انگیزۀ علم جویی

عنوان مقاله: انگیزۀ علم جویی

نویسنده/ مترجم: چاندر اسکار/ رضا رضایی

آدرس­ پست الکترونیکی نویسنده/ مترجم:

تاریخ تهیه:

ارسال کننده: همفکران جامعه مجازی - تاریخ ارسال: 1388

آدرس­ پست الکترونیکی ارسال کننده:

موضوع اصلی: علم - موضوع فرعی: علم­جویی

سه کلیدواژه اصلی به ترتیب اهمیت: انگیزه دانشمندان، لذت علم، پایداری در علم

سه کلیدواژه فرعی به ترتیب اهمیت: کپلر، مایکلسون، هایزنبرگ

 

چکیده مقاله

انگیزه­های علمی گونا­گون و به ناگزیر متفاوت هستند. گونا­گونی انگیزه­های علمی همچون گونا­گونی خود دانشمندان است. همین انگیزه­های گونا­گون هم در مدت زندگانی دانشمندان دستخوش تغییرات فراوان می­شود. پیدا کردن یک وجه اشتراک در میان این هم تنوع و تفاوت، کاری دشوار است. در بحث راجع به انگیزه­هایی که آدمی را به تعقیب هدف­های علم وا می­دارد نمونه­ای بهتر از  یوهانس کپلر نیست. کپلر در چهارراه بزرگی ایستاده بود که در آن علم  جزمیات را از اندام خود می­شست و راه را برای نیوتن آماده می­کرد. کپلر پرسش­هایی کرد که قبل از او هیچ کس حتی کوپرنیک نیز نکرده بود. قوانین کپلر با مفروضات قبلی در باره مدار سیارات تفاوت کیفی دارد. چشم­گیرترین جنبۀ علم جویی کپلر ثبات او در راهی بود که در پیش گرفته بود. شخصیت کپلر "شخصیتی فراتر در میان بی­همتایان بود". همۀ ما ضمن این­که در شادمانی کشف­های مردان بزرگ سهیم هستیم، از این­که آن همه چهره، چه چیزی را عزیز می­شمرند و به یاد می­آورند سرگشته و حیران می­شویم. علم جویی را غالبا با کوهنوردی مقایسه کرده­اند. اما چه کسی در میان ما حتی در دل­خویش امید دارد که اورست را در نوردد و هنگامی که آسمان ابی و هوا آرام است به قله­اش برسد و در آرامش هوا سراسر رشته کوه هیمالیا را در سفیدی خیره کننده برف­هایی که تا بی­نهایت گسترده­اند، ببیند؟ به همین گونه، هیچ کدام از ما نمی­تواند به منظره­ای این چنین از طبیعت و عالم پیرامون امید ببندد. ایستادن در دره پایین و انتظار بر آمدن خورشید از فراز قله کشیدن، اصلا بی­ارزش و کم مقدار نیست.

دریافت فایل PDF مقاله

انگیزۀ علم جویی

پرفسور چاندر اسکار برنده جایزۀ نوبل فیزیک در سال 1983 سخنرانی در پژوهشکدۀ علوم هند در بنگلور، در 6 فوریه 1985 به مناسبت پنجاهمین سالگرد تاسیس فرهنگستان علوم هند.

 

نوشتن مقاله­ای در این باره بس دشوار است، زیرا باید مراقب بود که پیش پا افتاده و تکراری از کار در نیاید. علت این دشواری هم گونا­گونی و گستردگی انگیزه­های تک تک دانشمندان است. انگیزه­ها گونا­گون و به ناگزیر متفاوت هستند. گونا­گونی انگیزه­ها همچون گونا­گونی سلیقه­ها، خلق و خوها و نگرش­های خود دانشمندان است. وانگهی، همین انگیزه­های گونا­گون هم در مدت زندگانی دانشمندان دستخوش تغییرات فراوان می­شود. به راستی که پیدا کردن یک وجه اشتراک در میان این هم تنوع و تفاوت، کاری دشوار است. این وجه اشتراک در کجاست؟

 

من مسئله را طرح می­کنم اما تنها به تأملاتی (شاید گسسته) در زندگی و کار بعضی از دانشمندان بزرگ گذشته اکتفا خواهم کرد. در هر جا که لازم شود، سخن خود را بر آن­چه ایشان خود گفته یا نوشته­اند مبتنی خواهم نمود. اما تأمل در انگیزه­ها و نگرش­های مردان بزرگ از نظر انتقال منظور، با دشواری­های بزرگی همراه است. استفاده ناگزیر من از واژه­ها و عبارت­هایی که به هر حال در چارچوب زمان می­مانند، حتما در خور نقادی و داوری است.

 

از همین آغاز کار به صراحت می­گویم که حرف­هایم در هیچ جایی از این مقاله را با زیر و بم­های نقادی و داوری محک نزنید. همچنین به صراحت می­گویم که از اندیشه پردازی­هایی که بر تجربۀ شخصی خودم مبتنی باشد، خودداری می­کنم. ضمنا چون مدام نمی­توانم  این نکات را گوشزد کنم، سخن خود را با نقل قولی  و روایتی شروع می­کنم.

 

در صفحات آخر رمان “قبل از ماجرا” اثر تور گنیف، با سخنی از دهان شخصیتی خموش اما انقیاد ناپذیر به نام اینساروف روبرو می­شویم که می­گوید: "از دیگران که حرف می­زنیم چرا خودت را قاطی می­کنی". این از نقل قول. اما روایتم، گفتگویی است میان فرمی و مایورانا در نیمۀ دهۀ 1920 که اتفاقا هر دو هم بیست و اندی سال بیشتر سن نداشتند. این گفتگو را کسی برایم گفته که شخصا شاهدش بوده است.

 

مایورانا: دانشمندانی هستند که هر پانصد سال یک­بار "می­آیند"، مثل ارشمیدس و نیوتن. دانشمندانی هم هستند که در هر قرن یکی دو بار می­آیند، مثل اینشتین و بور.

 

فرمی: پس من چند سال به چند سال می­آیم، مایورانا؟

 

مایورانا: عاقل باش، انریکو! من در بارۀ خودمان که نمی­گویم. در بارۀ انیستین و بور می­گویم.

 

خب، من هم چون کاملا در باره دانشمندانی از زمره انیشتین، نیلز بور و انریکو فرمی   صحبت می­کنم، باید "عاقل" باشم. یک مطلب دیگر، دایره فهم من از علوم طبیعی بسیار محدود  است. بنابراین وقتی راجع به چنین موضوع فراگیری حرف می­زنم، دست و پایم بسته است. اما  به هر حال دست و پایم را می­زنم.

 

در بحث راجع به انگیزه­هایی که آدمی را به تعقیب هدف­های علم وا می­دارد هیچ نمونه­ای بهتر از  یوهانس کپلر نیست. زیرا کپلر در چهارراه بزرگی ایستاده بود که در آن علم  جزمیات را از اندام خود می­شست و راه را برای نیوتن آماده می­کرد. کپلر پرسش­هایی کرد که قبل از او هیچ کس حتی  کوپرنیک نیز نکرده بود. قوانین کپلر با مفروضات قبلی در باره مدار سیارات تفاوت کیفی دارد.

 

اعلام این­که مدار سیارات "بیضوی" است ،به اصلاحاتی که پیشینیان کپلر به دنبال آن بودند، هیچ شباهتی نداشت. کپلر در تحلیل حرکت سیارات دل مشغول مسائل هندسی نبود، بر عکس سر گرم مسائلی بود چون: منشاء حرکت سیارات چیست؟ حالا که طبق طرح کوپرنیکی خورشید در مرکز منظومه  شمسی   قرار دارد نباید این واقعیت را در حرکت و مدار خود سیارات پی گرفت؟ این مسائل از چهارچوب­های شناخته شده هندسی فراتر می­رفت و در عرصه فیزیک جای می­گرفت.

 

برخورد کپلر با مسئله حرکت سیارات، با بر خورد همه پیشینیانش از پایه فرق می­کرد. او با بررسی موشکافانه رصدها، موفق شد قوانینی عام استخراج کند. بررسی­اش طولانی و بسیار وقت­گیر بود. کپلر بیست و چند سال زحمت کشید و پایداری کرد و هیچ­گاه هدف خویش را از نظر دور نداشت. این کار برای او به منزله جست و جوی  جام مقدس بود.

 

قبل از این­که شیوه جست و جوی کپلر را شرح دهم این را هم بگویم که من به هیچ وجه پژوهشگر  رشته نجوم قرون وسطا نیستم. در واقع من بیشتر معلوماتم را از کتاب "خوابگردها" ی آرتور کستلر، پاره­ای مطالعات جنبی و برخی مباحثاتم  با پژوهشگران بسیار صالح­تر از خودم برگرفته­ام. روایت نافذ آرتور کستلر از کپلر شامل نقل قول­های  بسیار از نوشته­های کپلر است و شرحی که من می­دهم، بیشتر بر پایه این نقل قول­هاست.

 

کپلر از همان آغاز دریافت که کلید حرکت سیارات را باید در مطالعه  دقیق مدار مریخ جست، زیرا مدار مریخ بیشتر از مدارهای  دیگر "غیر دایروی" است. همین مدار مریخ بود که کوپرنیک را  شکست داده بود. وانگهی تحلیل رصدهای دقیق تیکوبراهه را می­بایست گام نخست به حساب آورد.

 

به گفته کپلر:

"خموشی پیشه کنیم و به تیکو(براهه) گوش فرا دهیم که سی و پنج سال از عمر خویش را وقف رصد هایش کرد... من فقط به تیکو خدمت خواهم کرد. اوست که نظم و آرایش مدارها را  به من مکشوف خواهد کرد...".

 

"تیکو بهترین رصدها را دارد و از این رو می­توان گفت که مصالح  بنای عمارت نو را در دست دارد.... فقط مریخ است که  ما را به رخنه­گری در رازهای نجوم توانا می­گرداند وگر نه این رازها برای همیشه از ما پنهان می­ماند...".

 

کپلر برای دست­یابی به رصدها ی تیکوبراهه که آن همه مورد نیازش بود به جزئیات و ترفندهای عجیبی متوسل شد. گزافه نیست اگر بگوئیم که  مرتکب سرقت هم شد. خودش چنین می­گوید: "اقرار می­کنم که وقتی تیکو درگذشت فورا از غیبت یا غفلت ورثه او استفاده کردم تا رصد های او را به دست آورم یا حتی غصب کنم...".

