دید کلی

هیچ چیز به اندازه ثروت پایان ناپذیر طبیعت غنی نیست. طبیعت فقط سطوح ظاهری خویش را به ما می‌نمایاند، حال آنکه خیلی ژرفا دارد. دانش ، بیشتر یک شیوه اندیشیدن است تا مخزنی معلومات ، هدف دانش کشف چگونگی کارکرد جهان ، جستجوی نظمهای ممکن و شناخت روابط میان چیزها و نفوذ در آنهاست. چیزهایی که از اجزا درون هسته تا همه موجودات زنده ، جامعه‌های انسانی و نیز کل کیهان را در بر می‌گیرند.

احساس شهودی ما هرگز راهنمای مطمئنی نیست، پیش داوری و تربیت ، یا فقط محدودیت اندامهای حسی (که البته مستقیما جزء کوچکی را پدیده‌های جهان را دریافت می‌کنند) ممکن است ادراکهای حسی ما را به انحراف بکشانند. تا پیش از زمان گالیله ، حتی به پرسش سر راستی نظر اینکه: یک کیلو سرب در صورت فقدان اصطکاک سریعتر از یک گرم کرک سقوط می‌کند، چه ارسطو و چه هر کس دیگر پاسخ نادرستی داده بودند.






به علاوه ، شگرد اصلی دانش ، تفرج واقعی در مورد هر چیز است: شکل ابرها و گهگاه لبه‌های تیز آنها در ارتفاعی واحد ، چگونگی تشکیل قطره‌ای شبنم بر روی برگ ، ریشه یک نام یا یک واژه ، دلیل رسوم و آئینهای اجتماعی نظیر رام بودن زنان با محارم ، علت سوختن کاغذ زیر ذره بین در آفتاب ، اینکه چرا عصا چنین شکلی دارد، چرا گمان می‌کنیم هنگام راه رفتن ماه به دنبال ما حرکت بکند، چرا نمی‌توانیم چاهی تا مرکز زمین حفر کنیم، در زمین کروی ما تعریف "پایین" چه معنایی دارد، چگونه تن ما خوراک دیروز را به رگ و پی ماهیچه امروز تبدیل می‌کند، منظورمان از "بالا" یعنی چقدر فاصله ، آیا کیهان تا جاودان پیش می‌رود، و در غیر این صورت ، آیا این پرسش که در آنسوی کائنات چه چیزی قرار گرفته معنای دارد یا نه ، همگی موضوعهای تفکر را تشکیل می دهند.

میزان شناخت

کارل ساگان (Carl Sagan) را یکی از درخشانترین اندیشمندان معاصر می‌دانند. او استاد دانشگاه ، راهبر پروژه‌های فضایی و مدیر تحقیقاتی مؤسسات علمی است. آیزاک آسیموف درباره وی می‌نویسد: "او به هر چه دست می‌زند، به طلا تبدیل می‌شود." مقاله‌ای که می‌خوانید برگردان فصل دوم کتاب مغز بروکا (Brocas Brain) است. از این پرسشها آسان است و برخی دیگر و بویژه پرسش آخر چنان اسرار گونه که حتی امروز پاسخ آنها را کسی نمی‌داند. اینها پرسشهایی درباره طبیعت هستند. هر فرهنگی این پرسشها را به شیوه خود مطرح کرده است. پاسخهای پیشنهادی تقریبا همیشه ماهیت "همین که هست" را دارند و توضیحاتی چدا از تجربه و حتی جدا از مشاهدات مقایسه‌ای نسبتا دقیق ارائه می‌کنند.

