سفر انسان خردمند از دل سنگ‌های پرتوزا تا ژرفای گیتی

پیشرفت دانشی درواقع کشف یک سادگی هرچه بیشتر با یکپارچگی بیشتر است.

«ژرژ لومیتغه»، کشیش و کیهان‌شناس بلژیکی
نام استادتمام فیزیک و تاریخ علم، «هلژ کراگ» را نخستین‌بار از استاد عزیزم، «کارل کراتس» شنیدم. او در سخنرانی کم‌نظیری با اشاره به فراروندهای اخترفیزیک هسته‌ای در گذرگاه‌های تاریخِ دانش فیزیک، به نام «هلژ کراگ» اشاره کرد. آن زمان به خاطر اضطرابی که برای ارائه سخنرانی خودم داشتم، از کنار نام مردی بزرگ از زبان بزرگمردی دیگر گذشتم، اما بعدتر بار دیگر نام «هلژ کراگ» را در کنار نام یکی از نامورترین اخترفیزیک‌دانانِ حال حاضر دنیا دیدم؛ در کنار نام «ملکوم لانگیر». فوری یادم آمد که این نام را از زبان پروفسور «کراتس» عزیزم شنیده‌ام. از آنجا بود که کتاب‌ها و مقاله‌هایش را یافتم. گویی دریایی ژرف بود با سنگ‌های قیمتی. نام «کراگ» و کتاب‌هایش در ذهنم حک شده بود که چندی پیش فهمیدم کتابی درجه یک را نوشته است. همین کتابی که نقدش را می‌خوانید. می‌خواهم به خوانندگان عزیز این نوید را بدهم که قصد تدریس این اثر را دارم و امیدوارم فرصتی فراهم شود و همکار خوبی پیدا کنم، از میان دوستان و همکاران عزیزم، تا شاید این اثر برجسته را به فارسی هم برگردانیم. هرچند در میانه این روزهای دشوار بازار کتاب ایران چندان پذیرای کتاب‌های دانشیِ ژرف نیست.
داستان این کتاب
بیایید داستان این کتاب را از زبان خود «هلژ کراگ» بخوانیم و بعد برایتان از ژرفای این کتاب بگویم. «کراگ» چنین می‌گوید: اندکی از خوانندگان کتابش -چه آنها که زمینه پژوهش دانشی دارند و چه آنها که ندارند- از این موضوع خبر دارند که قانون دوم ترمودینامیک -ترمودینامیک به معنای گرماپویایی است- تأثیر شگرفی بر فرهنگ و آیین‌ها داشته است. اندک افرادی می‌دانند چگونه قانون‌های ترمودینامیک/گرماپویایی تحولات سیاسی به همراه داشته و روندهای سیاسی جهان را تغییر داده است. این موضوع درباره نظریه امروزه استوار فرگشت داروین هم درست است. فرگشت داروین با اندیشه‌های زیربناییِ دانش شیمی و واکنش‌های شیمیایی گره خورده است. پا را فراتر بگذاریم. نظریه به دور انداخته‌شده «اتر» که با آزمایش‌های پرسونانه «مایکلسون» و «مورلی» از صحنه نقش‌آفرینی در کیهان‌شناسی حذف شد، به لحاظ خاستگاه فلسفی شباهت‌هایی با انرژی تاریک دارد که بخش هنگفتی از گیتی را شامل می‌شود. این کتاب روایت داستان‌هایی از تاریخ دانش یا به اصطلاح معروف‌تر تاریخ علم است که خاستگاه‌ها و فصل مشترک‌های شاخه‌های به ظاهر جدا از هم را نشان می‌دهد. «هلژ کراگ» در این کتاب روی واژه «مدرن» که به فارسی «نوین» گفته می‌شود، مکث کرده و روند تاریخی این واژه را از قرن نوزدهم میلادی تا ابتدای قرن بیست‌ویکم پی می‌گیرد. درواقع آنچه در تاریخ دانش با نام «فیزیک مدرن» و به تبع آن «شیمی مدرن» خوانده می‌شود، رویدادهایی است که از قرن نوزدهم شروع شد، در قرن بیستم با ظهور نظریه کوانتومی و نظریه نسبیت به اوج رسید و میوه‌های آن در قرن بیست‌ویکم تبدیل به فناوری‌های موسوم به «های‌تِک» شده است. اصطلاح دانش‌های فیزیکی نوین شامل شیمی با زیربنای هسته‌ای، زیست‌شناسی و اخترشناسی است. همچنین کیهان‌شناسی نوین را هم شامل می‌شود. کتاب درخشان «کراگ» به ارتباط این دانش‌ها و چگونگی تحول آنها در گذر زمان می‌پردازد. «کراگ» در این کتاب به خوبی نشان داده خاستگاه واژگانی که امروزه تبدیل به شاخه‌های دانشیِ دانشگاه شده‌اند از کجاست. واژگانی همچون شیمی‌فیزیک، شیمی‌هسته‌ای، اخترفیزیک، اخترفیزیک هسته‌ای، شیمیِ کوانتومی و جز آن. در اینجا «کراگ» ریاضیات را جزء دانش‌های زاستاری یا دانش‌های طبیعی به شمار نیاورده ولی به زیبایی هرچه تمام نشان داده چگونه ریاضیات تاروپود تمام دانش‌ها را نگه داشته است. «کراگ» چیز دیگری را هم در کتاب به تصویر کشیده است. او می‌گوید در بیشتر مواقع آنچه با عنوان «پیروزی‌های دانشمندان» در تاریخ علم نشان داده می‌شود، نه‌تنها کامل و کافی نیست؛ بلکه تصویری ناشفاف از فراروندهای دانشی را به نمایش می‌گذارد. او نشان می‌دهد چگونه گمانه‌زنی‌های بی‌فرجام، جنجال‌های پشت پرده، اشتباه‌های آشکار کمتر از موفقیت‌ها نیستند. «کراگ» به موضوع درهم‌تنیدگی سیاست و دانش نپرداخته است‌ اما حتی این موضوع هم بخشی از تاریخ دانش و فناوری هر کشوری است که باید روایت شود.
پرواز بر فراز جنگل و دریا
راستش را بگویم خواندن این کتاب برای بار نخست این احساس را در من پدید آورد که سوار بر هواپیمایی تک‌نفره ملخ‌دار شده‌ام. هواپیمایی که کوچک و چابک است، به آرامی می‌تواند اوج بگیرد و در میان دره‌ها پرواز کند. گویی با این کتاب بر فراز زمین و زیر آسمان هستم. به هنگام روز، از بالا جنگل‌ها، رودها، دره‌ها، تپه‌ها و دشت‌ها را می‌بینم. اینکه چگونه سنگ‌ها کوه‌ها را ساخته‌اند، درختان جنگل‌ها و آبراهه‌ها رودهای خروشان را. شب که می‌شود با پرواز در دل تاریکی، آسمان پرستاره را می‌بینم و چشمک‌زدن‌شان را. قبل از توضیح بیشتر درباره کتاب باید بگویم این اثر در دل مجموعه‌ای کم‌نظیر با عنوان «تاریخ دانش‌های فیزیکیِ نوین» منتشر شده است. تاکنون از این مجموعه پنج جلد منتشر شده که این اثر پنجمین است و «هلژ کراگ» نویسنده دو جلد از آن است. برای اطلاع خوانندگان عنوان‌های چهار کتاب نخست را نام می‌برم: نظریه جنبشی گازها، دانش سترگ دوره استالین، مادّه و جان گیتی (نویسنده این جلد «هلژ کراگ» است)، سنگ‌ها، رادیو و رادار. بسیار بعید است این کتاب‌ها به فارسی ترجمه شوند، اما ای‌کاش کتابخانه‌های دانشگاهی ایران نسخه انگلیسی آن را تهیه کنند تا دانشجویان عزیز ایرانی با افق‌های جدیدی آشنا شوند. به کتاب «کراگ» بازگردیم. ساختار کتاب به چهار بخش تقسیم شده و این تقسیم‌بندی بسیار هوشمندانه بوده است. در واقع «کراگ» می‌خواهد نشان دهد چگونه دانش‌های به‌هم‌پیوسته به زایش هرچه بیشتر کشف‌های علمی منتهی شدند. کتاب شامل چهار بخش فیزیک، شیمی، اخترشناسی و کیهان‌شناسی است. کل کتاب 412 صفحه است. مثل هر کتاب استاندارد دیگری، مقدمه و نمایه و منابع دارد. نویسنده برای نوشتن این کتاب از بیش از 500 منبع استفاده کرده که در نوع خود عالی است. کتاب چهار بخش کلی دارد و در کل 17 فصل را شامل می‌شود. بخش نخست آن را می‌توان این‌گونه نام نهاد: جوهره فیزیک یا محتوای فیزیک. عنوان فصل بسیار گیراست: چهره‌های بسیار ترمودینامیک یا گرماپویایی. «کراگ» نخستین موضوع را به روند تاریخی و مفهومی «پایستگی انرژی» اختصاص داده و خاستگاه واژگانی مانند انرژی و نیرو را در کنار مشهورترین و ساده‌ترین فرمول‌ها یا دیسول‌های فیزیک توضیح داده است. دیسول‌هایی که اگرچه امروزه برای همه ساده می‌نمایند اما در دل خود، تا زایش و رخنه در کتاب‌های درسی بچه‌های دبیرستانی راه درازی را پیموده‌اند؛ برای مثال «کراگ» نشان می‌دهد چگونه واژه «ژول» روندی کلاسیک و بعدتر روندی مدرن را طی کرده است. یا واژه دیگری که «کراگ» روی آن مکث کرده «انرژی» است. واژه‌ای بنیادی که شوربختانه از آن سوءاستفاده‌های بسیاری شده است و شیادان در لباس شبه‌علم از آن بسیار غارتگری کرده‌اند. از انرژی مثبت فرستادن برای دیگران تا دستبندهای انرژی‌زا برای جلسه امتحان. البته «کراگ» به این مورد نپرداخته و من هم نمی‌دانم آیا در کشور او هم شبه‌علم به شکل آنچه ما در ایران شاهدش هستیم جریان دارد یا نه. موضوع بعدی که «کراگ» به آن پرداخته «ماده و انرژی» است. شاید اگر از مردم عادی یا حتی دانشجویان فیزیک و مهندسی بپرسید ماده و انرژی چگونه به هم ربط دارند، فوری به شما دیسول مشهور «اینشتین» را یادآوری کنند. انرژی برابر است با جرم ضرب در توان دوم سرعت نور. اما همه داستان همین نیست و به واقع «اینشتین» هم روی شانه دیگر دانشمندانی ایستاد که به این موضوع فکر می‌کردند. ردپای جرم و انرژی را باید خیلی قبل‌تر بجوییم. زمانی که واکنش‌های شیمیایی منجر به تغییر ماده می‌شد و دانشمندان به بِگرت یا مفهوم تفاضل جرم پی بردند. بخش بعدی این فصل درباره قانون دوم ترمودینامیک است. قانونی که بی‌اغراق از شاهکارهای دانش است و ردپای آن در همه‌جای گیتی دیده می‌شود. قانونی که با بِگرت اِنتروپی گره خورده است و جلوه‌های گوناگونی دارد. برای اطلاع خوانندگان خوب است یادآوری کنم ترمودینامیک از دو واژه ترمو به معنای گرما و دینامیک به معنای پویایی یا جنبش تشکیل شده است. ترمودینامیک بخش بسیار خوش‌تعریف فیزیک است و ترمودینامیک کلاسیک چهار قانون کلی دارد که با شمار‌های صفر تا سه تعریف می‌شوند. به روایت «کراگ» خود واژه ترمودینامیک نخستین‌بار به سال 1854م. اندکی پس از قانون پایستگی انرژی ظهور کرد. موضوع آخر فصل نخست هم به گرمامرگی و زایش اِنتروپی اختصاص دارد. فصل دوم کتاب عنوان بامزه و درعین‌حال هوشمندانه‌ای دارد: اتمِ بورِ همه‌فن‌حریف. «بور» نام دانشمند هم‌میهن نویسنده کتاب است. «نیلز/ نیلس بور». فیزیک‌دان دانمارکی که از بنیان‌گذاران نظریه کوانتومی بود و برنده جایزه نوبل. برای دانستن بیشتر درباره «نیلس بور» به مقاله با عنوان «میراث مرد کپنهاگی در دانش» به قلم نویسنده همین مقاله در صفحه علم روزنامه «شرق» به تاریخ هفدهم تیرماه مراجعه کنید. «کراگ» این فصل را با عنوان «نظریه کوانتومی اتمی و ساختار مولکولی» شروع می‌کند و به سؤالاتی که ذهن «نیلس/نیلز بور» را درگیر کرده بود می‌پردازد. او از مقاله سال 1913م «نیلس بور» شروع می‌کند که با دردست‌داشتن دستاورد بزرگ «ماکس پلانک»، فیزیک‌دان بزرگ همه دوران، ‌در پی کشف چگونگی ژیرندگی یا فعالیت پایدار ساختار اتمی بود. یادمان نرود «بور» در حالی درگیر چنین سؤالاتی بود که هنوز واژه فوتون و سازوکار پرسونانه آن معلوم نبود. در‌واقع واژه فوتون را نخستین‌بار «آلبرت اینشتین» به سال 1916م به‌طور رسمی رونمایی کرد. «کراگ» سپس سررشته داستان را در دست گرفته و به «بدفهمی‌ها و استدلال‌های مخالفِ بگرتی یا مفهومی یا زیربنایی» می‌پردازد. در اینجای داستان پای دانشمندان دیگری مانند«تامسون» و «رادرفورد» هم به داستان باز می‌شود. «کراگ» خیلی خوب نشان داده چگونه حتی بدفهمی‌ها و مقاومت‌ها منجر به پشیرفت نظریه کوانتومیِ اتم‌ها شده است. در اینجا از مقطع زمانی‌ای صحبت می‌کنیم که «اینشتین» هر دو نظریه نسبیت خاص و عام خود را ارائه کرده بود. در بخش دیگری از این فصل «کراگ» به اتم‌های مونستر پرداخته و باز با نگاهی به گذشته و زمان «دالتون» و حتی به دوره دانشمند بزرگ یونان باستان «دموکریتوس» راه ناهموار نظریه کوانتومی را به تصویر می‌کشد. این برهه از تاریخ دانش زمانی است که در اخترشناسی خطوط بینابی شناخته شده است، سال‌هاست که «مندلیف» جدول تناوبی را تدوین کرده و بُن‌پارها یا عنصرهای زیادی شناخته شده‌اند. پایان بخش فصل دوم موضوع «مولکول‌ها و اتم‌های بس-الکترونی» است. موضوعی که برای سال‌های متوالی ذهن «بور» و دیگر دانشمندان را درگیر کرده بود که راز پدیده‌هایی مانند پایداری اتمی، پرش‌های الکترونی و پرتوزایی چیست؟ باز برای یادآوری خوانندگان می‌گویم که در سال‌هایی به سر می‌بریم که هنوز نوترون کشف نشده بود یا در آستانه کشف بود. همچنین هنوز خبری از یکپارچگی نیروها و نظریه مهبانگ نبود. فصل سوم از بخش اول کتاب «از پوزیترون تا پادماده» نام دارد. «کراگ» با ظرافت و نگاهی پَرسون، نخستین بخش را چنین نام گذاشته است: «الکترون‌های مثبت پیش از پادالکترون». به سال 1896 بازمی‌گردد و ردپای یافتن الکترون را پی می‌گیرد. او از دانشمندانی نام می‌برد که همگی پدر الکترون هستند و از دو نفر، به‌ویژه «پیتر/ پایتر زیمان» بیش از دیگران ذکر می‌کند. او درواقع نشان می‌دهد که دانشمندان حتی پیش از کشف الکترون چگونه اندیشه‌های ذراتی داشتند و با خود می‌گفتند چه می‌شود اگر ذره‌ای چون الکترون و پروتون باشد با بار منفی. او حتی از «روبرت میلیکان» نام می‌برد که کتابی نوشته با عنوان: الکترون‌های مثبت و منفی، فوتون‌ها، نوترون‌ها و پرتوهای کیهانی. افتخار کشف پادماده به نام «پُل دیراک» ثبت شده است اما اندیشه ذره‌هایی با بار منفی به قبل از «دیراک» بازمی‌گردد و دانشمندان بسیاری در شکل‌دهی به آن نقش داشتند. برای اطلاع خوانندگان عزیز «کراگ» یکی از بهترین کتاب‌ها درباره زندگی و کارهای «پُل دیراک» را هم نوشته است. عنوان بخش بعدی «معادله شگفت‌انگیز» است. این‌بار «کراگ» سروقت معادله‌ای رفته که به تابع موج شرودینگر شهره است. او زیروبم تاریخی این معادله را نوشته و درنهایت رابطه معروفی را استخراج کرده که در آن سه ثابت بنیادی فیزیک به چشم می‌خورد. سرعت نور، ثابت پلانک و بار برقی/ الکتریکی الکترون. این بسیار شگفت‌انگیز است که سه ثابت بنیادی یا سه ثابت ریز طبیعت که از آن با نام ثابت‌های نازک هم نام می‌برند، یکی از عددهای مهم فیزیک را تولید می‌کنند. بار برقی الکترون با توان دوم در صورت کسر و حاصل‌ضرب ثابت پلانک در سرعت نور در مخرج کسر، به عدد مهم یک روی 137 می‌رسد. در بخش بعدی او به واکاوی دو بگرت یا مفهوم می‌پردازد و با به‌چالش‌کشیدن خواننده نشان می‌دهد حتی نام‌گذاری به شکل پادالکترون یا پوزیترون هم برای فیزیک‌دانان محل بحث و گفت‌وگو بوده است. «کراگ» عنوان «پروتون منفی» را برای بخش دیگری از این فصل برگزیده و با روایت‌گری عالی از کشف پادپروتون آن را به دو جای مهم وصل می‌کند. نخست به آنچه در آزمایشگاه بزرگ ذرات بنیادی و هسته‌ای سرن می‌گذرد و سپس به پادماده کیهانی. عنوان فصل چهارم «ثابت‌های طبیعت» است. «کراگ» در این بخش از دانشمندی بزرگ نام می‌برد که به گفته او در جهانِ دانشِ پیش از جنگ جهانی دوم بیش از دیگران به ثابت‌های بنیادی طبیعت یا زاستار اندیشیده است. او عالیجناب «آرتور ادینگتون» است. مردی که در میانه جنگ جهانی اول با سفری طولانی درستی نظریه اینشتین مبنی‌بر خمش نور در حضور میدان گرانشی را ثابت کرد. گرانش، خود یکی از پرچمداران ثابت‌های بنیادی است؛ ثابت گرانش. حالا فیزیک گام‌های بزرگی برداشته بود و ثابت‌های فیزیک در بزرگ- مقیاس و ریز- مقیاس سر برآورده بودند و تبدیل به معمایی برای دانشمندان شده بودند. موضوع مهم بعدی که «کراگ» به آن پرداخته است با نام «ماکس پلانک» گره خورده است: طول کمینه و زمان کمینه. طول کمینه از مرتبه 10 به توان منفی 35 است و زمان کمینه از مرتبه 10 به توان منفی 43. «کراگ» به گرانش و ثابت بنیادی آن پرداخته و چنین می‌نویسد که چه‌بسا نخستین ثابتی که در طبیعت به رسمیت شناخته شد، ثابت گرانش بود که با نام «نیوتن» پیوند دارد. او به مسئله بسیار مهمی پرداخته که «ثابت ساختار ریز یا ثابت ساختار نازک» نام دارد. «کراگ» نشان می‌دهد ثابت‌های ساختار ریز دو ریشه متفاوت دارند. یکی در دل نظریه کوانتوم ثابت پلانک، دیگری از به اواخر دهه 1880 بازمی‌گردد و بیناب‌نمایی یا طیف‌سنجی. پایان بخش این فصل داستان ثابت سرعت نور است. بخش دوم کتاب که شامل پنج فصل است، «مولکول‌ها و بُن‌پارها یا عنصرها» نام دارد. عنوان فصل پنجم بسیار فلسفی و پرظرافت است: «داورینیسم غیرزنده و یکپارچگی ماده». «کراگ» در کتاب واژه غیراُرگانیک را به کار برده، اما منظور اصلی او چیز دیگری است. او می‌خواهد به خواننده نشان دهد فرگشت داروینی به‌عنوان ستونی از ستون‌های پیشرفت بشری و تغییرات زیربنایی دانشی و اندیشه‌ای به شیمی و فیزیک سرایت کرد. در حقیقت او می‌خواهد بگوید داروینیسم به‌عنوان یک مکتب فکری که در ابتدا به موجوات زنده اختصاص داشت، به دیگر بخش‌ها اثر کرد. «کراگ» این فصل را با قانون پروت شروع می‌کند. «ویلیام پروت» شیمی‌دان بود و 220 سال قبل کتابی نوشت با عنوان سامانه یا دستگاه جدید فلسفه شیمی. می‌توان او را از پیشگامان نظریه اتمی و شناخت عنصرهای جدید نام برد. «کراگ» جسورانه بعد از نشان‌دادن دستاوردهای «پروت» موضوعی را شروع می‌کند که به گمان بسیاری متعلق به دهه‌های پس از 1980م است؛ اخترشیمی. عنوان بخش مهمی از این فصل «سربرآوردن اخترشیمی» است. او داستان را از سال 1835م شروع می‌کند. زمانی که هنوز ساختار ستارگان و چگونگی فروزش آنها را نمی‌دانستند. بد نیست همین‌جا به این موضوع اشاره کنیم که بخشی از آموخته‌های اخترشیمی با زمین‌شناسی و به‌طورخاص با شیمیِ زمین و عمرسنجی آغاز شده بود. «کراگ» داستان را با جدول تناوبی ادامه می‌دهد و در همان خط اول از دو نفر که جداگانه اما هم‌تراز هم جدول تناوبی را ابداع کردند، نام می‌برد. «لوتار مایرِ» آلمانی و «دیمیتری مندلیفِ» روس. البته کار «مندلیف» گستردگی بیشتری داشت اما «مایر» هم در کشف ویژگی‌های تکرارپذیر گام‌های زیادی برداشته بود، اما در تاریخ دانش نامی که پربسامد شد، «مندلیف» بود. نوشتن از کار سترگ «مندلیف» به تنهایی مقاله‌ای جداگانه می‌طلبد‌ اما همین‌قدر بگویم که به سال 1896م «مندلیف» و «مایر» درحالی توانستند چنین جدولی را تولید کنند که هیچ‌چیزی از کوانتوم و ذراتی مانند الکترون و پروتون و ساختار هسته نمی‌دانستند. بخش بعدی «داروینیسم شیمیایی» نام دارد و به این مسئله پرداخته که چگونه نظریه فرگشت داروین منجر به پیشرفت دانش شیمی به‌تنهایی و نیز فهم بیشتر از موجودات زنده و غیرزنده شد. در‌واقع به‌نوعی نشان می‌دهد چگونه شیمی آلی یا شیمی موجودات زنده به دنیا آمد و کمی بعد تبدیل به ابزاری برای شناخت خاستگاه بُن‌پارها یا عنصرها و خاستگاه موجودات زنده شد. پایان بخش این فصل به «الکترون‌ها و تحول شیمیایی» اختصاص دارد. «کراگ» نشان می‌دهد چگونه کشف الکترون شیمی را چند پله بالا برد و واکنش‌های شیمیایی چگونه با حضور الکترون معنا گرفتند. عنوان فصل ششم هم در نوع خود خاص است. ترجمه تحت‌اللفظی آن می‌شود شیمیِ نور اما «کراگ» لطافت به خرج داده و عنوان «شیمیِ نور شمالگان» را برگزیده است. توضیح این فصل آن هم به زبان ساده کار دشواری است و شرح هر بخشی نیاز به پیش‌زمینه‌ای از واژگان دانشی دارد، اما جان کلام این فصل پیوند شیمی با پدیده‌های جوّی است و گره‌خوردن شیمیِ زمین با شیمی جوّ است؛ مثلا فراروندهایی مثل تخلیه الکتریکی چه اثری در واکنش‌های شیمی دارد و خاستگاه تاریخی این روند کجاست. در این فصل پیوند شیمی با بخش‌های دیگری از فیزیک مانند بیناب‌نمایی، شیمیِ سبز و چند چیز دیگر از منظر تاریخی بررسی شده است که آموختن اساسی آن نیازمند دانشی پایه‌ای از شیمی مدرن است. فصل هفتم کتاب هم باز نگرشی شیمی‌گون دارد. عنوان فصل «هیدروژن سه‌اتمی» است و به‌طورکلی به عنصر هیدروژن پرداخته است. امروزه از هر شاگرد مدرسه‌ای درباره اتم هیدروژن بپرسید مطالب خوبی درباره ژیرندگی یا فعالیت این عنصر خواهد گفت. از هسته‌ آن و از اتم آن. همچنین از هیدروژن دو اتمی که با نماد «H-2» نشان می‌دهند. اما 110 سال پیش هیدروژن سه‌اتمی پدیده‌ای شگفت بود و برای نخستین‌بار «جی.جی تامسون»، همان فیزیک‌دان معروف برنده جایزه نوبل، هیدروژن سه‌اتمی را معرفی کرد و درباره‌اش نوشت. «کراگ» در این فصل تحولات دانشی را از دریچه عنصر هیدروژن بررسی کرده و به‌خوبی نشان می‌هد چگونه این عنصر در جهان فیزیک کلاسیک، فیزیک کوانتومی و نیز شیمی نوین نقش‌آفرینی کرده است. در‌نهایت نشان می‌دهد چگونه خانوده بزرگ عنصر هیدروژن در موضوعات مربوط به حیات هم نقش دارد. عنوان فصل هشتم «میان شیمی و فیزیک است». قبل از اینکه داستان پشت این فصل را روایت کنم لازم است این توضیح را بدهم که شیمی و فیزیک در گذر زمان گاهی از هم دور مانده‌اند و گاهی به‌شدت به هم پیوند خورده‌اند؛ اما زیباترین جلوه این پیوند از قرن نوزدهم به بعد نمایان شد که «کراگ» هم به‌خوبی به آن پرداخته است. اولین بخش این فصل «از کانت تا نرنست» نام دارد. در‌واقع «کراگ» تا بخشی از تاریخ عقب رفته و به «لاوازیه» رسیده است. «لاوازیه» دانشمندِ شیمی‌دان -یا حتی می‌توان فیزیک‌دان نامید- فرانسوی بود که در جریان انقلاب بزرگ فرانسه به دست انقلابیون گردنش با گیوتین قطع شد. «کراگ» در این فصل موضوع جالب دیگری را هم اشاره می‌کند و آن عنوان هم‌زمان «شیمی و فیزیک» روی جلد برخی مجله‌های دانشگاهی است. او در این فصل به نام‌هایی مانند «ولتا» و «گالول» اشاره می‌کند که کارهای پژوهشی‌شان فصل مشترک شیمی و فیزیک بود. مثال ملموسی هم که می‌زند باتری ولتا است. همچنین به خاستگاه ترمودینامیک اشاره می‌کند که با نام‌های بزرگی مانند «گیبس» و «هلمهولتز» گره خورده است. کارهای نخستینی که در ترمودینامیک پسا‌قرن نوزدهمی صورت گرفته بیشتر به شیمی-فیزیک نزدیک بود تا فیزیک نظری. بخش دیگری که این فصل به آن پرداخته «ماهیت بُن‌پارها یا عنصرها» است. به شکل سنتی شناخت عنصرها به شیمی ربط پیدا می‌کند اما «کراگ» نشان می‌هد چگونه عناصر شیمیاییِ جدول تناوبی با ویژگی‌های عجیب‌شان مثل هنرمند باله، آرام و لغزان میان شیمی و فیزیک به انجام حرکات موزون می‌پردازند. وقتی از ترکیب عنصرها باهم حرف می‌زنیم شیمی میان می‌آید و وقتی می‌خواهیم از پرتوزایی صحبت کنیم پای کوانتوم وسط است. پایان‌بخش این فصل «شیمی کوانتومی» است. «کراگ» نشان می‌دهد که نباید ذهن‌ خود را با قالب‌های کلاسیکی محدود کنیم. امروزه دانشی داریم با نام شیمیِ کوانتومی که از واکنش‌های هسته‌ای و تولید کیک زرد هسته‌ای تا اثرات پرتوها روی بدن جانوران وسعت دارد. فصل نهم که فصل پایانی بخش دوم -بخشی مربوط به شیمی- است به یکی از پرکاربردترین موضوع‌ها به‌لحاظ کاربردی و پرحرارت‌ترین بخش‌ها از دریچه تاریخ دانشِ نوین پرداخته است. عنوان این فصل «بُن‌پارهای فرااورانیومی و بسیار سنگین» است. لازم است در اینجا واژه «فرااورانیومی» یا به زبان دیگر «اُستَراورانیومی» را تعریف کنم. عنصرهایی که عدد اتمی آنها از اورانیوم که 92 است، بیشتر باشد، عنصرهای فرااورانیومی می‌نامیم. این عنصرها غالبا روی زمین وجود ندارند و به شکل آزمایشگاهی تولید می‌شوند. کاربردهای فراوان صلح‌آمیز و مخاطره‌آمیز دارند و تاکنون 26 بُن‌پار فرااورانیومی تولید شده است. این عنصرها اگرچه قدمت زیادی ندارند اما تاریخِ دانشیِ خودشان را دارند. این فصل داستان تولید و خاستگاه این عنصر‌هاست و آنچه در آزمایشگاه‌های بزرگ دنیا رخ داده است. در این فصل «کراگ» اشاره کرده است که چگونه این عنصرها قدرت‌های سیاسی را به زیر کشیده‌اند. مثال ملموس آن بمب‌ هسته‌ای به کار رفته در هیروشیما و ناگازاکی است که سرنوشت جنگ جهانی دوم را رقم زد. در پایان این بخش می‌خواهم نکته‌ای را بیفزایم. دانش شیمی در قرن بیستم تیغ دولبه بود. از سویی کود شیمیایی را اختراع کرد و داروهای شیمی-درمانی برای بیماری سرطان؛ از سوی دیگر سلاح‌های شیمیایی را تولید کرد و میلیون‌ها نفر را به کام مرگ فرستاد. هیچ دانشی به خودیِ خود خطرناک نیست بلکه به قول پروفسور «جان ایوری»، نبود اخلاق و قانون، می‌تواند هر چیزی را به پدیده‌ای خطرناک تبدیل کند. استفاده درست از دانش خرد جمعیِ جامعه جهانی را نیاز دارد. بخش سوم کتاب، اخترشناسی و اخترفیزیک است. قبل از ورود به دو بخش پایانی کتاب که به اخترشناسی، اخترفیزیک و کیهان‌شناسی اختصاص دارد، لازم است نکته به مهمی که «کراگ» لحاظ کرده، اشاره کنم. در بررسیِ تاریخِ دانشیِ این موضوع باید بین این سه تمایز قائل شویم. اگر با دوربین پسا‌نوزایی/ پسا‌رنسانسی نگاه کنیم این سه در پی هم به شکوه رسیده‌اند. در‌واقع کیهان‌شناسی نوین عمری کمتر از صد سال دارد و اخترفیزیک نوین کمتر از 200 سال. با این مقدمه به بررسی دو بخش بعدی کتاب می‌پردازم. عنوان فصل دهم «فضای خمیده: از ریاضیات تا اخترشناسی» است. «کراگ» داستان را با اقلیدس، هندسه‌دان نامور یونانی شروع می‌کند. بخش نخست این فصل درباره «هندسه نااقلیدسی» است. هندسه نااقلیدسی بخش شکوهمندی از ریاضیات است که با ‌نام‌های بزرگی مانند «گاوس»، «بولیایی» و «کسان» دیگر گره خورده اما پادشاه این داستان همان‌طورکه «کراگ» هم اشاره کرده، «نیکلای ایوانوویچ لباچفسکی» است. «کراگ» خیلی خلاصه و مفید نشان داده چگونه هندسه نااقلیدسی به اخترشناسیِ قرن بیستمی متصل شده است. «کراگ» از دانشمندی نام می‌برد که نامش چندان به گوش پژوهشگران هم‌آشنا نیست اما نقش مهمی در پیش‌برد دانش اخترفیزیک داشته است. او «کارل زولنرِ» آلمانی و استاد دانشگاه لایپزیگ است. موضوع مهم دیگری که «کراگ» به آن پرداخته فضای چهاربعدی است. او به عمد از واژه چهار بعد برای فضا و نه فضا-زمان استفاده کرده تا نشان دهد چگونه هندسه نااقلیدسی منجر به فهم فضا-زمان شد. چیزی که «اینشتین» یکی از قهرمانان آن است. او در پایان این فصل به «اینشتین» می‌رسد. فیزیک‌دانی که روی شانه‌های بسیاری ایستاد و فضا-زمان را یکپارچه دید. او نشان داد چگونه فضا-زمان خمیده است و چه رابطه‌ای میان هندسه فضا-زمان و وجود مادّه در دل این بافتار وجود دارد. «کراگ» خیلی خوب نشان داده چگونه ریاضیات به کمک «اینشتین» آمد. جا دارد اینجا از نفر دیگری هم نام ببریم که در موفقیت‌های «اینشتین» سهم داشت. همسر نخست او، «میلوا ماریچ». خوانندگان جوان باید بدانند «اینشتین» هرگز در درس ریاضی ضعیف نبوده و هرگز از ریاضیات گریزان نبود. این موضوع از نادرستی‌های تاریخ دانش است. او با ریاضی‌دانان همکاری خوبی داشت و تا پایان عمر با ریاضیات در صلح بود. فصل یازدهم کتاب «نخستین نظریه‌های انرژی ستاره‌ای» نام دارد. به دنیای اخترفیزیک هسته‌ای خوش آمدید. «کراگ» با ورودی تاریخی به موضوع ابتدا نظریه برهمکنش گرانشی را پیش کشیده که اخترشناسان و فیزیک‌دانان سده‌های پیشین گمان می‌کردند انقباض گرانشی دلیل تولید انرژی در ستارگان است و حتی محاسباتی را هم انجام داده بودند. نظریه بعدی «خورشید پرتوزا» بود. نظریه‌ای که در زمان خودش پیشرو بود و خاستگاه آن کشف بُن‌پارهای پرتوزا توسط زوج «کوری» بود. «ماری» و «پی‌یر کوری» همراه دیگر دانشمندان گمان می‌کردند دلیل تابندگی خورشید و دیگر ستارگان پدیده پرتوزایی و تبدیل عنصری به عنصر دیگر است؛ اما گام مهمی که اخترفیزیک هسته‌ای را پیش برد زایش کوانتوم بود. در حقیقت فرضیه گداخت هسته‌ای، یعنی به‌هم‌پیوستن بُن‌پارهای سبک و تشکیل هسته‌های اتمی سنگین پس از ظهور کوانتوم ممکن شد. حالا دیگر اخترفیزیک‌دانان می‌دانستند درون ستارگان چه خبر است. باز جا دارد اینجا از یکی از دانشمندان بزرگ معروف نام ببرم: «لِو لاندائو». فصل دوازدهم که آخرین فصل بخش سوم است عنوان دلربایی دارد؛ دست‌کم برای من که دلباخته اخترفیزیک هسته‌ای هستم؛ «طلوع اخترفیزیک هسته‌ای». در این فصل شورانگیز با نام‌های بزرگی روبه‌رو خواهیم شد. «ژرژ/ گئورگ گاموف»، «فرد هُیل»، «هانس بته»، «سالپیتر» و بسیاری دیگر. نخستین موضوع «باستان‌شناسیِ هسته‌ای» است و روند تاریخی خاستگاه عنصرهای سبک همچون هیدروژن و هلیوم و لیتیوم را در گیتیِ نپاهش‌پذیر/ مشاهده‌پذیر را روایت می‌کند. همچنین دو دسته کلی واکنش‌های هسته‌ای در قلب ستارگان را معرفی کرده و نام دانشمندان را یادآوری می‌کند. سپس به «هانس بته» و کارهای سترگش در ژرف‌بخشی به واکنش‌های هسته‌ای در ستارگان می‌پردازد. «هانس بته» را می‌توان فیزیک‌دانی نابغه نامید که از ستون‌های اخترفیزیک هسته‌ای شناخته می‌شود. در ادامه نبردی را روایت می‌کند که در پی خاستگاه فرالیتیوم در گیتی بودند. دو گروه بزرگ هریک نگره‌های تئوریک خودشان را داشتند. گروهی بر این نظریه تأکید داشتند که عنصرها در قلب ستارگان و در دماهای بسیار بالا، از مرتبه چندده میلیون درجه فارنهایت، با فرایند ترکیب هسته‌ای که به آن سنتز‌ هسته‌ای هم می‌گویند، تشکیل می‌شوند. گروهی دیگر تشکیل عنصرها در مهبانگ را عامل پیدایش می‌دانستند. در‌نهایت هم ثابت شد عنصرها فراخور جرم ستارگان در قلب آنها شکل می‌گیرند. پایان‌بخش این فصل داستان و در واقع معمای نوترینوی خورشیدی است. فصل سیزدهم و پایانی «گیتی در‌حال انبساط یا گیتیِ سُپانا» است. داستان این فصل یکی از مناقشه‌برانگیزترین رویدادهای تاریخ دانش در دوره انسان خردمند است. آیا گیتی در‌حال انبساط است؟ پاسخ پرسون به این پرسش چندین و چند سال به درازا کشید و کسی همچون «اینشتین» را به اشتباه انداخت. این فصل با کیهان‌شناسی نسبیتی شروع می‌شود که بیش از یک سده گذشته، توسط «اینشتین» صورت‌بندی شد. در همین فصل با نام بزرگ دیگری برخورد می‌کنیم؛ «دوسیتر» یا «دوسیته». بخش بعدی «از اسلیفر تا هابل» است که خواننده را با بگرت انتقال به سرخ آشنا می‌کند. اگر به نوشته‌های مرسوم کیهان‌شناسی مراجعه کنید، گاهی اوقات فقط از «هابل» به‌عنوان کسی که انبساط گیتی را کشف کرد، نام می‌برند اما «کراگ» گره از رازی بزرگ می‌گشاید. نخست اینکه خود «ادوین هابل» تا مدت‌ها از به‌کاربردن واژه انبساط گیتی به شکل صریح اجتناب می‌کرد؛ چون به نظریه مهبانگ هنوز اعتماد کامل نداشت. دیگر آنکه دو نفر نامشان در این موفقیت کم‌رنگ شده است؛ یکی «ژرژ لومیتغه» و دیگری «الکساندر فریدمان» روسی. در این فصل به موضوع مهم دیگری پرداخته شده که پیش‌تر «ثابت هابل» نامیده می‌شد و درحال‌حاضر «پارامتر (یا پارامون) هابل». بخش چهارم و پایانی کتاب هم که چندان هم بلند نیست، «گیتیِ بزرگ-مقیاس» نام دارد. فصل چهاردهم با نام «سن گیتی» به این پرسش تاریخی پرداخته که به‌راستی سن گیتیِ ما چقدر است؟ این پرسش نه پرسشی قرن بیستمی بلکه پرسشی به قدمت یونان باستان است. سن گیتی تا همین 50 سال پیش محل مناقشه بود و اگر از «اینشتین»، در روزی که جایزه نوبل گرفت می‌پرسیدند سن گیتی چقدر است، پاسخی نداشت. به‌دست‌آوردن سن گیتی ارتباط مستقیمی با نظریه‌هایی دارد که خاستگاه آن را تبیین می‌کردند. برنده این داستان نظریه مهبانگ داغ بود زیرا با رصدها همخوانی داشت. «کراگ» نشان می‌دهد چگونه محاسبات دانشمندان سن گیتی را از کمتر از یک‌و‌‌نیم میلیارد سال به کمتر از 14 میلیارد سال کنونی رسانده و نپاهش‌ها تا چه حد در این عدد مؤثر بوده‌اند. فصل‌های پانزدهم و شانزدهم هر دو به یک موضوع پرداخته‌اند؛ اولی به جهان نامتناهی و نظریه‌هایی که از آن پشتیبانی می‌کند، دومی به گیتیِ نوسانی و گیتیِ رُمبنده و جهنده می‌پردازد. در این دو فصل است که سروکله واژگانی مانند ماده و انرژی تاریک پیدا می‌شود. مدل‌های تورمی که عمری 40ساله دارند، ظهور می‌کنند و برای نسبیت هم مدل‌های تعمیم‌یافته صورت‌بندی می‌شود. بحث بیشتر دراین‌باره از حوصله این نوشتار خارج است اما برای اهل فن سیر تاریخی آن بسیار آموزنده است. فصل پایانی کتاب آمیخته با فلسفه و نگره‌های تاریخی و دیسول‌های نسبیتی است. عنوان این فصل «سرشار از عدم یا هیچ» است ‌اما من ترجیح می‌دهم عنوانی شاعرانه برایش برگزینم: «از تهی سرشار». جان کلام این فصل ارائه روند تاریخی مدل‌هایی است که گیتی ما مهبانگ را ابتدای داستان می‌دانند؛ اما آن را نخستین و یگانه نمی‌پندارند و در نگاهی کلان‌تر پیدایش بس-گیتی را از هیچ می‌دانند. هیچ در اینجا به معنای مرسوم و عام که می‌شناسیم نیست؛ بلکه پدیده‌ای فیزیکی است با ویژگی‌های تعریف‌پذیر.
کتابی ایستاده بر بلندی
کتاب «هلژ کراگ» اثری بسیار درخشان است و عبارتی که سزاوارش است «ایستاده بر بلندی» است. خواندن این اثر آن‌قدر برایم آموزنده بود که حس می‌کنم بر شانه‌های مردی بلندقامت در تاریخ دانشِ فیزیک ایستاده‌ام. این اثر کم‌مانند فقط تاریخ دانش نیست؛ بلکه خودِ دانش است. برای دانشجو یا پژوهشگری که با فیزیک و شیمی آشناست، خواندن این کتاب مانند قدم‌زدن در کاخی است که هر گوشه‌اش بخشی از تمدن بشری است. «کراگ» در این کتاب دو کار مهم انجام داده است. نخست اینکه تعداد چشمگیری نقل‌قول از دانشمندان آورده است. نام کتاب‌های مهم را نوشته و از کنار دانشمندانی که نامشان کم‌رنگ شده، بی‌تفاوت عبور نکرده است. دیگر اینکه از نوشتن روابط ریاضی و دیسول‌های فیزیک اجتناب نکرده است. این کار جسارت می‌خواهد. نویسندگان ناموری هستند که کتاب‌های خوبی نوشته‌اند و با ملاحظه‌کاری فقط به نوشتن دیسول معروف «اینشتین» اکتفا کرده‌اند، اما «کراگ» استانداردهایش را پایین نیاورده بلکه خواننده کتاب را به مبارزه دعوت کرده است. کار اساسی دیگر «کراگ» در کتابش حفظ فراروندهای تاریخی هر مبحث است. او بارها و بارها به نظریه‌های یونان باستان گریز می‌زند و رد نظریه‌های دانشیِ قرن بیستم را در سده‌های دور می‌گیرد. افسوس‌مندانه محدودیت در واژگان مانع از آن است که نقد محتوایی کتاب را بیشتر بنویسم اما همین‌قدر بگویم که خواندن این کتاب نه‌تنها چهره دیگری و نگرش دیگری از تاریخِ دانش‌های فیزیکی را به روی شما می‌گشاید بلکه سبب می‌شود روند پژوهشی را هم که در آن کار می‌کنید، نگاهی کلان‌محور و کل‌نگر داشته باشید. امیدوارم این اثر درخشان جای خودش را در اجتماع دانشیِ ایران باز کند.
مردی که بسیار می‌داند
نوشتن درباره مردی که بسیار می‌داند، کار آسانی نیست، به‌ویژه آنکه باید در چند خط او را معرفی کنم. اگر بخواهم او را به شیوه‌ای متفاوت توصیف کنم، باید چنین بگویم: دانشمندی که کتاب‌ها و مقاله‌هایش بسان سنگ‌های گران‌بهایی است که از کف اقیانوس ژرف دانش بیرون کشیده و با آن خانه‌هایی ماندگار ساخته است. «هلژ کراگ» به سال 1944م. در سال‌های پایانی جنگ جهانی دوم در دانمارک به دنیا آمد. او شیمی و فیزیک را در دانشگاه کپنهاگ خواند و به سال 1970م دانش‌آموخته شد. برای مدت نزدیک به یک دهه آموزگار مدارس بود و به سال 1981م دکترای فیزیک را از دانشگاهی دیگر در دانمارک دریافت کرد. در تمام سال‌های زندگی حرفه‌ای‌اش تاریخ دانش بخش جدانشدنی از پژوهش‌هایش بود. او سالی‌های متوالی به پژوهش پرداخت و آثار درخشانی نوشت و بالاخره دست به کار مهمی زد. در 63سالگی دکترای دیگری را در فلسفه - احتمالا فلسفه دانش/ علم- از دانشگاه مشهور دانمارکی، آرهوس، دریافت کرد. «کراگ» در اواخر دهه 80 میلادی استاد مدعو دانشگاه کُرنل آمریکا بود؛ سپس در میانه دهه 90 میلادی دو سال را در جایگاه استاد مدعو در دانشگاه اسلو گذراند. در‌نهایت از سال 1997 م. تا 2015 م. به دانشگاه آرهوس پیوست. سپس کرسی استاد مدعوی را در «انستیتو نیلس بور» کسب کرد و اگرچه به نظر می‌رسد بازنشسته شده است، کماکان به پژوهش ادامه می‌دهد. «کراگ» عضو آکادمی سلطنتی دانش در دانمارک است. او همچنین سرویراستار چندین مجله برجسته است. فهرست مقاله‌ها و کتاب‌های او دراز است: 30 کتاب و بیش از 500 مقاله. او همچنین جایزه‌های مهمی را تاکنون کسب کرده است که از آن جمله: جایزه‌ای معتبر در تاریخ‌نگاری زندگی دانشمندان است برای نوشتن کتاب زندگینامه جولیوس تامسِن. جایزه معتبر آکادمی دانش آمریکا در بخش تاریخ دانش که به جایزه آبراهام پایس معروف است. «کراگ» این جایزه را برای نوشتن کتابی بسیار عالی درباره پُل دیراک دریافت کرد. او همچنین جایزه‌ها و عضویت‌های افتخاری نهادهای مهمی را به دست آورده است. «کراگ» دانشمند بی‌حاشیه‌ای است و دیدگاه‌های یگانه‌ای در کیهان‌شناسی دارد. او به گونه‌ای از معنویت در گیتی باور دارد، بی‌آنکه آن را به آیینی خاص نسبت دهد. برای شناختن جایگاه بلند «کراگ» در دانش و تاریخ آن، کافی است به یکی از همکاران نزدیک او که باهم کتابی مهم را نوشته‌اند نگاه کنیم. «ملکوم لانگیر» یکی از نامورترین کیهان‌شناسان دنیاست که کتاب‌ها و مقاله‌هایش زبانزد خاص و عام است. «لانگیر» و «کراگ» با همکاری یکدیگر یکی از مهم‌ترین منابع تاریخ کیهان‌شناسی نوین را نوشته‌اند که دو سال پیش انتشارات دانشگاه آکسفورد آن را به چاپ رسانده است. برای این دانشمند بزرگ آرزوی سلامتی و برای خودم دیدار از نزدیک او را دارم.

