کشف نظریه‌ی نهایی فیزیک به علم پایان نخواهد دادگفتوگو با استیون واینبرگ/ ترجمه: ریحانه بی‌آزاران
استیون واینبرگ[۱] از برجسته‌ترین فیزیک‌دانان هسته‌ای آمریکایی است که در سال ۱۹۷۹ جایزه‌ی نوبل فیزیک را مشترکا با شلدون لی گلاشو[۲] و محمد عبدالسلام[۳] دریافت کرد. این جایزه به خاطر تلاش او در صورت‌بندی نظریه‌ی الکتروضعیف[۴]، که پیوستگی الکترومغناطیس با نیروی ضعیف هسته‌ای را توضیح می‌دهد، به واینبرگ اهدا شد.
واینبرگ نظریه‌ی الکتروضعیف خود را در سال ۱۹۶۷ منتشر کرد. تا قبل از آن، تصور می‌شد که عملکرد الکترومغناطیس و نیروی ضعیف، هر دو، ناشی از جابه‌جایی ذرات زیر اتمی است. نیروی الکترومغناطیس می‌تواند در فواصل بالقوه‌ی نامتناهی با ذرات بدون جرمی به نام فوتون فعال شود، این در حالی است که نیروی ضعیف فقط در فواصل زیراتمی، و آن هم از طریق ذرات عظیمی به نام بوزون فعال می‌شود. واینبرگ توانست نشان دهد که علی‌رغم تفاوت‌های ظاهری، فوتون‌ها و بوزون‌ها در واقع اعضای یک خانواده از ذرات هستند. مطالعات او، در کنار گلاشو و عبدالسلام، پیش‌بینی نتیجه‌ی آزمایش‌های جدید برخورد ذرات بنیادی را ممکن کرد.
واینبرگ قبل از عضویت در هیئت علمی دانشگاه کالیفرنیا[۵] در برکلی (۱۹۶۰-۱۹۶۹)، در دانشگاه کلمبیا[۶] و آزمایشگاه لارنس برکلی[۷] نیز مشغول به تحقیقات بود. او همچنین در آخرین سال‌های حضورش در دانشگاه کالیفرنیا، با سمت استادی در موسسه‌ی موریس لوب[۸] (۱۹۶۶-۱۹۶۷) هاروارد و استاد مدعو (۱۹۶۸-۱۹۶۹) در موسسه فناوری ماساچوست[۹] به تدریس پرداخت. واینبرگ در سال ۱۹۶۹ عضو هیئت علمی موسسه فناوری ماساچوست شد و در سال ۱۹۷۳ به دانشگاه هاروارد رفت. او در سال ۱۹۸۳ به دانشگاه تگزاس[۱۰] در شهر آستین نقل مکان کرد. واینبرگ هیچ‌وقت بازنشسته نشد و تا آخر عمرش به تدریس مشغول بود. استیون واینبرگ در ۲۳ ژوییه سال ۲۰۲۱ در سن ۸۸ سالگی در شهر آستین تگزاس درگذشت.
چهار در یک
مهم‌ترین دلیل شهرت نظریه‌ی ریسمان، متحد کردن چهار نیرو است. این یگانگی چرا این‌قدر مهم است؟
یگانگی، همه‌ی آن چیزی است که احتیاج داریم. تمام هدف فیزیک بنیادین مشاهده‌ی هرچه بیش‌تر پدیدههای جهان از منظر اصول کم‌تر و ساده‌تر است. این راهش نیست که یک کتاب در مورد الکترومغناطیس و کتاب دیگری در مورد برهمکنش‌های ضعیف و کتاب‌های دیگر با موضوعات دیگر داشته باشید، بلکه باید به دنبال یک کتاب درباره‌ی تمام نیروهای طبیعت باشیم. هدف ما یافتن توصیفی ساده‌تر است.
هیچ کجا ننوشته‌اند که در این را موفق می‌شویم، اما به هیچ نظریه‌ی غیریکپارچه‌ای درباره‌ی طبیعت هم راضی نخواهیم شد. برای مثال، فهم این که قوانین حاکم بر حرکت سیارات، همان قوانین حاکم بر جزر و مد و افتادن میوه از درخت به روی زمین است، بزرگ‌ترین گام‌ها در تاریخ فیزیک بوده‌اند. در نهایت امیدواریم به نظریه‌ی واحدی دست پیدا کنیم که بر همه چیز حاکم باشد.
به نظر شما آیا می‌توان به نظریهای دست یافت که دربرگیرنده‌ی هر چهار نیرو باشد؟
من معتقدم یک نظریه‌ی ساده وجود دارد که بر همه چیز حاکم است؛ هم بر چهار نیرویی که ما می‌شناسیم و هم شاید بر نیروهای دیگر. البته ممکن است باور من درست نباشد. ممکن است طبیعت به شکل کاهش‌ناپذیری پیچیده باشد اما از یک چیزی مطمئنم و آن این است که ما باید فرض بگیریم طبیعت پیچیده نیست زیرا در غیر این صورت هرگز نخواهیم توانست به یک نظریه‌ی بنیادی دست پیدا کنیم. البته تضمینی وجود ندارد که چنین نظریهای را پیدا کنیم. ممکن است به اندازه‌ی کافی هوشمند نباشیم. سگ‌ها برای درک مکانیک کوانتوم به اندازه‌ی کافی هوشمند نیستند. شک دارم بشر هم در درک آن‌چه که همه چیز را متحد کرده، به اندازه‌ی کافی هوشمند باشد. اما تصور می‌کنم شاید بتوانیم به چنین درکی برسیم، آن هم به دلیل توانایی در پیوند دادن ذهن‌های‌مان از طریق زبان، اما مطمئن نیستم. تصور می‌کنم بزرگ‌ترین مانعی که ممکن است با آن مواجه شویم، عدم تمایل جامعه به صرف هزینه برای ارسال تلسکوپ به مدار زمین یا ساختن شتاب‌دهنده‌های بزرگ ذرات باشد. اگر جامعه تصمیم بگیرد که آموختن قوانین بنیادین طبیعت ارزش صرف هزینه را ندارد، ممکن است به بن‌بست برسیم. باید دید چه خواهد شد.
پاسخ شما به شکاکانی که معتقدند هرگز چیزی به عنوان نظریه‌ی نهایی وجود ندارد، چیست؟
گاهی می‌شنوید که افراد می‌گویند قطعا هیچ نظریه‌ی نهایی وجود ندارد زیرا در نهایت هر بار گامی به سوی یکپارچگی یا ساده‌سازی برداشته‌ایم، همیشه به پیچیدگی‌های بیش‌تری رسیده‌ایم. این صرفا به این معنا است که ما هنوز آن نظریه را پیدا نکرده‌ایم. فیزیک‌دانان هیچ‌گاه تصور نمی‌کردند که به نظریه‌ی نهایی دست پیدا کرده‌اند.
اواخر قرن نوزدهم برخی فیزیک‌دانان بر این باور بودند که فیزیک در حال محو شدن است و تقریبا هر کاری که می‌شد انجام داد، انجام داده‌اند. اما آن‌ها دیدگاه بسیار محدودی نسبت به فیزیک داشتند، برای مثال، تبیین پدیدههای شیمیایی را جزء وظایف فیزیک نمی‌دانستند. یکی از اتفاقاتی که در قرن بیستم رخ داد این بود که ما اکنون بر اساس فیزیک بنیادین می‌دانیم چرا خواص شیمیایی مواد آن چیزی است که هست. تصور نمی‌کنم تاکنون هیچ‌کس واقعا فکر کرده باشد کار فیزیک تمام شده و مطمئنا امروز هم چنین فکری نمی‌کنیم.
