ساعت ۱:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٥/۱٥  کلمات کلیدی: فیزیک ، انیشتین و داروین
 

انیشتین و داروین

 

داستان دو نظریه در گفت وگو با نیل دوگراس تایسون ستاره شناس و مشکل تکامل

آلن بویل

ترجمه:کاوه فیض اللهى

دانشمندى سر برآورد با شیوه اى نو در تبیین زیست شناسى و یک نسل بعد دانشمند دیگرى سر برآورد با شیوه اى نو در تبیین فیزیک. اکنون پس از یک قرن بررسى موشکافانه هر دو تبیین هنوز کاملاً به اعتبار خویش باقى اند. اما


در فرهنگ عامه از آلبرت اینشتین فیزیکدان بتى ساخته شده در حالى که میراث چارلز داروین زیست شناس در غبارى تیره از اختلاف نظر فرو رفته است. چرا جایگاه نظریه هاى داروین درباره منشاء گونه ها که در سال ۱۸۵۹ مطرح شد و نظریه هاى اینشتین درباره نسبیت که در فاصله سال هاى 1905-1916 به چاپ رسید، نزد مردم اینچنین متفاوت است؟ نیل دوگراس تایسون ( deGrasse Tyson .N) اختر فیزیکدان، مدیر افلاک نماى هایدن در نیویورک و یکى از دو نویسنده کتاب «منشاء: چهارده میلیارد سال تکامل کیهان» در گفت وگویى که اخیراً در دانشگاه واشینگتن انجام شده به این پرسش مى پردازد.
•به نظر مى رسد اینشتین و داروین در جامعه ما دو جایگاه متفاوت دارند. یکى تقریباً نماد فرهنگ عامه است در حالى که بعضى ها مى خواهند آن یکى دیگر را بى اعتبار کنند. چرا وضعیت به این شکل است که نسبت به این دو رویکردهاى متفاوتى وجود دارد، در صورتى که نظریه هایشان از نظر شواهد تاییدکننده، در وضعیت بسیار مشابهى قرار دارد؟
با آ نکه هر دو دانشمند بودند، اما اینشتین نخستین دانشمند بسیار مردمى بود که فعالیت هایش در راه اهداف اجتماعى و نیز آرمان هاى سیاسى، هویدا و پیش چشم همگان بود. بعید مى دانم چنین چیزى در مورد داروین هم صدق کند. مى دانم که او در روزگار خویش بسیار متهور بود. مى دانم که کتابش، «اصل انواع»، کتابى پرفروش بود. اما گمان نمى کنم فعالیتى در سیاست داشت که تاثیرى در روند کار دولت ها گذاشته باشد. سراغ ندارم ملتى مستقل نزد او آمده باشند و تقاضا کنند که رئیس جمهورشان شود، آن طور که براى مثال کشور جدید اسرائیل از اینشتین چنین خواسته اى داشت. من به عنوان یک شهروند و به عنوان یک دانشمند عمومى مى توانم به شما بگویم که اینشتین یک پارادایم علمى جاافتاده با ریشه هاى بسیار محکم را از اساس واژگون کرد در حالى که داروین عملاً هیچ پارادایم علمى را واژگون نکرد. پارادایم از پیش وجود داشت اما فرایندى تدریجى بود: «آیا تکامل آن طور که لامارک مى گوید با وراثت صفات اکتسابى عمل مى کند؟ نه. این طور نیست.»... در اینجا مى توان تکامل یک ایده یعنى چگونگى عملکرد تکامل را دید در حالى که اینشتین مدعى شد فیزیک نیوتنى ناقص است و این چیزى است که در طول صدها سال حاکمیت فیزیک نیوتنى غیرقابل تصور بود. آن طور که من از تاریخ برداشت کرده ام مردم همواره از کسانى که همگان به نابغه بودنشان اذعان دارند مى خواهند که درباره همه چیز اظهارنظر کنند.
•درست مانند وضعیتى که امروزه در رابطه با ستارگان موسیقى راک وجود دارد. همه مى خواهند بدانند که بونو درباره قحطى در جهان چه فکر مى کند. هر چند او از طریق موسیقى به پول رسیده است.