پیشرفت دانشی درواقع کشف یک سادگی هرچه بیشتر با یکپارچگی بیشتر است.

«ژرژ لومیتغه»، کشیش و کیهان‌شناس بلژیکی
نام استادتمام فیزیک و تاریخ علم، «هلژ کراگ» را نخستین‌بار از استاد عزیزم، «کارل کراتس» شنیدم. او در سخنرانی کم‌نظیری با اشاره به فراروندهای اخترفیزیک هسته‌ای در گذرگاه‌های تاریخِ دانش فیزیک، به نام «هلژ کراگ» اشاره کرد. آن زمان به خاطر اضطرابی که برای ارائه سخنرانی خودم داشتم، از کنار نام مردی بزرگ از زبان بزرگمردی دیگر گذشتم، اما بعدتر بار دیگر نام «هلژ کراگ» را در کنار نام یکی از نامورترین اخترفیزیک‌دانانِ حال حاضر دنیا دیدم؛ در کنار نام «ملکوم لانگیر». فوری یادم آمد که این نام را از زبان پروفسور «کراتس» عزیزم شنیده‌ام. از آنجا بود که کتاب‌ها و مقاله‌هایش را یافتم. گویی دریایی ژرف بود با سنگ‌های قیمتی. نام «کراگ» و کتاب‌هایش در ذهنم حک شده بود که چندی پیش فهمیدم کتابی درجه یک را نوشته است. همین کتابی که نقدش را می‌خوانید. می‌خواهم به خوانندگان عزیز این نوید را بدهم که قصد تدریس این اثر را دارم و امیدوارم فرصتی فراهم شود و همکار خوبی پیدا کنم، از میان دوستان و همکاران عزیزم، تا شاید این اثر برجسته را به فارسی هم برگردانیم. هرچند در میانه این روزهای دشوار بازار کتاب ایران چندان پذیرای کتاب‌های دانشیِ ژرف نیست.
داستان این کتاب
بیایید داستان این کتاب را از زبان خود «هلژ کراگ» بخوانیم و بعد برایتان از ژرفای این کتاب بگویم. «کراگ» چنین می‌گوید: اندکی از خوانندگان کتابش -چه آنها که زمینه پژوهش دانشی دارند و چه آنها که ندارند- از این موضوع خبر دارند که قانون دوم ترمودینامیک -ترمودینامیک به معنای گرماپویایی است- تأثیر شگرفی بر فرهنگ و آیین‌ها داشته است. اندک افرادی می‌دانند چگونه قانون‌های ترمودینامیک/گرماپویایی تحولات سیاسی به همراه داشته و روندهای سیاسی جهان را تغییر داده است. این موضوع درباره نظریه امروزه استوار فرگشت داروین هم درست است. فرگشت داروین با اندیشه‌های زیربناییِ دانش شیمی و واکنش‌های شیمیایی گره خورده است. پا را فراتر بگذاریم. نظریه به دور انداخته‌شده «اتر» که با آزمایش‌های پرسونانه «مایکلسون» و «مورلی» از صحنه نقش‌آفرینی در کیهان‌شناسی حذف شد، به لحاظ خاستگاه فلسفی شباهت‌هایی با انرژی تاریک دارد که بخش هنگفتی از گیتی را شامل می‌شود. این کتاب روایت داستان‌هایی از تاریخ دانش یا به اصطلاح معروف‌تر تاریخ علم است که خاستگاه‌ها و فصل مشترک‌های شاخه‌های به ظاهر جدا از هم را نشان می‌دهد. «هلژ کراگ» در این کتاب روی واژه «مدرن» که به فارسی «نوین» گفته می‌شود، مکث کرده و روند تاریخی این واژه را از قرن نوزدهم میلادی تا ابتدای قرن بیست‌ویکم پی می‌گیرد. درواقع آنچه در تاریخ دانش با نام «فیزیک مدرن» و به تبع آن «شیمی مدرن» خوانده می‌شود، رویدادهایی است که از قرن نوزدهم شروع شد، در قرن بیستم با ظهور نظریه کوانتومی و نظریه نسبیت به اوج رسید و میوه‌های آن در قرن بیست‌ویکم تبدیل به فناوری‌های موسوم به «های‌تِک» شده است. اصطلاح دانش‌های فیزیکی نوین شامل شیمی با زیربنای هسته‌ای، زیست‌شناسی و اخترشناسی است. همچنین کیهان‌شناسی نوین را هم شامل می‌شود. کتاب درخشان «کراگ» به ارتباط این دانش‌ها و چگونگی تحول آنها در گذر زمان می‌پردازد. «کراگ» در این کتاب به خوبی نشان داده خاستگاه واژگانی که امروزه تبدیل به شاخه‌های دانشیِ دانشگاه شده‌اند از کجاست. واژگانی همچون شیمی‌فیزیک، شیمی‌هسته‌ای، اخترفیزیک، اخترفیزیک هسته‌ای، شیمیِ کوانتومی و جز آن. در اینجا «کراگ» ریاضیات را جزء دانش‌های زاستاری یا دانش‌های طبیعی به شمار نیاورده ولی به زیبایی هرچه تمام نشان داده چگونه ریاضیات تاروپود تمام دانش‌ها را نگه داشته است. «کراگ» چیز دیگری را هم در کتاب به تصویر کشیده است. او می‌گوید در بیشتر مواقع آنچه با عنوان «پیروزی‌های دانشمندان» در تاریخ علم نشان داده می‌شود، نه‌تنها کامل و کافی نیست؛ بلکه تصویری ناشفاف از فراروندهای دانشی را به نمایش می‌گذارد. او نشان می‌دهد چگونه گمانه‌زنی‌های بی‌فرجام، جنجال‌های پشت پرده، اشتباه‌های آشکار کمتر از موفقیت‌ها نیستند. «کراگ» به موضوع درهم‌تنیدگی سیاست و دانش نپرداخته است‌ اما حتی این موضوع هم بخشی از تاریخ دانش و فناوری هر کشوری است که باید روایت شود.
پرواز بر فراز جنگل و دریا
راستش را بگویم خواندن این کتاب برای بار نخست این احساس را در من پدید آورد که سوار بر هواپیمایی تک‌نفره ملخ‌دار شده‌ام. هواپیمایی که کوچک و چابک است، به آرامی می‌تواند اوج بگیرد و در میان دره‌ها پرواز کند. گویی با این کتاب بر فراز زمین و زیر آسمان هستم. به هنگام روز، از بالا جنگل‌ها، رودها، دره‌ها، تپه‌ها و دشت‌ها را می‌بینم. اینکه چگونه سنگ‌ها کوه‌ها را ساخته‌اند، درختان جنگل‌ها و آبراهه‌ها رودهای خروشان را. شب که می‌شود با پرواز در دل تاریکی، آسمان پرستاره را می‌بینم و چشمک‌زدن‌شان را. قبل از توضیح بیشتر درباره کتاب باید بگویم این اثر در دل مجموعه‌ای کم‌نظیر با عنوان «تاریخ دانش‌های فیزیکیِ نوین» منتشر شده است. تاکنون از این مجموعه پنج جلد منتشر شده که این اثر پنجمین است و «هلژ کراگ» نویسنده دو جلد از آن است. برای اطلاع خوانندگان عنوان‌های چهار کتاب نخست را نام می‌برم: نظریه جنبشی گازها، دانش سترگ دوره استالین، مادّه و جان گیتی (نویسنده این جلد «هلژ کراگ» است)، سنگ‌ها، رادیو و رادار. بسیار بعید است این کتاب‌ها به فارسی ترجمه شوند، اما ای‌کاش کتابخانه‌های دانشگاهی ایران نسخه انگلیسی آن را تهیه کنند تا دانشجویان عزیز ایرانی با افق‌های جدیدی آشنا شوند. به کتاب «کراگ» بازگردیم. ساختار کتاب به چهار بخش تقسیم شده و این تقسیم‌بندی بسیار هوشمندانه بوده است. در واقع «کراگ» می‌خواهد نشان دهد چگونه دانش‌های به‌هم‌پیوسته به زایش هرچه بیشتر کشف‌های علمی منتهی شدند. کتاب شامل چهار بخش فیزیک، شیمی، اخترشناسی و کیهان‌شناسی است. کل کتاب 412 صفحه است. مثل هر کتاب استاندارد دیگری، مقدمه و نمایه و منابع دارد. نویسنده برای نوشتن این کتاب از بیش از 500 منبع استفاده کرده که در نوع خود عالی است. کتاب چهار بخش کلی دارد و در کل 17 فصل را شامل می‌شود. بخش نخست آن را می‌توان این‌گونه نام نهاد: جوهره فیزیک یا محتوای فیزیک. عنوان فصل بسیار گیراست: چهره‌های بسیار ترمودینامیک یا گرماپویایی. «کراگ» نخستین موضوع را به روند تاریخی و مفهومی «پایستگی انرژی» اختصاص داده و خاستگاه واژگانی مانند انرژی و نیرو را در کنار مشهورترین و ساده‌ترین فرمول‌ها یا دیسول‌های فیزیک توضیح داده است. دیسول‌هایی که اگرچه امروزه برای همه ساده می‌نمایند اما در دل خود، تا زایش و رخنه در کتاب‌های درسی بچه‌های دبیرستانی راه درازی را پیموده‌اند؛ برای مثال «کراگ» نشان می‌دهد چگونه واژه «ژول» روندی کلاسیک و بعدتر روندی مدرن را طی کرده است. یا واژه دیگری که «کراگ» روی آن مکث کرده «انرژی» است. واژه‌ای بنیادی که شوربختانه از آن سوءاستفاده‌های بسیاری شده است و شیادان در لباس شبه‌علم از آن بسیار غارتگری کرده‌اند. از انرژی مثبت فرستادن برای دیگران تا دستبندهای انرژی‌زا برای جلسه امتحان. البته «کراگ» به این مورد نپرداخته و من هم نمی‌دانم آیا در کشور او هم شبه‌علم به شکل آنچه ما در ایران شاهدش هستیم جریان دارد یا نه. موضوع بعدی که «کراگ» به آن پرداخته «ماده و انرژی» است. شاید اگر از مردم عادی یا حتی دانشجویان فیزیک و مهندسی بپرسید ماده و انرژی چگونه به هم ربط دارند، فوری به شما دیسول مشهور «اینشتین» را یادآوری کنند. انرژی برابر است با جرم ضرب در توان دوم سرعت نور. اما همه داستان همین نیست و به واقع «اینشتین» هم روی شانه دیگر دانشمندانی ایستاد که به این موضوع فکر می‌کردند. ردپای جرم و انرژی را باید خیلی قبل‌تر بجوییم. زمانی که واکنش‌های شیمیایی منجر به تغییر ماده می‌شد و دانشمندان به بِگرت یا مفهوم تفاضل جرم پی بردند. بخش بعدی این فصل درباره قانون دوم ترمودینامیک است. قانونی که بی‌اغراق از شاهکارهای دانش است و ردپای آن در همه‌جای گیتی دیده می‌شود. قانونی که با بِگرت اِنتروپی گره خورده است و جلوه‌های گوناگونی دارد. برای اطلاع خوانندگان خوب است یادآوری کنم ترمودینامیک از دو واژه ترمو به معنای گرما و دینامیک به معنای پویایی یا جنبش تشکیل شده است. ترمودینامیک بخش بسیار خوش‌تعریف فیزیک است و ترمودینامیک کلاسیک چهار قانون کلی دارد که با شمار‌های صفر تا سه تعریف می‌شوند. به روایت «کراگ» خود واژه ترمودینامیک نخستین‌بار به سال 1854م. اندکی پس از قانون پایستگی انرژی ظهور کرد. موضوع آخر فصل نخست هم به گرمامرگی و زایش اِنتروپی اختصاص دارد. فصل دوم کتاب عنوان بامزه و درعین‌حال هوشمندانه‌ای دارد: اتمِ بورِ همه‌فن‌حریف. «بور» نام دانشمند