الكون باختصار

عن كتاب دان فولك "الكون على قميص - البحث عن "النظرية النهائية". من الإنجليزية: شلوميت كنعان. كراون للنشر، 2005

يحتوي هذا الكتاب على مزيج من الأدلة التاريخية الواسعة والكتابة الشعبية الممتازة. وعلى الرغم من أن عنوانه يشير إلى الطموح للوصول إلى الصيغة النهائية التي ستصف العالم المادي، إلا أنه لا يوجد حتى صيغة رياضية واحدة فيه. تم استبدال الرياضيات بالأوصاف التاريخية والسيرة الذاتية الممزوجة بلمسة من الفكاهة المتبلة بالعديد من الرسوم الكاريكاتورية. أنا لست من أولئك الذين يزعمون أن الإفراط في تعميم العلوم يشوه صورة العلم - والفيزياء بشكل خاص. وحتى الفيزيائيون المعاصرون الذين يحاولون أن يشرحوا لأنفسهم ولزملائهم معنى نظرياتهم يحتاجون إلى أوصاف مصورة في المساحة المعتادة، حيث ينعكس ذلك بشكل أساسي في الرسم على السبورة. هذه مجرد أوصاف جزئية هي وسيلة لتوصيل الرسالة، وفي الحالات القصوى لا تكون الأوصاف مصحوبة بصيغ رياضية. على سبيل المثال، يتم شرح نظرية الأوتار في فيزياء الجسيمات، والتي تتعامل مع الأوتار ذات الأحد عشر بعدًا، باستخدام الرسوم التوضيحية ثنائية الأبعاد. الغرض من هذا التعميم ليس تدريب الفيزيائيين، بل إعطاء صورة عامة عن الفيزياء للقارئ الذكي. وبالإضافة إلى الرؤى الاجتماعية التاريخية، يناقش فالك في قصته أيضًا الأذواق من فلسفة العلم.

يصف الكتاب البحث عن "النظرية النهائية" التي ستشرح بطريقة بسيطة وموحدة مجموعة كبيرة ومتنوعة من الظواهر الطبيعية باستخدام صيغ بسيطة مثل E=mc^2 أو معادلات ماكسويل (والتي تُرى أحيانًا مطبوعة على القمصان). وقد ظهرت مثل هذه النظريات منذ فجر التاريخ: من نظرية الأسس الأربعة والنظرية الذرية عند اليونانيين القدماء، إلى نظريتي التناظر ونظرية الأوتار الفائقة في أيامنا هذه.

ويحدد المؤلف "المنهج العلمي" الذي طوره جاليليو ونيوتن بالمنهج التجريبي. وصحيح أن الأخير ميز العلم منذ القرنين السادس عشر والسابع عشر، ولكن إلى ذلك لا بد من إضافة العنصر الرياضي والتكامل الوثيق بينه وبين العنصر التجريبي. ويدعي أن هناك مجالين "يصعب، بل من المستحيل تقريبًا، إجراء تجارب في هذا المجال"، وهما فيزياء الجسيمات عالية الطاقة وعلم الكونيات. هذا الادعاء صحيح فيما يتعلق بعلم الكونيات لأننا لا نستطيع التحقيق بشكل مباشر، على سبيل المثال، في العمليات التي حدثت في بداية الكون. ومعرفتنا بالانفجار الأعظم لا يمكننا أن نشير إليها إلا على أنها تخمين مدروس. ومع ذلك، فإن فيزياء الطاقة العالية التي تستخدم مسرعات الجسيمات العملاقة هي قمة الفيزياء التجريبية. ومن ناحية أخرى، فإن نظرية الأوتار الفائقة، التي تعتبر النظرية الواعدة في فيزياء الجسيمات والتي لها أيضًا آثار مهمة على علم الكونيات، هي نظرية تعتبر تأملية إلى حد كبير لأنه لا يمكن اختبارها تجريبيًا. تحاول هذه النظرية تحقيق حلم نظرية موحدة ونهائية لن يتبقى بعدها عمل للفيزيائيين.

يتناول الكتاب تاريخ الأفكار العلمية والأشخاص الذين تصوروها. وعندما نتحدث عن الناس فلا مكان للحظ. وفي الواقع، كما سنرى، يلعب الحظ دورًا مهمًا، وليس مجرد دور هامشي، في القصة. هناك جانبان لتطور العلم: الجانب المفاهيمي والجانب الإنساني القصصي. يمزج المؤلف بين الاثنين ويعاملهما على قدم المساواة. وحتى عندما ينتقل إلى الفيزياء الحديثة فإنه يؤكد على الجانب القصصي لخلق الأفكار. وهذا يأتي على حساب وصف وشرح الأفكار نفسها.

بداية القصة في اليونان القديمة حيث تم التحول التدريجي من الأساطير التي تهيمن عليها الآلهة إلى فلسفة الطبيعة التي تأخذ فيها قوى الطبيعة مكان الآلهة. ويذكر المؤلف طاليس وأناكسيمين وهيراقليطس وأمبيدوكليس وليوكيبوس وديموقريطس الذين طرحوا أولى الفرضيات العلمية المتعلقة بتركيبة العالم المادي. الفرضيات التي بموجبها تتكون جميع الأشياء المادية من الماء أو الهواء والنار والعناصر الأربعة والذرات. ويمكن القول أنه على عكس علماء الفيزياء المعاصرين الذين يسعون جاهدين للوصول إلى نظرية نهائية من شأنها توحيد النظريات السابقة، فإن المفكرين المذكورين أعلاه خلقوا نظرياتهم منذ البداية باعتبارها نظريات "نهائية". ومع ذلك، يدعي المؤلف أن اليونانيين كانوا يبحثون أيضًا عن نظرية موحدة ونهائية من شأنها أن توحد الدين والعلم، وتعطي الشعور بالأمن العقلي. وفي هذا الصدد يستشهد (ص28) بالكاتب والفيزيائي البريطاني جون بارو (1998)1 الذي يزعم أن المفكرين القدماء، واليونانيين عموماً، "لم يريدوا أن يبقى أي شيء خارج نطاق النظرية" وأن لديهم "نزعة دينية عميقة، كما يمكن للمرء أن يقول، للسعي من أجل وصف واحد ومتماسك لكل شيء من حولنا". ويمكن القول أن هذه كانت الخطوات الأولى نحو الإيمان بـ "إله" واحد - أي في العلم.

عندما يتم وصف قصة اكتشاف أرخميدس للقانون الهيدروستاتيكي (29) - حدث "يوريكا" الشهير - يتم تقديم الحدث كحدث غير عادي ومثير. ومع ذلك، يمكن تقديمها كواحدة من سلسلة من الاكتشافات التأسيسية في تاريخ العلم - الاكتشافات الصدفة أو المميزة (التي يلعب فيها الحظ دورًا مركزيًا. انظر أيضًا أدناه). في هذا النوع من الكتب، حيث تحل القصص الإنسانية إلى حد كبير محل الأوصاف التقنية والرياضية، سيكون من الممكن التوسع أكثر في ظاهرة الإبداع الصدفي في تطور العلوم، وهو أمر مثير للاهتمام وهام في نفس الوقت ولا يتطلب أوصافًا تقنية. .

ينحرف الفصل الخاص بالثورة الكوبرنيكية عن وصف البحث عن النظرية النهائية ويصبح فصلًا قياسيًا في تاريخ العلم يستعرض مساهمة العصور الوسطى والعالم العربي في العلوم - وهي مساهمة "تقنية" بشكل أساسي. وليس مفاهيميا. ولم يشجع العرب والكنيسة على الابتكار أو الأصالة، بل حافظوا فقط على المعرفة التقليدية وعلموها وترجموها. ويمكن القول إنهم لم يفعلوا العلم، بل حافظوا على العلم القديم وطبقوه. وعلى حد تعبير المؤلف، فإن وصفهم للعالم كان "جامدًا للغاية" (39). بينما في العلم الحديث، يتم تغيير النظرية أو استبدالها عندما لا تتناسب مع الحقائق، ولا يتم التعامل معها بشكل عقائدي أو "بصرامة شديدة" كما يعامل المرء معتقدًا دينيًا. وهكذا، فإن وجهة نظر مركزية الأرض (وضع الأرض في مركز الكون) كانت محصنة ضد النقد، وتمت محاولة "إنقاذ" الظواهر "الجامحة" التي لا تتناسب مع هذا النموذج بطرق مختلفة. على سبيل المثال، وفقًا لبطليموس، كان من المفترض أن تتحرك الكواكب بسرعة موحدة في مسارات دائرية. ولتفسير سبب ظهور كواكب المريخ والمشتري وزحل أحيانا وكأنها تتراجع في مداراتها، كان لا بد من افتراض أن الكوكب يتحرك في دائرة فرعية - فلك التدوير - يتحرك مركزها عبر المسار الرئيسي للكوكب. الكوكب، أو على أفلاك التدوير التي تتحرك فوق أفلاك التدوير، لذا ستوفر جميع أفلاك التدوير معًا "التصحيحات" اللازمة حتى يتطابق المسار مع الملاحظات. هذه تصحيحات مخصصة مصممة للحفاظ على مبدأ الحركة الدائرية المنتظمة للكواكب. تعتبر مثل هذه التصحيحات غير علمية في العلوم الحديثة. على وجه الخصوص، لخص كارل بوبر الأمر بهذه الطريقة: إن الحفاظ على مبدأ الحركة الدائرية المنتظمة عن طريق إضافة أفلاك التدوير فوق أفلاك التدوير هو مثال على المحاولة المستمرة للدفاع عن النظرية ضد الدحض، على النقيض من النهج البوبري الذي يقول إن النظرية العلمية يجب أن تكون تكون قابلة للتزوير ومن الضروري محاولة دحضها.

