نوشته: تام سيگفريد

ترجمه: كاوه فيض اللهى و سليمان فرهاديان

محاكمه هاى بزرگ، همان طور كه اليور وندل هولمز (Holmes .W.O)، قاضى دادگاه عالى ايالات متحده يك قرن پيش گفته، مى توانند به وضع قوانين بد منجر شوند. اما پرسش هاى بزرگ اغلب خاستگاه پيشرفت هاى بزرگ در علم اند. اسرار سر به مهر به علم انگيزه و جهت مى دهند. دست اندازهاى جاده شناخت علمى نه چاله هايى براى پرهيز بلكه فرصت هايى براى بهره بردارى هستند. ديويد گراس (Gross. D) برنده جايزه نوبل فيزيك در سال ۲۰۰۴مى گويد: «پرسش هاى بنيادى علايم راهنما هستند؛ آدم را برمى انگيزانند. يكى از خلاق ترين خصلت هايى كه يك پژوهشگر مى تواند داشته باشد توانايى طرح پرسش هاى درست است.»

بزرگترين فتوحات علم در مرزهاى آن حاصل مى شوند، در فصل مشترك ميان نادانى و دانايى، جايى كه ژرف ترين پرسش ها مطرح مى شوند. براى ارزيابى وضعيت كنونى علم هيچ راهى بهتر از فهرست كردن پرسش هايى كه علم نمى تواند به آنها پاسخ دهد وجود ندارد. به قول گراس «جهل است كه به علم شكل مى دهد.» هر چند زمان هايى بوده كه بعضى ها به اين باور مى رسيدند كه علم تمام چاله ها را پر كرده، راه ها را هموار ساخته و به جهل پايان داده است. هنگامى كه مجله «ساينس» در سال ۱۸۸۰ متولد شد، تازه يك سال از مرگ جيمز كلرك ماكسول (Maxwell .J) كه نور، الكتريسيته، مغناطيس و گرما را با موفقيت تبيين كرده بود، مى گذشت.
با توجه به اينكه گرانش نيز دو قرن پيشتر توسط نيوتن مهار شده بود، فيزيك از ديد چشمان نزديك بين اساساً پايان يافته بود. در اين فاصله، داروين اصل راهنماى زيست شناسى را پايه ريزى كرده و به كرسى نشانده بود و جدول تناوبى مندليف - كه تنها يك دهه از عمرش مى گذشت- به شيمى امكان مى داد مبانى اش را روى يك پوستر چاپ كند. ماكسول خود اشاره كرده كه بسيارى از فيزيكدانان معتقدند آنچه از رشته شان باقى مانده صرفاً اندازه گيرى مقادير ثابت هاى فيزيكى «تا يك رقم اعشار بيشتر» است.

با اين همه پرسش هاى بزرگى سربرآوردند. دانشوران نه تنها در مورد قدرت انتخاب طبيعى به بحث پرداختند بلكه در باره منشاء منظومه شمسى، سن و ساختار درونى زمين و دورنماى چندگانگى دنيا هايى كه كيهان را تشكيل داده اند نیز به مناظره پرداختند.
در حقيقت حتى در زمان مرگ ماكسول نيز نظريه ميدان هاى الكترومغناطيس را به طور كامل نپذيرفته بودند يا حتى آن را كاملاً نشناخته بودند. متخصصان هنوز در مورد اينكه آيا الكتريسيته و مغناطيس اثر هاى خود را (به فرض) همانند گرانش از طريق «كنش از فاصله» منتشر مى كنند يا به وسيله «خطوط نيروى» مايكل فارادى (ماكسول اين خطوط نيرو را در ميدان ها لحاظ كرده بود) مجادله مى كردند. مترصد چنين بحث هايى بودن موضوعى فراتر از اين بود كه آيا گرانش را مى توان با مغناطيس تلفيق كرد يا خير (ماكسول فكر مى كرد نمى توان) اين پرسشى است كه هنوز هم به عنوان يكى از پرسش هاى مهم در علم مطرح است، البته به شكلى پيچيده تر.
ماكسول به خوبى آگاه بود كه فعاليت هاى وى هنوز هم پرسش هاى بسيارى را بدون پاسخ گذاشته است. براى مثال در نظر گرفتن حركت هاى مولكولى با اندازه گيرى هاى ظرفيت گرمايى ويژه همخوانى نداشت. وى خاطرنشان ساخت كه: «تاكنون چيزى بسيار مهم براى كامل كردن نظريه فيزيكى با نگرش مولكولى در مقابل چشمان ما پنهان مانده است.»

در پايان قرن نوزدهم كه نشريه ساينس ۲۰ساله شد ويليام تامسون (مشهور به لرد كلوين) دو گام بزرگ براى پيشرفت دانش زمان خود برداشت. (وى از آنها با عنوان «ابرهايى» كه بر فراز سر فيزيكدان در حركتند، نام برد.) يكى از اين گام ها كشف راز ظرفيت گرمايى ويژه بود كه ماكسول به آن اشاره كرده بود، گام ديگر شكست در آشكارسازى اتر بود، واسطه اى كه گمان مى رفت براى انتشار امواج الكترومغناطيس ماكسول ضرورى است.

پر كردن رخنه هاى دانش نيازمند دو تحول قرن بيستم يعنى كوآنتوم و نسبيت بود. بى اطلاعى ناشى از ابرهاى كلوين نيروى محركه نوزايى علم شد. جست وجوى پاسخ پرسش هاى بزرگ در قرن گذشته درك بشر از جهان فيزيكى و جهان زنده را از نو صورت بندى كرد.

مناظراتى در مورد وجود جهان هاى متعدد در جريان بود كه بر پايه مقياس هاى كهكشانى و به ويژه تاكيد بر اين نكته كه آيا كهكشانِ منزلگاه زمين، يعنى كهكشان راه شيرى تنها مورد از چنين مجتمع هاى ستاره اى است يا خير شكل گرفت. پاسخ اين پرسش به زودى مشخص شد. آشكار شد كه كهكشان راه شيرى تنها كهكشان موجود نيست درست مثل وضعيتى كه كپرنيك چند قرن پيشتر زمين را از جايگاه مركزيت كيهان به زير كشيد.

اما وجود كهكشان هايى وراى كهكشان ما، پرسش هاى ديگرى را در مورد حركت هاى ظاهرى آنها و دور شدنشان از يكديگر مطرح كرده است. اين موضوع در گزارش مهمى كه در اولين شماره ساينس به چاپ رسيد و در مورد مجموعى از ستارگان كه طرحى مثلثى را ايجاد مى كردند و ستاره اى دوتايى در راس و دو ستاره ديگر در قاعده داشت، بازتاب وسيعى يافت. مشاهدات دقيق تر نشان داد كه ستارگان در حال دور شدن از يكديگر هستند و در نتيجه مثلث بزرگ تر مى شود اما شكل آن بدون تغيير مى ماند. در گزارش ساينس آمده بود: «به نظر مى رسد، احتمالاً همه اين ستارگان به آرامى از يك نقطه واحد و از يكديگر دور مى شوند، بنابراين شايد سال ها پيش همه اين ستارگان به يكديگر بسيار نزديك بودند.» و همانطور هم كه گمان مى رفت همه اين چهار ستاره حركت خود را از مكان واحد آغاز كرده بودند. درك چنين حركتى پرسشى بود كه بيشترين علاقه مندى ها را به خود جلب مى كرد.

