نظریات فیزیک در چشم کسانی که شناخت تخصصی از این رشته‌ علمی ندارند سخت و پیچیده به نظر می‌آید. فهم مقالات و کتاب‌هایی که در این زمینه نوشته می‌شود در اکثر مواقع برای مخاطب عام راحت نیست. خیلی از ما مشتاق بوده‌ایم کسی با زبان ساده، نسبیت انیشتین و فیزیک کوانتوم را برایمان توضیح دهد، اما احتمالاً به نتیجه‌ای نرسیده‌ایم.

کارلو روولی، یکی از بزرگترین فیزیکدان‌های زنده‌ معاصر با نوشتن کتاب واقعیت ناپیدا این امکان را برایمان فراهم کرده تا بتوانیم با قواعد فیزیک جدید آشنا شویم. این کتاب با روایتی جذاب کمک می‌کند با مفاهیم و اصطلاحات و نظریات جدید فیزیک روبرو شویم، بدون آن که احساس خستگی کنیم.

کارلو روولی برای توضیح مبانی فیزیک جدید به دوران یونان باستان برمی‌گردد و نشان‌ می‌دهد چطور آن چیزی که امروزه به عنوان فیزیک کوانتوم می‌شناسیم ریشه در نظریات فیلسوفان اتمیست پیش از سقراط دارد. از این رو این کتاب سفرنامه‌ای است برای جست‌وجوی مبدا و منشاء ایده‌های بنیادینی که به درک امروز ما از جهان شکل داده‌اند. نقطه‌ آعازین بحث نویسنده، درست از موقعی شروع می‌شود که روایت اسطوره‌ای از پدیده‌های جهان جایش را به تبیین عقلانی واقعیت می‌دهد.

نویسنده با شروع از این نقطه‌ عطف در تاریخ تفکر، باب صحبت در مورد نخستین فیلسوفان یونانی را باز می‌کند و شرح می‌دهد که چطور نظریات دموکریتوس و فیلسوفان اتمیست که متعلق به آن دوران بودند، پایه‌ نظریات فیزیک را در عصر حاضر بنا نهاده است. نویسنده کتاب واقعیت ناپیدا نشان می‌دهد مسائلی که دانشمندان باستانی مطرح کرده‌اند رابطه‌ بسیار نزدیکی با پاسخ‌هایی دارد که انشتین و گرانش کوانتومی به آن دست یافته‌اند.

طبق نظر روولی فیلسوفان پیش از سقراط هرکدام سعی می‌کردند تنوع و تکثر پدیده‌های طبیعی را به اصل اولیه‌ای (آرخه) که همه چیز از آن ساخته شده نسبت بدهند. آنها می‌خواستند با تعیین آرخه تنوع و تکثر طبیعت را به نوعی وحدت تبدیل کرده و از این طریق و بر اساس مشاهده تجربی جهان را تبیین کنند. مثلا طالس، اولین فیلسوف جهان این اصل اولیه یا آرخه را آب و آناکسیمنس آن را هوا می‌دانست.

در این میان دموکریتوس می‌گفت جهان حاصل برخورد ذره‌های اتمی است. او اعتقاد داشت که کل جهان از فضای بی‌حدومرزی تشکیل شده که تعداد بی‌شماری اتم در آن سرگردانند.

فضا نه حد و حدودی دارد، نه بالا و پایینی، نه مرکزی و مرزی؛ اتم‌ها به غیر از شکل‌شان هیچ کیفیت دیگری ندارند. مطابق با نظر دموکریتوس این ذره‌های اتمی تقسیم‌ناپذیرند، دانه‌های واقعیت‌اند و خودشان به چیزی تقسیم نمی‌شوند، اما همه چیز از آنها ساخته می‌شود. آنها آزادانه در فضا حرکت می‌کنند، با هم برخورد می‌کنند، یکدیگر را جذب یا دفع می‌کنند و به هم وصل می‌شوند. اشیا چیزی نیستند جز محصول تصادفی همین حرکت و ترکیب اتم‌ها. بر اساس اندیشه این فیلسوف پیشاسقراطی تنوع نامتناهی موادی که سازنده‌ جهان‌اند صرفاً نتیجه‌ همین ترکیب اتم‌هاست.

