کتاب معماهایی برای رازگشایی از عالم

کتاب معماهایی برای رازگشایی از عالم نوشته کامران وفا است و با ترجمه حسام‌الدین ارفعی در نشر نو منتشر شده است. این کتاب با هدف آموزش درسی به دانشجویان سال اول دانشگاه هاروارد و برای آشنا ساختن آنها با قوانین بنیادی فیزیک از طریق معماهای ساده نوشته شده است. 

درباره کتاب معماهایی برای رازگشایی از عالم

این کتاب بسیار با کتاب‌های درسی دیگر متفاوت است، از معادلات ریاضی در آن خبری نیست و در عوض چیزی را عرضه می‌کند که در درس‌های متعارف دیده نمی‌شوند. شما را به نحوهٔ اندیشیدن در موضوعات فیزیک تقابل‌ها و هم‌سویی‌های اندیشه‌های مختلف و به‌ویژه برهمکنش آنها با ریاضیات آگاه می‌کند. از این رو کتابی است از جنسی دیگر. برای خواندنش به آموزشی جدی در فیزیک و ریاضیات نیاز نداریم. 

بسیاری از جنبه‌های بنیادین فیزیک شالوده‌های ریاضیِ ساده‌ای دارند که ممکن است در پیچیدگی صوری‌شان پنهان شده باشند ــ یعنی هم در زبانی ناآشنا و هم در معادلات مرعوب‌کننده‌شان. همین در مورد بسیاری از ایده‌های مجرد ریاضی نیز صادق است که اغلب شامل مفاهیمی ساده‌اند و می‌توانند به خاطر محیطی که در آن ارائه می‌شوند مبهم جلوه کنند. افکار عمیق در فیزیک و ریاضیات غالباً هستهٔ مشترکی دارند، که با توجه به نزدیکی این دو رشته شاید تعجب‌آور نباشد. شگفت‌تر، این واقعیت است که بعضی از همان افکار می‌توانند از دل حل معماهای ریاضی برآیند.

این کتاب دربارهٔ معماها و رابطهٔ آنها با فیزیک و ریاضیات است. در حالی که معماها به خودی خود می‌توانند مسحورکننده و سرگرم‌کننده باشند، خواهیم دید که چگونه قادراند به‌عنوان پلی بین این دو رشته عمل کنند و برخی از پیوندهای مشترک آنها را آشکار سازند. نه نیازی به دانش پیشرفتهٔ ریاضی و فیزیک برای حل معماهایی که در این کتاب ارائه شده است داریم و نه فرض می‌کنیم خواننده پیشینهٔ عمیقی در هریک از این حیطه‌ها دارد.

معماهای فرح‌بخش‌اش برای هر کسی آموزنده و دلچسب است. از محاسبات و استدلالات پیچیده که معمولاً در یک درس متعارف فیزیک وجود دارد خبری نیست.  دیدگاه عمیق فلسفی حاکم بر کلیت کتاب است، بسیار متفاوت از آنچه معمولاً به عنوان فلسفهٔ علم می‌خوانیم. شاید در نگاه اول کتاب فیلسوفانه جلوه نکند و ابتدایی به چشم آید. اما اگر حداقل قسمتی از فلسفهٔ حاکم بر هر علم را تحلیل پیش‌فرض‌های صریحاً ناگفته و جو حاکم بر نحوهٔ کشف و تدوین اصول آن علم بدانیم این کتاب به سادگی و روشنی قسمتی از ریشه‌های گوناگون فیزیک را برای ما آشکار می‌کند. 

خواندن کتاب معماهایی برای رازگشایی از عالم را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم

این کتاب را به تمام علاقه‌مندان به فلسفه پیشنهاد می‌کنیم. 

بخشی از کتاب معماهایی برای رازگشایی از عالم 

هرچند ریاضیات و فیزیک سخت در هم آمیخته‌اند، فرهنگ‌ها و فلسفه‌های متفاوتی دارند. ریاضیات با به کار گرفتن استنتاج‌های منطقی کارِ ساخت را از اصول موضوع بنیادین آغاز می‌کند. قوانین فیزیک به جای آنکه به طور منطقی و در روشی سلسله‌مراتبی استنتاج شده باشند، برای آن وضع شده‌اند که توضیح دهند چگونه بخش‌های مختلف طبیعت کار می‌کنند و چگونه با یکدیگر جفت و جور می‌شوند. فیزیک بر رابطهٔ بین این قوانین تأکید دارد و نه بر وابستگی‌های منطقی بین آنها. البته هنوز، انسجام منطقی این افکار عنصر لازمی از قوانین فیزیکی است. در ریاضیات، مهم این است که در مورد اصول موضوع و فرض‌ها شفاف باشیم. از سویی دیگر چنان که بعداً خواهیم دید، اصول موضوع، یا اصول بنیادی فیزیک ممکن است با بروز شواهد و افکار نظری جدید تغییر کنند.

تاریخ نشان می‌دهد که پیشرفت مهم در این زمینه زمانی رخ می‌دهد که چیزی که در ابتدا نتیجهٔ قانون فیزیکی تلقی می‌شد بعداً مستقلاً به‌عنوان اصلی راهنما تعیین شود. از این رو یک فیزیکدان ماهر، باید همیشه برای بازنگری یا پس و پیش کردن‌هایی از این نوع ذهنی باز داشته باشد زیرا اصل نوشناخته اغلب نسبت به اصولی که در آغاز به نظر می‌رسید از آنها سرچشمه گرفته بنیادی‌تر از آب در خواهد آمد، و حیطهٔ وسیع‌تری از کاربرد خواهد داشت. اصل پایستگی تکانه۱ مثال خوبی است. هرچند نخست به‌عنوان نتیجه‌ای از قوانین حرکت نیوتن دیده می‌شد اما بعداً ــ بیش از ۲۲۵ سال پس از ارائهٔ قوانین نیوتن در اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی (پرینکیپیا متمتیکا)‌ معلوم شد که قوانین بقاء بنیادی‌تر از قوانین حرکت‌اند زیرا از تقارن‌های زیربنایی در طبیعت ناشی می‌شوند.

به این دلیل است که فیزیکدانان می‌کوشند نگرش انعطاف‌پذیرتری را در مورد آنچه اصول بنیادی هستند و دائماً تحول می‌یابند، حفظ کنند. به جای قائل شدن ارزشِ زیادی به ذات سلسله‌مراتبی افکار، فیزیکدان‌ها مایلند که هر لحظه ساختار را بازچینی کنند، که در تباین با نحوه‌ای است که غالباً ریاضیدانان به ریاضیات می‌نگرند. یک قضیهٔ ریاضی، اگر درستی آن اثبات شود الی‌الابد صحیح تلقی می‌شود ـ بر خلاف اصول فیزیکی که با پیش آمدن یافته‌های جدید تجربی، در معرض تغییراند.

تفاوت‌های دیگری هم هست. مثلاً، توصیف پدیده‌های پیچیده در فیزیک غالباً مستلزم انواعی از تقریب است که امکان دارد ریاضیدانان از انجام آن منزجر باشند. مثلاً این پرسش که آیا فضایی «پیوسته» است و شامل هیچ گسستگی نیست، یا اینکه از نقاط منفصلِ نزدیک به هم ساخته شده است برای فیزیکدانی که بر نتیجهٔ آزمایش‌هایی در مورد فواصل به مراتب بزرگ‌تر تمرکز دارد ممکن است هیچ اهمیتی نداشته باشد. از سوی دیگر، برای ریاضیدانان هموار بودن یا نبودن فضایی مفروض یک ویژگی کلیدی است، نه یک دلمشغولی بی‌اهمیت.

هدف این بخش، فراهم آوردن منظری فراگیر از چشم‌انداز فیزیک است. این مروری سریع است با ارائه‌ای سبک؛ در اینجا هدف جامع بودن نیست، که آن هم اصولاً در طی یک بخش غیرممکن است. در عوض قصد داریم به چند مثال از تاریخ فیزیک اشاره کنیم که درکی از جایگاه امروزمان در تلاش درازمدت خود برای فهم قوانین بنیادی طبیعت به دست می‌دهد.