-١-

اجلائزة الكونية الكربى

-٢-

فالتصميم الغ عبد العزيز حممد

-٣-

ملاذا الكون مناسب للحياة؟

زــول ديفيــب: تأليف سعد الدين خرفان . د:ترمجة

منشورات اهليئة العامة السورية للكتاب ٢٠١١ دمشق - فة وزارة الثقا

-٤-

: العنوان األصلي للكتاب

Cosmic Jackpot

Why our universe is just right for life

Paul Davies

تأليف بول ديفيز؛ / ملاذا الكون مناسب للحياة : اجلائزة الكونية الكربى اهليئة العامة السورية للكتاب، : دمشق -.ترمجة سعد الدين خرفان

.سم ٢٤ص؛ ٣٧٦ -.٢٠١٠

ديفيز-٣ العنوان -٢ د ي ف ج ٥٢٣,١ - ١ خرفان- ٤

مكتبة األسد

-٥-

مقدمة وكلمات شكر

رسالة الدكتوراه في كلية لندن الجامعية في عندما كنت أحضرتسلية كوسيلة «ها لعلمي ورقة تقنية غريبة لقراءتأعطاني المشرف ا، الستيناتكانت الورقة التي لم تنشر أبدا بالصيغة التي . عن مشروعي الرئيس» بسيطة

مبنية على محاضرة ألقيت في الواليات المتحدة من قبل عالم ، قرأتها بهالقد . Brandon Carterالكون وعالم الفيزياء النظرية البريطاني براندون كارتر

لم الفيزياء إن موضوع عا. كان موضوعها غريبا وثوريا في الوقت نفسههو تحري مشكلة عويصة حول ظاهرة طبيعية عن طريق ، النظرية عادة

لمعرفة ثم محاولة حلها، تطبيق قوانين الفيزياء على شكل عالقات رياضيةلكن كارتر كان يعالج نوعا آخر مختلفا تماما من المسائل . كيف تصف الواقع

افترض أن القوانين «ؤال التالي لقد سأل نفسه الس. يتعلق بأشكال القوانين ذاتها، ماذا ستكون ة أو أخرى عما هي عليه في الواقعكانت مختلفة قليال من ناحي

. لتحليل المعاكس للحقيقةا بيدعو الفالسفة هذا النوع من البحث . »؟النتائجقرأت (نوا دائما مولعين بهذه الطريقة وعلى الرغم من أن كتاب الروايات كا

الحرب العالمية الثانية فيها النازيون بريطانيا في مرواية هز مؤخراإال أنها كانت مهمة رائدة ) وأصبحت بريطانيا بنتيجتها دولة تابعة أللمانيا

كان مرة أخرى غير ) ؟ذا لوام(إن محور تحليل كارتر . بالنسبة إلى عالموعلى األخص تقترح . يهتم بوجود الحياة فهو. نظرية لم فيزياءعادي لعا

بأنه لو اختلفت القوانين ولو بشكل بسيط عما هي عليه لما ، ابات كارترحس - كما قال كارتر-والحقيقة . كانت الحياة ممكنة ولمر الكون دون أن يلحظ

ومثل . بين القوانين»التناغم الجيد«فإن وجودنا يتوقف على مقدار معين من

-٦-

»مالئمة بالضبط«لكارتر بدت قوانين الفيزياء Goldilockمعامل غولديلوك وربما بدون حكمة . ومختلقة بشكل كبير–لقد بدت كأنها عملية مختلقة . للحياة معطيا »Anthropic principleالمبدأ اإلنساني «كارتر هذا التناغم الجيد ب دعا

في حين أن قصده لم (بأن هذا األمر خاص باإلنسان فقط االنطباع الخاطئ .)قيكن كذلك على اإلطال

حذرة في كارتر كانت متواضعة في محتواها ووبالرغم من أن ورقة أقل من ثورة في الفكر العلمي وأشعلت فتيل استنتاجاتها إال أنها أطلقت ليس

التحليل قام بدراسة و .المجتمع العلمي منذ ذلك الحين شغلنقاش ساخن رتين ريز كل من ماي الفيزياء والكون في السبعينات فالمعاكس للحقيقة

Martin Reesوبرنارد كار Bernard carr بحثا مرجعيا مميزا اللذين نشرا ومن وحي هذا البحث قمت بتأليف كتيب في هذا الموضوع . ١٩٧٩عام

الذي نشر من قبل دار جامعة كامبردج للنشر الكون الصدفةتحت عنوان ق نهجا بعنوان وبعد عدة أعوام ظهر كتاب أكثر عمقا وأصد. ١٩٨٢عام

.Frank Tipler وفرانك تبلر John Barrow لجون باروالمبدأ اإلنساني الكوني العلمية التي نشرت خالل النشراتلقد شكل هذا الكتاب نقطة البداية لمئات

.السنين الماضية على أنه المبدأ اإلنسانياء رفض عدد من العلمانيناتفي أوائل الثم

Martinنف الرياضي والكاتب مارتن غاردنر فقد ص. شبه دينيهراء

Gardner في مقالة صغيرة له في ركن مراجعة الكتب في مجلة نيويورك ب الضعيف APالنسخ المختلفة المقترحة للمبدأ اإلنساني ، ١٩٨٦تايمز عام

WAP والقوي SAP والتشاركي PAP والنهائي FAP ،ة وكانت نسخته المفضل طبيعة النقاش الذي ساد لقد عبر هذا عن. »CRAP المبدأ اإلنساني األحمق«

ياء الجسيمات ذات لكن التطورات في حقل فيز. لحوالي عقد من الزمان الذي في دراسة االنفجار الكبير الحارخاصة، وفي علم الكونالطاقة العاليةالفيزياء التي اعتبرت وبدأت قوانين. غيرت ببطء هذا الشعور، ولد الكون

-٧-

وتراكمت. منقوشة على ألواح حجرية تبدو أقل شمولية وإطالقيةفيما مضى ليست صحيحة ومطلقة ولكنها البراهين على أن بعض القوانين على األقل

فقط مقارنة بالطاقة طاقات منخفضة يطبق شكلها الشائع عند »قوانين فعالة« التحليل النظري أن بعض اقترح وبصورة هامة .العنيفة لالنفجار الكبير

طريقة التي تبردت مالمح القوانين قد تكون عرضية عاكسة بذلك غرائب البالطبع يقودنا هذا التحليل إلى و. من الكون منذ االنفجار الكبيرفيها منطقتنا

كان من الممكن أن يكون مختلفا هذه القوانين عند طاقات منخفضة أن شكلولذا بدأ . من الكونوربما هو مختلف حقا في مناطق أخرى ، عما هو عليه

عجيبة من البيئات وهي مجموعة»أكوانا« يشبه »الكون«ما كنا نسميه وكما عبر ليونارد سوسكيند . وقوانين فيزيائية مختلفةبخصائص متغايرة

Leonard Susskind عالم الفيزياء النظرية وعالم الكون في جامعة ستانفورد فليس من المستغرب »ن المتعددةاألكوا«ومن المدافعين الرئيسين عن فكرة

ألنه من الواضح أنه ال يمكننا ، أن نجد أنفسنا نعيش في منطقة مالئمة للحياة . أن نكون موجودين في منطقة تستحيل فيها الحياة

وبما أنهم لم يكونوا . وعند هذه المرحلة بدأ المالحدة يهتمون باألمر، اقترح نوعا من التصميم اإللهيألن التناغم الجيد في قوانين الفيزياءسعيدين

كوننا كتفسير أنيق لظاهرة تالؤم »ددةاألكوان المتع«فقد تمسكوا بنظرية ولذا أصبح ينظر إلى المبدأ اإلنساني بشكل محير على أنه . العفوي للحياة

دينية في الوقت - وعلى أنه نظرية شبه علمي لنظرية التصميم اإللهيبديل John مقنعا مؤسسة جون تمبلتون ٢٠٠٣معمعة عام وقد خضت هذه ال. نفسه

Templeton أن تدعم حلقة دراسية حول الكونية المتعددة في جامعة ستانفورد ونشرت Andrei Lindeوالتي اشتركت بترؤسها مع عالم الكون أندري لندي

ت حلقة دراسية الحقة بتأكيد وعقد. كار حرره برناردمداوالتنا في مؤلفالمحاولة السائدة حاليا لتوحيد وهي (String Theoryظرية األوتار على ن أكبر

.٢٠٠٥عام ) الفيزياء

-٨-

ومع حدوث هذه التطورات النظرية تحقق تقدم مدهش في حقل الكون وقد تم هذا من مسوح أكثر دقة للكون من قبل تلسكوب هوبل . المرصودHubble للوميض ح المفصلومن المس، ومن أجهزة أرضية أخرى الفضائي

ومن WMAP الصناعي االنفجار الكبير بواسطة القمر الكوني الذي تال. غامضة»طاقة معتمة«بأن الكون يتسارع تحت تأثير االكتشاف غير المتوقع

علما رئيسا بتخمري بقي ثانويا لزمن طويل ونتيجة لهذا أصبح علم الكون الذن حقبة جديدة أننا ندخل اآلويبدو. معاكس للبداهةأفكار جديدة أكثرها غريب و

. ولموقع الجنس البشري فيهتغير نظرتنا للكون ا هذه التطورات الكبيرة سأشرح في هذا الكتاب األفكار التي تقوم عليه

وهي مالءمة – »معامل غولديلوك«مركزا بصورة خاصة على المؤثرة فيزياء المبادئ األساس للسوف أطرح في الفصول األولى. )١(الكون للحياة

والحجج المؤيدة ن ثم أصف نظرية األكوان المتعددةالحديثة وعلم الكوونحو نهاية الكتاب سألقي نظرة ناقدة على ردود األفعال . والمعاكسة لها

وسوف أسأل أيضا إذا كان العلماء حقا على . المختلفة لقضية التناغم الجيدمني للكون المادي وهي التفسير الكامل والض(وشك إنتاج نظرية كل شيء

.أم أنه سيبقى هناك دوما سر ما في قلب هذا الوجود) بكاملهلقد استلهمت هذه الفصول األخيرة من عالم الفيزياء النظرية الكبير

. الذي كرست له هذا الكتابJohn Archibald Wheeler ويلر جون آرشيبالدثم تعرفت عليه جيدا ،كان أول مرة علمت فيها بعمل ويلر عندما كنت طالباوقد زرته في أوستن . في السنوات الالحقة على المستويين الشخصي والمهني

وقد صادق بلطف . نكلترا في عدة مناسباتإفي والية تكساس وزارني في واهتم كثيرا بثناء متحمس» ال تناظرية الزمنفيزياء«على كتابي األول

اعدة في تنظيم مؤتمر بمناسبة كان لي شرف المس. بعملي خالل هذه العقود

وفيهـا يـتم . فـال مستقى من قصة غولديلوك والدببة الثالثة لألط: غوليلوك معامل )١( .االختيار المالئم تماما من بدائل عدة غير مالئمة

-٩-

والذي جمع علماء متميزين من برنستون ٢٠٠٢عيد ميالده التسعين في آذار .ونيوجرسي حيث بدأ ويلر حياته المهنية وأنهاها هناك

في نهاية الثالثينات Niels Bohrعمل ويلر مع األسطورة نيلز بور في إعادة والدة ثم استمر ليعمل. على نواح رئيسة من االنشطار النووي

. Einsteinتوصل إليه آينشتاين حيث حيث بدأ من الخمسينات نظرية الثقالة فيوفوق هذا كله . الثقب الدوديأول من صاغ عبارة الثقب األسود ووكان ويلر

أدرك الحاجة إلى التوفيق بين ركني الفيزياء التوأم في القرن العشرين وهما من الثقالة في نظرية واحدة وميلميكانيك الكمنظرية النسبية العامة ونظرية ا

. وقد حصل معظم الخريجين من طالبه على وظائف علمية متميزة. الكمومية المعروف جيدا والحاصل على Richard Feynmanكان ريتشارد فينمان و

. جائزة نوبل أحدهم حيث يأخذ »تجربة الفكرة«فقد كان سيد ،كان أسلوب ويلر متميزا

قبولة ثم يمدها إلى حدودها القصوى ليرى إن كانت ستنهار ومتى يتم فكرة م ؟هل يمكن توحيد الفيزياء: األسئلة الكبيرة حفاكان يحب التركيز على. ذلك

هل يمكن ؟هل من الممكن اشتقاق المكان والزمان من شيء أكثر أساسيةالمعقدة وانين الفيزياء وهل يمكن إرجاع ق؟للسببية أن تعمل بعكس الزمن

وكيف يمكن للراصدين أن ؟ إلى عبارة وحيدة بسيطة وواضحةوالمجردةبتطبيق قوانين الميكانيك لم يكن ويلر مقتنعا ؟ينسجموا ضمن هذا النظام

من أين أتت «لقد سأل . بل كان يريد معرفة من أين أتت فقط الكمومي فقد علوماتصال بين مبادئ المادة والم باالنفرا مسرولم يكن» ؟الكمومية

من وهي ظهور الجسيمات– »it From bitهي من حرف «اقترح فكرة وهو »؟ الوجودكيف حدث«وكان األكثر طموحا سؤاله . حروف معلوماتية

دون اللجوء لبعض األسس الثابتة للحقيقة الفيزيائية ح كل شيءمحاولة لشر . »معطاة«التي يجب القبول بها على أنها

-١٠-

وأجابني ؟الذي تعتبره أعظم إنجازاتك مامرة لقد سألت ويلرلقد عنى بهذا أنه الشيء مطلق والشيء أساسي جدا بحيث ال . »التغير«

يشمل هذا قوانين الكون و– يتغير تحت ظروف قصوى مالئمة يمكن أن وهي »الكون التشاركي«وقد قادته هذه األفكار جميعها إلى اقتراح . ذاتها

م من أثبتت أنها جزء ها) »فكرة لفكرة«ن يقول أو كما يفضل ويلر أ(فكرة معتقداته و آرائه قطاعا لقد مثل ويلر ب. اإلنساني/النقاش حول الكون المتعدد

وغير منهج العلمي في البحثملتزم كلية بال: المجتمع العلمي واسعا من الطريقة التقليدية علىلة الفلسفية العميقة وغير متديناألسئخائف من معالجة

بأن الجنس البشري جزء ترام عميق للطبيعة وبإحساس قوي ولكنه ملهم باحوجرأة كافية إلتباع قوانين الفيزياء خطط عظيم ال نلحظ إال جزءا منه من م

إلى الدرجة التي يفكر فيها أنه يمتلك ى حيث تقوده ولكنه ليس مغرورا إل . األسئلةهاالجواب على كل

أحافظ على مستوى غير تقني من لقد حاولت في هذا الكتاب أن غير المثيرةواألوصاف أستطيع بتجنب التعابير الغامضة التفسير قدر ما

واستخدمت في بعض . وأبقيت المعادالت في الحد األدنى الممكنالضروريةومن . أو للتوسع فيهايق لتلخيص بعض المواضيع المعقدة األماكن الصناد

ن وبالرغم م. عقل اإلله كتابي السابق يتبعبعض الوجوه فإن هذا الكتابن يصلح أيضا ذات المعنى فقد قصدت منه أوالعميقة التأكيد على األموروقد ميزت . والفيزياء األساسيةعلم الكون الحديث كمقدمة مباشرة إلى

إن الغرض . بوضوح بين الحقائق الراسخة والتنظير المعقول والتنبؤ الجامحهو جذب التفكير والبحث العلمي إلى معالجة األسئلة الرئيس من هذا الكتاب ولم أحاول اعتبار حاالت أخرى من االكتشاف مثل . الكبرى المتعلقة بالوجود

. الالهوت والتنوير الروحي أو اإللهام من خالل التجربة الدينيةي وأولهم وأبرزهم زوجت. المشروع لقد ساعدني الكثيرون في هذا

أو المنحرف تجاه التفكيرال تلين وجهة نظرالتي كانت لها باولين

-١١-

لقد قرأت المخطوط بتفهم. االفتراضات غير المعقولة وعناية فائقة بالتفاصيلميلي الطائش نحو إلىومنبهة فة عند عدد من التفاسير المشوشة عميق متوق

واشتكت أيضا من أن الكتاب توقف عند النقطة التي بدأ . التفلسف المبالغ فيههذا الكتاب أغنى وجود ناقد صارم بالقرب مني لقد . ح فيها ممتعايصبالمشروع بروكمان القوة الدافعة وراء هذاوكان وكيلي األدبي جون. كثيرا

القراء مشوشون وأن جمهور ،فترق طرقبإدراكه أن علم الكون يقف على ميرا ولقد استفدت كث .االكتشافات والنظريات الجديدة بسبب هذا الفيض من

وعلى األخص من أندريه كين في ورشتي العمل في ستانفورد من المشار وخالل. لجعل هذه المناسبات ممكنةلمؤسسة جون تيمبلتونوأنا ممتن . لند

من خالل تفكيري من الناس تأثيرهم فييدالسنوات السابقة كان للعدؤالء ويشمل ه. ومن خالل كتاباتهم أيضامناقشتهم واالتصال الشخصي بهم ديفيد دويتش و رو وبرنارد كار وبراندون كارترنانسي أبرامز وجون باتشارلس لينويفر يليس وديفيد كروس وجون ليزلي وومايكل داف وجورج إ

وأود أيضا . وجون بريماك ومارتن ريز وفرانك تيبلر وبالطبع جون ويلروجون ودروف المخطوط من س لتعليقاته على جزءأن أشكر كريس فورب

.ى عنايته الدقيقة بتحريرهعل

-١٢-

-١٣-

األسئلة الكبرية

مواجهة سر الوجود

بقي اإلنسان آلالف السنين يتأمل العالم المحيط به ويطرح األسئلة

؟ وكيف سينتهي؟ كيف بدأ الكون؟لماذا نحن هنا. الكبيرة حول الوجودان خالل لقد بحث اإلنس؟ لماذا هو على هذا الشكل؟كيف ركب الكون

في الدين والفلسفة أو) النهائية(وبة لمثل هذه األسئلة تاريخه المدون عن أجومع ذلك فالعديد من هذه . البشري تماماخارج مجال اإلدراك بأنها صرح

ويزعم بعض العلماء أنهم على وشك تقديم األسئلة هو اليوم جزء من العلم .األجوبة عليها

بأن األجوبة أصبحت في ة العلماءلقد زاد تطوران رئيسان من ثق دراسة البنية الضخمة –األول هو التقدم الهائل في علم الكون . متناول أيديهمالصناعية وتلسكوب لقد اتحدت المالحظات باستخدام األقمار . للكون وتطورهموقع لتغير رأينا في الكون واألرض واألجهزة المتطورة على هوبل الفضائي

وهو –ي ضمن الذرة والثاني هو الفهم المتزايد للعالم المجهر .اإلنسان فيهغالبا تجرىو. الجسيمات عالية الطاقة يدعى فيزياءالموضوع الذي

من ) »محطمات الذرة«كانت تدعى فيما قبل (بمسرعات ضخمة للجسيمات النوع الذي يوجد في مختبر فيرمي بالقرب من شيكاغو ومختبر سيرن خارج

