ﻝﻭﺍ ﺶﺨﺑ - Rahavard1۳ Rahavard Persian Journal - Issue 99, Summer 2012 ﻝﻭﺍ ﺶﺨﺑ ﺪﻨﺘﺴﻫ ﻪﻛ ﻯﺮﻴﻫﺎﺸﻣ ﺮﺑ ﺩﻭﺭ ﺩ افو نارماک

1۳

Rahavard Persian Journal - Issue 99, Summer 2012

بخش اولد رود بر مشاهيرى كه هستند

دکتر کامران وفا استاد ممتاز فیزیک دانشگاه هاروارد

فصلنامه ره آورد شماره ۹۹، تابستان 1۳۹1

1۴ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

گفت وگوى "ره آورد" با د كتر كامران وفا استاد ممتاز فیزیک در دانشگاه هاروارد 1

مسعود عسكری سروستانى

البرز دبیرستان در نظری سوم کالس تا وی شد. متولد تهران در میالدی 19۶0 سال در وفا کامران انستیتو به دانشگاهی تحصیالت شروع برای دبیرستان، پایان از پیش سال یک و پرداخت تحصیل به تکنولوژی ماساچوست )MIT( در امریکا رفت و در سال 1981 موفق به دریافت یک لیسانس در فیزیک و دیگری در ریاضیات گردید. وی سپس به دانشگاه پرینستون )Princeton University( رفت و تحت راهنمایی ادوارد ویتن )Edward Witten(، استاد بنام فیزیک در آن دانشگاه، دوره ی دکترای خود را شروع کرد و در سال 1985، در بیست و پنج سالگی موفق به دریافت مدرک دکترا گردید. کامران وفا سپس برای ادامه تحقیقات خود، به دانشگاه هاروارد رفت و در سال 1990، به استادی دانشگاه هاروارد منصوب ریسمان ها" "تئوری با رابطه در وفا کامران پرفسور تحقیقاتی موضوع دارد. ادامه امروز تا که گردید )String Theory( می باشد و در این مورد مقاالت زیادی را منتشر کرده است؛ از جمله مقاله ای که با همکاری اندی استرومینگر )Andy Strominger( در مورد منشأ آنتروپی سیاه چاله های میکروسکپی نوشت که مورد توجه بسیار در محافل فیزیک دان های نظری جهان قرار گرفت. کامران وفا در دوران کاری

خود، افتخارات و جوایز متعددی را کسب کرده که از آن جمله اند: · Society of Fellows دانشگاه هاروارد، عضوجوان )1۹۸5- 1۹۸۸)

NSFریاست جمهوری، جایزه ی محقق جوان 1989 ·1989 ،)Alfred P. Sloon Award( جایزه ی آلفرد پی اسلون ·

1989 )Packard Foundation Award( جایزه ی بنیاد پاکارد · 2005American Academy Arts &Sciences ،عضویت در آکادمی هنر و علوم امریکا ·

2008 )Leonard Eisenbud Prize( جایزه ی لئونارد آیزنباد . 2008 )Dirac Medal of The ICTP( مدال دیراک ·

2009) National Academy of Sciences( عضویت در آکادمی ملی علوم ·ایالت در )Brookline(بروکلین شهر مقیم و می باشد پسر فرزند سه و همسر دارای وفا کامران

ماساچوست امریکا است.*** *** ***

مسعود عسکری سروستانی: با تشکر از شما برای وقتی که به "ره آورد" برای این گفت وگو داده اید. ما در این نشریه سعی می کنیم خوانندگان را با شخصیت های فرهنگی، علمی و هنری مملکت مان که در زمینه تخصصی

خود صاحب نظر و پیشرو هستند، آشنا سازیم.کامران وفا: من با نشریه "ره آورد" آشنایی دارم و آن را می خوانم و عقیده دارم که مطالب مندرج در آن از سطح باالیی برخورداراست و در سال های اخیر بهتر هم شده است. از این رو بسیار خوشحالم که با شما

گفت وگو می کنم.امریکا و ایران در در مورد سابقه ی تحصیلی خود از شما می خواهم ابتدا در مسعود عسکری سروستانی:

1- با تشکر از آقای سیامک فرح بخشیان که برای این مصاحبه ما را همیاری نمودند.

دکتر کامران وفا

یی سروستان

دکتر مسعود عسکر

15


توضیح دهید و این که چگونه به ریاضی و فیزیک عالقمند شدید؟کامران وفا: من در سال 1۳۳۹ )1۹۶۰ میالدی( در تهران متولد شدم. برای تحصیالت ابتدایی به "دبستان مهر و پرورش" رفتم و تا کالس پنجم در آن جا بودم و بعد از آن، به دبیرستان "البرز" رفتم و دوران راهنمایی و سه سال از دوره ی نظری در آن جا بودم . یک سال قبل از اتمام دوره ی دبیرستان تصمیم گرفتم برای پذیرش ورود به دانشگاه های امریکا اقدام کنم که در نهایت در MIT پذیرفته شدم. ابتدا قصد داشتم لیسانس خود رفته رفته اما بود. ایران زیاد آنها در برای تقاضا بگیرم، چون در آن موقع اقتصاد یا و را در رشته مهندسی دریافتم که عالقه من به ریاضی و فیزیک است. این تصمیم با رفتن به ایران در تابستان 1۹۷۸، در من بیش تر قوت گرفت. در آن سفر با مشورت با خانواده و دوستان و تشویق آنها، به این نتیجه رسیدم که باید رشته ای را دنبال کرد که به آن عالقه داشت، نه اختصاصا آن رشته ای که به قول معروف خریدار دارد و آینده ساز است. البته این عالقه را من از ابتدای تحصیل در دبیرستان در خود احساس کردم. در آن موقع تدریس ریاضی، مخصوصا هندسه، در دبیرستان البرز بسیار خوب انجام می گرفت و در اثر آن، عالقه من به ریاضی و فیزیک بیش تر و بیش تر می شد. هم کالسان من در دبیرستان البرز، همه عطش یاد گیری داشتند و آنهایی که مثل من عالقه به درک اصول ریاضی، مخصوصا هندسه را داشتند، خارج از محیط کالس به دور هم جمع می شدند و مسئله ای را مطرح می کردند و با حل آن بسیار لذت می بردند. تجربه ی آن دوران حس عالقه به ریاضی را در

من به وجود آورد.مسعود عسکری سروستانی: چرا شما آن فضای مطلوب را گذاشتید و قبل از اتمام دبیرستان به امریکا آمدید؟

بعضی مطالب و نبود اندازه کافی جامع به بود که فکر می کردم درس ها این دلیل اش وفا: کامران آن طور که باید توجیه نمی شد. البته همان طور که قبال گفتم، تدریس معلمان در البرز، شاید بهترین بود، اما آزادی انتخاب دروس برای دانش آموزان در سیستم تحصیلی ایران محدود بود. به هرحال من تصمیم گرفتم بدون اتمام دبیرستان به امریکا بیایم که فکر نمی کردم امکان پذیرباشد، ولی بعد از فرستادن تقاضا به چند دانشگاه و ارزش یابی آنها، دانشگاه MIT مرا پذیرفت. در سال اول در MIT دروس مهندسی برق را برداشتم. اما به زودی دریافتم که در آن کالس ها، بیش تر هدف حل مسئله است و نه فهم مسئله. دروس اقتصاد هم اگرچه جالب بودند، اما احساس کردم فاقد عمق هستند و نیازی به تفکر قوی ندارند. برعکس دروس مهندسی برق و اقتصاد، دروس ریاضی و فیزیک احساس دیگری را در من برانگیختند و برای من را در سال 1۹۸1 لیسانس خود فیزیک، و یعنی ریاضی باالخره در همین دو رشته، بودند. بسیار جالب اخذ کردم. پس از آن برای دوره ی دکترا به دانشگاه پرینستون رفتم و دکترای خود را در فیزیک، از آن دانشگاه دریافت کردم. ضمنا" در دانشگاه پرینستون بود که من با همسرم، نوش آفرین صدر آشنا شدم.

او دانشجوی فوق لیسانس در رشته برق بود، ولی ما در کالس ادبیات فارسی با هم آشنا شدیم. مسعود عسکری سروستانی: موضوع تز دکترای شما چه بود و استاد راهنمای شما در دانشگاه پرینستون چه

کسی بود؟کامران وفا: موضوع تحقیقات من فیزیک انرژی های باال )High Energy Physics( بود. این موضوع به تئوری ذرات و نیروهای عامل بر آنها ربط پیدا می کند. البته شاید بهتر باشد اول کلیت موضوع را بگویم و

بعدا به قسمت تحقیقاتی تز خودم بپردازم تا برای خوانندگان بهتر قابل فهم گردد.فیزیک آزمایشی قرار می گیرد. یکی فیزیک کال در دو بخش مورد مطالعه همان طور که می دانید، در من رشته ی .)Theoretical Physics( نظری فیزیک دیگری و است )Experimental Physics(فیزیک نظری بود. وسیله کار فیزیک نظری، ریاضیات است. اما فیزیک نظری خود به چند رشته تقسیم یکی می شود. مربوط جامدات به دیگری و اتم ها به رشته یک نظر. مورد انرژی های به بسته می شود، Fundamental Laws of Physics دیگر از رشته های فیزیک نظری مربوط به قوانین بنیادی فیزیک یا

گفتگوی "ره آورد" با دکتر کامران وفا


1۶ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

می شود. رشته مورد عالقه من، از ابتدا در این رشته بود و آن را در پرینستون ادامه دادم. این رشته، در حقیقت، توجیه گر بقیه رشته های فیزیک است و مباحث بنیادی در فیزیک دان ها دارد. نظر مد را فیزیک طی صد ساله اخیر به این نتیجه رسیده اند فیزیک، بنیادی قوانین فهم برای که انرژی های مطالعه به که است ضروری که نیروهایی و بپردازیم باالتر و باال که ذراتی و می کنند عمل زمینه این در بشناسیم. را هستند نیروها این حامل ذره این الکترومغناطیس، نیروی در مثال جاذبه، نیروی در و است فوتون حامل، با )Gravitons( است. ذرات گراویتون پیشرفت فیزیک کوانتوم، مباحث جدیدی در فیزیک بنیادی به وجود آمدند که رشته

مورد تحقیقات من در رابطه با یکی از آنها بود. استاد راهنمای من در دانشگاه پرینستون ادوارد ویتن )Edward Witten( بود.