دقیقاً. به همین خاطر اینشتین در این حوزه هاى دیگر الزاماً متخصص نیست. حتى در این حوزه هاى دیگر الزاماً فردى مطلع هم نیست. اما مردم مى دانند که او اندیشمندى ژرف است. پس مى خواهند بدانند که اندیشه هاى ژرف او درباره یهودیان و اعراب چیست و همین طور درباره نهضت حقوق مدنى، بمب اتم آلمانى نازى؟ به این ترتیب او عملاً مشاور مردمى شد که تلاش مى کردند از کسى که به او اعتماد کامل داشتند یعنى از یک نابغه ایده بگیرند. همین عامل است که اینشتین را از داروین متمایز مى سازد. اما فکر مى کنم عالم مهمترى نیز وجود دارد: در این دنیا هیچ علمى مانند فیزیک نیست. هیچ چیز نزدیک به آن دقتى که فیزیک با آن شما را قادر به درک جهان اطرافتان مى سازد نیست. قوانین فیزیک است که به ما امکان مى دهد بگوییم خورشید دقیقاً کى طلوع خواهد کرد. کسوف چه وقت شروع مى شود و چه وقت به پایان خواهد رسید. شهاب سنگ کى به زمین برخورد مى کند، آن وقت که دیوید لوى و جین و کارولین شومیکر یک ستاره دنباله دار کشف کردند را یادتان هست؟ آنها براساس چند اندازه و مشخصات آن گفتند که دفعه بعد با مشترى برخورد خواهد کرد. آنچه قابل توجه است اینکه هیچ کس در این پیش بینى تردید نکرد. زیرا همه مى دانند که این قدرت درک حاصل از مبانى فیزیک است که پیش بینى آینده را با دقت زیاد امکان پذیر مى سازد. زیست شناسى این طور نیست. شیمى هم این طور نیست، بله، مى توان نتیجه واکنش ها را پیش بینى کرد. بله مى توان مکانیسم ها را درک کرد. نظریه تکامل داروین چارچوبى است که تنوع حیات بر روى زمین در آن درک مى شود. اما در کتاب «اصل انواع» داروین هیچ معادله اى نیست که بتوان با استفاده از آن گفت فلان گونه صد سال یا هزار سال دیگر به چه شکلى در خواهد آمد. زیست شناسى هنوز به آنجا نرسیده است که بتواند با این دقت پیش بینى کند. پس هنگامى که از نظریه نسبیت و نظریه تکامل صحبت مى کنیم مى دانیم که هر کدام شیوه بسیار مهمى براى شناخت جهان است. اما جعبه ابزارى که همراه نظریه نسبیت است، که در واقع همراه هر نظریه فیزیکى است، در چنان سطحى از دقت است که آن را در ترازى دیگر قرار مى دهد. یعنى صرفاً یک اصل سازمان دهنده نیست. وقتى پیش بینى مى کنید که خورشید فردا صبح ساعت هفت و بیست و دو دقیقه طلوع خواهد کرد و کسى بخواهد با شما بحث کند، با آن گفت وگو فقط وقتتان را هدر خواهید داد. بگذارید و بروید زیرا با اطمینان مى دانید که چه اتفاقى خواهد افتاد. به همین دلیل چون نظریه تکامل داروین نظریه اى در زیست شناسى است و چون زیست شناسى علمى متفاوت از فیزیک است، به نظر یک آدم بیگانه ناوارد چنین مى آید که مى توان پابرهنه وسط پرید و مدعى شد که مسائل آنطور که زیست شناس مى بیند نیست. این البته اکنون نادرست است، اما مى خواهم بگویم وقتى جعبه ابزارى با قدرت پیش بینى در اختیار داشته باشید، درست مانند آن است که زره پوش شده باشید. دیگر اهمیتى نخواهید داد که کسى بگوید آن معادله غلط است. معادله به وضوح درست است، پس بروید منزل تان.


از آنجا که تکامل اصل سازمان دهنده زیست شناسى است که امکان درک پدیده ها را فراهم مى کند، هستند کسانى که در برابر آن ایستادگى مى کنند به عقیده من مخالفت در این سطح با مخالفت شایع در زمانى که کپرنیک و گالیله ثابت کردند زمین به دور خورشید مى گردد و نه بر عکس تفاوت بنیادى ندارد. در آن زمان گرانش نیوتنى را نداشتیم. نمى شد مکانیسم چرخ دنده اى منظومه شمسى را با دقت زیاد پیش بینى کرد، اصلاً در آن زمان «منظومه شمسى» کلمه جدیدى بوده که تلویحاً به معناى قرار داشتن خورشید در این مرکز عالم بود. در آن زمان طبقات مذهبى در این باره بحث مى کردند و مى گفتند که خلاف کتاب مقدس، خلاف خدا، شیوه خدا و خواست خدا است. البته در آن زمان کلیسا فوق العاده قدرتمند بود. در ایتالیا عملاً کلیسا حکومت مى کرد. بنابراین قدرت لازم براى تحمیل یک دیدگاه وجود داشت و این پشتیبانى از دیدگاه هایى که با تفسیر کلیسا از کتاب مقدس مغایرت داشت را براى سلامتى افراد مضر مى ساخت.
خوشبختانه باید به اطلاع شما برسانم که امروزه اگر کسى بگوید که زمین به دور خورشید مى گردد یا ستارگان دیگرى وجود دارند که ممکن است سیاره هایى داشته باشند که در آنها حیات باشد، زنده زنده پاى چوبه دار سوزانده نمى شود. جوردانو برونو همین حرف ها را زده بود که در سال ۱۶۰۰ پاى دار سوزانده شد؛ درست ده سال پیش از آن که گالیله با «پیام آور ستارگان» (تلسکوپ گالیله _ م) عملاً روى صحنه بیاید و خبر دهد که مشترى اقمارى دارد و به این ترتیب مشترى را مرکز این حرکت سازد و نه زمین. از آن زمان تاکنون اوضاع به سرعت تغییر کرده است. از سوزاندن برونو در آتش تا بازداشت خانگى گالیله تا به امروز که کلیساى کاتولیک بیانیه مى دهد و اعلام مى کند که تکامل درست است. به این ترتیب تاریخ نشان داده است که نظام هاى اعتقادى خداباورانه همواره توانسته اند خود را با اکتشافات غالب علم زمان خویش سازگار سازند. آنها که این کار را نکنند جا خواهند ماند و اگر کسى جا بماند دستش از نیروهایى که سیستم هاى اقتصادى نوظهور را کنترل مى کنند کوتاه خواهد شد. ما در قرن بیست و یکم زندگى مى کنیم نیروى پیش برنده نظام هاى اقتصادى نوین علمى و تکنولوژیک خواهند بود ما که دیگر در عصر کشاورزى نیستیم. گفتن اینکه من به گفته هاى داروین اعتقاد ندارم در نیمه قرن نوزدهم چه پیامد هایى داشت؟ عملاً هیچ، اما امروزه با وجود این همه شرکت هاى تکنولوژى زیستى بدون نظریه تکامل هیچ درکى از زیست شناسى وجود ندارد. در نتیجه چنانچه کسى بگوید «من اعتقادى به نظریه تکامل ندارم و فکر مى کنم که هر کدام از ما اختصاصاً آفریده شده است» باید به پیامد هاى آن در رابطه با وضعیت استخدامى اش توجه کند حال اگر کسى نخواهد دانشمند شود شاید این مسئله اهمیت چندانى نداشته باشد. خب در واقع حرفه هاى بسیارى هست که در آنها دانشمندان کارى ندارند. اما همانطور که گفتم نظام هاى اقتصادى نوظهور با علم و تکنولوژى به پیش مى روند، در حالى که تکنولوژى زیستى پیشگام آنها است. اگر کسى بیاید و حرفى از آدم و حوا بزند حتى از در ورودى هم نخواهد گذشت. او به دردشان نمى خورد زیرا نمى توانند از دانش او براى رسیدن به واکسن بعد، داروى بعد و درمان بعدى براى سرطان استفاده کنند. چنین دانشى به اکتشافاتى که مى دانیم در سالن هاى شرکت هاى تکنولوژى زیستى انتظارمان را مى کشند، راه نخواهد برد.
