جهان بی‌شک هدف‌دار است
گفت‌وگو با دان پیج/ ترجمه: ریحانه بی‌آزاران

دان پیج[۱] استاد فیزیک دانشگاه آلبرتا[۲] در شهر ادمونتون[۳] کانادا است. او در روستاهای آلاسکا رشد کرد و تحصیلات دبیرستانی خود را به صورت مکاتبه‌ای از طریق دانشگاه نبراسکای[۴] آمریکا به پایان رساند. پیج مدرک کارشناسی ریاضی-‌فیزیک خود را با رتبه‌ی ممتاز از کالج ویلیام جوول[۵] ایالت میزوری[۶]، و مدرک ارشد و دکتری فیزیک خود را از موسسه‌ی‌فن‌آوری کالیفرنیا[۷] دریافت کرد. کیپ ثورن[۸] و استیون هاوکینگ[۹] اساتید راهنمای او در دفاع از پایان‌نامه‌ی دکتری‌اش با عنوان برافزایش و تابش سیاه‌چاله‌ها[۱۰] بودند. پیج بعد از اخذ مدرک دکتری به دانشگاه کمبریج[۱۱]در انگلستان رفت و با بورسیه‌ی علوم  فوق دکتری ناتو[۱۲]، به عنوان دستیار پژوهش‌گر در کنار هاوکینگ مشغول به تحقیق شد.

دان پیج از سال ۱۹۷۹ تا ۱۹۹۰ در دانشکده‌ی فیزیک دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا[۱۳] تدریس کرد و در طی این سال‌ها به عنوان استاد مدعو در دانشگاه تگزاس[۱۴] شهر آستین[۱۵]، موسسه‌ی‌فن‌آوری‌کالیفرنیا، دانشگاه کالیفرنیا شهر سانتاباربارا[۱۶]و دانشگاه آلبرتا فعالیت داشت. او از سال ۱۹۸۷ به عضویت برنامه‌ی جاذبه و کیهان‌شناسی سی.آی.ای.آر[۱۷] در آمد و از سال ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۲ به به عنوان عضو هیئت مدیره‌ی برنامه‌ی سی.آی.ای.آر به فعالیتش ادامه داد. پیج در سال ۱۹۹۰ به دانشگاه آلبرتا منتقل شد و تا امروز در همین دانشگاه به تدریس فیزیک مشغول است. گفت‌وگوی زیر متن پیاده‌شده‌ی مصاحبه‌ی آلن لایتمن[۱۸] با دان پیج است که از طرف «موسسه‌ی فیزیک آمریکا»[۱۹] و با عنوان «تاریخ شفاهی» در تاریخ ۱۸ می ۱۹۸۸ با او انجام  داده است.

 

جهان بی‌شک هدف‌دار است[۲۰]

میل دارم این گفت وگو را با پرسشی درباره‌ی پدر و مادرتان آغاز کنم؛ از والدین‌تان برای‌مان بگویید.

پدر و مادرم معلم‌ مدرسه‌ی ابتدایی بودند. بعد از ازدواج، پدرم به مدت یک سال در کانزاس[۲۱] تدریس می‌کرد. در آن یک سال از آمد‌و‌رفت مسیر مدرسه به خانه خسته شد و همین باعث شد هر دو تصمیم بگیرند کانزاس را ترک کنند. آن‌ها از «مرکز امور سرخ‌پوستان»[۲۲] تقاضای کار کردند تا بتوانند در جایی دورافتاده مشغول تدریس شوند. یک موقعیت کاری در آلاسکا به آن‌ها پیشنهاد شد و پدر و مادرم در سال ۱۹۴۱ به آلاسکا رفتند، با این هدف که تنها یک سال آن‌جا بمانند. همان زمان بود که آمریکا وارد جنگ جهانی دوم شد و آن‌ها مجبور شدند دو دستی شغل‌شان را بچسبند. اواخر سال ۱۹۴۸ بود که من به‌دنیا آمدم. زمانی که پدر و مادرم به آن نقطه‌ی شمالی رفتند، تقریبا جزء پیشگامانی بودند که به آن منطقه پا می‌گذاشتند. به روستاهایی رفت‌وآمد می‌کردند که هیچ راه دسترسی و تلفنی نداشت.

در آلاسکا دقیقا چه کاری می‌کردند؟ 

«مرکز امور سرخ‌پوستان» در روستاهای کوچکی که جمعیت‌شان بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ نفر بود، مدرسه‌هایی داشت و پدر و مادرم در این مدارس درس‌های دوره‌ی ابتدایی را تدریس می‌کردند. آن اوایل کارهای دیگری به جز تدریس هم انجام می‌دادند. در بعضی روستاها کار پستچی را می‌کردند، یا اگر در روستایی مشکل درمانی‌ای پیش می‌آمد، دست‌کم مشکلات کوچک را، درمان می‌کردند. چون محل زندگی‌مان دور از دسترس پزشکان بود، بعضی تزریق‌ها و درمان‌های کوچک را خودشان انجام می‌دادند. پدر و مادرم یک‌جورهایی خودکفا بودند. آن‌ها از سال ۱۹۴۱ در آلاسکا ماندند و صرفا برای دید و بازدید، آن هم بعد از سال‌ها، آلاسکا را ترک کردند. وقتی جنگ تمام شد والدینم دیگر عاشق آن‌جا شده بودند و تصمیم گرفتند همان‌جا بمانند.

پس شما آن‌جا بزرگ شدید؟

بله. آن‌جا بزرگ شدم. تا قبل از کالج، جای دیگری خارج از آلاسکا نرفته بودم. پدر و مادرم سال ۱۹۷۲ بازنشسته شدند؛ یعنی یک سال بعد از این که در موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا درسم را آغاز کرده بودم.

می‌توانید کمی از دوران کودکی خودتان برای‌مان بگویید؛ این که به چه کارهایی علاقه داشتید؟

بله حتما. خوب آلاسکا جای خوبی برای فعالیت در فضای باز بود. تابستان‌ها قایق‌سواری می‌کردیم. پدرم قایق هم می‌ساخت. رفت‌وآمدمان به اغلب روستاها با قایق بود و ما با قایق موتوری از روستایی به روستای دیگر می‌رفتیم. زمستان‌ها اسکی می‌کردیم. من و برادرم چند سگ داشتیم که خیلی آموزش‌دیده نبودند. گاهی سگ‌ها را به سورتمه می‌بستیم و سورتمه‌سواری می‌کردیم یا سگ‌ها را مجبور می‌کردیم ما را با اسکی‌هامان بکشند. تابستان‌ها به ماهی‌گیری یا کوه‌نوردی و کارهایی مشابه آن مشغول می‌شدیم. زمستان‌ها معمولا شب‌های نسبتا طولانی داشت. عکاسی می‌کردم و بعد خودم عکس‌ها را ظاهر و چاپ می‌کردم. شب‌های زیادی را در زمستان با این کارها گذراندم. یادم هست وقتی خیلی کوچک بودم، مادرم کمی ریاضیات به من یاد می‌داد. تحصیلات پدر و مادرم هر دو در سطح کالج بود. البته مطالعاتی فراتر از کالج داشتند اما آن قدری نبود که مدرکی برایش دریافت کنند. در کودکی چیزهای زیادی به من آموختند. هنوز تخته سیاه بزرگم را به یاد دارم، تخته‌ای با ابعاد حدود ۶۰ در ۹۰ سانتی‌متر که پدرم روی آن اعداد یک تا صد را می‌نوشت. دقیقا خاطرم نیست چند سالم بود، احتمالا سه تا شش ساله بودم. خیلی جالب است، من هنوز هم وقتی می‌خواهم اعداد یک تا صد را در ذهنم بیاورم، کم‌وبیش به همان ترتیبی که پدرم آن‌ها را روی تخته می‌نوشت تصورشان می‌کنم. برای مثال، وقتی می‌خواهم تاریخی را در ذهنم تصور کنم  ترتیب اعداد را روی تخته می‌بینم که به سمت پایین تخته می‌رود و در ذهنم عدد ۱۹۸۸ بسیار نزدیک به انتهای ستون یکی‌مانده به آخر تخته است. در نتیجه، قبل از این که به مدرسه بروم، پدر و مادرم درس‌های زیادی را با من کار کرده بودند.

فقط ریاضیات؟

از کودکی در ریاضیات استعداد داشتم، برای همین تصور می‌کنم در این مسیر پدر و مادرم صرفا کمی هلم دادند. هیچ‌کدام از آن‌ها ریاضیات را در سطح عالی نمی‌دانستند. فکر می‌کنم جبر، نهایت دانش ریاضیاتی آن‌ها بود. در نتیجه، یک‌جورهایی خودم به تنهایی خیلی چیزها را یاد گرفتم. یادم هست کلاس پنجمی‌ها کتاب هندسه‌ای داشتند که از خواندن و مرور مطالبش خیلی لذت می‌بردم. برایم سرگرم‌کننده بود.

قطعا کتاب کلاس پنجم «شما» نبود.

نه، نبود. [خنده]

به نظر می‌رسد از هم‌سن و سال‌های‌تان کمی جلوتر بودید.

بله، آن کتاب را می‌خواندم، اما فکر نمی‌کنم آن زمان هیچ‌کدام از مسایلش را حل یا اثبات‌ کرده باشم.

هندسه به‌طور خاص برای‌تان جذاب نبود؟ آن ساختار به‌خصوص؛ آن شیوه‌ی به‌خصوص انجام ریاضیات؛ آن رویکرد به‌خصوص نسبت به برهان و اثبات؟

آن نوع هندسه‌ای که در دبیرستان یاد گرفتم، مثل اثبات مسایل با زوایا و این‌جور چیزها، برایم خیلی جذابیت نداشت. اما وقتی به هندسه‌ی تحلیلی و هندسه‌ی دکارتی رسیدم، بیشتر جذب شدم. تا به حال درباره‌اش فکر نکرده بودم، اما نوع تحلیلی هندسه برایم جذابیت بیش‌تری داشت. فکر می‌کنم کلاس هشتم دبیرستان بود که فهمیدم در تعریف بیضی دو کانون وجود دارد که حاصل‌جمع فاصله‌ی هر نقطه روی محیط بیضی، تا آن دو کانون، مقدار ثابتی است. سعی داشتم ثابت کنم که بیضی همان دایره‌ی کشیده شده است اما هیچ وقت موفق نشدم. این موضوع قبل از این بود که چیزی درباره‌ی هندسه تحلیلی بدانم. در نتیجه این‌طور نبود که امید آن‌چنانی برای نوشتن معادلات داشته باشم اما تلاشم را می‌کردم و خط و خطوطی می‌کشیدم، گرچه هرگز موفق به اثبات چیزی نشدم. هندسه برایم جذاب بود. آن روزها کتاب‌های بزرگ جلد کاغذی‌ای بود با عنوان همه‌چیز به‌زبان ساده[۲۳]. ده ساله بودم که با همین کتاب‌ها شیفته‌ی شطرنج شدم. اسمش شطرنج به‌زبان ساده[۲۴] بود. بعدها، اوایل کلاس هشتم، کتاب‌های ریاضیات پیشرفته به‌زبان ساده[۲۵] را خواندم. فکر می‌کنم یکی از آن‌ها درباره‌ی هندسه‌ی تحلیلی بود، یکی دیگر درباره‌ی معادلات خطی و استفاده از دترمینان‌ها[۲۶] در حل معادلات خطی بود و جلدهای دیگر با موضوعات دیگر. بیش‌تر چیزهایی را که در ریاضیات می‌دانستم قبل از مدرسه از کتاب‌ها یاد گرفته بودم.

کتاب علمی‌ای به‌خاطر دارید که آن وقت‌ها خوانده باشید؟

یادم هست کتاب‌هایی در زمینه‌ی شیمی می‌خواندم؛ که البته شاید کمی عجیب به نظر برسد چون من هیچ‌وقت در زندگی، هیچ واحد شیمی‌ای نگذراندم. حدودا ده ساله بودم که یکی از خاله‌هایم وسایل آزمایش شیمی به من هدیه داد و من مدتی با آن‌ها سرگرم بودم. یادم هست قبل از آن کتاب‌هایی در زمینه‌ی شیمی مطالعه کرده بودم. فکر می‌کنم حدودا نه ساله بودم که مطالبی خواندم و متوجه شدم فوتون با پروتون فرق دارد. این دو کلمه را با هم اشتباه گرفته بودم. می‌توانم بگویم در کودکی بیشتر به ریاضیات علاقه داشتم تا علوم، اما تا حدی هم نسبت به علوم کنجکاو بودم. بعضی مباحث فیزیک هسته‌ای برایم جذابیت داشت، اما از این‌که تنها کارکردش را در ساخت بمب دیده بودم، بسیار ناراحت بودم.

در آن سن از کجا درباره‌ی فیزیک هسته‌ای شنیده بودید؟

احتمالا از کتاب‌ها، یا شاید هم از بعضی دانش‌نامه‌ها. خوب یادم است یک مقاله بود که در به‌وجود آمدن این علاقه در من خیلی نقش داشت. مجله‌ی ستردی ایونینگ پست[۲۷] مجموعه‌ای در مورد ایده‌های بزرگ یا چیزی شبیه به آن داشت. هیچ وقت به گذشته برنگشتم که بدانم دقیقا چه زمانی بود، اما فکر می‌کنم حدودا ده ساله بودم. به یاد آوردن این‌که دقیقا کدام مقاله بود کمی دشوار است اما به خاطر دارم که یکی از مقالات درباره‌ی منشا عناصر، نوشته‌ی ویلی فاولر[۲۸] بود]۱[. یادم هست آن مقاله تاثیر عمیقی روی من گذاشت؛ به‌خصوص تصور تبدیل هیدروژن به هلیوم در خورشید و چیزهایی از این قبیل. وقتی در موسسه‌ی فن‌آوری‌کالیفرنیا واحد درسی فاولر را برداشتم، آن مقاله به یادم آمد. خلاصه این که در دوران کودکی، علاوه بر ریاضیات، مطالب علمی هم بود، اما می‌توانم بگویم که تا قبل از کالج واقعا تصمیم نداشتم به جای ریاضیات وارد دنیای فیزیک بشوم.

دوست دارم کمی دیگر از آن دوران برای‌مان بگویید. آیا در کودکی اندیشه‌هایی درباره‌ی کیهان داشتید؟

کمی سخت است به یاد بیاورم که آیا اندیشه‌های کیهان‌شناسی داشتم یا نه. فکر می‌کنم در مورد فیزیک ذرات بنیادین ایده‌های خودم را داشتم. فکر می‌کردم همه چیز از ذرات بسیار ریز ساخته شده است. نام‌ آن‌ها را «نوتون»[۲۹] گذاشته ‌بودم. نوتون‌ها چیزهای بسیار کوچکی بودند که نمی‌شد آن‌ها را شکافت، اما آن‌ها می‌توانستند هر شکلی داشته باشند. فکر می‌کنم این ایده را از فلزات گرفته بودم؛ ماده‌ای که تغییر زیادی نمی‌کند و در نهایت فرسوده می‌شود. تا جایی که به کیهان‌شناسی مربوط می‌شود، به یاد ندارم ایده‌های زیادی، به‌ غیر از ایده‌هایی درباره‌ی منشا عناصر، داشته باشم. خاطرات مبهمی دارم از مطالبی که در مورد نظریه‌ی مه‌بانگ[۳۰] و نظریه‌ی‌ حالت پایدار[۳۱] خوانده بودم اما همگی مبهم هستند.

یادتان نیست که این مطالب را ممکن است کجا خوانده باشید؟

نه، یادم نیست؛ و همین‌طور یادم نیست که اولین بار در چه سنی به این مسایل فکر کردم.

کمی از تجربیات‌تان در کالج بگویید.

من به کالج ویلیام جوول که کالج علوم انسانی[۳۲] در غرب ایالت میسوری بود، می‌رفتم. کالج مسیحی کوچکی بود. پدر و مادرم هم به همین کالج رفته بودند و بعضی از خاله‌ها و عمه‌هایم در همان اطراف زندگی می‌کردند. بنابراین، آن‌جا نسبت به آلاسکا یک جورهایی برایم بیش‌تر حس خانه را داشت. اگر به دانشگاه آلاسکا هم می‌رفتم، در هر صورت باید دور از خانه زندگی می‌کردم. کالج ویلیام جوول زمانی که من آن‌جا بودم حدود هزار نفر دانشجو داشت. برای کالجی به آن کوچکی دانشکده‌ی فیزیک خوبی داشت، آن هم با سه استاد فیزیک. یکی از آن اساتید دکتر والاس هیلتون[۳۳]، معلمی بسیار پرانرژی بود. چیز خیلی زیادی از فیزیک نظری نمی‌دانست اما با آکوستیک[۳۴] و اپتیک[۳۵] و کارهای آزمایشگاهی واقعا دانشجوها را به شوق می‌آورد. بعدها، وقتی کالج را ترک کردم، به عنوان بهترین استاد فیزیک سال به او مدال اورستد[۳۶] را دادند. دقیقا یادم نیست چه سالی بود، فکر می‌کنم وقتی در مقطع کارشناسی ارشد بودم این مدال را به او دادند. خلاصه، مشوق بزرگی برای من بود. او برنامه‌‌های مطالعاتی و پژوهشی مستقلی داشت که در آن‌ها دانشجویان می‌توانستند یک یا دو ساعت بعدازظهر پنج‌شنبه را روی هر موضوعی که خودشان می‌خواستند صرف کنند. هیلتون استاد باشوق و ذوقی بود و همه‌جای آزمایشگاه و کلاسش می‌توانستی تابلو «فیزیک باحاله» را ببینی. وقتی وارد کالج شدم فکر می‌کردم نهایتا مدرک ارشدم را بگیرم. هرگز به ادامه تحصیل در مقطع دکتری فکر نمی‌کردم. البته آن موقع واقعا نمی‌دانستم چه استعدادی دارم.

