ديري نپاييد، چراکه تنها سي سال بعد، گودل ظهور کرد. او نشان داد که قضيه هايي در رياضيات وجود دارند که اساساً نمي توان آنها را برمبناي اصول اوليه اثبات کرد. به بيان ديگر، گودل ثابت کرد که رياضيات به عنوان يک سيستم شناختي، اساساً ناکامل است. آلن تورينگ (Alan Turing) رياضيدان برجسته انگليسي برمبناي قضيه گودل نشان داد که رايانه ها و روبات ها که اساساً ماشين هاي رياضي هستند، هرگز قادر نخواهند بود برخي از کارها را که انسان قادر به انجام آن است، انجام دهند. (به عبارت ديگر، اساساً نمي توان به انسان صرفاً به عنوان يک ماشين يا روبات فوق العاده پيچيده نگريست.) گرگوري چايتين (Gregory Chaitin) رياضيدان IBM نيز با استفاده از قضيه گودل ثابت کرد که عددي حقيقي به نام امگا وجود دارد که ذاتاً غيرقابل محاسبه است. اکنون نيز هاوکينگ به اين نتيجه رسيده است که کشف گودل حاکي از آن است که انديشه هاي خداوند تا ابد خارج از دسترسي عقل بشري باقي خواهد ماند.

هنر اصلي گودل، دستيابي به يک عبارت رياضي خودارجاع بود، عبارتي نظير معادل رياضي اين عبارت؛ «درستي اين عبارت، غيرقابل اثبات است.» اگر اين عبارت نادرست باشد به تناقض مي رسيم. پس بايد درست باشد که در اين صورت، درستي آن غيرقابل اثبات خواهد بود (يعني هرچند مي دانيم درست است اما امکان اثبات درستي آن وجود ندارد).

هاوکينگ نيز مشابه چنين مساله اي را در فيزيک پيدا کرده است. براساس استدلال قديمي نيوتوني، همواره مي توان با برون يابي شناخت خود از وضعيت جهان در زمان حال، به وضعيت آينده آن پي برد. اما اين روزها ديگر نمي توان با چنين قطعيتي با جهان روبه رو شد. ديدگاه نوين ما نسبت به گرانش و نظريه کوانتومي حاکي از ناکامل بودن ديدگاه قطعي قبلي ما نسبت به جهان است. هاوکينگ در اين باره مي گويد؛ «مساله از آنجا ناشي مي شود که هم ما و هم نظريه هاي ما همگي به نوبه خود، جزيي از جهان محسوب مي شويم. ما همانند فرشتگان نيستيم که بتوانيم جداي از جهان و از خارج، به آن نگاه کنيم.»

اين بدان معناست که نظريات فيزيکي ما درباره جهان (که خود، بخشي از جهان محسوب مي شوند) همگي همانند قضيه گودل اساساً خودارجاع بوده و بنابراين همگي ذاتاً ناکامل هستند.دقيقاً به همين دليل نظريه M نيز ناچاراً و اساساً نظريه اي ناکامل خواهد بود. در ارائه اين نظريه، فرض بر آن است که همواره مي توان «تابع موج» جهان را در هر نقطه از فضا مشخص کرد (تابع موج هر سيستم، تمامي اطلاعات کوانتومي سيستم يادشده را در دل خود دارد). اما مشخص کردن تابع موج يک جهان لايتناهي، به چگالي بي نهايتي از اطلاعات نياز دارد که در اينجا يک معضل اساسي وجود دارد. هاوکينگ و فيزيکداني به نام ياکوب بکنشتاين (Jacob Bekenstein) از دانشگاه عبري اورشليم در تحقيقات مشترک خود بر روي سياهچاله ها نشان داده اند که مقدار اطلاعات موجود در يک سياهچاله، برخلاف انتظار به حجم سياهچاله وابسته نيست، بلکه به سطح مرزي آن يا همان سطح افق رويداد آن وابسته است. اين مساله به نظريه M اجازه نمي دهد که با چگالي نامحدودي از اطلاعات سر و کار داشته باشد. هاوکينگ مي گويد؛ «بنابراين ما بايد به دنبال فرمول بندي خاصي از نظريه M باشيم که در آن، محدوديت اطلاعاتي سياهچاله ها لحاظ شده باشد.»

اما دستاورد گودل شديداً بر چنين نظريه اي که با چگالي محدودي از اطلاعات سر و کار دارد سايه افکنده است. مساله اساسي به ماهيت اطلاعات در جهان بازمي گردد. درواقع همان طور که رولف لانداوئر (Rolf Landauer) فيزيکدان IBM نيز گفته است؛ «اطلاعات، ماهيتي فيزيکي دارند.» بنابراين اطلاعات جهان (که شامل اطلاعات خود مدل توصيف کننده آن «يعني نظريه M يا هر نظريه ديگري» نيز مي شود) همواره در يک قالب فيزيکي، همانند نحوه چينش ذرات مغناطيسي بر روي يک نوار مغناطيسي و... نمود پيدا مي کند. اما چيدمان چنين ذراتي خود به انرژي نيازمند است. بدين ترتيب، مدل توصيف کننده جهان به نوبه خود به تغيير انرژي و اطلاعات جهاني منجر مي شود که درصدد توصيف آن است. پس اين مدل نيز همانند عبارت رياضي گودل، خودارجاع خواهد بود. بنابراين دستيابي بشر به نظريه اي که بتواند ماهيت غايي جهان را توصيف کند (نظريه همه چيز) تا ابد غيرممکن خواهد بود.ممکن است برخي فيزيکدان ها از اين کشف هاوکينگ نااميد شده باشند، اما خود هاوکينگ به گونه اي ديگر به اين مساله نگاه مي کند. او مي گويد؛ «قضيه گودل نشان داد که رياضيدان ها هيچ گاه در مسير شناخت ساختارهاي رياضي به پايان راه نخواهند رسيد.» و ادامه مي دهد؛ «اينک به نظر مي رسد که نظريه M نيز دستاورد مشابهي براي فيزيکدان ها داشته باشد. غايت جهان اساساً ناشناختني است و بنابراين مسير شناخت جهان نيز براي انسان، راهي بي انتها خواهد بود. پس فيزيکدان ها هيچ گاه بيکار نخواهند
+ نوشته شده در  شنبه دهم مرداد 1388ساعت 20:58  توسط کاظم  |