مسعود عسکری سروستانی: ادوارد ویتن، بدون شک یکی از پیشگامان و شاید پیشگام ترین فیزیک دان فعال در "تئوری ریسمان" که بعدا به آن خواهیم پرداخت، است. اما قبل از آن اجازه بدهید به خاطره ای که از دوران کودکی شما شنیده ام، اشاره کنم و آن این بوده که شما هنگامی که شب ها ماه را در آسمان تهران نظاره می کردید، از خود می پرسیدید که چرا این جسم نورانی از آن باال به پایین نمی افتد. از بزرگ ترها که در این مورد سئوال می کردید، به شما می گفتند به خاطر جاذبه است. اما این پاسخ شما را قانع نمی کرد. آیا حال که استاد ممتاز فیزیک

دانشگاه هاروارد هستید، جواب قانع کننده خود را یافته اید؟کامران وفا: به یاد دارم که حدود هفت ساله بودم و در کالس دوم دبستان. هنگامی که به ماه نگاه می کردم، برایم بسیار مرموز می نمود. جسم به این بزرگی که در باالی سر ماست، در آن جا ایستاده و هیچ گاه نمی افتد. عجیب تر این که این موضوع برای اطرافیانم عادی بود و آنها را مثل من اذیت نمی کرد. هنگامی که از اطرافیانم در این باره سئوال می کردم، جوابی قانع کننده نمی گرفتم. چیزی به این واضحی باالی سرمان است و نگران نیستیم که روی سرمان بیفتد !!. مشکل من این بود که دلیل این که نمی افتد، چه چیز است. این موضوع برای من قابل درک نبود که چیزی به این واضحی برای دیگران اهمیت نداشت. این قضیه بیش تر از اصل موضوع مرا آزار می داد. جوابی که می دادند، همان طوری که شما اشاره کردید، این بود که جاذبه آن را نگه می دارد؛ و من از خود می پرسیدم که جاذبه چیست و این که جاذبه ماه را نگه داشته، یعنی چه؟ جواب آن را بعدا پیدا کردم و آن این بود که در واقع ماه دارد می افتد و آن را برای من به درستی توضیح نمی دادند. حال من برای خوانندگان "ره آورد" توضیح می دهم که بدانند قضیه از چه قرار است. جواب برخاسته از تصوری است که نیوتن بر مبنای آن کشف خود را به ثمر رساند. طرز فکر نیوتن آن بود که کره ماه در حال افتادن است. نیوتن برای توضیح نظر خود می گفت: »به فرض، اگر شما در باالی کوهی در باالی زمین، مثال در قطب شمال، قرار گیرید و سنگی را به پایین پرتاب کنید، آن سنگ در مسیر یک قوس حرکت می کند و به زمین می افتد«. نیوتن می گوید: »حال فرض کنید به جای سنگ، یک توپ شلیک کنیم که با سرعت باالتری پرتاب می شود که طبیعتا با قوس بزرگ تری به نقطه دورتری به روی زمین پایین می آید. باز اگر انرژی پرتاب توپ را بسیار زیاد کنیم، ممکن است به خط استوا برسد و با قوس بیش تری به زمین فرود آید. باز هم اگر فرض کنیم انرژی زیاد تری

می شود. رشته مورد عالقه من، از ابتدا در این رشته بود و آن را در پرینستون ادامه دادم. این رشته، در حقیقت، توجیه گر بقیه رشته های فیزیک است و مباحث بنیادی در فیزیک دان ها دارد. نظر مد را فیزیک طی صد ساله اخیر به این نتیجه رسیده اند فیزیک، بنیادی قوانین فهم برای که انرژی های مطالعه به که است ضروری که نیروهایی و بپردازیم باالتر و باال که ذراتی و می کنند عمل زمینه این در بشناسیم. را هستند نیروها این حامل ذره این الکترومغناطیس، نیروی در مثال جاذبه، نیروی در و است فوتون حامل، با ( است. پیشرفت فیزیک کوانتوم، مباحث جدیدی در فیزیک بنیادی به وجود آمدند که رشته

مورد تحقیقات من در رابطه با یکی از آنها بود. استاد راهنمای من در دانشگاه پرینستون ادوارد ویتن

MIT صیل در

حکامران وفا در دوران ت

1۷


است ممکن بریم، به کار را توپ حتی به قطب جنوب هم »اگر نیوتن می گفت: برسد«. زیادتر هم باز را توپ انرژی همین طور کار این به و کنیم به توپ آن بدهیم، ادامه چرخید خواهد زمین دور موضع به گشت برخواهد و یعنی در مداری اولیه ی خود. می کند«. حرکت دایره ای که است همان وضعیت این برای ماه اتفاق می افتد. به این به می کند سعی ماه که معنی روی زمین پایین آید، اما چون خطا به ماه است، گرد زمین با می رود و همیشه فاصله آن

زمین ثابت می ماند. این است دلیل آن که ماه به روی زمین نمی افتد. اگر ماه بی حرکت شود، فوری به روی زمین خواهد افتاد. البته اگر جاذبه وجود نداشت، ماه مستقیم می رفت و از زمین دور می شد. مسئله دیگر، از یک اگر با سنگینی های مختلف که وزنه پرتاب دو آن و عنوان کرد را آن بود که گالیله مسئله ای

ارتفاع به پایین انداخته شوند، هردو در یک زمان به زمین خواهند رسید.مسعود عسکری سروستانی: در حالی که دریافت شهودی ما یا Intuition حکم می کند که جسم سنگین تر،

زودتر برسد. گالیله با این مثال، بی اعتباری آن را نشان داد.کامران وفا: بله؛ آزمایش می گوید این طور نیست و Intuition ما، دریافتی صحیح در این مورد ندارد. او می گفتند فقط کرد. توجیه منطقی نظر از چگونه را خود گالیله که نمی گفتند ما به دبیرستان در البته آزمایش برج پیزا را انجام داد و نتیجه این بود که هردو جسم با هم به زمین رسیدند. بعدا من فهمیدم که گالیله به طور دیگری مسئله را برای خودش توجیه کرده بود. چیزی که او می خواست بداند، آن بود که علت این که جسم سبک و سنگین با هم می افتند، چه بود، نه صرفا نتیجه آزمایش. گالیله برای درک علت، مثالی می آورد. او می گفت: فرض کنید شما دو آجر دارید که از نظر شکل و جرم و همه چیز عین هم هستند. اگر آنها را با هم از یک بلندی به پایین بیاندازیم، کدام زودتر می رسد؟ جواب واضح و بدیهی است که هردو هم زمان می رسند. این احتیاج به هیچ Intuition یا دریافت شهودی ندارد. حال فرض کنید به جای دو آجر، سه آجر دارید. بازهم باهم به پایین می رسند. حال اگر از سه آجر، دوتای آن را به هم کامال نزدیک کنیم، یعنی مثال به هم بچسبند و آجر سوم در فاصله ای از آن دو باشد و در آن صورت، آنها را در یک لحظه از باال به پایین رها کنیم، هرسه با هم می رسند. در حالی که دو آجر به هم چسبیده، دو برابر آجر سوم وزن دارند. به این طریق، گالیله مسئله ای را برای خود توجیه کرد و آزمایش هم آن را ثابت کرد. بنابراین نکته ای که من در این جا سعی می کنم توجه را به آن جلب کنم، این است که فهم فیزیک فقط آن نیست که آزمایش کنیم، بلکه باید فهمید چرا جواب آزمایش به صورتی است که به دست آمده؛ این را باید فهمید. متأسفانه فیزیک در اذهان عموم علمی بسیار پیچیده و بغرنج است، در حالی که چنین نیست. اگر علت ها را درک کنیم - و آن هم صرفا از طریق آزمایش تنها به دست نمی آید- خیلی مسائل را در فیزیک می توان با زبانی ساده، اما منطقی توضیح داد و زیبایی آن را نشان داد. خیلی از کنش های فیزیکی را ما در اطراف خود می بینیم و تجربه می کنیم. اما اگر علت ها توضیح داده شوند و قوانین حاکم بر آنها را با معادالت ریاضی، بر مبنای عقلی بیان کنیم، ساده تر

کامران وفا و خانواده

است ممکن بریم، به کار را توپ حتی به قطب جنوب هم »اگر نیوتن می گفت: برسد«. زیادتر هم باز را توپ انرژی همین طور کار این به و کنیم به توپ آن بدهیم، ادامه چرخید خواهد زمین دور موضع به گشت برخواهد و یعنی در مداری اولیه ی خود. می کند«. حرکت دایره ای که است همان وضعیت این برای ماه اتفاق می افتد. به این به می کند سعی ماه که معنی روی زمین پایین آید، اما چون خطا به ماه است، گرد زمین با می رود و همیشه فاصله آن

زمین ثابت می ماند. این است دلیل آن که ماه به روی زمین نمی افتد. اگر ماه بی حرکت شود، فوری به روی



1۸ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

فهمیده خواهد شد و زیباتر خواهد بود.مسعود عسکری سروستانی: حال که به این جا رسیدیم و صحبت از قوانین حاکم بر کنش های فیزیکی است، نیوتن مطرح از دوران بعد یا Scientific Determinism که می خواهم دریافت شما را از جبریت علمی گردید، که طبق آن همه چیز را تابع قاعده ای علیتی می داند، پرسش کنم؛ به ویژه آن که می دانیم فیزیک کوانتوم

تعریف جدیدی از آن را ارائه کرده است که مبنای آن تعریفی نوین از مکان و زمان است.کامران وفا: جبریت علمی نیوتنی به وسیله مکانیک کوانتومی، کامال زیر و رو شد و معنی جدیدی به آن داد. مکانیک کوانتومی می گوید: اگر شما شرایط فعلی تمام ذرات و تمام حاالت آنها را در یک زمان بدانید، در زمانی بعد، تنها می توانید احتمال این که چه می شود را معین کنید. نمی توانید بگویید دقیقا چه خواهد شد. قوانین کوانتومی، همان طور که می دانید، بر مبنای احتماالت است، نه مطلق ها. ممکن است بعضی حالت ها

را بتوان با دقت زیادتر تعیین کرد، اما در کل فقط احتماالت را می توان معین نمود.مسعود عسکری سروستانی: البته صحبت از احتماالت در مکانیک کوانتوم که می شود، بعضی آن را به نوعی نقطه ضعف تعبیر می کنند. زیرا تفکر انسانی در طول تاریخ، در بند مطلق گرایی گرفتار بوده است. در حالی که این

طبیعت احتمالی یا Probabilistic Nature مکانیک کوانتوم، از یک قاعده بسیار نظام مند پیروی می کند.ما به کوانتومی مکانیسم نیست. کتاب و بی حساب هم احتماالت همین طوراست. بله وفا: کامران می گوید که آن احتماالت برچه حساب و کتابی عمل می کند. تمام قضیه همین است، وگرنه می شود نوعی قماربازی و دیگر علم نیست. مکانیک کوانتوم دقیقا احتماالت را می سنجد و این نیست که بگوید همه چیز احتمال دارد که انجام گیرد. بعضی چیزها با احتمال کم انجام می گیرد و بعضی دیگر، با احتمال بسیار زیاد. مثال احتمال این که فردا خورشید درنیاید، نزدیک به صفر است. ما نباید از این که مکانیک کوانتوم، چیزها را بر مبنای احتماالت توجیه

می کند، به وحشت بیفتیم.مسعود عسکری سروستانی: تفکر انسان سنت گرا هنوز به قواعد کوانتومی با تردید می نگرد. حتی فردی مانند

اینشتین هم آن را قبول نکرد.کامران وفا: برای این که اینشتین طرز فکرش جبری بود. طرز فکر جبری را مکانیک کوانتومی تا حدی رد می کند. اینشتین مثال خدا را می زد و می گفت خدا که طاس بازی نمی کند. او حالتی را که فیزیک مطلقا نتواند نتیجه ای را پیش بینی کند، یک نقطه ضعف می دانست. اما امروزه تا آن جا که ما می دانیم، دنیا کوانتومی عمل می کند. اگرچه هنوز می توان گفت که قوانین کوانتومی کمی مرموزند، اما آزمایش های گوناگون نتایج آنها را ثابت می کنند. بسیاری سعی نمودند که آن را به نوع جدیدی جبری سازند. مثال خود اینشتین فکر می کرد شاید بعضی متغیرهای پنهان یا Hidden Variables وجود دارند که اگر ما آنها را بشناسیم و کشف

کنیم، می توان به حالت جبری در مکانیک کوانتوم رسید.مسعود عسکری سروستانی: جالب است که مهم ترین ویژگی مکانیک کوانتوم آن است که بیش از هر تئوری دیگر در تاریخ بشر، از جمله در فیزیک کالسیک، مورد سنجش و آزمایش قرار گرفته و هنوز هیچ آزمایشی

آن را مردود ننموده است.کامران وفا: فیزیک کالسیک، تقریبی از فیزیک کوانتومی است. فیزیک کوانتوم هنگامی که در شرایط کار نیست. امکان پذیر آن عکس اما دارد، کامل موافقت کالسیک فیزیک با می رود، به کار کالسیک که است آن فیزیک دان ها اغلب مانند من، عقیده می کنند. کامل تر را تئوری ها که است آن فیزیک دان ها نیست. ما در حال حاضر می دانیم، آخر خط را که قوانینی یعنی نیست. پابرجا فیزیک قوانین از هیچ کدام آن چه ما امروز می دانیم، قوانینی است که قوانین دیروز را کامل تر می کند. هیچ اصلی از فیزیک، تا ابد پا بر

جا نیست.مسعود عسکری سروستانی: در همین جاست که شاید بتوان گفت مرزبندی بین دید علمی و بینش سنت گرا یا دین گرا مشخص می شود. در بینش سنت گرا و جزمی، اول و آخر خط یکی است، در حالی که در دید علمی هیچ

اصلی کامل نیست و به آخر خط نرسیده.کامران وفا: البته من آن را با دین مقایسه نمی کنم. علت آن این است که می دانم نظرات مختلف در مورد

1۹


مبحثی که دارد وجود دین است جداگانه.

سروستانی: عسکری مسعود پرسش بنده در رابطه با تفاوت از واقعیت دریافت در بنیادی چون است. دین و علم طرق پاسخ دادن هدف شان هردو جهان که: است پرسش این به چیست و چگونه به وجود آمده و

نیز چگونه عمل می کند.همان طوری وفا: کامران که گفتم، نظرات در مورد دین در کنید فرض است. متفاوت آیاتی شما که شده ذکر قران درست باید می خوانید که را

تفهیم کنید. تفهیم آن بستگی به این دارد که چگونه برداشت می کنید، که لزوما یک برداشت واحد وجود ندارد.

مسعود عسکری سروستانی: در مورد پیدایش جهان، تفسیر تمام ادیان، خاصه ادیان سامی، یکی است و آن این که خدا جهان را در شش روز -برخی اخیرا می گویند شش مرحله- آفرید. تفسیر علم، به ویژه فیزیک کوانتوم

به گونه ی دیگری است.کامران وفا: بله، چنین برداشت هایی که جهان در شش روز به وجود آمد یا عمر آن چندهزار سال است را می توان رد کرد. ولی عقیده من این است که مذهب و علم دو چیز کامال مجزا هستند، مگر این که به حد یک دیگر تخطی کنند. مثال اگر مذهب بگوید جهان دوهزار سال پیش به وجود آمده، این غلط است. به همان ترتیب، اگر علم بیاید و بگوید خدایی اصال نمی تواند وجود داشته باشد، آن هم غلط است. هرکدام باید در

حیطه مربوط به خودش اظهارنظر کند.مسعود عسکری سروستانی: شما بین علم و دین یک نوع جدایی می بینید، اما من، همان طوری که قبال عرض کردم، معتقدم که علم و دین در نهایت در مورد یک پرسش بنیادی، یعنی پیدایش جهان، پاسخ هایی دارند که یکی نیست، بلکه تفاوت ماهوی دارند و به ناچار در حیطه یک دیگر، به ویژه از طرف دین به علم، تخطی می کنند. تبعات ایجاد می کند که پیدایش جهان، این تخطی نوعی تضاد را بین دو برداشت بر سر یک موضوع، یعنی اجتماعی تنش زایی در تاریخ جوامع بشری ایجاد کرده ، هنوز هم ادامه دارد. صرف جدا کردن آنها مسئله را

حل نمی کند.کامران وفا: من اعتقاد دارم که دید سطحی از مذهب، با علم تضاد دارد. اما دید عمیق تر از مذهب، لزوما تضادی با علم ندارد و بالعکس دید سطحی از علم با مذهب تضاد دارد، اما دید عمیق علمی با مذهب

در تضاد نیست.مسعود عسکری سروستانی: به قول آمریکایی ها «Let´s Agree to Disagree»؛ و حال به بحث اصلی که "String Theory" هدف گفت وگوی ماست، برسیم و آن موضوع تحقیقاتی شما، یعنی "تئوری ریسمان ها یااست. اما اجازه بدهید در ابتدا برای خوانندگانی که آشنایی قبلی با تئوری ریسمان ها ندارند، بگویم که هدف این تئوری اتحاد بین تئوری کوانتوم یا مکانیک کوانتوم با نیروی جاذبه است که در نتیجه آن با یک فرمول نیروی و جاذبه اتحاد با اینشتین که را هدفی همان داد. توضیح را می گذرد ما جهان در آن چه بتوان کلی الکترومغناطیس دنبال می کرد. در تئوری ریسمان ها، عقیده بر این است که کوچک ترین واحد هستی، نه ذره،

بلکه رشته های ارتعاشی شبیه به ریسمان است که حامل انرژی هستند.

مبحثی که دارد وجود دین

سروستانی: عسکری مسعود پرسش بنده در رابطه با تفاوت از واقعیت دریافت در بنیادی چون است. دین و علم طرق پاسخ دادن هدف شان هردو جهان که: است پرسش این به چیست و چگونه به وجود آمده و

همان طوری وفا: کامران که گفتم، نظرات در مورد دین در کنید فرض است. متفاوت آیاتی شما که شده ذکر قران درست باید می خوانید که را

تفهیم کنید. تفهیم آن بستگی به این دارد که چگونه برداشت می کنید، که لزوما یک برداشت واحد وجود

فرزندان کامران وفا



2۰ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

پرسش نخست من این است که شما از چه زمانی یا در چه مرحله ای از تحصیالت خود به تئوری ریسمان ها عالقمند شدید؟

کامران وفا: در سال 1۹۸۴، یک سال قبل از این که من از پرینستون دکترای خود را دریافت کنم، کشف جدیدی در رابطه با تئوری ریسمان ها انجام گرفت که ثابت می کرد تئوری ریسمان ها یک مسئله ناهنجار علمی را که در تئوری "ابعاد باال" )Extra Dimensions( وجود دارد، حل می کرد. این رویداد توجه مرا به تئوری ریسمان ها جلب کرد و در نتیجه، در سال آخر به طور بسیار فشرده بر روی این تئوری کار کردم. این در حالی بود که

موضوع رساله دکترای من بر روی تئوری ریسمان ها نبود.مسعود عسکری سروستانی: شروع تئوری ریسمان از چه سالی بود؟

کامران وفا: شروع آن در اواخر دهه شصت میالدی بود که به صورت تصادفی کشف شد. فیزیک دان ها یک سری فرمول ها را نوشتند که خواص ریسمان ها را نشان می دهند و بعدا معلوم شد که هم تئوری جاذبه را توجیه می کند و هم نیروهای دیگر را. این داللت بر این داشت که این تئوری توانایی در بر گرفتن تمام نیروها را دارد. به همین دلیل این تئوری به تدریج توجه فیزیک دان ها را به خود جلب کرد. مسئله ای که وجود داشت، این بود که رابطه تئوری ریسمان ها با تئوری ذرات، اگرچه وجود داشت، بسیاری از فیزیک دان ها متوجه آن نشدند. دلیل آن هم این بود که توجه فیزیک دان ها بیش تر به طرف این بود که ذراتی که پروتون ها را تشکیل می دهند چه هستند و مثال کوارک ها به چه صورت اند و غیره. نتیجه این شد که بسیاری از فیزیک دان ها تئوری ریسمان ها را رها کردند تا این که در اوائل سال های هشتاد، دو فیزیک دان به نام های مایکل گرین )Michel Green( و جان شوارز )John H. Schwarz( کشفی کردند که ناهنجاری هایی که در تئوری ابعاد باال )Extra Dimensions( وجود داشت را حل می کرد. کس دیگری که در تئوری ریسمان ها قدم مؤثری برداشت، استاد راهنمای من، یعنی ادوارد ویتن )Edward Witten( بود. او با کار خود، نظر بسیاری را به

تئوری ریسمان ها جلب کرد.مسعود عسکری سروستانی: بدون شک پروفسور ادوارد ویتن را می توان از پیشتازان تئوری ریسمان ها، در حال حاضر دانست و شما که در مکتب ایشان آموخته اید نیز در زمره ی همین پیشتازان هستید. همان طور که مطلع هستید، پرفسور ویتن تقاضای بنده را برای گفت وگوی کوتاهی با "ره آورد" پذیرفته اند. اما پرسش بنده از

شما این است که آیا کار عمده ادوارد ویتن، سهم او در پیشنهاد تئوری ام ، )M Theory( نیست؟و افراد مختلف، هریک در مورد یک مبحث خاص تحقیق می کنند فیزیک کامران وفا: می دانید که در نتایج کار خود را منتشر می سازند و کسانی با استفاده از این نتایج، به پیشنهاد یک نظریه می پردازند. ادوارد ویتن چنین کاری را در رابطه با تئوری M کرد. بدین معنی که بسیاری از ایده ها را به هم ربط داد که تئوری

M از دل آنها به وجود آمد.مسعود عسکری سروستانی: آیا کار مهم دیگر ادوارد ویتن در رابطه با بعد یازدهم در تئوری ریسمان ها نبود؟

کامران وفا: این که تئوری یازده بعد دارد، قبال کشف شده بود. منتها به نظر می آمد که تئوری ریسمان ها 1۰ بعد دارد. یک گروه پیشنهاد کرده بودند که این 1۰ بعد چه بسا به آن یازده بعد ربط دارد. منتها ارتباط دقیق آنها را کسی نتوانسته بود پیدا کند. ویتن پیشنهاد کرد که این ارتباط دقیقا چگونه است. البته یک تعمیمی از

آن را که محتاج به دوازده بعد بود من بعدا" کشف کردم، که نام آن را تئوری اف)F- Theory( گذاشتم. تئوری ابعاد مکان و زمان، که بر چهار یعنی اضافه ابعاد اضافی، این مسئله مسعود عسکری سروستانی:

ریسمان ها وجود درونی آنها را معتبر می داند، چگونه هستند و چه مشکلی را حل می کنند؟کامران وفا: همان طوری که گفتم، تئوری ریسمان ها به طور تصادفی به وجود آمد و هدف اولیه آن توجیه جاذبه نبود. یکی از عللی که تئوری ریسمان ها به مشکل برخورد، این بود که در چارچوب چهار بعد، یعنی سه بعد مکان و یک بعد زمان، این تئوری تداوم یا Consistency نداشت. به عبارت دیگر، ناهنجاری داشت. آن فیزیک دان ها از بسیاری باعث گردید که این دارد. بعد وجود 1۰ تئوری ریسمان می گفت در حقیقت را نپذیرند. آنها می گفتند این ابعاد اضافی ربطی به دنیای ما ندارد. مثال ما نمی توانیم یک بعد زمان و ۹ بعد مکان داشته باشیم. این یک چالش بود در مقابل این تئوری که باید حل می شد. البته ناگفته نماند که راه کلی

21


و ارتباطی آن را هفتاد سال قبل از آن، دو فیزیک دان به نام های کالوزا و کلین )Kaluza- Klein( دریافته ابعاد پایین ربط داد. این را آنها پیدا کرده بودند. به تئوری های ابعاد باال را بودند که می توان تئوری های یعنی با انتقال خواص فیزیکی از ابعاد باالتر به ابعاد پایین تر. برای ربط دادن دو بعد به یک بعد،می توان یک مثال آورد. یک شلنگ آب را در نظر بگیرید و اگر بر فرض، ما یک موجود میکروسکپی بودیم و روی جداره شلنگ می نشستیم، دو بعد می دیدیم؛ یکی در طول شلنگ و دیگری در اطراف جداره آن. حال اگر این موجود میکروسکپی بزرگ شود و مثال خود ما باشد و با شلنگ فاصله بگیرد و فاصله اش زیاد باشد، آن چه می بینید یک بعد است، یعنی طول آن شلنگ. پس جواب این که دو بعد است یا یک بعد، بستگی به این دارد که با چه

میکروسکپی داریم نگاه می کنیم.مسعود عسکری سروستانی: منظورتان این است که وجود دو بعد یا یک بعد سوبژکتیو است؟

کامران وفا: کامال. به همین ترتیب کالوزا و کلین می گفتند می توان چهار بعد را به پنج بعد و به همین ترتیب، پنج بعد را به شش بعد و شش بعد را به هفت بعد و الی آخر ربط داد. هنگامی که آنها توانستند پنج بعد را به چهار بعد ربط دهند و نتیجه گرفتند می توان جاذبه را با نیروی الکترومغناطیسی ادغام کرد، نظر اینشتین را به خود جلب کرد. زیرا او به دنبال یک تئوری جاذبه با پنج بعد بود که در چارچوب یک تئوری با چهار بعد