-١٤-

علم األجسام الضخمة جدا وعلم – الجمع بين هذين الموضوعين إن. جنيف يقدم أدلة مدهشة على أن هناك روابط عميقة غير –الجسيمات الصغيرة جدا

ويولع علماء الكون بالقول. بالعالم الكبريغريصروفة سابقا تربط العالم المعن أكبر تجربة في كاذي ولد الكون منذ باليين السنينإن االنفجار الكبير ال

فهي : ات المدهشة إلى تفاعل أكبر بكثيرتشير هذه التطورو. فيزياء الجسيمات نهائية »نظرية كل شيء« وهي ت أقل من وصف شامل ووحيد للطبيعةليس

. ضمن نظام تفسيري وحيدوصف متكامل للعالم الفيزيائي كلهتشتمل على

الكون صديق للحياة حول الكون هي أننا –ناقشة أهم حقيقة وبالم–ن أحد أهم الحقائق أل من العلماء والفالسفة ويجب أن أقول منذ البداية إن عددا كبيرا. جزء منه

الحياة أو الوعي أنهم ال يعتقدون أن ريح حيثيختلفون بشدة مع هذا التصولكن موقفي . في التنظيم الكوني العظيم لألشياء من بعيد و ولمهمان

أمران مهمان) أي الوعي(العقل أعتبر أن الحياة والشخصي مع ذلك هو أنتبدو الحياة غير وللوهلة األولى . ألسباب سوف أشرحها في الوقت المناسب

وبالتأكيد فقد عدل سطح األرض بالحياة عليه ولكن . لعلم الكون مهمة بالنسبةومع . في االمتداد العظيم للكون فإن كوكبنا ليس سوى نقطة متناهية الصغر

لك فهناك شعور غير مباشر بأن وجود الحياة في الكون يمثل حقيقة كونية ذومن أجل أن تظهر الحياة وتتطور بعد ذلك إلى أحياء واعية مثلنا يجب . هامة

على أو– للحياة إن بين المتطلبات العديدة المسبقة. تحقيق شروط معينةصر الكيميائية المختلفة توفر إمداد جيد بالعنا–األقل للحياة كما نعرفها

ولكن العنصر الرئيس للحياة إن الكربون هو. الضرورية لتخليق الكتلة الحيةإن . والكبريت والفسفور ضرورية أيضا والنتروجين األكسجين والهيدروجين طلب الحياة أيضا مصدراوتت. آخر ضروري للحياة الماء السائل عنصرلحياة ومن أجل أن تتطور ا. عالمنا الشمس قدمتهما فيللطاقة وبيئة مستقرة

بقى فإن على هذه البيئة المشجعة للحياة أن تمن المستوى المجهري البسيط

-١٥-

فقد استغرقت الحياة على األرض باليين السنين مالئمة لذلك لزمن طويل جدا . لتصل إلى مرحلة الذكاء

ما يكفي الكون قديما وباردا بوعلى المستوى األكبر يجب أن يكونويجب أن يكون منظما بما يكفي ليسمح . ليسمح للكيمياء المعقدة بالعمل

ويجب أن يوجد النوع المناسب من .بالتشكل غير المعاق للمجرات والنجوم والجزيئات قوى التي تعمل بين جسيمات المادة لتصنع الذرات المستقرةال

من - للكون أساسيةأن أية خاصة ولو. المعقدة والكواكب والنجوم اختلفت لكان من المحتمل جدا - إلى توزع المجرات الذرات خصائص

، يبدو أنه لتلبية تلك المتطلبات المختلفة، اآلن. ١أن تصبح الحياة مستحيلةيجب تحقيق بعض الشروط الصارمة في قوانين الفيزياء الرئيسة التي تنظم

ا بحيث يبدو الكو، وهي قوانين صارمة جدا، الكون ن الصديق للحياة مختلق بحسب الوصف الدقيق لعالم الكون البريطاني – »مهمة مختلقة« أو–

»يلعب«لقد بدا لهويل كأن عقال فائقا كان .Fred Hoyleالراحل فرد هويل يبدو الكون وكأنه ففي الظاهر. وكان محقا في انطباعه. ٢بقوانين الفيزياء

ومثل الحساء في . مخلوقات عاقلة صمم من قبل خالق عاقل بوضوح لنشر، للحياة»مالئما بالضبط« يبدو الكون الدببة الثالثةغولديلوك وقصة

إذا لم يأخذ ، وال يعتبر أي تفسير علمي للكون كامال. بطرق معقدة عديدة .باعتباره هذا المظهر من التصميم المحكم

من قبل بالكامل تقريبا »عامل غولديلوك«أهمل ، عهد قريب وحتىبدأ ، فكما سأناقش في الفصول القادمة. لكن هذا يتغير اآلن بسرعة. العلماء

ويقتضي التفسير فهم . العلم أخيرا يدرك سر تالؤم الكون بشكل عفوي للحياةومعرفة من أي شيء صنعت ، وكيف تطور إلى شكله الحالي، كيف بدأ الكون

وفوق كل هذا فإنه . المختلفةوكيف تشكلت وتكونت من قوى الطبيعة ، المادة .يتطلب منا أن نتفحص الطبيعة األساسية لقوانين الفيزياء

-١٦-

شيفرة الكوناقتع مفكرون مشهورون بأن العالم اليومي الذي تلحظه ، خالل التاريخ

حيث يجب ، يمثل الشكل الظاهري فقط لحقيقة مخبأة أكثر عمقا، حواسنالقد كان هذا االعتقاد . كبيرة حول الوجودالبحث عن األجوبة على األسئلة ال

لقد أجرى الباحثون عن . قويا جدا بحيث تمحورت مجتمعات بكاملها حولهللدخول في ، واستخدموا العقاقير والتأمل، طقوسا وتعاويذ معقدة، الحقيقة

واستشاروا السحرة والروحانيين ورجال الدين في محاولتهم ، حاالت العرفانإن كلمة الكشف . عن عالم غامض يقع وراء العالم الذي ندركهرفع الحجاب

وقد كان البحث عن منفذ ، »معرفة الحقيقة المخبأة«بالسحر تعني أصال من ، يوصل إلى حقل الحقيقة المخبأة بالسحر مهمة رئيسة للثقافات جميعها

ة اللذين تذوقا الثمر، أحالم سكان استراليا األصليين إلى قصة آدم وحواء .المحرمة من شجرة المعرفة

المقلقة ةالمنطق شيئا لطرد الفكرم يقدم اكتشاف النقاش المعقول وولعالم لفيلسوف اليوناني القديم أفالطونلقد قارن ا. حقيقة المخبأةالحول

واقتنع أتباع فيثاغورث بأن األعداد . بشبح يلوح على حائط كهف، الظواهر للعددين ر الظهور المتكرمثلإلنجيل بعلم العدد ويمتلئ ا. تمتلك قيمة سحرية

وقادت قوة األعداد إلى االعتقاد بأن . بإبليس٦٦٦ أو ارتباط العدد ٤٠ و٧ االتصال يمكن أن تحرض على، بعض األرقام واألشكال الهندسية والعالقات

، وبأن الرموز الغامضة المعروفة من قبل األتباع فقط، بمستو فوق عاديال يزال هناك بقايا من علم و. ٣ل عددا من ألغاز الكون العظمىيمكن أن تح

فال زال بعض الذين يؤمنون بالخرافات يعتقدون أن األرقام ، العدد حتى اليوم . تجلب الحظ أو النحس١٣ و ٨مثل

لم تقدم محاوالت الحصول على معلومات مفيدة حول الكون من خالل ا عام٣٥٠ولكن منذ .عددية السرية أية نتيجةالسحر، أو الروحانية أو الرموز ال

وهو–توصل أعظم ساحر على اإلطالق أخيرا إلى مفتاح الكون ، مضت

-١٧-

الشخص لقد كان هذا . شيفرة كونية ستفتح بوابات المعرفة على مصراعيها وبالرغم من تعليمه -الهوتي وخيميائي روحاني و–هو اسحق نيوتن

أي شخص آخر بتحويل عصر السحر إلى عصر فقد قام أكثر من، الروحانيومن بينهم ، لقد خلق نيوتن مع عدد صغير من المتنورين العلميين. العلم

Johannes ويوهانس كيبلر Nicolaus Copernicusنيكوالس كوبرنيكوس

Kepler وغاليلو غاليلي Galileo Galilei إن كلمة . العصر العلمي الحديث تعني ببساطة والتيscientiaن الكلمة الالتينية مشتقة م»scienceالعلم «استخدمت للبحث ، لقد كانت أصال مجرد واحدة من طرق عدة. »المعرفة«

لقد تضمن . على أمل الوصول إلى حقيقة غير مرئية، وراء حدود حواسناإجراءات غير ، الذي استخدمه العلماء األوائل»السحر«النوع الخاص من

جعل و، استعمال رموز رياضية على قطع من الورقمثل، متخصصةعادية وب التي وقد اعتدنا اليوم على هذه األسالي. المادة تتصرف بطرق غريبة

ولم تعد الطريقة العلمية في البحث تعتبر . التجربةندعوها النظرية العلمية وولكن االعتياد يولد . مغلقة و مميزةطائفة لغامضا وعمال، فرعا من السحر

، وبشكل أدق. تقدير أهمية العملية العلمية هذه األيام وغالبا ما يساء ، الحتقاراوأننا نمتلك حقا مفتاح ، فعاليعمليظهر الناس قليال من الدهشة بأن العلم

يوجد كالم ، فوراء التعقيد الظاهري للطبيعة: لقد كان القدماء على حق. الكون القوانين ٤وي هذا الرمز الكونيويحت. مخبأ مكتوب برموز رياضية ذكية

لقد تعامل نيوتن وغاليلو والعلماء القدماء . السرية التي يعمل بها الكون لقد آمنوا أنهم عندما يظهرون. اآلخرون مع بحوثهم على أنها نشاط ديني

. ٥هم كانوا حقيقة يلمحون عمل اإللهفإن، النماذج المحبوكة في عمليات الطبيعة ال زالوا يؤمنون بأن ومع ذلك فهم، لحديثين غير متدينينإن معظم العلماء ا

ألن االعتقاد بغير ذلك ينسف ، غامضة وراء أعمال الطبيعة هناك كتابةوالذي هو اكتشاف شيء ذي معنى لم ، الحافز األساسي إلجراء البحث العلمي

. يكن معروفا من قبل حول العالم٢ م– اجلائزة الكونية

-١٨-

ومن . ة أمرا محتماليس العثور على مفتاح لسر الكون بالضرور. فليس هناك سبب منطقي يحتم أن يكون وراء الطبيعة صيغة رياضية، البداية

فليس هناك سبب واضح يجعل البشر قادرين على ، وحتى لو كانت موجودةن وراء عشوائية أمن بالنظر إلى العالم الفيزيائيوال يمكنك أن تخ. فهمها

، مكن رؤيته أو سماعه أو اإلحساس به ال يا مجرداالظاهرة الطبيعية نظامال يمكنه أن يعرف من ، وحتى أكثر العقول حكمة. ولكن يمكن استنتاجهمرتبطة في ، بأن نظم الكون المتعددة التي تصنع الكون، الخبرة اليومية فقط

لكن العلم كشف عن وجود . أعماقها بشبكة من العالقات الرياضية المشفرة .على أعمق أعمال الكون صياءوأ وجعل البشر. خبأهذا المجال الرياضي الم

ولكننا ، إن الحيوانات األخرى تلحظ الظواهر الطبيعية نفسها التي نلحظها .تفسيرهامن بين كل المخلوقات على هذا الكوكب نستطيع ، وحدنا نحن البشر

ليس وعيه الخاص به ، لقد رتب الكون بطريقة ما؟كيف حدث هذا ذرات عشوائية لقد تصرفت. دراكه الخاص به أيضاإولكنه رتب ،فقط

لقد. وإنما اإلدراك أيضا، وليس العقل فقط، العقالنية لتصنع ليس الحياة فقطوإنما ، ولد الكون أثناء تطوره مخلوقات قادرة ليس على مشاهدة العرض فقط

لحياة متكيفا مع االذي يجعل شيئا صغيرا وهشا وما . على فك عقدته أيضاومع النغمة الرياضية ، يشتبك مع الكون بكامله، على األرض كالعقل البشريأن هذه هي المرة األولى والوحيدة ، كل ما نعرفه؟الصامتة التي يرقص عليها

ولو فني البشر في غمضة . التي تلحظ فيها العقول الشيفرة الكونية، في الكونالكون لباليين السنين محاطا وقد يستمر . لما حدث ذلك أبدا، عين كونيةظهرت على كوكب واحد ، من المعرفةلوال نبضة متحركة ، بسرية كاملة

بعد ، يقع في مجرة واحدة عادية، حول نجم واحد متوسط يدور، صغير . بليون سنة من بدايته١٣,٧

أليس من الممكن أن يرتبط أعمق مستوى من ؟صدفة مجردهل هذا ال تمثل سوى حالة »العقل البشري«غريبة ندعوها بظاهرة طبيعية، الحقيقة

؟ أم أن هناك عقدة أكثر عمقا تعمل؟ في كون مجرد وعبثيشاذة ومؤقتة

-١٩-

مفهوم القواننيربما أعطيت االنطباع بأن نيوتن ينتمي إلى طائفة صغيرة خلقت العلم

هم في فلم يتم عمل. لكن األمر لم يكن كذلك. من ال شيء نتيجة بحوث سحريةها الفلسفة اليونانية لقد كان أحد. بل كان محصلة تقاليد قديمة عدة، فراغ ثقافي

والتفكير العالم بالمنطقتفسير يمكن بأنه ،االعتقاد على التي شجعتعن النظام التي تعلم منها البشر ،الزراعة اآلخر كان و.والرياضيات

تزامنت مع كوارث مفاجئة إيقاعاتها التي والفوضى بمراقبة دورات الطبيعة والتي شجعت ، وعلى األخص التوحيدية منها، ثم كانت األديان. وغير متوقعة

هو أن ، كان االفتراض المؤسس للعلم. على االعتقاد بنظام عالمي مخلوقوليس مجرد مجموعة من األشياء ، الكون المادي ليس عبثيا أو اعتباطيا

وبدال عن ذلك فهناك . بدون معنىوالظواهر التي وضعت مع بعضها بعضاويعبر عن هذا غالبا بقول بسيط وهو أن هناك نظاما في . نظام متسق لألشياء

ليصوغوا ، ولكن العلماء ذهبوا إلى أبعد من هذه الفكرة الغامضة. الطبيعةإن وجود قوانين للطبيعة هو نقطة البداية لهذا . نظاما من قوانين محددة جيدا

منذ البداية ولكننا نواجه . وهو حقا نقطة البداية بالنسبة للعلم نفسه ،الكتاب :معضلة واضحة وعميقة

؟من أين تأتي قوانين الطبيعة اليلو ونيوتن ومعاصروهم القوانينغ كما أشرت إلى ذلك فقد اعتبر

تجسيدا لخطة واعتبروا شكلها الرياضي األنيق، على أنها أفكار في عقل اإللهم يصفون قوانين غير أن القليل فقط من العلماء اليو. لحكيمة في الكوناإلله ا

ومع ذلك تبقى األسئلة حول ماهية هذه . لغة قديمة كهذهالطبيعة باستخداموإذا لم تكن هذه القوانين من . عليه ولماذا هي على الشكل الذي هي، القوانين

؟فكيف يمكن تفسيرها، صنع عناية سماويةن الطبيعة تاريخيا بمقارنتها مع القوانين المدنية التي نشأت نوقشت قواني

مفهوم القانون المدني إلى أيام ويعود. كوسيلة لتنظيم المجتمع البشري

-٢٠-

عندما كانت هناك حاجة لنوع من السلطة لمنع ، المستوطنات البشرية األولىوبصورة نموذجية يضع حاكم مستبد مجموعة من .الفوضى االجتماعية

قد تشكل ، وبما أن قواعد شخص ما. ويرغم الشعب على التقيد بها، واعدالقوقد . فغالبا ما يلجأ الحكام إلى سلطة إلهية لتدعم سلطتهم، مشكلة لشخص آخر

حيث يعين كاهن ، يكون إله المدينة تمثاال حجريا منصوبا في مركز البلدةأعلى غير مادية كمبرر لقد شكلت فكرة التوجه إلى سلطة . لتفسير قوانينه. أساس الوصايا العشر التي طورت في التوراة اليهودية، للقانون المدني

على شكل الحق اإللهي ، واستمرت بقايا من هذه الفكرة حتى الحقبة الحديثة . المقدس للملوك

ففي . وتم التوجه أيضا إلى قوة أعلى غير مرئية لدعم قوانين الطبيعةطبيعة عامة « Cleanthesوصف الفيلسوف كلينثيس ، لميالدالقرن الرابع قبل ا

وربما كان نظام الطبيعة أوضح ما يكون. ٦»توجه األشياء كلها بحسب القانون) الفلك(astronomyوبالفعل فكلمة . المكان المخصص لآللهة–في الجنة

ي فLucretiusوقد أشار الشاعر الروماني لوكريتيس . »قانون النجوم«تعني أن يلتزم كل «إلى الطريقة التي تتطلب فيها الطبيعة ، القرن األول قبل الميالد

كان ، األول بعد الميالد وفي القرن. ٧» الذي حكم خلقهبالقانونشيء واضحا حول مصدر نظام الطبيعة حيث Marcus Manilusماركوس مانيلوس

انات التوحيدية هذا واعتنقت الدي. ٨»وضع اهللا الكون كله تحت قانون«: كتبكان اإلله الخالق هو أيضا اإلله الصانع للقوانين الذي .االعتقاد بشكل كامل

ولذا فقد كتب عالم الالهوت من المسيحيين . نظم الطبيعة حسب مشيئته اإللهيةإن للمسار العادي «: يقولAugustine of Hippoاألوائل أغسطين هيبو

. ٩»مله قوانين طبيعية محددةللطبيعة في الكون المخلوق بكاألوروبيون اتوصل الالهوتيون والعلماء ، وبحدود القرن الثالث عشر

أن لقوانين الطبيعة أساسا ، إلى نتيجة مفادهاRoger Baconمثل روجر بيكون وأصبحت . Pythagoreansوهي الفكرة التي تعود إلى فيثاغورث ، رياضيا

-٢١-

ن طبقوا الفلسفة الرياضية على دراسة جامعة أكسفورد مركز العلماء الذي ١٣٤٩-١٢٩٥ Thomas Bradwardine لقد كان توماس برادواردن. الطبيعة

وأصبح بعد ذلك أسقف ، »عدادي أكسفورد« عليهم لقبأحد الذين أطلقبقيامه بأول عمل علمي أعلن قانونا رياضيا عاما اشتهر براندواردن. كانتبري

فليس من الغريب أن وحسب هذه الخلفية . وم الحديثفي الفيزياء بحسب المفهيعتقد العلماء األوائل عند ظهور العلم الحديث في أوروبا المسيحية في القرنين السادس عشر والسابع عشر أن القوانين التي كانوا يكتشفونها في السماء

. واألرض هي الشواهد الرياضية على العمل البديع هللا

ني الفيزياءاملكانة اخلاصة لقوانوبالفعل فقد اتخذت . تحتل قوانين الفيزياء اليوم المركز الرئيس في العلم

.غالبا ما أشير إليها على أنها أساس الحقيقة المادية، مكانة مقدسة تقريبايمكنك ، إذا ذهبت إلى مدينة بيزا في ايطاليا. ودعني أقدم مثاال حيا على ذلك

تقول . )الذي أعيد ترميمه هندسيا ليكون بميل آمن(رؤية البرج المائل الشهير التقاليد بأن غاليليو أسقط كرات من أعلى البرج ليوضح سقوطها بتأثير

فقد قام بالفعل بإجراء ، وبغض النظر عما إذا كان هذا صحيحا أم ال. الثقالةوهذا ما مكنه من اكتشاف القانون ، بعض التجارب الدقيقة ألجسام ساقطة

وقست المسافة التي سقطت ، إذا أسقطت كرة من أعلى بناء مرتفع: تاليالستجد أن ، ثم كررت التجربة لثانيتين وثالث ثوان وهكذا، منها في ثانية

ستسقط الكرة في ثانيتين . المسافة التي قطعتها الكرة تزداد مع مربع الزمن. وهكذاان ثو٣ أمثال خالل ٩ في ثانية و أمثال المسافة٤مسافة تعادل

حقائق حقيقة من«ويدرس أطفال المدارس اليوم هذا القانون على أنه ولكنني أريد أن أقف . وعادة ما يتجاوزونه دون أن يفكروا أكثر فيه، »لطبيعةا

لماذا هناك مثل هذا القانون الرياضي الذي ؟لماذا: واسأل السؤال، عند هذا القانون؟ ولماذا هذا القانون من أين أتى هذا؟ينطبق على األجسام الساقطة

؟وليس قانونا آخر، بالذات

-٢٢-

. دعني أعطي مثاال آخر على قانون فيزيائي أثر في كثيرا أيام دراستيضع . وهو يتعلق بالطريقة التي يفقد فيها مغناطيسان التصاقهما عند فصلهما

. بينهاوقس القوة كلما زادت المسافة الفاصلة ، المغناطيسين جنبا إلى جنب، ويمكن أن نعبر عن ذلك بالقول، المسافةمكعبستجد أن القوة تتناقص مع

وإذا زدنا ، فستنخفض القوة إلى الثمن، أنه إذا ضاعفنا المسافة الفاصلة بينهماومرة أخرى . وهكذا ... وعشرين مرةا أمثال فستنخفض سبع٣المسافة

؟ لماذا، أسارع لطرح السؤال في Boyleيزياء اسم مكتشفها مثل قانون بويل تحمل بعض قوانين الف

والذي يخبرك بأنك لو ضاعفت حجم كتلة معينة من الغاز مع ، الغازاتأو قوانين كيبلر . الحفاظ على حرارتها فإن ضغطها سينخفض إلى النصف

Kiplerع الفترة لمدار ما يتناسب ، لحركة الكواكبوالذي يقول أحدها بأن مربوربما كان قانونا نيوتن في الحركة والثقالة . المدارمع مكعب نصف قطر

من سقوط تفاحة من قد استلهم نيوتن القانون األخير ل. أشهر هذه القوانينبأن قوة الثقالة تتناقص مع مربع المسافة ، ويصرح هذا القانون. شجرة

أي أن القوة التي تربط األرض بالشمس وتمنعها من . الفاصلة بين الجسمينان عبر المجرة تتناقص إلى ربعها لو كان مدار األرض ضعف طوله الطيروقد رسمت شكال يمثله كما في . ويعرف هذا بقانون مقلوب التربيع. الحالي .)١(الشكل

م غاليليو العال، لقد دفعت حقيقة اتباع الكون المادي لقوانين الرياضياتم فقط من قبل أولئك يمكن قراءة سفر الطبيعة العظي«ليقول عبارته الشهيرة

وصرح . ١٠»وهذه اللغة هي الرياضيات. الذين يعرفون اللغة التي كتب بها عن هذه الفكرة بوضوح أكبرJames Jeansنكليزي جيمس جينز عالم الفلك اإل

يبدو العالم وكأنه مصمم من قبل عالم متخصص في «بعد ذلك بثالثة قرون الرياضية هي التي تجعل من الممكن إن هذه السمة . ١١»الرياضيات البحتة

. Theory نظرية : فهم ما يعنيه الفيزيائيون من الكلمة التي أسيء فهمها كثيرا

-٢٣-

) أو كما يقول العلماء تمثل(وتشمل الفيزياء النظرية كتابة معادالت تلتقط . ضمن عالم رياضي من األعداد والعالقات الرياضية، العالم الواقعي المجرب

ذا سيحدث ف بالرموز الرياضية أن يعرف مامرء عن طريق التصرثم يمكن للأي أنه بتطبيق العالقات . بدون أن يجري فعال أية مالحظة، في العالم الواقعي

يمكن لعالم الفيزياء ، التي تعبر عن القوانين ذات العالقة بالمشكلة المدروسةهندسين باستخدام قوانين يمكن للم، المثال وعلى سيبل. النظرية أن يتنبأ بالجوابأن يعرفوا متى يصل قمر فضائي أطلق من األرض ، نيوتن في الحركة والثقالة

وعوامل أخرى ويمكنهم أيضا حساب كمية الوقود وأفضل مدار. إلى المريخويصف النموذج الرياضي بكل إخالص ! وهي تعمل أيضا. عدة قبل الرحلة

، الطبع قد يكون على المرء في الواقعوب( .ما يحدث فعال في العالم الحقيقيمما يجعل التنبؤ جيدا إلى ، أن يبسط النموذج ليوفر زمن التحليل وكلفته

.)درجة معينة فقط من التقريب، ولكن هذا ليس خطأ القانون أغرمت بصبية صغيرة في الصف تدعى، عندما كنت في المدرسة

بينما اآلداب بصورة رئيسةها كانت تدرس لم أكن أراها كثيرا ألن. لندسيولكننا كنا نلتقي في مكتبة المدرسة من حين . كنت أدرس العلوم والرياضيات

وال أزال .وفي إحدى المرات كنت مشغوال بإجراء بعض الحسابات. آلخرزاوية إذا رميت كرة في الهواء بسرعة و. إلى اليوم أذكر تلك الحسابات

حساب المسافة التي تقطعها قبل أن تسقط بفستسمح لك قوانين نيوتن، معينتينعلى ٠٤٥ بأنه عليك أن ترمي الكرة بزاويةوتخبرك المعادالت. على األرض

وإذا كانت األرض التي تقف عليها تميل . األفق حتى تحصل على أبعد مسافة قيمتها على ميل حيث تعتمد، األعلى فيجب أن تكون الزاوية أكبر نحو

ندما ع، في حساب المسافة العظمى على مستو مائللقد كنت منهمكا . األرضولكنها بدت . لقد شرحت لها األمر. ذا أفعلنظرت لندسي إلي وسألتني ما

كيف بإمكانك أن تعرف ما ستفعله كرة بكتابة «متشككة ومندهشة وسألتني – لقد اعتبرت سؤالها في ذلك الوقت سخيفا »؟أشياء على قطعة من الورق

-٢٤-

بدأت أرى أن سؤالها عبر السنين ولكنني. ما علمنا أن نفعلهفقد كان هذا ولم ؟لم ترافق الرياضيات الطبيعة. العفوي يتضمن أحد أعمق أسرار العلم

١٢؟تنجح الفيزياء النظرية

قانون مقلوب التربيع للثقالة١الشكل

ادة مع زي) قد يكونا نجمين أو كوكبين (m٢ وm١تتناقص قوة الثقالة بين كتلتين .المسافة بين مركزي الكتلتين بحسب المنحني البسيط المبين

؟كم قانونا هناكاكتشفت أنواع عدة ، مع غوص العلماء أعمق فأعمق في أعمال الطبيعة

مثل القوانين ، من القوانين لم تكن ظاهرة عن طريق التفحص العادي للعالمويثير تعدد القوانين . مأو بنية النجو، التي تحكم المكونات الداخلية للذرات

أم ؟ هل تحتوي عشرة؟كم طول القائمة الكاملة للقوانين. سؤاال هاما آخر ؟ هل يمكن أن تكون القائمة بال نهاية؟ أم مئتين؟عشرين

-٢٥-

فلم يمض وقت طويل . ليست كل القوانين مستقلة عن بعضها بعضانين فيزيائية وجد حتى بدأ نيوتن وكبلر وبويل باكتشاف قوا، على غاليليو

تشرح قوانين نيوتن ، وعلى سبيل المثال. العلماء أنها متعلقة ببعضها بعضاوبالتالي فهي بمعنى ، في الثقالة والحركة قوانين كبلر الثالثة لحركة الكواكب

وتشرح قوانين نيوتن في الحركة أيضا قانون بويل . وأكثر قوة، ما أعمق منهاصائيا على مجموعة كبيرة من الجزيئات التي في الغازات عندما تطبق إح

.تتحرك عشوائياوفي القرون األربعة التي مرت منذ اكتشاف القوانين األولى في

وظهرت أيضا عالقات أكثر فأكثر ، الفيزياء ظهرت قوانين أكثر فأكثروعلى سبيل المثال فقد وجد أن قوانين الكهرباء مرتبطة بقوانين . بينها

وقد أدت هذه العالقات . والتي بدورها شرحت قوانين الضوء ،المغناطيسيةأيها مشتقة و»أساسية«إلى قدر معين من الفوضى حول أية قوانين هي

»األساسية ينالقوان« حول وبدأ الفيزيائيون يتكلمون .األخرى من والتي توحي بأن القوانين الفرعية صيغت للمنفعة »القوانين الفرعية«و

لتمييزها »القوانين الفعالة«زيائيون أحيانا هذه القوانين ب ويدعو الفي. فقطوالتي تتفرع منها من حيث المبدأ على األساسية » الحقة«من القوانين

ومن هذه الناحية تختلف قوانين الفيزياء . األقل القوانين الفعالة أو الفرعية، اللوائحوالتي هي مجموعة غير مرتبة من ، كثيرا عن القوانين المدنية

فإن قوانين الضرائب في وبأخذ مثال مبالغ فيه . التي تتوسع بال نهايةفإن كتاب قواعد وبالمقارنة. تقع في ماليين الكلمات المكتوبةبعض الدول

، يمكن أن يشغل بكل رحابة)على األقل كما يفهم حاليا(الطبيعة الكبير أي إيجاد روابط –بها إن إطالق القوانين ومن ثم إعادة ترتي. صفحة واحدة

ويغري باالعتقاد أن ، يستمر بسرعة–بينها واختزالها إلى قوانين رئيسة وربما »الحقة« من القوانين األساسية حفنة فقطهناك في نهاية المطاف

. القوانين األخرىها تشتق منه كلقانون واحد فائق فقط

-٢٦-

فمن ، مي بكاملهوباعتبار أن قوانين الفيزياء هي األساس للمشروع العل. الغريب أن يكلف قلة فقط من العلماء أنفسهم عناء السؤال عما تعنيه هذه القوانين

ليست – أشياء حقيقيةفإذا تكلمت مع الفيزيائيين سيقول معظمهم بأن القوانين هي لكن المهم أنها . بالطبع أجساما مادية ولكن عالقات مجردة بين مكونات فيزيائية

.وليست في عقولنا فقط، في العالم»هناك«حقيقة عالقات توجد واجهت لو. ولالختصار فقد كنت مهمال بعض الشيء في مصطلحاتي

فسيحيلك إلى مجموعة من الكتب ، »أرني قوانين الفيزياء«فيزيائيا وقلت له ولكن السؤال . في الميكانيك والثقالة والكهرطيسية والفيزياء النووية وغيرها

ا إذا كانت القوانين التي تجدها في الكتب هي قوانين الفيزياء فيمالهام هوستدعي قلة من الفيزيائيين بأن . أم مجرد أفضل محاولة لشخص ما، فعال

. هو آخر ما يقال في هذا الموضوع، قانونا موجودا في كتاب منشور حالياومع . قيقيةفربما كانت كل القوانين في الكتب نوعا من التقريب للقوانين الح

ستقترب القوانين في ، ذلك فإن معظم الفيزيائيين يعتقدون بأنه مع تقدم العلم . ١٣الكتب من الشيء الحقيقي

؟هل القوانني حقيقية ذكاء مدفون في هذا كله سيكون مهما جدا عندما أناقش منشأ هناك

حداث بدأت فكرة القوانين كوسيلة لتشكيل النماذج التي تربط األ. القوانين، واعتاد الفيزيائيون على هذه القوانين. الفيزيائية في الطبيعة بشكل رسمي

. حقيقة بحد ذاتها – كمقابل لألحداث التي تصفها –بحيث أصبحت مع الزمن ومن الصعب على غير العلماء . وبذلك فقد اتخذت القوانين لها حياة خاصة بها

. رنة ذلك مع عالم المالويمكن إجراء مقا. أن يدركوا أهمية هذه الخطوةوهي أشياء مادية . عمالت معدنيةد في الجيب تعني أوراقا مالية وفالنقولكن النقود بالمعنى . مقابل خدمات ة تبادل مقابل سلع مادية حقيقية أوحقيقي

أو كما (فالمستثمرون يمكنهم أن يزيدوا . المجرد اتخذت لها حياة خاصة بها .حتى بدون أن يبيعوا أو يشتروا سلعا مادية، مأمواله) في حالتي أن ينقصوا

-٢٧-

، هي على األفضل، وعلى سبيل المثال فهناك قواعد لتداول عمالت مختلفةوفي الحقيقة . مرتبطة قليال بالشراء الحقيقي من حانوت بالقرب من منزلك

أكثر ، هناك مال في التداول يدور معظمه في المجال السبراني عبر االنترنتوبشكل مماثل . وأوراق مالية، أن يكون على شكل عمالت معدنيةبكثير من

ال تالمس العالم المادي إال و، توجد في مجال حقيقي، يقال بأن قوانين الفيزياءلتتحكم ، ويبدو كما لو أن القوانين في حالة انتظار وجاهزة. فقط»تعمل«حين

ا توجد قواعد تحويل تماما كم، وإجبارها على االلتزام، في عملية مادية معينةإن هذه . حتى لو لم يكن هناك أحد يقوم بتحويل العملة» مكانها«العمالت في

ليست، النظرة التأملية للقوانين الفيزيائية على أنها تمتلك سلطة على الطبيعةلكن . ١٤)»وصفية«نظرة رئيس الفالسفة الذين يفضلون بشكل(بدون منتقدين

يشغلون ، مواضيع أساسية في الفيزياء يشتغلون فيظم الفيزيائيين الذين مع .معسكر النظرة التأملية حتى وإن لم يستسلموا لها حرفيا

محجوبة في ، لدينا هذه الصورة عن قوانين فيزيائية موجودة فعال ولذا، ويتعلق أحد أسباب هذه الطريقة. يجعلها تتحكم بالمادة األقل شأنا، ساممكان

لقد بدأت فكرة األعداد كوسيلة . بوظيفة الرياضيات، ينفي التفكير بالقوانومع تطور موضوع . الحبيبات أو الخراف يم األشياء وعدها مثللترس

، الخ.. .الرياضيات وامتداده من الحساب البسيط إلى الهندسة والجبر والتكاملويعتقد . بدأت هذه المواضيع والعالقات الرياضية تفترض لها وجودا مستقال

صحيحة بحد ، » عدد أولي١١«و» ١٥ =٥*٣«لرياضيون بأن تعابير مثل ا أو » ثالثة خراف «دون أن تكون مرتبطة ب – بمعنى مطلق وعام –ذاتها

.»إحدى عشر حبة«واختار أن يضع األعداد ، المواد الرياضيةلقد قدر أفالطون وضع

وفي . لكاملةواألشكال الهندسية المثالية في حقل مجرد مؤلف من األشكال ا على نقيض –توجد على سبيل المثال الدوائر الكاملة ، هذه الجنة األفالطونية

والتي هي دائما تقريب غير تام ، الدوائر التي نصادفها في العالم الحقيقيفي (إن العديد من علماء الرياضيات الحديثين أفالطونيون . للنموذج المثالي

-٢٨-

هم يعتقدون بأن للعالقات الرياضية وجودا و .)عطلة نهاية األسبوع على األقلويجد علماء الفيزياء .ومع ذلك فهي غير موجودة في الكون المادي، حقيقيا

أن من الطبيعي أن ، والذين نشؤوا على التقليد األفالطوني، النظرية أيضالقد مثلت هذا الترتيب . توجد القوانين الرياضية للفيزياء في حقل أفالطوني

سألقي نظرة ناقدة على وفي الفصل األخير . )٢(الموضح في الشكل بالرسم ولعاا إذا أصبحت النظرة األفالطونية وسأسأل فيم، طبيعة القوانين الفيزيائية

.غير مرغوب فيه في االندفاع نحو فهم األسس الرياضية للكون

؟وداعا لإللهوقدم الكون . شكل الدين أول محاولة منظمة لتفسير الكون بشكل كامل

تستطيع تنظيم الطبيعة أو ، على أنه نتاج عقل أو عقول لكائنات فوق الطبيعة. وفي الهندوسية فإن براهما هو الخالق وشيفا هو المدمر. كما تشاء، تخريبها

وبالنسبة لسكان ، وفي اليهودية فإن يهوه هو الخالق والمدمر في آن واحدأحدهما والنغادا . تعاون مع بعضهما بعضايعمل خالقان بال، استراليا األصليين

وهي حية أنثى ملفوفة في ، رش الماء فوق ونغود، وهو كائن فضائي ذكرفي مثل هذه . ١٥ يورو وهو العالم كما نراه –مادة جالتينية ليصنع يورو

قررت ) أو آلهة( ألن إلها ظمة توجد األشياء على ما هي عليهاألنواع من األنفي ، لقد كرست ديانات العالم الرئيسة قرونا من البحث .أن تكون كذلكوحتى اليوم ال زال . مقنعة هذه التفسيرات اإللهية متسقة ومحاوالتها لجعل

. التفسير الديني للطبيعةنظرتهم للعالم على أساسماليين البشر يبنون وضعت هذه المرة و. كان العلم المحاولة العظيمة الثانية لتفسير العالم

عوضا عن ، وعمليات فيزيائية طبيعية، التفاسير على شكل قوى غير شخصيةلعلمية وعندما تعارضت التفاسير ا. النشاطات المتعمدة لوسطاء فوق الطبيعة

وغالبا ما تراجع . كان الدين دوما هو الذي يخسر المعركةمع التفاسير الدينية ، الجتماعية كالتنوير الروحيعلماء الدين ليركزوا على القضايا األخالقية وا

وال زال هناك أشخاص يعتقدون بأن . للعلماءقانعين بترك تفسير الكون الماديولكنني لن أراهن . بدال من العمليات الجوية»آلهة المطر«المطر يصنع من قبل

-٢٩-

وعندما يتعلق األمر بظواهر . عليهم عندما يتحاججون مع عالم أرصاد جويةولكن هذا ال . إن العلم ينتصر بسهولة مقابل اآللهة والمعجزاتف، فيزيائية حقيقية

وعلى . فال تزال هناك بعض الفجوات الكبيرة حقا. يعني أن العلم فسر كل شيءوهم محتارون تقريبا كليا حول ، ال يعلم العلماء كيف نشأت الحياة سبيل المثال،

سوائل ال زالت وحتى بعض الظواهر المعهودة كاضطراب ال .قضية اإلدراكلكن هذا ال يعني أن على المرء أن يلجأ إلى السحر . غير مفهومة تماما

. بل المطلوب هو إحراز تقدم في الفهم العلمي لها، والمعجزات لسد هذه الفجوات .وسأعالج هذا الموضوع بالتفصيل في الفصل العاشر

؟أين توجد قوانين الفيزياء: ٢الشكل وهي موجودة ليس ، شياء الرياضية توجد حقااعتقد أفالطون أن األ، ولكن في حقل يحتوي أشكاال مثالية مجردة، في العالم المادي الظاهر

الذين يعبرون ويميل الفيزيائيون النظريون.يمكن للعقل أن يصل إليهوهم يفضلون . عن قوانين الفيزياء بعالقات رياضية التباع هذا التقليد

قيقيا ولكنه يسمو على لى أنها تمتلك وجودا حتصور قوانين الفيزياء ع .لماديةالحقيقة ا

-٣٠-

لماذا هناك قوانين « بأسئلة ميتافيزيقية مثل عندما يتعلق األمرهذا النوع من األسئلة ال يتأثر كثيرا . يصبح الوضع أقل وضوحا، »؟للطبيعة

ا كانت فال زال عدد من األسئلة الكبيرة حقا على م، باكتشافات علمية محددةظلت األنواع و. زالت تحيرنا حتى اليوم وال، عليه منذ نشأة الحضارة

علماء دين أمثال ولم يكن . المختلفة من الديانات تفكر فيها بعناية لمئات السنين متدينين بسطاء وأتقياء Thomas Aquinas وتوماس األكوينيAnselmآنسيلم

.لكنهم كانوا كبار المثقفين في عصرهم، فقطعترف العديد من العلماء الذين يحاولون بناء نظرية مفهومة تماما ي

بأن جزءا من دافعهم لذلك هو التخلص نهائيا من ، بصراحةدي للكون الماولكن أي أثر لكالم ، وليس اهللا فقط. ساذجاالذي يعتبرونه وهما خطيرا و ، اهللا

ويرى هؤالء . في الطبيعة»التصميم« أو»الهدف« و»المعنى«إلهي مثل حيث ال ينفع معه سوى تطهير معتقداته ، العلماء أن الدين خطير وخادع

ويعتبرون العلم والدين على أنهما ، وال يقبل هؤالء الحل الوسط. بالكامل، لقد افترض هؤالء أن النصر هو النتيجة المحتمة. نظرتان مختلفتان للعالم

.لصعود العلم و لمنهجه القويفإن ، ى اهللا بهدوء؟ حتى ضمن عالم الدين المنظمولكن هل يتوار

وعلى . بالنسبة ألشخاص مختلفين، مفهوم اإلله يعني أشياء عدة مختلفةعلى أنه ، يصور اإلله ببساطةمدرسة األحد الشائعة في المسيحيةمستوى

ويصنع المعجزات ،أخضع العالم للوجود من ال شيء ،نوع من ساحر كونيعلى تضاد ، إن مثل هذا الكائن هو بوضوح. مشاكلمن حين آلخر لحل ال

، وعلى نقيض ذلك يصور إله علم الالهوت. كامل مع النظرة العلمية للكون، يتجلى وجوده من خالل النظام العقالني للكون، على أنه معمار كوني حكيم

إن هذا النوع من اإلله حصين عموما ضد . وهو نظام يقوم العلم بإظهاره . ليههجوم العلم ع

-٣١-

؟هل الكون بال مغزى الذين يشكلون جزءا صغيرا جدا وهشا من، حتى العلماء الملحدون

امته وعظمته وتناغمه وأناقته ضخالكون يدبجون قصائد المديح في كما لو أن بدأ يظهر، ومع تكشف قصة الكون العظيمة لنا. عبقريتهو

ينا أن نسأل من كتب هذا لذا عل. »– مخططا لألشياء –« نصا تطوره يتبع هل كتب النص الكوني العظيم ؟ أم هل يكتب النص نفسه بمعجزة؟النص

أم هل يقوم الكون أو المؤلف غير المرئي ، مرة واحدة ولكل األزمان أم هل أن ؟ هل هذه هي القصة الوحيدة التي تمثل؟بصنعه مع مرور الزمن

؟كوننا واحد من عروض عدة تمثل في البلدة حقيقة اتباع الكون لمخطط منظم وأنه ليس مجرد خليط عشوائي إن

فيما – سواء أكان هناك إله أم لم يكن –يجعل المرء يتساءل ، من الحوادثومع ذلك يسارع . إذا كان هناك نوع ما من المعنى أو الهدف وراء هذا كلهتشارد لقد فكر ري. العديد من العلماء الحتقار حتى هذا االقتراح األضعف

الذي ربما كان أعظم علماء الفيزياء النظرية في Richard Feynmanفينمان التراكم الكبير في معرفة كيفية تصرف «منتصف القرن العشرين من أن

. ١٦»العالم المادي يقنع المرء فقط بأن لهذا التصرف نوعا من الالمعنىم الكون ستيفان ويتردد صدى هذا الشعور عند عالم الفيزياء النظرية وعال

بال أنه كلما بدا الكون مفهوما كلما بدا أيضا « Steven Weinbergواينبرغ لم –تعرض واينبرغ لبعض اللوم من زمالئه لكتابته هذا التعليق و. »هدف

أن يمكنيكن ألنه نفى أن يكون للكون هدف وإنما لمجرد أنه اقترح بأنه .»يكون له هدف

لمعنى هي مصطلحات وضعها ل الهدف واوبالتأكيد فإن مفاهيم مثولكن . ويجب أخذ الحذر عندما نحاول إسقاطها على الكون المادياإلنسان

فالعلم : المفاهيم البشريةت لوصف الكون علميا اعتمدت على كل المحاواليتقدم بالضبط بأخذ المفاهيم التي فكر فيها البشر من خبرتهم اليومية غالبا

-٣٢-

ماذا -إن إجراء العلم يعني اكتشاف ما يجري في العالم . يعةوتطبيقها على الطب فليس هناك سبب وإذا لم يكن للكون موضوع. »موضوعه« وما الكون»يفعل«

العتقاد أن وجيه للشروع في االكتشاف العلمي ألنه لن يكون لدينا أساس معقول لولذا يمكننا . حقائق إضافية متسقة وذات معنى حول العالمباستطاعتنا الكشف عن

كلما بدا الكون بدون هدف كلما بدا أيضا «بأنه ، بحق عكس مقولة واينبرغ ونقولوبالطبع فقد يكون العلماء مضللين في اعتقادهم بأنهم يجدون . »غير مفهوم

نقوم بنسج لوحة فكرية مبهرة وربما. حقيقة منتظمة و متسقة في أعمال الطبيعةقد ال يكون هناك سبب على اإلطالق لنهاية وفي ا .من ال شيء أكثر من عادي

قطعة ذكية من ولكن هذا سيجعل من الكون . لكون األشياء على ما هي عليه إن هذا ؟ أن يقلد بشكل مقنع كونا ذا معنىهل يمكن لكون عبثي تماما. الخداع

أكبر األسئلة الكبرى حول الوجود التي سنواجهها عند شروعنا باستكشاف الحياة .ون وكل شيء آخروالك

:النقاط الرئيسة ü هناك عدد من األسئلة الكبرى حول الوجود على جدول أعمال العلم. ü يبدو أن السؤال الكبير حقا وهو لماذا الكون مالئم للحياة قد رتب ليكون

.كذلكü يتبع الكون قوانين رياضية تشبه حواشي مكتوبة مخفية في الطبيعة .

.يجب أن تكون متقبال لهذه الفكرةولتقدير كتابي هذا ü ويعتقد العديد من الفيزيائيين ، قوانين الفيزياء الرئيسة هي وراء كل شيء

.وأنها تسكن في فضاء أفالطوني سام، بأنها حقيقيةü لكن العلماء ال يفسرون . بأن هناك مخططا متسقا لألشياءيظهر العلم

فمعظمهم . دف ومعنى للكونبالضرورة هذا على أنه دليل على وجود ه .ال أدريونملحدون أو ، ولكن ليس كلهم

ü من المفترض أن أشرح بطريقة ما هذا كله.

-٣٣-

الكونتفسري

االنفجار الكبري و الكون املتمدد

أثر عن جامعة كامبردج أن عالم الفيزياء النووية ايرنست ات لمرؤوسيه يحذرهم فيها أصدر تعليمErnest Rutherfordروذرفورد

ال تدعوني أعثر على شخص «من التخمين الخيالي المبالغ فيه قائال لقد كان ذلك في ثالثينات القرن .»يتحدث حول الكون في قسمي

فلم يكن علم الكون موجودا ، ولكي نكون منصفين لروذفورد. الماضي، اتيلستينوحتى عندما كنت طالبا في لندن في ا. كعلم في ذلك الوقت

ولكن منذ . تهكم المشككون بأن هناك تخمينا وتخمينا مربعا وعلم كون واستخدام غير التقدم في تصميم التلسكوب ومعالجة البيانات ذلك الوقت

ووصل التقدم السريع إلى .األقمار الصناعية علم الكون بشكل كبيرلمية صورة عندما حملت وكاالت األنباء العا٢٠٠٣ شباط ١١ذروته في

Jackson تلوينا بالتنقيط لجاكسون بولوكغريبة بيضوية الشكل تشبه

Pollock .لم يتوفر رة غير الجذابة نافذة على الكونلقد فتحت هذه الصو دراسة أصل الكون وتطوره – دماودفعت علم الكون ق، مثلها من قبل

٣ م– اجلائزة الكونية

-٣٤-

. شرين إلى القرن الحادي والع– ومكاني ومصيره على أوسع مدى زمانيلقد لخصت . ومكممنضج الموضوع أخيرا ليصل إلى علم منظم لقد

النتائج األولية لقمر صناعي يدعى مسبار ويلكنسون ميكروويف الصورة .WMAP أو باختصار Wilkinson Microwave Anisotropyآنيسوتروبي

إنها . مسح السماء ليس بالضوء وإنما بالحرارةWMAPوكانت وظيفة وكانت . مؤلفة من تفاصيل غير مسبوقة من قبلرارية للكونخريطة ح

بليون سنة ١٣المالمح المطبوعة في الصورة بقايا عن والدة الكون قبل .)٣ الشكل رانظ(

يقوم »كون« ع ما لم يكن هناكلن يوجد علم الكون كموضومليء بخليط غير متسق بعضه وبدال من اكتشاف أن الكون. بشرحه

هناك و. يرى الفلكيون الكون كوحدة متسقة ومتناغمة، لببعضا كفطور كفالنجوم والمجرات التي تقع باليين . تجانسحجم مقاس نظام و على أكبر

وتتوزع ، السنين الضوئية بعيدا عنا تشبه كثيرا تلك الموجودة بالقرب مناوتبدو . كما أن تركيبها وحركتها متشابهة. بالطريقة نفسها في كل مكان

ين الفيزياء واحدة إلى أبعد مكان في الفضاء يمكن أن تخترقه قوانإن هذه الحقيقة الهامة . وباختصار فهناك كون بدال من فوضى .أجهزتنا

لتتطور إلى ، فالحياة لم تكن لتظهر ولدرجة أقل: ضرورية لوجودنا أو على األقل كانت حتى –وهي أيضا . مرحلة الذكاء بوجود الفوضى

األشياء بهذا الشكل لماذا وجب أن ترتب. عميق ر س–وقت قريب وإليجاد الجواب عن هذا السؤال المعقد نحتاج لفهم كيف نشأ ؟المنظم ليصل إلى شكله كيف تطور على مدى باليين السنين وأن نستنتج ،الكون

. الحالي المنظم والمالئم للحياة

-٣٥-

الضياء الالحق للخلق: ٣الشكل الحرارية للسماء بترددات ميكروية كما قيست بالقمر تقدم هذه الخارطة

سنة بعد االنفجار ٣٨٠٠٠٠ لقطة للكون عند حوالي WMAPالصناعي اختالفات بسيطة في درجة الحرارة مطبوعة على تمثل النقط والبقع . الكبير

وبدراسة تفاصيل هذه التغيرات . اإلشعاع بتغيرات الكثافة في الكون األولي تاريخه ومصيره يستنتجوا الكثير حول منشأ الكون ماء الكون أن يمكن لعل

المناطق عالية الكثافة الممثلة بالبقع . المحتمل وكذلك هندسته ومكوناتهسست أ. التي تتشكل حولها عناقيد المجرات»البذور«هي خفيفة اللون

. ٢٠٠٦دقة أصدرت في آذار عام الصورة المبينة هنا على بيانات أكثر

ظنوا أن الشمس والقمر والنجوم تدور ، ندما تأمل أسالفنا السماءعوحتى اكتشاف . ولم يكن مقاس الكون معروفا آنذاك. حول األرض

العقود القليلة وفقط خالل. المنظار فشل في إظهار المقياس الحقيقي للكوناستطاع الفلكيون أن يدونوا األعداد التي تقيس الحجم الكبير الماضية

إن شمسنا واحدة من مئات الباليين من النجوم التي تشكل مجرة . شياءلألودرب اللبانة بدوره هو واحد من مئات الباليين من المجرات ، درب اللبانة

إن المسافات بين النجوم . الموزعة في الفضاء حتى حدود كشف أجهزتنافة التي المسا– الفلكيون بداللة السنين الضوئيةبحيث يقيسها، كبيرة جدا

٦وتعادل السنة الضوئية الواحدة حوالي . يقطعها الضوء في سنة واحدة

-٣٦-

والستيعاب هذا فإن القمر يبعد . تريليون كيلومتر١٠تريليون ميل أو دقائق ٨وتبعد الشمس أكثر بقليل من ، مسافة تقدر بثانية ضوئية واحدة

موذجي ويبلغ مقطع مجرة درب اللبانة والتي هي مجرة لولب ن. ضوئية وهي Andromedaتقع مجرة أندروميدا و. سنة ضوئية١٠٠٠٠٠حوالي

مليون سنة ٢,٥جارة قريبة من مجرة درب اللبانة على بعد حوالي أبعد من ، الفضائيHubbleإن أبعد مجرة رصدها منظار هوبل . ضوئية

ولذا فالكون بالمقياس البشري ضخم إلى درجة . بليون سنة ضوئية١٠ .تفوق التصور

تشير إلى اللحظة التي WMPAوعلى الرغم من أن النتائج من ، يعود إلى ثمانين عاما مضتإال أن مولد هذا العلم، نضج فيها علم الكون

وإلى العمل المبتكر الذي قام به المحامي الذي تحول إلى فلكي ادوين وهوبل هو الشخص الذي عزي له الفضل في . Edwin Hubbleهوبل

الكون على الرغم من أن عددا من المالحظات الهامة اكتشاف تمدد درس هوبل وسليفر . Vesto Slipherأجريت من قبل مساعده فيستو سليفر

لقد . كانت أشد احمرارا عدة مجرات ووجدا أن األبعد منهاالضوء منعرف منذ زمن طويل أن موجات الضوء من مصدر مبتعد تكون ممتدة

وبالمقابل فالضوء من ( األحمر من الطيف وبالتالي منحرفة نحو الطرفلقد وجد هوبل وسليفر أن االنحراف . )مصدر قريب ينحرف نحو األزرق

واألكثر من ذلك هو ، نحو األحمر يصبح أكبر كلما كانت المجرة أبعد مناوكان أبسط تفسير لهذه الحقائق . أن هذا التأثير واحد في كل االتجاهات

هو أن المجرات تتحرك مبتعدة عنا في نموذج ، والذي أعلنه هوبل للعالم . منتظم من التمدد

د اآلنومن الجليلوجب أن يكون أكثر ، أنه لو أن الكون يتمدوباستخدام معدل التمدد المقاس فمن السهل عرض . انضغاطا في الماضي

-٣٧-

نقرر أنه منذ عدة ل!) كتمرين نظري(قصة الكون رجوعا إلى الوراء ويقترح هذا . كانت المجرات كلها مضغوطة في مكان واحد باليين السنين

فجار كبير من حالة فائقة بدأ بان، على األقل بالشكل الذي نعرفه، أن الكونومن الطريف أن . اآلن باالنفجار الكبير الكثافة وهي الحادثة التي تعرف الذي لم Fred Hoyleقدمها فرد هويل هذا كان في البداية مادة للسخرية

بواسطة المالحظات يمكننا اليومو. تقبل النظرية أبدا في الخمسيناتيتحديد موعد دقيق وتلسكوب هوبل الفضائي WMPAالدقيقة بأجهزة مثل

. بليون سنة١٣,٧الحالي األفضل هو إن التقدير .الكبير لالنفجار . بليون سنة٤,٥٦وبالمقارنة فإن عمر األرض هو

الضياء الالحق للخلق

فمن الواضح أنه كان أيضا ، ان الكون في الماضي كثيفا جداإذا كلكن المادة . وتبرد عند تمددهاألن المادة تسخن عند ضغطها، ساخنا جدا

فكر في الحرارة التي تشع من الشمس (الساخنة تصدر إشعاعات حرارية فتولذا يمكننا أن نتوقع أن الحرارة التي تخل، )النار المتوهج أو من جمر

وبالفعل فإن . بتوهج باهت من اإلشعاععن والدة الكون تغسل الفضاء اآلن Arno عثر مهندسا الراديو آرنو بنزياس١٩٦٧ففي عام . األمر كذلك

Benzias وروبرت ويلسون Robert Wilson اللذان كانا يعمالن على في الواليات المتحدة Bellاالتصال بين األقمار الصناعية لمخابر شركة بل

على إشعاع يأتي من الفضاء حدد على أنه من البقايا المتوقعة من االنفجار لقد أشر ذلك االكتشاف لنقطة التحول التي بدأ عندها العلماء أخيرا . الكبير

موزعا بشكل متساو عبر وكان اإلشعاع . يهتمون بنظرية االنفجار الكبير لذا ال – ٠ م٢٧٠ – أو حوالي كلفن٢,٧٢٥لفضاء عند درجة حرارة ا

ويقع اإلشعاع عند درجة .تتوقع أن تتوهج السماء بلون أحمر داكن

-٣٨-

ولذا ،بشكل رئيس في المجال الميكروي للطيف الكهرطيسي، الحرارة هذهوالتي ) الخلفية الميكروية الكونية( تعرف الحرارة من االنفجار الكبير ب

.CMBتختزل عادة إلى CMBلذي سيكون وراء ال اوعلى الرغم أنه من الصعب تصور ما

من القياس أتى إال أن إثبات نظرية االنفجار الكبير، سوى االنفجار الكبيرمثل ، إذا نظرت إلى جسم متوهج. )٤انظر الشكل (الدقيق لطيف اإلشعاع