هم‌میهن نویسنده کتاب است. «نیلز/ نیلس بور». فیزیک‌دان دانمارکی که از بنیان‌گذاران نظریه کوانتومی بود و برنده جایزه نوبل. برای دانستن بیشتر درباره «نیلس بور» به مقاله با عنوان «میراث مرد کپنهاگی در دانش» به قلم نویسنده همین مقاله در صفحه علم روزنامه «شرق» به تاریخ هفدهم تیرماه مراجعه کنید. «کراگ» این فصل را با عنوان «نظریه کوانتومی اتمی و ساختار مولکولی» شروع می‌کند و به سؤالاتی که ذهن «نیلس/نیلز بور» را درگیر کرده بود می‌پردازد. او از مقاله سال 1913م «نیلس بور» شروع می‌کند که با دردست‌داشتن دستاورد بزرگ «ماکس پلانک»، فیزیک‌دان بزرگ همه دوران، ‌در پی کشف چگونگی ژیرندگی یا فعالیت پایدار ساختار اتمی بود. یادمان نرود «بور» در حالی درگیر چنین سؤالاتی بود که هنوز واژه فوتون و سازوکار پرسونانه آن معلوم نبود. در‌واقع واژه فوتون را نخستین‌بار «آلبرت اینشتین» به سال 1916م به‌طور رسمی رونمایی کرد. «کراگ» سپس سررشته داستان را در دست گرفته و به «بدفهمی‌ها و استدلال‌های مخالفِ بگرتی یا مفهومی یا زیربنایی» می‌پردازد. در اینجای داستان پای دانشمندان دیگری مانند«تامسون» و «رادرفورد» هم به داستان باز می‌شود. «کراگ» خیلی خوب نشان داده چگونه حتی بدفهمی‌ها و مقاومت‌ها منجر به پشیرفت نظریه کوانتومیِ اتم‌ها شده است. در اینجا از مقطع زمانی‌ای صحبت می‌کنیم که «اینشتین» هر دو نظریه نسبیت خاص و عام خود را ارائه کرده بود. در بخش دیگری از این فصل «کراگ» به اتم‌های مونستر پرداخته و باز با نگاهی به گذشته و زمان «دالتون» و حتی به دوره دانشمند بزرگ یونان باستان «دموکریتوس» راه ناهموار نظریه کوانتومی را به تصویر می‌کشد. این برهه از تاریخ دانش زمانی است که در اخترشناسی خطوط بینابی شناخته شده است، سال‌هاست که «مندلیف» جدول تناوبی را تدوین کرده و بُن‌پارها یا عنصرهای زیادی شناخته شده‌اند. پایان بخش فصل دوم موضوع «مولکول‌ها و اتم‌های بس-الکترونی» است. موضوعی که برای سال‌های متوالی ذهن «بور» و دیگر دانشمندان را درگیر کرده بود که راز پدیده‌هایی مانند پایداری اتمی، پرش‌های الکترونی و پرتوزایی چیست؟ باز برای یادآوری خوانندگان می‌گویم که در سال‌هایی به سر می‌بریم که هنوز نوترون کشف نشده بود یا در آستانه کشف بود. همچنین هنوز خبری از یکپارچگی نیروها و نظریه مهبانگ نبود. فصل سوم از بخش اول کتاب «از پوزیترون تا پادماده» نام دارد. «کراگ» با ظرافت و نگاهی پَرسون، نخستین بخش را چنین نام گذاشته است: «الکترون‌های مثبت پیش از پادالکترون». به سال 1896 بازمی‌گردد و ردپای یافتن الکترون را پی می‌گیرد. او از دانشمندانی نام می‌برد که همگی پدر الکترون هستند و از دو نفر، به‌ویژه «پیتر/ پایتر زیمان» بیش از دیگران ذکر می‌کند. او درواقع نشان می‌دهد که دانشمندان حتی پیش از کشف الکترون چگونه اندیشه‌های ذراتی داشتند و با خود می‌گفتند چه می‌شود اگر ذره‌ای چون الکترون و پروتون باشد با بار منفی. او حتی از «روبرت میلیکان» نام می‌برد که کتابی نوشته با عنوان: الکترون‌های مثبت و منفی، فوتون‌ها، نوترون‌ها و پرتوهای کیهانی. افتخار کشف پادماده به نام «پُل دیراک» ثبت شده است اما اندیشه ذره‌هایی با بار منفی به قبل از «دیراک» بازمی‌گردد و دانشمندان بسیاری در شکل‌دهی به آن نقش داشتند. برای اطلاع خوانندگان عزیز «کراگ» یکی از بهترین کتاب‌ها درباره زندگی و کارهای «پُل دیراک» را هم نوشته است. عنوان بخش بعدی «معادله شگفت‌انگیز» است. این‌بار «کراگ» سروقت معادله‌ای رفته که به تابع موج شرودینگر شهره است. او زیروبم تاریخی این معادله را نوشته و درنهایت رابطه معروفی را استخراج کرده که در آن سه ثابت بنیادی فیزیک به چشم می‌خورد. سرعت نور، ثابت پلانک و بار برقی/ الکتریکی الکترون. این بسیار شگفت‌انگیز است که سه ثابت بنیادی یا سه ثابت ریز طبیعت که از آن با نام ثابت‌های نازک هم نام می‌برند، یکی از عددهای مهم فیزیک را تولید می‌کنند. بار برقی الکترون با توان دوم در صورت کسر و حاصل‌ضرب ثابت پلانک در سرعت نور در مخرج کسر، به عدد مهم یک روی 137 می‌رسد. در بخش بعدی او به واکاوی دو بگرت یا مفهوم می‌پردازد و با به‌چالش‌کشیدن خواننده نشان می‌دهد حتی نام‌گذاری به شکل پادالکترون یا پوزیترون هم برای فیزیک‌دانان محل بحث و گفت‌وگو بوده است. «کراگ» عنوان «پروتون منفی» را برای بخش دیگری از این فصل برگزیده و با روایت‌گری عالی از کشف پادپروتون آن را به دو جای مهم وصل می‌کند. نخست به آنچه در آزمایشگاه بزرگ ذرات بنیادی و هسته‌ای سرن می‌گذرد و سپس به پادماده کیهانی. عنوان فصل چهارم «ثابت‌های طبیعت» است. «کراگ» در این بخش از دانشمندی بزرگ نام می‌برد که به گفته او در جهانِ دانشِ پیش از جنگ جهانی دوم بیش از دیگران به ثابت‌های بنیادی طبیعت یا زاستار اندیشیده است. او عالیجناب «آرتور ادینگتون» است. مردی که در میانه جنگ جهانی اول با سفری طولانی درستی نظریه اینشتین مبنی‌بر خمش نور در حضور میدان گرانشی را ثابت کرد. گرانش، خود یکی از پرچمداران ثابت‌های بنیادی است؛ ثابت گرانش. حالا فیزیک گام‌های بزرگی برداشته بود و ثابت‌های فیزیک در بزرگ- مقیاس و ریز- مقیاس سر برآورده بودند و تبدیل به معمایی برای دانشمندان شده بودند. موضوع مهم بعدی که «کراگ» به آن پرداخته است با نام «ماکس پلانک» گره خورده است: طول کمینه و زمان کمینه. طول کمینه از مرتبه 10 به توان منفی 35 است و زمان کمینه از مرتبه 10 به توان منفی 43. «کراگ» به گرانش و ثابت بنیادی آن پرداخته و چنین می‌نویسد که چه‌بسا نخستین ثابتی که در طبیعت به رسمیت شناخته شد، ثابت گرانش بود که با نام «نیوتن» پیوند دارد. او به مسئله بسیار مهمی پرداخته که «ثابت ساختار ریز یا ثابت ساختار نازک» نام دارد. «کراگ» نشان می‌دهد ثابت‌های ساختار ریز دو ریشه متفاوت دارند. یکی در دل نظریه کوانتوم ثابت پلانک، دیگری از به اواخر دهه 1880 بازمی‌گردد و بیناب‌نمایی یا طیف‌سنجی. پایان بخش این فصل داستان ثابت سرعت نور است. بخش دوم کتاب که شامل پنج فصل است، «مولکول‌ها و بُن‌پارها یا عنصرها» نام دارد. عنوان فصل پنجم بسیار فلسفی و پرظرافت است: «داورینیسم غیرزنده و یکپارچگی ماده». «کراگ» در کتاب واژه غیراُرگانیک را به کار برده، اما منظور اصلی او چیز دیگری است. او می‌خواهد به خواننده نشان دهد فرگشت داروینی به‌عنوان ستونی از ستون‌های پیشرفت بشری و تغییرات زیربنایی دانشی و اندیشه‌ای به شیمی و فیزیک سرایت کرد. در حقیقت او می‌خواهد بگوید داروینیسم به‌عنوان یک مکتب فکری که در ابتدا به موجوات زنده اختصاص داشت، به دیگر بخش‌ها اثر کرد. «کراگ» این فصل را با قانون پروت شروع می‌کند. «ویلیام پروت» شیمی‌دان بود و 220 سال قبل کتابی نوشت با عنوان سامانه یا دستگاه جدید فلسفه شیمی. می‌توان او را از پیشگامان نظریه اتمی و شناخت عنصرهای جدید نام برد. «کراگ» جسورانه بعد از نشان‌دادن دستاوردهای «پروت» موضوعی را شروع می‌کند که به گمان بسیاری متعلق به دهه‌های پس از 1980م است؛ اخترشیمی. عنوان بخش مهمی از این فصل «سربرآوردن اخترشیمی» است. او داستان را از سال 1835م شروع می‌کند. زمانی که هنوز ساختار ستارگان و چگونگی فروزش آنها را نمی‌دانستند. بد نیست همین‌جا به این موضوع اشاره کنیم که بخشی از آموخته‌های اخترشیمی با زمین‌شناسی و به‌طورخاص با شیمیِ زمین و عمرسنجی آغاز شده بود. «کراگ» داستان را با جدول تناوبی ادامه می‌دهد و در همان خط اول از دو نفر که جداگانه اما هم‌تراز هم جدول تناوبی را ابداع کردند، نام می‌برد. «لوتار مایرِ» آلمانی و «دیمیتری مندلیفِ» روس. البته کار «مندلیف» گستردگی بیشتری داشت اما «مایر» هم در کشف ویژگی‌های تکرارپذیر گام‌های زیادی برداشته بود، اما در تاریخ دانش نامی که پربسامد شد، «مندلیف» بود. نوشتن از کار سترگ «مندلیف» به تنهایی مقاله‌ای جداگانه می‌طلبد‌ اما همین‌قدر بگویم که به سال 1896م «مندلیف» و «مایر» درحالی توانستند چنین جدولی را تولید کنند که هیچ‌چیزی از کوانتوم و ذراتی مانند الکترون و پروتون و ساختار هسته نمی‌دانستند. بخش بعدی «داروینیسم شیمیایی» نام دارد و به این مسئله پرداخته که چگونه نظریه فرگشت داروین منجر به پیشرفت دانش شیمی به‌تنهایی و نیز فهم بیشتر از موجودات زنده و غیرزنده شد. در‌واقع به‌نوعی نشان می‌دهد چگونه شیمی آلی یا شیمی موجودات زنده به دنیا آمد و کمی بعد تبدیل به ابزاری برای شناخت خاستگاه بُن‌پارها یا عنصرها و خاستگاه موجودات زنده شد. پایان بخش این فصل به «الکترون‌ها و تحول شیمیایی» اختصاص دارد. «کراگ» نشان می‌دهد چگونه کشف الکترون شیمی را چند پله بالا برد و واکنش‌های شیمیایی چگونه با حضور الکترون معنا گرفتند. عنوان فصل ششم هم در نوع خود خاص است. ترجمه تحت‌اللفظی آن می‌شود شیمیِ نور اما «کراگ» لطافت به خرج داده و عنوان «شیمیِ نور شمالگان» را برگزیده است. توضیح این فصل آن هم به زبان ساده کار دشواری است و شرح هر بخشی نیاز به پیش‌زمینه‌ای از واژگان دانشی دارد، اما جان کلام این فصل پیوند شیمی با پدیده‌های جوّی است و گره‌خوردن شیمیِ زمین با شیمی جوّ است؛ مثلا فراروندهایی مثل تخلیه الکتریکی چه اثری در واکنش‌های شیمی دارد و خاستگاه تاریخی این روند کجاست. در این فصل پیوند شیمی با بخش‌های دیگری از فیزیک مانند بیناب‌نمایی، شیمیِ سبز و چند چیز دیگر از منظر تاریخی بررسی شده است که آموختن اساسی آن نیازمند دانشی پایه‌ای از شیمی مدرن است. فصل هفتم کتاب هم باز نگرشی شیمی‌گون دارد. عنوان فصل «هیدروژن سه‌اتمی» است و به‌طورکلی به عنصر هیدروژن پرداخته است. امروزه از هر شاگرد مدرسه‌ای درباره اتم هیدروژن بپرسید مطالب خوبی درباره ژیرندگی یا فعالیت این عنصر خواهد گفت. از هسته‌ آن و از اتم آن. همچنین از هیدروژن دو اتمی که با نماد «H-2» نشان می‌دهند. اما 110 سال پیش هیدروژن سه‌اتمی پدیده‌ای شگفت بود و برای نخستین‌بار «جی.جی تامسون»، همان فیزیک‌دان معروف برنده جایزه نوبل، هیدروژن سه‌اتمی را معرفی کرد و درباره‌اش نوشت. «کراگ» در این فصل تحولات دانشی را از دریچه عنصر هیدروژن بررسی کرده و به‌خوبی نشان می‌هد چگونه این عنصر در جهان فیزیک کلاسیک، فیزیک کوانتومی و نیز شیمی نوین نقش‌آفرینی کرده است. در‌نهایت نشان می‌دهد چگونه خانوده بزرگ عنصر هیدروژن در موضوعات مربوط به حیات هم نقش دارد. عنوان فصل هشتم «میان شیمی و فیزیک است». قبل از اینکه داستان پشت این فصل را روایت کنم لازم است این توضیح را بدهم که شیمی و فیزیک در گذر زمان گاهی از هم دور مانده‌اند و گاهی به‌شدت به هم پیوند خورده‌اند؛ اما زیباترین جلوه این پیوند از قرن نوزدهم به بعد نمایان شد که «کراگ» هم به‌خوبی به آن پرداخته است. اولین بخش این فصل «از کانت تا نرنست» نام دارد. در‌واقع «کراگ» تا بخشی از تاریخ عقب رفته و به «لاوازیه» رسیده است. «لاوازیه» دانشمندِ شیمی‌دان -یا حتی می‌توان فیزیک‌دان نامید- فرانسوی بود که در جریان انقلاب بزرگ فرانسه به دست انقلابیون گردنش با گیوتین قطع شد. «کراگ» در این فصل موضوع جالب دیگری را هم اشاره می‌کند و آن عنوان هم‌زمان «شیمی و فیزیک» روی جلد برخی مجله‌های دانشگاهی است. او در این فصل به نام‌هایی مانند «ولتا» و «گالول» اشاره می‌کند که کارهای پژوهشی‌شان فصل مشترک شیمی و فیزیک بود. مثال ملموسی هم که می‌زند باتری ولتا است. همچنین به خاستگاه ترمودینامیک اشاره می‌کند که با نام‌های بزرگی مانند «گیبس» و «هلمهولتز» گره خورده است. کارهای نخستینی که در ترمودینامیک پسا‌قرن نوزدهمی صورت گرفته بیشتر به شیمی-فیزیک نزدیک بود تا فیزیک نظری. بخش دیگری که این فصل به آن پرداخته «ماهیت بُن‌پارها یا عنصرها» است. به شکل سنتی شناخت عنصرها به شیمی ربط پیدا می‌کند اما «کراگ» نشان می‌هد چگونه عناصر شیمیاییِ جدول تناوبی با ویژگی‌های عجیب‌شان مثل هنرمند باله، آرام و لغزان میان شیمی و فیزیک به انجام حرکات موزون می‌پردازند. وقتی از ترکیب عنصرها باهم حرف می‌زنیم شیمی میان می‌آید و وقتی می‌خواهیم از پرتوزایی صحبت کنیم پای کوانتوم وسط است. پایان‌بخش این فصل «شیمی کوانتومی» است. «کراگ» نشان می‌دهد که نباید ذهن‌ خود را با قالب‌های کلاسیکی محدود کنیم. امروزه دانشی داریم با نام شیمیِ کوانتومی که از واکنش‌های هسته‌ای و تولید کیک زرد هسته‌ای تا اثرات پرتوها روی بدن جانوران وسعت دارد. فصل نهم که فصل پایانی بخش دوم -بخشی مربوط به شیمی- است به یکی از پرکاربردترین موضوع‌ها به‌لحاظ کاربردی و پرحرارت‌ترین بخش‌ها از دریچه تاریخ دانشِ نوین پرداخته است. عنوان این فصل «بُن‌پارهای فرااورانیومی و بسیار سنگین» است. لازم است در اینجا واژه «فرااورانیومی» یا به زبان دیگر «اُستَراورانیومی» را تعریف کنم. عنصرهایی که عدد اتمی آنها از اورانیوم که 92 است، بیشتر باشد، عنصرهای فرااورانیومی می‌نامیم. این عنصرها غالبا روی زمین وجود ندارند و به شکل آزمایشگاهی تولید می‌شوند. کاربردهای فراوان صلح‌آمیز و مخاطره‌آمیز دارند و تاکنون 26 بُن‌پار فرااورانیومی تولید شده است. این عنصرها اگرچه قدمت زیادی ندارند اما تاریخِ دانشیِ خودشان را دارند. این فصل داستان تولید و خاستگاه این عنصر‌هاست و آنچه در آزمایشگاه‌های بزرگ دنیا رخ داده است. در این فصل «کراگ» اشاره کرده است که چگونه این عنصرها قدرت‌های سیاسی را به زیر کشیده‌اند. مثال ملموس آن بمب‌ هسته‌ای به کار رفته در هیروشیما و ناگازاکی است که سرنوشت جنگ جهانی دوم را رقم زد. در پایان این بخش می‌خواهم نکته‌ای را بیفزایم. دانش شیمی در قرن بیستم تیغ دولبه بود. از سویی کود شیمیایی را اختراع کرد و داروهای شیمی-درمانی برای بیماری سرطان؛ از سوی دیگر سلاح‌های شیمیایی را تولید کرد و میلیون‌ها نفر را به کام مرگ فرستاد. هیچ دانشی به خودیِ خود خطرناک نیست بلکه به قول پروفسور «جان ایوری»، نبود اخلاق و قانون، می‌تواند هر چیزی را به پدیده‌ای خطرناک تبدیل کند. استفاده درست از دانش خرد جمعیِ جامعه جهانی را نیاز دارد. بخش سوم کتاب، اخترشناسی و اخترفیزیک است. قبل از ورود به دو بخش پایانی کتاب که به اخترشناسی، اخترفیزیک و کیهان‌شناسی اختصاص دارد، لازم است نکته به مهمی که «کراگ» لحاظ کرده، اشاره کنم. در بررسیِ تاریخِ دانشیِ این موضوع باید بین این سه تمایز قائل شویم. اگر با دوربین پسا‌نوزایی/ پسا‌رنسانسی نگاه کنیم این سه در پی هم به شکوه رسیده‌اند. در‌واقع کیهان‌شناسی نوین عمری کمتر از صد سال دارد و اخترفیزیک نوین کمتر از 200 سال. با این مقدمه به بررسی دو بخش بعدی کتاب می‌پردازم. عنوان فصل دهم «فضای خمیده: از ریاضیات تا اخترشناسی» است. «کراگ» داستان را با اقلیدس، هندسه‌دان نامور یونانی شروع می‌کند. بخش نخست این فصل درباره «هندسه نااقلیدسی» است. هندسه نااقلیدسی بخش شکوهمندی از ریاضیات است که با ‌نام‌های بزرگی مانند «گاوس»، «بولیایی» و «کسان» دیگر گره خورده اما پادشاه این داستان همان‌طورکه «کراگ» هم اشاره کرده، «نیکلای ایوانوویچ لباچفسکی» است. «کراگ» خیلی خلاصه و مفید نشان داده چگونه هندسه نااقلیدسی به اخترشناسیِ قرن بیستمی متصل شده است. «کراگ» از دانشمندی نام می‌برد که نامش چندان به گوش پژوهشگران هم‌آشنا نیست اما نقش مهمی در پیش‌برد دانش اخترفیزیک داشته است. او «کارل زولنرِ» آلمانی و استاد دانشگاه لایپزیگ است. موضوع مهم دیگری که «کراگ» به آن پرداخته فضای چهاربعدی است. او به عمد از واژه چهار بعد برای فضا و نه فضا-زمان استفاده کرده تا نشان دهد چگونه هندسه نااقلیدسی منجر به فهم فضا-زمان شد. چیزی که «اینشتین» یکی از قهرمانان آن است. او در پایان این فصل به «اینشتین» می‌رسد. فیزیک‌دانی که روی شانه‌های بسیاری ایستاد و فضا-زمان را یکپارچه دید. او نشان داد چگونه فضا-زمان خمیده است و چه رابطه‌ای میان هندسه فضا-زمان و وجود مادّه در دل این بافتار وجود دارد. «کراگ» خیلی خوب نشان داده چگونه ریاضیات به کمک «اینشتین» آمد. جا دارد اینجا از نفر دیگری هم نام ببریم که در موفقیت‌های «اینشتین» سهم داشت. همسر نخست او، «میلوا ماریچ». خوانندگان جوان باید بدانند «اینشتین» هرگز در درس ریاضی ضعیف نبوده و هرگز از ریاضیات گریزان نبود. این موضوع از نادرستی‌های تاریخ دانش است. او با ریاضی‌دانان همکاری خوبی داشت و تا پایان عمر با ریاضیات در صلح بود. فصل یازدهم کتاب «نخستین نظریه‌های انرژی ستاره‌ای» نام دارد. به دنیای اخترفیزیک هسته‌ای خوش آمدید. «کراگ» با ورودی تاریخی به موضوع ابتدا نظریه برهمکنش گرانشی را پیش کشیده که اخترشناسان و فیزیک‌دانان سده‌های پیشین گمان می‌کردند انقباض گرانشی دلیل تولید انرژی در ستارگان است و حتی محاسباتی را هم انجام داده بودند. نظریه بعدی «خورشید پرتوزا» بود. نظریه‌ای که در زمان خودش پیشرو بود و خاستگاه آن کشف بُن‌پارهای پرتوزا توسط زوج «کوری» بود. «ماری» و «پی‌یر کوری» همراه دیگر دانشمندان گمان می‌کردند دلیل تابندگی خورشید و دیگر ستارگان پدیده پرتوزایی و تبدیل عنصری به عنصر دیگر است؛ اما گام مهمی که اخترفیزیک هسته‌ای را پیش برد زایش کوانتوم بود. در حقیقت فرضیه گداخت هسته‌ای، یعنی به‌هم‌پیوستن بُن‌پارهای سبک و تشکیل هسته‌های اتمی سنگین پس از ظهور کوانتوم ممکن شد. حالا دیگر اخترفیزیک‌دانان می‌دانستند درون ستارگان چه خبر است. باز جا دارد اینجا از یکی از دانشمندان بزرگ معروف نام ببرم: «لِو لاندائو». فصل دوازدهم که آخرین فصل بخش سوم است عنوان دلربایی دارد؛ دست‌کم برای من که دلباخته اخترفیزیک هسته‌ای هستم؛ «طلوع اخترفیزیک هسته‌ای». در این فصل شورانگیز با نام‌های بزرگی روبه‌رو خواهیم شد. «ژرژ/ گئورگ گاموف»، «فرد هُیل»، «هانس بته»، «سالپیتر» و بسیاری دیگر. نخستین موضوع «باستان‌شناسیِ هسته‌ای» است و روند تاریخی خاستگاه عنصرهای سبک همچون هیدروژن و هلیوم و لیتیوم را در گیتیِ نپاهش‌پذیر/ مشاهده‌پذیر را روایت می‌کند. همچنین دو دسته کلی واکنش‌های هسته‌ای در قلب ستارگان را معرفی کرده و نام دانشمندان را یادآوری می‌کند. سپس به «هانس بته» و کارهای سترگش در ژرف‌بخشی به واکنش‌های هسته‌ای در ستارگان می‌پردازد. «هانس بته» را می‌توان فیزیک‌دانی نابغه نامید که از ستون‌های اخترفیزیک هسته‌ای شناخته می‌شود. در ادامه نبردی را روایت می‌کند که در پی خاستگاه فرالیتیوم در گیتی بودند. دو گروه بزرگ هریک نگره‌های تئوریک خودشان را داشتند. گروهی بر این نظریه تأکید داشتند که عنصرها در قلب ستارگان و در دماهای بسیار بالا، از مرتبه چندده میلیون درجه فارنهایت، با فرایند ترکیب هسته‌ای که به آن سنتز‌ هسته‌ای هم می‌گویند، تشکیل می‌شوند. گروهی دیگر تشکیل عنصرها در مهبانگ را عامل پیدایش می‌دانستند. در‌نهایت هم ثابت شد عنصرها فراخور جرم ستارگان در قلب آنها شکل می‌گیرند. پایان‌بخش این فصل داستان و در واقع معمای نوترینوی خورشیدی است. فصل سیزدهم و پایانی «گیتی در‌حال انبساط یا گیتیِ سُپانا» است. داستان این فصل یکی از مناقشه‌برانگیزترین رویدادهای تاریخ دانش در دوره انسان خردمند است. آیا گیتی در‌حال انبساط است؟ پاسخ پرسون به این پرسش چندین و چند سال به درازا کشید و کسی همچون «اینشتین» را به اشتباه انداخت. این فصل با کیهان‌شناسی نسبیتی شروع می‌شود که بیش از یک سده گذشته، توسط «اینشتین» صورت‌بندی شد. در همین فصل با نام بزرگ دیگری برخورد می‌کنیم؛ «دوسیتر» یا «دوسیته». بخش بعدی «از اسلیفر تا هابل» است که خواننده را با بگرت انتقال به سرخ آشنا می‌کند. اگر به نوشته‌های مرسوم کیهان‌شناسی مراجعه کنید، گاهی اوقات فقط از «هابل» به‌عنوان کسی که انبساط گیتی را کشف کرد، نام می‌برند اما «کراگ» گره از رازی بزرگ می‌گشاید. نخست اینکه خود «ادوین هابل» تا مدت‌ها از به‌کاربردن واژه انبساط گیتی به شکل صریح اجتناب می‌کرد؛ چون به نظریه مهبانگ هنوز اعتماد کامل نداشت. دیگر آنکه دو نفر نامشان در این موفقیت کم‌رنگ شده است؛ یکی «ژرژ لومیتغه» و دیگری «الکساندر فریدمان» روسی. در این فصل به موضوع مهم دیگری پرداخته شده که پیش‌تر «ثابت هابل» نامیده می‌شد و درحال‌حاضر «پارامتر (یا پارامون) هابل». بخش چهارم و پایانی کتاب هم که چندان هم بلند نیست، «گیتیِ بزرگ-مقیاس» نام دارد. فصل چهاردهم با نام «سن گیتی» به این پرسش تاریخی پرداخته که به‌راستی سن گیتیِ ما چقدر است؟ این پرسش نه پرسشی قرن بیستمی بلکه پرسشی به قدمت یونان باستان است. سن گیتی تا همین 50 سال پیش محل مناقشه بود و اگر از «اینشتین»، در روزی که جایزه نوبل گرفت می‌پرسیدند سن گیتی چقدر است، پاسخی نداشت. به‌دست‌آوردن سن گیتی ارتباط مستقیمی با نظریه‌هایی دارد که خاستگاه آن را تبیین می‌کردند. برنده این داستان نظریه مهبانگ داغ بود زیرا با رصدها همخوانی داشت. «کراگ» نشان می‌دهد چگونه محاسبات دانشمندان سن گیتی را از کمتر از یک‌و‌‌نیم میلیارد سال به کمتر از 14 میلیارد سال کنونی رسانده و نپاهش‌ها تا چه حد در این عدد مؤثر بوده‌اند. فصل‌های پانزدهم و شانزدهم هر دو به یک موضوع پرداخته‌اند؛ اولی به جهان نامتناهی و نظریه‌هایی که از آن پشتیبانی می‌کند، دومی به گیتیِ نوسانی و گیتیِ رُمبنده و جهنده می‌پردازد. در این دو فصل است که سروکله واژگانی مانند ماده و انرژی تاریک پیدا می‌شود. مدل‌های تورمی که عمری 40ساله دارند، ظهور می‌کنند و برای نسبیت هم مدل‌های تعمیم‌یافته صورت‌بندی می‌شود. بحث بیشتر دراین‌باره از حوصله این نوشتار خارج است اما برای اهل فن سیر تاریخی آن بسیار آموزنده است. فصل پایانی کتاب آمیخته با فلسفه و نگره‌های تاریخی و دیسول‌های نسبیتی است. عنوان این فصل «سرشار از عدم یا هیچ» است ‌اما من ترجیح می‌دهم عنوانی شاعرانه برایش برگزینم: «از تهی سرشار». جان کلام این فصل ارائه روند تاریخی مدل‌هایی است که گیتی ما مهبانگ را ابتدای داستان می‌دانند؛ اما آن را نخستین و یگانه نمی‌پندارند و در نگاهی کلان‌تر پیدایش بس-گیتی را از هیچ می‌دانند. هیچ در اینجا به معنای مرسوم و عام که می‌شناسیم نیست؛ بلکه پدیده‌ای فیزیکی است با ویژگی‌های تعریف‌پذیر.
کتابی ایستاده بر بلندی
کتاب «هلژ کراگ» اثری بسیار درخشان است و عبارتی که سزاوارش است «ایستاده بر بلندی» است. خواندن این اثر آن‌قدر برایم آموزنده بود که حس می‌کنم بر شانه‌های مردی بلندقامت در تاریخ دانشِ فیزیک ایستاده‌ام. این اثر کم‌مانند فقط تاریخ دانش نیست؛ بلکه خودِ دانش است. برای دانشجو یا پژوهشگری که با فیزیک و شیمی آشناست، خواندن این کتاب مانند قدم‌زدن در کاخی است که هر گوشه‌اش بخشی از تمدن بشری است. «کراگ» در این کتاب دو کار مهم انجام داده است. نخست اینکه تعداد چشمگیری نقل‌قول از دانشمندان آورده است. نام کتاب‌های مهم را نوشته و از کنار دانشمندانی که نامشان کم‌رنگ شده، بی‌تفاوت عبور نکرده است. دیگر اینکه از نوشتن روابط ریاضی و دیسول‌های فیزیک اجتناب نکرده است. این کار جسارت می‌خواهد. نویسندگان ناموری هستند که کتاب‌های خوبی نوشته‌اند و با ملاحظه‌کاری فقط به نوشتن دیسول معروف «اینشتین» اکتفا کرده‌اند، اما «کراگ» استانداردهایش را پایین نیاورده بلکه خواننده کتاب را به مبارزه دعوت کرده است. کار اساسی دیگر «کراگ» در کتابش حفظ فراروندهای تاریخی هر مبحث است. او بارها و بارها به نظریه‌های یونان باستان گریز می‌زند و رد نظریه‌های دانشیِ قرن بیستم را در سده‌های دور می‌گیرد. افسوس‌مندانه محدودیت در واژگان مانع از آن است که نقد محتوایی کتاب را بیشتر بنویسم اما همین‌قدر بگویم که خواندن این کتاب نه‌تنها چهره دیگری و نگرش دیگری از تاریخِ دانش‌های فیزیکی را به روی شما می‌گشاید بلکه سبب می‌شود روند پژوهشی را هم که در آن کار می‌کنید، نگاهی کلان‌محور و کل‌نگر داشته باشید. امیدوارم این اثر درخشان جای خودش را در اجتماع دانشیِ ایران باز کند.
مردی که بسیار می‌داند
نوشتن درباره مردی که بسیار می‌داند، کار آسانی نیست، به‌ویژه آنکه باید در چند خط او را معرفی کنم. اگر بخواهم او را به شیوه‌ای متفاوت توصیف کنم، باید چنین بگویم: دانشمندی که کتاب‌ها و مقاله‌هایش بسان سنگ‌های گران‌بهایی است که از کف اقیانوس ژرف دانش بیرون کشیده و با آن خانه‌هایی ماندگار ساخته است. «هلژ کراگ» به سال 1944م. در سال‌های پایانی جنگ جهانی دوم در دانمارک به دنیا آمد. او شیمی و فیزیک را در دانشگاه کپنهاگ خواند و به سال 1970م دانش‌آموخته شد. برای مدت نزدیک به یک دهه آموزگار مدارس بود و به سال 1981م دکترای فیزیک را از دانشگاهی دیگر در دانمارک دریافت کرد. در تمام سال‌های زندگی حرفه‌ای‌اش تاریخ دانش بخش جدانشدنی از پژوهش‌هایش بود. او سالی‌های متوالی به پژوهش پرداخت و آثار درخشانی نوشت و بالاخره دست به کار مهمی زد. در 63سالگی دکترای دیگری را در فلسفه - احتمالا فلسفه دانش/ علم- از دانشگاه مشهور دانمارکی، آرهوس، دریافت کرد. «کراگ» در اواخر دهه 80 میلادی استاد مدعو دانشگاه کُرنل آمریکا بود؛ سپس در میانه دهه 90 میلادی دو سال را در جایگاه استاد مدعو در دانشگاه اسلو گذراند. در‌نهایت از سال 1997 م. تا 2015 م. به دانشگاه آرهوس پیوست. سپس کرسی استاد مدعوی را در «انستیتو نیلس بور» کسب کرد و اگرچه به نظر می‌رسد بازنشسته شده است، کماکان به پژوهش ادامه می‌دهد. «کراگ» عضو آکادمی سلطنتی دانش در دانمارک است. او همچنین سرویراستار چندین مجله برجسته است. فهرست مقاله‌ها و کتاب‌های او دراز است: 30 کتاب و بیش از 500 مقاله. او همچنین جایزه‌های مهمی را تاکنون کسب کرده است که از آن جمله: جایزه‌ای معتبر در تاریخ‌نگاری زندگی دانشمندان است برای نوشتن کتاب زندگینامه جولیوس تامسِن. جایزه معتبر آکادمی دانش آمریکا در بخش تاریخ دانش که به جایزه آبراهام پایس معروف است. «کراگ» این جایزه را برای نوشتن کتابی بسیار عالی درباره پُل دیراک دریافت کرد. او همچنین جایزه‌ها و عضویت‌های افتخاری نهادهای مهمی را به دست آورده است. «کراگ» دانشمند بی‌حاشیه‌ای است و دیدگاه‌های یگانه‌ای در کیهان‌شناسی دارد. او به گونه‌ای از معنویت در گیتی باور دارد، بی‌آنکه آن را به آیینی خاص نسبت دهد. برای شناختن جایگاه بلند «کراگ» در دانش و تاریخ آن، کافی است به یکی از همکاران نزدیک او که باهم کتابی مهم را نوشته‌اند نگاه کنیم. «ملکوم لانگیر» یکی از نامورترین کیهان‌شناسان دنیاست که کتاب‌ها و مقاله‌هایش زبانزد خاص و عام است. «لانگیر» و «کراگ» با همکاری یکدیگر یکی از مهم‌ترین منابع تاریخ کیهان‌شناسی نوین را نوشته‌اند که دو سال پیش انتشارات دانشگاه آکسفورد آن را به چاپ رسانده است. برای این دانشمند بزرگ آرزوی سلامتی و برای خودم دیدار از نزدیک او را دارم.