وماتت أفلاك التدوير مع يوهانس كيبلر وقوانينه الرياضية التي مهدت الطريق للفيزياء الرياضية. نجت قوانين كيبلر جزئيًا فقط. وفي الأساس لم تنجو أي نظرية في مجملها، كما ذكرنا المؤلف (ص55). ويمكن القول أن هذا هو الدرس الذي يعلمنا إياه بوبر في نظريته في التفنيد. يدعي المؤلف أن "قوانين كيبلر، في جميع الحالات تقريبًا، صحيحة تمامًا؛ ولهذا السبب تم تضمينهم في المناهج الجامعية اليوم." حسنًا، لا يمكن استخدام التضمين في أي برنامج دراسي كمعيار للصحة. كما يتم تدريس الفيزياء النيوتونية في السنة الأولى في الجامعة، في حين حلت النسبية العامة محلها في بداية القرن الماضي. يمكن استخدام الفيزياء النيوتونية كتقريب جيد للاحتياجات الهندسية، لكن جاذبية أينشتاين تختلف تمامًا من الناحية النظرية عن الجاذبية النيوتونية.

ويكتب المؤلف أن الثورة العلمية، أي "سلسلة الاكتشافات التي استمرت من أيام كوبرنيكوس إلى أيام نيوتن تقريبا... خلقت صورة عالمية جديدة وعقلانية تقوم على العلم التجريبي والاستدلال الرياضي. لقد كان أعظم طوفان من الأفكار الجديدة التي اجتاح العالم على الإطلاق" (ص 59). ماذا يعني هذا أن صورة العالم كانت "مبنية" على العلم التجريبي والاستدلال الرياضي؟ وهذا يعكس موقفًا استقرائيًا، أي: وهو اشتقاق رياضي منطقي لنظرية (صورة العالم) من الحقائق، إلا أن هذا المنهج لا يترك مجالا للإبداع وظهور أفكار مبتكرة، وصحيح أن قسما كبيرا من فلاسفة العلم اليوم لا يأخذون النهج الأكثر قبولا هو النهج الذي يتم من خلاله التوصل إلى أفكار جديدة من خلال الفرضيات، والتخمين، واختيار الأفكار، والحدس، والحضانة، وحليمة، وما إلى ذلك (تظهر مناقشة مستفيضة لهذه المواضيع في كتبي من أمبا إلى أينشتاين) فقط بعد التأكد من الفكرة أو النظرية يمكن قبول النظرية (على الأقل مؤقتا).

حدثت ذروة الثورة العلمية مع ظهور نظرية نيوتن للجاذبية. وبحسب المؤلف فإن نيوتن توصل إلى قانون الجاذبية متتبعا التفاحة التي سقطت من الشجرة وهو على الأرجح غارق في تفكيره. ومع ذلك، لم يتم إنشاء/اكتشاف قانون الجاذبية إلا نتيجة "لمزيج من التجارب والتحليل الرياضي" (ص 71). يمكن تفسير عملية إنشائها على النحو التالي. لقد كان في طور صياغة الأفكار وجمع تفاصيل المعلومات وسقط في حالة من الحضانة العقلية. أدى حدث سقوط التفاحة إلى إطلاق الحلقة المفقودة اللازمة لإكمال الصورة في ذهن نيوتن. ومرحلة التنوير، التي لا تتعلق بإجراء التجارب أو التحليل الرياضي، والتي تتبعها، هي المرحلة الحرجة في العملية الإبداعية. قصص أخرى من هذا النوع هي حدث يوريكا أرخميدس الذي حدث أثناء الغطس في حوض الاستحمام أو اكتشاف البنية الحلقية لجزيء البنزين بواسطة كيكولا عندما نام أثناء سفره في الحافلة. أي أن العلم ليس مجرد عملية عقلانية، فبالإضافة إلى التجارب والتحليل الرياضي هناك عملية غير واعية أو غير مقصودة تقود العلم إلى الاكتشافات العظيمة. ووفقاً لهذا المنهج فإن تأكيد المؤلف أن المنهج العلمي الذي بدأ مع جاليليو وأسسه نيوتن هو الذي يعتمد على القياسات الدقيقة والتحليل الرياضي (ص 77) لا يعطي إلا صورة جزئية عن عملية الاكتشاف العلمي. تتجاهل هذه الصورة الجزء الإبداعي غير التوجيهي من العملية وهو الجزء الأكثر إثارة للاهتمام والذي يعتبر أيضًا "غير عقلاني".

يصف المؤلف أعمال إسحاق نيوتن وكلارك ماكسويل في ضوء الموضوع الرئيسي لكتابه، وهو السعي لإيجاد نظرية موحدة للطبيعة. لقد وحد نيوتن القوانين الفيزيائية التي تنطبق على الأجرام الأرضية والسماوية، كما وحد ماكسويل قوانين الكهرباء والمغناطيسية وأضاف إليهما قوانين البصريات الفيزيائية.

وفي الصفحة 113 يصف المؤلف كيف توصل أينشتاين إلى نظريته في الجاذبية، أي النظرية النسبية العامة. وكما وصفها، فقد كانت إضاءة مشابهة لتلك التي شاهدها نيوتن عندما رأى التفاحة المتساقطة. لكن هذه المرة لم تكن مشاهدة تفاحة تسقط، بل تجربة فكرية حول شخص يسقط سقوطًا حرًا في المصعد ولا يشعر بقوة الجاذبية. ويشير المؤلف إلى أن أينشتاين نفسه قال عن هذا "لقد كانت الفكرة الأكثر تخفيضًا في حياتي". إن استخدام المترجم لكلمة "مخفض" أمر مثير للاهتمام. في المقال الذي نشرته في مجلة عيون، استخدمت كلمة "مامولوز" كترجمة لكلمة "صدفة"، وذلك بناء على نصيحة رئيس التحرير البروفيسور عدي تسيماش. وأشير إلى مفهوم الرخص على أنه القدرة على اكتشاف حل لمشكلة ما بينما كنت تبحث عن حل لمشكلة أخرى أو عندما تكون مشغولاً بشكل عام بشيء آخر. وبما أنني لا أملك الكتاب الأصلي، فلا أعرف الكلمة الإنجليزية الأصلية التي استخدمها المؤلف. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم تحديد مصدر الاقتباس من أينشتاين.

ويؤكد المؤلف فشل أينشتاين في التوصل إلى نظرية فيزيائية موحدة. "وكان تجسيداً لهذا البحث" (ص125). وقد كرّس لذلك معظم وقته منذ عشرينيات القرن الماضي حتى وفاته -أكثر من ثلاثين عامًا- ففشل. لقد فشل في توحيد الجاذبية والكهرومغناطيسية. وبقي على هامش الفيزياء التي تقدمت في اتجاهات أخرى. لم يشعر بالارتياح تجاه نظرية الكم ولم يشارك في تطويرها. بقي الثوري الكبير في مجال الزمكان والجاذبية في الخلف وركز على نظريته "المجال الموحد"، باعتبارها آخر الشذوذ. "في سنواته الأخيرة، كان زملاؤه ينظرون إلى أينشتاين على أنه نوع من معرض المتحف، رجل عجوز ذو أفكار عفا عليها الزمن" (ص 120). وكما يشير المؤلف بحق (ص 129)، فمن بين ثورتي القرن العشرين، النسبية ونظرية الكم، كانت الأخيرة على وجه التحديد هي التي شكلت التحدي الأكبر للحس السليم. ولا يحاول المؤلف تقديم تفسير لذلك. ويمكن العثور على التفسير في البعد الاجتماعي للعلم الحديث. لم يكن أينشتاين منقطعًا تمامًا عن المجتمع العلمي، لكنه أمضى بداية حياته المهنية خارج الأوساط الأكاديمية في وزارة المعايير. وكانت النسبية إلى حد كبير عمل رجل واحد. ثم لم يتمكن من الارتباط بنظرية الكم التي طورها عدد متزايد من العلماء في ظل المنافسة والتعاون. لقد خلق هذا الأسلوب في العمل أرضًا خصبة لظهور أفكار مبتكرة ابتعدت أكثر فأكثر عن المنطق السليم. هذا النوع من التعاون في خلق المعرفة هو ما يميز الفيزياء الحديثة حيث لا يوجد مكان للعلماء الفرديين. وسوف أتطرق إلى هذه النقطة لاحقا.

إن مفارقات وغرائب ​​نظرية الكم هي تعبير عن الابتعاد عن الفطرة السليمة. يصفها المؤلف ويشرحها قدر الإمكان بطريقة حديثة إلى حد ما. وهنا تغزو الفلسفة مجال الفيزياء وتتعامل مع تفسير نظرية الكم. ويستخدم المترجم هنا كلمة "التفسير" (ص146). ومع ذلك، جرت العادة في هذه الحالة على ترجمة التفسير إلى "تأويل"، لأن الإشارة هنا هي إلى فلسفة نظرية الكم. إلا أن أغلب الفيزيائيين لا يتعاملون مع هذا المجال ويتركونه لفلاسفة الفيزياء. معظم الفيزيائيين "يستفيدون من حقيقة أن ميكانيكا الكم تعمل ويتركون الباقي للفلاسفة". أي أنه يمكنك الاستمرار في العمل حتى لو لم يتم فهم كل شيء. من المهم فقط أن تعرف كيفية حساب النتائج التجريبية بشكل صحيح، وهذا هو شعار فيزياء الكم.

وعندما ينتقل المؤلف إلى مساهمة بول ديراك في ميكانيكا الكم (ص 147)، فإنه يتحدث عن المادة المضادة التي ضمنت نظرية ديراك وجودها، ويدعي أن "أول جسيم مضاد - البروتون المضاد - تم اكتشافه في عام 1954"، ولكن والحقيقة هي أن الجسيم المضاد الأول هو البوزيترون الذي اكتشف عام 1932.

عندما يصف المؤلف تطور نظرية المجال الكمي، وعلى وجه الخصوص الديناميكا الكهربائية الكمومية، يخبرنا أن أحد الشخصيات الرئيسية في القصة (ريتشارد فاينمان) كان أيضًا عازف طبول ومخادع، وأنه حصل على "درجة متواضعة من 125 نقطة في اختبار الذكاء" وأن إحدى المجلات المشهورة أعلنت أنه "أذكى رجل في العالم"، ورداً على ذلك انصدمت والدته وقالت: "إذا كان هذا أذكى رجل في العالم، أعاننا الله" (ص148). يذكر المؤلف كل هذه التفاهات غير المهمة، دون أن يكلف نفسه عناء أن يشرح للقارئ الذي ليس في هذا المجال ما هي الحقول الكمومية. ويبدو أن القيل والقال عن العلماء يأتي هنا لملء الفراغ عندما لا يكون لدى المؤلف ما يقوله عن الأمور العلمية. ويمكن مقارنة ذلك بكتاب الفيزيائي أنتوني زي التماثل المخيف (1984)2. هذا الكتاب مشابه جدًا في طابعه لكتاب فالك: فهو مخصص لعامة الناس، ولا يتضمن صيغًا، ويتخلله رسوم كاريكاتورية وإشاعات فكاهية، ولكنه يحتوي أيضًا على شروحات بسيطة لمفهوم المجال ونظرية المجال الكمي. كتاب فالك لا يتضمن مثل هذه التفسيرات.

في حديثه عن مسرعات الجسيمات، يكتب المؤلف: "ربما يُطلب من المرء أن يفترض أنه من أجل اكتشاف هذه الجسيمات الدقيقة، كانت هناك حاجة أيضًا إلى أجهزة صغيرة - ولكن العكس هو الصحيح" (149). ولكن لماذا يطلب افتراض وجود علاقة مباشرة بين حجم جهاز المراقبة وحجم الجسم المرصود؟ هل هو مجهر إلكتروني يمكنك من خلاله ملاحظة جزيئات أصغر من المجهر الضوئي العادي الذي يمكنك من خلاله ملاحظة حبيبات الغبار أو البكتيريا؟ كلما كان الجسم أصغر، كلما كانت هناك حاجة إلى تقنية أكثر تعقيدًا وتطورًا للكشف عنه. ولذلك فإن ما يقوله المؤلف "قد يُطلب منه الافتراض" لا أساس له من الصحة على الإطلاق.

ويقفز المؤلف إلى "النموذج القياسي" الذي يعد حاليا في طليعة فيزياء الجسيمات، عندما يتخطى الخطوة السابقة التي أدت إلى هذا النموذج. تم تطوير هذه المرحلة من قبل ماري غال مان ويوفال نامان وتسمى "الطريق الثمانية"، نسبة إلى ثمني الجسيمات - البلطجية والميزون - التي تألقت فيها. وقد قارن البعض طريقة الثمانية بجدول مندليف الدوري الذي يمكن استخدامه للتنبؤ بوجود عناصر كيميائية جديدة. وبالفعل كان أعظم إنجاز لهذه النظرية هو التنبؤ بوجود جسيم أوميغا ناقص بدقة كبيرة. لكن الشيء الأكثر أهمية هو أن هذه النظرية أدت إلى ظهور الكواركات، وهي الجسيمات الأولية التي تشكل أساس النموذج القياسي الحالي.

ويقارن المؤلف بين الفرميونات، وهي جسيمات المادة، والبوزونات، وهي الجسيمات التي "تتوسط" بين الفرميونات وتحمل القوى بينهما، وبين رؤساء الدول والسفراء الذين ينقلون الرسائل بينهم (151). وهذا القبول ليس دقيقا. إن مكانة رؤساء الدول أعلى بكثير من مكانة السفراء، في حين أن البوزونات لا تنقل الرسائل فحسب، بل تحدد طبيعة القوى بين الفرميونات.

السؤال الذي يطرح نفسه: لماذا "على الرغم من طبيعتها الثورية، لم تشعل نظرية الكم مطلقًا الخيال العام بالطريقة التي فعلتها النسبية في تلك العقود الأولى من القرن العشرين"؟ (20). أحد الأسباب التي ذكرها المؤلف لذلك هو أن النسبية هي عمل مفكر واحد بينما نظرية الكم هي عمل العديد من المفكرين على مدى سنوات عديدة. ويضيف ويقول إن هذه النظرية "أبعد عن التجربة الإنسانية" - أكثر من النظرية النسبية. ويمكن تفسير هذه الأشياء على النحو التالي. فيزياء الكم بعيدة كل البعد عن التجربة الإنسانية لأنها تتضمن تجارب تخلق ظروفا فيزيائية بعيدة كل البعد عن تلك التي تسود البيئة الطبيعية التي تطور فيها الجنس البشري. وفي هذه التجارب، يقوم الفيزيائيون، على سبيل المثال، بقياس المسافات دون المجهرية أو استثمار طاقات عالية جدًا. لقد تطور الجنس البشري في بيئة لا تسود فيها مثل هذه الظروف القاسية، وبالتالي لم تتطور لديه القدرة على التكيف مع هذه الظروف البيئية. العلم هو الأداة التي يوسع بها الإنسان قدرته على توجيه نفسه في الظروف القاسية، بعيدًا عن "التجربة الإنسانية". ولذلك، فإن العلماء الذين ينتمون إلى المجموعة العلمية ويستخدمون الأدوات المفاهيمية التي طورتها هم وحدهم الذين يمكنهم التنقل في الصورة العالمية لفيزياء الكم. وهذا تفسير محتمل، بحسب المؤلف، بأن فيزياء الكم غير مفهومة لـ"الهاوي الذكي"، ويصبح العالم المنخرط في هذا المجال "شخصية أكثر روعة، لكنه يتميز أيضًا عن بقية البشر وكأنه ينتمي إلى عالم مختلف". صِنف". ومع ذلك، فإن هذه الشخصية الرائعة ليست العالم الوحيد، بل العالم كجزء من المجتمع. في الواقع، وفقًا للصورة التطورية للعلم، يمكن النظر إلى العلم على أنه سلالة أو نوع جديد تطور على المستوى الثقافي خارج الجنس البشري.

ينهي المؤلف الفصل الخاص بفيزياء الكم بشعور "بالنجاح المشروط" وخيبة الأمل لأننا لم نصل بعد إلى نظرية موحدة تشرح كل شيء ببساطة. ولكن لا مكان لهذه الخيبة إذا تبنينا وجهة النظر التطورية القائلة بأن العلم يتقدم بالارتجال والقذف وليس بالتخطيط المسبق. ثم تسقط فكرة النظرية الموحدة أيضا من الفصل. وبالفعل فإن "النموذج القياسي باروكي للغاية، وبيزنطي للغاية، بحيث لا يمكن تقديم صورة شاملة ومرضية"، كما يقول المدير السابق لمركز الأبحاث الأكثر شهرة في فيزياء الجسيمات (156). نحن الآن في الفترة "الباروكية البيزنطية" وربما في المستقبل ستتطور صورة أكثر إحكاما. وفقًا لوجهة النظر هذه، لن نصل أبدًا إلى نظرية نهائية تشرح كل شيء، تمامًا كما لن يكون هناك أبدًا نوع "نهائي" يتمتع بدرجة عالية من التكيف. يمكن للجنس البشري أيضًا أن يستمر في التطور على المستوى التكنولوجي العلمي.

ونظرية الأوتار هي الأقرب لفكرة النظرية الموحدة، لكن لا توجد حتى الآن اختبارات تجريبية تؤكدها. هنا يأتي المؤلف ويطلق بعض التصريحات المبتذلة وغير المركزة وغير الدقيقة فيما يتعلق بفلسفة العلم. ويدعي أن "النظريات التي تتعارض مع نتائج التجارب تجد طريقها في النهاية إلى مزبلة التاريخ". ومع ذلك، هذا ادعاء غير دقيق. في بعض الأحيان تتعارض النظرية مع بعض النتائج التجريبية ويستمر العلماء في التمسك بها. في بعض الأحيان يتم التخلي عن النظرية مؤقتًا ثم تعود بشكل كبير. إن مفهوم التفنيد ليس حادًا ويمكن دائمًا الحفاظ على النظرية إذا تم تغيير بعض الافتراضات المساعدة. يستشهد المؤلف هنا باقتباس من فيلسوف العلم باس فان براسن الذي يدعي أن النظريات العلمية "تولد في حياة المنافسة الشرسة، في غابة مفترسة وقاسية" - ولا ينجو منها إلا تلك التي تطابق نتائج التجارب (182) . وهذا باختصار تعبير عن المفهوم التطوري للعلم. ولذلك يروي المؤلف قصة العلم في سياق أوسع عندما يدمج في مراجعته لمحة عن فلسفة العلم. هذه اللمحة تتجاوز قليلاً إطار القيل والقال الصحفي.