 

همچنین توضیح­می­دهد:

"علت این نزاع در بدگمانی و رفتار ناپسند اعضای خانواده تیکو نهفته است، اما طبع سودایی و نیشدار من نیز دخیل بوده است.... رصدها در دست من بود و من از واگذاری آن­ها به ورثه خودداری می­کردم...".

 

کپلر پس از آن­که رصدهای تیکوبراهه را به چنگ آورد همواره از خود می­پرسید: اگر واقعا خورشید مبدأ و منشا حرکت سیارات باشد، این امر در حرکت خود سیارات چگونه متجلی می­شود؟ وی متوجه شده بود که مریخ وقتی به نزدیک­ترین فاصله­اش از خورشید می­رسد قدری سریع­تر از موقعی حرکت می­کند که در دورترین فاصله­اش تا خورشید قرار می­گیرد. یه یاد ارشمیدس افتاد و مساحتی را که بردار شعاعی وصل کننده خورشید به مکان لحظه­ای مریخ در حرکت این سیاره بر مدارش طی می­کرد به دست آورد­. کپلر خودش چنین نوشته است:

 

"چون می­دانستم که بی­نهایت نقطه در مدار و بنابراین بی­نهایت فاصله (تا خورشید) وجود دارد، به ذهنم رسید که مجموع این فاصله­ها در مساحت مدار محصورند، زیرا به یادم آوردم که ارشمیدس نیز به همین طریقه مساحت دایره را به بی­نهایت مثلث تقسیم کرده بود".

 

بدین گونه بود که کپلر در ژوئیه 1603 قانون مساحت­های خود را کشف کرد. این دومین قانون از سه قانون بزرگ او در طبقه­بندی نیوتون بود. رسیدن به اين نتیجه، پنج سال وقت کپلر را گرفت، زیرا قبل از انتشار "موستریوم کوسمو گرافیکوم" (راز کائنات) در سال 1596، در همانندسازی پنچ شکل منظم با شش سیاره شناخته شده روزگار خودش، در جستجوی چنین قانونی بود.

 

قانون مساحت­ها البته تغییر سرعت مدار را نشان می­داد. اما شکل مدار را نشان نمی­داد. کپلر یک سال قبل از بیان نهایی قانون مساحت­ها در واقع دایروی بودن مدار سیارات را باطل دانسته بود. در اکتبر سال 1603 نوشته بود: "نتیجه بسیار ساده است، نتیجه این است که مسیر سیاره در دو طرف رو به درون انحنا می­یابد. این منحنی بیضی نام  دارد. مدار سیاره دایره نیست، بلکه شکل بیضوی دارد".

 

کپلر بعد از آن­که نتیجه گرفت مدار مریخ "بیضوی" است، سه سال دیگر وقت صرف کرد تا قطعا بگوید که مدار سیارات بیضوی است. بعد از آن نوشت: "چرا پرده­پوشی کنم؟ حقیقت طبیعت که طردش کرده و رانده بودم، دزدانه و با جامه مبدل از در عقب دوباره وارد شد تا قبولش کنم. به عبارت دیگر، معادله اصلی را کنار گذاشتم و به سراغ بیضی­ها برگشتم، به این تصور که این فرضیه دیگری است. حال آن­که همان­طور که در فصل بعد نشان خواهم داد هر دو یکی هستند... تا سر حد جنون اندیشیدم و به جستجوی علتی رفتم که بدانم چرا سیاره مدار بیضوی را ترجیح می­دهد (بر مدار من)... آه که چه مرغ ابلهی بودم!".

 

سرانجام در سال 1608 کتاب جاودانه کپلر به نام "آسترونومیانووا" (اخترشناسی جدید) منتشر شد. آرتورکستلر می­گوید: "این چاپ در قطع بزرگ و نفیس بیرون آمد و امروزه فقط چند نسخه­ای ازآن باقی است. امپراتور (رودولف) تمام نسخه­ها را جزء اموال خود اعلام کرد و کپلر را از فروش یا اهدای هر نسخه­ای بدون اطلاع قبلی و اجازه او منع کرد. اما کپلر که دستمزدش عقب افتاده بود خود را مجاز می­دانست که به میل خود عمل کند و در نتیجه تمام نسخه­ها را به چاپ کنندگان فروخت".

 

ده سال دیگر هم گذشت تا کپلر قانون سوم خود را نیز کشف کرد، مربع نسبت زمان حرکت انتقالی هر دو سیاره­ای برابر است با مکعب نسبت فاصله متوسط آن­ها از خورشید. این قانون در کتاب "آرمونیکه موندی" (هماهنگی جهان) که در سال 1618 منتشر شد، آمده است.

 

کپلر کشف خود را چنین شرح می دهد: "اگر تاریخ دقیقش را بخواهید، در 8 مارس این سال یعنی 1618 بود که (حل مساله) به ذهنم رسید. اما دستم نحس بود و هنگامی که با محاسباتم امتحان کردم آن را نادرست یافتم و رد کردم. سر انجام همین راه حل بار دیگر در پانزدهم مارس به ذهنم رسید و با یورشی دیگر بر تاریکی فکرم چیره شد. این بار با دانسته­هایی که طی هفده سال کار پر زحمت با رصدهای تیکو به دست آورده بودم چنان مطابقتی داشت که در ابتدا فکر کردم خواب می بینم". به این ترتیب، کپلر در جستجوی طولانی و پر عذاب خود برای رسیدن به جام مقدس به پایان راه رسید.

 

کپلر در کتاب اول خود راز کائنات، نوشت: "آه! کاش زنده بمانیم و روزی برسد که ببینیم هر دو دسته شکل با هم مطابقت دارند". بیست سال بعد که قانون سوم خود را کشف کرده بود و به ندای آغازینش پاسخی شایسته گرفته بود، در حاشیه­ای بر مطلب آرزومندانۀ فوق در تجدید چاپ کتاب راز کائنات، چنین نوشت: "بعد از گذشت 22 سال، زنده ماندیم و به این روز رسیدیم و از آن خرسند شدیم. دست کم، من خرسندم. مطمئنم که بسیار کسان دیگر نیز در شادی من شریک اند!"

 

ماکس برود نویسندۀ چک که به پاس انتشار آثار بزرگ فرانتس کافکا معروفیت پیدا کرده است، در رمانی به نام "رستگاری تیکو براهه"، شخصیت­های تیکو براهه و کپلر را در تقابل با یکدیگر به تصویر می­کشد. البته رمان ماکس برود دقت تاریخی چندانی ندارد، اما در این کتاب دریافت تخیلی تیکو در مورد کپلر در واقع نوعی آرمانی سازی هنری از چهرۀ دانشمندی چون کپلر به شمار می آید: "دیگر این کپلر بود که با احساسی هیبت آمیز به او (تیکو) الهام می­داد. در کارهایش چنان متانتی داشت و طعنۀ بدخواهان را چنان نشنیده می­گرفت که از نظر تیکو تقریبا فوق انسانی می­نمود. در آرامش و بی­احساسی­اش ویژگی نامفهومی به چشم می­خورد، درست به مانند نسیمی برخاسته از یخسارهای دور دست...".

 

آیا این آرامش و عدم احساسی را که ماکس برود به کپلر خیالی خود منتسب می­کند در هیچ دانشمند فعال دیگری می­توان سراغ کرد؟ عجالتا بگویم که ماکس برود وقتی رستگاری براهه را می­نوشت جزء گروه کوچکی در پراگ بود که اینشتین و فرانتس کافکا نیز عضوش بودند. بی­جهت نیست که می­گویند والتر نرنست به اینشتین گفته بود: "این کپلر کسی نیست جز تو".

 

همان­طور که گفتم، چشم­گیرترین جنبۀ علم جویی کپلر ثبات او در راهی بود که در پیش گرفته بود. شخصیت کپلر "شخصیتی فراتر در میان بی­همتایان بود". اما ببینیم که سرمشق گرفتن از کپلر برای افراد با ثبات دیگر نیز حتما کامیابی به بار می­آورد؟ دو نمونه می­آورم.

 

نخست مایکلسون. دل­مشغولی اصلی مایکلسون در سراسر عمرش اندازه­گیری هر چه دقیق­تر سرعت نور بود. روی آوردنش به این کار نیز تصادفی بود. فرمانده آکادمی دریایی آمریکا از او (که در آن موقع از مربیان آکادمی بود) خواسته بود تا نمونه­هایی درسی در بارۀ تصحیحات فوکو بر اندازه­گیری سرعت نور تهیه کند. این قضیه به سال   1878 مربوط می شود. همین باعث شد تا مایکلسون در سال 1880 اولین اندازه­گیری سرعت نور را انجام دهد.

 

پنجاه سال بعد، مایکلسون در هفتم مه 1931، یعنی دو روز پیش از مرگش، نخستین جمله­های مقاله­ای را املاء کرد که پس از مرگش منتشر شد و نتایج آخرین اندازه­گیری­های او را ارائه کرد. تلاش پیگیرانۀ مایکلسون به تکمیل معلومات ما در بارۀ سرعت نور کمک کرد و دقت این اندازه گیری را ار 1 در 3000 به 1 در 30000 رساند، یعنی ده برابر کرد. اما در سال 1973، دقت اندازه­گیری سرعت نور تا 1 در 10 افزایش یافت و هر گونه اندازه­گیری بعدی را منتفی کرد. آیا تلاش 50 سالۀ مایکلسون عبث بود؟

 

از این­که بگذریم، باید بگوییم که مایکلسون در دورۀ طولانی فعالیت خود به علت علاقۀ خاصی که به "امواج نوری و مصارف آن" داشت، کشف­های بزرگی نیز کرد. مثلا تکمیلات او در تداخل­سنجی برای نخستین بار به تعیین مستقیم قطر ستارگان انجامید که واقعا خیره کننده بود. وانگهی، چه کسی است که نام آزمایش مایکلسون مورلی را نشنیده باشد؟ این آزمایش از طریق فرمول­بندی اینشتین در نظریه نسبیت خاص و عام بر ادراک ما از اهمیت فضا و زمان تاثیر گذاشت. جالب است که مایکلسون خودش از پیامد آزمایشش خشنود نبود. حتی می­گویند که وقتی اینشتین در آوریل 1931 به دیدن مایکلسون رفت، خانم مایکلسون به اینشتین هشدار داد که "لطف کنید و نگذارید کار اتر را شروع کنند".

