آدمهای بزرگ/ آشنایی با «کامران وفا» دانشمند ایرانی

بيتوته/ کامران وفا در سال ۱۳۳۹ در تهران متولد شد. در دبيرستان البرز درس خواند و ديپلم گرفت. در ۱۷ سالگي (۱۳۵۶) به آمريکا رفت تا تحصيلات عالي خود را انجام دهد. در دوره‌ي ليسانس، در دانشگاه ام‌آي‌تي، هم زمان دو رشته‌ي رياضي و فيزيک را انتخاب کرد و در ۱۹۸۱ مدارک خود را گرفت. وفا علوم نظري را دوست داشت و دلش مي‌خواست جلوتر از مسائل عملي حرکت کند؛ براي همين از دانشگاه مهندسي ام‌آي‌تي به دانشگاه پرينستون رفت و همانجا با راهنمايي استادش، ادوارد ويتن، دکتراي خود را در زمينه‌ي فيزيک گرفت. اين استاد و شاگرد با هم پژوهش‌هاي زيادي انجام دادند؛ حتي يک قضيه در فيزيک نظري به نام آن‌ها (ويتن-وفا) ثبت شده است. وفا با پايان تحصيلاتش مانند بسياري ديگر از دانشمندان علوم نظري به دانشگاه هاروارد رفت و خيلي زود به عضويت ابتدايي هيأت علمي آن‌جا در آمد. از سال ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۰ استاديار اين دانشگاه بود و در کنار کارهاي پژوهشي تدريس مي‌کرد. با پشتکار، نبوغ بالا و علاقه وفا به فيزيک، طولي نکشيد (۱۹۹۰) که در دانشگاه بزرگ هاروارد صاحب کرسي شد. افتخارات و جوايز کامران وفا تاکنون بيش از ۲۵۰ مقالهٔ علمي نوشته است. او در سال ۱۹۸۹ جايزهٔ «محقق جوان» رياست جمهوري آمريکا را دريافت کرد. در همان سال جايزه‌هاي آلفرد پي اسلون و بنياد پاکار هم به او اعطا شد. وفا عضو فرهنگستان علوم ايالات متحده آمريکا است و با آکادمي هنر و علوم اين کشور نيز همکاري مي‌کند. در سال ۲۰۰۸ به خاطر تلاش‌هايش در زمينهٔ رياضي و فيزيک جايزهٔ AMS لئونارد ايسنبود را به دست آورد. در همان سال جايزهٔ مرکز بين‌المللي فيزيک نظري(ICTP) موسوم به ديراک هم به او تعلق گرفت. در سال ۲۰۱۶ جايزهٔ دني هاينمن در زمينه فيزيک رياضي هم به او داده شد. در سال ۲۰۱۶ کامران وفا به اتفاق اندرو اشترومينگر و جوزف پولچينسکي برندهٔ جايزهٔ سه ميليون دلاري «پيشگامان علم» (Breakthrough Prize) شدند. اين بزرگترين جايزه علمي جهان است که از سال ۲۰۱۲ کار خود را آغاز کرده و توسط صاحب‌ناماني از سيليکون ولي مثل يوري ميلنر، سرگئي برين و مارک زاکربرگ تأمين مالي مي‌شود. مراسم سال ۲۰۱۶ آن در مرکز تحقيقاتي ايمز(Ames) ناسا واقع در کاليفرنيا برگزار شد. برخي از افتخارات و جايزه‌هاي وي عبارتند از: • جامعهٔ اعضاي دانشگاه هاروارد، عضو تازه‌وارد، ۱۹۸۵–۱۹۸۸ • جايزه محقق جوان رياست جمهوري امريکا، ۱۹۸۹ • جايزه آلفرد پي اسلون، ۱۹۸۹ • جايزه بنياد پاکار، ۱۹۸۹ • همکاري با آکادمي هنر و علوم آمريکا، ۲۰۰۵ • نوبل AMS لئونارد ايسنبود براي رياضي و فيزيک، ۲۰۰۸ • مدال ديراک از آي سي تي پي، ۲۰۰۸ • عضو آکادمي ملي علوم، ۲۰۰۹ • جايزه پيشگامان علم فيزيک بنيادي ۲۰۱۶ کامران وفا به همراه اندرو اشترومينگر و جوزف پولچينسکي جايزه سه ميليون دلاري پيشگامان علم در حوزه‌ي فيزيک بنيادين را برد. فيزيک در گوشت و پوست کامران وفا در مورد علاقه شديد خود به فيزيک به خبرنگاران مي گويد: «علاقه من به فيزيک به خيلي وقت پيش بر مي گردد. به ياد دارم زماني که کلاس اول دبستان بودم هر زمان که به ماه نگاه مي کردم اين سوال که چرا ماه به زمين نمي افتد اذيتم مي کرد! و اين که چرا ديگران از اين موضوع اذيت نمي شوند و مثل اينکه اينگونه سوالات نامربوط هستند! اين نوع سوالات بودند که بعد از دوران کودکي مرا به فيزيک علاقه مند کردند.» کامران وفا هم اکنون موفق به کسب کرسي استادي در درس فيزيک نظري انرژي زياد و به ويژه تئوري ريسمان دانشگاه هاروارد شده است. او يکي از پژوهشگران اصلي و يکي از رهبران مهم پژوهش در نظريه ريسمان است که يکي از نظريه هاي مهم فيزيک مدرن براي توصيف نيروهاي طبيعت است. اين نظريه ناهماهنگي ميان نظريه نسبيت اينشتين و مکانيک کوانتوم را حل کرده است و پيش بيني مي کند که ذرات اوليه به جاي متمرکز بودن در يک نقطه از ريسمان هاي يک بعدي بسيار کوچکي تشکيل شده اند. پژوهش هاي تخصصي استاد دکتر کامران وفا يک نظريه پرداز ريسمان است. تمرکز تحقيقات او بر ماهيت گرانش کوانتومي و رابطه بين هندسه و نظريه هاي ميدان هاي کوانتومي قرار دارد. دکتر وفا در جامعه فيزيکدانان «نظريه ريسمان» به خاطر نظرياتي که به اتفاق همکارش دکتر اشترومينگر ارائه دادند، به شهرت رسيدند. طبق نظريه ريسمان تمام نيروها و ذرات طبيعي از ريسمان هاي بسيار کوچک لرزاني ساخته شده اند. اين نظريه، کل درک انسان از جهان و به خصوص سياهچاله ها را دگرگون مي کند. يکي از نظريه پردازان ريسمان به نام پولچينسکي نشان داده که اين نظريه شامل ذراتي دو بعدي يا چند بعدي است که «شامه» ناميده مي شوند. شامه يا برين که خلاصه شده واژه membrane است، در اصل به معناي غشا است. اين نظريه به ايجاد شاخه کاملا جديدي در کيهان شناسي منجر شد که در آن ممکن است شامه ها جهان هايي جزيره وار باشند که در بُعد ديگر فضا شناور هستند و با يکديگر برخورد مي کنند يا ممکن است در بعد بالاتري با هم ارتباط برقرار کنند. دکتر وفا علاوه بر آنچه گفته شد به خاطر توضيح رابطه بين هندسه و نظريه هاي ميدان که از دوگانگي هاي ريسمان ها بر مي آيد، شناخته مي شود. دستاوردهاي او و يکي ديگر از همکارانش در اين زمينه در قالب فرضيه اي به نام گوپا کومار – وفا معرفي شده. اين موضوع با عنوان «مهندسي هندسي نظريه هاي ميدان کوانتومي» شناخته مي شود. وفا در سال ۱۹۹۷ به همراه رابرت برندنبرگ نظريه F را ارائه داد؛ نظريه اي که با افزودن يک بعد جديد به نظريه M تصويري ۱۲ بعدي از کائنات ارائه مي دهد. نظريه پردازان از نظريه F استقبال خوبي کردند چرا که اين نظريه با بعد اضافي خود، مسائل باقي مانده در نظريه M را به خوبي حل مي کند اما از آنجا که بعد اضافي مطرح شده در نظريه F، بعد مکاني نيست، اين احتمال مطرح مي شود که زمان دو بعدي باشد. در اين صورت زمان، به جاي خطي، صفحه اي خواهد بود. به اين ترتيب نه تنها امکان سفر در زمان و رفتن به گذشته و آينده وجود خواهد داشت، بلکه حتي مي توان درون تک تک لحظه ها در جهت عمود بر سير زمان نيز حرکت کرد؛ بنابراين شايد درون هر لحظه، ابديتي نهفته باشد و با افزودن يک بعد زماني جديد به معادله هاي توصيف کننده کائنات بتوان بسياري از مسائل حل نشده فيزيکِ امروز را حل کرد. کامران وفا در مسير پژوهش هاي خود کوشيده راهي براي فهميدن معاني نهفته دوگانگي هاي ريسمان ها و همچنين به کارگيري نظريه ابرريسمان براي حل مسائل حل نشده در فيزيک ذرات بنيادي پيدا کند و مشارکت هاي گسترده اي هم در زمينه نظريه هاي ريسمان توپولوژيک و فهميدن تقارن آينه اي و ساخت مدار – خمينه در نظريه ريسمان، داشته است. نظريه ريسمان ها در نظريه ريسمان تمام نيروها و ذرات وحدت مي يابند. در نتيجه مي توان توجيه جامع و کاملي از کيهان را در تئوري ريسمان پيدا کرد. به اين دليل گاهي آن را تئوري همه چيز مي نامند. ساليان سال تصور فيزيکدان ها آن بود که فضا سه بعدي است اما از ابتداي قرن بيستم اين تصور کم کم تغيير کرد. در ابتدا اين نظريه مطرح شد که شايد فضا چهار بعدي باشد ولي با گذشت زمان تعداد ابعاد فضا باز هم بيشتر شد. در سال ۱۹۸۴ انقلاب ابرريسمان ها به وقوع پيوست. نظريه ريسمان ها تمامي جهان را متشکل از ريسمان هاي انرژي مرتعش يک بعدي مي داند که در ۹ بعد مکاني و يک بعد زماني در حال ارتعاش هستند. سپس در سال ۱۹۹۵، «ادوارد ويتن» از موسسه پژوهش هاي پيشرفته پرينستون آمريکا و «پائول تاونسند» از دانشگاه کمبريج بعد فضايي ديگري را نيز به نظريه ريسمان ها اضافه کرده و نظريه ديگري به نام نظريه M را ارائه کردند. اين نظريه در واقع تعميمي از نسخه هاي متفاوت نظريه ريسمان بود اما به رغم موفقيت هاي ارزنده نظريه M، اين نظريه نيز نتوانست تفاوت هاي موجود ميان نسخه هاي مختلف نظريه هاي ريسمان را حذف کند و دقيقا در همين جا بود که سر و کله کامران وفا و نظريه اش يعني نظريه F پيدا شد؛ نظريه اي که با افزودن يک بعد جديد به نظريه M، تصويري ۱۲ بعدي از کائنات ارائه مي دهد. نظريه پردازان مشتاقانه از نظريه F استقبال کردند چرا که اين نظريه با بعد اضافي خود، مسائل باقيمانده در نظريه M را به خوبي حل مي کند اما از آنجايي که بعد اضافي مطرح شده در نظريه F، نه يک بعد مکاني بلکه يک بعد زماني است، بنابراين نظريه مزبور، پيامدها و چالش هاي فلسفي عميقي را نيز با خود به ميدان آورده است. در واقع بعد زماني جديد مطرح شده توسط وفا ويژگي هاي آنچنان اسرارآميزي به جهان مي دهد که فيزيکدان ها را از واقعي پنداشتن آن نگران مي کند. به عنوان مثال در حالي که در نظريه ۱۱ بعدي M اصل نسبيت «اينشتين» همچنان پابرجاست، در نظريه ۱۲ بعدي وفا اين اصل اعتبار خود را از دست مي دهد. همين امر يکي از عواملي است که فيزيکدان ها را در پذيرش بعد زماني جديد دچار ترديد مي کند. رابرت برندنبرگر و کامران وفا، به دنبال پاسخ اينکه چرا ما در فضا- زمان چهار بعدي زندگي مي کنيم، تصور کردند که شايد اين به دليل خواص ريسمان ها باشد. در سناريوي آنها، جهان در تقارن کامل شروع شده و تمام ابعاد بالاتر در مقياس پلانک پيچيده شده اند. آنچه که جهان را از انبساط بازداشته حلقه هايي از ريسمان ها بوده که به دور ابعاد مختلف محکم حلقه شده اند. آنها نشان دادند که در ابعاد فضايي سه يا کمتر، احتمال بيشتري وجود دارد که ريسمان ها و ضد ريسمان ها با يکديگر برخورد کنند. هر بار که اين تصادف رخ دهد، ريسمان ها از هم باز شده و ابعاد به بيرون مي جهاند. ويژگي جالب اين سناريو اين است که با استفاده از توپولوژي ريسمان ها مي توان بطور تقريبي توضيح داد که چرا ما در اطراف خود، اين فضا- زمان چهار بعدي آشنا را مي بينيم. با اينکه جهان هاي با ابعاد بالاتر، محتمل هستند اما احتمال کمي وجود دارد که شاهد وجود آنها باشيم، زيرا هنوز به وسيله ريسمان ها و ضد ريسمان ها به سختي بسته و محکم شده اند. اما خود کامران وفا به گونه اي ديگر مي انديشد. هر چند او نيز قبول دارد که بُعد زماني اضافي از بسياري جهات به يک ابزار رياضي انتزاعي شبيه تر است تا به يک هويت فيزيکي واقعي، ولي در عين حال معتقد است چنين برداشتي در آينده نزديک تغيير خواهد کرد. وفا در اين باره مي گويد: «در حال حاضر شايد به نظريه F صرفا به عنوان يک ساز و کار رياضي مناسب تر براي تبيين رفتار کيهان نگاه شود اما فراموش نکنيم که در تاريخ فيزيک، همواره پشت سر سازوکارهاي رياضي جديد، پديده هاي فيزيکي جديدي نيز کشف شده اند.» پروفسور وفا در اين مورد به عنوان مثال به کوارک ها اشاره مي کند. تا همين چند دهه قبل به کوراک ها صرفا به عنوان يک ساز و کار رياضي براي تبيين رفتار ذراتي نظير پروتون ها نگاه مي کردند اما امروزه اغلب فيزيکدان ها معتقدند کوراک ها واقعا در جهان وجود دارند. ممکن است مشابه چنين سرنوشتي در انتظار بعد زماني جديد و اسرارآميز نظريه F نيز باشد. پروفسور وفا آينده نظريه ريسمان را نامعلوم اما هيجان انگيز مي داند. وي مي گويد: «اين نظريه، فيزيکدانان را به بينش هاي فيزيکي درخشاني هدايت کرده و همچنين داراي ساختار بسيار غني رياضي است، طوري که تاکنون در عالم رياضيات چندين انقلاب فکري به وجود آورده است و اين بينش و اتصالي که در رياضيات و فيزيک به وجود آورده ما را بيشتر به اعتبار آن مطمئن مي سازد.» با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد