«همیشه چند سال از دیگران جلوتر بودم»

ترجمه‌ی احسان سنایی

مردی مهربان و بامزه که شاید از زیرک‌ترین فیزیک‌دانان زمین باشد: «فرانک ویلک‌زک»، ۵۸ ساله، استاد فیزیک انیستیتو فناوری ماساچوست (MIT) و از سه برنده‌ی نوبل فیزیک سال ۲۰۰۴ به سبب کاری که در دومین دهه از عمرش به کمک «دیوید گراس» از پرینستون، به انجام رساند، یعنی پیش‌برد تئوری اتحاد سه نیرو از چهار نیروی بنیادین طبیعت که بعدها با نام «کرومودینامیک کوانتومی» شناخته شد.

روزنامه‌ی پرتیراژ نیویورک تایمز، چندی پیش در گفت‌وگویی با وی، ما را به جهان پررمز و راز این فیزیک‌دان صاحب‌نام برد.

فرانک ویلک‌زک / عکس از Gretchen Ertl – نیویورک تایمز

امروزه هر کسی این اعتقاد را دارد که کودکش از نوابغ است. آیا شما هم از همان ابتدا یک اینشتین کوچک بودید؟

والدین من این‌چنین فکر نمی‌کردند. آ‌ن‌ها، از فرزندان مهاجرین لهستانی‌ و ایتالیایی‌اند و زندگی متوسطی هم داشته‌اند. من در «کویینز» بزرگ شدم و به مدارس معمولی می‌رفتم.

در آن‌زمان عاشق پازل بودم و دوست داشتم بفهمم که چگونه اشکال انتزاعی ممکن‌ است درون هم جفت شوند. کار بزرگی که در دوران کودکی‌ام انجام شد این بود که والدینم هر هفته من را به یک اسباب‌بازی‌فروشی می‌بردند و اجازه داشتم خودم انتخاب کنم.

یک مدل کوچک از هواپیمای B-52 بهتر بود، یا یک ماشین اسباب‌بازی؟ می‌بایست انتخاب می‌کردم و واقعاً به اولویت‌های خودم فکر می‌کردم. همین، مغز مرا به شکلی که امروز هست درآورد. هنوز هم به همان روش فکر می‌کنم.

کِی «ویلک‌زک»‌ها فهمیدند یک اعجوبه در خانه‌شان است؟

در مقطع راهنمایی، یک‌بار ‌آزمون I.Q دادم و معلم‌ها گفتند: «شاید بخواهید از مدرسه‌ی عادی خارج‌اش کنید». همین امر ارتباط مرا با والدینم به‌کلی دگرگون کرد. ناگهان آن‌ها به جای این‌که بچه‌ای ساده داشته باشند؛ به چشم یک «پدیده» مرا می‌دیدند.

از این‌رو اغلب، آن‌ها با خجالت از من چیزی می‌خواستند. این‌طور شده بود که: «تو رئیسی». اما من به مدارس معمولی رفتم؛ دبیرستان «مارتین ون بورن». همیشه چند سال [از بقیه] جلوتر بودم. وقتی از دانشگاه شیکاگو فارغ‌التحصیل شدم، کمی بیش‌تر از ۱۵ سال داشتم.

اما کشفی که به خاطر آن، جایزه‌ی نوبل به شما اهدا شد ... آن را در سن ۲۱ سالگی انجام دادید؛ درست است؟

تز دکترای من بود. در اوایل دهه‌ی ۷۰، مشغول به تحصیل ریاضیات در پرینستون بودم و از این‌که می‌خواستم یک ریاضیدان شوم، اطمینان چندانی نداشتم. خوشبختانه ساختمان فیزیک آنجا با ساختمان ریاضی مرتبط بود و تا حدی متمایل به آن‌جا شدم و با «دیوید گراس» آشنایی پیدا کردم.

در آن‌زمان اتفاقات واقعاً جالبی در علم فیزیک در شرف وقوع بود. همین‌که به سمتش رفتم، هیچ نگاهی هم به عقبم نینداختم. عملکردم در فیزیک نظری بسیار عالی بود و در آنجا توان انجام همه‌نوع عملی که متمایل به انجامش بودم را داشتم. ایده، پشت ایده ظاهر می‌شد.

می‌توانید این تز را برای یک فیزیک‌دان تازه‌کار شرح دهید؟

یکی از بزرگ‌ترین سؤالات آن زمان این بود که نیروی قوی هسته‌ای؛ یعنی یکی از چهار نیروی بنیادین طبیعت و قوی‌ترینشان که هسته‌ی اتم‌ها را نگه داشته، چه ماهیتی دارد؟ دانسته‌های زیادی در خصوص این نیرو وجود داشت، اما نظریه‌ی جامعی موجود نبود. «فریمن دیسون» گفته بود که تا درک کامل‌اش ۱۰۰ سال باقیست.

اما من و دیوید موفق شدیم طرحی در خصوص معادلات بنیادینی که هدایت‌گر چنین نیرویی هستند را پیشنهاد دهیم. ما همچنین آزمایشاتی را برای محک‌ زدن این معادلات ارائه دادیم که بعدها به اثبات رسیدند. کلید امر، خاصیت ویژه‌ای در کوارک‌ها موسوم به «آزادی مجانبی» بود.

این خصیصه را در میان سه نیروی دیگر نمی‌توان یافت و هنگامی‌‌که ذرات زیراتمی به اندازه‌ی کافی به‌هم نزدیک می‌شوند؛ این اثر از میان می‌رود. برعکس اما قدرت این نیرو با کاهش فاصله‌ی ذرات افزایش می‌یابد. این، به تأیید تجربی رسیده اما آشتی دادن چنین حقیقتی با اصول مکانیک کوانتومی و نسبیت، ساده نیست.

خب من و دیوید دریافتیم که می‌توان آن‌ها را آشتی داد؛ اما در نظریه‌ای منحصربفرد، پیچیده و متوازن که معادلات ویژه و زیبایش را می‌توان نوشت. این نظریه را امروزه به‌عنوان «کرومودینامیک کوانتومی»؛ یا «QCD» می‌شناسیم. نتیجه‌‌ی آن، درک نوینی از ذرات بنیادین تشکیل‌دهنده‌ی جهان ما بود؛ اینکه ماده چگونه جرم پیدا می‌کند.

این [نظریه] به ما کمک کرد تا بیشتر از دوران‌های نخستین جهان‌مان بدانیم و تصورات جدیدی در خصوص اتحاد نیروهای بنیادین طبیعت مطرح گردید.

نیروی ویران‌گر جنگ‌افزارهای هسته‌ای (نه از نوع هیدروژنی)، از نیروی قوی هسته‌ای سرچشمه می‌گیرد که هسته‌های اتمی هر عنصری از جمله اورانیوم و پلوتونیم را چون چسبی به هم متصل ساخته است. تصویر بالا، مربوط به انفجار مرگ‌بار بمب «مرد چاق» در ناکازاکی ژاپن است که با آزادسازی نیروی قوی هسته‌ای موجود در یک گرم پلوتونیم، بالغ بر ۳۹ هزار انسان را به کام مرگ فرستاد

شما تمام این کارها را در کمتر از یک سال انجام دادید. زمانی‌که به انجامش رساندید، به چه فکر می‌کردید؟

زیبا بود. فلاسفه از زمان ارسطو گفته‌اند که علوم پایه بیشتر شبیه تجربیات روزمره‌اند؛ یعنی [یک سری] قواعد کلی موجود است، اما نمی‌توان آن‌ها را به دقت اجرا نمود؛ چراکه به تناقضات و تضادهای فراوانی برخواهید خورد. از این‌رو [واکنش ما در مقابل] QCD این بود که: «وای! طبیعت [عینا] از قوانین ریاضی پیروی می‌کند!».

فعالیت شما بر روی نظریه‌ی QCD - که طبق آن انرژی، منشأ جرم است – برخی از اساسی‌ترین اندیشه‌های اینشتین را به تأیید رساند. آیا احساس خوبی است، تأیید یک استاد؟

این، دستاورد شگرف و غیرمنتظره‌ی کار [ما] بود. او احتمال تبدیل جرم به انرژی و بالعکس را پیشنهاد داد و چیزی که ما به‌صورت نظری به انجامش رساندیم، این بود: ما نشان دادیم که اکثر جرم اجسام عادی، از کوارک‌ها و گلوئون‌های¹ متحرک نشأت می‌گیرد.

به همین سبب ما ایده‌های وی را به تأیید رسانده، گسترش داده و برآورده کردیم.
همان‌گونه که می‌توان تصورش را کرد زمانی که جوان بودم، اینشتین یکی از قهرمانان بزرگ من بود. فکر می‌کنم که کارم را دوست داشته؛ امیدوارم این‌طور بوده باشد.

هم‌اکنون که ابرتصادم‌گر هادرونی در مرکز سرن آغاز به کار کرده است، آیا در آنجا نیز مشغولید؟

خیر؛ من فقط آن را دنبال می‌کنم؛ هرچند برخی معادلات پایه را پیشنهاد کرده‌ام که امید‌وارم در LHC مورد آزمایش قرار گرفته و به تأیید رسند.

من درگیر جزئیات [آزمایش‌ها] نیستم. هرچند QCD، تمرین عظیمی برای LHC است؛ چراکه اغلبِ آن‌چه که در آن‌جا رخ می‌دهد، [فرآیندهایی] تحت کنترلQCD است.

این، نظریه‌ی واکنش قوی است؛ برهم‌کنش‌هایی که اغلب در جریان برخوردهایی که در آن‌جا ایجاد می‌شود، رخ می‌دهند.

پس از نوبل به چه کاری مشغولید؟

در حال تفکر در خصوص ذراتی به نام «آکسیون‌ها» و تأثیرات‌شان بر کیهان‌شناسی‌ام. درصددم این حوزه را با آن‌چه که پیش‌تر درباره‌اش می‌اندیشیدم ادغام کنم؛ ایده‌ی [رابطه‌ی مابین] ابرتقارن و آکسیون‌ها و اینکه اگر این‌دو را تلفیق کنیم، چه رخ خواهد داد.

به‌علاوه کارهایی در رابطه با ابزارآلات الکترونیکی عجیب و غریب نیز انجام می‌دهم. من از ایده‌هایی که در حوزه‌ی فیزیک انرژی‌های بالا توسعه یافته و به بررسی ویژگی‌های غیرمعمول و محتمل ذرات بنیادی می‌پردازد الهام گرفته‌ام و در تلاش برای یافتن نمونه‌هایی [از این ویژگی‌ها] هستم که در دماهای بسیار پایین، در مواد رخ می‌نماید؛ یعنی شرایطی که مکانیک کوانتومی حقیقتاً به خودش می‌آید.

ایده‌هایی در این زمینه‌ وجود دارد که احتمالاً به ساخت رایانه‌های کوانتومی در آینده کمک خواهد کرد.

علاوه بر این‌ها، به نگارش رمان رمزآلودی مشغولم که خودم آن را «جاذبه‌ی تاریکی» نامیده‌ام. درون‌مایه‌اش این است که چهار فیزیکدان که دوتایشان زن و دوتایشان مرد هستند؛ با همکاری یکدیگر موفق به کشف ساختار ماده‌ی تاریک می‌شوند.

به همین دلیل آن‌ها باید جایزه‌ی نوبل را دریافت کنند. اما طبق قوانین، حداکثر سه نفر می‌توانند این جایزه را تصاحب کنند. یکی از این چهار نفر می‌میرد. ظاهراً خودکشی کرده اما بعد معلوم می‌شود که احتمالاً این‌طور نیست. من در آن‌جا تا حد زیادی به مفاهیمی از قبیل جنسیت، فلسفه و موسیقی پرداخته‌ام.

دیوید گراس (چپ) و فرانک ویلک‌زک در کنفرانس مطبوعاتی برندگان نوبل ۲۰۰۴ – استکلهم

ایده‌ی این داستان از کجا آمده است؟

شرایط مشابهی وجود دارد. موارد بسیاری است که برخی کشفیات برحسته، منشأ رقابتی داشته‌اند. ممکن است پنج یا شش نفر برای دریافت یک جایزه نامزد باشند. در چنین شرایطی، هر احتمالی برای وقوع یک رویداد رمزآلود مهیاست.

فکر کردن در این خصوص را زمانی‌که برای دریافت جایزه‌ی نوبل در استکهلم بودم آغاز کردم. خلاصه‌ی ماجرا این است: شما در اوج آگاهی هستید.

من در خصوص این فرآیند و این‌که چگونه آنچه که پیرامون‌مان رخ می‌دهد از خود زندگی بسیار بزرگتر به نظر می‌رسد؛ فکر کردم. قصد من در سال نو این است که تا روز تولدم در اواسط می، نگارش این کتاب را به اتمام برسانم.

پاورقی:

۱- در مدل استاندارد ذرات بنیادی، گلوئون‌ها ذراتی‌اند که نیروی قوی هسته‌ای را مابین اجزای هسته‌ی اتمی رد و بدل می‌سازند.