 

نمونۀ دوم آرتور ادینگتون است که 16 سال آخر از عمرش را صرف تدوین نظریه بنیادی­ خود کرد. وی یک سال قبل از مرگش در بارۀ تلاش پر زحمت خود گفت: "طی این شانزده سال، در بارۀ  درستی نظریه­ام لحظه­ای شک نکرده­ام". اما کوشش­های ادینگتون اثری بر تحولات بعدی نگذاشت. پس علم جویی با هدفی و مقصدی یگانه عاقلانه است؟

 

کپلر عالی­ترین نمونۀ تلاش علمی در راه کشف­های عظیم و بنیادی است، اما در مواردی نیز ظاهرا خود به خود اندیشه­های بزرگی برخاسته اند. مثلا دیراک نوشته است که کارش در مورد کروشه­های پواسون و معادلۀ موج نسبیتی­اش در مورد الکترون، نتیجۀ اندیشه­هایی بوده...، همین طوری آمده­اند. درست نمی­توانم بگویم چگونه به فکرم رسید. حس می­کنم که این نوع کار بیشتر به "موفقیت ناحق" شبیه است.

 

یادآوری دیراک در این باره که اندیشه­هایش در زمینۀ کار روی کروشه­های پواسون و معادلۀ نسبیتی الکترون “همین طوری” به ذهنش رسیدند، نمونه منحصر به فرد به حساب نمی­آید. کسانی که به کشف­های بزرگ نایل شده­اند مواردی را که موفق به کشف شده­اند، به یاد دارند و عزیز می­شمرند. مثلا اینشتین نوشته است که: "در سال 1907 موقعی که داشتم روی مقالۀ مفصلی در بارۀ نظریۀ نسبیت خاص کار می­کردم... فرخنده­ترین اندیشۀ زندگی­ام به ذهنم رسید... این­که از نظر ناظری که آزادانه از سقف خانه­ای سقوط می­کند هیچ میدان گرانشی (دست کم در محیط مجاورش) وجود ندارد".

 

البته این "اندیشه فرخنده" بعدا در اصل هم­ارزی انیشتین که پایه نظریه نسبیت عام او به شمار می­رود بر تارک همه اندیشه­ها جای گرفت. فرمی نیز یادآوری مشابهی می­کند. یک بار از فرمی پرسیدم که روانشناسی اختراع در قلمرو فیزیک چیست؟ فرمی با یادآوری کشف اثر نوترون­های آهسته بر رادیو اکتیویته القا شده به من پاسخ داد.

عین پاسخ فرمی را با هم می­خوانیم: "به تو می­گویم که چگونه کشفی کردم که مهم­ترین کشف زندگیم بود. ما سخت سرگرم کار روی رادیو اکتیویته نوترون القا شده بودیم. اما نتایجی که به دست می­آوردیم بی­معنی می­نمود. یک روز که به آزمایشگاه می­رفتم به فکرم رسید که قطعه­ای سرب در مقابل نوترون­های فرود آینده قرار بدهم و اثرش را امتحان کنم. بر خلاف معمول زحمت بسیار کشیدم تا قطعه سرب دقیقا پرداخته شد. اما از چیزی ناراضی بودم. هزار عذر و بهانه آوردم تا قطعه سرب را در محلش نگذارم. دست آخر که با اکراه سرب را در جایش گذاشتم به خودم گفتم: "نه نمی­خواهم این سرب اینجا باشد. من به یک قطعه پارافین احتیاج دارم". همین طوری و بدون فکر قبلی یا هر گونه تعلق قبلی به ذهنم رسید. فورا یک تکه پارافین برداشتم و در آنحا گذاشتم که می­خواستم سرب بگذارم".

 

شاید تکان­دهنده­تر از همه، گفته هایزنبرگ در باره لحظه­ای باشد که یک باره قوانین  مکانیک کوآنتومی در کانون ذهنش متمرکز شد. هایزنبرگ نوشته است: "یک شب به مرحله­ای از کار رسیدم که آماده  بودم تک تک جملات جدول انرژی را که امروز ماتریس انرژی می­نامیم، با آنچه امروز مجموعه بسیار عجیبی از محاسبات به شمار می­آید، تعیین کنم. وقتی اولین جملات با اصل انرژی مطابقت نشان داد تا حدی هیجان زده شدم و اشتباهات بسیار در حساب مرتکب شدم. در نتیجه تا ساعت 3 طول کشید تا نتیجه نهایی محاسباتم آماده شود. اصل انرژی تمام جملات را در بر گرفته بود و من دیگر در باره سازگاری و انسجام ریاضی آن نوع مکانیک کوانتومی که محاسباتم  نشان می­داد ذره­ای تردید نداشتم. در ابتدا سخت گوش به  زنگ شدم. احساس می­کردم که از ورای سطح پدیده اتمی به قلمرو درونی فوق­العاده زیبایی نگاه می­کنم و از این­که دیگر می­بایست این همه ساخت­های ریاضی را که طبیعت با گشاده دستی تمام در برابرم گشوده بود اشکار سازی کنم، تا حدودی خود را سر در گم و حیرت زده یافتم. هیجان زدگی­ام چنان بود که نمی­توانستم بخوابم. همان موقع که روز جدیدی می­دمید به دماغه جنوبی جزیره رفتم که مدت­ها بود می­خواستم از صخره پیش رفته در دریایش صعود کنم. این بار بدون زحمت زیاد موفق شدم و آن گاه بر فراز صخره منتظر بر آمدن خورشید ماندم".

 

وجد و شور هایزنبرگ در آن لحظه با شکوه را همه ما احساس می­کنیم. همه ما از دشواری­ها و تناقض­هایی که در نظریه کوانتومی "قدیمی" بور- زومرفلد قد برافراشته بود کم و بیش اطلاع داریم. از سرگیجگی هایزنبرگ در باره این دشواری­ها و تناقض­ها و بحث­هایش با زومرفلد، بور و پالی نیز چیزهایی می­دانیم. وی در آن موقع مقاله مشترک خود با کرامرز را در باره نظریه پاشندگی منتشر کرده بود، نظریه­ای که از جهات بسیار پیش درآمد تحولات بعدی بود. در برابر شرح هایزنبرگ در باره اندیشه­هایش پیرامون نظریه ذرات بنیادی که حدو سی سال بعد (یعنی پس از ناگواری­های زمان جنگ و تلخ کامی­ها و اضطراب­های پس از آن) تدوین کرد واکنش ما چیست؟

 

خانم هایزنبرگ در کتابی که راجع به شوهرش نوشته است می­گوید: "در یک شب مهتابی که با هم در دامنه­های کوه قدم می­زدیم او شیفته تصوراتش شد و سعی کرد جدیدترین کشف خود را برای من توضیح دهد. از معجزه تقارن به عنوان مدل اصیل آفرینش، از هماهنگی و از زیبایی سادگی و حقیقت درونش صحبت کرد" و از یکی از نامه­های هایزنبرگ به خواهر زنش در آن زمان چنین نقل می­کند: "در واقع این چند هفته برای من سرشار از هیجان بود. این­که بر من چه گذشت شاید با این قیاس بتوانم نشان دهم که طی پنج سال گذشته با تقلای فراوان به بالاترین قله ناشناخته نظریه اتمی صعود کردم. حالا که قله درست در برابر من است تمامی پهن­دشت روابط هم­تافته نظریه اتمی یک­باره و آشکار در برابر دیدگانم گسترده شده است. این روابط هم­تافته با تمامی انتزاعات ریاضی، چنان سادگی و صراحتی دارند که گویی عطیه­ای هستند که باید خاضعانه بپذیریم. حتی افلاطون هم فکرش را نمی­کرد که این قدر زیبا باشند. این روابط هم­تافته را نمی­توان اختراع کرد، از آغاز آفرینش جهان در جای خود بوده­اند".

 

تشابه چشمگیر زبان عبارات هایزنبرگ در این نوشته و در نوشته سی سال بعدش در مورد کشف قواعد اساسی مکانیک کوانتومی، کاملا جلب نظر می­کند. اما آیا در دیدگاه دوم او نیز به همان نحو اشتراک داریم؟ در مورد اول، اندیشه­هایش فورا مقبولیت یافتند. در صورتی که اندیشه­های هایزنبرگ در بارۀ فیزیک ذرات را حتی دوست و منتقد همیشگی­اش پاولی نیز نفی و رد کرد.

 

حال ببینم خانم هایزنبرگ در اواخر زندگی­نامه شوهرش چه نوشته است. "یک وقت با قاطعیت خنده­آوری گفت:... ، "بخت کاملا یارم بود که وقتی خدای مهربان سرگرم کار بود از پشت شانه­هایش همه چیز رادیدم!" به او نشاط بسیار داد و او توانست با دشمنی­ها و سوء تفاهم­هایی که مکررا پیش می آمد با متانت روبرو شود و از کوره در نرود".

 

اثر کشف­های بزرگ بر کاشفان بزرگ جنبه دیگری نیز دارد که در زندگی­نامۀ هیدکی یوکاوا به قلم خود او به نام “مسافر” آمده است. یوکاوا این کتاب را موقعی نوشت که سنش از پنچاه سال گذشته بود. انتظار می­رود که زندگی­نامه­ای به نام مسافر به قلم کسی که زندگی­اش دست کم از دید ناظر خارجی غنی و پر ثمر بوده است، شرح سراسر زندگی­اش باشد. اما شرح یوکاوا از “سفرها”یش با انتشار مقاله سال 1934 او در باره کشف بزرگش با چنین لحنی به پایان می­رسد: "بیش از این نمی­نویسم، زیرا نسبت به آن روزهایی که خستگی ناپذیر مطالعه می­کردم احساس غربت می­کنم. از طرفی وقتی می­بینم که چگونه به مسائلی غیر از مطالعه اشتغال یافته­ام اندوهگین می­شوم".

 

همۀ ما ضمن این­که در شادمانی کشف­های مردان بزرگ سهیم هستیم، از این­که آن همه چهرۀ ناشناخته­تر و بد اقبال­تر چه چیزی را عزیز می­شمرند و به یاد می­آورند سرگشته و حیران می­شویم. آیا محکوم­اند در انتظار بمانند، یا خود را به این فکر دلخوش کنند که "ایستادگان و منتظران نیز خدمت می کنند؟"

 

قبلا از تلاش­های انفرادی ادینگتون در جستجوی نظریه بنیادی­اش ذکری کردم. ادینگتون به رغم اطمینان کاملش به درستی این نظریه، بی­شک از این­که همروزگارانش کار او را نادیده می­گرفتند، سخت اندوهگین بود. این اندوه را در نامه­ای که چند ماه پیش از مرگ به دینگل نوشته می­توان دید: "مدام تلاش می­کنم که دریابم که چرا دیگران این روش را گنگ و مبهم می­بینند. اما یادآوری می­کنم که حتی اینشتین را هم مهم می­دانستند و هزاران نفر را لازم می­دانستند تا حرف او را توضیح دهند. واقعا نمی­توانم باور کنم که میزان ابهام من از دیراک بیشتر باشد. اما در مورد اینشتین و دیراک، مردم فکر می­کردند که شکافتن ابهامات ارزش دارد. اعتقاد دارم که وقتی دست به کار شوند آن گاه حرف مرا هم خواهند فهمید، آن گاه توضیح ادینگتون مُد می­شود".

 

عدم قبول معاصران گاه پیامدهای تراژیک دارد، آن هم موقعی که این عدم قبول با انتقادهای تند و خشن در آمیزد. مثلا لودیک بولتسمان در اثر شدت حمله اوستوالد ماخ  علیه نظراتش سخت افسرده حال شد و سر انجام خود کشی کرد و به قول نوه­اش، فلام، "شهید اندیشه­هایش شد". گئورک کانتور، واضع نظریۀ مدرن مجموعه­های نقاط و مرتبه­های بی­نهایت، به علت کینه­توزی و عدوات استادش لئوپولد کرونکر نسبت به خود او و اندیشه­هایش، عقل خود را از دست داد و سال­های طولانی را پیش از مرگ در آسایشگاه روانی می­گذراند.

 

موردی که بسیار متفاوت­تر از این مورد است، به راذرفورد مربوط می­شود. به سابقه راذرفورد نگا ه کنیم. در سال 1897 تابش­های رادیو اکتیو را به ذرات آلفا، پرتوهای بتا و پرتوهای گاما تجزیه کرد، که نام­گذاری خود او بود. در سال 1902 قوانین فروپاشی رادیو اکتیو را فرموله کرد. این نخستین بار بود که قانون فیزیکی بر حسب احتمال و نه بر حسب قطعیت فرموله می­شد. بدین­گونه راذرفورد از پیشگامان تعبیر احتمالاتی مکانیک کوآنتومی بود که 25 سال بعد عمومیت یافت.

 

در 1905-1907 با همکاری سودی قوانین جا به جایی رادیو اکتیو را فرموله کرد و ذره آلفا را هسته اتم هلیوم دانست و همراه بولتوود تعیین سن سنگ­ها و کانی­ها را با استفاده از رادیو اکتیویتۀ آن­ها ابداع کرد. در 1909 – 1910 آزمایش­های کایگر و مارسون، کشف پراکندگی بزرگ زاویه پرتوهای آلفا و فرمول­بندی راذرفورد از قانون او در باره پراکندگی و مدل هسته­ای اتم صورت گرفت. سپس در سال 1917 راذرفورد نخستين تبدیل آزمایشگاهی اتم­ها را انجام داد و با بمباران پرتو آلفا، نیتروژن 12 را به اکسیژن 17 و یِک پروتون تبدیل کرد.

 

در دهه 1920 به آشکار سازی رابطه بین پرتو آلفا و طیف پرتو گاما پرداخت و سال 1932 (آنوس میرابیلیس- سال پرشکوفه - به گفتۀ ر.ه. فاولر) شاهد کشف فروپاشی مصنوعی لیتیوم به دو ذرۀ آلفا به دست کاکرافت و والتن، پوزیترون­های آبشارهای پرتو کیهانی به دست بلکت و نوترون به دست چدویک بود. همه این­ها در آزمایشگاه کاوندیش زیر نظر راذرفورد صورت گرفت. یک سال بعد، راذرفورد ضمن همکاری با آلیفنت، ئیدروزن 3 و هلیوم 3 را کشف کرد. می­بینیم که رکورد راذرفورد در سدۀ حاضر بی­سابقه است.

 

نظر راذر فورد درباره کشف­هایش را در پاسخی که در لحظه یکی از کشف­های بزرگ به یک پرسشگر داد می­توان یافت. "راذر فورد، شما همواره در ستیغ موج ایستاده­اید". راذرفورد جواب می­دهد: "موج را خودم بر انگیختم، مگر نه". از دید تفوق­طلبانه راذرفورد، هر چه او گفت درست می­نماید، حتی این گفته­اش که "نمی­گذارم بچه­های من وقت تلف کنند"، در پاسخ به این­که از او خواسته بودند شاگردانش را به مطالعۀ نسبیت تشویق کند.

 

اگر به وجود جنگاوران خوشبخت باور کنیم، راذرفورد یکی از آنان بود. تا اینجا جنبه­هایی از علم جویی را با گوشه­هایی از زندگی بعضی از دانشمندان بزرگ نشان داده­ام. حال به مسائل کلی­تری می­پردازم.