)سه بعد مکان و یک بعد زمان( عمل نماید.مسعود عسکری سروستانی: پس این طور که می فرمایید، تئوری ابعاد باال، قبل از مطرح شدن آن در تئوری

ریسمان ها مطرح بوده و اینشتین هم آن را در مد نظر داشته.کامران وفا: بله همین طور است. اینشتین خودش هم روی آن کار کرد و چون اگر فقط با جاذبه در پنج بعد شروع کنیم و با روش کاهش بعد یا Dimensional Reduction به چهار بعد برسیم، هم الکترومغناطیس را به دست می آوریم و هم جاذبه را. بنابراین از همان زمان پنج بعدی بودن جهان مطرح بود. به این صورت که بعد پنجم اش به صورت یک دایره ای بسیار بسیار کوچک میکروسکپی است که ما نمی توانیم آن را ببینیم؛ یعنی سه بعد فضایی بزرگ داشتیم و یک بعد فضائی بسیار بسیار کوچک و با بعد زمان، کال به پنج بعد می انجامید. در نتیجه ابعاد باالتر را نمی شد رد کرد؛ بلکه گفته می شد که می توان از آن کمک گرفت برای اتحاد نیروها. دلیل اش هم این بود که برای ایجاد اتحاد بین نیروها، مثال اتحاد جاذبه و نیروی الکترومغناطیسی که اینشتین به دنبال آن بود، ساده تر بود با بعد باالتر کار کردن تا با بعد پایین تر. جالب این که محاسبات نشان می داد که بار الکتریکی ذرات بستگی به سرعت چرخیدن به دور این بعد بسیار کوچک یا بعد پنجم دارد. بدین ترتیب

بار الکتریکی توجیه پیدا می کند با ارتباط یافتن با سرعت حرکت در ابعاد با التر.مسعود عسکری سروستانی: بفرمائید چگونه تئوری ریسمان ها قد علم کرد و صحبت از ۱۰ بعد شد؟

ناهنجاری ابعاد پایین تر با نیروها بله، گفتم که این تئوری ریسمان ها می گفت که اتحاد کامران وفا: دارد، ولی با 1۰ بعد این ناهنجاری حل می شود. 1۰ بعد البته زیاد می نمود. اما فیزیک دان ها با روش کاهش بعد

آشنا بودند و می گفتند آن شش بعد اضافی به صورت دایره ها و یا کره های بسیار کوچکی هستند.مسعود عسکری سروستانی: حال پرسش من این است که چرا ۱۰ بعد و نه مثال ۹ بعد یا 8 بعد؟

کامران وفا: پرسش بسیار خوبی است. دلیل آن این بود که معادله ریاضی به کار گرفته شده، پیش بینی این به از آب درمی آمدند. فیزیکی غلط این صورت، مفاهیم باشد. در غیر 1۰ باید ابعاد تعداد می کرد که ترتیب، تئوری ریسمان ها در اوائل دهه هشتاد گسترش یافت و توجه بسیاری از فیزیک دان ها را به خود جلب

کرد.مسعود عسکری سروستانی: چگونه است که امروزه هم زمان پنج تئوری یا نظریه ریسمان ها داریم که همه

نتایج مطلوب به بار می آورند؟کامران وفا: هنگامی که مطالعه دوم نظریه ریسمان ها در اواسط دهه ی هشتاد شروع شد و مطالعات شما که همان طور و داریم ریسمان نظریه نوع چند ما که شد معلوم گرفت، انجام آن روی جدی تری می گویید، پنج نوع نظریه ریسمان ها وجود دارد. در اول چنین وضعی عجیب می آمد که چرا ما فقط یک تئوری ریسمان ها نداریم. این پرسشی بود برای بسیاری از فیزیک دان ها. بعدا در اواسط دهه نود، تعدادی



22 بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

از فیزیک دان ها و در رأس همه آنها ادوارد ویتن، نظراتی را ارائه دادند که این پنج نظریه، در واقع، یک نظریه هستند و اگر یک پارامتر آنها را با هم عوض کنید، یکی می شوند. مثل این است که شما یک تئوری دارید که در آن فضاهای دایره شکل وجود دارند و شما شعاع دایره ها را کوچک و بزرگ کنید. اگر شعاع را خیلی کوچک کنید، یک تئوری به دست می آید و اگر آن را خیلی بزرگ کنید، یک تئوری دیگر و به همین ترتیب می توانید چندین تئوری داشته باشید. بنابراین شما در حقیقت یک تئوری دارید. فرق بین پنج تئوری در اندازه

یک پارامتر است.انجام با سیاه چاله ها )Black Holes( تحقیقاتی مسعود عسکری سروستانی: من می دانم که شما در رابطه داده اید؛ مخصوصا در زمینه ی انتروپی بکنستین- هاکینگ )Bakenstein- Hawking Entropy(. آیا ممکن

است در این مورد، به نحوی که برای خوانندگان ما قابل فهم باشد، توضیحی بیان کنید؟کامران وفا: پرسش پیشین شما این بود که ابعاد اضافی به چه دردی می خورند یا به قول شما:

نظریه ابعاد اگر ?»What Are The Extra Dimensions Good For«. من در جواب شما گفتم که ریسمان ها 1۰ نبود، به مسئله برمی خوردیم. این پاسخ اگرچه درست است، اما ممکن است قانع کننده نباشد. این به این پرسش که ابعاد اضافی به چه درد می خورد، جواب نمی دهد و به ما نمی گوید کدام مسئله فیزیکی ابعاد اضافی به وسیله فیزیکی ثابت شده که چندین مسئله ی به حال تا این است که پاسخ را حل می کند. حل می شوند. از جمله اینها، یکی هم همین سیاه چاله ها هستند که شما در پرسش تان مطرح کردید. قضیه

سیاه چاله ها را من فکر می کنم که خوانندگان "ره آورد" با آن آشنایی دارند.مسعود عسکری سروستانی: بله ما قبال در معرفی آخرین کتاب استیفن هاکینگ Grand Design و چند مورد

دیگر، در باره آن نوشته ایم.کامران وفا: همان طوری که مستحضرید، سیاه چاله ها یک شعاعی دارند، یک افقی دارند، که اگر از آن به به همین علت آن خارج شویم. از بود نخواهیم قادر دیگر نزدیک تر شویم، به سیاه چاله ها افق یا شعاع آن "سیاه"چاله می گویند که حتی نور هم اگر در آن رود، نمی تواند از آن بیرون آید. کشفی که بکنستین و هاکینگ کردند، آن بود که سیاه چاله ها خواصی دارند که شبیه خواص ترمودینامیکی است؛ بدین معنی که دارای دما، دارای انتروپی )Entropy= بی نظمی( و غیره هستند که ما آنها را به ترمودینامیک نسبت می دهیم. آنها ثابت کردند که مساحت افق سیاه چاله ها به انتروپی آنها ربط پیدا می کند. انتروپی نمودار حاالتی است که یک جسم می تواند به خود بگیرد. چنان چه مساحت یا افق سیاه چاله ها بسیار بزرگ باشد، در آن صورت این پرسش پیش می آید که حالت هایی که سیاه چاله ها به خود می گیرند، و باید بسیار زیاد باشند، چگونه هستند و کجا هستند؟ وقتی سعی می شد حاالت مختلف سیاه چاله ها را بر مبنای محاسبات کالسیک اینشتین به دست بیاورند، معلوم می شد که تنها یک سیستم وجود دارد، یعنی انتروپی آن برابر صفر می شد. یعنی نشان از یک سیستم کامال منظم داشت. هنگامی که بکنستین و هاکینگ بعدا این محاسبات را بر مبنای مکانیک کوانتوم انجام دادند، معلوم گردید که تعداد حاالت بسیار بسیار زیاد است و انتروپی آنها نه تنها صفر، بلکه بسیار عظیم و متناسب است با سطح افق سیاه چاله. اما پرسش اولیه که این حاالت سیاه چاله ها کجا هستند و اگر در داخل آن نیستند، پس کجا هستند، به همین صورت ماند و شکل نوعی معما به خود گرفت، تا این که در اواسط دهه نود، من و همکارم اندرو استرامینگر )Andrew Strominger- Harvard University(، در چارچوب نظریه ریسمان ها توانستیم سیاه چاله هایی را مطالعه کنیم که حاالت آنها بستگی به وضعی که آن سیاه چاله ها در ابعاد باال دارند، ربط پیدا می کند. به معنای دیگر، سیاه چاله ها را بر مبنای نظریه ریسمان ها بنا کردیم و دیدیم به همان صورت که ریسمان ها در ابعاد مختلف پیچش و چرخش دارند، به همان صورت، حاالت سیاه چاله ها و انتروپی آنها داشتند. انتروپی سیاه چاله ها در ابعاد باالتر مخفی بود!! به این ترتیب، از

طریق محاسبه توانستیم جواب نظریه بکنستین- هاکینگ را به دست آوریم.یا هاکینگ تشعشعات مورد در شما از بحث، ادامه از قبل که بدهید اجازه سروستانی: عسکری مسعود Hawking´s Radiation پرسش کنم که چگونه به این مسئله انتروپی و افق سیاه چاله ها ربط پیدا می کند؟

کامران وفا: وقتی یک سیستم انتروپی دارد و انرژی دارد، اگر دمای آن صفر نباشد، می تواند آن انرژی

2۳


از مفاهیم ترمودینامیکی در قالب سیاه چاله ها زاده )گرمایی( را از خود ساطع کند. تشعشعات هاکینگ می شود. حال سئوال این است که قبل از این که به انرژی برسیم، باید انتروپی سیاه چاله ها را تعریف کنیم و

معین کنیم دمای آنها چیست.مسعود عسکری سروستانی: بنابراین شما و همکارتان Strominger Andrewاین سئوال را، یعنی انتروپی

را، به ابعاد باال در قالب تئوری ریسمان مرتبط ساختید.شمارش مانند هندسی پارامترهای تعیین بردیم، به کار مورد این در ما که روشی کامال. وفا: کامران حاالت سطح ها و منحنی ها و وضعیت های آنها در ابعاد باال بود که به وسیله آن انتروپی سیاه چاله ها معلوم

می گردید.مسعود عسکری سروستانی: حال که خوانندگان ما با زمینه تخصصی و رشته تحقیقاتی شما آشنا شدند، پرسشی که کرارا در مورد ریسمان ها مطرح می شود و من خود چندین بار در کتاب هایی که در این زمینه خوانده ام و یا در سخنرانی های فیزیک دانان منتقد به تئوری ریسمان ها شنیده ام، این است که تئوری ریسمان ها یک فلسفه است تا فیزیک !! آیا دلیل این برداشت این است که تئوری ریسمان ها هنوز با آزمایش اثبات نشده است یا دلیل

دیگری دارد؟نظریه است. صحیح نشده، آزمایش ریسمان ها تئوری این که اما نیست. فلسفه فیزیک وفا: کامران است انرژی هایی برابر 1۰بیلیون انرژی های منظورم است. صادق بسیار باال انرژی های در ریسمان ها برون یابی مجبوریم نداریم، انرژی ها آن به دسترسی چون بنابراین آورده اند. به وجود آزمایشگاه ها در که با پیش بینی ها و تصوراتی همراه )Extrapolate( کنیم از انرژی هایی که در دسترس داریم. این کار همراه است که این خود کار نظریه ریسمان ها را مشکل می کند. به هرحال این که نظریه ریسمان ها در حیطه انرژی مربوط به خود آزمایش نشده، از نقاط ضعف این نظریه است. ما معتقدیم که روزی باید آزمایش انجام گیرد تا ما بتوانیم این تئوری را اثبات یا رد کنیم. محک واقعیت یک تئوری در حقیقت آزمایش است. متأسفانه، قرار گیرد، در نظریه ریسمان ها مورد سنجش آنها باید در انرژی هایی که با همان طور که گفتم، آزمایش حال حاضر امکان ندارد. حال دو راه داریم؛ یکی این که بگوییم فعال تا هنگامی که نتوانیم به آن انرژی ها، یعنی 1۰ بیلیون برابر، برسیم، باید مطالعه بر روی نظریه ریسمان ها را به کنار بگذاریم. این پیشنهاد برای افراد نظریه این این است که راه دوم بود. نخواهد واقعیت های جهانی هستند، ساده به کنجکاوی که عالقمند

کامل تر و کامل تر گردد و از یافته های آن بتوان مسائل دیگری را حل کرد.این مقدار را در بار ذکر کردید. انرژی را چندین برابر بیلیون مسعود عسکری سروستانی: شما مقدار ۱۰

مقایسه با چه میزان انرژی بیان می کنید؟ Large Hadron کامران وفا: منظورم 1۰ بیلیون برابر انرژی ای است که در حال حاضر در شتاب دهندهبه چه به کار می رود. مالحظه می کنید که )CERN( در مرکز تحقیقات هسته ای اروپا LHC یا Collider

مقدار انرژی عظیمی نیاز است تا به وسیله آن بتوان تئوری ریسمان ها را آزمایش کرد.مسعود عسکری سروستانی: به CERN اشاره کردید؛ اخیرا در این مرکز در سوییس، آزمایشی صورت گرفت که دنباله آن گویا در تابستان آینده انجام خواهد شد که طی آن ذراتی به نام ذرات هیگز )Higgs Bosons( که پایه نظری آن را دانشمند انگلیسی به نام Peter Higgs بنا کرد، مشاهده شد. این ذره به نام "ذره ی خدا" )God´s Particle( نیز معروف شده است. زیرا در این فرایند جرم خودبه خود به وجود می آید. پرسش من از شما این است که بفرمایید چه فرقی بین میدان هیگز و میدان های دیگری مانند الکترومغناطیس و جاذبه وجود

دارد؟کامران وفا: بگذارید پاسخ پرسش شما را با یک مثال بدهم که برای خوانندگان هم قابل فهم تر باشد. اگر فرض کنید ما دمای جهان را باال ببریم، همان طوری که در ابتدا، یعنی در "مهبانگ" یا Big Bang بوده است، تمام ذراتی را که ما داشته ایم، جرم خود را از دست می دهند. تمام الکترون ها، پرتون ها، همه جرم شان صفر می شود، مانند فوتون. حال اگر بعد از افزایش دما، بیاییم و به تدریج دمای جهان را کاهش دهیم، آن چه Higgs( که می توان تصور کرد، آن است که یک جسم نامریی در دنیا رسوب می کند. این همان میدان هیگز



2۴ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

Field( است. در این میدان، هنگامی که ذرات به حرکت درمی آیند، جرم به خود می گیرند. اما پرسش این این دریا سطحی نامریی را دید؟ حال فرض کنید که یا دریای نامریی این میدان است که چگونه می شود آرام دارد و بی حرکت است. تنها با ایجاد موج در سطح دریا است که می شود دریا را دید. پس پرسش ما تبدیل به این می شود که چگونه می توان موج را ایجاد کرد. موج را این طور می شود ایجاد کرد که در دو نقطه از سطح دریا که آن را می توان به یک پوشش پالستیکی تشبیه کرد، یک فشار آورد یا به قول معروف یک "نیشگون" گرفت. به این صورت، بین دو نقطه یک موج ایجاد می کنید. شلیک دو پروتون با انرژی باال به طرف یکد یگر در LHC و برخورد آن ها در واقع همان نیشگونی است که از این دریای نامریی می گیرند و موج تولید می کنند. این موج همان ذره هیگز است. فرق مهم بین میدان هیگز و دیگر میدان ها، آن است که در این میدان جرم زاییده می شود. این میدان جرم زا است. به همین علت، بعضی ها به ذرات حاصل از آن “ذره ی

خدا” می گویند.مسعود عسکری سروستانی: دنباله آزمایش، آن طور که گفته شده، در تابستان آینده در CERN انجام می گیرد. اگر پیش بینی ها درست از آب درآید، جهشی بسیار عمده در پهنه علم فیزیک امروز خواهد بود. اما به علت کمی

انرژی، نمی تواند در اثبات تئوری ریسمان ها قدمی بردارد.به عقیده من، سال ها طول خواهد کشید البته آزمایش های اولیه امیدوارکننده است. اما کامران وفا: البته فیزیک دان ها سعی کرده اند از تئوری ریسمان ها CERN داده های روشنی را تولید نماید. تا آزمایش استفاده کنند تا ببینند چه ذراتی ممکن است در آزمایش CERNبه وجود آید. از جمله من و همکارانم سعی کرده ایم از تئوری ریسمان ها استفاده کنیم تا پیش بینی هایی که در LHCانجام می گیرد، به دست آوریم. البته پیش بینی های ما بر مبنای فرضیه هایی بوده است که اگر خوش شانس باشیم، چه بسا بتوانیم نتایجی برای تئوری ریسمان ها به دست آوریم. تصادفا"، درماه های اخیریکی از پیشبینی هایی که ما از طریق نظریه ریسمان ها با

استفاده ازF-Theory به دست آوردیم، با نتایج آزمایش در مورد نوترینوها هماهنگی داشت.مسعود عسکری سروستا نی: همان طوری که می دانید، مسئله "ابرتقارن" یا Supersymmetry در تئوری ریسمان ها، نقشی بسیار عمده بازی می کند. به این ترتیب که ادعا می شود برای هر ذره اتمی، یک ذره مشابه

به نام )ذره اس( )S-Particle( وجود دارد. لطفا ماهیت این ذره ها را توضیح دهید.کامران وفا: مسئله تقارن یا ابرتقارن، اولین بار در قالب تئوری ریسمان ها به وجود آمد. ابر تقارن می گوید برای هر ذره ای، ذره ی دیگری وجود دارد که همه چیز آن ماننده ذره اول است، به جز Spin یا گردش داخلی آن. این چرخش درونی هم به دو نوع می تواند باشد –یا عدد صحیح است یا عدد صحیح است تقسیم یا بوزون )Boson( است یا بر دو باشد، به این که عدد صحیح باشد یا عدد صحیح تقسیم بر دو- بستگی فرمیون )Fermion(. مثال فوتون و ذره هیگز بوزون هستند، اما الکترون و یا کوارک )Quark( فرمیون هستند. ابرتقارن می گوید برای هر بوزون، یک فرمیون وجود دارد و بالعکس، برای هر فرمیون هم یک بوزون موجود . ابرتقارن در نظریه ریسمان ها به خوبی بیان دیگر، ابر تقارن ارتعاشات کوانتومی را رام می کند به است. جای می گیرد؛ و تمام نتایجی که در انرژی های باالتر از تئوری ریسمان ها گرفته ایم، نشان می دهد که این ابرتقارن می تواند شکسته این بیاوریم، پایین را انرژی منتها هنگامی که باشد. باید وجود داشته ابرتقارن شود. هنگامی که ابرتقارن می شکند -که به آن Spontaneous Symmetry Breaking می گویند- آن وقت ذراتی که جفت هستند می توانند دارای جرم های مختلف باشند. امید است که در آزمایش CERN بتوان

برای ذرات، جفت ابرتقارنی آنها را پیدا کنند.مسعود عسکری سروستانی: در نظریه ریسمان ها، بعضی اوقات از ریسمان ها صحبت می شود و در مواقع دیگر

از غشاء یاMembrane . آیا رفتن از ۱۰ بعد به یازده بعد است که ریسمان را به غشاء تبدیل می کند؟کامران وفا: بله همین طور است. تئوری یازده بعدی، دیگر ریسمان ندارد و به جای آن، یک سطح دو بعدی دارد. تحقیقات سال های اواسط دهه نود نشان داد که در تئوری ریسمان ها سطوح هم هستند. بعضی حتی گفته اند که باید نام این نظریه، به جای تئوری ریسمان ها، تئوری سطوح یا Membrane Theory باشد. دلیل آنها این است که در تئوری سطوح است که می توان اجسام با ابعاد گوناگون داشت، در حالی که ریسمان

25


یک خط است. چیزی که الزم به ذکر است، آن که مرزبندی ریاضی و فیزیک در تئوری ریسمان ها، در هم تداخل می کند و تأثیر متقابل آنها به یک دیگر کامال آشکار می شود. در بیست و چند سال اخیر، نقشی که و تر کار من بیش بوده است. بسیار چشم گیر بازی کرده است، ریاضی مفاهیم از بهتر برای درک فیزیک

همکارانم هم در همین رابطه بوده است.مسعود عسکری سروستانی: قبل از این که به این موضوع، یعنی تأثیر متقابل ریاضی و فیزیک بر یک دیگر کنم. با شما مطرح را کوانتومی فیزیک در تعاریف بعضی با رابطه در دهید یک پرسش اجازه دهیم، ادامه Dark و "انرژی تاریک" یا Dark Matter یکی از این تعاریف مربوط به مقوله های "ماده ی تاریک" یاEnergy می شود. ماده ی تاریک و انرژی تاریک حدود ۹۶درصد کائنات را به خود اختصاص می دهند. دوست

دارم توضیح جنابعالی را در مورد تعاریف آنها جویا شوم.کامران وفا: ماده تاریک، همان طوری که گفتید، قسمت اعظم جهان را تشکیل می دهد، اما ما زیاد در باره آن نمی دانیم. تنها وسیله ما از شناخت آنها، از طریق جاذبه است. وجود آن از نظر کیهان شناسی ثابت شده است؛ بدین صورت که برای تشکیل جهان و آن چه انجام یافته، وجود آنها را ضروری می دانیم. ماده ی تاریک، غیر از خواص جاذبه ای، هیچ گونه خواص دیگر از خود نشان نمی دهند. انرژی تاریک به همان صورت انرژی تاریک و هم از راه جاذبه حس می شود و در کل کائنات وجود دارد. هم ماده تاریک، فقط ماده ی

تاریک برای پیشرفت جهان از مرحله مهبانگ )Big Bang( تا جهان فعلی ضروری اند.مسعود عسکری سروستانی: جالب است که هردو، هم ماده تاریک و هم انرژی تاریک، تنها از طریق جاذبه و چهارم دهه در که است جالب می بریم. پی آنها به جاذبه از طریق تنها ما و می شوند ما محسوس برای پنجم قرن گذشته، هنگامی که نیروهای الکترومغناطیس و هسته ای ضعیف و قوی را با نیروی جاذبه مقایسه می کردند، می دیدند که این نیرو در مقایسه با آن سه نیروی دیگر، بسیار ضعیف است. اما عجیب است که این نیروی ضعیف در همه جا وجود دارد و در مورد ماده تاریک و انرژی تاریک، نیروی ضعیف جاذبه، تنها وسیله

شناخت آن هاست.کامران وفا: بله؛ صحبت شما درست است و دلیل آن هم این است که این نیروی جاذبه در حجم بسیار باالیی وجود دارد. نکته دیگر که ذکر آن مهم است، این است که برعکس نیروهای الکتریکی با بارهای هم جنس که هم دیگر را دفع می کنند، انرژی های جاذبه با هم جمع می شوند و هم دیگر را خنثی نمی کنند. مثال جرم ماده و جرم ضد ماده با هم جمع می شوند، در صورتی که بارهای آنها از هم کم می شوند. به این دلیل، نیروی جاذبه با این که نیروی ضعیف است، اما چون با هم جمع می شوند، در نهایت برنده است و در فضای

گسترده همیشه نیروی غالب است.مسعود عسکری سروستانی: حال در مورد تأثیر متقابل ریاضی و فیزیک در چند دهه اخیر صحبت خود را ادامه

دهید.کامران وفا: همان طوری که قبال گفتم، من از نوجوانی، در سال های دبستان و دبیرستان به ریاضی عالقه شدیدی داشتم. مخصوصا هندسه اقلیدسی در دوران دبیرستان، عالقه مرا به ریاضی بسیار بیش تر کرد. کال ریاضی و فیزیک از خیلی گذشته ها به هم ارتباط داشته اند و این ارتباط در قالب نظریه ریسمان ها به اوج خود رسیده است. این برای من بسیار مغتنم بوده است؛ زیرا در زمانی زندگی می کنم که چنین اتفاقی رخ داده است. در نتیجه، ارتباط بین دو رشته مورد عالقه من، یعنی هندسه و فیزیک، در حال حاضر به قدری است که می توانیم یک مسئله فیزیک را به یک مسئله ریاضی ترجمه کنیم و بالعکس. به این ترتیب، پرسش های بسیار عمیق ریاضی مفاهیم فیزیکی به خود می گیرند که برای ریاضی دان ها خیلی جالب بوده و هست. یکی از نتایج آن، عالقمندی به مطالعه ریسمان ها است که نظر بسیاری از ریاضی دان ها را به خود جلب نموده است. برای این که این موضوع روشن تر شود، اجازه بدهید مثالی بیاورم. مثال همین ابعاد اضافی که در نظریه ریسمان ها بسیار مهم هستند و در باره ی آنها صحبت کردیم، به فرض که تعداد کل ابعاد 1۰ )سه بعد مکان، یک بعد زمان و شش بعد اضافی( باشد، ما می خواهیم بدانیم که شش بعد اضافی چه فضاهایی را به خود اختصاص می دهند و به چه شکلی درمی آیند. ما برای پاسخ به این پرسش، اشکال مختلف را در نظر گرفتیم. این اشکال مختلف



2۶ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

برای هر شکل فضایی، بود که این نظریه آن دادیم. ارائه نظریه ای ما آن در مورد و تقارنی هستند دارای یک فضای معادل هم هست که از نظر تمام خواص فیزیکی با شکل اول یکی است، اما از نظر ریاضی هیچ شباهتی به هم ندارند. یعنی هریک توپولوژی مخصوص خود را دارند. اما ما می گفتیم در تئوری ریسمان ها، این دو فضا اگرچه از نظر هندسی مختلف هستند، اما از نظر فیزیکی یکی هستند و به این ترتیب، پرسش هایی که مربوط به یکی از این فضاها می شود، به پرسش هایی که مربوط به فضای دیگر )معادل( می شود، ربط پیدا

می کند. در این نظریه، یک وضعیت دوگانه )Duality( وجود دارد که آنها را به هم ربط می داد.الکترون ، یک این ترتیب، همان طوری که در فیزیک ذرات برای یک به مسعود عسکری سروستانی: پس پازیترون وجود دارد، در نظریه ریسمان ها، به روایت شما، برای هر فضای A یک فضای ´A( A پریم( وجود

دارد.کامران وفا: بله؛ و برای هر سئوال در فضای A یک سئوال مشابه در فضای Aپریم داریم. اما جالبی کار این بود که یک پرسش سخت در فضای A به یک پرسش آسان در فضای Aپریم تبدیل می شد. مثال در فضای A، ریاضی دان ها عالقمند بودند بدانند چند جور کره می تواند در آن جای گیرد. این یک پرسش مشکل بود، Minimization زیرا در فضای شش بعدی اشکال اوضاع پیچیده ای به خود می گیرند و کرات با پیروی ازیا "کمینه سازی"، سطح عجیب و غریبی به خود می گیرند که برای ریاضی دان ها محاسبه آنها بسیار مشکل بود. این اشکال در فضای A بود، اما در فضای Aپریم این مسئله به محاسبه مساحت یک سطح و یا حجم یک

فضا تبدیل می گردد که با گرفتن یک انتگرال، به سادگی انجام می پذیرد.مسعود عسکری سروستانی: آیا این سهولت به خاطر تغییر شرایط فیزیکی که خود را در یک تعبیر هندسی ساده

متجلی می سازد، حاصل می شود؟کامران وفا: خواص فیزیکی پیشنهاد می کند که باید چنین تشابهی وجود داشته باشد. دلیل ریاضی خیلی پیچیده تر از این است. دلیل ریاضی وجود دارد، اما هنوز به طور دقیق ارائه نگردیده. پس با یک تعبیر فیزیکی در قالب تئوری ریسمان ها، می توان این مسئله ریاضی را حل کرد. یعنی یک پرسش مربوط به یک فضا، به پرسشی Mirror در فضای دیگری تبدیل می شود که پاسخ به آن بسیار ساده تر است. ما به این دوگانگی می گوییمSymmetry یا "تقارن آیینه ای". برای ریاضی دان ها این پیشنهاد بسیار اعجاب انگیز بود و از ما می پرسیدند جوابی که شما برای جا گرفتن کرات دارید چیست. یعنی ریاضی دان ها متوجه پاسخ فیزیک دان ها شدند. پاسخ ما این بود که بسته به این که یک کره، یک بار در فضا بچرخد یا دوبار بچرخد و اال آخر، جواب های مختلف خواهیم داشت. تا آن موقع ریاضی دان ها محاسبات شان را برای یک بار یا دوبار چرخش انجام داده بودند، اما فیزیک دان ها برای هر چرخشی، جواب داشتند. در ابتدای کار، برای یک بار یا دوبار چرخش کره در فضا، محاسبات ریاضی دان ها و فیزیک دان ها یک سان بود ، ولی نه برای سه بار چرخش. ریاضی دان ها قصد داشتند اعالم کنند که جواب فیزیک دان ها، آنها را متقاعد نمی کند و با محاسبات خودشان یکی نیست. اما بعد از مدتی پی بردند که محاسبات شان اشتباه بود و با تصحیح آن، همان جواب فیزیک دان ها را پیدا کردند. یعنی جوابی که تنها و تنها از طریق استدالل فیزیکی ارائه گردیده بود، و بنابراین با آن موافقت کردند. این

می رساند که استدالل فیزیکی می تواند چه بسا دقیق تر از استدالل ریاضی باشد!مسعود عسکری سروستانی: در حالی که سنتا همیشه برعکس بوده است.

کامران وفا: دقیقا. این عمل باعث گردید که ریاضی دان ها دیدگاه خود را عوض کنند و قبول کنند که بسیاری مسائل ریاضی را می توان با مفاهیم فیزیکی حل کرد. امروزه بسیاری از مفاهیم فیزیکی حاصل از

تئوری ریسمان ها، مورد بررسی و تحقیق ریاضی دان ها قرار می گیرد.مسعود عسکری سروستانی: آیا مفاهیم فیزیکی حاصل از تئوری ریسمان ها، در تمام زمینه های ریاضی تأثیرگذار

بوده؟کامران وفا: تقریبا" در تمام زمینه ها، به جز تئوری اعداد. مثال در هندسه دیفرانسیل و توپولوژی هندسه جبری بسیار تأثیرگذار بوده است. الزم به توضیح است که کاربرد مفاهیم فیزیکی در ریاضی، در قالب تئوری ریسمان ها، باعث گردید که فیزیک دان ها متوجه این نکته بسیار مهم و جالب بشوند که نظریه ریسمان ها نه

2۷


تنها باعث وحدت نیروی جاذبه و دیگر نیروها می شود، بلکه توانایی پاسخ به پرسش های ریاضی را دارد. این واقعیت به فیزیک دان ها این اعتبار را بخشیده که تئوری ریسمان ها را یک تئوری طبیعت بدانند؛ بدین معنی که نمی توان یک چنین ساختار نظام مند ریاضی را ساخت، بدون آن که در پس آن یک واقعیت طبیعی وجود داشته باشد. این سبب می شود که ما به تئوری ریسمان ها، با آن که هنوز هیچ آزمایشی آن را اثبات نکرده، به صحت نظریه ریسمان ها اعتماد به ما نسبت این ساختار غنی منطقی ریاضی وار است که اعتماد کنیم.

می بخشد و باعث می شود به تحقیق و تفحص در این نظریه ادامه بدهیم.مسعود عسکری سروستانی: البته هنوز منتقدان تئوری ریسمان ها بسیارند و حتی بعضی آن را ریاضیات تفننی

)Recreational Math( نام نهاده اند.ریاضیات ریسمان ها نظریه البته باشد. داشته وجود مختلف عقاید که است طبیعی بله وفا: کامران پیچیده درخود دارد، اما تمامش آن نیست. زیبایی آن، نه به خاطر ریاضیات پیچیده اش است، بلکه به خاطر تأثیر باعث تئوری ریسمان ها فیزیک دان های محقق در نتیجه کوشش های فیزیکی آن است. ساختار غنی فیزیک بر حل مسائل پیچیده ریاضی شده است و این تأثیر باعث گردیده بسیاری از ریاضی دان ها به تئوری تأثیر این سازند. بهره مند پیشبردش برای ریاضی جدید مفاهیم با را تئوری این و شوند جلب ریسمان ها متقابل، به عقیده من، یکی از مهم ترین نتایج تئوری ریسمان ها در زمینه علم ریاضی و فیزیک بوده است که

باعث امیدواری است.مسعود عسکری سروستانی: قبل از پایان دادن به گفت وگوی مان، عالقه مندم نظر شما را در رابطه با وضعیت علوم پایه در ایران بدانم. می دانم که شما در سال های اخیر از ایران بازدید کرده اید و برای سخنرانی و آشنایی با فیزیک دان های ایرانی، با دانشگاه های ایران، به ویژه دانشگاه صنعتی شریف، در تماس بوده اید. حتما مشاهده نموده اید که دانشجویان عالقمند و مستعد برای فراگیری علوم در ایران بسیار فراوان اند، اما اکثر آنها بعد از اتمام تحصیالت سعی می کنند به خارج آیند؛ زیرا حس می کنند استفاده مطلوب از دانش آموخته خود در ایران، امکان پذیر نیست یا حداقل به دشواری یافت می شود. این مسئله به طرق مختلف، چه قبل و چه بعد از انقالب، گریبان گیر ما بوده است. ما بذرهای مرغوب داریم، اما زمین مناسب برای کشت این بذرها و برداشت محصول

نداشته و نداریم. شما دلیل این وضع را در چه می بینید؟به بسیاری از کشورهای جهان مسافرت کرده ام و می بینم که چه به همراه خانواده ام کامران وفا: من در آن کشورها و چه در ایران خودمان، بسیار عالقمند به فراگیری علم اند. هنگامی که صحبت از کائنات و فیزیک ذرات می شود، من می دیدم که بسیاری از ایرانیان، خاصه دانشجویان، مجذوب آن می شوند. شاید بتوان گفت که بیش تر از ممالک غربی، توجه ایرانیان به این موضوعات جلب می شود. من اکثرا می بینم که در همین آمریکا بسیاری از اوقات، تا صحبت از علم می شود، مردم می خواهند موضوع را عوض کنند. در حالی که در ایران به این صورت نیست و مردم به صورت طبیعی دوست دارند بدانند. از زمان قدیم هم ما افراد دانشمند مانند بیرونی و رازی و دیگران هم داشته ایم که حتما خوانندگان شما با اکثر آنها آشنایی دارند. پس مشکل این نیست که عالقه طبیعی و توانایی یادگیری نداریم. علم هم چیزی نیست که در یکی دو سال به وجود آید. ما یک سری سنت های علمی الزم داریم و به تغییر مبنای تفکر نیاز است. اینها هم طول می کشد و به همین سادگی نیست. من به ایران سفر کرده ام و از نزدیک بعضی مراکز علمی مانند "مرکز تحقیقات فیزیک و ریاضی" و دانشگاه های صنعتی شریف و بقیه را دیده ام. در این مراکز بسیاری دانشجویان درجه یک را دیده ام که صحبت با آنها برای من بسیار لذت بخش بوده است. کارهای خوبی هم انجام گرفته. مثال در همین

رشته من، تئوری ریسمان ها، مطالعاتی انجام گرفته. البته به ثمر رسیدن آن طول می کشد.مسعود عسکری سروستانی: پس شما هیچ گونه مسئله ای نمی بینید؟

کامران وفا: من کمی به عقب می روم؛ هنگامی که من در دبیرستان بودم، استقبال چندانی از دانشمندان نمی شد و جوانان را به یادگیری علوم پایه چندان تشویق نمی کردند. نمی دانم حال عوض شده است یا خیر. خوشبختانه در خانواده من چنین نبود و نشان آن هم همین بود که من فیزیک خواندم. من در این مورد مدیون بلند نظری های والدینم هستم. همیشه این طور بوده که، همان طور که گفتم، همه عالقه داشتند در مورد علم



2۸ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

بدانند، اما متاسفانه گاهی به طور سطحی؛ نه این که به دنبال یادگیری بنیادی که منجر به کشف و اختراعات دلیل شاید البته خیر. شاید حرفه ای طریق به ولی خوبیم، همه آماتور به طور دیگر، زبان به می شود. علمی را آن هم اجتماع نیست. شیمی و فیزیک و ریاضی یادگیری در آبی و نون معروف، قول به که باشد این اما می دهد، نجات را انسان ها جان چون است، بهتر بخوانند پزشکی می کنند فکر مثال نمی بیند. باارزش تئوری ریسمان ها مثال چنین کاری نمی کند. خالصه کالم این که سنت علمی آن چنان که در غرب جا افتاده، در ممالکی مثل کشور ما نهادینه نشده است. موضوع دیگری که ما نسبتا به آن عادت کرده ایم، این است که دوست داریم کسی به ما بگوید چه باید یاد بگیریم و چگونه یاد بگیریم. من یاد دارم هنگامی که در دوره لیسانس در MIT بودم و دقیقا نمی دانستم ریاضی بخوانم یا فیزیک و در هریک کدام درس ها را یاد بگیرم، روزی به استاد راهنمای خود که یک ریاضی دان بسیار مجرب و شناخته شده بود، رجوع کردم و خواستم به من بگوید چه درسی بگیرم. او موضوعات درس ها را برای من شرح داد. گفت این درس این است و آن درس آن است و غیره. باز من گفتم که من آمده ام بدانم کدام درس ها را بگیرم. او باز حرف اش را تکرار کرد و گفت: من آن چه باید بگویم به تو گفتم، حال خودت باید تصمیم بگیری. من زیاد هم از این حرف او خشنود نشدم. بعدها که فکر کردم، دیدم او با فرهنگ خودش با من سخن می گفت و من هم با فرهنگ خودم از او انتظار پاسخ داشتم. ما دوست نداریم خود تصمیم بگیریم. شاید هم از مسئولیت پذیری پرهیز می کنیم. اگر خود تصمیم بگیریم و موفق نشویم، نمی توانیم دیگران را مسئول بدانیم. مالمت از دیگران را ساده تر انجام می دهیم تا انتقاد از خود. این مانع بزرگی است که برای رشد علمی جامعه باید از آن عبور کنیم. باید یاد بگیریم چگونه به خود اتکا کنیم و به خود اطمینان داشته باشیم. ضمنا" جامعه و اطرافیان ما باید به کار

علمی دانشمندان با احترام بنگرند. من در این مورد از پشتگرمی های همسرم برخوردار بوده ام.بسیار دادید، قرار اختیار "ره آورد" در گفت وگو این برای که وقتی برای مسعود عسکری سروستانی: من

متشکرم و امیدوارم همکاری شما با ما در آینده ادامه داشته باشد.کامران وفا: من هم از شما بسیار متشکرم و از پرسش های خوب و آگاهانه شما لذت بردم؛ و همین جا الزم می دانم بگویم که به عقیده من "ره آورد" از جمله نشریات درجه یک است که نقش مهمی در شناساندن فرهنگ و ادب ایرانی و حتی در رشد آن داشته، مخصوصا در زمانی که بسیاری از ایرانی ها در خارج از ایران به سر می برند. من به سهم خود از شما و همکارانتان بسیار متشکرم و امیدوارم هم چنان به خدمتتان ادامه

دهید.

گفت وگو با پرفسور اد وارد ويتن (Edward Witten)

استاد راهنمای دکتر کامران وفا در دانشگاه پرینستون

مریلند ایالت در بالتیمور 1951در شهر در سال ویتن ادوارد آمریکا به دنیا آمد. او دکترای خود را در سال 19٧۶در رشته فیزیک پرینستون)Princeton University(دریافت دانشگاه از نظری و ریاضی پیشرو پژوهشگران از ویتن ادوارد پروفسور کرد. نظریه ی و ریسمان ها تئوری زمینه در و است جهان در فیزیک ادوارد است. داده انجام مهمی تحقیقات کوانتومی میدان های

نپروفسور ادوارد ویت

2۹


ویتن با تحقیقاتش که پیشرفت های فراوانی را در ریاضی موجب شده اند، خدمات بسیار ارزنده ای را به فیزیک نظری رسانده است. دستاوردهای ادوارد ویتن در فیزیک نظری شامل اثبات» نظریه انرژی مثبت« معرفی )Supersymmetry(و تقارن« »ابر زمینه در تخقیقاتی ،)Positive Energy Theorem(نظریه میدان های کوانتومی توپولوژی)Topological Quantum Field Theory(است. اما موضوعی که بیش از همه به اشتهار او کمک نموده است، پیشنهاد او در مورد نظریه ی ام یا M Theory می باشد. دکتر ویتن جوایز متعددی را در طی 35 سال فعالیت علمی خود دریافت نموده است که از جمله آن ها دو جایزه Dirac Medalو Albert Einstein Awardدر سال Fields Medal،1985)جایزه اتحادیه بین المللی ریاضیات(در سال 1990 و مدال اسحاق نیوتن در سال 2010می باشد. در سال 2004 مجله ی تایم ، ادوارد ویتن را »بزرگ ترین فیزیکدان نظری در جهان« نامید. از آن جایی که ادوارد ویتن استاد راهنمای دکتر کامران وفا در دوره دکترای فیزیک ایشان در دانشگاه پرینستون بوده است، مناسب دیدیم گفت و

گوی کوتاهی با ایشان داشته باشیم که در زیر آمده است:

مسعود عسکری سروستانی: آقای دکتر ویتن، شما چگونه با کامران وفا آشنا شدید؟ادوارد ویتن: من او را هنگام تحصیل در پرینستون در دوره ی کارشناسی ارشد شناختم. در ابتدا هنوز روشن نبود که آیا او یکی از دانشجویان من خواهد بود، یا تحقیق خود را برای دریافت دکترا، تحت راهنمایی یکی دیگر از استادان انجام خواهد داد. ما در چند نوبت با هم در مورد چند موضوع مطرح در زمینه ی فیزیک نظری گفت وگو کردیم، اما به جایی نرسید. یاد دارم روزی در هنگام صرف چای در دانشکده، کامران با من در مورد پروژه ای که روی آن تحقیق می کرد، صحبت کرد. پروژه ی کاری او در رابطه با برخورد ذرات آن در من عقیده ی به اما بسیار جالب داشت، ایده ای او بود. نیروی هسته ای یا باال بسیار انرژی های در موقع بلندپروازانه می نمود. حتی من به یاد دارم که فکر می کردم که ایده او بیش از حد بلند پروازانه بود. من به کامران پیشنهاد کردم که شاید اگر دامنه ی محدودتری را در پی گیری ایده اش انتخاب کند، انجامش-

امکان پذیرتر خواهد بود و در همان حال جالبی آن نیز حفظ خواهد شد. از آن جا همکاری ما آغاز شد.مسعود عسکری سروستانی: تحقیقاتی را که دکتر وفا تحت راهنمایی شما انجام داد، کال در چه زمینه ای بود؟

ادوارد ویتن: در ابتدا، همان طور که گفتم، در زمینه ی واکنش های بسیار قوی یا هسته ای بود، اما بعدا با پیدایش "انقالب ابرریسمان ها" )Superstring Revolution( در سال 1۹۸۴، در اثر کشف دو فیزیکدان به نام های مایکل گرین )Michael Green( و جان شوارز )John Schwarz( که طی آن روشی جدید برای تئوری ریسمان ها بر روی به تحقیق بسیاری ارائه گردید، تئوری ریسمان ها ناهنجاری ها در خنثی کردن پرداختند، کامران وفا هم یکی از آنها بود. بخشی از تئوری ریسمان ها که کامران وفا با همکارانش بر روی آن کار کرد، نظریه ای به نام "تئوری اوربی فولد" )Orbifold Theory( بود که تا همین امروز یک تکنیک مهم

برای ساختن مدل های فیزیک ذرات در قالب تئوری ریسمان ها شناخته می شود.مسعود عسکری سروستانی: نحوه ی همکاری شما با کامران وفا از زمان شروع کار به عنوان دانشجوی شما

و بعد از آن به چه صورت بوده است؟ادوارد ویتن: همکاری من با کامران وفا بسیار بوده است. هم در زمان دانشجویی او و هم بعد از آن. ما به اتفاق هم دوازده مقاله ی تحقیقاتی منتشر کرده ایم. زمینه های مورد تحقیق ما در آن مقاله ها بسیار متفاوت بوده است. کامران همکار فوق العاده ای است که ایده های او همیشه حیرت برانگیز است و شنیدن آنها هر

فرد را به این پرسش وامی دارد که بپرسد: چگونه او به این ایده ها رسیده است؟مسعود عسکری سروستانی: دست آورد کامران وفا در زمینه ی نظریه ی ریسمان ها چیست؟

انجام )Andrew Strominger( استرومینگر اندرو همکاری با که وفا مهم بسیار سهم ویتن: ادوار می گرفت. ریشه ریسمان ها نظریه ی از که بود سیاه چاله انتروپی قانع کننده ی محاسبه ی اولین گرفت، دیگری، شرکت او در تحقیق در باره ی تئوری اف )F Theory( می باشد که طبق آن فیزیک ذرات می تواند از دل تئوری ریسمان ها بیرون آید. تئوری F یک روش کامال جدید است؛ و باالخره از دیگر دست آوردهای

گفتگوی "ره آورد" با پروفسور ادوارد ویتن


۳۰ بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

کامران وفا، کمک به چگونگی ارتباط تئوری ریسمان ها و تئوری ذرات بنیادی به اشکال هندسی در آن ها می باشد.

مسعود عسکری سروستانی: شما به عنوان یکی از برجسته ترین و شاید هم باید بگویم برجسته ترین فیزیکدان دنیا که زمینه ی تحقیقاتی شان تئوری ریسمان هاست، اهمیت کلی تئوری ریسمان ها را در شناخت ما از قوانین

فیزیکی حاکم بر طبیعت، چگونه توصیف می کنید؟ادوارد ویتن: تئوری ریسمان ها جالب ترین و باکشش ترین ایده ای است که ما برای دسترسی به فراسوی تنها تئوری این هم چنین، داریم. اختیار در کوانتومی، نیروی تئوری یعنی فیزیک، متدوال چهارچوب های از فوق العاده منبع یک نهایتا و می باشد؛ کوانتوم تئوری در جاذبه نیروی ادغام امکان از واقعی ایده ی متداول چهارچوب در که است پرسش هایی به پاسخ گویی در بهتر درک و فهم برای که است ابزارهایی با ارتباط روشنی از مسائل هندسه که ما فهم را در نقش مهمی تئوری ریسمان ها فیزیک عنوان می شوند.

فیزیک ندارد، بازی می کند.مسعود عسکری سروستانی: از شرکت شما برای گفت وگو با "ره آورد" بسیار سپاسگزارم.

ادوارد ویتن: موفق باشید.

گفت وگو با د كتر رابرت د يكگراف(Robert Dijkgraaf)

رییس آکادمی سلطنتی هنر و علوم هلند

)Robert Henricus Dijkgraaf( رابرت دیکگرافتحصیالت 19٧8 سال در او آمد. دنیا به هلند )Ridderkerk( ریدرکرک در 19۶0 ژانویه ی 24 در دانشگاهی خود را در رشته ی فیزیک در دانشگاه اوترخت )Utrecht( در نزدیکی آمستردام آغاز کرد. بعد از اخذ لیسانس، مدتی به فراگیری هنر پرداخت و سپس برای ادامه ی تحصیل خود در رشته ی فیزیک، از نمود. رابرت دیکگراف یکی به دانشگاه اوترخت برگشت و دکترای خود را در سال 1989 دریافت ریاضی- فیزیک دانان جهان است که در مدت کوتاهی به مدارج باالیی در حرفه ی خود رسیده است. او در حال حاضر ریاست »آکادمی سلطنتی هنر و علوم هلند« را به عهده دارد و از اول جوالی امسال عهده دار سرپرستی »انستیتوی تحقیق پیشرفته« )Institute of Advance Study( در دانشگاه پرینستون امریکا

خواهد بود. این همان مرکزی است که سال ها آلبرت اینشتین در آن به تحقیق پرداخت.موضوع تحقیقات دکتر دیکگراف، هم چون رشته دکتر کامران وفا، تئوری ریسمان ها می باشد. رابرت دیکگراف بیست و پنج سال پیش با کامران وفا آشنا گردید و از آن هنگام تا امروز، آن دو در پروژه های متعددی با هم همکاری داشته اند و مقاالت علمی بسیاری را مشترکا منتشر کرده اند. مناسب دیدیم نظر

دکتر رابرت دیکگراف را در مورد تئوری ریسمان ها و نیز دکتر کامران وفا جویا شویم.

***

مسعود عسکری سروستانی: با تشکر از این که فرصت این گفت وگو را به ما دادید، لطفا در مورد گذشته ی خود، به ویژه فعالیت علمی خود توضیح دهید.

رابرت دیکگراف: من در سال 1۹۶۰، همان سالی که دکتر وفا تولد یافته، در شهر ریدرکرک در حومه ی

فت دیککرا

پروفسور رابر

۳1


رتردام، بزرگ ترین بندر در کشور هلند، تولد یافتم. بعد از خاتمه ی دوران دبیرستان، در دانشگاه اوترخت به فراگیری ریاضی و فیزیک پرداختم. بعد از دوره ی لیسانس، برای مدتی به مطالعه ی هنر در هنرکده ی ریت ولد )Ritveld Art School( پرداختم. بعد از آن، مجددا به دانشگاه اوترخت رفتم و در سال 1۹۸۹ دکترای فیزیک خود را تحت راهنمایی دکتر جرادت هوفت )Gerard`t Hooft( که از برندگان جایزه ی نوبل در فیزیک بود، Institute( دریافت کردم. پس از آن، به تحقیقات خود در دانشگاه پرینستون و انستیتوی مطالعه ی پیشرفتهof Advance Study( در امریکا ادامه دادم و سرانجام در سال 1۹۹2، به استادی دانشگاه آمستردام هلند منصوب شدم. در سال 2۰۰۳ جایزه ی اسپینوزا )Spinoza Prize( که باالترین مدال علمی در هلند است را

دریافت کردم.مسعود عسکری سروستانی: شما چگونه با دکتر کامران وفا آشنا شدید؟

رابرت دیکگراف: من اولین بار با نام دکتر کامران وفا، هنگامی که دانشجوی دوره ی دکترا در دانشگاه اوترخت بودم، آشنا گردیدم. دکتر وفا در آن موقع مقاالت بسیار ارزنده و تأثیرگذاری را در اوایل کار خود منتشر کرده بود. من و دکتر وفا از آن موقع از راه دور همکاریمان را شروع کردیم و در این کار، اریک و ما با اوترخت، دانشگاه در من هم دوره ی دانشجویان از ،)Erick & Herman Verlinde( ورلینده هرمن همکاری می کردند. بنابراین، این بسیار جالب بود که من قبل از دیدار با کامران وفا در دانشگاه هاروارد، با ایشان از طریق ای - میل همکاری علمی داشتم. بعد از انتشار اولین مقاله ی مشترک مان در 1۹۸۸، بر روی پروژه های بسیاری با هم همکاری داشته ایم. در حال حاضر هم مشغول انتشار مقاله ی مشترکی در رابطه با

آخرین کار مشترک مان هستیم.مسعود عسکری سروستانی: همکاری کامران وفا با خودتان را چگونه ارزش یابی می کنید؟

رابرت دیکگراف: همکاری من و دکتر وفا طوالنی ترین و تنگاتنگ ترین فعالیت علمی مشترکی بوده که من در حیات حرفه ای خود تا به حال داشته ام. ما بیست و پنج سال است با هم در تماس هستیم و مقاالت علمی منتشر کرده ایم. این مقاالت بهترین مقاالت مشترکی بوده اند که من در تألیف آنها سهیم بوده ام. اشاره ی ابرتقارنی میزان تئوری های و )Matrix Models( ماتریسی مدل های زمینه ی در که است مقاالتی به من آنها کردیم. بر روی به کار از سال 2۰۰2 شروع ما )Supersymmetric Gague Theories( می باشند که ما چندین سال بود که در مورد این مباحث با هم به بحث می پرداختیم؛ در صورتی که بسیاری این مباحث را خارج از رده می پنداشتند و به قول معروف، پرداختن به آنها مد روز نبود. اما همین که ما شروع به انتشار مقاالت خود در مورد این موضوعات کردیم، ناگهان مد روز شد و نقل محافل بسیاری از فیزیک دان ها شد.

مسعود عسکری سروستانی: شما چند سال است که ریاست آکادمی سلطنتی علوم هلند را به عهده دارید؟دانشمندان بهترین اعضای آکادمی می باشم. این پست از سال 2۰۰۸ عهده دار من دیکگراف: رابرت علوم در هلند هستند و همگی مشاوران دولت هلند در تمام زمینه های علوم برای گسترش آموزش عالی در کشور می باشند. آکادمی تحت ریاست من، مسئولیت سرپرستی 1۸ مرکز علمی را در سراسر هلند به عهده

دارد که جمعا 15۰۰ محقق در این مرکز مشغول به کارهستند.تأثیر که بپرسم فیزیک ریاضی- دانشمند یک عنوان به شما از بدهید اجازه سروستانی: عسکری مسعود

تحقیقات دکتر وفا بر درک بهتر از مفاهیم ریاضی چه بوده است؟رابرت دیکگراف: جدا از تأثیر بر روی علم فیزیک، تحقیقات دکتر وفا در ریاضیات نیز بسیار مؤثر بوده Topological String( توپولوژیک تئوری ریسمان های زمینه ی متعددی در او مقاالت نمونه، برای است. است. بخشیده ریاضی هویت خود فیزیکی بینش به وفا دکتر کار، این در است. کرده منتشر )Theoryریاضی اجسام در هماهنگی از نمادی واقع در ریاضی، هویت و فیزیکی بینش )Duality( دوگانگی این )Mathematical Objects( بر روی سطوح مختلف می باشد. این دیدگاه تعجب بسیاری از ریاضی دان ها او داد، انجام )Rajesh Copakumar( گوپاکومار راجش با وفا دکتر که پروژه ای در برانگیخت. را وسعت های تئوری ریسمان ها )String Theory Amplitudes( را بر حسب یک مجموعه ی کامال مختلف

گفتگوی "ره آورد" با دکتر رابرت دیککراف


۳2 بخش اول: درود بر مشاهیری که هستند

از ثابت ها بیان می کرد. پروژه ی دیگری که با همکاری اندی استرومینگر )Andy Strominger( در رابطه با انتروپی سیاه چاله ) Black Hole Entropy( انجام داد، تأثیر عمده ای بر روی شناخت ما از مفاهیم ریاضی

گذاشت.مسعود عسکری سروستانی: آیا انتخاب شما برای ریاست "انستیتو مطالعه ی پیشرفته" در دانشگاه پرینستون

امریکا، برای تان هیجان برانگیز بوده است؟رابرت دیکگراف: بله بسیار. "انستیتو مطالعه ی پیشرفته" در دانشگاه پرینستون، یک مؤسسه ی استثنایی است و از تاریخی قابل مالحظه برخوردار است. برای من بسیار هیجان انگیز است که سرپرستی مؤسسه ای ،)John Von Neumann( را به عهده می گیرم که غول های علمی ای چون آلبرت اینشتین، جان فون نیومنکرده اند. کار آن جا در )Robert Oppenheimer( اوپنهایمر رابرت و )Kurt Godel( گودل کورت "انستیتوی مطالعه ی پیشرفته" همیشه سنت مستقل تحقیقاتی اعضاء خود را حفظ کرده است و نمودی از

یک سمبل علمی واال در جهان است.مسعود عسکری سروستانی: شما، همان طوری که گفتید، ریاست مؤسسه ای را بر عهده خواهید گرفت که آلبرت اینشتین در آن جا تحقیق می کرده است. شما کار تئورسین های ریسمان ها را در حال حاضر با دیدگاه اینشتین در

مورد تئوری میدان ها )Unified Field Theory( چگونه مقایسه می کنید؟رابرت دیکگراف: از بسیاری جهات تئورسین های ریسمان ها، همان ردپای اینشتین را دنبال می کنند. بدین معنی که همانند او در پی اتحاد فیزیک و هندسه هستند. اما ما به این نتیجه رسیده ایم که برای این که در کار خود موفق شویم، باید پذیرای تئوری کوانتوم باشیم و این چیزی بود که اینشتین شخصا با آن مشکل داشت. در همان حال، ما در زمانی به سر می بریم که آزمایش های بسیار پیشرفته بر روی اجسام بسیار ریز و بسیار بزرگ در طبیعت نشان داده است که عقاید اینشتین بسیار محکم و معتبر می باشد. علم فیزیک امروزه

دوران بسیار هیجان انگیزی را سپری می کند.مسعود عسکری سروستانی: به عنوان آخرین پرسش اجازه دهید از شما به عنوان یک دانشمند طراز اول جهانی بپرسم که در حالی که یافته های علمی در سی- چهل سال اخیر، به ویژه در زمینه ی دانش آنفورماتیک، باعث تعادل سریع اطالعات در بین انسان ها شده است، اما هنوز دیدگاه های ناآگاه و کج اندیش در بسیاری از ممالک دنیا حاکم است. به راستی، چرا پیشرفت های علمی و صنعتی، آن طور که باید باعث پیشرفت های اجتماعی

نمی شود؟ آیا می توان نسبت به آینده خوش بین بود؟از وسیعی طیف می تواند اطالعات تکنولوژی که می کنیم زندگی دورانی در ما دیکگراف: رابرت انسان ها را مخاطب قرار دهد و اطالعات را وسیع تر و عمیق تر منتشر سازد. این تکنولوژی در بطن خود یک تحول مثبت است. این اطالعات می توانند تعداد بیشماری از جوان ها را نسبت به استعدادها و عالیق خود از کیفیت های منظور باعث گسترش کیفیت های آکادمیک گردند. دیگر از سوی و آگاه سازند علوم به آکادمیک نگرشی است که همه گیر است، شفاف است، منتقد است و شکاک می باشد. همه گیر بودن این به چه چیزی می توان نشان دهند تا بر دوش دانشمندان علوم می گذارد را اطالعات مسئولیت سنگین تری

اطمینان کرد و آن را واقعیت پنداشت و چه چیز را نه.من عقیده دارم گسترش ایده ها و رشد آموزش های علمی باعث ایجاد یک دنیای بهتر و عادالنه تر می شود. این امر مستلزم این است که دانشمندان مسئولیت مستقیم توضیح دادن در مورد تحقیقات خود به جهان را

بپذیرند و نشان دهند چرا علوم طبیعی جایگاه بی رقیب و پرارزشی در زندگی بشر دارند.مسعود عسکری سروستانی: با تشکر از شما برای گفت وگو با "ره آورد".

رابرت دیکگراف: موفق باشید.

Documents

ﻝﻭﺍ ﺶﺨﺑ - Rahavard1۳ Rahavard Persian Journal - Issue 99, Summer 2012 ﻝﻭﺍ ﺶﺨﺑ ﺪﻨﺘﺴﻫ ﻪﻛ ﻯﺮﻴﻫﺎﺸﻣ ﺮﺑ ﺩﻭﺭ ﺩ افو نارماک