فسترى أنه يصدر طاقة عبر مجال من أطوال الموجات أو ، شعلة أو نجمإن . فستحصل على ما يدعى بالطيفوإذا رسمت التوزع على منحن. األلوان

، أو عن لهب شمعة معقد جدا، عن الشمس طيف الضوء أو الحرارة الصادرلكن الطيف لهذا النوع الخاص . ويحتوي مخططه على قمم وتقعرات كثيرة

إنه الطيف من فرن بدرجة : من اإلشعاع الحراري له شكل بسيط ومميز وعامألن ، زيائيون هذا بطيف الجسم األسودويدعو الفي. حرارة متجانسة تماما

) يبدو أسودا عند درجة حرارة منخفضة(جسما ال يعكس اإلشعاع بالكامل ومن . عبر أطوال موجاته المختلفة، سيشع الحرارة بهذا التوزع المعين للطاقة

كما أكدت المالحظات من ، طيف الجسم األسود نفسهCMBالمهم أن لل فمن المعروف للعلم أن ال، وفي الحقيقة . واألجهزة األخرىWMAPال

CMBألن صنع جسم أسود حقيقي، هو المثال األفضل لطيف جسم أسود ،وبما أن . والحصول على درجة حرارة متجانسة تماما على األرض مستحيل

، فإن ٢طيف الجسم األسود ناتج عن نظام في حالة توازن ثرموديناميكي بد أن المادة في الكون األولي كانت ال: واضحCBMالمغزى بالنسبة لل

درجة الحرارة نفسها في كل بالكثافة و، موزعة بشكل متجانس على الفضاءلقد كان طيف الجسم األسود بمثابة المدفع المصدر للدخان والذي أكد . مكان

ثم تمدد بعدها وتبرد حتى ، أن الكون بدأ من حالة حارة وكثيفة ومتجانسة . ليةوصل إلى حالته الحا

-٣٩-

طيف الجسم األسود٤الشكل كيف WMAPيظهرالمنحني المبني من قياسات قام بها القمر الصناعي

أن الطاقة الحرارية المتبقية من االنفجار الكبير، موزعة على مجال من أطوال ويطابق تماما طيف اإلشعاع من نظام بدرجة ، إن شكل المنحني مميز. الموجة

وحي بأن الموجات المكروية الخلفية نشأت في ي وهو. حرارة متجانسةوهي تطابق المالحظات . الماضي السحيق من حالة توازن ثرموديناميكية

.النظرية بدقة بحيث كانت أخطاء القياس أصغر من ثخن الخط في الشكل

فمع دوران كوكبنا حول الشمس . لقد تجاوزت جزءا هاما من القصة تجد، مع تجول المحرة بين جيرانهاو، مع دوران الشمس حول مجرتهاو

بسببو. الثانية تقريبا/ كم ٦٠٠ بسرعة CBMاألرض نفسها تسبح ضمن ال هذه الحركة النسبية تبدو السماء أسخن قليال في الجهة التي يصدف أننا

يبقى ، فعندما يطرح هذا التأثير، ومع ذلك. نتحرك فيها منها من الجهة المقابلة تقريبا فال يوجد ١٠٠٠٠٠وحتى واحد من . شكل مدهشاإلشعاع ناعما ب

.اختالف عبر السماء

-٤٠-

أن CBMأن من غير الممكن لل ، لقد عرف علماء الكون طيلة الوقتفالمادة متراكمة في . ألن الكون ليس متجانسا تماما، يكون متجانسا تماما

ر خرائط تظهو. وعناقيد هائلة، والمجرات بدورها مرتبة في عناقيد، مجراتوالتي رسمت بجهود كبيرة من قبل الفلكيين باستخدام ، توزع المجرات

تجمعا لكل مقاييس الحجم ، التلسكوب الضوئي خالل العشرين سنة الماضيةيبدو الكون ، وبأخذ متوسط على مدى بليون سنة ضوئية. حجما عدا األكبر

، وئية أو أقلولكنه على مدى مائة مليون سنة ض، نفسه تماما في كل مكانولو تألف الكون . حيث تبرز تجمعات المجرات بوضوح، شيء مختلف

ولكن مع الزمن . لما كان هناك مثل هذه البنية، األولي من غاز متجانس تماماوستسحب . تتضخم حتى أصغر الشواذ في الغازات األولية تحت تأثير الثقالة

، على حساب محيطهاأية منطقة في الكون كانت أكثف بقليل أوال مادةإن االندفاع البطيء .تسرع العمليةلتالي ستزيد التضاد في الكثافة ووبا

ربما انتهى في النهاية إلى ، للغازات األولية نحو الداخل لتشكيل تجمعاتمما أدى إلى تمديد الغازات وعاكس ، انهيار كارثي لو لم يكن الكون يتمدد

أنه لنمو مجرات ، أثيرات المتنافسةتشير حسابات هذه التو. عملية تجمعهاكان ال بد للكون أن يبدأ باختالف في الكثافة بحوالي ، موزعة بالشكل المالحظ

ولذا يؤدي ، فإنه أسخن، وألن الغاز األكثف مضغوط أكثر. ١٠٠٠٠٠ من ١ولذا البد أن . عدم التجانس في الكثافة إلى عدم التجانس في درجة الحرارة

إذا كان ، بسيطة في درجة الحرارة في الكون األوليتكون هناك اختالفات .WAMPوهذا بالضبط ما أثبتته . تكون متماسكةبير أنلنظرية االنفجار الك

بليون عام ١٣,٧لقد بدأ الكون منذ .القصة على النحو التالي لذا تدور ٣وكان الكون األولى على شكل غاز ساخن وكثيف ومتأين. باالنفجار الكبير

وكان الغاز موزعا خالل الكون بشكل . باإلشعاع الحراريمغلف معتم وو سنة من االنفجار ٣٨٠٠٠٠وبعد حوالي . متجانس تقريبا لكنه غير كامل

وارد وعند تلك المرحلة أزيلت ش، الكبير، برد الكون إلى بضعة آالف درجة وأصبحت نتيجة لذلك، )لكترونات لتشكل الذراتأي اندمجت النوى واإل(الغاز

-٤١-

، يتأثر كثيرا بمروره خالل المادة، ولم يعد اإلشعاع الحراري بعد ذلك. شفافةولذا فعندما اكتشف الفلكيون ال . ٤وأصبح منذ ذلك الوقت يتنقل بحرية تقريبا

CMB سنة بعد االنفجار ٣٨٠٠٠٠ فإنهم كانوا يلحظون الكون كما كان بعد ن عليه الكون عندما كان هي صورة لما كاCMB وفي الحقيقة فإن ال. الكبير

وتمثل االختالفات الضئيلة في . بالمائة من عمره الحالي٠,٠٠٣أقل من بذور البنية الكونية والتي بدونها لم WMPA درجة الحرارة التي كشفت بال

ولذا فهذا واحد من تلك . أو فلكيون –كواكب نجوم وناك مجرات ويكن ه . حتاج إلى تفسيرتي تصديقا للحياة والتي تجعل الكون ال، )المالئمة(الحقائق

أين مركز الكون؟أنه اشتعال كرة مضغوطة من ، األوصاف الشائعة لالنفجار الكبير تذكر

حيث تقارن المجرات بشظايا تطير ، المادة موجودة في فراغ موجود قبالمخادعة من سهولة فهم هذه الصورة فإنها وبالرغم. بعيدا عن مركز االنفجار

إن »؟أين مركز الكون«الناس للسؤال ويسارع : مصدر لخلط كبير وجدا .لكتروني الذي وصلني مؤخرا نموذج جيد عن هذا التساؤلنص البريد اإل

هل اكتشف الدليل على تمدد الكون بالنظر في االتجاه نفسه بعيدا عن ن أي أو عن طريق النظر إلى المركز، أو م،)االنفجار الكبير(مركز التمدد

بأن المجرات تتحرك بعيدا عن أعتقد بأن النتائج قد تظهر. اتجاهات آخرى . ٥ وعن بعضها بعضا بسرعات متباينة، مركز التمدد

فستقع ، كان االنفجار الكبير حقا على شكل كرة متفجرة من المادة لوبينما ستوجد ، بعض المجرات عميقا وسط المعمة محاطة من الجهات جميعها

وتصورنا المشهد ولو افترضنا أن األمر كذلك . ى قرب حافة التجمعاألخروفي االتجاه المقابل ، في أحد االتجاهات يقع مركز الكون. من مجرة بعيدة

وستبدو السماء مختلفة جدا بحسب الجهة التي ينظر منها . سيكون هناك فراغحدا تقريبا في فالكون يبدو وا: وهذا بالتأكيد ليس ما نراه من األرض .الراصد

-٤٢-

والذي هو بحدود ، وإلى أبعد مدى يستطيع منظارنا اختراقه. االتجاهات كلها بليون مجرة فإن المادة ١٠٠ بليون سنة ضوئية ويشتمل على حوالي ١٣

. )عات المجرات الموزعة بشكل متجانسبدقة هي تجم(موزعة بشكل متجانس اكز أو بالمقابل تضاؤل ع من المروليس هناك أي دليل على تجمع حول أي نو

. باتجاه حافة إذن أن نشرح االنفجار الكبير والكون المتمدد حسب هذه كيف علينا بمجرات اليوم هو ن الكون كان مجمدا كما افترض أ؟الحقائق المالحظة

أننا بدأنا بلعب الفيلم تصور اآلن .)بالمتوسط(موزعة بالتساوي خالل الفضاء فلن يكون هناك ، وبأخذ نظرة عين اإلله. و يتمددمراقبين الكون وهالكوني

وبدال من ذلك . تدفق منظم للمجرات بعيدا عن أية نقطة معينة في الفضاءوأينما . تتحرك تجمعات المجرات كلها بعيدا بعضها عن بعض بالمعدل نفسه

فهناك فضاء : نظرت تصبح الفجوات بين تجمعات المجرات تدريجيا أكبروسيبدو راصد في أية مجرة . يحيط بكل تجمع مع مرور الزمنأكثر فأكثر

واقعا في مركز نموذج من التمدد ألن كل مجموعات النجوم األخرى تبتعد إن انطباع الراصد بأنه ولذا فلها تبتعد عن بعضها بعضا أيضا ولكنها ك، عنه

فإن مصطلحي ، ولهذا السبب. ليس هناك مركز. المركز خياليموجود في .على الرغم من أننا تقيدنا بهما اآلن، انفجار كبير غير مناسبينجار وانف

- مركز عدم وجود- عدم وجود حافة تأكيد لهذه الصورة من ويأتي فسيكون ، لو حدث االنفجار الكبير في نقطة معينة في الفضاء. CBMمن ال

هة بينما ستكون السماء المواجأوليهذا الجزء من السماء متوهجا بإشعاع كما ،الحقيقة وفي.نحو الفراغ باردة البعيدة عن مركز االنفجار الكبير

عندما تتعادل ، فإن اإلشعاع الخلفي متجانس عبر السماء، شرحت سابقافليس هناك ما يشير إلى أنها أسخن : تالفات الضئيلة في درجات الحرارةاالخ

.بشكل منتظم في جزء من السماء منها في جزء آخر

-٤٣-

ملتمددالفضاء ا . جاهد علماء الكون إليجاد طرق يشرحون فيها تمدد الكون بلغة بسيطة

:وفيما يلي بعض المحاوالت الشائعة الكون في الفضاء الفضاء في الكون بدال من

وليس في نقطة ما من الفضاء، حدث االنفجار الكبير في كل مكان في الفضاء وليس انفجارا ، كان االنفجار الكبير انفجارا للفضاء

وحبات متصلة ، وقد تساعد مقارنة بسيطة بتصور وتر مرن طويل جداتبتعد ، المرن فعندما يمد الوتر. )٥الشكل انظر(على مسافات منتظمة به

، وتمد كل حبة المسافة التي تفصلها عن جاراتها. الحبات عن بعضها بعضاكل الحبات .لحبات أخرى تبتعد عنها من أية حبة هو المنظر بحيث أن .فليس هناك حبة مركزية: متساوية

الكون المتمدد٥الشكل

يمثل (في هذه المقارنة ذات البعد الواحد، يمثل الكون المتعدد بوتر مرن ، مع مد الوتر المرن. ملصقة به على مسافات) تمثل المجرات(وبحبات ) الفضاء

كل : أية حبة هو نفسهإن المنظر من . تتحرك كل حبة بعيدا عن الحبات األخرىدمنا وما. الحبات األخرى تبدو وهي تتحرك بعيدا بسرعات تتناسب مع مسافاتها

ليس هناك : ال نستطيع رؤية أي طرف من الوتر تبدو الحبات كلها متساوية .مركز وال حافة واضحة من توزع الحبيبات أو نموذج حركتها

-٤٤-

فسه مرنا وقادرا إذا تصورت الفضاء ن، وتعمل المقارنة بشكل أفضلبل هي أقرب : فإن فكرة مد الفضاء ليست مجرد مثال، وبالفعل. على أن يمدد

وعلى االنحناء ، إن قدرة الفضاء على المد. مما يعتقد الفيزيائيون أنها الحقيقةوبالنظر إليها . هي أساس النظرية النسبية العامة أللبرت آينشتاين ،أو اللف

الكون ليس مجرد انتقال المجرات عبر الفضاء كمد فإن تمدد، على هذا الشكل :روهي صورة تقود لوصف شائع آخ، انتفاخه بين المجرات الفضاء أو

حيث تلعب ، تنتفخ في الفرنالكرز التي يشبه الكون المتمدد فطيرة . الكرزات دور المجرات، وتمثل الفطيرة الفضاء

ألن األوتار ، رنالم وسيالحظ القارئ المنتبه خدعة في مثال الوترولذا ستكون هناك دوما حبات قرب ، الحقيقية لمادة مرنة محدودة الطول

ومع ذلك فالمهم أنه لو كان عدد الحبات كبيرا . الطرف وأخرى قرب المركزوإذا كانت الرؤية من حبة معينة ال تمتد إلى نهاية ) باليين الباليين مثال(جدا

مركز أو طرف في ترتيب الحبات في أي طرف الوتر، فلن يكون هناك ذكر لفيما إذا كان عدم ظهور مركز ، لكن هذا الخدعة تثير السؤال الواضح. مكان

أو حافة في الكون الحقيقي ناتج عن أن مناظيرنا ليست قوية بما يكفي وربما كان الكون . ربما كان األمر كذلك. لالستكشاف إلى تلك األبعادوالتي إذا نظر إليها على مقياس أضخم ، مجراتالمرصود مدفونا في تجمع

. )لم يكن التجمع كرويا تقريبا ربما لن يكون لها مركز واضح ما(. حافةلها اإلشعاع الحراري عدم تناظر فلن يظهر، وإذا كانت الحافة بعيدة بما يكفي

ألنه ليس هناك وقت كاف منذ االنفجار الكبير لإلشعاع الحراري ، حتى اآلن .ليصل إلينا من الحافة، يسير بسرعة الضوء وهو، ئي المتخافتالنها

يكون فقد. فقد ال يكون الكون كذلك على اإلطالق، ومن جهة أخرىدما كنت في حوالي الثامنة نوأذكر جيدا ع. ال متناهيا في كل االتجاهات

-٤٥-

وقد أجابني بأنه ال يمكن . أنني سألت والدي أين انتهى الكون، من عمري السؤال التالي حول فسيثار، ألنه لو كانت له نهاية، ن للكون نهايةأن تكو

ولكن قد تكون مخطئة كما ، حجة قديمة وهذه. آخر نقطةما يقع وراء يكون فقد ال يكون هناك سبب منطقي لماذا الوبالتأكيد . سأشرح الحقا

سيكون هناك . الكون ال متناهيا وأن تكون هناك مجرات في كل مكانشكل متجانس في مجموعات كما موزعة ب، نهائي من المجرات عدد الإن : إن هذا هو االفتراض األولي األبسط. تمتد عبر كون ال متناهنراها

، وفي مناقشات بنية الكون. ما تراه هو ما تحصل عليه في كل مكانتطبيق لمبدأ أكثر إنه. بالمبدأ الكونييشار إلى افتراض التجانس هذا

شيء مميز أو الوهو أن - mediocrityمبدأ االعتيادية شموال يدعى ب . مبجل حول موقعنا في الكون

بد أن أقول بأن المبدأ الكوني ال ال، في تشويش أفكاركةوبالمخاطر فمن الممكن أن يكون للكون حجم محدد دون ،يعني بالضرورة كونا ال متناهيا

واصفات المتناقضة ظاهرياهذه المومن الممكن ل. أن يكون له مركز أو حافةودعني أشرح ذلك بمد مقارنة .إذا سمحنا الحتمال فضاء ملتف، أن تظهر

تمتد إلى ، افترض أن الوتر على شكل لفة دائرية ضخمة جدا. الوتر المرنتلصق الحبات على مدار الملف على . ٦كما في الشكل ، قطر أكبر فأكبرفكل الحبات : هاية أو حبة مركزيةليست هناك حبات في الن. مسافات متساويةومع ذلك تبتعد كل الحبات عن الحبات األخرى كلها مع تمدد ، متساوية تماماجعل ، إن هذا مثال لكون من حبات محدودة ولكنها غير محاطة. الملف المرن

وسأشرح الحقا. المرن أن يغلق على شكل حلقة»للفضاء«ممكنا بالسماح ولكن هناك . أن يغلق بهذه الطريقة، الثي األبعادكيف يمكن لفضاء حقيقي ث

.قبل ذلك موضوع أكثر إلحاحا يجب معالجته

-٤٦-

فضاءات مغلقة: ٦الشكل تصف اللفة الدائرية . من الممكن لفضاء ثالثي األبعاد أن يكون محدودا

أي ال(ومع ذلك بدون مركز أو حافة ، ببعد واحد نوعية المكان المغلق، المرنةتمتد ،»نالكو«ومع تمدد . )اللفة على أية نقطة على، ز أو حافةيوجد مرك

.الالحافةو بدون أن تغير في خاصة الالمركزاللفة إلى قطر أكبر

سرعة الضوء واملنظر من كوكب األرضيرون أجساما بعيدة ال كما ، الفلكيون نحو السماء بمناظرهمعندما يحدق

وء الذي يصل إلى مناظرهم رحلته عندما بدأ الضولكن كما كانت ، هي اآلنوعلى سبيل . أيضا عداد للزمن هو فالمنظاروبهذا المعنى . عبر الفضاء

فلن نشعر لحسن حظنا بذلك لسنوات لو انفجر نجم قريب البارحة ، المثالوإذا نظرنا أبعد . األرضة الضوء التي تعلن موت النجم إلىحتى تصل نبض

-٤٧-

٢,٥كما بدت منذ حوالي ، دروميدا المجاورةنرى نجوما في مجرة ان، من ذلكويسجل منظار هوبل . وبالتالي تبدو المجرات األبعد أقدم. مليون سنة ماضية

كما كانت قبل أن توجد األرض ، الفضائي بشكل روتيني صورا لمجراتويمكن بالفعل رؤية أقدم المجرات وهي ال تزال في مرحلة التكون منذ . بكثير

يمكن للفلكيين أن ، ولذا باختراق الفضاء أبعد فأبعد. ن عام بليو١٢أكثر من وقد يسافر الضوء . يراقبوا تاريخ الكون وهو يتشكل رجوعا إلى الوراء

وهي حقيقة تترتب عليها نتائج هامة -بسرعة ولكن سرعته مع ذلك محدودة .كما سنرى الحقا، حول طبيعة الكون

طول موجته تمتد مع فإن ، ومع عبور الضوء للفضاء المتمدديشار إلى هذا ، وألن الموجات األطول تبدو أكثر حمرة. امتداد الفضاء

لقد نبهت حقيقة كون المجرات األبعد . )االنزياح األحمر(التأثير ب أكثر احمرارا من القريبة ادوين هوبل في العشرينات إلى فكرة تمدد

اإلشعاع الحراري وهذا هو التأثير نفسه الذي يؤدي إلى تبريد . الكون . الكوني الخلفي

. )بعد النجم(يعتمد مقدار االنزياح األحمر على مدة إصدار الضوء أو وليس . يصبح االنزياح األحمر أكبر فأكبر، وبالرجوع نحو االنفجار الكبير

قلوب –أو أشباه نجوم (أن نرى صورا لمجرات ، من غير الشائع هذه األياموقد امتد طول موجتها األصلية ) غيرت بعنف لبعض المجرات التيالطاقة

ولذا ستكون المسافة بيننا ، إلى ضعف أو ثالثة أمثال طول موجتها األصليةوبين تلك المجرات قد ازدادت كثيرا خالل المدة التي استغرقها الضوء ليصل

نصل إلى الحقبة ، )وبعيدا في الفضاء(وبالرجوع أكثر للوراء في الزمن . إلينالقد كانت درجة الحرارة في ذلك الوقت حوالي .CBM صدر منها ال التي

ر إشعاع في المجال فوق وبالتالي كانت حارة بما يكفي إلصدا، كلفن٣٠٠٠

-٤٨-

ويتناسب هذا مع انزياح . )٧انظر الشكل (من الطيف الكهرطيسي البنفسجي وهو كبير بما يكفي ليمد طول الموجة من فوق ، ١١٠٠أحمر بحوالي

إلى منطقة الموجة الميكروية من ، جي عبر المرئي وتحت األحمرالبنفس، ولذا فما أصدر على شكل إشعاع حار فوق بنفسجي. الطيف الكهرطيسي

بسبب عامل التمدد الكبير ) أبرد(يظهر لنا اليوم على أنه موجات ميكروية . للكون في الفترة الفاصلة

دخل تقريبا منذ األرض بدون ت إلىCBM وكما ذكرت فقد انتقل الكانت درجة ، وقبل ذلك الوقت. سنة بعد االنفجار الكبير٣٨٠٠٠٠حوالي

ألن اإللكترونات انفصلت عن النوى ، الحرارة مرتفعة جدا لتوجد الذراتوبشير الفيزيائيون إلى الغاز . أي أن الذرات قد تأينت، بسبب الحرارة الشديدة

بشدة وبالتالي فهي الضوءالزماالبوتشتت . بهذه الحالة على أنه بالزمامن ، نستطيع على سبيل المثال أن نرى داخل الشمس ولهذا السبب ال: معتمة

فإنه في الواقع CBM الWMAPلذا فعندما يكتشف . خالل الوهج السطحيوال يستطيع . ٦يرى أبعد ما يمكن في الزمن بواسطة الموجات الكهرطيسية

أن يخترق الضباب المتوهج ، ا كان قويامهم، منظار عادي أو هوائي ميكروينحسب و، يمكننا التظاهر بأن الغاز غير موجود هناك، ومع ذلك. وراء ذلك

لو توفر لدينا منظر ، ما سيكون مقدار االنزياح نحو األحمر في حقب سابقةسيكون االنزياح نحو األحمر ، ثوان من االنفجار الكبير١٠بعد .غير محدودويزداد االنزياح نحو . وبعد ثانية سيكون أكثر من ثالثة باليين، بليونا تقريبا

ولو أمكن لموجة . مع االقتراب من لحظة ميالد الكون، األحمر بدون حدودفجار الكبير أن تصل بمعجزة إلى امرئية بعد واحد على ألف من الثانية بعد الن

لتقط على بحيث ي، فإن طول موجتها سينزاح بشدة نحو األحمر، األرض اآلن .شكل موجة راديوية طويلة

-٤٩-

الطيف الكهرطيسي٧الشكل

وعلى الرغم من أن لها . يمكن أن يكون لألمواج الكهرطيسية أي طول موجةالمبين -يعتمد على طول الموجة ، فإن االسم الذي نطلقه عليها، الظاهرة نفسها

ويسبب . الكيلو مترهنا بوحدات تتراوح من النانو متر مرورا بالميكرو متر وحتى يمتد طول موجة اإلشعاع الصادر في ، االنزياح األحمر الناجم عن تمدد الكون

عام بعد االنفجار الكبير إلى ٣٨٠٠٠٠المنطقة فوق البنفسجية من الطيف حوالي .المنطقة الميكروية من الطيف في الزمن الذي استغرقه للوصول إلينا

الفضاء أفق وراءهال ميكننا أن نرى ما

إذا ؟إلى أي مدى نحو الوراء يمكن لنا أن نمد فكرة االنزياح األحمرى حالة من االنضغاط الالمتناهي كانت لحظة االنفجار الكبير تنتمي إل

٤ م– اجلائزة الكونية

-٥٠-

فسيزداد االنزياح نحو األحمر ، )سأناقش هذا الموضوع بتفصيل أكبر الحقا(ون الضوء وسيك. مع إصدار الضوء في لحظات أبكر فأبكر، بدون حدود

هذا –منزاحا نحو األحمر بشكل ال متناه ، الصادر من االنفجار الكبير نفسهويعني االنزياح األحمر الالمتناهي . إذا كان ممكنا أن يصل إلينا على اإلطالق

وهذا بوضوح حد . فلن يقدم اإلشعاع أية معلومات: أننا فعال لن نرى شيئا أبداأومن تلك ، د من هذه النقطة في الفضاءال نستطيع أن نرى أبع: أساسي

إن لحظة . ويشير علماء الكون إلى هذا الحد على أنه أفق. اللحظة من الزمنهي أفق في الفضاء ال ، االنفجار الكبير في هذه الصورة المبسطة والمثالية

مهما كانت قوة أجهزتنا ،حتى من حيث المبدأ ،يمكننا أن نرى وراءههي أن نشير ، إن إحدى الطرق للتعبير عن هذا الحد. )ة المادعتمةوبإهمال (

يمكن للضوء أن ، بليون عام على االنفجار الكبير٣,٧ مضي إلى أنه منذوبالتالي فليس من ، بليون سنة ضوئية على أبعد تقدير١٣,٧يكون قد انتقل

ومع ذلك يجب معالجة مثل . المستغرب أنه ال يمكننا أن نرى ابعد من ذلك، بليون سنة ضوئية١٣فعندما نرى مجرة على بعد . صريحات بحذرهذه الت

فإن هذه ، أما اليوم . بليون سنة١٣فإننا في الواقع نراها حيث كانت منذ ولذا تعتمد . المجرة أبعد بكثير ألن الكون تمدد كثيرا خالل الفترة الفاصلةأي المسافة (المسافة إلى المجرة على إذا ما كنا نتحدث عن المسافة المقطوعة

أو . )ناظرين إلى الوراء، نت عليها المجرة عندما صدر ضوءهاالتي كاعد المجرات التي يمكننا رؤيتها باستخدام منظار هوبل أبإن . المسافة الحالية

.٧ بليون سنة ضوئية من األرض٢٨موجودة اآلن على بعد الناس وسيسأل . وغالبا ما يبرز خلط آخر عند هذه المرحلة من النقاش

أن ننتظر سنوات - إذا كان الكون قد بدأ متقلصا جدا في الحجم -لماذا علينا أقرب كثيرا في ء إلينا من مناطق في الكون كانت عديدة جدا ليصل الضو

لماذا لم يعبر الضوء من هذه المناطق الكون المضغوط .الزمن السحيقواب على هذا السؤال ويتعلق الج؟تنا منذ زمن طويلقبسرعة ويصل إلى منط

فمع انتقال الضوء عبر الفضاء فإنه يطارد المجرات . بسرعة تمدد الكون

-٥١-

حتى مع ، وللتعبير عن هذا بطريقة أخرى. التي تبتعد عن مصدر الضوء بحيث تشبه نبضة ، فإن الكون نفسه يتمدد أسرع منه، عبور الضوء للفضاء

. زمن الرحلة ممتدا جدا يصبحلذلكونتيجة .الضوء عداء يعدو فوق دوالبفهو دعامة أساسية . ولألفق أهمية أبعد من مجرد إنقاص رؤيتنا للكون

لنظرية النسبية التي تقول بأنه ال يمكن لجسم أو تأثير فيزيائي أن تتجاوز ، ولذا فإن حدثا يجرى وراء أفقنا) ١انظر الصندوق (سرعته سرعة الضوء

كن ال يمكنه أن يمارس علينا أي تأثير ول، ليس من غير الممكن رؤيته فقطوكما سنرى فقد تبين أن هذا القيد . والعكس صحيح، فيزيائي في هذا الوقت

.عنصر هام في محاوالتنا لفهم بنية الكون على عمل السبب والتأثير

» للكون«تعاريف خمتلفة يدخل وجود أفق ضوئي قدرا كبيرا من التشويش على ما نعنيه بكلمة

ولذا يجب أن المصطلحبعض المؤلفين لألسف غامضون حول هذا و. كون . وهذا ما سأفعلهأكون أكثر تحديدا

لماذا يحدد الضوء السرعة الكونية العظمى١الصندوق لماذا ال يمكن ألي شيء أن يسافر أسرع من الضوء؟ إن إحدى الطرق

عل جسما لمقاربة هذا السؤال هو أن تسأل ما الذي سيحدث إذا حاولت أن تجربة بجسيمات مشحونة تحت يمكن إجراء هذه التج. ماديا يحطم حاجز الضوء

لكترونات يمكن تسريعها في مسرع الجسيمات إلى سرعات تقترب من ذرية كاإل .سرعة الضوء

فإن كتلة ١٩٠٥بحسب نظرية النسبية الخاصة آلنيشتاين التي نشرت عام cحيث الشهيرة E=mc٢العالقة وينتج هذا من . الجسيم تعتمد على سرعته

وتخبرنا ) تدعى الطاقة الحركية(يرتبط بالحركة نوع من الطاقة . سرعة الضوءوألن للجسم المتحرك طاقة أعلى من الجسم الساكن . m كتلة Eالعالقة أن للطاقة

-٥٢-

وبالنسبة للسرعات العادية فإننا ال نالحظ أن . يجب أن تكون له بالتالي كتلة أكبر في العالقة يشير إلى أن c٢ فالعامل – المتحركة أثقل من األجسام الساكنة األجسام

ولكن . المقادير العادية للطاقة الحركية تساهم بجزء ضئيل فقط من الكتلة المضافةعند سرعات قريبة من سرعة الضوء، فإن كتلة الطاقة الحركية تقارب الكتلة في

عن الطاقة ، تزن الكتلة الناجمة سرعة الضوءمن% ٨٧فعند . الحالة الساكنةوعند سرعات أعلى من ذلك، تزداد . الحركية أكثر من الكتلة في الحالة الساكنة

. المتناقصولذا فإن ما يحدث هو حالة من المردود. الكتلة الكلية بسرعة كبيرةالطاقة المصروفة على محاولة تسريع الجسيم يذهب إلى جعله فجزء أكبر وأكبر من

ومع االقتراب من سرعة الضوء . سرعأبالتالي يذهب جزء أقل فأقل لجعله أثقل، وولذا من . تزداد كتلة الجسيم بدون حدود، بحيث ال يمكن زيادة سرعته أكثر من ذلك

وبالنسبة للمصطلحات تدعى كتلة الجسيم في حالة . المستحيل تحطيم حاجز الضوءية للجسيم المتحرك فتدعى كتلته النسبية أما الكتلة الكل. السكون بالطبع كتلته الساكنة

وعندما يشير . التي تتألف من كتلته الساكنة إضافة إلى الكتلة الناجمة عن حركتهويقال . جسيم فإنهم عادة يعنون بذلك الكتلة الساكنة»كتلة«الفيزيائيون ببساطة إلى

ا في حالة بأن كتلة الفوتون الساكن تعادل الصفر، ولكنه ال يمكن أن يكون إطالقوبالتالي فهو بالتأكيد يمتلك كتلة نسبية ال . فهو يتحرك دوما بسرعة الضوء: سكون

).تتناسب في الحقيقة مع تردده(تعادل الصفر » شيء يمكنه أن يسافر أسرع من الضوء ال«إن العبارة المرسلة التي تقول بأنه

ن يتجاوز جسما آخر بسرعة فالنسبية الخاصة تحظر على أي جسم مادي أ. الخادعة قلي: ولكن النسبية الخاصة جزء محدود من النظرية النسبية العامة. أعلى من سرعة الضوء

وفي هذه . فالنظرية األخيرة تأخذ الثقالة بعين االعتبار، وتسمح بأشياء مثل تمدد المكان فالمجرات البعيدة على .»أن ال شيء أسرع من الضوء«الظروف يتم تجاوز قاعدة

وال يناقض هذا . سبيل المثال يمكن أن تتراجع عنا بسرعة أكبر من سرعة الضوءاألمر القاعدة كما تطبق ضمن النسبية الخاصة التي تشير إلى وضع خاص وليس إلى

.الحركة الكلية للكون

-٥٣-

الكون المرصودما يحتويه إلى أبعد مدى يمكن ألجهزتنا أن يشمل هذا الكون بكامله و

يتألف من أكثر بقليل ذ قرن من الزمان كان الكون المرصود ومن. تصل إليه يمكن لعلماء ولكن مع تطوير مناظر أقوى، جيرانها القريبينمن مجرتنا و

يتطابق الكون وفي هذه األيام . الفلك اليوم أن يروا تقريبا حتى األفق :المرصود مع التعريف التالي

الكون المرصود نستطيع أن نرى أبعد من األفق فإن ا الإذا أخذنا بعين االعتبار أنن

ومع الزمن يتمدد . »كل شيء يقع ضمن األفق« يعني الكون المرصودولذا . بليون سنة ضوئية١٤,٧وبعد بليون عام سيصبح نصف قطره ، الكون

إن . ٨ يعتمد على اللحظة التي نراه فيهافإن ما نعنيه بالكون الممكن رصدهويمكنك تخيل األفق على . ٩ناك فراغا وراءه هحقيقة وجود أفق ال يعني أن

مركزها بليون سنة ضوئية ١٣,٧ بنصف قطر شكل سطح كرة خياليةفي االتجاهات جميعها بسرعة الضوء وتحدد مدى حدود األرض وتتحرك

وليس هناك شيء خاص بهذا الصدد بالنسبة . ولو من حيث المبدأرؤيتنا والذي قد لكروي الخاص بها حولهاأفقها افكل نقطة في الكون لها : لألرض

٨ تبعدxأنك إذا نقلت فورا إلى مجرة ، حظومع ذلك ال. يتقاطع مع أفقنافإن األفق حول المجرة سيمتد إلى مناطق ، بليون سنة ضوئية عن األرض

ال نعلم ما و. في الفضاء ال يمكننا نحن على األرض أن نراها في هذا الوقتولكن من المعقول االفتراض أنه شيء أكثر من ،يقع أبعد من أفقنا الكوني

يجب بالتالي أن اليختلف كثيراعن xوأن المنظر من المجرة ، المادة نفسهاالواقعة ضمن أفقنا إن أبسط افتراض هو أن المنطقة من الفضاء . منظرنا

ر وإذا كان األم .وهذا هو مرة أخرى أساس مبدأ االعتيادية: هي نموذج للكل .نا أن نصوغ تعريفا ثالثافيمكن كذلك

-٥٤-

الكون الكلي مع كل ضمن أفقنا وأبعد منه) ربما ال متناه(يتضمن هذا الكون كله

أن ، وسنرى الحقا. محتوياته على افتراض أن الكون المرصود نموذج للكل، المبنية على تطبيق مبدأ االعتيادية بدون نقدهذه النظرة المبسطة للكون

. إلى تعريف آخرمما يقودنا مرة أخرى، قادأصبحت اآلن موضع انت

الكون الجيبي بحيث تشبه الكون ، يمثل هذا المنطقة في الفضاء الممتدة إلى أبعد مسافة

–والذي يمكن أن يمتد إلى مكان بعيد جدا ( .المرصود الذي نراه اليوم فستكون ١٠ولكن إذا كنا نسكن في كون جيبي. )وبالفعل أبعد بكثير من أفقنا

حيث تبدو األشياء بعدها مختلفة ، بعيدة جدابعيدة، هناك حدود في مكان ماموزعة بعيدا في هذه المنطقة كن ستكون هناك أكوان جيبية أخرى ول. جدا

ولذا فمن المحتمل . وراء األفق يشبه بعضها كوننا ولكن معظمها تختلف عنهتيادية إذا اعتبرنا أن كوننا الجيبي غير نموذجي مما يعني فشل مبدأ االع

.ويقودنا هذا إلى التعريف األخير. مجموعة األكوان الجيبية بكاملها

الكون المتعددوالتي قد (وان الجيبية كلها فإن هذا يعني مجموعة األك، بشكل تقريبي

ويفضل بعض المؤلفين . مع الفجوات فيما بينها) عددها ال نهائيا يكونالكثير ألقوله حول الكون المتعدد في وسيكون لدي . الكون الضخممصطلح

.الفصول الالحقة

الكون المحنيولكن علم الكون لن يكون . ركزت حتى اآلن على االكتشافات الفلكية

يمكن فهم هذه ن النظرية الفيزيائيةإذا لم يحتو على إطار م، علما حقيقيانذ حوالي لقد وضع األساس النظري لعلم الكون الحديث م .االكتشافات ضمنها

-٥٥-

١٩١٥نشرت النظرية عام . قرن من قبل آينشتاين في نظرية النسبية العامةلفلكيين ولكن هذا لم يمنع ا في األيام المظلمة للحرب العالمية األولى

الصراع حولها من االهتمام الشديد بما تتنبأ به والفيزيائيين على طرفيأو النسبية العامة كما لعامة لقد صممت نظرية النسبية ا. بالنسبة لعلم الكون

وفي . تلخص عادة لتحل محل نظرية نيوتن في القرن السابع عشر في الثقالةفإن الثقالة هي القوة المسيطرة التي تهيمن على كل القوى ،علم الكون

ولذا يلجأ علماء الكون إلى نظرية الثقالة ، بسبب الكتلة الكبيرة للكون، األخرى .لفهم الكون المتمدد

أنه على الرغم من أن الثقالة ، منت عبقرية آينشتاين في مالحظةكإال أن من الممكن أيضا فهمها بطريقة مختلفة تماما على ، تظهر نفسها كقوة

ترجع قواعد الهندسة . ودعني أشرح ما يعنيه ذلك. )الهندسة المحنية(أساس تسمى الهندسة وعادة ما: التي نتعلمها في المدرسة إلى أيام اليونان القدماء

وهناك نظريات عدة معروفة . اإلقليدية نسبة إلى إقليدس الذي دونها جميعها. يمكن البرهان عليها من قواعد إقليدس مثل النظرية الشهيرة لفيثاغورس

مجموع زوايا المثلث يساوي رية األخرى المعروفة جيدا هي أنوالنظالخ ...والمثلثات ائرالخصائص للخطوط والدو هذه إن .زاويتين قائمتين

إن . تطبق على السطوح المستويةفهي: ولكنها تأتي مع شرط هام، مضبوطةولكنها ال الدراسة النظرية تعمل جيدا على السبورة واألوراق على مقاعد

ويدرك المالحون والمرشدون . الملتفة كالكرات تعمل على السطوح المحنية أو هندسية مختلفة للتعامل مع انحناء قواعد هذا جيدا ولذا عليهم استخدام

وعلى سبيل المثال يمكن للمثلث على سطح األرض أن يحتوي ثالث . األرض . )٨انظر الشكل (زوايا قائمة

الهندسة ( إما مستوية لسطوح ثنائية البعد يمكن أن تكونإذا كانت ا أن يكون أال يمكن للفضاء ثالثي األبعاد. )هندسة ال إقليدية(أومحنية ) اإلقليدية

-٥٦-

لقد افترض الجميع تقريبا ؟له أيضا إما هندسة إقليدية مستوية أو هندسة محنية تستمد مباشرة من القواعد ،»مستوية«أن للفضاء هندسة إقليدية ، قبل آينشتاين

ولكن ليس هناك سبب منطقي لكي تكون . التي تعلمناها على ثنائي األبعاد أن هندسة اسع عشر على فكرةلقد لعب بعض رياضيي القرن الت. كذلك

وقد. يمكن أن تكون حالة عامة لهندسة السطوح المحنيةالفضاء ثالثية األبعادولكنها في الوقت نفسه ، »الكون المحني«استنتجوا القواعد الهندسية لهذا

. لقد تغير كل هذا مع النسبية العامة. عوملت على أنها مجرد لعبة رياضيةمما ل الثقالة يمكنه أن يلف الفضاء ثالثي األبعادواقترح آينشتاين أن حق

.يستدعي بالضرورة استخدام الهندسة الالقليدية لوصفه

الفضاء المحني٨الشكل

. تختلف قواعد الهندسة على سطح كروي من تلك على سطح مستو مثل هذا –يمكن للمثلث أن يحتوي ثالث زوايا قائمة ، وعلى سبيل المثال

وقاعدته حيث تكون قمته في القطب الشمالي ، ح األرضالمثلث على سطإن السطح الكروي ثنائي البعد الممثل هنا مماثل . على طول خط االستواء

.لفضاء منحن ثالثي األبعاد

-٥٧-

إن إحدى الطرق لتخيله هي التفكير في ؟ما هو الفضاء المحني إذنون هذا ومن الضروري أن يك. )٩انظر الشكل (مثلث مرسوم حول الشمس

اآلن قس الزوايا وأضفها إلى . )أي يقع على سطح مستو(المثلث مثلثا مستويا إذا كانت هندسة إقليدس تنطبق على هذا الوضع فستكون . بعضها بعضا

٠١٨٠لكن آينشتاين ادعى أن الجواب يجب أن يكون أكبر من . ٠١٨٠النتيجة هندسة لة للشمس يلف ألن حقل الثقا بقليل على الرغم من أن المثلث مستو

) قليال أو كثيرا(ويمكن إجراء هذه التجربة فعال . الفضاء ثالثية األبعاد حولهالقد . بارتداد أمواج الرادار من سطح الزهرة والمريخ وإجراء حساب المثلثات

وهناك (فالفضاء محني حقا وليس مستويا . نتج أن آينشتاين كان على حق فإنهم »مستو«دما يتحدث علماء الكون عن فضاء فعن: طرافة مصطلحية هنا

ولكن فضاءا ثالثي األبعاد ، على شكل فطيرةيا ال يعنون بذلك فضاءا سوتوصف الهندسة المحنية بالقرب من الشمس أحيانا بالقول إن و. بهندسة إقليدية

وفي هذه الحالة . ثقالة الشمس تحني أشعة الضوء التي تمر بالقرب منهاوهي : هذا صحيح .لمثلث زوايا مشوهة ألن أضالعه ليست مستقيمةسيكون ل

غير وهي أن األضالع، طريقة معادلة للتفكير بفضاء محني مع نقطة هامةالتي يمكن رسمها استقامة في الهندسة هي فعال أكثر الخطوط المستقيمة

المحنية مستقيمة جعل أشعة الضوء المحنية ولذا فليست المسألة مجردوال يمكن ألي ، فالفضاء محني بشكل ال رجوع عنه. جاع نتائج إقليدسواستر

.قدر من المحاوالت أن تجعله يتبع قواعد الهندسة اإلفليديةإن انحناء الفضاء حول الشمس بالرغم من إمكانية كشفه إال أنه صغير

وجوده Arthur Eddingtonوقد أكد الفلكي اإلنكليزي آرثر إيدنكتون . جدانحناء الضوء بمالحظة االنحراف الضئيل في مواقع النجوم في البقعة قاس او

لقد . ١٩١٩نفسها من السماء كالشمس أثناء الكسوف الكلي للشمس عام وقد ه الذي تنبأت به النسبية العامة انحنت أشعة ايدنكتون النجمية بالمقدار نفس

ناء الفضاء إن انح.أوصل هذا البرهان المؤثر نظرية آينشتاين إلى الشهرةونعلم اليوم أن هناك . ضئيل ألن حقل ثقالة الشمس ضعيف بالمقاييس الفلكية

-٥٨-

. أجساما أخرى في الفضاء بحقول ثقالة أكبر بكثير تحني الضوء بشكل أكبرعلى ذلك عندما تضع مجرة نفسها بين األرض ومنبع ويحدث مثال بارز

لها في كل وتحت هذه الظروف تحني المجرة الضوء حو .ضوئي أبعداالتجاهات مثل عدسة مسببة تشويه خيال المنبع الضوئي البعيد ليكون على

تدعى بشكل مالئم ، وفي بعض األحيان يشكل الخيال حلقة كاملة. شكل قوس حول ثقب - أو طي للمكان–ويحدث أكبر حني للضوء . حلقة آينشتاين

صر الضوء فعال بحيث يحوفي هذه الحالة فالمكان المحني قوي جدا. أسود . بشكل كامل مانعا إياه من الهروب

انحناء المكان حول الشمس: ٩الشكل

فإن مجموع زواياه ستكون أكبر ، إذا رسم مثلث مستو حول الشمس . ألن حقل ثقالة الشمس يشوه شكل المكان بالقرب منها بقليل ٠١٨٠من

الع المثلث هي أكثر إن الطريقة المكافئة للتفكير بهذه الظاهرة هي أن أضلو وجهت أشعة ضوئية .الخطوط الممكنة استقامة في الهندسة المحنية

على طول أضالع المثلث فسيبدو للمتلقي على الطرف البعيد من الشمس أن .األشعة قد انحنت قليال بتأثير ثقالة الشمس

-٥٩-

ففي نظريته األسبق التي تدعى . بسطت الشرح السابق من زاوية هامة أوضح آينشتاين أن المكان متصل ١٩٠٥رت عام نسبية الخاصة والتي نشال

– زمان مكان –بالزمان بطريقة تجعل من الطبيعي اعتبار الحزمة الكاملة مما يجعل ، والزمان له بعد واحد، فالمكان له ثالثة أبعاد. مع بعضها بعضا

Hermannمينلوفسكي هيرمان اكتشفوقد . ١١الحزمة ذات أربعة أبعاد

Minlofwski ل قواعد الهندسةأحد أساتذة آينشتاين في الرياضيات كيف يعد وعندما تابع آينشتاين عمله ليعمم . اإلقليدية ليصف الزمكان رباعي األبعاد

لتشمل الثقالة اقترح أن الزمكان هو المحني ١٩١٥نظريته النسبية عام مكانا محنيا أو زمانا قد تعني هندسة الزمكان المشوهة. وليس المكان فقط

لقد أهملت في نقاشي السابق حول حني المكان حول . محنيا أو االثنين معاولكن هذا هام وقد قيس حني الزمان الضئيل حول . الشمس عامل الزمان

ني الزمان األرضي األصغر أيضا وفي الحقيقة يمكن قياس ح. الشمس أيضا بسرعة أكبر بمقدار ضئيل جدا عند الذي يتجلى بحقيقة أن الساعات تسيرو

للمزيد حول ( منها عند سطح البحر- على جبل مثال –ارتفاعات عالية .)٢اختبارات النسبية العامة انظر الصندوق

اختبارات نظرية النسبية العامة آلينشتاين. ٢الصندوق التي بناها (١٩١٥عندما نشر آينشتاين نظريته العامة في النسبية عام

اقترح ثالثة اختبارات يمكن إجراؤها بالقيام ) ١٩٠٥ى النسبية الخاصة عام علكان أولها لف أشعة النجوم، التي شرحت . بمالحظات ضمن النظام الشمسي

فالمكان المحني حول الشمس . وتتعلق الثانية بمدار الكوكب عطارد. سابقا بتضبيط رف تقنياتع حركة انحنائية بطيئة لكواكب تنفذيجعل مدارات ا

عن طريق ينتج ضبط مماثل ولكنه أكبر بكثير،و .الحضيض الشمسيوبالنسبة لعطارد، فإن التصحيح الصغير المتنبأ . اضطرابات الكواكب األخرى

وعلى الرغم من . قوس بالثانية في مئة عام٤٣به بسبب النسبية، هو حوالي

-٦٠-

ا إلى أن شرحته لكن سببه بقي سر ضآلته فقد قيس مسبقا من قبل الفلكيين، .النسبية العامة بالكامل

فالساعات تسير بسرعة : يتعلق االختبار الثالث بتأثير الثقالة على الزمانوفي الحقيقة، تبطأ العمليات الفيزيائية كلها بما في ذلك . أبطأ في حقل الثقالة

آينشتاين إلى أن الضوء من الشمس يجب أن يزاح لقد أشار. إصدار الضوء نتيجة لحقل ثقالة الشمس وهو الطرف ذي التردد األقل من الطيف نحوقليال

ومن الصعب قياسه بالنسبة . التأثير المعروف باالنزياح نحو األحمر بسبب الثقالة باستخدام الثقالة ١٩٦٠للشمس ولكن تم التحقق من هذا التنبؤ بدقة عام

أعلى برج في جامعة تألفت التجربة من حني فوتونات أشعة غاما إلى. األرضيةهارفارد واستخدام تقانة الرنين المغناطيسي فوق الصوت الكتشاف االنحراف

. البسيط في الترددأظهرت التطورات في الفلك أجساما في الفضاء بحقول ثقالة ضخمة حيث

وعلى سبيل . تكون تأثيرات النسبية العامة أكبر بكثير منها داخل النظام الشمسيمت أزاوج من نجوم نيوترونية في مدار قريب الختبار العديد من المثال، استخد

على ثقوب السوداء تنبؤا متطرفا آخروتعتبر ال. تنبؤات النظرية بدقة عاليةويقدم التحدب الثقالي . تدرس خصائصها بنشاط من قبل الفلكيينية العامة، والنسب

.اختبارا إضافيا) ٣٧انظر الصفحة (ات والليزرات الذرية، اصبح من الممكن اختبار تنبؤات ومع اختراع الساع

وبالفعل دخلت التأثيرات الناجمة عن النسبية . النسبية العامة بدقة أكبر وأوضاع أكثرالمي المستخدم من قبل ويعمل نظام تحديد الموقع الع. العامة اآلن عالم الهندسة العملية

من من شبكة من األقمار الصنعية التي المالحين بمقارنة إشارات محددة الزالسائقين ووعلى ألغوريثم الحاسوب أن يأخذ تأثيرات حني الزمن للثقالة . تدور حول األرض

. والحركة بعين االعتبارلقد أظهر . يبقى أحد تنبؤات النسبية العامة غير مختبر بشكل كامل

. ثقالة كيف يمكن للكتل المتحركة أن تولد أمواجا من ال١٩١٨آينشتاين عام

-٦١-

ومع ذلك . وتشبه هذه األمواج األمواج الكهرطيسية، وتنتقل بسرعة الضوءوألن الثقالة أضعف بكثير من الكهرطيسية، فإن تاثيرات أمواج الثقالة صغيرة

إن أحد الطرق لتخيلها هي أنها على شكل موجات على انحناء الفضاء، . جداينة فستجعلها تهتز بشكل طفيف أجسام مع إذا مرت موجة ثقالة قريبا من ولذا. كن بدون نجاح حتى اآلنلقد بنيت حساسات لمحاولة التقاط هذا التأثير، ول. جدا

يظهر نظام نجم نيوتروني مزدوج درس لسنوات عدة، إشارات ومع ذلك ولذا فقد تأكد الناجم عن إصدار أمواج الثقالة واضحة على التخافت المداري

.وجودها بشكل غير مباشر

ففي كون آينشتاين الكروي . وهناك خاصة هامة تتعلق بحجم الفضاء. )كما أن السطح الكروي لألرض محدود(المتضخم يكون الفضاء محدودا

مما –ال يمتد إلى ما ال نهاية ) في نموذج آينشتاين(ويعني هذا أن الفضاء وهي ن ك خاصة أخرى هامة لكون آينشتايوهنا. يعارض ما علمني إياه والدي

. والشيء نفسه بالطبع صحيح بالنسبة لسطح كرة. )بالمتوسط(أنه متجانس تميز أية بقعة معينة على سطح كرة عن فليست هناك خصائص محددة

األرض لها مركز بالطبع ولكن سطح (. فليس هناك مركز أو حدود، األخرى وهذا ولذا يبدو كون آينشتاين كما هو من أية مجرة . )األرض ليس له مركز

بمعنى –ولذا فهو بالتالي محدود ولكنه غير محاط . تماما ما يالحظه الفلكيونأنه ليست هناك حافة أو حاجز تمنع جسما ما من أن يسافر من مكان ما في

ومع ذلك فهناك عدد محدود من األماكن لزيارتها . الكون إلى أي مكان آخرألرض باالتجاه دوما يمكن لشخص أن يدور حول اوكما . على سطح األرض

يمكن لشخص من – بحيث يعود إلى البداية من االتجاه المعاكس –نحو األمام حيث المبدأ أن يلف حول كون آينشتاين باالتجاه على خط مستقيم وعدم . االنحراف عنه ومن ثم العودة من االتجاه المعاكس لالتجاه الذي بدأ منه

ي يمكنك أن تنظر خالل كون آينشتاين وبالفعل فباستخدام منظار قوي بما يكف

-٦٢-

هذا النموذج للفضاء هو تعميم ثالثي األبعاد للحلقة ! وأن ترى خلفية رأسك .)٦الشكل (المرنة التي وصفتها سابقا في هذا الفصل

هي المشكلة إن أحد صعوبات تصور كرة متضخمة بالنسبة للناسطح كروي ثنائي فهم يفكرون في س .»الذي يوجد في الوسط ما«المعقدة يحتوي البالون على هواء ، حسنا «ويقولون، كبالون كروي مثال، األبعادفنحن . هي قضية صعبة»داخله«إن قضية ما يحتويه فضاء آينشتاين . »داخله

على األقل تلك األجزاء منه التي أدركناها حتى (البشر مع الكون الذي ندركه ذا فإن قضية ما يقع داخل الفضاء ول، محدودون بفضاء ثالثي األبعاد) اآلن

وإذا كان ذلك . أمر قابل للنقاشالكروي المتضخم ثالثي األبعاد آلينشتاين على أنها بعد رابع للمكان »يةالداخل«يساعدك فيمكنك تخيل هذه المنطقة

لكن بما أننا محصورون ضمن . !)سواء كانت فارغة أومليئة بجبنة خضراء(فال فرق هناك بالنسبة لنا إذا كانت ، الثي األبعاد الكروي المتضخم ث»السطح«

األمر ذاته على ينسحب و. المنطقة الداخلية موجودة أم ال أو ما الذي تحتويه .١٢ وهي المشابهة للفضاء خارج البالونالمنطقة الخارجية

حاول أن تضع ، بما أنه يصعب على الناس فهمها، ولتوصيل الفكرةمحدود بالعيش على سطح بالون - ةفطير –نفسك مكان مخلوق على شكل

جبنة ، فراغ، هواء(المخلوق بما يوجد داخل البالون هذا قد يفكر . كرويولكن مهما كان هناك فإنه لن يؤثر على خبرات المخلوق ، ......).خضراء

واألكثر . ألنه ال يستطيع الوصول إلى داخل البالون أو يتلقى أية معلومات منه الو (ي شيء على اإلطالقأضروري ان يكون هناك من ذلك فليس من ال

داخل سطح كروي حتى يمكن لمخلوق يعيش على السطح ) حتى فضاء فارغيحتاج إلى عين إله للبالون ليستنتج أي أن المخلوق ال. أن يستنتج أنه كروي

ويمكن للمخلوق أن . ولكنه بدون حدود مغلق ومحدود–عالمه كروي أنفالكروية : حظات التي يجريها من داخل السطح الكروييستنتج كل هذا بالمال

. تتعلق باحتوائه ضمن فضاء مغلف ثالثي األبعاد خاصة ذاتية للسطح وال

-٦٣-

برسم مثلثات وقياس ، على سبيل المثال، حسنا؟كيف يمكن للمخلوق أن يعرفأو يمكن للمخلوق الفطيرة أن . ٠١٨٠فيما إذا كان مجموع الزوايا أكثر من

يمكن للبشر أن يستنتجوا أنهم يعيشون ، وبالطريقة نفسها. ل عالمهيدور حوضمن فضاء آينشتاين الكروي المتضخم والمحدود والمغلق دون الرجوع ألي

. الفضاء ضمنفضاء مغلف أو متضمن بأبعاد أكثر، بمجرد إجراء الهندسة ، دهماعدم وجو في كون آينشتاين أو»خارجية« أو»داخلية« ولذا فوجود منطقة

ولكن إذا . هو ببساطة أمر ال أهمية له، ناهيك عن المادة التي يتالفان منهاشئت أن تتصور وجود فضاء فارغ ال يمكن الوصول إليه هناك لسهولة

. إن هذا لن يغير من األمر شيئا. فيمكنك أن تفعل ذلك، التصور

؟ما شكل الكون فعال بأن الكون ولكن هل كان آينشتاين على حق، كل هذا حسن وجيدمن الواضح أنه لو . فائدة كبيرةWAMP هنا فإن ل ؟على شكل كرة متضخمة

فإن هذا سيظهر في نموذج الموجات ، بشكل كبيرغير متناظركان الكون ولكن بما أن هذا اإلشعاع متجانس جدا فقد أشار . الميكروية اآلتية من السماء

منتظم بشكل معقول على ع رؤيته قصى ما نستطيأالكون إلى مسبقا إلى أن وبالعودة مرة أخرى إلى المقارنة ؟ولكن ما هو هذا الشكل. ١٣األقل في الشكل