 

نمونه­ای می­آورم. می­گویند که وقتی در اواخر عمرش از مایکلسون پرسیدند که چرا این همه وقت صرف اندازه­گیری سرعت نور کرده است، پاسخ داد: "خیلی کیف داشت". البته "کیف کردن" در علم جویی جای خود را دارد، اما لفظ "کیف کردن" نوعی عدم جدیت به ذهن شنونده متداعی می­کند و حتی در بعضی از فرهنگ­های معتبر به معنی "شوخی و لودگی" آمده است. ما مطمئنیم که مایکلسون وقتی مشغله اصلی زندگی­اش را "کیف کردن خوانده، چنین منظوری نداشته است. پس منظور از کیف کردن مایکلسون چه بود؟ به طور کلی، نقش خرسندی و رضایت چیست؟

 

غالبا در مورد تلاش­های علمی لفظ "خرسندی" و "رضایت" را به کار می­برند، اما ناکامی و اضطراب و نومیدی نیز دست کم به همین اندازه در تجربه علمی نقش دارند. بی­تردید، غلبه بر دشواری­ها در رضایت و کامیابی نهایی دانشمند اهمیت دارد. اما آیا ناکامی جنبه­ای صرفا منفی در علم جویی به شمارمی رود؟ دیراک در توصیف پیشرفت­های پرشتاب فیزیک در پی برنامه­ریزی اصول مکانیک کوانتومی در نیمه و اواخر ده 1920، نظری داده است که ذکر آن در اینجا بی­مناسبت نسیت.

 

"توصیف مناسب این است که به بازی بسیار جالبی می­مانست. وقتی یکی از مسایل کوچک را حل می­کردید، می توانستید مقاله­ای در بارۀ آن بنویسید. در آن روزها برای هر فیزیک­دان درجه دوم نیز آسان بود که کار درجه اول بکند. دیگر چنین دوره پرافتخاری تکرار نشده است".

 

در همین زمینه به ارزیابی جوزف جان تامسون در باره لرد رالی در خطابیه یادبودش در کلیسای وست مینسر توجه کنید: "جذابیت بعضی از دانشمندان بزرگ در این است که نخستین حرف را در باره موضوعی زده­اند، اندشه­های تازه­ای آورده­اند که پر ثمر از کار در آمده­اند. جذابیت عده­ای دیگر در این است که آخرین حرف را در باره موضوع زده­اند و به آن موضوع وضوح و سازگاری منطقی بخشیده­اند. به نظر من، لرد رالی از لحاظ منش و خلق و خوی در زمرۀ گروه دوم است".

 

این ارزیابی تامسون در بارۀ رالی را عده­ای دو پهلو دانستند. اما این نتیجه را هم نمی­توان گرفت که رالی بنا بر طبع و خوی خود  تصمیم گرفت به مقابلۀ مسائل دشوار برود و به آن نوع بازی رضایت نداد که دیراک در توصیف "دورۀ پر افتخار فیزیک به عنوان دوره­ای که برای هر فیزیک­دان درجۀ دوم آسان بود که کار درجه اول کند"، می­گوید.

 

این پرسش آخر در بارۀ طبع و خوی رالی، پرسش دیگری به دنبال دارد: پس از آن­که دانشمندی به پختگی رسید، معیارهایش برای ادامۀ علم جویی کدامند؟ این معیارها چه مقدار شخصی اند؟ و معیارهای زیبایی شناسانه­ای چون ادراک نظم و الگو، قالب و مضمون، تا چه حد مناسبت دارند؟ آیا این گونه معیارهای شخصی منحصر به فردند؟ آیا احساس تعهد و مسؤًلیت هم نقشی دارد؟ منظورم از تعهد، تعهد نسبت به شاگردان، تعهد نسبت به همکاران و تعهد نسبت به جامعه نیست. بیشتر منظورم تعهد به خود علم است. حال باید دید مضمون تعهد در علم جویی به خاطر علم چیست؟

 

در پایان به جنبۀ دیگری نیز اشاره کنم. هارلود هاردی کتاب دفاعیۀ یک ریاضی­دان را با این جملات روشنگر به پایان می برد. "در زندگی من یا هر کس دیگری که ریاضی­دانی همچون من بوده است، مسئله این است: من چیزی به دانش افزوده­ام و به دیگران کمک کرده­ام که ایشان نیز چیزی بیفزایند و این چیزها ارزشی دارد که با آفریدۀ ریاضی­دانان بزرگ، که نوعی یاد بود از خود به جا گذاشته­اند،فقط از نظر درجه (و نه از نظر نوع) با هم تفاوت دارند".

 

سخن هاردی در مورد ریاضی­دانان است، اما در مورد تمام دانشمندان مصداق دارد. به ویژه توجه­تان را جلب می­کنم به اشارۀ هاردی به اشتیاق هر کس در مورد به جا گذاشتن نوعی یاد بود و چیزی که آیندگان در موردش قضاوت می­کنند. حال باید پرسید قضاوت آیندگان (که کسی خبر ندارد) تا چه حد انگیزۀ هوشیارانه­ای در علم جویی به شمار می­رود؟

 

علم جویی را غالبا با کوهنوردی مقایسه کرده­اند. اما چه کسی در میان ما حتی در دل­خویش امید دارد که اورست را در نوردد و هنگامی که آسمان ابی و هوا آرام است به قله­اش برسد و در آرامش هوا سراسر رشته کوه هیمالیا را در سفیدی خیره کننده برف­هایی که تا بی­نهایت گسترده­اند، ببیند؟ به همین گونه، هیچ کدام از ما نمی­تواند به منظره­ای این چنین از طبیعت و عالم پیرامون امید ببندد. ایستادن در دره پایین و انتظار بر آمدن خورشید از فراز قله کشیدن، اصلا بی­ارزش و کم مقدار نیست.

 

منبع: آرشيو دوره­های قديمی مجله دانشمند به مدير مسئولی و سردبيری علی ميرزايی