عندما تبدو النظرية أنيقة أو جميلة من الناحية الرياضية، يستمر الناس في بعض الأحيان في التمسك بها حتى عندما يتم دحضها أو تواجه صعوبات. والمؤلف على حق في ادعائه بأن الجمال الرياضي لا يمكن وصفه بدقة وأن معيار الجمال لا يتقاسمه جميع العلماء دائمًا. ويضرب المؤلف أمثلة لعلماء تحدثوا عن جمال معادلاتهم. ويقتبس، على سبيل المثال، ديراك الذي يدعي أنه "من المهم أن تتمتع المعادلات بالجمال من أن تتوافق مع نتائج التجارب" (183). وصحيح أن ديراك آمن بمعادلته لما وجدها من جمال رياضي رغم أنها تنبأت بوجود جسيم لم يتم العثور عليه. ولم يتم اكتشاف هذا الجسيم إلا بعد سنوات قليلة. أي أنه يمكن استخدام الجمال الرياضي كمقياس للحقيقة أو القرب من الحقيقة. وبالمثل، عندما يتعلق الأمر بنظرية الأوتار، فإنه يقتبس كلام أحد الفيزيائيين الذين يتعاملون مع هذه النظرية بأنها "أجمل بنية لدينا وأكثرها تماسكا". والآن يبقى أن ننتظر ونرى ما إذا كانت توقعاتها ستحقق بالفعل نفس النجاح الذي حققته تنبؤات معادلة ديراك. ويختتم المؤلف: "لا يمكن إنكار أن النظريات الممنوحة للجمال لها تاريخ مثبت من الأداء الأكثر إثارة للإعجاب من النظريات "القبيحة"..." (184). إذا طرحنا السؤال الأوسع حول سبب كون الرياضيات مناسبة جدًا لوصف الطبيعة، فيمكن العثور على الإجابة في النظرية التطورية التي تدعي أن الآلية المعرفية البشرية هي نتاج الانتقاء الطبيعي وبالتالي فهي مناسبة لبيئتها الطبيعية. والرياضيات هي نتاج هذه الآلية، وبالتالي فهي مناسبة لوصف الطبيعة. لقد حقق النموذج القياسي نجاحًا كبيرًا في التجارب، لكن النظرية لا تعتبر جميلة بشكل خاص لأنها تحتوي على العديد من المعلمات الحرة. ولذلك فمن المتوقع أن يتم استبدالها بنظرية أكثر أناقة واقتصادية، على سبيل المثال نظرية الأوتار. لكن الأخير لا يزال تخمينيًا للغاية.

عندما يناقش المؤلف مفهوم الجمال، فإنه يستشهد بكلمات الفيلسوف جيمس مكاليستر الذي "يطرح فرضية مفادها أن إدراكنا للجمال الجمالي، دون وعي، يمليه نجاح نظرية معينة في هذا المجال: إذا وصلنا إلى المعرفة وإذا كانت تنبؤاته بشأن الطبيعة صحيحة، فسوف يُنظر إليها في نهاية المطاف في وعينا على أنها جمال "(189). ومع ذلك، وفقا لهذا، يمكن اعتبار النموذج القياسي جيدا لأنه ناجح "في الميدان". وفي الأساس، يمكن تكييف أي نظرية مع التجربة من خلال تغييرات مخصصة. في هذه الحالة، هل سيتم اعتبارها كيبا دائمًا؟ يكمن جمال النظرية في بساطتها وغيرها من العوامل غير الموضوعية. على سبيل المثال، في تكييفها مع رؤية عالمية مقبولة. النجاح "في الميدان" لا يمكن اعتباره مقياسا للجمال. والعكس هو الصحيح: إذا كانت النظرية تناسب الحقائق بشكل جيد، فسوف تعتبر ناجحة.

وفي الفصل الأخير يعود المؤلف إلى تناول موضوعات من مجال فلسفة العلوم. يناقش مسألة الواقعية. وأدرجت تسعة مناهج مختلفة لهذا الموضوع. ويضيف إلى ذلك أسماء تسعة من الفيزيائيين والفلاسفة الذين لهم موقف من الواقعية (204). على سبيل المثال، يعبر ستيفن هوكينج عن موقف ذرائعي أو مناهض للواقعية، وهو موقف مقبول من قبل العديد من علماء الفيزياء. يشير المؤلف إلى وجهة النظر المتطرفة المناهضة للواقعية - "البنائية الاجتماعية" - باعتبارها "أغرب سلالة" من مناهضة الواقعية. وبحسب هذا الرأي "نحن لا نكتشف الكواركات والكوازارات بل نخترعها" (205). يعتقد البنائيون الاجتماعيون أن العلم ليس أكثر من سلسلة من المعتقدات الناشئة عن ثقافات العلماء الذين نسجوها. ويتفق المؤلف على أن العلماء يتأثرون بالفعل ببيئتهم الثقافية، لكن هذا لا يعني أن اكتشافاتهم هي نتاج اجتماعي وليس غير ذلك. ويضيف مقولة للفيلسوف جيمس روبرت براون: "إن وجهة النظر الشخصية تؤثر على اتجاه البحث، ولكن ليس على الحقائق نفسها". ولكن ماذا تعني عبارة "الحقائق نفسها"؟ هل هذه الحقائق دون أي إشارة إلى التأثير الثقافي؟ لقد مر وقت طويل منذ أن اعتقد معظم فلاسفة العلم أن "الحقائق نفسها" موضوعية. إنهم يتأثرون بـ "ثقافة العلوم"، أي النظرة العلمية للعالم السائدة في لحظة معينة.