آن موقع مطمئن نبودید که می‌خواهید وارد علوم شوید؟

چرا، کاملا مطمئن بودم که می‌خواهم وارد حوزه‌ی علوم بشوم ولی زمانی که اولین بار به کالج ویلیام جوول رفتم، خیلی مطمئن نبودم که ریاضی را ترجیح می‌دهم یا فیزیک را. معلوم شد آن زمان دانشکده‌ی فیزیک آن‌جا کمی بهتر از دانشکده‌ی ریاضی بوده.

متوجه‌ام. پس این بود که شما را اندکی به سمت فیزیک سوق داد؟

ممکن است همین مسایل مرا به سمت فیزیک سوق داده باشد اما در کل، به مرور علاقه‌ام به فیزیک بیش‌تر شد. حالا که به گذشته نگاه می‌کنم، می‌بینم که فیزیک برایم خیلی بهتر بود، هرچند فیزیکی که به آن مشغولم می‌تواند اندکی ریاضیاتی هم باشد. به هر صورت، من در ساختن برهان‌های خیلی دقیق یا ادا آوردن به سبک ریاضی‌دان‌های محض اصلا خوب نیستم. بی‌شک آن زمان که تازه وارد کالج شده بودم نمی‌دانستم استعدادم بیشتر در فیزیک است یا ریاضی. در آن مرحله، مسیری که انتخاب کرده بودم احتمالا بیش‌تر به‌خاطر بهتر بودن دانشکده‌ی فیزیک و صرفا تشویقی بود که دریافت می‌کردم. دکتر هیلتون عادت داشت مرا «دکتر» پیج صدا کند. از این کار او خجالت می‌کشیدم اما او به شیوه‌ی خودش به من فهماند که بهتر است ادامه دهم و دکتری بگیرم، چون آن زمان به کسی نگفته بودم می‌خواهم درسم را ادامه دهم.

در دوران دانشجویی چیز جدیدی در مورد کیهان‌شناسی آموختید؟

یکی از چیزهایی که به یاد دارم این است که بین سال دوم و سوم کارشناسی، ناسا[۳۷] یک دوره‌ی تابستانی فیزیک فضایی داشت که در مرکز پروازهای فضایی گدارد[۳۸] در نیویورک، نزدیک دانشگاه کلمبیا[۳۹] برگزار می‌شد. برنامه‌‌ای پنج هفته‌ای بود که فکر می‌کنم حدود سی نفر در آن شرکت کردیم. هفته‌ی آخر به سایت‌های مختلف ناسا رفتیم؛ آزمایشگاه ایمز[۴۰] در کالیفرنیا و بعد به آزمایشگاه پیش‌رانش جت[۴۱]، مرکز پرواز فضایی هیوستون[۴۲]، و سپس کیپ کاناورال[۴۳] یا کیپ کندی[۴۴] (هر اسمی که آن زمان داشت) و در نهایت هم بازگشت به نیویورک. فرصت آشنایی خوبی بود. در آن پنج هفته دوره‌هایی با موضوع ساختار ستارگان، جو ستارگان و کمی هم اخترفیزیک گذراندیم. یادم نیست دوره‌ی کیهان‌شناسی محض داشتیم یا نه. بعد از سال اول در کالج ویلیام جوول، استاد جدیدی به دانشکده‌ی فیزیک پیوست به اسم سی. دان گیلکر[۴۵]. او دکتری اخترشناسی رصدی یا ابزاری در این رشته داشت. گیلکر راهنمایی‌ و کمکم کرد تا برای این دوره‌ی تابستانی آماده شوم. من واقعا پیش‌زمینه‌ی زیادی نداشتم. در آن دوره، اغلب دانشجویان سال سوم و سال آخر شرکت می‌کردند. نمی‌دانم ناسا چرا به من اجازه داده بود یک سال زودتر در آن دوره شرکت کنم. در این مورد هم گیلکر مشوقم بود. بعد از آن، خاطرم هست سال آخر کارشناسی یک یا دو مقاله از کیپ ثورن خواندم. همان مقالات بود که قبل از این‌که به موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا بیایم، دست‌کم اندکی در من علاقه به سیاه‌چاله‌ها را ایجاد کرد. هرچند مطمئن نیستم آن علاقه به حدی بوده باشد که به من اطمینان بدهد تا در حوزه‌ی نسبیت ادامه‌ تحصیل بدهم.

به نظر می‌رسد در آن برهه با کیهان‌شناسی آشنا بودید، اما نه زیاد.

بله.

در مورد سرنوشت‌های ممکن مختلف جهان چیزی می‌دانستید؟ امکان انبساط پیوسته در مقابل انبساط حداکثری و سپس انقباض؟

یادآوری این‌که آن زمان از این احتمالات باخبر بودم یا نه مشکل است. مطمئنا چیزهایی در مورد حالت پایدار و مه‌بانگ می‌دانستم اما به یاد نمی‌آورم که در مورد فروریزش دوباره‌ی جهان فکر کرده باشم.

خوب، بعدا می‌توانیم به این موضوع بازگردیم. می‌دانم که در مقطع کارشناسی ارشد در موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا، شما کم و بیش مطالعات‌تان را درباره‌ی نسبیت آغاز کردید اما حتی در آن زمان هم وارد حوزه‌ی کیهان‌شناسی نشدید. درست است؟

درست است. وقتی به مقطع کارشناسی ارشد رفتم، ابتدا تصور می‌کردم بیش‌تر به فیزیک ذرات بنیادین علاقه دارم. بعد از این‌که به موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا رفتم به نسبیت علاقه پیدا کردم. این‌که بخواهم به یاد بیاورم دقیقا چه زمانی بود، برایم دشوار است. خاطرم هست بعد از امتحانات تعیین سطح اولیه، دانشگاه جشنی برای دانشجویان جدید در موسسه‌ برگزار کرد. کیپ ثورن یکی از معدود اساتیدی بود که به این جور مراسم‌ها علاقه نشان می‌داد. یادم است با او صحبت کردم و گفت‌وگوی خوبی بود. به‌نظرم بعد از آن بود که مقداری به نسبیت علاقه پیدا کردم. بنابراین شاید آن جشن نقطه‌ی عطفی برایم بود. همچنین ممکن است دلیلش این باشد که فیزیک ذرات برایم تا حدودی گیج‌کننده شد. منظورم این است که اطلاعات در آن حوزه خیلی متنوع بود و من نمی‌توانستم الگوی واضحی در آن پیدا کنم. حدس می‌زنم یک دلیل دیگر این بود که در واحد نسبیت بهتر از واحد فیزیک ذرات بنیادین عمل کردم. همین شد که علاقه‌ی بیش‌تری به نسبیت پیدا کردم و بعد از آزمون جامع سال اول دکتری[۴۶]، وارد گروه مطالعاتی نسبیت کیپ شدم.

حدس می‌زنم دوره‌ی نسبیت کیپ را هم گذراندید.

بله، گذراندم. فکر می‌کنم یک ترم از آن دوره را جیم گان[۴۷] تدریس کرد. اگر درست به خاطر داشته باشم، در ترم اول جیم گان واحد نسبیت و کیپ ثورن واحد اخترفیزیک انرژی بالا را تدریس می‌کردند. خوب البته مشخص است که این دوره علاقه‌ی زیادی در من ایجاد کرد. نمی‌دانم خود اخترفیزیک بود که تا این اندازه مرا جذب کرد یا نه، اما شک ندارم سبک سخنرانی کیپ و تفسیر واضح او از مسایل برایم تحسین‌برانگیز بود. کل دوره‌ی نسبیت به همین شکل برایم جذاب بود. البته، باید کم و بیش تا پایان سال اول و قبولی در آزمون جامع دکتری صبر می‌کردید تا واقعا فرصتی برای ارتباط با هر استادی به عنوان مشاور پایان نامه داشته باشید. چنین فرصتی برای من، تابستان سال بعد از آن دوره اتفاق افتاد. خوب، یک مسئله‌ی دیگر هم بود. شماره‌ی فراخوان[۴۸] سربازی‌ام خیلی پایین افتاده بود و این‌طور فکر می‌کردم که باید حتما به ارتش بروم. من به دنبال پذیرش در گروه خدمات پزشکی نیروی دریایی بودم چون فکر می‌کردم هرچند مدت خدمتش طولانی‌تر و سه ساله است اما به نسبت نیروهای پیاده نظام یا بقیه‌ی گروه‌ها که مدت خدمت‌شان دو ساله است، می‌تواند فرصت بیش‌تری برای مطالعه‌ی فیزیک به من بدهد. بعد از دوره کارشناسی، خودم را به گروه خدمات پزشکی نیروی دریایی معرفی کردم و قرار شد تا دو سال به من فرصت بدهند تا مدرک بعدی‌ام را تمام کنم. قرار بر این بود که یک ساله ارشدم را تمام کنم (که به نظرم فکر بدی نبود)، بعد به نیروی دریایی بروم و بعد از سه سال، دوباره برای ادامه‌ی دوره‌ی دکتری به دانشگاه برگردم. همان موقع نامه‌ای نوشتم و گفتم که می‌توانم ارشدم را یک ساله تمام کنم. کیپ معتقد بود اگر سه سال از درس فاصله می‌گرفتم واقعا بخش زیادی از مباحث را فراموش می‌کردم؛ حتی اگر در مدت سربازی می‌توانستم کمی فیزیک بخوانم. در آخر خیلی خوش‌شانس بودم که این اتفاق نیفتاد. بعد هم تا پایان دکتری، جنگ ویتنام و اعزام نیروها تمام شده بود و با وجود این‌که خودم را معرفی کرده بودم و تعهد داشتم به نیروی دریایی بروم، به من اجازه‌ دادند از برنامه خارج شوم. گفتند اگر نمی‌خواهم بیایم دیگر مجبور نیستم. همین باعث شد که بتوانم بدون وقفه‌ی سربازی درسم را ادامه دهم.

قبل از این‌که از دوره‌ی تحصیلات ارشد عبور کنیم، اجازه دهید یک موضوع دیگر را هم بپرسم. وقتی دوره‌ی نسبیت را می‌گذراندید، مدل کیهان‌شناسی به‌خصوصی بود که آن را به سایر مدل‌ها ترجیح دهید؟ مثل مدل باز در مقابل مدل بسته؟

خاطرم نیست مدل به‌خصوصی برایم ارجحیت زیادی داشته باشد. البته می‌دانم که در موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا تاکید بیش‌تر روی مشاهدات بود و آن زمان به نظر می‌رسید که مشاهدات به سود مدل جهان باز باشد.

مشاهدات هنوز هم به سود مدل جهان باز است.

درست است (می‌خندد). مشاهدات هنوز هم به سود مدل جهان باز است. در مورد مدل جهان بسته باید بگویم به نظر نمی‌رسد که چگالی ماده در زمان پیدایش بیش‌تر از ۰۶/۰ امگا یا هر چیز دیگری بوده باشد. یادم هست واحد هشت صبح ویلی فاولر در مورد سنتز هسته و اخترفیزیک هسته‌ای را برداشته بودم. به‌خاطر دارم یک بار گفت: «بنابر”اصول موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا” جهان باز است و بنا بر “توهمات پرینستون[۴۹]” جهان بسته». فکر می‌کنم احساس این‌که باید طرف مشاهدات را اندکی بیش‌تر گرفت، به من هم ارث رسیده است. البته می‌دانم که کتاب میزنر[۵۰]، ثورن و ویلر[۵۱] ]۲[ (و بخش‌هایی از علم کیهان‌شناسی که تحت تاثیر ویلر است) به شدت از مدل جهان بسته حمایت می‌کند. فکر نمی‌کنم در این زمینه تعصب شدیدی داشته باشم. صرفا به این خاطر که نتایج مشاهدات را می‌شنیدم و شواهدی به سود دیدگاه مقابل وجود نداشت، تصور می‌کردم که احتمال باز بودن جهان بیش‌تر است. فکر می‌کنم این موضوع بیش‌تر تابع چیزی بود که آن زمان می‌شنیدم و نه تابع تعصب خاصی از جانب خودم.

ممکن است برای‌مان بگویید چه شد که وارد حوزه‌ی کیهان‌شناسی شدید؟ تا جایی که خاطرم هست پایان‌نامه‌تان در مورد کیهان‌شناسی نبود.

بله، ورود من به کیهان‌شناسی مسیری طولانی داشت. یک سال بعد از این که مطالعاتم را با کیپ شروع کرده بودم، از او پرسیدم مسئله‌ی جالبی در مورد سیاه‌چاله‌ها برایم دارد یا نه. کیپ معتقد بود افراد زیادی روی سیاه‌چاله‌ها کار می‌کنند و شاید بهتر باشد من روی موضوع دیگری کار کنم. او مسایلی را در مورد جهان استوانه‌ای[۵۲] پیش رویم گذاشت که واقعا در آن مبحث به جایی نرسیدم. بعد به موضوع اَبَرتابش[۵۳] علاقه‌مند شدم؛ مبحثی که ساول تئوکولسکی[۵۴] و بیل پرس[۵۵] مطالعات زیادی در موردش داشتند]۳[. تلاش داشتم بفهمم چه‌گونه می‌توان اَبَر تابش را در قالب مکانیک کوانتوم توصیف کرد. مدتی طول کشید تا متوجه شدم که در این مسئله، صرفا با فرایند گسیل القایی[۵۶] مواجه‌ام. بعد از فهمیدن این موضوع، به ذهنم رسید که باید گسیل خودبه‌خودی[۵۷] وجود داشته باشد. یادم هست توانستیم ریچارد فاینمن[۵۸] را به آزمایشگاه بریج[۵۹] بیاوریم. می‌خواستیم این موضوع را برای او توضیح دهیم و ببینیم که از نظر او با عقل جور در می‌آید یا نه. او آمد اما به دنبال مدلی برای سیاه‌چاله‌ها با پره‌های کوچک بیرون‌زده یا همچین چیزی بود تا بتواند یک مدل فیزیکی برای چه‌گونگی تقویت امواج از طرف سیاه‌چاله‌های دوار داشته باشد. خاطرم هست من و ساول تئوکولسکی و شاید داگ اردلی[۶۰] که آن زمان دانشجوی فوق دکتری بود، و شما و بیل پرس آن‌جا بودیم.

آن صحبت‌ها را به یاد دارم.

بله، خاطرم هست که خیلی سرگرم‌کننده بود، چون وقتی کم و بیش فاینمن را متقاعد کردیم که چنین کاربردی باید وجود داشته باشد، فکر می‌کنم ساول تئوکولسکی از او پرسید که چرا امواج نوترینو تقویت نشده است. ساول به تازگی معادلات نوترینوهایی را که از سیاه‌چاله‌ها پراکنده شده بودند، تفکیک کرده بود و متوجه شده بود که نوترینوها تقویت نشده‌اند. به یاد دارم فاینمن سریع متوجه موضوع شد و فهمید که این مسئله برخاسته از اصل طرد پاولی[۶۱] است. طبق این اصل شما نمی‌توانید در یک حالت بیش از یک نوترینو داشته باشید، بنابراین اگر یک نوترینو را وارد حالت کنید، نمی‌توانید بیش از یک نوترینو را از آن حالت خارج کنید. وضعیت خنده‌داری شده بود. فاینمن روی تخته سیاه تلاش می‌کرد چند نوترینو را در حال ورود و پادنوترینوهایی را در حال خروج ترسیم کند، سعی می‌کرد این مسئله را روی تخته سیاه حل کند و خیلی مطمئن نبود که دقیقا چه‌طور مسئله را بنویسد، می‌گفت: «من خیر سرم باید در این نمودارها خوب باشم.» موقعیت جالبی بود. فاینمن آن‌قدر به این مسایل علاقه داشت که حاضر بود با دانشجویان دکتری در موردشان بحث کند.

او حتی عادت داشت با ما ناهار بخورد، درست است؟

بله، بله.

هر چند ماه یک‌بار یا بیش‌تر.

بله.

پس همین موضوع بود که باعث شد به نوعی درگیر کنار هم قراردادن مکانیک کوانتوم و نسبیت شوید؟

بله. یادم هست چند ساعت بعد از رفتن فاینمن سعی می‌کردم راهی برای محاسبه‌ی این گسیل خودبه‌خودی پیدا کنم. متوجه شدم زلدوویچ[۶۲] و استاروبینسکی[۶۳] در مقاله‌ای]۴[ طی گزارشی دو خطی ادعا داشتند که وقتی دارند گسیل القایی یا تقویت را پیش‌بینی می‌کنند، در واقع گسیل خودبه‌خودی را هم پیش‌بینی کرده‌اند. طبیعتا از این‌که قبل از من کسی چنین اثری را پیش‌بینی کرده کمی ناراحت شدم اما به محاسبه‌ی آن علاقه‌مند شدم هرچند نمی‌دانستم چه‌طور باید انجامش دهم. بعد استیون هاوکینگ[۶۴] به‌طور غیرمستقیم متوجه این قضیه شد. فکر می‌کنم از داگ اردلی شنیده بود که من در حال مطالعه‌ی روی برخی از این موارد هستم. هاوکینگ فرصتی پیدا کرده بود تا با زلدوویچ و استاروبینسکی در مسکو صحبت کند. هاوکینگ از ایده‌ی آن‌ها خوشش آمده بود اما شیوه‌ی استنتاج‌شان را دوست نداشت. بنابراین، خودش تصمیم گرفت این محاسبه را انجام دهد و در کمال ناباوری متوجه شد که گسیل خودبه‌خودی نه تنها در این حالت‌های تقویت‌شده وجود دارد، بلکه ذرات در تمامی حالت‌ها تولید می‌شوند. این مسئله برای او بسیار تعجب‌آور بود. این موضوع به همان تابش هاوکینگ معروف منجر شد]۵[. ما در موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا بودیم که در موردش شنیدیم. وقتی نسخه‌ی پیش از انتشار مقاله‌ی او را خواندیم، باورش برای‌مان اندکی دشوار بود. همان زمان بود که من شروع کردم به انجام تعدادی محاسبات عددی. سال ۱۹۷۴-۱۹۷۵ که هاوکینگ با بورسیه فرچایلد[۶۵] به موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا آمده بود با او آشنا شدم. در نهایت با هم مقاله‌ای نوشتیم]۶[ و در آن تابش پرتو گاما از سیاه‌چاله‌های نخستین در حال انفجار را مطرح کردیم. بعد از آن بود که پایان‌نامه‌ام با موضوع محاسبه‌ی تعداد ذرات خارج‌شده از سیاه‌چاله‌های دوار و غیر دوار را به پایان رساندم]۷[.

پس همکاری‌تان با هاوکینگ از این‌جا آغاز شد.

همین‌طور است. سال آخر دکتری یعنی ۷۶-۱۹۷۵ برای چند فرصت تحصیلاتی فوق‌دکتری اقدام کردم. طبیعتا استیون هاوکینگ یکی از معرف‌هایم بود. یک‌بار نامه‌ای برایم نوشت و گفت: «من در این مدت برایت معرفی‌نامه می‌نوشتم اما ممکن است خودم هم برایت موقعیتی داشته باشم». آن زمان هاوکینگ پشتیبان پژوهشی گری گیبنز[۶۶] بود. گیبنز برای مدت یک سال به مونیخ دعوت شده بود و این به معنای خالی شدن یک موقعیت پژوهشی در کمبریج بود. سال ۱۹۷۹ من به عنوان دانشجوی فوق دکتری به جای گیبنز، به کمبریج رفتم. بعد از آن استیون هاوکینگ به مدت دو سال دیگر بورسیه‌ی پژوهش دریافت کرد. البته یکی از آن دو سال من خودم بورسیه‌ی پژوهش ناتو دریافت می‌کردم. این‌طوری بود که از سال ۱۹۷۶ تا ۱۹۷۹ در کمبریج ماندم. آن زمان استیون هاوکینگ به این موضوع علاقه‌مند شده بود که گرانش کوانتومی اقلیدسی را با اینستانتون‌ها[۶۷] انجام دهد. برخی محاسبات اینستانتون گرانشی آن پژوهش را من انجام دادم.

می‌توانید به‌طور خلاصه بگویید اینستانتون چیست؟

اینستانتون راه‌حل معادلات میدان گرانشی است که به قول هاوکینگ فرمول اقلیدسی دارد. این یعنی هر چهار بُعد ویژگی یکسانی با فضا داشته باشند. اساسا، اگر شما فضا-زمان مسطح را در نظر بگیرید و زمان را موهومی[۶۸] تصور کنید، معیار سنجش «معین مثبت»[۶۹] خواهد شد. نمونه‌های مختلف دیگری نیز وجود دارد. یک مثال ساده از آن «چهار-کُره»[۷۰] است.

از نظر فیزیکی اینستانتون قرار است با چه چیزی مطابقت داشته باشد؟

معنای کامل اینستانتون همیشه تا حدودی نامشخص بوده اما امید این است که اینستانتون بتواند سهمی غالب در تعیین انتگرال مسیر[۷۱] داشته باشد. اگر بخواهید گرانش را با تکنیک انتگرال مسیر فاینمن کوانتیده[۷۲] کنید؛ برای مثال، اگر بخواهید دامنه‌های انتقال را محاسبه کنید، از یک هندسه‌ی سه بُعدی به هندسه‌ی سه بُعدی دیگر می‌روید و سپس هندسه‌ی هر چهار بُعد ممکن را می‌نویسید و در نهایت برای هر کدام یک کنش خواهید داشت.

درست است.

به طور معمول، اگر محاسبه را با رویکرد لورنتسی[۷۳] انجام دهید، کنش را در i ضرب و بر h تقسیم می‌کنید، سپس حاصل را در توان قرار می‌دهید و بعد روی تمام حالات انتگرال می‌گیرید.

چه اشکالی دارد که این کار را با همان رویکرد لورنتس انجام دهیم؟

اگر این کار را با رویکرد لورنتس انجام دهید، اول از همه، یک انتگرال نوسانی خواهید داشت که خیلی خوش‌رفتار نیست. اگر بخواهید انتگرال مسیر هم‌گرایی بهتری داشته باشد، یک راهش روش اقلیدسی است. در این صورت کنش، موهومی می‌شود و با ضرب آن در i یک تابع نمایی با آرگومان[۷۴] واقعی می‌دهد. و اگر کنش مثبت شود، به میرایی[۷۵] می‌رسد آن‌گاه ممکن است انتگرال هم‌گرا شود. اما در مورد گرانش چنین نیست و مشکلی وجود دارد زیرا کنش عملا مثبت معین نیست. کنش می‌تواند منفی باشد زیرا مربوط به حالت‌های تطبیقی[۷۶] است. اگر یک سنجه‌ی چهار بُعدی را مقیاس کنید، با یک درون‌یابی بین هر دو ۳سنجه[۷۷]ای که دوست دارید، خواهید دید که به‌وسیله‌ی چند ضریب که از جایی به جایی دیگر متغیرند، کنشی با مقدار دلخواه منفی خواهید داشت. گری گیبنز، استیون هاوکینگ و مالکوم پری[۷۸] برای حل این مسئله پیشنهادهایی دادند]۸[. نحوه‌ی انجام آن خیلی مشخص نیست. سیدنی کلمن[۷۹] به‌تازگی این مسئله را از سر گرفته و به دنبال این است که بفهمد چه‌طور این ضریب تطبیقی مهار شده است.

من با سوالم درباره‌ی اینستانتون‌ها بحث را منحرف کردم. داشتید می‌گفتید که همکاری با هاوکینگ را روی فرمول‌های انتگرال مسیر کیهان‌شناسی یا گرانش کوانتومی شروع کردید.

درست است. فکر می‌کنم آن زمان موضوع‌مان بیشتر گرانش کوانتومی بود تا کیهان‌شناسی. امیدوار بودیم این اینستانتون‌ها غالب شوند و به عنوان نقاط فاز ثابت عمل کنند. زمانی که به عنوان استادیار به دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا[۸۰] رفتم کمی بیش‌تر روی این موضوع کار کردم. بعدها همان‌جا استاد تمام شدم اما آن زمان علایق مختلفی داشتم. وقتی به آمریکا برگشتم یکی از مسایلی که پیش آمد مربوط به این پیشنهاد استیون هاوکینگ بود که سیاه‌چاله‌ها ممکن است باعث از دست رفتن اطلاعات این جهان شوند. ممکن است ذرات (که هرکدام حامل اطلاعاتی هستند) وارد سیاه‌چاله شوند و اگر تابش سیاه‌چاله کاملا گرمایی باشد، این اتفاق منجر به حالت خالصی[۸۱] می‌شود که به ماتریس چگالی[۸۲] می‌رود. وقتی از کمبریج فاصله گرفتم در مورد این‌که این مسئله چه‌قدر ثابت‌شده است کنجکاو شدم. همین باعث شد مقاله‌ی کوتاهی برای مجله‌ی فیزیکال ریویو لترز[۸۳] بنویسم]۹[ مبنی بر این‌که آیا لزوما چنین چیزی صحت دارد یا نه. راستش را بخواهید من و استیون هاوکینگ از همان موقع سر این موضوع با هم بحث داریم. بعید می‌دانم هیچ کدام از ما در این بحث استدلال‌های محکمی ارایه کرده‌ باشد. استیون در این مورد استدلال‌های بیش‌تری از من مطرح کرد؛ استدلال‌هایی که کم و بیش عدم همدوسی کوانتومی[۸۴] را اثبات می‌کرد. گرچه اخیرا فکر می‌کنم او تا حدی متقاعد شده بود که (همان‌طور که سیدنی کلمن استدلال می‌کند) این همدوسی کوانتومی، در مقیاس بسیار کوچک، برای سیاه‌چاله‌های مجازی کوچک[۸۵]، از بین نمی‌رود. من بیش‌تر روی ترمودینامیک سیاه‌چاله و مسایل مختلف گرانش کوانتومی کار می‌کردم تا این که هاوکینگ، فکر می‌کنم در اکتبر ۱۹۸۱، ایده‌ی شرایط مرزی جهان را در جلسه‌ای در واتیکان مطرح کرد]۱۰[. سال بعد، او و جیمز هارتل روی جزییات ریاضی این ایده کار کردند و در سال ۱۹۸۳ نتیجه را در مجله‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر کردند]۱۱[. آن مقاله را خیلی دوست داشتم چون نشان می‌داد که در فیزیک به چیزی فراتر از صرف معادلات دینامیکی نیاز است؛ به‌طور خاص برای توضیح مسایلی مثل قانون دوم ترمودینامیک، نیاز به داشتن شرایط مرزی است. این چیزی نیست که بتوان آن را صرفا با قوانینی که برای‌مان شناخته‌شده است، به دست آورد. همان‌طور که می‌دانید قوانین دینامیکی، سی‌پی‌تی[۸۶] ثابت دارند. بنابراین، بسیار دشوار به نظر می‌رسد که بتوان پیکان زمان[۸۷] را مستقیما از این قوانین دینامیکی به‌دست آورد. شاید شرایط مرزی جدید بتواند کمک کند.

در این مورد، شرایط مرزی می‌تواند نشان دهد که چرا جهان در حالت آنتروپی بسیار کم آغاز شده است.

درست است.

در این صورت این مسئله صرفا به استدلال‌های احتمالاتی تقلیل پیدا می‌کند. اگر جهان در یک حالت غیرمحتمل آغاز شود، آن‌گاه صرف تکامل به سمت حالت محتمل‌تر، آنتروپی را افزایش می‌دهد. به یک معنا منظور شما همین است، این‌طور نیست؟

بله. منظورم این است که باید توضیحی درباره‌ی چرایی آنتروپی بسیار کم جهان در آغاز وجود داشته باشد.

به آغاز جهان فکر می‌کردید؟

همیشه علاقه زیادی به قانون دوم ترمودینامیک و پیکان زمان داشته‌ام. فکر می‌کنم این علاقه تا حد زیادی از ترمودینامیک سیاه‌چاله و آنتروپی ناشی می‌شود. بنابراین، حتی قبل از مقاله‌ی هارتل و هاوکینگ می‌دانستم که این مشکل پیکان زمان وجود دارد. خاطرم هست پل دیویس[۸۸] معتقد بود که ممکن است جهان‌های تورمی بتوانند مسئله‌ی پیکان را با پیچاندن میدان گرانشی توضیح دهند، هرچند هیچ‌وقت نتوانستم با توضیح او کاملا متقاعد شوم. به نظر می‌رسید پیش فرض این نظریه‌ی تورم، قانون دوم ترمودینامیک بود. مجله‌ی نیچر مناقشه‌ی من و دیویس را در چند مقاله منتشر کرد. اول او یک مقاله داد]۱۲[، بعد من در جوابش مقاله‌ای فرستادم]۱۳[. بعد او مقاله‌ی دیگری داد]۱۴[ و مدتی بعد، فکر می‌کنم در کنفرانسی که در جریان بود، من مقاله دیگری را با همین موضوع ارایه دادم]۱۵[. در نتیجه، من حتی قبل از مقاله‌ی هاوکینگ هم تا حدی به آنتروپی نخستین جهان علاقه‌مند بودم. این حقایق شگفت‌انگیز در مورد جهان که نظم بسیار بالایی دارد، آنتروپی نخستین بسیار کمی دارد و همچنین همسانگردی[۸۹] و همگنی[۹۰] آن؛ به نظر می‌رسید همگی نیازمند چیزی فراتر از صرف قوانین دینامیکی باشند. بنابراین، پیشنهاد هارتل و هاوکینگ برایم جذابیت زیادی داشت، و شاید حتی قبل از حمایت دیگران، احساس جانب‌داری از آن را داشتم. یادم هست دسامبر ۱۹۸۲ در یکی از کنفرانس‌های نسبیت تگزاس، یک روز جلسه‌ی کوچکی در دانشگاه تگزاس برگزار شد که بعضی از هواداران نسبیت آن‌جا جمع شده بودند. استیون هاوکینگ هم در آن کنفرانس حضور داشت اما فکر می‌کنم آن روزِ به‌خصوص با ایان ماس[۹۱] روی تورم کار می‌کرد و در آن جلسه‌ نبود. جیمز هارتل فرضیه‌ی «بی‌مرزی»[۹۲] را در همان جلسه مطرح کرد. آن زمان در حال محاسبه‌ی بخش ریاضیاتی این ایده بود، برای همین در آن مرحله نمی‌خواست از فلسفه‌ی آن دفاع کند. به یاد دارم که با خودم فکر می‌کردم اگر این ایده درست باشد (هرچند آن زمان نمی‌شد با یقین چنین چیزی گفت)، به اندازه‌ای مهم هست که شاید من از فلسفه‌اش دفاع کنم. به‌خاطر همین آن روز در مورد آن ایده خیلی صریح  اظهارنظر می‌کردم . . .

اگر می‌خواستید این کار را بکنید چه‌گونه از فلسفه‌ی آن دفاع می‌کردید؟

خوب، حرف من این بود که مشخص کردن وضعیت نخستین جهان نیازمند یک چیز به‌خصوصی است. در فیزیک، تا زمانی که این چیز به‌خصوص را نداشته باشیم، توضیح‌مان کامل نخواهد بود.

برخی  ممکن است شرایط نخستین را صرفا به عنوان داده بپذیرند.

درست است. یادم می‌آید وقتی این را گفتم برایس دویت[۹۳] فورا بلند شد و گفت: «تو نمی‌خواهی به خدا هیچ آزادی‌ای بدهی.» قبل از این‌که بتوانم پاسخی بدهم، کارول کوچار[۹۴] گفت: «حتی اگر بخواهد چنین کاری هم را بکند، انتخاب خودش است و تصور می‌کنم منظور پیج این است که دانستن قوانینی که خداوند از آن‌ها استفاده کرده واقعا آزادی او را محدود نمی‌کند . . .»

خوب، آیا در این مورد با کوچار موافق‌اید؟

بله، فکر می‌کنم در این مورد با او خیلی موافق باشم. من یک مسیحی هستم و معتقدم که خداوند کل جهان را آفریده است. البته به عنوان یک فیزیک‌دان سعی می‌کنم کمی بیش‌تر بفهمم خداوند جهان را چه‌گونه یا در چه حالتی خلق کرده است. به‌نظرم این قوانین با نشان دادن الگوهایی که خداوند در خلقت از آن‌ها استفاده کرده، روشن می‌کند که او تا چه میزان این قوانین را به ما اختصاص داده است. از سوی دیگر، فکر نمی‌کنم این قوانین برای او محدودیتی ایجاد کنند. این انتخاب خودش بوده که با این قوانین جهان را خلق کند. در نتیجه، البته که می‌توانید بگویید «خداوند پس از انتخاب قوانین، به آن‌ها پایبند می‌ماند» و در ادامه بگویید «شاید خداوند آن آزادی قبل از خلق قوانین را ندارد» اما این در مورد هر موجود مختاری صادق است. هنگامی که دست به انتخابی بزنید، بعد از آن به یک معنا آزادی خود را محدود کرده‌اید. البته من به هیچ وجه باور ندارم که موجودی ماورایی (هرچند تصور موجودیت چیزی ورای خداوند دشوار است) این انتخاب‌ها را به خداوند تحمیل کرده باشد. پرسشی که اینشتین به آن علاقه داشت این بود که آیا خداوند آزادی یا انتخابی در خلق جهان داشته است یا خیر. به نظر من هرگز نمی‌توان ثابت کرد که خداوند در خلقت خود مختار نبوده است، هرچند می‌دانم که بسیاری از فیزیک‌دانان تصور می‌کنند یا به نظر می‌رسد امیدوارند که تنها یک نظریه‌ی وحدت[۹۵] برای جهان وجود داشته باشد.

فکر می‌کنید ممکن است تنها یک نظریه‌ی وحدت در مورد جهان وجود داشته باشد؟ این‌که جهان تنها یک مجموعه قوانین فیزیکی داشته باشد؛ این‌که تنها ده بُعد یا چهار بُعد یا هر تعداد بُعدی که دارد داشته باشد؛ این‌که سرعت نور تنها همین عددی باشد که اکنون دارد و از این نوع مسایل؟ آیا چنین باوری دارید؟

نه، من تصور می‌کنم جهان می‌توانست خیلی متفاوت باشد. می‌توانم راه‌های بی‌شماری را تصور کنم که در آن‌ها جهان می‌توانست خیلی متفاوت باشد. در واقع فکر می‌کنم بیش‌تر افرادی که می‌گویند ممکن است نظریه‌ی وحدت وجود داشته باشد، منظورشان وجود تنها یک نظریه‌ی نسبتا ساده است که «می‌تواند» فراگیر باشد. به عنوان مثال، این که مکانیک کوانتومی در یک صورت به‌خصوص لاگرانژی[۹۶] یا یک صورت به‌خصوص کوانتومی جهان را شکل داده، تنها در صورتی ممکن است که جهان ناشی از یک معادله‌ی یگانه باشد؛ و این محدودیت بزرگی خواهد بود. اما از نظر منطقی، فکر می‌کنم می‌توان تنوع بسیار زیادی را در نظر گرفت. اگر جهان تنها با یک مجموعه‌ از معادلات توضیح داده می‌شد، اتفاق بسیار رازآلودی بود. چرا خداوند نمی‌توانست کاری کاملا متفاوت از آن‌چه انجام داده، انجام دهد؟ در اصل، کل موضوع می‌توانست کاملا متفاوت باشد. حالا نمی‌دانیم چرا تصمیم گرفته از این قوانین به‌خصوص پیروی کند. البته اگر جهان کاملا آشفته بود، گمان می‌کنم به‌وجود آمدن موجودات هوشمند در آن دشوار می‌شد و داشتن هر نظم و ترتیبی برای جهان بسیار سخت می‌بود. از سوی دیگر، به نظر می‌رسد نظم جهان بسیار بیش‌تر از نظمی است که صرفا برای وجود ما لازم بوده است. پس چرا خداوند تصمیم گرفته جهان را حتی بسیار بیش‌تر از آن‌چه ممکن است نیاز داشته باشیم، نظم دهد . . .

آیا این چیزی است که فکر می‌کنید بتوان با درک شرایط نخستین کشف کرد؟

خوب، باید به دو مسئله سر و سامان داد. یکی مربوط به قوانین دینامیک است که ممکن است آن را برآمده از صورت لاگرانژی بدانید و دیگری مربوط به شرایط نخستین جهان.

و متوجه شدم که شما به نوعی آن‌ها را در یک موقعیت قرار می‌دهید. از نظر شما هر دو بخشی از فیزیک هستند.

درست است. یا هر دو «می‌توانند» بخشی از فیزیک باشند که مطمئنا از لحاظ منطقی امکان‌پذیر است؛ یعنی این که خداوند نظم عظیمی را در قوانین دینامیکی اعمال کرده باشد، امکان‌پذیر است. اگر تصویری از تمام چیزهایی که در حال تکامل‌اند در نظر بگیرید (هرچند این ممکن است توصیف تردیدآمیزی از مفهوم گرانش‌کوانتومی باشد) پس می‌توانید بگویید که قوانین دینامیکی، بین آن‌چه در یک زمان اتفاق می‌افتد و آن‌چه در زمان دیگر اتفاق می‌افتد، همبستگی[۹۷] عظیم یا شاید همبستگی محکمی ایجاد می‌کند. فرض کنید خداوند فرشته‌ای چنان باهوش خلق می‌کند که می‌تواند قوانین را درک ‌کند و توانایی این را دارد که محاسبات چه‌گونگی تکامل جهان را طبق این قوانین انجام دهد. اگر خداوند قوانین را به این فرشته بگوید و او را از وضعیت نخستین جهان مطلع کند، این فرشته اصولا باید بتواند وضعیت جهان را در تمام زمان‌های دیگر محاسبه کند. این همان کاری است که قوانین دینامیکی انجام می‌دهند. البته این قوانین دینامیکی، به‌خودی‌خود و بدون شرایط نخستین، نمی‌توانند وضعیت جهان را در هر زمانی محاسبه کنند.

نه، نمی‌توانند.

بنابراین، قوانین دینامیکی نشان‌دهنده‌ی همبستگی میان زمان‌های مختلف است. از لحاظ منطقی اما ممکن است شرایط نخستین توضیح ساده‌ای نداشته باشد. در نتیجه، این که بگویید شرایط نخستین جهان تصادفی بودند یا نه، به دیدگاه‌تان بستگی دارد. گفتن این‌که شرایط نخستین جهان تصادفی بوده، می‌تواند به این معنا باشد که توضیح ساده‌ای از شرایط نخستین وجود نخواهد داشت. در نتیجه، اگر بخواهید این مسئله را از منظر روان‌شناختی توضیح دهید، در پاسخ به این که از دید انسانی شرایط نخستین جهان تصادفی بوده یا نه، به مشکل برمی‌خورید. بخشی از ذهن انسان یا دست‌کم ذهن من می‌گوید بهتر است این خداوند باشد که حجم عظیمی از اطلاعات را در جهان قرار داده است. اگر جهان واقعا به همان سادگی‌ای باشد که برخی لاگرانژی‌‌ها و برخی شرایط مرزی به‌خصوص مثل شرایط مرزی هارتل-هاوکینگ آن را توصیف می‌کنند، به نظر می‌رسد خداوند حجم عظیمی از اطلاعات را در جهان قرار نداده است. ممکن است فکر کنید خوب، شاید باید اطلاعات بیش‌تری در جهان قرار می‌داد. از طرف دیگر، حجم بالای اطلاعات در یک تعبیر خاص، معادل حجم بالایی از امور تصادفی است. به عبارت دیگر، اگر چیزی باشد که نتوانیم آن را پیش‌بینی کنیم، می‌توان گفت آن چیز تصادفی است. به همین خاطر ما همواره بین تصادفی‌تر بودن یا ساده‌تر بودن سر دو راهی باقی خواهیم ماند. به نظر می‌رسد قانون دوم ترمودینامیک نشان‌دهنده‌ی مقدار مشخصی از سادگی در شرایط نخستین جهان است. باید هم این‌طور باشد. اما این که این سادگی به میزان سادگی مطرح شده در نظریه‌ی هارتل-هاوکینگ است یا نه، هنوز نمی‌دانیم.

سادگی به معنای نظم زیاد؟

بله و همین‌طور به معنای توضیح‌پذیر بودن. عده‌ای به نظریه‌ی‌پیچیدگی‌کامپیوتری[۹۸] و مانند آن می‌پردازند و به واسطه‌ی آن می‌توانند بگویند اگر چیزی حاوی اطلاعاتی باشد و بتوان برنامه‌ا‌ی کامپیوتری نوشت که آن اطلاعات را معین کند، در ساده‌ترین برنامه‌ی ممکن، چه مقدار اطلاعات تعیین‌شده می‌تواند وجود داشته باشد. در حال حاضر، برای من بسیار دشوار است که ببینم چه‌گونه می‌توان اطلاعات را برای وضعیت جهان به شکل کمّی مشخص کرد. حتی اگر نظریه‌ی ابر ریسمان نظریه‌ی نهایی فیزیکی باشد، با شرایط مرزی هارتل-هاوکینگ، نمی‌دانم چه‌گونه می‌توان کمیت تعداد بیت‌‌های اطلاعات را در این توصیف مشخص کرد. از منظر لاگرانژی ممکن است بیت‌های اطلاعات زیادی نداشته باشد اما پیش‌زمینه‌های فرضی زیادی درباره‌ی معنای همه‌ی این اصطلاحات و معنای لاگرانژی وجود دارد. نمی‌دانم چه‌گونه می‌توان چنین چیزی را مشخص کرد. تصور می‌کنم شواهد زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد جهان بسیار ساده‌تر از آن چیزی است که می‌توان تصور کرد.

و این با این واقعیت که ما این‌جا هستیم مطابقت دارد. چیزی که خودتان قبلا گفته بودید.

درست است. این، با این واقعیت که ما این‌جا هستیم مطابق است. بله، من تصور می‌کنم همواره محدودیت‌ وجود دارد. حتی همین الان داشتم می‌گفتم می‌توان تمام احتمالات قابل تصور را در نظر گرفت، چه اجازه‌ی وجود حیات را بدهند چه ندهند. البته که ما می‌دانیم اگر جهان آن‌قدر آشفته بود، بشر نمی‌توانست این‌جا باشند و ما این‌جا نبودیم تا چنین پرسشی را مطرح کنیم. اما من معتقدم اصل ضعیف انسان‌نگر[۹۹] راهنمای مفیدی برای ما به جا می‌گذارد. فکر می‌کنم اگر معتقد باشید که جهان‌های متفاوت بسیاری وجود دارد، دیگر نباید زمان زیادی صرف تلاش برای توضیح این موضوع کنید که ما کجای جهان یا در کدام نوع زیرجهان هستیم. تصور مردم از چندجهانی خیلی متفاوت است.

در طرح شما در کیهان‌شناسی کوانتومی، وقتی این انتگرال‌های مسیر را روی هندسه‌های سه بُعدی مختلف انجام می‌دهید، آیا درست است که می‌توان آن عملیات را به ‌عنوان فرض وجود جهان‌های گوناگون بسیار تفسیر کرد که هر کدام دامنه‌ی احتمالی مخصوص خودشان را دارند؟

بله، من فکر می‌کنم به یک معنا وقتی انتگرال مسیر را انجام می‌دهید، دامنه‌های غیر صفر را برای موقعیت‌های ممکن مختلف دریافت می‌کنید.

آیا این درست است که بسته به این‌که از مکانیک کوانتومی تفسیر کپنهاگی داشته باشید یا تفسیر چندجهانی، احتمالا خواهید توانست همه‌ی این جهان‌ها را موجود یا دست‌کم با احتمال وجود در نظر بگیرید؟

بله. من خودم بیش‌تر به تفسیر اِوِرت[۱۰۰] یا آن‌چه معمولا تعبیر چندجهانی نامیده می‌شود، معتقدم.

یعنی شما معتقدید این جهان‌های مختلف در واقع همگی به نوعی به‌طور هم‌زمان وجود دارند؟

درست است. همین‌طور فکر می‌کنم. این باور تا حدی محض خاطر سادگی است، چون نمی‌خواهم برای فروپاشی تابع موج، عناصر دیگری را به مکانیک کوانتوم اضافه کنم. بنابراین، بسیار محتمل است که این تابع موج بزرگ بسیار ساده باشد به این معنا که بتوانید آن را با انتگرال مسیر بدون مرز مشخص کنید. اگر آن را به حالت‌های ویژه‌ی[۱۰۱] برخی عملکرهای ماکروسکوپی تجزیه کنید، منجر به برهم‌نهی حجم عظیمی از شرایط خواهد شد.

قبلا گفته بودید که احساس می‌کنید خداوند جهان را آفریده و به هر شیوه‌ای که آن را آفریده، راهی بوده که برای آفرینش انتخاب کرده است. اگر بخواهید این دیدگاه را با تفسیر چندجهانی از مکانیک کوانتوم تطبیق دهید (که در آن تمام این جهان‌های مختلف، احتمالا با ویژگی‌های بسیار متفاوت، به طور هم‌زمان وجود دارند) آیا خواهید گفت که خداوند همه‌ی این جهان‌های مختلف را آفریده است؟

بله، خواهم گفت که او تمام این جهان‌های مختلف را خلق کرده است. فکر ‌کردم می‌خواهید بگویید اگر تصویر چندجهانی صحت داشته باشد، پس همه‌ی این احتمالات وجود دارد و بنابراین خداوند همه‌ی احتمالات را خلق کرده و واقعا انتخابی وجود ندارد. خوب، در این مورد نمی‌دانم. دیدگاه چندجهانی لزوما به این معنا نیست که همه‌ی جهان‌های ممکن در تابع موج وجود دارند. ممکن است احتمالات زیادی باشد که دامنه‌ی آن‌ها صفر است. فکر می‌کنم دقیق‌ترش این است که بگویم دامنه‌های متفاوتی دارند. اجزای مختلف، دامنه‌های متفاوتی خواهند داشت. ما اغلب مربع مطلق دامنه را به احتمالات ربط می‌دهیم. من ترجیح می‌دهم دامنه‌ها را تنها به عنوان یک معیار تفسیر کنم. به یک معنا، بعضی چندجهانی‌ها هستند که معیار بالاتری دارند؛ همان چیزی که شما احتمال تعبیرش می‌کنید. گفتنش کمی سخت است اگر بگویم این جهان‌ها واقعا وجود دارند؛ اما از نظر هستی‌شناختی، احتمال وجود این جهان‌ها از جهان‌های دیگر بیش‌تر است.

اگر بخواهید این معیار را به چیزی معنادار ترجمه کنید، باید مجموعه‌ی عظیمی از جهان‌ها را داشته باشید تا بتوانید بگویید کدام کسر از آن‌ها مانند این جهان هستند و کدام کسر مانند جهانی دیگر و الی آخر. مفهوم گیج‌کننده‌ای است، دست‌کم برای من.

بله. گمان می‌کنم تفسیر اِوِرت به نوعی می‌گوید مکانیک کوانتوم آنسامبلی[۱۰۲] خاص خودش را فراهم می‌کند. به این مفهوم که همه‌ی این احتمالات وجود دارد. اما این آنسامبل تا حدودی عجیب است، چون تعداد عناصر موجود در این اثر بستگی به نحوه‌ی تجزیه‌ی تابع موج دارد. شما همیشه می‌توانید بگویید یک تابع موج است و در نتیجه تنها یک جزء خواهید داشت. بنابراین، همه‌چیز به مبنای عملکرد شما بستگی دارد و این اصلا شبیه آنسامبل کلاسیک نیست. شما آزادید مبنای خود را انتخاب کنید اما اگر مبنای خاصی را انتخاب کردید (برای مثال، اگر من مبنایی را انتخاب کنم که در آن حالت‌های ویژه‌ای از این مبنا باشد که در آن‌ها «من» وجود داشته باشد)، در آن صورت اگر جهان توضیح ساده‌ای برای وجودش داشته باشد، فکر می‌کنم حالت‌های ویژه من تنها کسر بسیار کوچکی از این اجزا باشد.

قبل از این‌که از این موضوع عبور کنیم مسئله‌ای هست که برای من بسیار جالب است؛ اگر تصور کنیم چنین گستره‌ی وسیعی از جهان‌ها وجود دارد که همه به‌طور هم‌زمان وجود دارند، آیا فکر می‌کنید چیزی غیر از اصل‌ضعیف انسان‌نگر وجود دارد که جهان‌های دارای حیات را متمایز کند؟

خوب بگذار ببینیم. البته، اصل ضعیف انسان‌نگر به یک معنا این است که مشاهدات ما باید با حیات سازگار باشد.

درست است، اما چیزی که از شما می‌خواهم این است که یک قدم عقب‌تر بروید و به اثرکلی نگاه کنید؛ فقط از دید جهان خودمان نگویید.

بسیار خوب. در این صورت باید خودم را خارج از این جهان تصور کنم؛ کاری که همیشه انجام می‌دهم. اگر به آنسامبل نگاه کنم و خودم را خارج از این جهان تصور کنم دیگر محدود به مشاهده‌ی جهان‌هایی نیستم که حیات در آن‌ها وجود دارد.

نه نیستید، و احتمالا وقتی در حال انجام انتگرال‌های مسیر خود هستید، به همین شیوه فکر می‌کنید. دارید پا می‌گذارید بیرون. حدس می‌زنم به اعتقادتان به خالق برمی‌گردیم. اگر بخواهید می‌توانید در موردش برای‌مان بگویید.

فکر می‌کنم خداوند احتمالا به جهان‌هایی که در آن‌ها حیات وجود دارد علاقه‌مندتر باشد، اگرچه کاملا مطمئن نیستم چه‌گونه می‌توان این را در شرایط عملیاتی بیان کرد.

منظورتان این است که آن را کمّی کنید. (خنده).

تصور می‌کنم باید پرسید چه‌گونه می‌توان گفت خداوند به جهان‌هایی که در آن‌ها حیات وجود دارد علاقه‌مندتر است. پاسخش را نمی‌دانم. موضوع جالبی است. من یک مسیحی محافظه‌کار هستم به این معنا که گفته‌های کتاب‌مقدس را جدی می‌گیرم. البته می‌دانم بخش‌های به‌خصوصی از آن برای خواندن تحت اللفظی در نظر گرفته نشده‌اند. در نتیجه، دقیقا متن‌گرا[۱۰۳] نیستم اما سعی می‌کنم به آن معنایی که فکر می‌کنم برای آیات در نظر گرفته شده، ایمان داشته باشم. همچنین می‌دانم بسیاری از مسیحیان معتقدند که «انسان» هدف اصلی خداوند در خلق جهان بوده اما من شاید نسبت به دوستانم آن‌قدرها هم از این قضیه مطمئن نباشم. می‌دانم که طبق کتاب‌مقدس، خداوند انسان را به صورت خود آفرید[۱۰۴] اما آیا این بدان معنا است که انسان به شکلی منحصر به فرد به صورت خداوند است یا او می‌تواند موجودات دیگری را در جاهای دیگری خلق کرده باشد که بر صورت خودش باشند اما در عین حال کاملا متفاوت از انسان باشند. نمی‌دانم. حتی شاید خداوند چیزهایی را آفریده باشد که فاقد حیات باشند اما به صورت او خلق شده باشند. نمی‌دانم. کتاب‌مقدس واقعا چیز زیادی در این مورد نمی‌گوید. من فکر می‌کنم نکته‌ی اصلی کتاب‌مقدس این است که چه‌گونه خداوند انسان را به صورت خود آفرید و انسان هبوط کرد و از خدا سرپیچی کرد و سپس خداوند با مسیح و به صلیب کشیدن او راه بازگشتی به انسان داد.[۱۰۵] من فکر می‌کنم کتاب‌مقدس عمدتا بر رابطه‌ی انسان و خداوند تمرکز دارد و تلاشی برای پاسخ به این پرسش که خداوند ممکن است از آفرینش جهان چه اهداف دیگری داشته باشد، نمی‌کند. به همین خاطر، من در مورد به کار بردن اصل قوی انسان‌نگر[۱۰۶] که طبق آن لزوما در جهان باید حیات وجود داشته باشد، یا حیات یکی از اهداف ضروری خداوند در خلق جهان بوده است، اندکی تردید دارم. خوب، در این شکی نیست که او انتخاب کرده جهانی را خلق کند که در آن حیات وجود داشته باشد، یا دست‌کم جهانی را خلق کند که در تابع موجی که ما در آن وجود داریم، باشد اما در مورد این که این لزوما تنها خواسته یا حتی هدف اصلی خلق جهان برای خداوند باشد، کمی مردد هستم. او ممکن است اهداف بسیاری داشته باشد که ما از آن‌ها آگاه نیستیم. من مطمئنا به دنبال انکار این نیستم که حیات یکی از اهداف خداوند بوده است. شاید رابطه‌ی انسان با خداوند اصلی‌ترین موردی باشد که در کتاب‌مقدس به آن توجه شده  است اما تصور نمی‌کنم کتاب‌مقدس پاسخی برای تمام افعال خداوند و این که او ممکن است چیزهای دیگری خلق کرده باشد که ما هیچ آگاهی‌ای از آن نداریم، در نظر گرفته باشد.

فکر می‌کنید جهان هدفی دارد؟ اجازه دهید سوالم را به شکل دیگری مطرح کنم. نقل قول بسیار جالبی از استیون واینبرگ[۱۰۷] در کتاب سه دقیقه‌ی نخستین[۱۰۸] او هست که شاید آن را خوانده باشید. واینبرگ می‌گوید هر چه جهان قابل درک‌تر می‌شود، بیهوده‌تر به نظر می‌رسد.]۱۶[ نظرتان در این باره چیست؟

بله، اکنون می‌گویم که قطعا هدفی وجود دارد. نمی‌دانم تمام اهداف آفرینش چیست اما فکر می‌کنم یکی از آن‌ها این بوده که خداوند انسان را خلق کند تا با او مشارکت داشته باشد. فکر می‌کنم هدف بزرگ‌تر شاید این باشد که مخلوقات خداوند او را تسبیح کنند. عهد جدید[۱۰۹] از آفرینش تمام مخلوقات از طریق مسیح و به دست او و با هدف تسبیح خداوند صحبت می‌کند. در نتیجه، فکر می‌کنم این دست‌کم یکی از اهداف خلقت باشد اما دوست ندارم بگویم این تنها هدف خدا بوده است. شاید بهتر است بگویم معتقدم کتاب‌مقدس کلام خداوند است که به ما نازل شده‌ و در نتیجه فکر می‌کنم هدفی که در انجیل آمده یکی از اهداف آشکارشده بر ما است. اهداف دیگر خداوند را تنها می‌توانیم به شیوه‌های دیگر حدس بزنیم. ما شاهد چنین زیبایی ریاضیاتی و سادگی و ظرافت در جهان فیزیکی و در معادلات دینامیکی که خداوند در این جهان ایجاد کرده است، هستیم. من کاملا مطمئن نیستم که چه‌طور می‌توان این جنبه‌های آفرینش را با هدفی مرتبط کرد. به عبارت دیگر، به نظر می‌رسد قوانین فیزیکی چیزی شبیه به دستور زبان و زبانی است که خداوند برای استفاده انتخاب کرده است. به نظر می‌رسد هدف بیش‌تر با  جنبه‌های دیگری از آفرینش مربوط می‌شود. انگار تلاش کنید ساختار دستوری نوشته‌های شکسپیر را تجزیه و تحلیل کنید اما به معنای نمایش‌نامه‌ها یا داستان آن‌ها توجه نکنید. این تفسیرها می‌توانند در سطوح مختلف وجود داشته باشند.

تشبیه زیبایی است. فکر می‌کنم به اندازه کافی شما را به این مبحث کشاندم. در ادامه شاید از پرداختن به برخی مسایل علمی خاص منصرف شوم اما به این مصاحبه باید از دید کلی نگاه کرد. می‌خواستم در خصوص واکنش‌های‌تان به برخی اکتشافاتی که در ده یا پانزده سال گذشته اتفاق افتاده چیزهایی بپرسم.

بسیار خوب.

به یاد دارید اولین بار چه زمانی در مورد مسئله‌ی افق[۱۱۰] چیزی شنیدید؟

سخت است اولین باری را که در مورد آن شنیدم به یاد بیاورم. صادقانه بگویم، مطمئن نیستم دقیقا چه زمانی این مسئله را شنیدم.

وقتی واحد کیهان‌شناسی را در موسسه‌ی فن‌آوری‌کالیفرنیا می‌گذراندید، از آن اطلاع داشتید؟ آن زمان در موردش بحث شد؟

واقعا خاطرم نیست آن زمان در موردش بحث شده باشد. فکر می‌کنم باید زمانی بوده باشد که در حال تحقیق یا کاری بوده‌ا‌م و چیزی در موردش خوانده‌ام. شاید اشاره‌هایی به این مسئله شده باشد، اما واقعا به یاد ندارم که در موردش عمیقا فکر کرده باشم.

بنابراین، شاید زمانی در اواسط یا اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰ بوده باشد؟

بله، احتمالا. یادم نمی‌آید زمانی که در موسسه‌ی فن‌آوری کالیفرنیا بودم خیلی به این مسئله فکر کرده باشم. حتما آن زمان به گوشم خورده بود، اما حتی مطمئن نیستم که خیلی به آن فکر کرده باشم.

بعدها، وقتی به این مسئله فکر کردید، اواخر دهه ۱۹۷۰ یا هر زمان دیگر، آن را به عنوان یک مسئله‌ی جدی در نظر
می‌گرفتید؟

فکر می‌کنم مسئله‌ی افق بر موضوع همگنی و همسان‌گردی تاکید داشت. من همیشه در مورد این‌که آیا مسئله‌ی افق یک مسئله‌ی جداگانه است، اندکی تردید داشته‌ام.

بله، منظورم از مسئله‌ی افق همان مشکل همگنی است: این واقعیت که ما شاهد مناطقی از جهان هستیم که به نظر می‌رسد اطلاعات را رد و بدل کرده و همگن شده‌اند اما در عین حال آن‌قدر از هم دور هستند که طبق مدل استاندارد نمی‌توانسته‌اند زمانی پس از مه‌بانگ این کار را انجام داده باشند. آیا چنین مسئله‌ای را مشکلی جدی می‌دانستید؟

بله. خاطرم نیست چه زمانی در مورد این جنبه‌ی مسئله، یعنی قطع ارتباط علّی در زمان نخستین، شنیدم، اما بله، فکر می‌کردم که این مشکلی جدی است. به یاد دارم یک بار -قبل از نظریه‌ی تورم- در جلسه‌ای با بیل پرس شام یا صبحانه‌ای می‌خوردم. یادم هست او به این نکته اشاره کرد که توضیح همگنی و همسان‌گردی چندان دشوار نیست، فقط باید بپذیرید که زمان نخستین وضعیت آرامی داشته است. کافی است از یک کلمه استفاده کنید. به همین خاطر بود که تاکید داشت مشکل واقعی، دریافت نوسانات کهکشان‌ها است. به یک معنا، او معتقد بود چیزی وجود دارد (هرچند آن زمان نگفت که دقیقا چه چیزی) که مشابه پیشنهاد هارتل-هاوکینگ شامل برخی شرایط اولیه‌ی خاص بود.

بله، این همان چیزی است که می‌خواستم بدانم. آیا شخصا فکر می‌کردید که حل مسئله‌ی افق یا همگنی در مقیاس بزرگ، ممکن است وابسته به شرایط اولیه باشد؟

بله، وقتی دقیق‌تر به آن فکر کردم به همین نتیجه رسیدم. وقتی برای اولین بار در مورد این مسایل شنیدم، نمی‌دانم به چنین چیزی فکر کردم یا نه اما بعدها مطمئنا متوجه این موضوع شدم که توضیح این مسئله مربوط به شرایط اولیه است.

پذیرفتید چنین شرایط اولیه‌ای را با این ویژگی‌ها بپذیرید؟

فکر می‌کردم شرایط اولیه باید لزوما برآمده از چیزی نسبتا طبیعی باشند. کاملا مطمئن نیستم از چه چیزی. بسیاری از این‌ها تحت‌تاثیر محاسبات راجر پنروز[۱۱۱] از آنتروپی بود.]۱۷[ کل جهان را یک سیاه‌چاله عظیم تصور کنید؛ تمامی ذرات جهان قابل مشاهده را در نظر بگیرید و جرم سکون آن‌ها را در یک سیاه‌چاله بزرگ قرار دهید آن‌قدر که جرم سیاه‌چاله به‌طور تخمینی مساوی با مجموع جرم سکون این ذرات باشد، در این صورت شما یک سیاه‌چاله خواهید داشت با جرم . . .

۱۰^۲۲ جرم خورشیدی. همچین چیزی.

بله، ۱۰^۲۲ جرم خورشیدی، که چیزی حدود ۱۰^۶۱ واحد پلانک است. بنابراین، آنتروپی آن حدود ۱۰^۱۲۳ خواهد بود. پنروز تاکید کرد که تعداد حالت‌های ممکن، به‌طور تخمینی، به شکل نمایی با آنتروپی افزایش پیدا می‌کند، در نتیجه شما e^۱۰۱۲۳ حالت‌ خواهید داشت، که در مقایسه با مثلا e^۱۰۹۰ حالت (که تعداد حالت‌های ممکن است اگر ۱۰^۹۰ فوتون در جهان قابل‌مشاهده داشتید) عدد بسیار خیره‌کننده‌ای است. گرچه ممکن است برخی از مفروضات چنین محاسبه‌ای، مانند تثبیت انرژی و قراردادن همه‌ی آن در سیاه‌چاله و غیره، پرسش‌برانگیز باشند اما تاکید پنروز بر این بود که شرایط اولیه‌ی جهان تا چه حدی خاص است. اگر جهان در پیکربندی متفاوتی ‌بود که آنتروپی گرانشی زیادی می‌داشت، حاصل آنتروپی ممکن عدد بسیار بزرگی می‌شد. قبل از این محاسبات، موضوع کمی گیج‌کننده بود، به‌خاطر این واقعیت که جهان نخستین نسبتا گرم و یکنواخت و به طور موضعی تقریبا به تعادل ترمودینامیکی نزدیک بود. در سیستم‌های غیرگرانشی، تعادل حرارتی به حالت آنتروپی بالا تمایل دارد. بنابراین، اگر این‌طور به قضیه نگاه کنید، آنتروپی جهان نخستین را بالا در نظر خواهید گرفت. می‌توانم بگویم پنروز مهم‌ترین کسی بود که من را به این نکته واقف کرد که آنتروپی جهان نخستین واقعا آن‌قدر بالا نبوده، چون میدان گرانشی کاملا همواری داشته است.

آنتروپی جهان می‌توانست در مقایسه با آن‌چه هست بسیار بیش‌تر باشد. این وسط با حجمی از آنتروپی گم شده مواجه‌ایم.

درست است. به همین خاطر بود که احساس می‌کردم باید توضیحی برای آن وجود داشته باشد. نظریه‌ی تورم ظاهرا این مسئله را حل کرد اما راستش را بخواهید من آن قدرها هم متقاعد نشدم.

می‌خواستم همین را از شما بپرسم.

شاید همان زمانی که نظریه‌ی تورم مطرح شد، متوجه شدم که مسئله‌ی قانون دوم ترمودینامیک مشکلی فراتر از همگنی و همسان‌گردی صرف به نظر می‌رسد. همگنی و همسان‌گردی جنبه‌های خاصی از مشکل بودند اما اعدادی که پنروز از استدلال‌های ترمودینامیکی به دست آورده بود، بیش از اندازه بزرگ بودند. دقیقا نمی‌دانم کمیت همگنی و همسان‌گردی را چه‌گونه می‌توان تعیین کرد. شک ندارم که مقدار آن‌ها هم باید بسیار خاص باشد اما احتمالا نه به اندازه‌ی قانون دوم ترمودینامیک. البته ما واقعا به‌طور یقینی نمی‌دانیم که آیا قانون دوم ترمودینامیک بر مسیرهایی چنین دور از مخروط نوری[۱۱۲] گذشته ما اعمال می‌شود یا نه. ستارگانی که می‌توانیم ببینیم، به نظر می‌رسد که همگی کم و بیش از قانون دوم ترمودینامیک پیروی می‌کنند. بنابراین، به نظرم رسید که «شرایط اولیه‌ی ویژه با آنتروپی کم» لازمه‌ی تورم و حتی لازمه‌ی آغاز با جهان نسبتا ناهنجار است، چون این تورم است که باعث می‌شود آن جهان ناهنجار با ضریبی بزرگ انبساط پیدا کند.

یعنی باید از قبل یک جهت زمانی را مشخص کرد. منظورتان همین است؟

درست است. بله، من فکر می‌کنم این مسئله در واقع به بحث‌هایی که با پل دیویس داشتم برمی‌گردد. پل دیویس معتقد بود که با تورم می‌توانید جهان یا ساعت جهان را پایان دهید و آن را به حالت آنتروپی گرانشی پایین برسانید، در حالی که به نظر من حتی برای داشتن چنین تورمی هم باید ابتدا آنتروپی پایین داشته باشید.

متوجه‌ام. به همین خاطر بود که احساس کردید تورم واقعا مشکل را حل نکرده، چون مشکل اساسی‌تری وجود داشت که باید قبل از تورم حل می‌شد.

بله.

خیلی جالب است.

بله، من فکر می‌کردم همگنی و همسان‌گردی ممکن است نتیجه‌ی همان چیزی باشد که این مشکل بزرگ‌تر قانون دوم ترمودینامیک را حل کرده است.

خیلی جالب است. آیا مدل تورم را از جهاتی موفقیت بزرگی می‌دانستید؟

شاید کمی نسبت به آن واکنش منفی نشان دادم؛ چون آن مسایلی که برخی افراد ادعا می‌کردند مدل جهان تورمی برطرف کرده، به نظر من اندکی اغراق‌آمیز به نظر می‌رسید. آلن گوث[۱۱۳] در این مورد واقعا منصف بود و ادعاهای اغراق‌آمیز زیادی مطرح نکرد. من به این فکر می‌کردم که برخی از مشکلاتی را که نظریه‌ی تورم تلاش کرده برطرف کند می‌توان به شیوه‌های دیگری حل کرد. به نظر من مدل تورم، مشکل قانون دوم ترمودینامیک را حل نکرد و اگر می‌شد مشکل قانون دوم ترمودینامیک را حل کرد، سعی می‌کردم به راه‌های جایگزینی فکر کنم که بتوان به همسان‌گردی و همگنی رسید. استدلال نصفه‌نیمه و عجیبی دارم مبنی بر این‌که در گرانش کوانتومی، از آن‌جا که تحت تغییر موقعیت کل، حالت باید ثابت باشد، تنها راهی که می‌توانید ساختار میدان گرانشی را به دست آورید، داشتن همبستگی است. به نظر من یکی از راه‌‌های توصیف قانون دوم ترمودینامیک این است که بگوییم حالت اولیه‌ی جهان فاقد همبستگی‌های فضایی دوربرد بوده. از برخی جهات، این یکی از راه‌‌های توصیف قانون دوم ترمودینامیک است. همه چیز بدون همبستگی آغاز می‌شود، سپس ارتباطات شکل می‌گیرد و بعد همبستگی‌ها شکل می‌گیرد. این به نوعی همان فرایندی است که وقتی داریم در مورد چیزهای شرطی یاد می‌گیریم از آن استفاده می‌کنیم. منظورم این است که وقتی می‌گوییم «اگر الف آن‌گاه ب» و بعد «اگر ب آن‌گاه ج» و الی آخر، با این کار داریم با چیزها هم‌بسته می‌شویم، یعنی آگاهی‌مان بیش‌تر و بیش‌تر می‌شود اما در مورد چیزهای کم‌تر و کم‌تر.

بله، اما همان‌طور که در حال کسب آگاهی هستیم، آنتروپی کلی جهان را برای این آگاهی افزایش می‌دهیم.

درست است، همه‌ی این‌ها به نوعی بخشی از یک چیز هستند. این‌طور که شما توصیف‌اش می‌کنید کمی خود متناقض به نظر می‌رسد.

بله، بستگی دارد سیستم را کجا محدود کنید.

در همبستگی‌های رو به رشد.

پس باید همبستگی‌ها را در جایی از دست بدهید تا بتوانید آن‌ها را در جایی دیگر افزایش دهید، این‌طور نیست؟

منظورم این است که من بین آن‌چه در این‌جا از لحاظ مکانی به آن دسترسی دارم و آن‌چه در آن‌جا از بین رفته، در حال ایجاد همبستگی هستم و چون حالا به این همبستگی‌ها دسترسی ندارم، آن اطلاعات از بین رفته محسوب می‌شود. اگر جهان نخستین بدون همبستگی شروع شده باشد، پس اساسا تمام اطلاعات در همان موضع‌های مکانی نخستین باقی مانده‌اند، چون همبستگی‌ای نبوده که از طریق آن اطلاعاتی بین مکانی وجود داشته باشد. در مرحله‌ی بعد هم، پس از آن که همبستگی بین بخش‌‌هایی از جهان که از هم دور هستند به‌وجود می‌آید، اگر به همبستگی‌ها دسترسی نداشته باشید (و فقط بتوانید به اطلاعات مکانی دسترسی داشته باشید) اطلاعاتی که به آن‌ها دسترسی خواهید داشت کم‌تر از اطلاعاتی است که قبلا در آن مکان بوده است. اگر جهان بر پایه‌ی نوعی روش جبری تکامل یافته باشد، در این صورت اطلاعات هرگز واقعا از بین نرفته است اما می‌تواند وارد این همبستگی‌هایی شود که شما به آن‌ها دسترسی ندارید. در نتیجه‌ی این چیز‌ها بود که مایل بودم چنین توصیفی از قانون دوم ترمودینامیک را بپذیرم؛ توصیفی که اساسا یک نسخه‌ کوانتومی از نسخه‌ای است که پرسیوال[۱۱۴] و فکر ‌کنم اولیور[۱۱۵] یا پنروز صورت‌بندی کرد‌ه‌اند]۱۸[ و اسمش مستقل شرطی[۱۱۶] یا همچین چیزی است. به همین خاطر بود که من فکر می‌کردم باید قانون دوم ترمودینامیک را توضیح داد، و این کاری بود که نظریه‌ی تورم نمی‌کرد. من فکر کردم اگر توضیحی برای قانون دوم داشته باشید، شاید بتوانید همگنی و همسان‌گردی را توضیح دهید. اما آن‌قدرها هم از این قضیه مطمئن نبودم. مشکل تک قطبی[۱۱۷] چیزی بود که نظریه‌ی تورم به خوبی آن را توضیح می‌داد. در این مورد با تپلیتز[۱۱۸] و دوان دیکوس[۱۱۹] مطالعاتی داشتم.]۱۹[

نام کوچک تپلیتز چی بود؟

بگذارید ببینم . . . ویگدور نبود؟

تپلیتز همکارتان بود و اسمش را یادتان نیست؟ ]خنده[ هرچند خود من هم نام بعضی همکارانم را به خاطر ندارم.

خوب شاید دلیلش این باشد که امشب شام زیاد خوردم و سنگینم. همکاری‌مان هم تا حد زیادی از راه دور بود. تپلیتز و دیکوس مطالبی درباره‌ی از بین بردن تک قطبی نوشته بودند، من هم محاسبه‌ی عجیبی از وضعیت آینده‌ی جهان داشتم]۲۰[. یادم هست شما چند سال پیش برای سخنرانی در مورد همین پژوهش، من را به دانشگاه هاروارد دعوت کردید. چیزی که در آن مطالعات دریافتیم این بود که مکانیزم اصلی حذف الکترون‌ها و پوزیترون‌ها در جهان دور، در واقع از بین بردن سه‌-جسم[۱۲۰] است. سه ذره وارد می‌شوند اما یکی از آن‌ها انرژی اضافی را با خود می‌برد تا دو ذره‌ی دیگر در حالت مرزی قرار بگیرند. خاطرم هست که می‌خواستیم ببینیم آیا این ایده می‌تواند به حذف تک قطبی‌ها در جهان نخستین کمکی کند یا نه. معلوم شد که این روش نسبتا موثرتری برای حذف تک قطبی‌ها است گرچه تک قطبی‌هایی که به این روش حذف کردیم کافی نبودند.

پس می‌توانیم بگوییم تورم واقعا این مشکل را حل کرده است.

به نظرم رسید که شاید نظریه‌ی تورم این مسئله را حل کرده باشد، گرچه اندکی بی‌میل بودم . . . در دلم امید داشتم که شاید بتوانیم راه‌حل دیگری برایش پیدا کنیم اما به نظر می‌رسید نظریه‌ی تورم واقعا مسئله‌ی تک قطبی‌ را حل کرده است. حالا دیگر معتقدم که تورم بی‌شک بخشی از تکامل جهان است. منظورم این است که به احتمال زیاد، تورم بخشی از تاریخ گذشته جهان بوده است.

چون از دل کیهان‌شناسی کوانتومی برخاسته است.

بله. البته من هنوز هم نسبت به نظریه‎ی تورم مقاومت‌هایی دارم، حتی در این باره مجموعه محاسبات کلاسیکی هم انجام داده‌ام. پرسش این است که تورم چه‌قدر محتمل است. بعضی از محاسبات را با استیون هاوکینگ انجام دادم]۲۱[، بعضی را هم به تنهایی.]۲۲[ این محاسبات را با استفاده از مقیاس سنجه (متریک) احتمال کلاسیک به‌خصوصی انجام دادیم که گری گیبنز و استیون هاوکینگ و جان استوارت[۱۲۱] آن را ابداع کرده بودند.]۲۳[ البته مارک هانوکس[۱۲۲] هم مستقلا و در واقع زودتر از آن‌ها به این سنجه رسیده بود.]۲۴[ من با استفاده از این مقیاس کلاسیک (که معیار مکانیک کوانتومی نیست و می‌توانید با آن احتمال مدل‌های ساده‌تر را محاسبه کنید) احتمال تورم را محاسبه کردم. معلوم شد که احتمال تورم به شکل آشکاری مبهم است. یعنی سنجه راه‌حل‌های تورمی نامتناهی ]واگرا[ است. اما سنجه راه‌حل‌های غیرتورمی هم نامتناهی است. می‌توانید نسبت احتمالات را هر طور که دل‌تان بخواهد در نظر بگیرید. در واقع از راه‌هایی به احتمال قوی تورم و از راه‌هایی به احتمال کم تورم می‌رسیم.

به نظر شما چرا مدل تورمی به این شکل گسترده هوا‌دار پیدا کرد؟

بخشی از آن به این خاطر است که به نظر می‌رسد نظریه‌ی تورم بعضی از این مسایل را حل می‌کند. شاید من هم کمی بیش از اندازه نسبت به آن تعصب داشته‌ام. شاید نسبت به برخی ادعاهای افراطی در مورد آن واکنش بیش از حد نشان داده باشم اما خوب واقعیت این است که نظریه‌ی تورم توانسته مکانیزمی برای توضیح جهان بزرگ و نسبتا هموار ارایه دهد. همین‌طور توانسته مکانیزمی برای تقویت برخی افت‌وخیزهای کوانتومی کوچک به افت‌وخیزهای بزرگ‌تر فراهم کند که ممکن است توانایی تبدیل شدن به کهکشان‌ها و غیره را داشته باشند. البته ملزم خواهید بود فرض را بر این بگیرید که این اختلالات کوچک در نزدیکی وضعیت پایه آغاز می‌شوند، چون تنها در این صورت است که تمام مشکلات ناشی از گرانش کوانتومی را  می‌توان با طرح هارتل-هاوکینگ توجیه کرد. علاوه بر این‌ها، نظریه‌ی تورم مدل دیگری بود که توانست فیزیک ذرات و فیزیک انرژی‌بالا را با کیهان‌شناسی ترکیب کند. بنابراین، شاید بتوان گفت یک هم‌پوشانی فزاینده در این نظریه وجود دارد. منظورم این است که آلن گوث کار خود را با فیزیک ذرات آغاز کرد و بعد پی برد که برخی از نتایج آن می‌تواند بر کیهان‌شناسی تاثیر بگذارد. به همین خاطر من واقعا نباید مدل جهان تورمی را رد کنم. این مدل مطمئنا پیشرفت بسیار مهمی محسوب می‌شود. زمانی که نظریه‌ی تورم مطرح شد، بحث‌های راجر پنروز در مورد آنتروپی کلی ذهنم را درگیر کرده بود و به همین خاطر در نظرم قانون دوم ترمودینامیک مشکل بسیار بزرگ‌تری بود. شاید این واقعیت که نظریه‌ی تورم آن مشکل را حل نکرد باعث شد فکر کنم که این  نظریه راه‌حل همه چیز نیست. به هر حال نظریه‌ی تورم مطمئنا سهم مهمی در فیزیک دارد.

یکی دیگر از مشکلاتی که مدل‌های تورمی ادعای برطرف کردن آن را دارند، مسئله‌ی تخت‌بودن[۱۲۳] است که می‌تواند به روش‌های مختلفی بیان شود. یک راه بیان آن این است که نسبت انرژی جنبشی به انرژی پتانسیل در زمان پلانک بسیار نزدیک به یک بوده است.

درست است. یا، همان‌طور که من اغلب می‌گویم، چرا جهان این‌قدر بزرگ شده در حالی که گرانش هنوز مهم است؛ منظورم این است که گرانش هنوز هم سرعت کارها را کند می‌کند.

بله درست است. یا این‌که چرا امگا ^۲۵- 10 یا همچین عددی نیست.

بله.

به نظرتان ممکن است مسئله‌ی تخت‌بودن، یکی از آن مشکلاتی باشد که راه‌حل‌اش در دوران پیشا تورمی یافت شود؟

فکر می‌کنم مسئله‌ی تخت‌بودن یکی از مشکلاتی است که تورم به راحتی می‌تواند آن را برطرف کند، هرچند این مسئله هرگز برای من به اندازه‌ی همگنی و همسان‌گردی اهمیت نداشته است.

چرا؟

فکر می‌کنم صرفا به این خاطر که یک عدد است. درست است که این عددی است که بسیار دقیق تنظیم شده است. یعنی در زمان پلانک، نسبت آن یک بر چیزی حدود ۱۰^۶۰ یا شاید ۱۰^۵۷ یا هر مقدار دیگری که باید داشته باشد، بوده است. در نتیجه ممکن است بگویید چنین چیزی، یعنی احتمال یک در ده به توان شصت، بسیار غیرممکن است. اما خوب با این موارد دیگری که پنروز ثابت کرده، احتمال وجود داشتن شما یک در e^۱۰۱۲۳ است. احتمال وجود قانون دوم ترمودینامیک به شدت کم‌تر است. تعیین مقدار آن بسیار دشوار خواهد بود. در واقع فکر می‌کنم اولین تلاش در این زمینه مقاله‌ی استیون واینبرگ بود که آن را سال گذشته یا قبل‌تر منتشر کرد.]۲۵[ در آن مقاله، او درباره‌ی این‌که آیا اصل انسان‌نگر[۱۲۴] بر چیزی مثل این دلالت دارد یا نه بحث‌هایی کرده است. من این‌طور تصور کردم که اگر جهان خیلی قبل‌تر از حالا دوباره فرو ریخته بود، دیگر زمانی برای شکل‌گیری حیات وجود نداشت. از طرفی دیگر اگر جهان باز بود . . .

اگر جهان بیش از حد باز بود، ساختارهای مرزی را شکل نمی‌داد.

بله، در این صورت دیگر ماده را شکل نمی‌داد، درست است. واقعا گیج‌کننده است. درباره‌ی ثابت کیهانی که از این هم گیج‌کننده‌تر است.

مقاله‌ی واینبرگ در مورد ثابت کیهانی بود.

بله. درباره‌ی مسئله‌ی تخت‌بودن، من فکر می‌کنم . . .

خیلی هم بی‌ربط نیست.

بله، این مسایل به نوعی به هم گره خورده‌اند. شاید من تصور می‌کردم اصل انسان‌نگر ممکن است برای مشکل تخت‌بودن کافی باشد. بستگی دارد کدام یک از احتمالات برای‌تان اولویت داشته باشد. من آن زمان فکر می‌کردم اصل انسان‌نگر امکان‌پذیر است، در حالی که به نظرم توضیح همسان‌گردی و همگنی برای اصل انسان‌نگر بسیار دشوار است، زیرا چرا باید وجود شما به چیزی بسیار دور و در جایی دیگر بستگی داشته باشد؛ آن‌قدر دور که ما تازه توانسته‌ایم آن‌جا را ببینیم، جایی که قبلا اصلا نمی‌توانست ما را تحت تاثیر قرار دهد.

اولین بار چه زمانی در مورد مسئله‌ی تخت‌بودن شنیدید؟ قبل از مطرح شدن مسئله‌ی افق بود؟

احتمالا زودتر از مسئله‌ی افق بود، اما مطمئن نیستم. صبر کن . . . آن ستاره‌شناس معروفی که در جودرل بانک[۱۲۵] بود اسمش چی بود؟

منظورتان مارتین رایل است[۱۲۶]؟

نه. آن را می گویم که محبوبیت زیادی پیدا کرد. [برنارد لاول[۱۲۷]]. فکر می‌کنم چیزی در مورد این‌که تعادل بین انرژی جنبشی و انرژی گرانشی چه‌قدر دقیق بوده است، نوشت. البته کتاب اینشتین: مجلد صدمین سالگرد[۱۲۸] هم در مورد معضل تخت‌بودن مطالبی داشت.]۲۶[

رابرت دیک[۱۲۹] و جیم پیبلس[۱۳۰] در آن کتاب درباره‌ی مسئله‌ی تخت‌بودن مقالاتی نوشته بودند. اولین باری که در موردش شنیدید آن موقع بود؟ آن موقع می‌شود سال ۱۹۷۹.

شاید قبل از آن چیزی در موردش شنیده باشم اما دقیق خاطرم نیست.

منظورتان این است که مسئله‌ی تخت‌بودن را به اندازه‌ی مسئله‌ی افق جدی نمی‌دیدید؟

بله. نمی‌دیدم.

چون تصور می‌کردید که مسئله‌ی تخت‌بودن صرفا یک عدد است که باید در زمان پلانک تثبیت شود؟

بله.

و فکر می‌کردید این عدد چه‌طور تثبیت شده است؟

یادم نیست آن زمان که برای اولین بار در مورد این مشکل شنیدم چه فکری کردم اما ممکن است فکر کرده باشم که آنسامبل کوانتومی از جهان‌ها وجود دارد. بسیاری مولفه‌های موجی مختلف و امگا وجود دارد که می‌توانند مقادیر بسیار متفاوتی داشته باشند، و شاید حیات تنها در جهان‌هایی وجود دارد که امگا در آن‌ها بسیار نزدیک به یک باشد.

پس به اصل انسان‌نگر فکر می‌کردید.

خوب، مطمئن نیستم که آن زمان به چنین چیزی فکر کرده باشم؛ دست‌کم نه تا آن زمانی که مسئله‌ی تخت‌بودن را با مسئله‌ی افق مقایسه کردم. آن زمان هم احتمالا بیش‌تر به این فکر می‌کردم که شاید توضیحی انسان‌نگرانه برای مسئله‌ی تخت‌بودن وجود داشته باشد، نه این‌که مطمئن بوده باشم اما به هر حال فکر می‌کردم که مسایل دیگر از این مسئله مهم‌ترند. به همین خاطر فکر می‌کردم حل آن مشکلات مهم‌تر، نیازمند نظریه‌ی بسیار ویژه‌ای است که اگر بتوان به آن رسید، معضل تخت‌بودن به‌کلی برطرف می‌شود.

سراغ موضوع دیگری برویم. یکی از چیزهایی که به آن علاقه دارم وقتی است که فیزیک‌دانان از استعاره و تجسم استفاده می‌کنند، البته اگر اصلا استفاده کنند. شما درباره‌ی جهان اولیه مطالعات زیادی داشته‌اید. آیا تا به حال تلاش کرده‌اید تصویری تجسمی از جهان در مراحل نخستین‌اش در ذهن‌تان بسازید؟

خوب، زمانی که محاسبات انتگرال مسیر را انجام می‌دهیم، سعی می‌کنیم هندسه‌های چهار بُعدی مختلفی را به هندسه‌های سه بُعد معین ببریم. تلاش می‌کنیم نمودارهایی را ترسیم کنیم و به دنبال راه‌هایی می‌گردیم تا دو بُعد نمودار را خارج کنیم. مثلا سطح یک سه‌کره را تجسم می‌کنم. آن را فقط یک خط کوچک تجسم می‌کنم. سپس شاید یک چهار‌کره یا بخشی از چهار‌کره را که مرزهایش سه‌کره است، تصور می‌کنم. شاید بخشی کوچک از یک کاسه یا فنجان یا صرفا تکه‌ای کاغذ یا هر چیزی که به ذهنم برسد. بنابراین خیلی وقت‌ها برای ترسیم این تصاویر ابعاد را به دو بُعد تقلیل می‌دهیم. بعد به تصاویری از جهان‌های مختلف می‌رسیم که به هم متصل می‌شوند. در نتیجه تصور می‌کنم مقداری تجسم در مطالعات‌مان وجود دارد.

آیا تا به حال سعی کرده‌اید مه بانگ را به تصویر بکشید؟

نمی‌دانم؛ به جز زمانی که در مورد نسبیت مه‌بانگ سخنرانی‌ای دارم یا تلاش می‌کنم مسئله‌ی افق را توضیح ‌دهم، بعید می‌دانم این کار را کرده باشم. در این جور مواقع یک نمودار فضا-زمان ترسیم می‌کنم که در آن محور زمان رو به بالا و محور فضا رو به بیرون است. گاهی نمودار تطبیقی‌ای می‌کشم که کمی خنده‌دار است و در آن مخروط‌های نور را در امتداد خطوط ۴۵ درجه و خطوط منطبق را به صورت عمودی قرار می‌دهم و بعد برای مه‌بانگ فقط چند خط در پایین نمودار می‌کشم.

آیا این همان چیزی است که در ذهن خودتان از مه‌بانگ تصور می‌کنید؟

وقتی می‌خواهم تصویری کلاسیک از مه‌‌بانگ ارایه کنم، بله. اما در تصویر کوانتومی، مفهوم زمان در لحظه‌ی شکل‌گیری مه‌بانگ مبهم است و معنای زمان در آن لحظه‌ از بین می‌رود. اخیرا، شاید به تجسم‌های متفاوتی از مه‌بانگ رسیده‌ام. به این معنا که محاسبات آزمایشی زیادی را در مدل ابرفضای ریز[۱۳۱] انجام داده‌ایم. این مدل به‌طور خاص، مدل مورد علاقه‌ی من است. مدل به‌شدت ساده‌شده‌ای است اما آن‌قدر امکانات دارد که می‌تواند واقعا پیچیده شود. ما یک جهان فریدمن-رابرتسون-واکر[۱۳۲] داریم که آن را یک پارامتر مقیاس، مثلا در اندازه‌ی جهان، و بعد یک میدان اسکالر همگن اداره می‌کند. در مرحله‌ی بعد باید به دنبال تابع موجی بگردید که از معادله‌ی ویلر-دیویت[۱۳۳] در این فضای دو بُعدی پیروی کند. در این مدل من می‌توانم با نمودارها بازی کنم، چون گویا معیار دیویت[۱۳۴] به‌خصوصی در این فضا وجود دارد که در این مورد، در واقع همان فضای مسطح دو بُعدی است؛ فضای لورنتزی در مختصات دکارتی. محدوده‌ی مجاز برای مختصات به این معنی است که شما درون مخروط نور هستید. خوب، در واقع صرفا به معنای این است که طبق نمودار شما در فضای داخل دو خطی هستید که با زاویه‌ی ۴۵ درجه از یک‌دیگر دور می‌شوند . . . در این صورت است که می‌توانم به چه‌گونگی رفتار راه‌حل‌های کلاسیک در این فضا و نحوه‌ی اجرای‌شان فکر کنم.

به نظر می رسد شما واقعا چیزی را در فضای فیزیکی تجسم نمی‌کنید.

بله، نه واقعا. در کیهان‌شناسی کوانتومی، معمولا به نحوه‌ی رفتار تابع‌های موج فکر می‌کنیم؛ غیر از آن شاید به بسته‌های موج[۱۳۵] هم فکر کنیم. در نتیجه، احتمال این که بسته‌های موج را در ذهنم تجسم کنم بیش‌تر است، چون این بسته‌های موج هستند که ممکن است بتوانند این مسیرها را توصیف کنند. اما تجسم در ابعاد بیشتر برایم دشوار است. به یاد دارم در یکی از مقالات اخیرم، چیزی داشتم که در قالب سه معادله مرتبه اول جفت‌شده[۱۳۶] توصیف می‌شد. در این مقاله مسیر بسته‌های موج را بر حسب معادله ژئودزیکی[۱۳۷] با برخی شاخص‌های خنده‌دار، نه شاخص مسطح که شاخص مشابه مرتبطی در این فضا است، توصیف کردم. من همیشه گفته‌ام که برای نسبیت‌گرایی مانند من که در تجسم ابعادی فراتر از سطح شبکیه‌اش مشکل دارد، راه ساده‌تر دیگری که برای ارایه این موضوع وجود دارد، ترسیم آن به عنوان معادله‌ای ژئودزیکی روی این فضای دو بُعدی است. من از چنین چیزی تجسم فیزیکی زیادی ندارم. شاید اگر به شکل‌گیری ستاره‌ها، کهکشان‌ها و انفجارها فکر کنم بتوانم تصویرهایی را تجسم کنم.

خوب، این تقریبا پاسخ پرسش من است. البته ما از برخی از آخرین مواردی که به آن‌ها اشاره کردید، عکس داریم.

بله، از ستاره‌ها و کهکشان‌ها، درست است.

در این مرحله از حرفه‌ی خود، آیا مدل خاصی از جهان هست که آن را به مدل‌های دیگر ترجیح دهید؟ برای مثال، مدل جهان باز در مقابل جهان بسته.

نسخه‌ای که هاوکینگ در مورد فضای سه بُعدی داده، یک مدل بسته است. در واقع فضاهای چهار بُعدی را هم که در انتگرال مسیر قرار می‌دهید فشرده و دارای شرایط مرزی هستند. به همین خاطر من فکر می‌کنم صرفا به این دلیل که ما واقعا نمی‌دانیم اگر فضاها فشرده نباشند چه کار کنیم، نسبت به فضاهایی که فشرده هستند کمی متعصب می‌شویم. در فضای فشرده با محدودیت مواجه‌ایم. جایی در پس ذهنم می‌دانم که این فقط یک محدودیت در ریاضیات کنونی است اما از طرف دیگر حتی فضاهای فشرده، مثل فضای فریدمن-رابرتسون-واکر، می‌تواند مثلا سه سوراخ[۱۳۸] و از لحاظ فضایی مسطح باشد، یا می‌تواند k=-1 باشد؛ نوعی فضای هذلولی که با مشخصه‌هایش[۱۳۹] فشرده می‌شود.

به غیر از نسخه‌ی هاوکینگ هارتل، ترجیح خاص دیگری ندارید؟

احتمالا نه. گمان می‌کنم آن قدر به تورم اعتقاد دارم که دست‌کم نسبت به این که امگا بسیار نزدیک به یک است تعصب داشته باشم و مثلا این که امگا نزدیک به نیم باشد یا هر چیز دیگری را که نتیجه‌ی مشاهدات باشد، نمی‌پذیرم. بنابراین، اگر قرار بود روی چیزی شرط ببندم، بر سر این‌که مشاهدات دقیق‌تر نشان‌دهنده‌ی امگای نزدیک به یک هستند، بیش‌تر شرط می‌بستم تا امگای نیم. بسیار عجیب است اگر امگا تا این حد به یک نزدیک بوده باشد اما اکنون و در عصر حاضر، به‌طور ناگهانی کم شود. مگر این که اصل انسان‌نگر دلیل این اتفاق باشد. از طرفی اگر اصل انسان‌نگر یک جورهایی دلیل درستی برای این اتفاق باشد، به شخصه انتظار دارم تفاوت امگا خیلی بیش‌تر از نیم باشد. در این صورت شاید اگر عدد امگا یک دهم کم‌تر یا سه برابر بیش‌تر شود برایم قابل پذیرش‌تر خواهد بود. من و استیون هاوکینگ مقاله‌ای بر اساس ناهنجاری برخی محاسبات ریزابرفضا[۱۴۰] نوشتیم و در آن نشان دادیم که دست‌کم اگر افت‌وخیزها را نادیده بگیریم، امگا به شکلی تصادفی نزدیک به یک است. احتمال نزدیک بودن  امگا به یک، چیزی حدود یک در ده به توان چهار است.]۲۷[

به عنوان آخرین سوال، اگر بتوانید جهان را هر طور که می‌خواهید طراحی کنید، آن را چه‌طور طراحی می‌کردید؟

هیچ وقت به‌طور خاص به چنین چیزی فکر نکرده‌ام، چون همیشه مشغول این بوده‌ام که ببینم جهان می‌توانست چه‌گونه باشد. در این مورد، سطح دانش من از ریاضیات به قدری ناچیز است که ناراحت‌تان خواهد کرد . . . می‌توانیم حدس‌هایی در مورد این‌که چه‌طور می‌شود جهان را طراحی کرد داشته باشیم اما این‌که من خودم جهان را چه‌گونه طراحی می‌کردم . . .

می‌توانید هرطور دوست دارید طراحی‌اش کنید.

می‌توانم هرطور دوست دارم طراحی‌اش کنم. نمی‌دانم. اگر قرار بود چیزی را در جهان متفاوت انجام دهم، تنها چیزهایی که به نظرم می‌رسد چیزهایی در سطح انسانی است. منظورم همان بهشتی است که کتاب‌مقدس برای‌مان تصویر کرده است. می‌توان تغییر چیزهایی مثل بی‌عدالتی‌های اجتماعی یا حذف بیماری‌ها را تصور کرد. اما اگر بخواهم این کار را با روشی فیزیکی ریاضیاتی انجام دهم و معادلات لاگرانژی متفاوتی بنویسم، نمی‌دانم عواقب برخی از این معادلات چه خواهد بود. شاید بتوان حدس زد معادلات لاگرانژی که برخی نظریه‌های اَبَرریسمان توصیف کرده‌اند و شاید چیزی مانند شرایط مرزی هارتل-هاوکینگ درست باشد، فقط به این دلیل که می‌توانیم چنین جهانی را تصور کنیم. اگر بخواهم این‌ها را تغییر دهم، یعنی وضعیت را تغییر دهم و شرایط مرزی را تغییر دهم، تصور این که نتیجه چه خواهد بود برایم بسیار دشوار است. صادقانه بگویم، واقعا هیچ وقت به تلاش برای طراحی جهان فکر نکرده بودم. [می‌خندد]

هیچ‌وقت به این که جهان را چه‌گونه طراحی می‌کردید فکر نکرده‌اید؟ [می‌خندد]

سوال عجیبی است. گفتنش کمی برایم سخت است. مسایل دیگری هم هست، البته فقط در سطح انسانی؛ مثل مسئله‌ی شر. اگر طراحی جهان به دست من بود شاید شر را حذف می‌کردم، اما از طرف دیگر، شاید با این کار دیگر موجودات زنده به وجود نمی‌آمدند. نمی‌دانم. شاید اگر شر را حذف می‌کردم، موجوداتی که پدید می‌آمدند مواجهه‌ای را که ما با خداوند داریم، نمی‎‌داشتند. مطمئن نیستم عواقب تغییر چیزها چه خواهد بود؛ شاید بدتر از آن چیزی که اکنون داریم از آب درآید. نمی‌دانم. اندکی تردید دارم جهانی که خداوند آفریده بهترین جهان ممکن بوده یا خیر اما از یک چیز مطمئنم و آن این است که این جهان کامل نیست، جهانی تنزل یافته است. می‌توان گفت بخشی از آن نتیجه‌ی گناه بشر روی زمین است؛ طمع و گناهان دیگر مردم. مطمئن نیستم که این تنزل تا چه حد در کلیت جهان فیزیکی منعکس شده است. در کتاب‌مقدس، فکر می‌کنم پولس است که می‌نویسد سرتاسر جهان از زمان خلقت تاکنون در حال تضرع و در انتظار رستگارشدن به دست مسیح است. تمامی کائنات به رابطه‌ی درستی که زمانی آن را از دست داده بوده‌اند، باز خواهند گشت. نه فقط انسان‌ها، بلکه به نوعی کل جهان از این وضعیت بیرون می‌آید. به نظر من این همان بهشت است. بنابراین، تصویری وجود دارد از این که همه چیز می‌تواند بهتر شود، یا این که همه چیز در همراهی با خداوند بهتر خواهد شد اما این که آن جهان بهتر دقیقا چه ویژگی‌هایی دارد مشخص نیست. فکر می‌کنم به لحاظ فیزیکی، جهانی تقریبا شبیه به جهان ما باشد اما بدون وجود شر. می‌توان تصور کرد که جهانی کاملا متفاوت خواهد بود.

منابع:

^[۱] W.A. Fowler, “Origin of the Elements,” Saturday Evening Post, vol. 232, pg. 40 (1960)

^[۲] C.W. Misner, K.S. Thorne, and J.A. Wheeler Gravitation (W.H. Freeman: San Francisco, 1973)

^[۳] W.H. Press and S.A. Teukolsky, Nature, vol. 238, pg. 211 (1972); The Astrophysical Journal, vol. 185, pg. 649 (1973)

^[۴] Ya.B. Zel’dovich Zh. Eksp. Teor. Fiz. Pis.” Red., vol. 14, pg. 270 (1971) and Z’dovich. “Generations of Waves by a Rotating Body,” Soviet Physics JETP Letters, vol. 14, pg. 180 (1971) and “Amplification of Cylindrical Electromagnetic Waves Reflected from a Rotating Body,” Soviet Physics, JETP vol. 35, pg. 1085 (1972)

^[۵] S.W. Hawking, Nature, vol. 248, pg. 30 (1974); Communications of Mathematical Physics, vol. 43, pg. 199 (1975)

^[۶] D.N. Page and S.W. Hawking, “Gamma Rays from Primordial Black Holes,” The Astrophysical Journal, vol. 206, pg. 1 (1976)

^[۷] D.N. Page, Physical Review D, vol. 13, pg. 198 (1976); Physical Review D, vol. 14, 3260 (1976); Physical Review D, vol. 16, 2402 (1977)

^[۸] G.W. Gibbons, S.W. Hawking, and M.J. Perry, Nuclear Physics, vol. B138, pg. 141 (1978)

^[۹] D.N. Page, “Is Black Hole Evaporation Predictable?” Physical Review Letters, vol. 44, pg. 301 (1980)

^[۱۰] S.W. Hawking, Pontificae Academiae Scientarium Scripta Varia, vol. 48, pg. 563 (1982)

^[۱۱] J.B. Hartle and S.W. Hawking, Physical Review D, vol. D28, pg. 2960 (1983)

^[۱۲] P.C.W. Davies, Nature, vol. 301, pg. 398 (1983)

^[۱۳] D.N. Page, “Inflation Does not Explain Time Asymmetry,” Nature, vol. 304, pg. 5921 (1983)

^[۱۴] P.C.W. Davies, Nature, vol. 312, pg. 524, (1984)

^[۱۵] D.N. Page, “Can Inflation Explain the Second Law of Thermodynamics?” International Journal of Theoretical Physics, vol. 23, pg. 725 (1984)

^[۱۶] Weinberg, The First Three Minutes (Basic Books: New York, 1977), pg. 154

^[۱۷] R. Penrose, “Singularities and Time-Asymmetry,” in General Relativity: An Einstein Centenary Survey, ed. S.W. Hawking and W. Israel (Cambridge University Press, 1979)

^[۱۸] O. Penrose and I.C. Percival, Proceedings of the Physical Society, vol. 79, pg. 605 (1962)

^[۱۹] D.A. Dicus, D.N. Page, and V.L. Teplitz, “Two- and Three-Body Contributions to Cosmological Monople Annihilation,” Physical Review D, vol. 26, pg. 1306 (1982)

^[۲۰] D.N. Page and M.R. McKee, “Matter Annihilation in the Late Universe,” Physical Review D, vol. 24, pg. 1458 (1981)

^[۲۱] S.W. Hawking and D.N. Page, “How Probable is Inflation?” Nuclear Physics B, vol. 298, pg. 789′ (1988)

^[۲۲] D.N. Page, “Probability of R2 Inflation,” Physical Review D, vol. 36, pg. 1607 (1987)

^[۲۳] G.W. Gibbons, S.W. Hawking, and J.M. Stewart, Nuclear Physics B, vol. 81, pg. 736 (1987).

^[۲۴] M. Henneaux, Nuovo Cimento Letters, vol. 38, pg. 609 (1983)

^[۲۵] S. Weinberg, “Anthropic Bounds on the Cosmological Constant,” Physical Review Letters, vol. 59, pg. 2607 (1987)

^[۲۶] R.H. Dicke and P.J. E. Peebles, “The Big Bang Cosmology — Enigmas and Nostrums,” in General Relativity: An Einstein Centenary Survey, ed. S.W. Hawking and W. Israel (Cambridge University Press, 1979)

^[۲۷]S.W. Hawking and D.N. Page, “Operator Ordering and the Flatness of the Universe,” Nuclear Physics B, vol. 264, pg. 185 (1986)

 

یادداشت‌ها:

[۱] Don Page

[۲] the University of Alberta

[۳] Edmonton

[۴] the University of Nebraska Extension Division

[۵] William Jewell College

[۶] Missouri

[۷] the California Institute of Technology

[۸] Kip S. Thorne

[۹] Stephen Hawking

[۱۰] Accretion into and Emission from Black Holes

[۱۱] the University of Cambridge

[۱۲] NATO

[۱۳] the Pennsylvania State University

[۱۴] the University of Texas

[۱۵] Austin

[۱۶] Santa Barbara

[۱۷] CIAR’s Cosmology and Gravity Program

[۱۸] Alan Lightman

[۱۹] American Institute of Physics

[۲۰] https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/34294

[۲۱] Kansas City

[۲۲] the Bureau of Indian Affairs

[۲۳] Everything Made Simple

[۲۴] Chess Made Simple

[۲۵] Advanced Mathematics Made Simple

[۲۶] – determinants، دترمینان به تابعی گفته می‌شود که هر ماتریس مربعی را به یک عدد نسبت می‌دهد. در معادلات خطی از طریق دترمینان می‌توان «ویژه مقادیر» یک ماتریس را را تعیین کرد. م.

[۲۷] The Saturday Evening Post

[۲۸] Willy Fowler

[۲۹] nuttons

[۳۰] the big bang theory

[۳۱] the steady state theory

[۳۲]-liberal arts college، کالج‌های علوم انسانی به کالج‌هایی گفته می‌شود که تمرکز عمده‌ی آن‌ها بر تدریس دوره‌ی کارشناسی در رشته‌ی علوم انسانی و علوم پایه است. برخلاف کالج‌های تخصصی، تاکید این مراکز بیش‌تر بر یادگیری دانش عمومی است.  اصطلاح «liberal arts» برآمده از اصطلاح باستانی «هنرهای عالیه» است که در میان رومیان تنها مردم آزاد (لیبرال) مجاز به تحصیل‌شان بودند. این هنرها در سده‌های میانه هفت شاخه بودند: دستور زبان، منطق، معانی و بیان، حساب، هندسه، موسیقی و نجوم. م.

[۳۳] Wallace Hilton

[۳۴] – acoustics، آکوستیک یا صوت‌شناسی شاخه‌ای از فیزیک که در آن موج‌های مکانیکی از جمله نوسان‌ها، صدا، فراصوت و فروصوت بررسی می‌شود. م.

[۳۵] – optics، اپتیک یا نورشناسی شاخه‌ای از فیزیک است که در آن نور و خواص آن و برهم‌کنش آن با ماده بررسی می‌شود. م.

[۳۶] the Oersted medal

[۳۷] NASA

[۳۸] Goddard Space Flight Center

[۳۹] Columbia University

[۴۰] Ames Lab

[۴۱] Jet Propulsion Lab (JPL)

[۴۲] the Houston Space Flight Center

[۴۳] Cape Canaveral

[۴۴] Cape Kennedy

[۴۵] C. Don Geilker

[۴۶] – candidacy exams، امتحان جامع دوره‌ی دکتری در دانشگاه‌های آمریکای شمالی (کانادا و امریکا) یکی از مهم‌ترین بخش‌های دوره‌ی تحصیلات دکتری به حساب می‌آید. تا زمانی که دانشجو موفق به گذراندن این امتحان نشود، واجد شرایط کاندید‌شدن برای دکتری نخواهد بود. در واقع با برگزاری امتحان جامع، استاد راهنما و سایر اعضای کمیته‌ی پایان‌نامه مطمئن می‌شوند که دانشجو از دانش، معلومات و پیش‌زمینه‌ی علمی کافی در رشته‌ی مورد نظر برخوردار است و به عنوان یک شخصیت علمی مستقل قادر به فعالیت علمی و تحقیقاتی خواهد بود. م.

[۴۷] Jim Gunn

[۴۸] – draft number، شماره‌ی فراخوان، شماره‌ای بود که مشمولان خدمت سربازی ایالات متحده‌ی آمریکا در یکم دسامبر سال ۱۹۶۹ طبق قرعه برای شرکت در سربازی و اعزام به ویتنام دریافت کردند. م.

[۴۹] Princeton

[۵۰] Misner

[۵۱] Wheeler

[۵۲] cylindrical universe

[۵۳] superradiance

[۵۴] Saul Teukolsky

[۵۵] Bill Press

stimulated emission[۵۶]، گسیل القایی یا گسیل تحریکی فرایندی است که در آن یک الکترون (یا یک حالت مولکولی تحریک شده) با یک موج الکترومغناطیسی با یک فرکانس مشخص تعامل می‌کند و در نتیجه‌ی این تعامل انرژی خود را به میدان الکترومغناطیسی می‌دهد. وجود گسیل القایی را نخستین بار آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ میلادی مطرح کرد. م.

spontaneous emission[۵۷]، گسیل خود به خود به معنای گذار اتم یا مولکول از حالت برانگیخته به حالت انرژی پایین‌تر بدون دخالت میدان الکترومغناطیسی خارجی است که با آزادکردن یا انتشار یک فوتون همراه است. م.

[۵۸] Richard Feynman

[۵۹] Bridge Lab

[۶۰] Doug Eardley

The Pauli exclusion principle [۶۱]، قاعده‌ی پاولی یا اصل طرد پاولی اصلی در مکانیک کوانتوم است که طبق آن هیچ دو الکترونی، یا به طور کلی هیچ دو فرمیون مشابهی، نمی‌توانند حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند و برای مثال نمی‌توانند به طور هم‌زمان در یک مکان باشند. م.

[۶۲] Zeldovich

[۶۳] Starobinsky

[۶۴] Stephen Hawking

[۶۵] Fairchild Scholar

[۶۶] Gary Gibbons

instantons[۶۷]، اینستانتون مفهومی در فیزیک نظری و فیزیک ریاضیاتی است که به نوعی پاسخ معادلات حرکت در نظریه‌ی میدان کلاسیک در فضا-زمان اقلیدسی محسوب می‌شود. م.

[۶۸] imaginary

[۶۹] positive definite

four-sphere[۷۰]، کره‌ی زمین اصطلاحا از چهار کره‌ی زیرمجموعه تشکیل شده است: لیتوسفر (تمام سطح سنگی کره‌ی زمین)، هیدروسفر (تمام آب‌های کره‌ی زمین)، بایوسفر (تمام موجودات زنده‌ی کره‌ی زمین) و اتمسفر (تمام گازهای اطراف کره‌ی زمین). این چهار سیستم از آن جایی که درست همانند کره‌ی زمین حالت کروی شکل دارند چهار کره نامیده می‌شوند. م.

path integral[۷۱]، انتگرال روی تمام مسیرهای ممکن بین دو حالت کوانتومی را انتگرال مسیر می‌گویند. م.

quantize[۷۲]، کوانتیده کردن به معنای محدود کردن کمیت یا وضعیت‌های ممکن یک سیستم با به‌کارگیری قوانین مکانیک کوانتوم است. م.

[۷۳] Lorentzian

[۷۴] argument

[۷۵] damping

[۷۶] conformal

[۷۷] 3-metrics

[۷۸] Malcolm Perry

[۷۹] Sidney Coleman

[۸۰] Penn State

[۸۱] pure state

[۸۲] density matrix

[۸۳] Physical Review Letters

[۸۴] quantum coherence

virtual black holes[۸۵]، سیاه‌چاله‌ی مجازی، در گرانش کوانتومی سیاه‌چاله‌ای است که به دلیل نوسان کوانتومی فضا-زمان به‌طور موقت به‌وجود می‌آید. وجود سیاه‌چاله‌های مجازی پارادوکس از بین رفتن اطلاعات سیاه‌چاله را تشدید می‌کند، زیرا ممکن است هر فرایند فیزیکی با تعامل با یک سیاه‌چاله مجازی دچار اختلال شود. م.

CPT[۸۶]، سی‌پی‌تی به معنای تقارن بنیادی قوانین فیزیک تحت تبدیلات هم‌زمان جابجایی بار (charge conjugation)، تبدیل پاریته (parity transformation) و معکوس‌پذیری زمانی (time reversal) است. نظریه‌ی سی‌پی‌تی بیان می‌کند که تقارن سی‌پی‌تی در تمام پدیده‌های فیزیکی وجود دارد. م.

arrow of time[۸۷]، پیکان زمان مفهومی است که به عدم تقارن زمان اشاره دارد و بیان‌کننده‌ی این واقعیت است که زمان یک جهت مرجع دارد. م.

[۸۸] Paul Davies

[۸۹] isotropy

[۹۰] homogeneity

[۹۱] Ian Moss

[۹۲] – no-boundary proposal، طبق نظریه‌ی هارتل-هاوکینگ جهان به بیان ساده هیچ مرز آغازینی در فضا یا زمان ندارد، زیرا جهان پیشا مه‌بانگ یک تکینگی صرف در فضا-زمان بوده است. م.

[۹۳] Bryce DeWitt

[۹۴] Karol Kuchar

[۹۵] consistent theory

[۹۶] Lagrangian

[۹۷] correlation

[۹۸] -computer complexity theory، نظریه‌ی‌پیچیدگی‌کامپیوتری یا نظریه‌ی‌پیچیدگی‌محاسباتی، شاخه‌ای از نظریه‌ی محاسبات در علوم نظری کامپیوتر و ریاضیات است که به بررسی دشواری حل مسایل به صورت الگوریتمی به وسیله‌ی کامپیوتر می‌پردازد. م.

[۹۹]the weak anthropic principle، براساس این اصل، اگر قوانین جهان برای پیدایش حیات سازگار نبودند، اصولا حیات وجود نداشت و در نتیجه امکان مشاهده‌ی علمی جهان امکان‌پذیر نبود. بنابراین، این که ما هستیم به این مفهوم است که قوانین جهان برای شکل‌گیری ما تنظیم شده‌اند. م.

[۱۰۰] the Everett interpretation

Eigenstates[۱۰۱]، حالت ویژه یا «ویژه حالت»، حالتی دینامیکی که بردار حالت آن، ویژه‌ی بردار عملکردی مربوط به یک کمیت فیزیکی مشخص است. م.

[۱۰۲] ensemble

literalist[۱۰۳]، متن‌گرایان یا نص‌گرایان آن دسته از معتقدان دینی هستند ظاهر متن دینی را مبنای عقیده‌ی خود قرار می‌دهند و معتقدند آیات (یا احادیث) عینا مطابق با امر واقع است نه استعاری. م.

[۱۰۴]  Image of God، «صورت خداوند» مفهوم و اصلی الهیاتی در یهودیت و مسیحیت است که نقشی بنیادی در فهم ماهیت

انسان ایفا می‌کند. این مفهوم برآمده از فراز ۲۷ام سفر پیدایش است: «پس خدا انسان را به صورت خود آفرید؛ او را به صورت خدا آفرید؛ ایشان را مرد و زن آفرید». مفهوم این فراز از کتاب مقدس یکی از مناقشه‌آمیز‌ترین بحث‌های یهودیت و مسیحیت طی هزاران سال گذشته بوده است. م.

[۱۰۵]  طبق آموزه‌ی «فدا» در مسیحیت، با سرپیچی حضرت آدم از دستور خداوند (گناه نخستین)، تمامی انسان‌های بعد از او این گناه را به ارث بردند، سپس خداوند در قالب مسیح تجسد یافت تا با به صلیب کشیده شدن خودش، گناه نخستین را از انسان‌ها پاک کند. م.

[۱۰۶] the strong anthropic principle

[۱۰۷] Steven Weinberg

[۱۰۸] The First Three Minutes

[۱۰۹] the New Testament

the horizon problem[۱۱۰]، مسئله‌ی افق (افق کیهان‌شناسی) مسئله‌ای در مدل استاندارد کیهان‌شناسی مه‌بانگ است که اواخر دهه‌ی ۱۹۶۰ نخستین بار چارلز مایسنر آن را شناسایی کرد. این مسئله به این واقعیت اشاره دارد که نواحی مختلف جهان به دلیل فاصله‌ی زیاد بین آن‌ها، هرگز با هم در تماس نبوده‌اند، با این حال دما و ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها یکسان است. این شباهت در ویژگی‌های فیزیکی نباید امکان‌پذیر می‌بود زیرا انتقال اطلاعات (انرژی، گرما و . . .) حداکثر می‌تواند با سرعت نور انجام شود. م.

[۱۱۱] Roger Penrose

[۱۱۲] light cone

[۱۱۳] Alan Guth

[۱۱۴] Ian Colin Percival

[۱۱۵] William D. Oliver

[۱۱۶] conditional independence

[۱۱۷] The monopole problem

[۱۱۸] Vigdor Teplitz

[۱۱۹] Duane Dicus

three-body[۱۲۰]، مسئله‌ی سه جسم، یکی از مسایل فیزیک و مکانیک کلاسیک است که در آن اگر اطلاعات اولیه شامل موقعیت، سرعت و جرم سه جسم را بدانیم، مطابق قوانین حرکت و گرانش نیوتن، باید بتوانید مسیر حرکت و سرعت این سه جسم در هر موقعیت زمانی بعد از آن تعیین کنید. م

[۱۲۱] John Stewart

[۱۲۲] Mark Hanneaux

the flatness problem[۱۲۳]، مشکل تخت‌بودن یکی از مسایل کیهان‌شناسی مربوط به تنظیم‌دقیق است؛ به این معنا که در جهان مقدار چگالی ماده و انرژی به اندازه‌ای دقیق است که اگر اندکی پایین‌تر یا بالاتر می‌بود دیگر خمش فضا-زمان به نحوی نبود که ما یک جهان تخت یا هموار داشته باشیم. م.

[۱۲۴] the anthropic principle

Jodrell Bank[۱۲۵]، رصدخانه‌ی جودرل بانک محل تلسکوپ‌های رادیویی و بخشی از مرکز اخترفیزیک جودرل بانک در دانشگاه منچستر. م.

[۱۲۶] Martin Ryle

[۱۲۷] Sir Bernard Lovell

[۱۲۸] Einstein: A Centenary Volume

[۱۲۹] Robert Dicke

[۱۳۰] James “Jim” Peebles

[۱۳۱] mini superspace model

[۱۳۲] Friedmann- Robertson-Walker

[۱۳۳] Wheeler-DeWitt

[۱۳۴] DeWitt

[۱۳۵] wave packets

[۱۳۶] coupled first-order equations

[۱۳۷] the geodesic equation

[۱۳۸] three-torus

[۱۳۹] identifications

[۱۴۰] mini-superspace