مکتب رئالیسم

بسم الله الرحمن الرحیم

پرده اول) میدانیم که هیچ وجود دارای جرمی [نه جرم معادل انرژی، جرم مستقل یا همان m در رابطه هم ارزی جرم و انرژی E=MC²] نمیتواند به سرعت نور که از بسته های انرژی الکترومغناطیس یعنی فوتون تشکیل شده برسد. چون هرچه سرعتش بیشتر بشود فاکتور لورنتس آن بیشتر شده نتیجتاً جرمش هم می بایست بیشتر بشود و هرچقدر هم که جرمش بیشتر باشد انرژی بیشتری لازم است تا سرعتش را بیشتر کنیم که این بخاطر «جرم اینرسی/Inertial mass» از دو گانه کلی جرم موجود است. [منظور از دوگانه، جرم گرانشی/Gravitational mass و جرم لَختی (البته جرم گرانشی هم خود به دو جرم گرانشی فعال و غیر فعال تقسیم میشود که زیاد مهم نیست و بطور کل همان جرم گرانشی در نظر میگیریمش) میباشد]. حال به یک تناقض میرسیم و آن اینکه اگر سرعتش بخواهد به سرعت نور برسد به بی نهایت انرژی لازم داریم و خب این غیر ممکن است چون بی نهایت حدی ندارد بخواهیم به آن برسیم. بر اساس قانون اول نیوتون میدانیم که اگر یک جسم در حال حرکت بود تمایل دارد به حرکت خود ادامه دهد مگر اینکه بواسطه نیرویی متوقف شود و یا اگر جسمی در حال سکون بود تمایل دارد در حالت سکون بماند مگر آنکه نیرویی آنرا وادار به حرکت کند حال ازین قانون نتیجه میگیریم اگر جسمی با سرعت n هم در حرکت بود تمایل دارد با سرعت n در حرکت باشد مگر اینکه نیرویی بیش از آنکه برای به حرکت در آوردنش از حالت سکون به حالت سرعت n نیاز بود، بدان وارد شود تا بتواند با سرعت n2 حرکت کند. در اینجا برای درک بهتر اجازه بدهید یک مثال بزنم:

وقتی سوار دوچرخه شده اید باید متوجه بشوید نیرویی که شما مصرف میکنید تا مثلاً چرخ را از حالت سکون به سرعت متوسط برسانید و در آن حالت نگهش دارید خیلی کمتر از انرژی است که برای رساندنش به حداکثر سرعت از سرعت متوسط صرف میکنید. در اینجا هرچه سرعت میخواهد بیشتر بشود انرژی بیشتری هم لازم است تا توسط شما مصرف شود.

بهمین خاطر بر اساس فاکتور لورنتس اگر سرعت ما که در رابطه v است بشود سرعت نور یا همان c در نتیجه جواب ما بی نهایت خواهد شد و این یعنی نیاز به بی نهایت انرژی داریم. بنابراین در اینجا فقط فوتون که جرم ندارد در خلأ با این سرعت میتواند حرکت کند و سرعتش حد سرعت در فیزیک ماده است [وجودهای غیر مادی مثل روح و جن مشخصاً از قوانین فیزیک ماده تبعیت نمیکنند].

پرده دوم) توجه داشته باشید جرم گرانشی و جرم اینرسی یک جسم کاملاً باهم برابرند و این مقوله قابل اثبات توسط فیزیکدانان امروزی نیست لکن بصورت یک اصل که نقضش در تجربیات مشاهده نشده پذیرفته شده است. از طرفی دیگر بنابر مدل استاندارد ذرات بنیادی میدانیم آنچکه باعث جرم دار شدن ذرات شده برهم کنششان با میدان هیگز است و اینکه چرا جرم ها متفاوت است و یا فوتون جرمی نگرفته بدلیل ابر بار الکتروضعیف متفاوت این ذرات است [البته در کوانتوم فیلد تئوری ذره نداریم میدان داریم که میتواند حالت ذره ای بواسطه اندازه گیری پیدا کند و اینجا میگم ذره همان میدان مد نظر باشد مثلا میدان الکترون]. حالا چرا ابر بار متفاوت است؟ خب این به Fine tuning/تنظیم دقیق [یا Fine-tuned universe] برمیگردد که مشخصاً از شواهد وجود خالق هستی است که خواسته ذرات با مقدار دقیقی آفریده شده تا به میزان کافی و مناسب و متفاوت جرم بگیرند یا مشابه فوتون جرمی نگیرند. البته اگر در آینده تئوری میدان هیگز هم بی اعتبار شود خللی به این مبحث در تنظیم دقیق وارد نخواهد شد چون بهرطبع جرم ذرات متفاوت است و این بهیچ روی نمیتواند حاکی از تصادف باشد بدلیل آنکه این ذرات در ابتدا همه از یک ریشه اند و هیچ متغیری هم در آغاز پیدایش جهان مادی نیست ورای این ذرات باشد نتیجتاً اصلاً محال عقلیست متفاوت ایجاد شوند مگر اینکه وجودی ماورای طبیعت جرم و انرژی باشد.

ممکن است بگویید خب فوتون که جرم اینرسی ندارد [اگر جرم اینرسی داشت که به سرعت c نمیرسید، اساساً چون جرم لختی و جرم سُکون ندارد سرعتش نهایت سرعت هاست و ذرات دارای جرم بخواهند به آن سرعت برسند به انرژی بی نهایت نیاز دارند که ممکن نیست و این بدلیل وجود جرم اینرسی شان است] نتیجتاً جرم گرانشی هم نباید داشته باشد و پس حالا چرا تحت تأثیر گرانش قرار میگیرد؟ جوابش در تئوری نسبیت عام است چنانچه در آنجا خمیدگی فضا-زمان که حاصل جاذبه است هرچیزی را که در فضا حرکت میکند وادار به انحراف مسیر خواهد کرد و خب بدلیل خمیدگی شدید فضا اطراف یک ستاره یا سیاه چاله به سبب گرانش زیاد فوتون هم خم میشود. البته فضای جهان مادی ما بدون ذرات اساساً وجود ندارد و مقوله مستقلی نیست، و خب این بر میگردد به ماهیت ناشناخته گرانش که هیچ ذره ای برای انتقال نیروی خود شبیه به سه نیروی بنیادین دیگر [الکترومغناطیس-هسته ای قوی-هسته ای ضعیف] ندارد. جرم گرانشی مختص ذرات دارای جرم اینرسی هست و طبیعتاً فوتون که جرم اینرسی ندارد فاقد جرم گرانشی خواهد بود. عملکرد نیروی گرانش اما ربطی به نبود جرم گرانش ندارد چون خمیدگی فضا-زمان است.

پرده سوم) عنوان میشود از دید فوتون زمان نمیگذرد چون با سرعت نور حرکت میکند لکن از دید ما گذر زمان حس میشود، بر این اساس میتوان گفت هرچه سرعت ما به سرعت نور در خلأ نزدیک شود زمان برایمان کندتر خواهد گذشت. این ادعا اما صحیح نیست، درست است که اساساً سرعت پایین تر از c برای فوتون بیان نشده و سرعت کمتری هم که در هوا و آب و... (محیط های غیر خلأ) دارد بخاطر جذب ذرات و ساطع شدنش از آنهاست نه اینکه سرعتش بدون برخورد به ذرات کاهش پیدا کرده باشد! نتیجتاً بنظر میرسد فوتون با کاهش سرعت روبرو نمیشود و فرآیند جذب و ساطع شدن در فرآیند حرکتش تأثیر میگذارد اما چیزی که اینجا مد نظر هست بحث گرانش و فوتون هست، گرانش خمیدگی فضا-زمان میباشد و مضحک است بگوییم فوتونی که زمان مند نیست صرفاً از خمیدگی فضا پیروی کرده است! اینکه گفته شود خب فوتون ورای زمان نیست و عدم زمان مند نبودنش با این مقوله در تضاد نمیباشد هم سخن کذب و مصداق سفسطه هست چون ذرات کاملاً زمان مند برآن تأثیر گذاشته و یا در همین مقوله گرانش نیرویی توانسته آنرا به سمت یک شیء زمان مند مثل سیاهچاله منحرف کند. اساساً چیزی خارج از ظرف زمان اما دارای ارتباط با ذرات داخل ظرف زمان بدین صورت که وادارش کنند حتی مسیرش را هم تغییر دهد یا اطلاعات مد نظر را انتقال بدهد [مثل فوتون هایی که ما برای بینایی استفاده میکنیم] نمیتواند وجود داشته باشد در عین اینکه از سنخ همان ذرات داخل ظرف زمان باشد [از انرژی تشکیل شده باشد].

ما میدانیم فضا-زمان بهیچ عنوان از هم جدا نیستند و هردو هم نسبی اند یعنی در جهان مادی ما اگر بعنوان مثال انرژی نباشد فضا-زمانی هم در کار نخواهد بود، حالا اینکه بر اساس فرضیاتی مثل تئوری هارتل-هاوکینگ فضا قبل از پدید آمدن زمان در بیگ بنگ وجود داشته و بی نهایت بوده و... محل بحث نیست چون فرضیاتی فاقد اعتبار لازم اند و نظر رایج به پدید آمدن فضا-زمان و انرژی-جرم در سینگولاریتی پوینت بیگ بنگ اشاره دارد. نتیجتاً برای فضا-زمان نسبی که داریم شاهد آن هستیم که فوتون بعنوان ذره ای بدون جرم توسط ذراتی جرم دار و زمان مند کاملاً تحت تأثیر مستقیم قرار گرفته بگونه ای که هم اطلاعات از آن بواسطه جذبش دریافت و هم مسیرش را منحرف میکنند. نمیتوان گفت فوتون در اینجا فقط از دید ناظر زمان مند هست خیر، چون فوتون مسیرش از نقطه ای به بعد در فضا منحرف میشود (مثلاً بواسطه گرانش یک ستاره) بنابراین زمان برای فوتون طی مسیر آغاز حرکت خود تا نقطه ای که راهش منحرف میشود کاملاً تعریف و برای خود فوتون هم وجود دارد. نیز همین مکانیسم جذب و ساطع کردن هم فوتون بواسطه اطلاعاتی که میرساند کاملاً زمان مند دارد عمل میکند.

پرده چهارم) مقوله فوق نباید باعث برداشت تناقض آمیز با مقوله سرعت نور و زمان بشود [یعنی بگوییم یک دیدگاه میگوید افزایش سرعت مساویست با کندتر شدن زمان و دیدگاهی دیگر میگوید زمان با افزایش سرعت تغییری نمیکند، خیر، این چنین برداشتی نباید از سخنان بالایی استنباط شود] بلکه می بایست تعریف خود را از زمان تغییر دهیم نتیجتاً زمان مد نظر تعریف اولی اساساً در گزاره ای که بیان کردم وجود ندارد بخواهیم از وجود تناقض حرف بزنیم. در راستای سخنی که بیان کردم پروفسور کارلو روولی (فیزیکدان ایتالیایی و بنیانگذار تئوری گرانش کوانتومی حلقه) نیز در کتاب خود با عنوان «The order of time» [نظم زمان یا ترتیب زمان] میگوید زمان توالی رویدادهاست و این یک تعریف منطقی و معقول از زمان هست، بر این اساس هر رویداد فیزیکی میتواند در ظرف زمان ریخته شود و فوتون هم کاملاً زمان مند است. این تعریف از زمان بواسطه سرعت کندتر نمیشود. پروفسور کارلو روولی هم در رابطه با زمان دیدگاه مشابهی دارد چنانچه وی زمان را اساساً توالی رویدادها دانسته و کند یا تندتر شدنش بدلیل مقوله هایی مثل سرعت را بهیچ روی قبول ندارد. پروفسور آندرو جافی کیهان شناس و اختر فیزیکدان کالچ امپریال لندن در وبسایت نیچر گزارش کوتاهی را در رابطه با کتاب روولی پیرامون این مقوله نوشته است (بنگرید به اینجا) و گرچه وی میگوید مطمئن نیست ایده های روولی را قبول کند و یا کتاب وی به تنهایی اطلاعات کافی را برای مخاطب عادی به منظور قضاوت (قبول یا عدم قبول) در اختیار قرار نمیدهد و اینکه وی با جزئیات برخی اظهار نظر های روولی [و نه کلیات و مبناها و استدلال های اصلی] مخالف است اما در نهایت همان عبارت «مطمئن نیستم» و... نشان میدهد پروفسور جافی هم ادله کافی به منظور زیر سؤال بردن تعریف زمان نزد پروفسور روولی در اختیار ندارد و نمیتواند بگوید بی اعتبار یا ناموجه است و یا حداقل بگوید وی نمیتواند قبولش کند، صرفاً به عدم اطمینان خود از قبول کامل سخنان روولی اشاره میکند که محل بحث ما هم نیست و من همان مقوله تعریف زمان را فقط مد نظر دارم بدون لحاظ کردن تئوری هایی همچون گرانش کوانتومی حلقه و... که مد نظر روولی است. بعبارتی دیگر این قسمت از سخن روولی مد نظر من هست که میگوید: «our naive perception of its flow doesn’t correspond to physical reality» و در بسط آن با اشاره به واقعیت میگوید: «reality is just a complex network of events onto which we project sequences of past, present and future» و بر این اساس من زمان را به توالی رویدادهای/Events فیزیکی گذشته و حال و آینده/Sequences of past, present and future برمیگردانم.

نتیجتاً دیدگاهی که بیان کردم در سطح آکادمیک فیزیک دنیا هم نظر مشابهی را بهمراه دارد [اینکه زمان نسبی و در جهان مادی ما در حقیقت حاصل توالی رویدادهای فیزیکی است] و با تعمیم دادن آن به فضا میتوان گفت فضا هم نتیجه وجود رویداد فیزیکی است. در نتیجه: وجود رویدادها فضا (مثلاً وجود انرژی در قالب فوتون بعنوان یا میدان هیگز یا نیروی هسته ای قوی یا جرم یا... فضای جهان مادی ما را تشکیل میدهد) و توالی رویدادها یا تغییرات همان رویداد مثل حرکت و... میشود زمان [تغییرات یک رویداد هم خود مقوله ای فیزیکی و مشتمل بر وقوع رویدادهای فیزیکیست]. بر این اساس فقط وجودی میتواند زمان مند نباشد که اساساً فیزیکی نباشد و این وجود ماورای طبیعت جرم و انرژی محسوب میشود. در نظر داشته باشید ایده مطلق بودن فضا-زمان اساساً طرفدار زیادی در فیزیک امروز ندارد، مطلق بودنی که نیوتون از آن بعنوان مثال برای زمان سخن میگفت با نسبیت انیشتین به چالش کشیده شده است.

در پایان به مقوله دیگری میخواهم اشاره بکنم که بنظرم بی ارتباط با این موضوع نیست و آن نوترینو هست. این ذره اساساً بنابر فرض دانشمندان باید بدون جرم میبود اما بدلیل آنکه تغییر طعم میداد گفتند پس نمیتواند سرعتش اندازه فوتون باشد و می بایست جرم داشته باشد. بعبارتی دیگر چون بنظر آن دسته از دانشمندان حرکت با سرعت نور ذره را ورای زمان میکرد نتیجتاً نوترینو نمیتوانست تغییر طعم در هنگام حرکت خود داشته باشد چون این یک مقوله زمان مند بود پس با وجود آنکه تاکنون نتوانسته اند جرم داشتنش را در عمل موجه کنند از نظر تئوری جرمی البته خیلی کمتر از جرم الکترون برایش قائل شدند. نکته جالب اینجاست رفتار این ذره بشدت شبیه به فوتون بدون جرم است، خواه در مقوله عدم توانایی اندازه گیری جرمش که گویی ذره ای بدون جرم است و خواه در مقوله پادذره که مشابه فوتون پادذره اش خودش هست!. بنظرم اگر اینجا از مقوله رابطه زمان و سرعت نور دست میکشیدند براحتی میتوانستند بگویند نوترینو ذره ای بدون جرم هست و جرمی صرفاً تئوری برایش قائل نمیشدند وقتی مؤافق شواهد تجربی ازین ذره نیست.

ما سه مدل نوترینو داریم: الکترون نوترینو - میون نوترینو - تاو نوترینو، که میگن: نوترینو با طعم الکترون نوترینو با طعم میون نوترینو با طعم تاو.

دانشمندان اومدن محاسبه کردن میزان نوترینو با طعم الکترونی که باید از خورشید به زمین برسه ولی دیدن فقط یک سومش رسیده به زمین و این یک معما بود تا وقتی که فهمیدن این نوترینو ها تغییر طعم میدن. به این پدیده نوسانات نوترینو میگن که برای کاشفینش هم جایزه نوبل فیزیک ٢٠١۵ رو بهمراه داشت:

https://www.nature.com/articles/nphys3543

بر این اساس اومدن گفتن پس نوترینو جرم داره (که در همین لینک نیچر بهش اشاره شده)!! که من بالاتر گفتم چرا این دیدگاه مستلزم پیش فرض زمان مند نبودن فوتون بوده و ازین حیث نقدش کردم و شاهد تجربی نداره (مثلا سرعت نوترینو رو اندازه گیری کرده باشن بفهمن از فوتون در خلأ کمتره). در حالیکه شواهد قبلش نشون میداد نوترینو شبیه به فوتون فاقد جرم باید باشه (با شواهد قبلی که بیشتر در راستای بدون جرم بودن نوترینو بود خب کمی اختلاف داشت این نتیجه گیری، درست گفته باشم این خودش شد یک ابهام جدید).

نتیجتاً برای حلش میتوان گفت زمان مند نبودن فوتون رو کنار گذاشت با استناد به دلایل دیگری که در این پست بیان کردم. البته نه اینکه فرضیه نداشته باشن برای حل این معضل بدون رد کردن زمان مند نبودن فوتون، ولی بنظر موجه نیستند، مثلا کاملا حدسی اومدن گفتن جرم نوترینو خیلی کمتر از الکترونه (نیم میلیون بار کمتر!!!). معضل بعدی هم که مرتبط با مقوله جرم نوترینو هست اینه که نوترینو ها فقط چپ دست ان، در حالیکه ذرات دارای جرم باید هم چپ دست باشن هم راست دست.

این چپ و راست دست بودن اینه که یک جهت اسپین داریم یک جهت حرکت؛ نسبت جهت اسپین به جهت حرکت میشه راست دست یا چپ دست بودن. حالا برای اینم گفتند نوترینو راست دست جرمش خیلی زیاده برای همین نتونستیم کشفش کنیم و...!! اینم فرض موجهی نیست بنظرم نسبت به نظریه رد کردن زمان مند نبودن فوتون که من بهش اشاره کردم چون هیچ شاهدی نداره و مستلزم پیش فرض و فکت در نظر گرفتن زمان مند نبودن فوتون هست.