در جستجوی جهان های موازی – بخش پنجم

بیگ بنگ: شرایط آغازی و ثابت های فیزیکی در چند جهانی رده ی ۱، رده ی ۲ و رده ی ۳ می توانند تغییر کنند، ولی قوانین بنیادی حاکم بر طبیعت دست نخورده می مانند. چرا دست از کار بکشیم؟ چرا نگذاریم خود قوانین تغییر پیدا کنند؟

14358-man-looking-at-earth-from-space-1366x768-fantasy-wallpaper

رده ی ۴: دیگر ساختارهای ریاضی

در مورد جهانی که از قوانین فیزیک کلاسیک، بدون اثرات کوانتومی، پیروی می کند چه می شود گفت؟ در مورد « زمانی » که به جای پیوسته بودن در گام های گسسته همانند درون کامپیوترها قرار داشته باشد، چه می شود گفت؟ در مورد جهانی که تنها یک دوازده وجهی تهی است چه می شود گفت؟ در چند جهانی رده ی ۴ ، همه ی این واقعیت های جایگزین در عمل وجود دارند. همخوانی تنگاتنگ جهان های خیالی و در واقعیت دیده شده، سرنخی است از اینکه شاید یک چنین جهانی فقط خیال پردازی محض نباشد. معادلات و بطور کلی ساختارهای ریاضی مانند اعداد و بردارها و اجسام هندسی چنین جهان هایی را توصیف می کنند.

در سخنرانی مشهور یوجین وینگنر فیزیکدان در سال ۱۹۵۹ استدلال کرد که «سودمندی عظیم ریاضیات در علوم طبیعی سر به راز آلودگی می زند.» در نقطه ی مقابل، ساختارهای ریاضی از حس واقعی غریبی برخور دارند. آنها معیار اصلی وجودی را بر آورده می سازند: هر کسی که آنها را بررسی کند، نتیجه یکسان است. یک قضیه درست است، خواه آن را انسان، کامپیوتر یا دلفینی هوشمند اثبات کرده باشد. تمدن های بیگانه ی اندیشه ورز همان ساختارهای ریاضی را به دست می آورند که ما داریم. در نتیجه، ریاضیدانان معمولا می گویند که آنان ساختارهای ریاضی را کشف می کنند، نه این که آنها را بیافرینند.

دو پارادایم دفاع ناپذیر ولی به شدت مخالف برای درک همخوانی بین ریاضیات و فیزیک وجود دارد، که شاید پیشینه ی این دو به دوران افلاطون و ارسطو باز می گردد. بنا به پارادایم ارسطویی، واقعیت فیزیکی بنیادی است و زبان ریاضیات تنها تقریبی سودمند است. بنا به پارادایم افلاطونی، ساختار ریاضی واقعیتی است درست و بینندگان آن را ناکامل دریافت می کنند. به عبارت دیگر، ناسازگاری بین این دو پارادایم بر سر این است که کدام پایه ای تر است، چشم انداز قورباغه ای بیننده یا چشم انداز پرنده ای بر طبق قواینن فیزیک؟ ( رجوع شود به قسمت پیشین) پارادایم ارسطویی چشم انداز قورباغه را بر می گزیند و پارادایم افلاطونی چشم انداز پرنده را.

در کودکی، مدتها پیش از اینکه چیزی از ریاضیات به گوشمان خورده باشد، همگی با پارادایم ارسطویی آشنا شده ایم، دیدگاه افلاطونی سلیقه ای و اکتسابی است. فیزیکدانان نظری مدرن به افلاطون گرایی گرایش دارند، با این دید که چون جهان ذاتی ریاضی وار دارد، ریاضیات می تواند جهان را به این خوبی توصیف کند. بنابراین همه ی فیزیک دست آخر یک مسئله ی ریاضی است: ریاضیدانی با هوشمندی و منابع نامحدود، در اصل می تواند دیدگاه قورباغه را محاسبه کند – یعنی حساب کند که جهان دارای چه بینندگان خود آگاهی است، آنان چه دریافت می کنند و برای توصیف دریافت هابشان در بین خود چه زبان هایی را اختراع می کنند.

physics-cosmologyبعنوان مثال جهانی را در نظر بگیرید ساخته شده از ذراتی نقطه مانند که در فضایی سه بعدی این سو و آن سو می رود. در فصا – زمان چهار بعدی- چشم انداز پرنده- مسیرهای این ذرات شبیه توده ی اسپاگتی است. اگر قورباغه ذره ای را ببیند که دارد با سرعتی ثابت پیش می رود، پرنده رشته ای صاف از اسپاگتی نپخته را می بیند. برای قورباغه، این جهان با قوانین حرکت و گرانش نیوتنی توصیف می شود، اما برای پرنده، هندسه و ساختار ِ ریاضی آن قابل توصیف است. اما جهان ما به مراتب پیچیده تر از این مثال است و دانشمندان هنوز نمی دانند چه ساختار ریاضیاتی با آن متناظر است. پارادایم افلاطونی این پرسش را پیش می کشد که چرا جهان به این شیوه حال حاضر میباشد. برای ارسطوگرا، این پرسش بی معنا است: جهان همین است. اما افلاطون گرا نمی تواند دست از این کنجکاوی بر دارد که چرا نتوانسته متفاوت باشد. اگر جهان ذاتی ریاضیاتی دارد، آنگاه چرا برای توصیف جهان تنها یکی از ساختارهای ریاضی متعدد بر جا می ماند؟ گویا باید بی تقارنی بنیادی درست در قلب واقعیت ساخته شود.

بعنوان راهی برای برون رفت از این معما، مکس تگمارک پیشنهاد کرده که تقارن کامل ریاضیاتی بر قرار است: یعنی همه ی ساختارهای ریاضی بطور فیزیکی نیز وجود دارند. هر ساختار ریاضی متناظر است با یک جهان موازی. عناصر این چند جهانی نه در همان فضا که در بیرون از فضا و زمان حضور دارند. این رده از چند جهانی در بر گیرنده ی گستره ای کامل از ساختارهای ریاضی و اثرات گزینشی آن است. ریاضیدانان با ادامه دادن به دسته بندی ساختارهای ریاضی باید، پی ببرند که ساختار توصیفگر جهان خودمان همگانی ترین ساختار با مشاهداتمان است و به همین ترتیب این مشاهدات سازگار با مشاهدات ریاضیاتی گذشته، حال و  آینده مان است یا خیر؟

این نوع از جهان های موازی، می توانند نه تنها در مکان، ویژگی های کیهان شناختی یا حالت کوانتومی، که حتی در قوانین فیزیک هم متفاوت باشند. آنها را تقریبا نمی شود تصور کرد، چون در بیرون از فضا و زمان هستند، بهترین کار آن است که آنها را به گونه ای انتزاعی در نظر گرفت، بصورت تندیس هایی ایستا که نمایانگر ساختارهای ریاضیاتی قوانین فیزیکی حاکم بر آنها هستند. در آخرین قسمت “اوکام چه می گوید” را بررسی می کنیم.

ادامه دارد »»»

سمیر الله وردی / انتشار: سایت بیگ بنگ

منبع: مکس تگمارک – مجله Scientific American

image_pdfimage_print
(16 نفر , میانگین : 4٫69 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=22070

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *