قانون گرانش نیوتن را که به خاطر دارید؟ مقدار نیروی بین دو جسم ثقیل با معکوس مربع فاصلۀ بین آن دو نسبت عکس دارد.
به منظور استفاده از این قانون، به یک ثابت نیاز خواهیم داشت که آن را “ثابت نیوتن” و یا “ثابت گرانش” خوانده و با نماد G نشان میدهیم. مقدار G را میتوان از طریق چند اندازهگیری ساده، با دقت قابل قبولی معین نمود.
پس از تعیین ثابت گرانش، قانون نیوتن را میتوان برای تمامی موقعیتها به کار گرفت، به عنوان نمونه: سیب در حال سقوط، سیارۀ در حال چرخش، راکت پرتاب شده به سوی آسمان و … .
توانایی توجیه فرآیندهای بهظاهر متفاوت، عاملی است که قوانین طبیعی را اینچنین قدرتمند ساخته است. همعصران نیوتن نیز از این بابت تحت تأثیر قرار گرفته بودند.
پس از این که نیوتن فرمول منسوب به خود را ساخت، احتمالاً میتوانست چنین نتیجهگیری کند که:
از آنجایی که من از مقدار این ثابت آگاه نبوده و مجبور به اندازهگیری آن هستم، میتواند هر مقداری داشته باشد. بنابراین، باید برای هر مقداری، یک جهان مجزا وجود داشته باشد. از دیدگاه من، ما در یکی از این جهانهای بیشمار زندگی میکنیم که هر یک، ثابت گرانش مخصوص به خود را دارد. من از این پس این مجموعه جهانها را “چندجهانی” (Multiverse) خواهم خواند.
با این حال، او این کار را نکرد. اصولاً بخشی از شهرت نیوتن به دلیل پندارههای حداقلی (مینیمالیستیک) وی بود. او حتی از بررسی عمیقتر دلایل درستی قانون گرانش خود نیز امتناع ورزید، چرا که معتقد بود این کار ضرورتی ندارد. نیوتن در جایی آورده است “من فرضیه نمیسازم”.
ولی خب آن زمان، زمان قدیم بود!
فرضیه چندجهانی در قرن ۲۱ام
امروزه، ایدۀ این که ما در یک مولتیورس زندگی میکنیم در پایههای علم فیزیک جایگاه خود را پیدا کرده است. مولتیورس دربردارندۀ تمام دنیاهایی است که در آن ثابتهای طبیعت – ثابت نیوتن و بیستوچند ثابت دیگر – میتوانند هر مقداری داشته باشند. و هر ترکیب منحصربهفرد از این بیستواندی مقدار مختلف، در بیشمار جهان امکانپذیر است.
نه تنها مقدار هر ثابت از جهانی به جهان دیگر میتواند تغییر کند، موقعیت نسبی ذرات هم میتواند در هر دنیایی منحصربهفرد باشد. از آنجایی که ترتیب قرارگیری ذرات را میتوان به بیشمار حالت ممکن – در بیشمار دنیا – تغییر داد، تعدادی از این دنیاها به شکل اجتنابناپذیری مشابه دنیای خود ما خواهد بود. همین مسئله باعث میشود بروز جزئیترین رویداد متفاوت در یکی از این جهانهای مشابه، به تغییر سیر تاریخ بینجامد. از همین رو، هماکنون در گوشهای از این مولتیورس عظیم، زندگی متفاوتی برای شما در حال جریان است. با این فرض، احتمال دارد که نیوتن در دنیایی دیگر، فرضیه چندجهانی را پیشنهاد داده باشد!
مقالۀ مرتبط: صبر کنید ببینم؛ قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
ولی پیش از آن که برای مهاجرت به دنیایی که در آن بهترین زندگی را دارید آماده شوید، اجازه بدهید یادآوری کنم که به هیچوجه امکان عبور از دنیایی به دنیای دیگر و یا حتی برقراری ارتباط با آنها وجود ندارد. چنین چیزی تنها در فیلمهای علمیتخیلی ممکن است (ریک اند مورتی را دیدهاید؟!). در حقیقت، اغراق نیست اگر بگوییم مولتیورس خود به نوعی از جنس تخیل است.
بسیاری از فیزیکدانان نظری چنین نتیجهگیری میکنند که فرضیه چندجهانی بر اساس استدلال علمی قابل پذیرش است. ولی این چنین نیست. خواهیم گفت چرا.
هدف اصلی علم، توجیه مشاهدات است. در فیزیک نظری، از معادلات ریاضی به این منظور استفاده میکنیم. نظریههای ما نیاز به یک سری فرض دارد، که علاوه بر آن، داشتن روشی برای تشخیص اشیای ریاضی به کمک متغیرهای مشاهدهپذیر نیز ضروری به نظر میرسد. ولی هیچکدام از این فرضها نباید غیرضروری باشد، اصلی که تحت عنوان “تیغ اوکام” (Ockham’s Razor) شناخته میشود (وجه تسمیۀ نامگذاری آن هم بر میگردد به فیلسوف و منطقدان قرن سیزدهم، ویلیام اهل اوکام). تیغ اوکام اصلی به شدت پراهمیت است، چرا که در غیاب آن میتوان خدایان و فرشتگان نادیدنی را نیز با نظریههای علمی در هم آمیخت.
برای قرون متمادی، سادهسازی یکی از معیارهای نشانگر پیشرفت در پایههای علم فیزیک بود. به نظر میرسید فرآیندهای پیچیده – برای مثال، آبشاری از واکنشهای شیمیایی درون سلولی – ریشه در معادلاتی به غایت ساده داشته باشند. و همین سادگی ما را تا اینجایی که هستیم توانست پیش ببرد. اگر بهترین تئوریهای امروز علم فیزیک را در نظر بگیریم، هر چیزی در دنیای ما از ۲۵ ذرۀ بنیادی و ۴ قسم نیرو منشأ میگیرد.
مقالۀ مرتبط: تحول علم کوانتوم: این روش امکان ردیابی ذرات کوانتومی را فراهم میکند!
پس میتوان گفت بله، سادگی – بیشتر در قالب یکپارچهسازی – فوقالعاده موفق عمل کرده است. به همین دلیل، بسیاری از فیزیکدانان ترجیح میدهند تئوریهای حال حاضر را نیز سادهتر نمایند. ولی یک تئوری فقط هنگامی سادهتر میشود که یکی از فرضهای مربوط به آن را حذف کنیم. مانند این فرض که ثابت گرانش مقدار معینی دارد که میتوان از طریق مشاهده (با درجهای از دقت) اندازهگیری نمود. و یا فرضهای مشابه نظیر: مقدار جرم ذرات بنیادی، ثابت کیهانی، برآیند چهار نیروی مستقل و … . اینها نمونههایی از فرضهایی هستند که نگرشگرهای امروزی مطرح میسازند.
اگر اوکام امروز زنده بود و کارهای فیزیکدانان را میدید، حتماً به خداوند التماس میکرد منطق را دوباره به زمینیان هدیه کند! باید فرضهای غیرضروری را حذف کنیم، درست. ولی قطعاً نباید آن دسته از فرضهایی را حذف نماییم که برای توصیف نمودن مشاهدههایمان ضروری است. اگر دست به چنین کاری بزنیم، یک تئوری (یا معادله) بیمصرف نصیبمان خواهد شد که ممکن نیست بتوان چیزی را از طریق آن محاسبه نمود.
این تئوریهای بیمصرف که فاقد فرضهای لازم جهت توصیف مشاهدات میباشد، چیزی است که ما هماکنون مولتیورس و یا “جهانهای موازی” مینامیم؛ که ارزشی برابر با همان دعاهای اوکام دارد!
از آنجایی که نمیتوان چیزی را در مولتیورس محاسبه کرد، فرضهایی که توسط دانشمندان حذف شده باید با چیز دیگری جایگزین شود. این “چیز دیگر” در مولتیورس نوعی توزیع احتمال است که کاری با آنچه مشاهده میکنیم ندارد، بلکه به مفهوم احتمال مشاهدۀ چیزی است. ولی سادهتر از فرض نمودن بیشمار دنیا با توزیع احتمال، تعیین کردن نوعی ثابت میباشد. به همین دلیل، تیغ اوکام باید فرضیه چندجهانی را باطل کند، چرا که فرضی زائد است. متأسفانه، این قبیل بحثها در میان فیزیکدانان نظری امروز که از مولتیورس حمایت میکنند جایگاهی به آن صورت ندارد. ولی چرا از مولتیورس حمایت میکنند؟ چرا که بهانهای خوب برای فرار از تفکر و تعمق بیحدوحصر میباشد.
مقالۀ مرتبط: آیا جهان ما یک برنامۀ کامپیوتری از پیش طراحیشده است؟
موارد معدودی وجود دارد که در آن نسبت دادن عددی بینهایت به تعداد دنیاهای جدید منجر به پیامدهای مشاهدهپذیر شده است. مثالی محبوب این است که شاید جهان ما در گذشته با جهانی دیگر برخورد نموده و حاصل این برخورد حلقههایی مرتبط به هم میباشد که که در تابش زمینه کیهانی باقی مانده است. ایدۀ دیگری میگوید در صورتی که مولتیورس حقیقت داشته باشد، امکان وجود انواعی از سیاهچالهها نیز محتملتر خواهد بود. ولی اگر چنین پیشبینیهایی در آینده تأیید نشود، بدان معنی خواهد بود که ما در مولتیورسی با چنین ویژگیهایی زندگی نمیکنیم.
مقالۀ مرتبط: تئوری جدید منشأ سیاهچالهها
بگذارید این را هم بگویم که چنین نمونههای پیشبینیپذیر از مولتیورسها، ساختارهایی فاقد عمومیتاند که صرفاً به منظور متقاعد ساختن شکگرایان برای پذیرش این فرض است که برخی از مولتیورسها میتوانند دارای پیامدهای مشاهدهپذیر باشند. زودباور نباشید. ابطالپذیر بودن یک نظریه به معنی علمی بودن آن نیست. برای این که بتوانیم یک نظریه را علمی محسوب کنیم، پیشبینیهایی که ارائه کرده باید بتواند با احتمال قابل قبولی واقعیت را به طور دقیق توصیف نماید، که تعداد بیشمار متغیر مولتیورسی شانس چندانی در این زمینه به خود نمیبیند.
نگرشگران با ادعای این که مولتیورس، همان راه سادهسازی را – که پیشتر گفتیم – در پیش گرفته، سعی در توجیه آن دارند. ولی همانگونه که دیدیم، این بحث اصلاً غلط است چرا که نیاز به تعیین توزیع احتمال برای چندجهانی را مد نظر قرار نمیدهد. فرضیه چندجهانی توجیه ساده را با توجیهی پیچیدهتر جایگزین کرده است. چنین حرکتی تنها هنگامی توجیهپذیر است که پیچیدگی مازاد قادر به توجیه اطلاعات افزوده باشد، که باز برای فرضیه چندجهانی چنین مطلبی صادق نیست.
پس فرضیه چندجهانی چرا اصلاً اینقدر محبوبیت پیدا کرده است؟
کلبیون (cynic) شاید چنین پاسخ دهند که مولتیورس فرصتهای بینهایتی را برای نوشتن یک مقاله ارائه میکند. ولی ما فرضیه نمیسازیم!
پس اجازه دهید به حقایق متوسل شویم: تا جایی که ما میدانیم، فرض موجودیت جهانی ورای جهان خودمان به منظور توضیح دادن مشاهداتی که تا کنون داشتهایم، زائد و غیرضروری است. بنابراین در بهترین حالت، فرضیه چندجهانی تنها نوعی نگرش است.
میتوانید باور داشته باشید که بهظاهر اختیاری بودن مقادیر ثابتهای طبیعی ریشه در وجود بینهایت دنیا دارد. میتوانید باور داشته باشید، ولی مجبور نیستید! علم قادر به تأیید موجودیت دنیایی دیگر نیست، ولی از طرفی، نمیتواند آن را تماماً نقض کند؛ دقیقاً به همان صورت که نمیتواند وجود خدا و فرشتگان را منکر شود.