•منظورتان آن است که دید شخص از این نظریه ها روى آهنگ نو آورى تاثیر مى گذارد؟
بله.و براى آنکه این کج فهمى درباره اصطلاح «نظریه» را در نطفه خفه کنم باید اضافه کنم که تا پیش از اینشتین تمام نظریه هاى فیزیکى آزموده شده و تایید شده، «قانون» نامیده مى شد: قوانین سه گانه نیوتن در حرکت، قوانین گرانش و قوانین ترمودینامیک و... هنگامى که اینشتین از راه رسید نشان داد که نیوتن ناقص است. اشتباه نه، بلکه ناقص زیرا فقط زیرمجموعه اى از واقعیت را توصیف مى کند. اینشتین نشان داد که براى تبیین این واقعیت درک عمیق ترى لازم است. در این لحظه فیزیکدانان _ به گمانم نه حتى آگاهانه، بلکه به نوعى نیمه آگاهانه _ دست از «قانون» نامیدن چیزها برداشتند. در قرن بیستم هیچ «قانونى» در فیزیک وضع نشد. نظریه کوانتوم داریم، نظریه نسبیت و... کافى است نگاهى به کتاب ها بیندازید تا ببینید که همه از اصطلاح «نظریه» استفاده مى کنند. به نظرم این به معناى رسیدن به یک شناخت است که کسى که بعد از شما مى آید ممکن است به درکى عمیق تر از پدیده دست یابد. اما «عمیق تر» به این معنا نیست که کار شما دیگر اعتبار ندارد بلکه صرفاً یعنى آنکه گستره وسیع ترى از شناخت در انتظار شما است که آنچه شما مى دانید در دل آن جاى مى گیرد. مانند نمودار کلاسیک و قدیمى ون است: جهان نیوتن اینجا است در یک دایره و اکنون جهان اینشتین در دایره اى بزرگتر که نیوتن را در برمى گیرد و هنگامى که معادلات اینشتین را در گرانش و سرعت پایین در نظر بگیرید فرقى با معادلات نیوتن ندارد. در این شرایط همه آن معادلات فرو کاسته شده و به شکل معادلات نیوتن درمى آیند. از آنجا که معادلات نیوتن جواب مى دهند، در شرایطى که ثابت شده درست هستند، ناگهان از کار نمى افتند. به عبارت دیگر به خاکستر ننشسته اند بلکه هنوز صحیح و سالم آنجا هستند. به همین خاطر اکنون مى دانیم که نسبیت عام ناقص است چرا که با مکانیک کوانتوم پیوند نخورده است. آنها ازدواج نکرده اند و با هم صحبت نمى کنند. ما اکنون هم این را مى دانیم. از این رو برآنیم که هنوز دایره بزرگترى نیز هست که مکانیک کوانتوم و نسبیت عام را دربر خواهد گرفت و این چیزى است که متخصصان نظریه تار در پى آنند. همین است که به آنها انگیزه مى دهد و از روى هوس نیست.
•همین طور است. صرف هوس رسیدن به چیزى پیچیده و اسرارآمیز نیست.
بى خودى و براى خنده که این کار را نمى کنند. نه، واقعاً شکافى هست و این درک عمیق تر همان طور که گفتم درکى است که شناخت هاى پیشین را دربرمى گیرد زیرا از پیش معلوم شده که درستند و جواب مى دهند. اما عموم مردم با این تغییر در کاربرى واژگان هماهنگ نیستند. آنها کلمه «نظریه» را مى شنوند و مى گویند «خب، فقط یک نظریه است. ممکن است فردا نظریه دیگرى بدهند.» بله، اما اگر نظریه فردا متفاوت شد به خاطر آن است که نظریه اى قوى تر از قبلى داریم. نه به خاطر آنکه چیزى به کل متفاوت یافته ایم. اکنون حتى براى نامیدن ایده هایى که بسیار آزمایشى و خام هستند نیز از واژه «نظریه» استفاده مى شود. این درست اما به این ترتیب به مشکلى برمى خوریم: نظریه تکامل داریم و نظریه کوانتوم که همه به خوبى آزموده شده و کاملاً جاافتاده و تایید شده اند و از طرف دیگر نظریه کسى را داریم که در مرز علم است اما احتمالاً ثابت خواهد شد که نادرست است زیرا بیشتر نظریه هاى جدید نادرستند. اما همین ها دانشمندان را مدام در وضعیت پژوهش نگه مى دارند. هر جا که فهمیدید جریان چیست سعى مى کنید با باز کردن راهتان از میان خار و خاشاک پیش بروید، بین شیوه کاربرد کلمه «نظریه» توسط دانشمندان و برداشت عوام از این کلمه ناهماهنگى ناجورى وجود دارد، هر چند اکنون از این شیوه درک جهان یک قرن مى گذرد. قسمت ناخوشایند ماجرا همین جا است. اما آنچه مردم باید بفهمند آن است که هیچ چیز قوى تر از نظریه هاى موفق نیست. آنها ایده ها را چنان سازمان مى دهند که قدرت درکى در اختیار شما قرار مى دهند که در تمام نظام هاى فکرى انسان از ابتدا تاکنون بى همتا است.
•فکر مى کنید چه آزمونى بتواند اعتماد به نظریه داروین را طورى استحکام بخشد که نگاه کپرنیکى به منظومه شمسى امروزه از آن برخوردار است؟ آیا آزمونى هست که بتواند همان نوع دقتى را نشان دهد که امروزه براى حرکات سیاره اى داریم؟
در اینجا دو نکته وجود دارد: اجازه دهید آنها را یک به یک باز کنم. مسئله دقت فقط اینشتین را از داروین متمایز مى سازد. اما به نظر من علت مقاومتى که در جوامع گوناگون مشاهده مى کنیم فقط این نیست. بیشتر آنچه که اینشتین گفته و انجام داده است ارتباط مستقیمى با آنچه که در کتاب مقدس مى خوانیم ندارد. هیچ کس نه از نسبیت خاص یا کارهاى او در مکانیک کوانتوم خبر دارد و نه به آن اهمیتى مى دهد. آنجا که اینشتین واقعاً با کتاب مقدس تضاد پیدا مى کند این واقعیت است که نسبیت عام اصل سازمان دهنده بیگ بنگ مى شود. اینجاست که نظریه نسبیت با مسئله منشا تلاقى مى کند و اینجا است که جامعه مذهبى به آن واکنش نشان مى دهد. به همان قیاس به سیستم کپرنیکى که بازگردیم، به نظرم مسئله زمان مطرح مى شود. مدت ها پیش از طرح قوانین حرکت و قوانین گرانش توسط نیوتن، جهان مدل خورشید مرکزى را کاملاً پذیرفته بود. کتاب کپرنیک در سال ۱۵۴۳ منتشر شد اما نیوتن در سال ، ۱۶۸۷ درست است؟ این مى شود 310 سال. اکنون از نظریه داروین 310 سال گذشته است. باید از خودتان بپرسید معیارتان از این مقاومت چیست؟ آیا بخش عمده جهان در برابر آن مقاومت مى کنند؟ به آنها که مقاومت مى کنند بخش عمده اى نیستند. زیرمجموعه کوچکى از جهان است. حتى مى توان گفت یک گروه مقاومت. اما آنها باید بدانند که همتایانشان در گذشته آنها که با گردش زمین به دور خورشید مخالفت مى کردند، کمتر از آنها سینه چاک نبودند و نیز شور و شوق طرفداران اکتشافات علمى هم از آنها کمتر نیست. شوروشوق آنها در اختراع میکروسکوپ و کشف میکروب ها از این کمتر بود. به همین دلیل است که وقتى شما بیمار مى شوید به خاطر آن نیست که خدا شما را بیمار کرده بلکه به خاطر آن است که در معرض میکروارگانیسم قرار گرفته اید. مى توانم این میکروارگانیسم ها را به شما منتقل کنم و شما تمام علائم و نشانه هاى بیمارى را بروز خواهید داد. این اکتشاف خدا را از بسیارى معادلات کنار گذاشت، معادلاتى که مردم در رابطه با علت بیمارى در سر داشتند.درباره بیمارى هاى مقاربتى داستان مشهورى هست... هنگامى که معلوم شد پنى سیلین براى درمان بیمارى هاى مقاربتى موثر است، اسقفى در آن زمان گفت که این دارو کار شیطان است زیرا امکان مى دهد که افراد زنا کنند و با مجازات خدا روبه رو نشوند. امروزه نیز دیده مى شود که بعضى ها هنوز با ویروس ایدز به همین شکل برخورد مى کنند. اما مهم آن است که روى هم رفته مردم دیگر فکر نمى کنند که میکروب توسط نیروهاى فراطبیعى منتقل مى شود. بنابراین فکر مى کنم که مسئله گذشت زمان باشد. گفته مشهورى درباره، تکامل هر حقیقت بزرگ هست که مى گوید: نخست، مردم مى گویند که به آن اعتقادى ندارند؛ سپس مى گویند که با کتاب مقدس تضاد دارد؛ و در مرحله سوم مى گویند خودشان از اول آن را مى دانستند. پس کافى است به آنها کمى زمان بدهید. طول مى کشد تا گرم شوند.
•از سوى دیگر، الهام بخش کارهاى اینشتین نقص ظریه هاى گذشته بود. چگونه آزمایش ها نشان دادند که طرز فکر دانشمندان درباره جهان در اواخر قرن نوزدهم کاملاً نادرست بود؟
در فیزیک شکاف هایى وجود داشت و اگر کسى دوراندیش نبود ممکن بود با خود بگوید: «خودشان حل خواهند شد. کمى فرصت بدهید همه چیز روبه راه خواهد شد.» اما هیچ چیز حل شدنى نبود. بایستى کسى مثل اینشتین و اندیشمندان آینده نگر همتایش ظهور مى کردند تا ماجرا روشن شود.
•آیا منظورتان آن است که قیاس با عصر حاضر موضوع اکتشافات مربوط به جهان شتابدار مطرح مى شود.
بله، امروز هم شکاف هایى وجود دارد. هنوز نمى دانیم که ماده تاریک چیست. نمى دانیم انرژى تاریک چیست، نمى دانیم پیش از بیگ بنگ (انفجار بزرگ) چه اتفاقى افتاده است. نمى دانیم در مرکز س یاهچاله چه حوادثى رخ مى دهد. نمى دانیم چگونه مى توان گرانش را با مکانیک کوانتوم ادغام کرد. نمى دانیم کهکشان ها چگونه تشکیل شدند. حوزه هاى بسیار مهمى تا به امروز ناشناخته مانده اند. اما ماهیت علم همین است.
•و همین جور چیزها هستند که مى توانند الهاماتى از نوع اینشتین را برانگیزانند؟
امیدوارم. در واقع منظورتان آن است که کسى بیاید و تبیینى مثلاً براى ماده تاریک ارائه دهد و به عنوان بخشى از لوازم آن نظریه ده چیز دیگر را نیز تبیین کند. این اتفاقى است که در مورد نسبیت افتاده است. اینشتین گفت: «خب، این هم از سرعت نور» و از این قبیل و ناگهان نسبیت عام تقدیم اعتدالین عطارد به دور خورشید را تبیین کرد، انحراف نور ستارگان را تبیین کرد و خیلى چیزهاى دیگر. او از ابتدا تصمیم نداشت آنها را تبیین کند اما این همان چیزى است که باعث مى شود اعتماد شما به نظریه نسبیت بیشتر شود. اگر از ابتدا بخواهید چیزى را تبیین کنید، دودل خواهند شد که نکند چیزى سرهم کرده تا آن را توجیه کند... اینشتین نمى خواست اینها را تبیین کند و همین قدرت شناخت به اعتماد فوق العاده اى منجر شد که او در مسیر درست قرار گرفته و به طرز کار طبیعت عمیقاً پى برده است.

منبع: روزنامه شرق