نيم قرن بعد، ادوين هابل اين پرسش را از حركت ستارگان به منشأ و تاريخ خود جهان گسترش داد. وى همچنين نشان داد كه كهكشان ها به ظاهر از يك نقطه مشترك آغاز كرده و از يكديگر دور مى شوند كه شاهدى است بر انبساط كيهان. با كشف هابل كم كم پرسش عظيم كيهان شناسى از حيطه فلسفه به حوزه تجربه نقل مكان كرد. با كشف پرتوهاى ريزموج پس زمينه كيهانى در دهه ۱۹۶۰، نظريه انفجار بزرگ در مورد تولد جهان، نقش روشنى در تكوين مرحله جديد كيهان شناسى ايفا كرد و پاسخى مهم و پرسش هاى تازه بسيارى را براى كيهان شناسان به ارمغان آورد.

در يك صدسالگى ساينس، يعنى ربع قرن پيشتر، رخنه هاى بسيارى در دانش ما نسبت به كيهان وجود داشت، بسيارى از اين رخنه ها از آن زمان پر شده است، در حالى كه رخنه هاى ديگر هنوز باقى مانده اند. در آن زمان ترديدها در مورد وجود سياره هايى پيرامون ستارگان دوردست ادامه داشت، پرسشى كه هم اكنون با كشف ده ها سياره در منظومه هاى خورشیدی كهكشان هاى همسايه ديگر كنار گذاشته شده است. اما اكنون پرسش بزرگترى وراى چشم انداز سياره ها و حتى كهكشان ها يعنى دورنماى جهان هاى چندگانه و منسوبان به حباب هاى فضا و زمان كه انسان ها آن را اشغال كرده اند، مطرح مى شود. و نه تنها ممكن است جهان انسان يكتا نباشد (نقض تعريف قديمى جهان) بلكه انسان ها نيز ممكن است در فضاى خويش تنها نباشند. وجود احتمالى حيات در جاى ديگرى از اين كيهان به اندازه هر شكاف ديگرى در دانش كنونى ما بزرگ است و اين با منشاء حيات بر روى زمين كه به همان اندازه معمايى ژرف است همراه مى شود.

البته حيات پرسش هاى عميق بسيارى، از اميد جاودانگى گرفته تا دورنماى نابودى بيمارى، برمى انگيزد. دانشمندان همچنان در ترديدند كه آيا هرگز خواهند توانست از صفر اشكال حياتى جديدى خلق كنند يا دست كم توانايى هاى مونتاژ خود به خودى حيات را شبيه سازى كنند. زيست شناسان، فيزيكدانان، رياضيدانان و متخصصان كامپيوتر همكارى در مورد موضوع پيچيده «زيست شناسى سيستم ها» را شروع كرده اند و قصدشان اين است كه دريابند چگونه بر همكنش هاى بى شمار مولكولى در قلب حيات در اعمال سلول ها، اندام ها و كل جانوران با يكديگر هماهنگ مى شوند. و اگر موفق شوند، اين رويكرد سيستمى بايد به پزشكان كمك كند براى تغييرات فردى در DNA درمانى سفارشى بيابند و پزشكى شخصى را كه بدون پيامدهاى جانبى درمان مى كند امكان پذير سازد. پيش از آنكه «ساينس» ۱۵۰ ساله شود، نسخه هاى اصلاح شده پزشكى مدرن ممكن است زندگى طولانى را نيز براى انسان ممكن سازند.

همچنان كه «ساينس» و علم سالخورده تر شدند، جهل و آگاهى نيز با هم تكامل يافته اند و چيستى پرسش هاى بزرگ گاهى تغيير مى كندبراى مثال پرسش هاى قديمى درباره سن و ساختار زمين راهگشاى مسائلى در ارتباط با ظرفيت اين سياره براى تامين  جمعيتى پير و در حال رشد شده است.

بعضى پرسش هاى بزرگ در طول زمان بزرگتر مى شوند همچون جهانى كه دائم در حال انبساط است، يا عميق تر مى  شوند، نظير تلاش براى درك ماهيت خودآگاهى. از سوى ديگر بسيارى از پرسش هاى عميق علم را به سوى مقياس هاى كوچك تر رانده اند، خردتر از قلمرو اتم ها و مولكول ها، يا به سوى جزئيات ظريف ترى كه مبناى پاسخ هاى كلى به پرسش هاى بزرگ گذشته اند. در سال ۱۸۸۰ برخى دانشمندان شواهد ماكسول درباره اتم ها را قانع كننده نيافتند. امروزه مشابه همان بحث  در مورد ابرتارها به عنوان آخرين قطعات ماده در مقياس يك تريليون تريليون بار كوچك تر جريان دارد. بحث هاى كهنه بر سر تكامل و انتخاب طبيعى به بحث هايى درباره ديناميك گونه زايى يا اينكه چگونه از قوانين رقابت فردى، رفتارهايى خاص نظير همكارى فداكارانه پديد آمده انجاميده است.

البته پرسش هاى بزرگ خودشان نيز تكامل مى يابند زيرا پاسخ هايشان به نوبه خود منشاء پرسش هاى نو و بهترند. راه حل مسئله ابرهاى كلوين _ نسبيت و فيزيك كوآنتوم _ منشاء بسيارى از معماها در فهرست امروز ما هستند، از تركيب كيهان گرفته تا دورنماى كامپيوترهاى كوآنتومى.

سرانجام اينكه پرسش هاى بزرگى نظير اينها هم جايگاه دانش علمى كنونى را مشخص مى كنند و هم موتور اكتشافات علمى را راه مى اندازند. پيشرفت علمى آنجا به اوج شدت خويش مى رسد كه جهل و آگاهى به هم مى رسند، آنجا كه شناخته با ناشناخته روبه رو مى شود. ماكسول جايى نوشته است «جهلى كه كاملاً آگاهانه باشد پيش درآمد تمام پيشرفت هاى واقعى در علم است.»

پس هنگامى كه علم بى پرسش بماند ظاهرا به پايان خويش خواهد رسيد. اما درواقع چنين خطرى تهديدش نمى كند. شاهراه جهل به علم دوطرفه است: با انباشته شدن علم و محو شدن جهل گذشته، پرسش هاى جديدى مطرح مى شوند و مناطقى از جهل كه بايد مورد بررسى قرار گيرند وسيع تر مى شود.

ماكسول مى دانست كه حتى فرا رسيدن عصر اندازه گيرى هاى دقت نشانه پايان علم نيست بلكه طليعه گشايش مرزهايى نوين است. ماكسول مى نويسد: «در تمام شاخه هاى علوم، پاداش كار اندازه گيرى دقيق اكتشاف حوزه هاى نوين پژوهش و پيدايش ايده هاى علمى تازه است.»

اگر به نظر مى رسد كه پيشرفت علم كند شده به خاطر آن است كه پرسش ها روز به روز

 دشوارتر مى شوند، نه به خاطر آنكه ديگر پرسشى براى پاسخ دادن باقى نمانده است.

خوشبختانه با آنكه قاضى هولمز اشاره كرده بود محاكمه هاى دشوار، همچون محاكمه هاى بزرگ، به وضع قوانين بد مى انجامند، پرسش هاى بزرگ نيز مى توانند به علوم چشمگيرى منتهى شوند. به عقيده او قوانين برجا مانده از چنين محاكماتى ناشى از دلبستگى هاى عاطفى در مورد افراد مشهور است كه با اعمال فشار اصول قانونى ريشه دار را مخدوش مى كنند. و به همين دليل است كه وضعيت علم درست نقطه مقابل حقوق است. فشار پرسش هاى بزرگ و دشوار اصول جاافتاده را خم كرده و حتى مى شكند و اين همان چيزى است كه سبب مى شود علم همواره خويش را نو به نو كند، همان چيزى كه اين برداشت که "كار علم روزى به پايان خواهد رسيد" را بی معنا می سازد.      (شرق)