اما ذهن علمی ، چنان که گویی وجود جهانهایی دیگر ، اشیائی دیگر و اشیائی دیگر بجز اشیاء موجود نیزر امکان دارد، نقادانه به بررسی جهان می‌پردازد. آنگاه است که ناچار می‌پرسیم چرا آنچه کی بینیم وجود دارد و چیز دیگری بجای آنها وجود ندارد. چرا خورشید و ماه و سایر سیارات کروی هستند، و مثلا هرمی ، مکعبی ، دوازده وجهی یا غیر منتظم نیستند، یا شکلهایی در هم و آشفته ندارند؟ چرا جهان چنین متقارن است؟

اگر زمانی را که فرضیه‌ها معنایی دارند یا با آنچه می‌دانیم مطابقت می‌کنند یا نه ، به آزمایشهایی بیندیشید که بتوانند فرضیه‌های شما را اثبات یا رد کنند، در آنصورت به کار علم پرداخته‌اید. و هر گاه بیشتر به این شیوه تفکر کنید، در آن مهارت بیشتر به این شیوه تفرج کنید، در آن مهارت بهتری خواهید یافت. نفوذ در قلب اشیاء و و پدیده‌ها -حتی به قول والت ویتمن ، در یک چیز کوچک مانندیک برگ علف- نوعی تجزیه شادی بخش است که در میان تمام موجودات کره زمین ، احتمالا فقط انسان قادر به چنین احساسی است. انسان موجود هوشمندی است و استفاده از هوش برایش بسیار لذت بخش است. مغز از این لحاظ مانند یک ماهیچه عمل می‌کند. وقتی آن را بکار بیندازیم و خوب بیندیشیم، احساس خوبی بدست می‌دهد. درک یک مطلب نوعی وجد و نشاط در ما پدید می‌آورد.

شناخت واقعی جهان پیرامون

با این حال تا چه حد می‌توانیم جهان پیرامون خود را واقعا بشناسیم؟ گاه این پرسش از طرف کسانی مطرح می‌شود که امیدوارند پاسخ منفی باشد، زیرا از جهانی که ممکن است هر چیز در آن روزی شناخته شود بیم دارند. گاه از برخی دانشمندان می‌شنویم که با اطمینان اظهار می‌کنند هر چه شناخت داشته باشد بزودی شناخته خواهد شد(یا تا کنون شده است). بدین ترتیب جهانی را برای ما ترسیم می‌کنند که شوق اکتشاف ذهنی در آن پژمرده شده و به جای رخوتی سنگین داده است، یعنی جامعه‌هایی که مردمش کاری جز ... .

بگذارید به این مسئله با دیدی فروتنانه‌تر بنگریم. اینکه آیا می‌توانیم کائنات یا کهکشان ر اه شیری یا یک ستاره یا جهان خود را بشناسیم به کنار ، آیا واقعا بطور کامل و در جزئیات قادر به شناختن یک دانه نمک هستیم؟ یک میکروگرم نمک آشپزخانه را در نظر بگرید، یعنی ذره‌ای را که به زحمت می‌توان به دیدگانی تیز و بدون میکروسکوپ آن را دید. در این دانه نمک حدود 10¹⁶ اتم سدیم و کلر وجود دارد.

این رقم یعنی عدد 1 تا 16 صفر جلوی آن که برابر با 10 میلیون میلیارد اتم است. اگر بخواهیم یک دانه نمک را بشناسیم، حداقل باید وضعیت سه بعدی هر یک از این اتمها را بدانیم (در واقع چیزهای خیلی بیشتری نظیر ماهیت نیروهای مابین اتمها را باید بدانیم، اما فعلا داریم یک محاسبه فروتنانه می‌کنیم). حال آیا این رقم از تعداد چیزهایی که مغز می‌تواند بداند، کمتر است یا بیشتر؟

ماده تاریک

مغز چقدر می‌تواند بداند؟

نرونها یاخته‌های عنصری مدار و کلیدهایی هستند که فعالیتهای الکتریکی و شیمیایی ذهن ما بر عهده آنهاست، و از این نرونها شاید شمار 10¹¹ عدد در مغز وجود دارد. یک نرون معمولی مغز شاید هزار رشته داندریت داشته باشد که آن را به سایر نرونها متصل می‌کند، و اگر چنانکه می‌نماید هر بیت (Bit یا کوچکترین واحد اطلاعات کامپیوتر که یا مدار بسته "1" است و مدار باز "0") اطلاعاتی در مغز به یکی از این اتصالات مربوط باشد، مجموع تعداد چیزهایی قابل شناخت برای مغز بیشتر از 10¹⁴یا صد تریلیون نیست. یا این حال ، این رقم یک درصد تعداد اتمهای موجود در ذره‌ای نمک است.
پس بدین معنا رام شدنی است، و در برابر هر تلاش آدمی با دانشی سرشار ، شگفتانه مقاومت می‌کند. بدین گونه ما می‌توانیم یک دانه نمک ، این ذره کوچک کائنات ، را درک کنیم. اما اجازه دهید کمی عمیقتر به این میکروگرم نمک بنگریم.

از قضا نمک بلوری است که در آن ، بجز عیوبی در ساختمان شبکه بلوری ، وضعیت هر اتم سدیم یا کلر معین شده است، وضعیت هر اتم سدیم یا کلر معین شده است. اگر می‌توانستیم به درون این دنیای بلوری کوچک گام بگذاریم، مشاهده می‌کردیم که ردیفهای اتمها: سدیم ، کلر و دوباره سدیم و کلر ، در بالا و پایین ما ، با آرایشی منظم و تکرار شونده روی هم قرار گرفته‌اند. ممکن است وضع هر اتم یک بلور کاملا خالص نمک شبیه 10 بیت اطلاعاتی باشد.

اگر جهان ، با همان نظم بلور نمک ، دارای قوانین طبیعی حاکم بر رفتار خویش می‌بود، در آن صورت البته قابل شناخت بود. حتی اگر تعداد زیادی از این قوانین و هر یک با پیچیدگی معینی وجود می‌داشت، آدمی می‌توانست همه آنها را درک کند. حتی در صورتی که چنین شناختی فراتر از قابلت حمل اطلاعات مغز بود، می‌توانستیم اطلاعات اضافی را در خارج از جسم خود ، مثلا به صورت کتاب یا در حافظه کامپیوتر نگه داری کنیم و باز جهان را به معنایی بشناسیم.

موجودات انسانی بسیار میل دارند که نمکها و قوانین طبیعی را ببینند. در پی قاعده و نظم بودن ، همان علم است و یگانه راه ممکن برای ادراک این جهان پهناور و پیچیده محسوب می‌شود. موجوداتی که تجاوز روزمره را آشفتگی حوادث بی نظمی می‌یابند که هیچگونه قابل پیش بینی نیست، در معرض نابودی قرار می‌گیرند. جهان به کسانی تعلق دارد که دست کم تا حدی آن را بشناسند.

اینکه طبیعت دارای قوانین و قواعدی است که چگونگی کارکرد جهان را نه تنها از لحاظ کیفی بلکه از جنبه کمی بیان می‌کنند، چیز بسیار عجیبی است. می‌توانستیم جهانی را تصور کنیم که چنین قوانینی نداشته باشد و 10⁸⁰ ذره عنصری آن که جهانی همانند جهان ما می‌سازند با آزادی و لاقیدی مطلقی رفتار کنند. برای درک چنین جهانی نیاز به مغزی به بزرگی خود این جهان داشتیم. گمان نمی‌رود در چنین جهانی امکان وجود حیات و شعور باشد، زیرا وجود مغز و حیات مستلزم وجود حدی از دوام و نظم درونی است. اما اگر در چنین جهانی مبتنی بر تصادف نیز موجود ذاتی بسیار هوشمندتر از ما وجود می‌داشتند، از دانش و شوق و لذت در آن چندان خبری نبود.