وأخيرا، ينتقل المؤلف لمناقشة مسألة حدود العقل البشري. وينقل عن الفيزيائي والمؤلف جون بارو قوله إنه «من المؤكد أن الكون لا يسير على مسارات تتوافق مع الحدس البشري،... قد يكون الكون... فوضويًا وغير عقلاني تمامًا بشكل عام، لكنه كذلك». من الممكن أن تكون هناك جيوب للعقلانية هنا وهناك..." (217). ومع ذلك، فإن هذا السؤال لديه الإجابة التالية: بعد الانفجار الكبير، كان التناظر في الكون في الحد الأقصى. بعد ذلك برد الكون تدريجياً وانكسر التناظر، ونحن اليوم في الظروف التي حدث ويجري فيها التطور. آليتنا المعرفية هي نتاج التطور ولذلك يجب افتراض أنها مناسبة للتوجيه في البيئة التطورية لأن الطفرات غير المناسبة لا تبقى على قيد الحياة. ولذلك، وعلى عكس كلمات بارو، فإن الكون بالفعل "يسير على مسارات تتوافق مع الحدس البشري". لذلك "قد نستنتج أخيرًا أن النشاط العلمي مرتبط بمتطلبات نظامنا البيولوجي العصبي". وكما يشير المؤلف، فإن هذا الرأي يتماشى مع كلام إيمانويل كانط بأن "عقلنا يفرض هياكل على البيانات الأولية التي نمتصها من خلال حواسنا". وهذا النظام البيولوجي العصبي هو أساس آليتنا المعرفية.

يكتب المؤلف: "إن بنيتنا البيولوجية قد تحد من قدرتنا على الفهم. فنحن مجهزون، بعد كل شيء، بأدمغة محدودة تزن حوالي ثلاثة أرباع كيلوغرام، والتي تطورت لمساعدتنا على البقاء على قيد الحياة في السافانا الأفريقية ولم تتغير إلا بالكاد خلال المائة ألف عام الماضية" (100,000). ومع ذلك، فإن المؤلف لا يأخذ في الاعتبار الطبيعة التعاونية للعلم، الذي يعتمد على نشاط عدة آلاف من العقول المترابطة. أي أن العقل العلمي الجماعي يتفوق بما لا يقاس في قدرته المعرفية على عقل العالم الفردي. يعتقد معظم علماء الفيزياء الذين تحدث إليهم المؤلف أننا لا نقترب من حدود الفهم البشري. وهي بالتأكيد لا تعني فهم عالم واحد.

يناقش الفصل الأخير من الكتاب مسألة كيف سنعرف ما إذا كنا قد وصلنا إلى النظرية النهائية، وما إذا كانت هناك نظرية بالفعل. ولتحقيق هذه الغاية، تم تقديم اقتباسات من بعض أعظم فلاسفة العلوم والفيزيائيين في القرن العشرين. بالنسبة لبوبر لا توجد نظرية نهائية والتقدم هو وسيلة لحل المشاكل التي تؤدي إلى ظهور مشاكل جديدة أعمق وأكثر عمومية. ويعرب أينشتاين عن رأي مماثل، لكن المؤلف يتجاهل أن طموحه للوصول إلى نظرية المجال الموحد يناقض هذا الرأي، إذ من المفترض أن تكون هذه النظرية هي النظرية النهائية. ويضيف ويقول عن النظرية النهائية "من الممكن تماما أن صياغة مثل هذه النظرية ستتطلب عبقرية أخرى على مستوى نيوتن..." والسؤال الذي يطرح نفسه لماذا لم يذكر أينشتاين أيضا؟ لقد وحد نيوتن بين الميكانيكا الأرضية والميكانيكا السماوية، بينما كان أينشتاين يطمح إلى إيجاد نظرية نهائية توحد الجاذبية مع المجال الكهرومغناطيسي، بعد ظهور النسبية العامة وتأكيدها. ولا يوجد سبب لتفضيل أحدهما على الآخر.

وفي الختام، فإن هذا الكتاب يستحضر بشكل أساسي قصة فلاسفة الطبيعة والعلماء منذ العصور القديمة وحتى يومنا هذا، ويتناول بشكل أقل محتوى أفكارهم.

تم نشر المقال لأول مرة في عدد ربيع 2007 من مجلة مجلة التنفيس: مجلة النقد في العلوم الإنسانية والاجتماعية. يتم نشر هذه المجلة من قبل دار الكرمل للنشر. الكهنة: يوحانان غلوكر، ألون هاريل، دورون مندلز، يهودا فريدلاندر.

تم نشر المقال في ربيع عام 2007