بخش بعدی کتاب واقعیت ناپیدا اشاره‌ای است به نظریات افلاطون و آراء ارسطو در طبیعیات و همچنین گذری بر آراء گالیله و نیوتن، امواج فارادی و نظریه عدم قطعیت هایزنبرگ و سیاهچاله‌ها و… . نویسنده در این بخش توضیح می‌دهد که چطور فیزیک قرن بیستم تصور نیوتنی از جهان را به طرز بنیادین اصلاح کرد و چطور فهم ما از جهان بر پایه دو نظریه نسبیت و مکانیک کوانتومی عمیق‌تر شد.

در طول تاریخ علم همواره هر نظریه فیزیکی بعد از مدتی از طرف فیزیکدان‌های رقیب مورد تردید قرارگرفته و اتفاقاً تردید فیلسوفان و دانشمندان جدید در آراء قبلی‌ها باعث رشد و ظهور نظریات پیشرفته‌تر در عالم فیزیک شده‌ است.

 کتاب واقعیت ناپیدا، ترسیم تصویری از جهان است که از دل تحقیقات گرانشی کوانتومی ظهور کرده و بر آخرین نشانه‌هایی که طبیعت برای ما فرستاده تمرکز می‌کند: مانند مدل استاندارد کیهان‌شناسی به وسیله ماهواره پلانک و عدم موفقیت مشاهده ذرات ابر متقارن در سرن و… . این کتاب در نهایت از پیامدهای این ایده‌ها بحث می‌کند: ساختار ذره‌ای فضا، محو شدن زمان در مقیاس‌های کوچک، منشاء گرمای سیاهچاله‌ها و نقش اطلاعات در بنیاد علم فیزیک…

فرم کلی مکانیک کوانتومی که با نسبیت سازگار است، نظریه‌ میدان کوانتونی نامیده می‌شود و امروز مبنای فیزیک ذرات است. دقیقا همانطور که فوتونها کوانتوم‌های نورند، ذرات هم کوانتوم‌های یک میدان‌اند. تمام میدان‌ها بر هم‌کنش‌هایشان رفتاری دانه‌ای را از خود نشان می‌دهند. فهرست میدان‌های بنیادی در طول قرن بیستم بارها تغییر کرد و به‌روز شد و امروزه ما نظریه‌ای به نام مدل استاندارد ذرات بنیادین داریم که تقریباً هر چیز قابل مشاهده به غیر از گرانش را بر مبنای نظریه کوانتومی توضیح می‌دهد.

امروز مکانیک کوانتونی با ذره و میدان‌هایش توصیفی به شدت کارآمد برای ما فراهم می‌کند. جهان نه از ذرات و میدان‌ها بلکه از یک موجودیت بیگانه تشکیل شده است؛ میدان کوانتومی به جای ذراتی که با گذر زمان در فضا حرکت می‌کنند. میدان‌های کوانتومی‌ای داریم که رویدادهای بنیادین‌شان در فضا رخ می‌دهد. بر این اساس ما در می‌یابیم که جهان عجیب‌وغریب، اما ساده است.

فصل‌‌های مختلف کتاب واقعیت ناپیدا در پی این است که با ردیابی نظریات مختف در طول تاریخ علم فیزیک و با جستن مبانی مشترک بین آنها در نهایت تصویر ساده‌تری از فیزیک معاصر و مفاهیم بنیادین آن مثل فضا و زمان، میدان‌های کوانتونی و سیاهچاله‌ها ارائه کند. نویسنده کتاب با انتخاب زبان و بیانی ساده توصیفی فراتر از فرمول و اعداد ریاضی به دست می‌دهد و مفاهیم فیزیکی را به خوبی برای مخاطب به تصویر می‌کشد.

نقطه قوت این کتاب علاوه بر نگاه تاریخی آن نسبت به مفاهیم بنیادین، زبان نویسنده است که نظریات پیچیده فیزیکی را به شکلی قابل فهم برای مخاطب نقل می‌کند. مجله تایمز در مورد این کتاب نوشته است: «واقعیت ناپیدا روایتی دست اول از فیزیک معاصر است با نثری جذاب و درخشان. دانشمندان او (نویسنده کتاب) را استیون هاکینگ جدید می‌دانند.»

مطالعه‌ی این کتاب نه‌تنها برای همه‌ علاقه‌مندان عرصه‌ فیزیک سودمند است، بلکه با توجه به ارتباط انکارناپذیر مطالعات فلسفی و یافته‌های فیزیکی، خواندن این کتاب برای دانش‌پژوهان فلسفه هم ضروری به نظر می‌رسد.

فیزیک کوانتوم، اندکی ساده‌تر