وقتی به تاریخ علم مدرن و بخصوص علم فیزیک نگاه میکنم، شلوار جین ی برایم مجسم میشود که هر چند دهه قسمتی از آن پاره میشود و دانشمندان مجبور میشوند آن را «وصله پینه» کنند. دانشمندان نمیتوانند شلوار را عوض کنند، فقط مجبورند روی قسمت پاره شده اش یک وصله یا با اصطلاح لاتین extension بدوزند. من اصطلاحا یک دانش اموخته مهندسی بوده ام ولی بواسطه کارهایی که طی دو دهه در پروژه های فیزیکی انجام داده ام، و مطالعات تفریحی در این زمینه، درک شخصی نسبتا مناسبی در این زمینه پیدا کرده ام. شاید تا چندین قرن پیش تنها فیزیک کلاسیک در حد قانون گرانش خیلی ابتدایی، جوابگوی پدیده های اطراف و صنایعمان بود. بعنوان مثال چرا سیارات دور خورشیدشان میچرخند یا قانون جاذبه روی زمین چکار میکند. بعدها که امواج و نیروهای الکترومغناطیسی پدیدار شدند، دیگر اعتبار قانون گرانش محدود به اجسام بزرگ شد و نیروهای الکترومغناطیسی بعنوان نیروهای اصلی توجیه حیات بشری و طبیعت و صنعت شناخته شدند. زمانیکه اتمها بصورت دقیقتر شناخته شدند، نیروهای الکترومغناطیسی هم اعتبار خود را در محدوده اتم و زیر اتم از دست دادند ، چرا که بر مبنای این نیروها امکان قرار گرفتن چندین پروتون در کنار هم در هسته اتم غیرممکن است. انها چنان نیروی دافعه عظیمی نسبت بهم دارند که میتوانند همدگیر را به درو دیوار بکوبند. در اینجا علاوه بر نیروی بنیادی اول یعنی گرانش، نیروی بنیادی دوم یعنی الکترومغناطیسی هم اعتبار خود را از دست داد. دومین وصله پینه فیزیک بنام «نیروی قوی» برای توجیه وجود پروتونها در کنار هم ایجاد شد. تا سالها فیزیکدانان نفس راحتی کشیدند تا اینکه مواد پرتوزا و انتشار پرتوها در ابعاد زیراتمی شناخته شدند . اینجا هم سه نیروی بنیادی قبلی فیزیک اعتبار خود را از دست دادند و وصله پینه سوم یعنی «نیروی ضعیف» ایجاد شد تا بتواند این پدیده را تفسیر کند. تا امروز همین چهار «نیروی بنیادی طبیعت » تقریبا تمام پدیدهای عالم و فناوریهای موجود را تفسیر میکنند. اما شما باور نکنید. از چند دهه پیش به موازات فیزیک کلاسیک، فیزیک کوانتوم هم بصورت کاربردی وارد زندگی مردم شده است و هر چند که فیزیک کلاسیک را کاملا نفی نمیکند ولی بعنوان جایگزین معتبرتری برای توجیه پدیده های ریز استفاده میشود.
بعنوان مثال طبق یکی از نظریات کوانتمی و البته آزمایش معروف دو شکاف در مورد فوتون، ذرات زیراتمی و در کل وضعیت اشیا حالتی شبیه ابر و یا موج دارند، آنها دارای تابعی موجی هستند که تا موقعی که به آنها نگاه نشود خواه توسط انسان یا ماشین و دستگاه ، بصورت ذره در نمی آیند. تماشا کردن یا اصطلاحا observation این ذرات، تابع موجی آنها را فرو میریزد و آنها را بصورت ذرات با وضعیت مشخص در حافظه جهان و مشاهده کننده تثبیت میکند. مثال مقایسه ای: صفت جالبی در زبان فارسی است که به کسی که کاری را بصورت عالی متفاوت با دیگران انجام میدهد میگویند «فووت کوزه گری دارد». برای چنین شخصی به یمن شناخت درست حرفه اش، تابع موجی احتمالات کوانتمی حرفه اش فرو ریخته و تبدیل به یک وضعیت مشخص و معین و تثبیت شده است. یعنی احتمالات خطا ازبین رفته و نتیجه کارش همیشه عالی است.
اگر درست حدس زده باشم شاید بپرسید حالا چه اهمیتی دارد فیزیک کوانتم درست باشد یا کلاسیک. اصلا اتفاقات زیراتمی چه فرقی به حال من و مردم کوچه و بازار میکند؟؟
جواب من آنست که اول باید بگویم که غالب دانشمندانی که عمیقا در علم کنکاش کرده اند (رجوع به زندگینامه فیزیکدانهای بزرگ) به این نتیجه میرسند که در پایان در لایه ای عمیقتر از مردم کوچه و بازار دچار عدم توانایی فهم جهان هستی و گیجی شده اند. دومین پاسخ اینست که به احتمال زیاد اگر توسعه دهنده و طراح صنایع مدرن نیستید و یا فناوری در حد کار با ذرات زیراتمی ندارید، و تنها استفاده کننده از تکنولوژی هستید ، واقعا فرقی نمیکند کدامشان درست باشد.اما اگر بعنوان مثال تولید کننده دستگاه MRI برای درمان بیماران سرطانی هستید یا توسعه دهنده مغناطیسهای سوپرهادی، دیودهای نوری، کامپیوترهای کوانتومی، لیزرها، ترانزیستورها و پروسسورها و چیپهای نیمه هادی هستید، درک و سپس توسعه این صنایع نیاز به قبول و اعتماد به نظریه کوانتوم در کنار فیزیک کلاسیک دارد.
البته ممکن است در آینده ، دانشمندان در «مرکز اروپایی سرن »در سوییس متوجه شوند که این نظریه هم قابل اعتماد نیست. ولی در هر صورت فعلا در زمینه های گفته شده درست جواب میدهد، و مهمتر اینکه نظریه جایگزین مناسبتری پیدا نشده است. آیا روزی بجای وصله پینه کردن، شلوار علم فیزیک عوض میشود؟
آن قصر که جمشید در آن جام گرفت
آهو بچه کرد و روباه آرام گرفت
بهرام که گور میگرفتی همه عمر
دیدی که چگونه گور بهرام گرفت
«عمر خیام»