هلگولند - سر در آوردن از انقلاب کوانتومی

کتاب «هلگولند» (سر در آوردن از انقلاب کوانتومی) نوشته‌ی کارلو روولّی

هلگولند جزیره‌ای بی‌دار و درخت در دریای شمال است، که ورنر هایزنبرگِ 23 ساله توانست نظریه‌ی مکانیک کوانتومی را در آن‌جا خلق و دورانی از انقلاب علمی را آغاز کند. فیزیک کوانتومی انباشته از آرای غریب است که منجر به بی‌شمار کشف و پیشرفت فناوری شده است و اکنون درک ما از جهان هستی مبتنی بر نظریه‌های گرانش کوانتومی و مکانیک کوانتومی است، گرچه هنوز هم رازآلوده مانده است.

مروری بر کتاب «هلگولند»

اغلب درباره‌ی افکار و احساسات هایزنبرگ جوان هنگام بالا رفتن از آن صخره‌ی مشرف به دریا، در جزیره‌ی بایر و بادخیز «هلگولند» در دریای شمال و روبه‌روی وسعت امواج و در انتظار طلوع فکر کرده‌ام، افکار و احساساتش بعد از این‌که اولین کسی شد که یکی از سرگیجه‌آورترین رازهای طبیعت را که تا به حال در دیدرس بشر قرار گرفته است دید. بیست و سه ساله بود. برای تسکین یک آلرژی که دچارش بود به جزیره آمده بود. هلگولند نامی که معنی‌اش جزیره‌ی مقدس است _ عملاً درختی ندارد و گرده‌ی بسیار کمی در هوایش است. (به قول جیمز جویس در اولیس: «هلگولند با تک درختش»). شاید افسانه‌هایی نیز از مخفی شدن دزد دریایی نابه‌کار، اشتورتبکر، در جزیره که هایزنبرگ در کودکی دوست داشت در ذهنش بود. اما دلیل اصلی هایزنبرگ برای آن‌جا بودن، غوطه‌ور شدن در مسئله‌ای بودکه برایش به دغدغه تبدیل شده بود. مبحثی داغ که نیلز بور به او محول کرده بود. کم می‌خوابید و اوقاتش را در تنهایی می‌گذراند و سعی می‌کرد چیزی را محاسبه کند که قوانین درک‌نشدنی بور را توجیه کند. هر از گاهی دست از کار می‌کشید تا بالای صخره‌های جزیره برود یا اشعاری از دیوان غربی‌_‌شرقی را حفظ کند، مجموعه اشعاری که در آن بزرگ‌ترین شاعر آلمان عشقش را به اسلام ترنم می‌کند.
نیلز بور همان موقع هم دانشمندی مشهور بود. معادلاتی ساده، اما عجیب نوشته بود که خواص عناصر شیمیایی را حتی پیش از اندازه‌‌گیری آن‌ها پیش‌بینی می‌کردند. مثلاً پیش‌بینی می‌کردند که بسامد نوری که عناصر هنگام گرم شدن ساطع می‌کنند چیست: نوری که به خود می‌گیرند. این موقعیتی درخشان بود. اما معادلات کامل نبودند: مثلاً شدت نور ساطع شده را مشخص نمی‌کردند.
اما ورای همه‌ی این‌ها، در معادلات چیزی حقیقتاً نامعقول مشهود بود. مثلاً بدون داشتن دلیل مشخصی فرض می‌کردند که الکترون‌های داخل اتم‌ها فقط در مدارهای دقیق و خاصی به دور هسته می‌گردند، با فواصل دقیق و خاصی از هسته و انرژی‌هایی دقیق و خاص، تا این‌که به شکلی سحرآمیز از این مدار به مدار دیگر «جهش کنند». اولین جهش کوانتومی. چرا فقط در این مدارها؟ این جهش‌های نامناسب از این مدار به مدار دیگر چه‌طور؟ چه نیرویی می‌توانست عامل همچو رفتار غریبی باشد؟
اتم عنصر سازنده‌ی همه‌چیز است. ولی چگونه رفتار می‌کند؟ الکترون‌ها چگونه درون آن حرکت می‌کنند؟ بیش از ده سال بود دانشمندانِ آغاز قرن درباره‌ی این پرسش‌ها فکر می‌کردند، بدون این‌که به جایی برسند.
بور مثل یک استاد نقاشی دوران رنسانس، بهترین فیزیکدانانی را که می‌توانست پیدا کند، به دور خود جمع کرده بود تا با هم روی معماهای اتم کار کنند. یکی از آن‌ها ولفگانگ پائولی بود؛ دوست و همکلاس پیشین بسیار هوشمند و خیلی متکبر هایزنبرگ در آن دستیار ماکس بورِن فیزیکدان بود. هایزنبرگ چند ماهی را صرف بحث‌هایی طولانی با بور در کپنهاگ و جلوی تخته‌سیاه‌های پر از معادلات کرد. شاگرد جوان و استاد به پیاده‌روی‌هایی طولانی در کوه‌ها رفتند و درباره‌ی معماهای اتم حرف زدند، درباره‌ی فیزیک و فلسفه.
هایزنبرگ خود را غرق مسئله کرد. برایش دغدغه شد. مثل دیگران همه‌چیز را آزموده بود. هیچ چیزی کار نمی‌کرد. ظاهراً نیروی معقولی نبود که بتواند راهنمای الکترون‌ها در مدارهای عجیب بور و جهش‌های غیرعادی او باشد. با این همه، این مدارها و جهش‌ها واقعاً منجر به پیش‌بینی‌های خوبی درباره‌ی پدیده‌های اتمی می‌شد. سرگشتگی.
استیصال ما را به سمت راه‌حل‌های افراطی هل می‌دهد. هایزنبرگ در آن جزیره‌ی دریای شمال و در تنهایی کامل عهد کرده بود در ایده‌های افراطی کاوش کند.
درواقع با ایده‌های افراطی بود که آینشتاین توانسته بود بیست سال قبل جهان را شگفت‌زده کند. افراط‌گرایی آینشتاین جواب داده بود. پائولی و هایزنبرگ عاشق فیزیک او بودند. آینشتاین برای آن‌ها اسطوره بود. از خود پرسیدند آیا زمانش نرسیده است که جرئت کنند و گامی همان‌قدر افراطی بردارند تا بتوانند از بن‌بست مرتبط با الکترون‌های اتم فرار کنند؟ آیا ممکن بود آن‌ها باشند که این گام را برمی‌دارند؟ بیست و چند ساله که باشی می‌توانی آزادانه رؤیا ببافی.
آینشتاین نشان داده بود که حتی ریشه‌دارترین باورهای ما ممکن است اشتباه باشد. چیزی که اکنون برای ما بدیهی است ممکن است غلط از آب درآید. کنار گذاشتن فرضیاتی که بدیهی به نظر می‌رسند ممکن است به درک بیش‌تری منجر شود. آینشتاین به ما آموخته بود که همه‌چیز باید مبتنی باشد بر آن‌چه مشاهده می‌کنیم، نه بر آن‌چه وجودش را فرض می‌کنیم.
پائولی این آرا را برای هایزنبرگ بازگو کرد. دو مرد جوان جرعه‌ای عمیق از این شهد مسموم نوشیده بودند. مباحثات اوایل قرن در فلسفه‌های اتریشی و آلمانی درباره‌ی ارتباط بین واقعیت و تجربه را پیگیری کرده بودند. ارنست ماخ که تاثیر تعیین‌کننده‌ای بر آینشتاین گذاشته بود، اصرار داشت که دانش باید صرفاً بر پایه‌ی مشاهدات و از هر گونه فرض متافیزیکی ضمنی آزاد باشد. این‌ها اجزایی بود که هنگامی که هایزنبرگ جوان خودش را در تابستان سال 1925 در هلگولند منزوی کرده بود، در تفکر او کنار هم قرار می‌گرفتند.، مثل اجزای شیمیایی یک ماده‌ی منفجره.

درباره‌ی کارلو روولّی، نویسنده‌ی کتاب «هلگولند»

کارلو روولّی (به انگلیسی: Carlo Rovelli زاده‌ی 3 مه 1956) فیزیک‌دان ایتالیایی و استاد فیزیک دانشگاه اکس‌مارسی است. او عمدتاً در زمینه‌ی گرانش کوانتوم کار می‌کند و بنیان‌گذار تئوری گرانش کوانتومی حلقه است.
روولّی از جمله پیشروان در پژوهش جاذبه‌ی کوانتوم است. این شاخه از علوم به‌دنبال ترکیب نظریه‌ی عمومی نسبیت اینشتین با مکانیک کوانتوم به‌وسیله‌ی حذف ایده‌ی زمان از این نظریه است. روولّی کتابی به نام «هفت درس کوتاه از فیزیک» نوشت ه‌است که یکی از پرفروش‌ترین کتاب‌های جهان شده و حتی فروش آن به زبان اصلی‌اش یعنی ایتالیایی از فروش کتاب‌های محبوبی مانند «پنجاه سایه‌ی گرِی» نیز پیشی گرفت.
همچنین کتاب دیگری دارد به نام «حقیقت آن چیزی نیست که به نظر می‌آید» و در این کتاب گسترش فیزیک از یونان قدیم تا امروز را توضیح می‌دهد.
از دیگر آثار کارلو روولّی می‌توان به کتاب‌های «گفتارهایی از فیزیک»، «روی دیگر حقیقت» (سفر به گرانش کوانتومی) و «سیر زمان» اشاره کرد.
کارلو روولّی در کتاب «هلگولند» می‌کوشد که این عرصه‌های رازآلود را بکاود. جهان کوانتومی که او توصیف می‌کند، همان‌قدر زیباست که تکان‌دهنده. آثار او همچون «نظم زمان» و «واقعیت ناپیدا» تاکنون به بیش از چهل زبان ترجمه شده است.

کتاب «هلگولند» در نگاه نویسندگان و رسانه‌ها

این‌جا جایی است که علم جان می‌گیرد. (نیل گِیمَن)

هلگولند زیباترین اثر روولّی تا به امروز است... ازیادنرفتنی. (تایمز لندن)

کتابی درخشان. یکی از گیراترین و نافذترین و قابل‌فهم‌ترین تفسیرها از معماهای مسحورکننده‌ی رشته‌ای برای همگان. (جان بَنویل)

درباره‌ی ترجمه‌ی فارسی کتاب «هلگولند»

کتاب «هلگولند» با عنوان فرعی (سر در آوردن از انقلاب کوانتومی) نوشته‌ی کارلو روولّی با ترجمه‌ی مزدا موحد در 159 صفحه توسط فرهنگ نشر نو (با همکاری نشر آسیم) منتشر شده است.
مزدا موحد متولد سال 1344 در تهران و فارغ‌التحصیل رشته‌ی مهندسی عمران از دانشگاه تهران است. از میان ترجمه‌های او می‌توان به ترجمه‌ی «پاسخ‌های کوتاه به پرسش‌های بزرگ» اثر استیون هاوکینگ، «نظم زمان: رازگشایی معمای زمان» اثر کارلو روولّی (نشر نو)، «هنر و معماری صفویه» (فرهنگستان هنر)، «این جهان‌ گذرا» اثر دیوید کریسچن (نشر بیدگل) و و «ژورژ سیمنون» اثر لوسیل. اف. بکر (نشر ماهی) اشاره کرد.