به نظر شما یافتن این نظریه‌ی نهایی، چه معنایی برای علم، جامعه یا حتی باورهای دینی دارد؟
من فکر نمی‌کنم کشف یک نظریه‌ی نهایی فیزیک باعث پایان علم شود. حتی باعث پایان فیزیک هم نمی‌شود زیرا مسایل بی‌شماری باقی خواهد ماند؛ مسایلی که مشکل‌شان ندانستن اصول بنیادین نیست، بلکه مشکل‌شان این است که ما نمی‌دانیم چه‌گونه این اصول را به کار ببریم زیرا پدیده‌ها بیش از اندازه پیچیده هستند.
این مسئله را می‌توان به نحو کوچکی درباره‌ی آب و هوا مشاهده کرد. ما همه چیز را در مورد اصول بنیادین حاکم بر سیالاتی مانند هوا و آب می‌دانیم اما سعی کنید پیش‌بینی کنید که دو هفته‌ی دیگر در یک مکان خاص باران خواهد بارید یا خیر. شما نمی‌توانید چنین کاری بکنید؛ چون بیش از اندازه پیچیده است. یا در مورد هوش و آگاهی، من تصور نمی‌کنم اصول بنیادینی در فیزیک و شیمی وجود داشته باشد که ما ندانیم، با این حال از شناخت پدیده‌ی هوش یا آگاهی عاجزیم. پدیده‌ی بسیار پیچیده‌ای است و این نوع مشکلات برای همیشه وجود خواهند داشت.
اما آیا یک نظریه‌ی به اصطلاح نهایی، ماهیت فیزیک را تغییر خواهد داد؟
کشف یک نظریه‌ی نهایی که باعث وحدت همه چیز شود، به گونه‌ی خاصی از علم پایان خواهد داد؛ گونه‌ای از علم که با پرسش‌های بی‌پایانی از نوع «چرایی» به موضوعات ورود می‌کند. چرا ماه به دور زمین می‌چرخد؟ خب، چون جاذبه‌ی زمین ماه را نگه داشته است. چرا گرانش این گونه رفتار می‌کند؟ چون که انحنای فضا و زمان وجود دارد. و چرا چنین چیزی صادق است؟ خب، کسی چه می‌داند، شاید علتش چیزی شبیه به نظریه‌ی ریسمان باشد. این دنباله از پرسش‌های چرا، چرا، چرا، مانند ذهن یک کودک پرسش‌گر، با نظریه‌ی نهایی به پایان خواهد رسید و آن‌گاه علت تمامی این‌ها را خواهیم فهمید؛ یعنی کتاب قوانین حاکم بر همه چیز را خواهیم شناخت.
وضعیت علم
یکی از انتقادهایی که امروزه به نظریه‌پردازان ریسمان وارد می‌شود این است که با تجربه‌گرایان گفت‌وگو نمی‌کنند. همیشه این طور نبوده، درست است؟
از اواسط دهه‌ی ۱۹۶۰ تا اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰ دوره‌ی شگفت‌انگیزی وجود داشت، زمانی که فیزیک‌دانان نظری واقعا چیزی برای گفتن داشتند که تجربه‌گرایان به آن علاقه بودند. در عین حال تجربه‌گرایان نیز به کشفیاتی دست می‌یافتند که فیزیک‌دانان نظری به آن علاقه داشتند. همه چیز به سمت یک تصویر ساده از ذرات و نیروهای شناخته‌شده می‌رفت، تصویری که در نهایت به عنوان مدل استاندارد شناخته شد. فکر می‌کنم من این اسم را روی این مدل گذاشتم. زمانی بود که دانشجویان فارغ‌التحصیل در سالن‌های ساختمان فیزیک می‌دویدند و می‌گفتند که ذره‌ای دیگر را کشف کرده‌اند و این ذره با تئوری‌ها مطابقت دارد. همه چیز بسیار هیجان‌انگیز بود.
می‌توانم بگویم از اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰ به این سو فیزیک ذرات به نوعی دچار رکود شد. بخشی از این رکود بهایی است که برای موفقیت بزرگ‌مان در آن دوران فوق‌العاده می‌پردازیم. برای مثال، تصور می‌کنم کیهان‌شناسی امروزه بسیار هیجان‌انگیزتر از فیزیک ذرات است. این که نظریه‌پردازان ریسمان، بدون پشتیبانی چندانی از آزمایش‌های مرتبط، مشتاقانه به دنبال پیش‌بُرد این نظریه هستند، به این خاطر است که اصولا در آن مقیاسی که می‌خواهند آزمایش مرتبطی نمی‌تواند صورت بگیرد.
نظریه‌پردازان ریسمان در تلاش‌اند تا گام بزرگ بعدی نظریه‌شان را با استدلال ریاضی محض بردارند و این کار فوق‌العاده دشواری است. امیدوارم موفق شوند. من فکر می‌کنم آن‌ها در اتخاذ این مسیر کار درستی انجام می‌دهند، چون در حال حاضر نظریه‌ی ریسمان تنها امید ما برای رسیدن به یک دیدگاه واقعا یکپارچه از طبیعت است. نظریه‌پردازان ریسمان باید این مسیر را پیش ببرند، اما پیشرفت‌شان به شدت کند خواهد بود. من امروز ترجیح می‌دهم مطالعاتم را صرف مبحث رانش قاره‌ای[۱۱] کنم تا نظریه‌ی ریسمان. اما به شخصه نظریه‌پردازان ریسمان را به خاطر تلاش‌شان تحسین می‌کنم، چون آن‌ها بهترین امید ما برای برداشتن گامی بزرگ به سوی نظریه‌ی بزرگ یکپارچه‌ی بعدی هستند.
«برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ»[۱۲] شتاب‌دهنده‌ی بزرگ جدیدی است که در اروپا به بهره برداری خواهد رسید. شاید دور بعدی آزمایش‌های این شتاب‌دهنده چیز فوق‌العاده‌ای را کشف کند. چیزی که تکانی به ما بدهد و باعث شود نظریه و تجربه دوباره در کنار هم حرکت کنند. نمی‌دانم. دوران سختی است.
شما به مدل استاندارد اشاره کردید. این نظریه، چه‌گونه ماده و نیرو را محاسبه می‌کند؟
مدل استاندارد، نظریه‌ی میدان‌ها است. میدان‌ها چیزهایی هستند که تمام فضا را فرا گرفته‌اند، مثل میدان الکترومغناطیسی، میدان گرانشی و میدان الکترونی. هر کوارک میدان مخصوص به خود را دارد. هر ذره‌ی بنیادینی که می‌بینیم، چه کوارک باشد چه الکترون یا فوتون یا هر چیز دیگری، صرفا بسته‌ای از انرژی و تکانه‌ای[۱۳] از این میدان‌ها است. و این میدان‌ها به روش‌های نسبتا ساده‌ای با یک‌دیگر در تعامل‌اند.
یکی از ویژگی‌های بارز مدل استاندارد، روش‌های بسیار محدود تعامل این میدان‌ها، یعنی مبادله‌ی انرژی و تکانه‌ای با یک‌دیگر است. اگر غیر از این باشد سازگاری ریاضی نظریه از بین می‌رود. به همین خاطر است که مدل استاندارد، نظریهای به شدت محدود است. گویی مدل استاندارد تمام چیزهایی را که در آزمایشگاه می‌بینیم برای‌مان توصیف می‌کند، اما مجاز نیستیم در این آزمایشگاه هر چیزی را که بخواهیم ابداع کنیم. اگر این مشکل را که مدل استاندارد گرانش را در نظر نمی‌گیرد کنار بگذاریم، این نظریه می‌تواند به شکل کاملی تمام آن‌چه را که در طبیعت می‌بینیم برای ما توضیح دهد. البته از آن‌جا که این نظریه چند عنصر دل‌بخواهی دارد، به طور کامل هم رضایت‌بخش نیست.
به عنوان مثال، در مدل استاندارد تعداد زیادی اعداد در معادلات وجود دارد که اگر بخواهیم نظریه مطابق با مشاهده باشد، تنها باید آن اعداد به‌خصوص را وارد کنیم. مثلا جرم الکترون، جرم کوارک‌های مختلف و بار الکترون از این جمله اعداد هستند. اگر بپرسید، «چرا این اعداد همانی هستند که هستند؟، مثلا، چرا کوارک سر[۱۴] که سنگین‌ترین ذره‌ی بنیادین شناخته شده است، چیزی حدود ۳۰۰.۰۰۰ بار سنگین‌تر از الکترون است؟» پاسخ این است که: «ما نمی‌دانیم. این عددی است که با آزمایش مطابقت می‌کند.» چنین تصویری چندان رضایت‌بخش نیست.
بنابراین، مدل استاندارد پایان کار نیست. ما می‌دانیم که باید بیش‌تر از این‌ها تلاش کنیم. ما هرگز نخواهیم توانست نظریه‌ی ریسمان را با مشاهده‌ی ریسمان‌ها آزمایش کنیم. این مقیاسی است که فکر نمی‌کنم هرگز بتوانیم به آن دست پیدا کنیم؛ چون مقیاس بیش‌از اندازه کوچکی است. اما اگر نظریه‌ی ریسمان، گرانش را با نیروهای دیگر متحد کند و ۱۸ عدد اسرارآمیز[۱۵] را در مدل استاندارد به درستی پیش‌بینی کند، آن وقت فکر می‌کنم بتوانیم زنگ را به صدا درآوریم و بگوییم: «بله، همینه!»
زیبایی نظریه‌ی ریسمان
نظریه‌ی ریسمان پیش‌بینی‌های بسیار عجیبی دارد. جامعه‌ی فیزیک این پیش‌بینی‌ها را چه‌طور ارزیابی می‌کند؟
فکر نمی‌کنم تا به حال نظریه‌ی ریسمان برای کسی عجیب و غریب بوده باشد. افرادی هم که روی این نظریه کار می‌کردند، مطالعات‌شان طبق سنت‌های شناخته شده‌ی فیزیک ذرات بنیادین یا فیزیک نظری بنیادین بوده است. حتی ایده‌هایی که از همه عجیب‌تر به نظر می‌رسند، مثل ایده‌ی وجود ابعاد اضافی[۱۶]، سابقه‌ا‌ی طولانی در فیزیک دارند. اینشتین از ایده‌ی بُعد پنجم به عنوان راهی برای یکی کردن الکترومغناطیس با گرانش استفاده می‌کرد.
البته در میان فیزیک‌دانان، اختلاف‌نظری وجود دارد، نه بر سر این‌که آیا نظریه‌ی ریسمان در نهایت درست است یا نه، بلکه بر سر این‌که آیا نظریهای که این چنین دور از واقعیت تجربی است، اصلا ارزش تلاش مطالعاتی دارد یا نه. می‌توانم بگویم بسیار خوشحالم که همه‌ی فیزیک‌دانان نظری روی نظریه‌ی ریسمان کار نمی‌کنند، و در عین حال بسیار خوشحالم که برخی از آن‌ها روی نظریه‌ی ریسمان کار می‌کنند.
اگر نظریه‌ی ریسمان پیش‌بینی‌های آزمایش‌پذیر نداشته باشد، علم محسوب می‌شود یا فلسفه؟
گاهی می‌گویند نظریه‌ی ریسمان، از آن‌جایی که ارتباطی با هیچ آزمایشی ندارد، دیگر علم نیست و نوعی عرفان محسوب می‌شود. به نظر من چنین چیزی اصلا درست نیست. من معتقدم نظریه‌پردازان ریسمان در تلاش‌اند به نظریهای دست پیدا کنند که در صورت متحد کردن همه‌ی نیروها، نه تنها در بین همه به رسمیت شناخته خواهد شد، بلکه تجربه‌پذیر هم خواهد بود. این تجربه‌پذیری نه به دلیل یافتن خود ریسمان‌ها (آن هم با مشاهده‌ی شکاف‌های کوچک تک‌بُعدی در فضا که آن‌ها را ریسمان می‌نامیم) بلکه به خاطر توضیح آن مسایلی است که برای ما هنوز در فیزیک به صورت معما باقی مانده‌اند. نظریه‌ی ریسمان هم بخشی از علم متداول است. متاسفانه در نسبت با بخش اعظمی از علم که قابل مشاهده است، دیده نمی‌شود اما این‌طور هم نیست که به شکل ناامیدکننده‌ای از علم حذف شده باشد.
به نظرتان ممکن است نظریه‌ی ریسمان کلا اشتباه باشد؟
فکر نمی‌کنم هرگز اتفاق افتاده باشد که نظریهای با این حجم از مقبولیت ریاضیاتی، مانند نظریه‌ی ریسمان، کاملا اشتباه از آب درآمده باشد. نظریه‌هایی وجود داشته که در بستری متفاوت از چارچوبی که برای آن ابداع شده بودند، مفید واقع شده‌اند اما باورش برای من بسیار دشوار است که چنین ظرافت و زیبایی ریاضیاتی به سادگی هدر برود. به هر حال من راه دیگری جز نظریه‌ی ریسمان نمی‌شناسم. راه دیگری برای اضافه کردن نیروی گرانش به سایر نیروهای طبیعت، به جز آن چارچوب نظری کلی‌ای که سایر نیروها در آن قرار دارند، نمی‌بینم. بله، ممکن است کاملا اشتباه باشد، اما به نظرم اصلا محتمل نیست. به نظرم بهتر است فرض را بر این بگیریم که نظریه‌ی ریسمان اشتباه نیست و آن را خیلی جدی بگیریم و رویش کار کنیم.
از منظر یک فیزیک‌دان نظری زیبایی چیست؟
ممکن است عجیب و مسخره به نظر برسد که فیزیک‌دانی به نظریهای نگاه کند و بگوید «چه نظریه‌ی زیبایی!» و بعد صرفا به دلیل زیبایی آن را به عنوان یک نظریه‌ی احتمالی در مورد طبیعت جدی بگیرد. زیبایی چه ربطی به نظریه دارد؟ اجازه دهید با یک مثال منظورم را روشن کنم. پرورش‌دهنده‌ی اسبی را در نظر بگیرید که به اسبی نگاه می‌کند. هنگامی که او می‌گوید: «چه اسب زیبایی» هرچند به نظر می‌رسد صرفا احساسی زیبایی‌شناختی را ابراز کرده است ولی تصور می‌کنم چیزی فراتر از این وجود دارد. آن پرورش‌دهنده‌ی اسب، از آن جا که اسب‌های زیادی را دیده، طبق تجربه می‌داند که چنین اسب‌هایی برنده‌ی مسابقات هستند.
به همین شکل، قرن‌ها تعامل با طبیعت، نوعی حس زیبایی‌شناختی به ما دانشمندان القا کرده است. ما آموخته‌ایم که کدام نوع از نظریه‌ها – آن‌هایی که برنده‌ی مسابقات هستند – در محاسبه‌ی پدیدههای طبیعی موفق از آب در می‌آیند. زیبایی‌ای که ما به دنبالش هستیم نوعی استحکام است؛ این حس که نظریه دقیقا به همین شکل است، آن هم به این خاطر که اگر هر چیزی را در آن تغییر دهیم، معنایش را از دست خواهد داد.
این نکته‌ی خوبی است که نظریه‌های ریسمان مشخصا با گذشت زمان استحکام بیش‌تری پیدا کرده‌اند. اما ما به دنبال نظریهای نیستیم که تبیینی از مجموعه داده‌های ممکنی را ارایه دهد. ما به دنبال نظریهای هستیم که پیش‌بینی کند داده‌ها دقیقا باید چه‌گونه باشند، چون تنها در این صورت است که توضیح خواهیم داد چرا جهان این‌گونه است. این همان زیبایی‌ای است که در آثار هنری‌ای نظیر سونات شوپن[۱۷] هم دیده می‌شود. حتی اگر قبلا آن قطعه را نشنیده باشید، وقتی نُتی اشتباه نواخته شود، شما متوجه‌اش می‌شوید. آن نوع از زیبایی که در فیزیک به دنبالش هستیم واقعا مانند یک راهنما عمل می‌کند و همین موضوع بخش عمده‌ای از دلیلی است که افراد را به نظریه‌ی ریسمان علاقه‌مند کرده است. شرط می‌بندم حق با آن‌ها است.