ما خوشبختانه در جهانی زندگی می‌کنیم که لااقل بخشهای مهم قابل شناختی دارد. از طریق تجربه عقل سلیم و تکامل تاریخی خود آماده شده‌ایم تا چیزهایی از دنیای روزمره درک کنیم. با این حال ، هنگامی که به عرصه‌های دیگر گام می‌نهیم، عقل سلیم و شهودی عادی ما سخت بی اعتبار می‌شوند. شگفت آن است که هر قدر به سرعت نور نزدیک شویم، جرم ما بی نهایت افزایش می‌یابد، در جهات حرکت بسوی ضخامت صفر کوچک می‌شویم و زمان به حد توقف نزدیک می‌شود.

بسیاری از مردم این امر را احمقانه می‌دانند. بلکه فرآورده تحلیل درخشان آلبرت انیشتین از فضا و زمان است که به نظریه نسبیت خاص شهرت دارد. مهم نیست که این نتایج به نظر ما نامعقول بنماید. ما به سفر با سرعت نور عادت نداریم و بنابراین گواهی عقل سلیم ما در سرعتهای بالا پایش می‌لنگد.
یا یک مولکول منفرد مرکب از دو اتم شبیه به یک هالتر یا دمبل -مثلا مولکولی از نمک- را در نظر بگیرید. چنین مولکولی گرد محوری میان خطی که دو اتم را به هم وصل می‌کند، می‌چرخد.

اما در جهان مکانیک کوانتومی ، یعنی در عرصه جهان بسیار خرد ، حرکت در همه جهات برای مولکول دمبلی ما امکانپذیر نیست. ممکن است مولکولی جهت وضعی افقی داشته باشد یا عمدی ، اما نمی‌تواند در زوایای متعدد بین اینها باشد. بعضی مواضع چرخشی ممنوع هستند، چه چیزی آنها را ممنوع ساخته است؟ قوانین طبیعت. جهان به شیوه‌ای ساخته شده که چرخش را محدود یا کوانتیده می‌سازد. این را نمی‌توانیم مستقیما در زندگی روزانه مان تجربه کنیم، دستها را فقط می‌توان از پهلو کشید یا بسوی آسمان بلند کرد، اما قادر به بسیاری از حالتهای میانه نیستیم.

ما در جهان کوچک و ریز ، در مقیاس 10^-13 سانتیمتر زندگی نمی‌کنیم. در اینجا عقل سلیم شهودی ما کار ساز نیست. آنچه به حساب می‌آید آزمایش است، که در این مورد به مشاهدات طیفهای مولکولی بسیار بیشتر از فروسرخ باید اشاره کرد. این طیفها چرخش مولکولی اندازه پذیر را به نمایش می‌گذارند.

چشم انداز بحث

این نظر که جهان محدودیتهایی بر کردار آدمی اعمال می‌کند، نا امید کننده است. چرا قادر به چرخش میانه‌ای نیستیم؟ چرا نمی‌توانیم سریعتر از نور حرکت کنیم؟ تا جایی که می‌توان گفت، جهان این چنین ساخته شده است. چنین محدودیتهایی فقط احساس حقارت در ما ایجاد نمی‌کند، بلکه جهان را نیز بیشتر قابل شناخت می‌سازد. هر محدودیتی از یکی قوانین طبیعت بر می‌خیزد و به یکی از نظمهای گیتی مربوط می‌شود.

محدودیتهای بیشتر بر تواناییهای ماده و انرژی ، برابر با دانش بیشتر برای آدمی است. اینکه جهان در نهایت به معنایی قابل شناسایی است، نه تنها به تعداد قوانین طبیعی پدیده‌های گوناگون پیرامون ما بستگی دارد، بلکه به پذیرش و قابلیتهای ذهنی ما در درک این قوانین نیز وابسته است. ضابطه بندی نظمهای طبیعت سلامت به چگونگی ساختار مغز انسان مربوط می‌شود، اما در عین حال تا حد زیادی به چگونگی ساختار جهان نیز بستگی دارد.

مباحث مرتبط با عنوان

• آینده جهان
• اسرار کائنات
• اسرار کائنات در قرآن مجید
• جهانهای دور دست
• کاوش کیهان
• کیهان شناسی
• نظریه نسبیت