جایی که نظریه‌ی ریسمان دیگر پاسخ‌گو نیست
این‌که این روزها نظریه‌ی ریسمان موضوع داغی شده و همه درگیر آن هستند، به نظر شما این موضوع برای کلیت فیزیک خطر یا اشکالی به وجود نمی‌آورد؟
ما نسلی از فیزیک‌دانان نظری بسیار باهوش داریم که روی نظریه‌ی ریسمان کار می‌کنند و واقعا حیف است که به خاطر این کار نظری نسبت به آزمایش بی‌اعتنا شده‌اند یا آزمایش را دنبال نمی‌کنند و حتی گاهی درکی از چیزهایی که به لحاظ تجربی امکان‌پذیر است، ندارند. در نسل ما، مجبور بودی به آزمایش توجه کنی. نظریه‌ها در نوعی فرایند بده بستان با تجربه‌گرایان شکل می‌گرفت. امروز چنین چیزی دیگر وجود ندارد. نمی‌دانم چه کاری می‌توان برایش کرد. فکر نمی‌کنم تاسف خوردن هم فایده‌ای داشته باشد. نظریه‌پردازان ریسمان دارند همان کاری را انجام می‌دهند که باید انجام شود. این تنها راه پیشرفت آن‌ها است و ما تنها باید امیدوار باشیم که آزمایش و نظریه در زمان بهتری بار دیگر در آینده به هم ملحق شوند.
به نظر شما بزرگ‌ترین کمبود نظریه‌ی ریسمان چیست؟
یکی از جنبه‌های ناامیدکننده‌ی نظریه‌ی ریسمان این است که تاکنون به هیچ وجه نتوانسته است در مورد بزرگ‌ترین مسئله‌ی برجسته‌ی فیزیک که ما واقعا در طبیعت شاهدش هستیم، یعنی ناتوانی ما در درک انرژی خلأ[۱۸] یا به اصطلاح ثابت کیهانی، توضیحی ارایه دهد. اگر بخواهید انرژی خلا را تنها با در نظر گرفتن نوسانات در میدان‌های طول موج (جایی که فهم ما از فیزیک در آن شکل می‌گیرد) محاسبه کنید، به انرژی فوق‌العاده زیادی می‌رسید؛ انرژی‌ای که بسیار بیش‌تر از آن است که بتواند با آن‌چه ما در مورد انبساط جهان می‌دانیم سازگار باشد. ممکن است انواع پیچیده‌ای از خنثی‌سازی وجود داشته باشد که انرژی خلأ را بسیار کاهش دهد.
نظریه‌ی ریسمان کوچک‌ترین بینشی در مورد این‌که چرا طبق تجربه انرژی خلأ تا این حد کم است، به ما نمی‌دهد. این دقیقا از جمله مسایلی است که فکر می‌کردیم نظریه‌ی ریسمان بتواند در حل آن به ما کمک کند. می‌توانم بگویم تاکنون بزرگ‌ترین جنبه‌ی ناامیدکننده‌ی نظریه‌ی ریسمان این بوده که در همان حوزه‌ای که انتظار داشتیم این نظریه بتواند با ارایه‌ی ایده‌ای کلی در سنجش به ما کمک کند، شکست خورده است.
به نظر شما در پنجاه یا صد سال آینده از دوران کنونی فیزیک نظری، به ویژه نظریه‌ی ریسمان، چه‌گونه یاد خواهد شد؟
فکر می‌کنم صد سال بعد، از این دوران خاص به‌عنوان عصری حماسی یاد می‌کنند؛ عصری که طی آن نظریه‌پردازان موقتا خود را از زیربنای تجربی جدا کرده و با کمک استدلال نظری محض تلاش کردند و موفق شدند به نظریهای یکپارچه درباره‌ی تمام پدیدههای طبیعت دست یابند. شاید هم از این دوران به عنوان شکستی فجیع یاد کنند که طی آن فیزیک مسیر اشتباهی در پیش گرفت و فیزیک‌دانان مهم‌ترین شواهدی را که جلو چشم‌شان بود نادیده گرفتند. نمی‌دانیم. حدس من این است که چیزی شبیه اولی خواهد شد تا دومی. این را صد سال دیگر از من بپرس، آن وقت می‌توانم پاسخت را بدهم.
منبع:
[۱] Steven Weinberg
[۲] Sheldon Lee Glashow
[۳] Abdus Salam
[۴] the electroweak theory
[۵] the University of California
[۶] Columbia University
[۷] Lawrence Berkeley Laboratory
[۸] Morris Loeb
[۹] the Massachusetts Institute of Technology
[۱۰] the University of Texas
[۱۱]– continental drift، رانش قاره‌ای فرضیه‌ای است که در آن حرکت قاره‌های زمین بر اساس موقعیت یک‌دیگر در بستر اقیانوس‌ها صورت می‌گیرد. این فرضیه نخستین بار در سال ۱۵۹۶ منتشر شد. امروزه نظریه‌ی «زمین ساخت بشقابی» یا «تکتونیک صفحه‌ای» (نظریهای که طبق آن سنگ‌کره یا لیتوسفر زمین از صفحات بشقابی یا به اصطلاح تکتونیک تشکیل می‌شود) مهر تاییدی بر فرضیه‌ی رانش قاره‌ای گذاشته است. م
[۱۲] the Large Hadron Collider
[۱۳] momentum
[۱۴] – the top quark، کوارک سر که با نام کوارک تی یا کوارک حقیقت نیز شناخته می‌شود یکی از ذرات بنیادی و از اجزای اصلی تشکیل دهنده‌ی ماده است. م
[۱۵] – منظور نویسنده از ۱۸ عدد اسرارآمیز اجزای سازنده‌ی طبیعت در مدل استاندارد است: ۶ کوارک، ۶ لپتون، ۴ ذره‌ی حامل نیرو، ذره‌ی بوزون هیگز و عامل گرانش، م.
[۱۶] – extra dimensions ، «ابعاد اضافی» یا «ابعاد افزون» در فیزیک اشاره به ابعادی از فضا یا زمان، فراتر از ابعاد (۱+۳) معمول در محیط فضا-زمان دارد. نظریه‌ی کالوزا-کلین (که در سال ۱۹۲۱ در یکپارچه‌سازی نیروهای بنیادی گرانش و الکترومغناطیس منتشر شد) از اولین نظریه‌هایی بود که این‌گونه بُعدها را پیش‌بینی کرد. م
[۱۷] sonata of Chopin
[۱۸] – empty space یا «فضای خالی» در نظریه‌ی میدان کوانتومی، «خلأ» حالت کوانتومی با کم‌ترین انرژی ممکن است. حالتی که به طور عمومی دربرگیرنده‌ی هیچ ذره‌ای نیست. طبق مطالعات امروزه، خلأ را به هیچ عنوان نمی‌توان فضای خالی دانست و این اشتباه است که تصور شود خلأ فیزیکی نوعی پوچی مطلقا خالی است. بنابر مکانیک کوانتوم، حالت خلأ نه تنها واقعا خالی نیست، بلکه شامل امواج الکترومغناطیسی و ذرات گذرا است که مرتبا به وجود می‌آیند و از بین می‌روند. توجه شود که این اصطلاح با «خلأ ماورای جو» و «فضای آزاد» (free space) و «فضای پوچ» (در اخترشناسی) متفاوت است. م