صفيحة : أن نميز شكلين نظاميين تمامايمكننا فورا، بنظام ثنائي األبعادوهو نوع من مقلوب ، لكن هناك شكل ثالث .وكرة تامة، منبسطة ال متناهية

. ٠١٨٠ سطح كرة فإن مجموع زوايا المثلث أكبر من تذكر أنه على. الكرةيكون ، ما ذا عن سطح متجانس. إيجابا تعرف الكرة على أنها محنية، وتقنيا

إن هذا عبارة عن فضاء بانحناء ؟٠١٨٠مجموع زوايا المثلث عليه اقل من ويبدو مشابها لسرج فرس لكنه ممتد إلى ما ومثل هذا السطح موجود. سالب صفر وموجب انحناء-كل هذه السطوح الثالثة . )١٠انظر الشكل (ية ال نها

، ومنذ عشرينات القرن الماضي. يمكن تعميمها على األبعاد الثالثة–وسالب أن هناك ثالثة أشكال مختلفة للكون ، عندما أدرك علماء الكون ألول مرة

-٦٤-

لهجوم المباشر لقد جرب ا. المتجانس أرادوا أن يعرفوا أيها أقرب شبها بكونناوألن الشكل الهندسي للفضاءات الثالث مختلف . على المشكلة مرات عدة

إن قياس . فمن المفترض أن يتمكن الفلكيون من معرفة ذلك بمجرد النظر. ولكن هناك احتماالت أخرى، زوايا مثلث على مسافات كونية غير ممكن

ة من الدوائر تخيل رسم مجموع، وبالعودة مرة أخرى إلى نظام البعدينتزداد المساحة المحصورة من كل كرة . ورقة منبسطة المتداخلة على

فإذا ضاعفت نصف القطر تتضاغف : بالتناسب مع مربع نصف القطرفالمساحة : لكن هذه العالقة خاطئة على سطح كرة. المساحة أربع مرات

ألنك لو ، ومن السهل رؤية ذلك. قلأتزداد مع زيادة نصف القطر بسرعة فعليك أن تقطع أطرافا منها بحيث ال يمكنها أن تغطي ، حاولت تسطيح قبعة

يزداد السطح على ، وبالمثل. قرصا بنصف قطر مكافئ على صفيحة منبسطةويعني تحويل كل هذا إلى . من مربع نصف القطرأكبرشكل سرج بسرعة أن مساحة منطقة من الفضاء تزداد مع مكعب نصف ، نظام ثالثي األبعاد

منبسطا بثالثة أبعاد وليس منبسطا على شكل(القطر إذا كان الكون منبسطا فإن ، كما اقترح آينشتاين، وإذا كان الكون على شكل كرة متضخمة. )فطيرة

قل مع نصف القطر أما إذا كان على شكل سرج أالحجم سيزداد بسرعة الفضاء ويمكن تقدير حجم منطقة ما من. فإنه سيزداد بسرعة أكبر، متضخم

.بعد عدد المجرات التي تحتويهاحاول بعض الفلكيين تأسيس هندسة الكون بهذه الطريقة المباشرة لكن

بسبب صعوبة قياس المسافات الدقيقة إلى مجرات ، نتائجهم لم تكن حاسمة WMAPلكن يمكن استنتاج الجواب من بيانات . بعيدة وتعقيدات تقنية أخرىالمضيئة (الساخنة والباردة البقع –ات الحرارة بقياس مقادير تذبذبات درج

قدرعلماء الفيزياء النظرية WMAPوقبل إطالق . )٣(في الشكل ) والمظلمة ايعتمد تحويل هذا إلى مقدار زاويو. المقادير الفيزيائية ألقوى التذبذبات

فإنه ، لو كان الكون محنيا إيجابيا: واضح في السماء على هندسة الكونوإذا كان الكون . الزوايا تبدو أكبر، بينما يجعلها اإلحناء السلبي أصغرسيجعل

-٦٥-

فإن المقدار الزاوي ألقوى تذبذب ) أي أنه يتبع هندسة إقليدس(منبسطا هندسيا القمر كانت النتائج الراجعة من. ٠١ساخن وبارد يجب أن يكون بحدود

وهي نتيجة ، ي الحجم ف٠١كانت التذبذبات قريبة جدامن . ١٤الصناعي مؤكدة أعلن علماء الكون بعد ذلك أنه . أثبتت بتجارب من األرض وأخرى من بالون

.١٥فإن الفضاء منبسط ، %٢ضمن دقة مالحظة بحدود

فضاء محني سلبا١٠الشكل

متجانسا ولكنه محني نحو ، بالمقياس الكوني، من الممكن أن يكون الكونح ثنائي األبعاد الموضح هنا هو المماثل إن السط. الخارج بدال من الداخل

توضح الهندسة و. متجانسنهائي و إنه ال. لمكان ثالثي األبعاد محني سلبا .٠١٨٠المحنية سلبا نفسها في تشويه مثلث يكون مجموع زواياه أقل من

قد ال يزن الكون شيئاجوم كيف يمكن للمكان أن يكون منبسطا عموما بينما تشوه الشمس والن

المكان ينحني من الواضح أن هناك شيء بين النجوم يجعل؟ذلك محلياتذكر أن المكان ( .ليعدل بذلك مقداراالنحناء إلى الصفرباالتجاه المعاكس

٥ م– اجلائزة الكونية

-٦٦-

يأتي الجواب من عالقة ؟ما هو هذا الشيء. )يمكن أن ينحني إيجابا أو سلباوأن للطاقة ة هي طاقة التي تخبرنا بأن الكتل و E=mc٢آينشتاين الشهيرة

.على أنها مبدأ واحد فيما سيأتي» طاقة- كتلة«وسأشير مرارا إلى . كتلةوليس كتلة المواد ، هاكل وعند تقدير كتلة الكون علينا أن نشمل أنواع الطاقة طاقة -وتشارك في الكتلة. في الشمس والنجوم واألجسام الفلكية األخرى فقط

. والحقول المغناطيسية واألشعة الكونيةCMBية ل الكلية أيضا الطاقة الحرارفالثقالة هي نوع من أنواع : وأخيرا ولكن ليس آخرا هناك حقل الثقالة نفسه

تخيل محاولة نزع األرض من . ولكننا نالحظ اآلن حقيقة غريبة. الطاقة لتسحبها – أي أن تصرف طاقة –عليك أن تقوم بعمل . مدارها حول الشمس

ولذا فإن طاقة الثقالة التي تربط األرض بالشمس . ثقالة الشمسبعيدا ضد ، لو كان لحقل الثقالة طاقة سالبة. )فهي تتطلب عمال لفصم الرابطة(سالبة

طاقة -ويجب أن تطرح من الكتلة، فيجب أن يكون لها أيضا كتلة سالبة .الموجبة للشمس والكواكب

. كتلة الكون بأكمله -ي طاقة فى كيف تدخل طاقة الثقالة السالبةدعنا نر كتلة الثقالة ضئيلة مقارنة بالكتلة –ضمن النظام الشمسي تكون قيمة طاقة

حتى مع طاقة الربط بالثقالة ، إن الكتلة الكلية للنظام الشمسي. الهائلة للشمسولكن عندما يتعلق األمر بالكون بكامله فهذا . كلها ال تزال كبيرة وموجبة

إنها تعمل بين كل : األشياء المميزة للثقالة هي أنها شاملةإن أحد . شيء آخرلكامل الكون ) السالبة(ولذا لحساب طاقة الثقالة . جسيمات المادة في الكون

: عليك أن تجمع كل طاقات الثقالة الناجمة عن كل جسم يجذب جسما آخر وهذه بمجموعها كمية كبيرة من الثقالة حتى لو كانت الغالبية العظمى من

إن التقدير البسيط لطاقة الثقالة . النجوم األخرى بالنسبة ألي نجم بعيدة جداتعطي كتلة فعالة لحقل الثقالة ، التي تربط كل المجرات مع بعضها بعضا

) ومعاكسة(والتي تعادل تقريبا ، طن سالبة١٠٥٠حوالي ) E=mc٢باستخدام ( كون هذين الرقمين من تقترح حقيقة. لنجوم واألشياء األخرى كلهاالكتلة

-٦٧-

أنهما يبذالن ما بوسعهما ليلغيا بعضهما ، ومتعاكسين في اإلشارةالمقدار نفسه . بعضا ويجعال كتلة الكون الصافية صفرا

تقدم نظرية النسبية العامة آلينشتاين عالقة بين كتلة الكون وشكل المادة على تتفوق –إذا كانت الكتلة الكلية موجبة ، وعلى األخص. المكان فيكون الفضاء محنيا إيجابا كما هو الحال بالنسبة لفضاء - ة الثقالة السالبةطاق

– تتفوق طاقة الثقالة على المادة –وإذا كانت الكتلة الكلية سالبة . آينشتاين. ١٦وإذا كانت صفرا فالفضاء منبسط . فالفضاء منحن سلبا مثل سرج الفرس

أن المساهمات الموجبة والسالبة لكتلة ، نوات عدةلقد علم علماء الكون منذ سفضمن دقة . برهن عليهاWMAPولكن . الكون تلغي بعضها بعضا تقريبا

وجد القمر الصناعي أن الفضاء منبسط مما يقود إلى االستنتاج ، %٢قياس وهذا كما سنرى فيما بعد هو أحد . بأنه ليست للكون كتلة صافية على اإلطالق

. الضرورية لوجود كون يسمح بوجود الحياة)فاتالمصاد(تلك

؟كم بعدا هناك نشر القس البريطاني ذو االسم الرائع ادوين أبوت أبوت ١٨٨٤في عام

Edwin Abbott Abott النسخة المنقحة لكتابه األرض المنبسطة Flatland قدم . ١٧وال يزال يقرأ على نطاق واسع اآلن ، والذي أصبح من الكالسيكيات

: لمؤلف لكتابه بكلمة إهداء غريبةا

إلى خاصةH.C وإلى الفضاء عامةساكني

أقدم هذا العمل من مواطن متواضع من سكان األرض المنبسطة

على أمل أنه الثالثحتى عند إدخاله إلى أسرار األبعاد

-٦٨-

بعدين فقطحيث اعتاد سابقا على كونيةبحيث يتطلع ساكنو تلك المنطقة ال

أعلى فأعلى األربعة والخمسة أو حتى الستةلى أسرار األبعاد إ

وبالتالي يساهمون في توسيع الخيال

التواضعوإمكانية تطوير الهدية األكبر واألروع من بين األجناس المتفوقة من البشرية الصلبة

فهي قصة لم يطلعوا على األرض المنبسطة بالنسبة ألولئك القراء الذين »األعلى«حيرة المخلوقات ببعدين في تصور وت بعدين تدور حول حياة ذا

ومغزى القصة هو أن البشر . عند مواجهتها لعمليات بثالثة أبعاد»األسفل«وعلى األقل ( تصور عالم بأكثر من ثالثة أبعاد أيضا عند ما يحاولونيحتارون

ولكن صعوبة تصورشيء ليس دليال ضد . )بالنسبة لهذا المخلوق البشريولكن من الواضح أن ، د من الصعب تصور بليون دوالرفأنا أج. صحته

.بعض الناس يمتلكون فعال مثل هذا المبلغ من المالفإن إمكانية وجود أبعاد أكثر للفضاء هي مجرد هواية ، وبالنسبة ألبوت

وال ، فلم يكن لديه أي دليل على أن للكون فعال أكثر من ثالثة أبعاد. مسليةوأنا ال أشير هنا إلى الحقيقة (. ه ليفترض ذلكسبب مبني على فيزياء عصر

ولكن بعد أربعين . ) وهو أمر مختلف تماماعتبر الزمن أحيانا بعدا رابعاالتي ت Theodoreاقترح الرياضي األلماني ثيودور كالوزا ، سنة من نشر كتاب أبوت

Kaluza ل إلى وقبل أن انتق. أبعاد للكون بدال من ثالثةأربعة إمكانية وجوديسمح الفضاء . يجب أن اشرح ما أعنيه ببعد إضافي للكون، نظرية كالوزرا

-٦٩-

على سبيل :لحركة في اتجاهات ثالثة متعامدةبا، الثالثي األبعاد المعروفويجب أن تشمل أية . جهة- ل–وخلف وجهة أمام ، أعلى وأسفل، المثال

فليس . ات الثالثحركة انتقاال باتجاه واحد أو على مجموعة من هذه االتجاهوسيسمح بعد رابع باتجاه رابع . هناك ببساطة أي مكان آخر للذهاب إليه

الحصول ومن الواضح أنه ال يمكنك . عمودي على االتجاهات الثالث األخرى ولكن يمكن للمرء أن يدرس مكانا متخيال بهذه فعلى هذا في المكان المعرو

فسه ألبعاد خمسة أو ستة أو أن تفعل الشيء ن وليس أصعب بكثير. الصفةأكثر، حيث يستخدم العلماء والمهندسون مثل هذه التراكيب بشكل روتيني في

.عملهم كوسيلة تساعد في الحسابهل من الممكن أن يكون للفضاء فعال . نصل اآلن إلى القضية الرئيسة

ألنه بمقدورناهو ال إن الجواب البسيط ؟أو حتى أكثر من ذلك، أربعة أبعادفالبعد الرابع . ولكن دعنا ال نتسرع كثيرا. أن نرى أنه ال يمتلك هذه األبعاد

. ولكنه خفي عنا بطريقة أو أخرى، يمكن أن يكون موجودا

إخفاء أبعاد الفضاء هناك طريقتان مختلفتان للقيام ؟كيف يمكنك إخفاء بعد من أبعاد المكان

الطريقة Oskar Kleinالين لقد اقترح الفيزيائي السويدي أوسكار ك.بذلكتصور . كانت فكرته بسيطة جدا. األولى في العشرينات من القرن الماضي

ولكن . فهو يبدو على شكل خط ملتو، رؤية خرطوم حديقة من مسافة بعيدةملفوفة على ، على شكل صفيحة ثنائية األبعادقرب يبدو الخط أمع تفحص

دو ألول وهلة على أنه نقطة وما يب. )١١انظر الشكل (شكل أنبوب رفيع وبالطريقة . هو في الحقيقة دائرة صغيرة حول محيط األنبوب، على خط

نعتبره ربما نقاطا في فضاء ثالثي األبعاد هو في الحقيقة دوائر ما ، نفسهاوإذا كان محيط هذه الدوائر أصغر بكثير من . صغيرة تدور حول بعد رابع

ولن يظهر إال باالختبار ، الحظة العاديةفلن نلحظ البعد اإلضافي بالم، ذرة . الدقيق في فيزياء ما وراء الذرة

-٧٠-

»اضغطه« أو–ية التي يمكن لفها ليست هناك حدود لعدد األبعاد اإلضافولكن بالنسبة لعدد أكثر من . بهذه الطريقة-باستخدام المصطلح الرسمي

وعلى . لفة للضغطاألبعاد اإلضافية فإن هناك عددا متزايدامن الطرق المختيمكن لف كل بعد من بعدين إضافيين بشكل مستقل مثل خرطوم ، سبيل المثال

ويشير الرياضيون . وطيها في كرة صغيرة، ولكن يمكن أيضا جمعها. الحديقةويرتفع عدد .األشكال المختلفة على أنها توبولوجيات مختلفة إلى هذه

ولذا فعند مناقشة . ضافية أكثر فأكثربإضافة أبعاد إ، التوبولوجيات الممكنة جداولكن أيها كبيرة ، ال بد أن نحدد ليس عدد األبعاد الكلي فقط، شكل المكان

أكثر و. )وبالتالي ال نراها(وأيها مضغوطة ) مثل األبعاد الثالث التي نلحظها(وسنرى . يجب أن نحدد هندسة األبعاد المضغوطة وطوبولوجيتها، من ذلك

تلعب دورا هاما في نظرية ، د المضغوطة اإلضافية للمكانالحقا أن األبعا وفي المحاوالت األخرى لتشكيل نظرية موحدة للفيزياء، األوتار

كيف يمكن إخفاء بعد مكاني: ١١الشكل

لكن ، يبدو خرطوم الحديقة من مسافة بعيدة كخط متعرج ببعد واحد هي في الحقيقة Pة فالنقط. الفحص القريب يظهر أنه أنبوب رفيع فعال

ويمكن أن يكون المكان . دائرة صغيرة تدور حول البعد اإلضافي الثانيعلى أنها ، بتكبير قوي كاف، فكل نقطة في الفضاء يمكن إظهارها: كذلك

. دائرة صغيرة تلف حول بعد مكاني رابع

-٧١-

وهناك طريقة ثانية يمكن إخفاء بعد إضافي بواسطتها عن المالحظة في الكون ، مثل األراضي المنبسطة، لو كنا بطريقة ما محصورينماذا. العادية

أي أن الجسيمات في أجسامنا وكل المواد حولنا . الثالثي األبعاد الذي نالحظهمن . وليست حرة لتتحرك في البعد األضافي، في مكان ثالثي األبعاد»تعيش«

وإال ، الواضح أن هذا الترتيب الحاصر ال بد أن يؤثر على الضوء أيضاإن فكرة الحصر هذه . الستطعنا رؤية البعد الرابع حتى لو لم نستطع التحرك فيه

يزياء ولكنها تظهر بشكل طبيعي في بعض نظريات الف، ليست اعتباطية تماماإذ (غشاء membrane بالمقارنة مع كلمة »brane« األساسية المعروفة بنظريات

وبالتالي يمكن ).ضاء ثالثي األبعادأنها صفيحة ثنائية األبعاد موضوعة ضمن ف موضوعا في فضاء رباعي braneأن يكون ثالثي ال، لكوننا ثالثي األبعاد

وتقدم تنبؤات محددة ، شائعة في بعض األوساطbrane إن نظريات ال. األبعادمع و. والتي يمكن اختبارهاوتصرف الجسيمات تحت الذرية ، حول طبيعة الثقالة، brane تجريبي على أننا نعيش في ثالثي الى اآلن برهانذلك فليس هناك إل

.١٨وهناك فقط الكثير من النظريات الرياضية المحيرة يثير السؤال ، »الكبيرة«إن حقيقة اتخاذ الفضاء أي عدد من األبعاد

هل هناك شيء مميز حول ؟لماذا اختارت الطبيعة ثالثة أبعاد: الغريب وهو ١٩ Gerarld Whitrowلرياضي االنكليزي جيرالد ويترو لقد أشار ا؟العدد ثالثة

وبقيت قوانين ، أنه لو كان للفضاء بعد رابع، في خمسينات القرن الماضيفقانون عكس . فسنكون عندها في ورطة الثقالة والكهرطيسية بدون تغير،ختبار البسيط أن مدارات وسيظهر اال ،التربيع سيصبح عكس التكعيب

ستدور األرض حاال بشكل حلزوني نحو : مستقرة ستكون غير الكواكبوتصبح المشكلة أسوأ . مماثلة على الذرات وستؤثر مشاكل استقرار. الشمس

فستكون هناك مشكلة ، وإذا كان هناك بعدان فقط. بوجود أبعاد خمسة أو أكثرمما يؤدي إلى تأثيرات معقدة يمكن أن تؤثر ، في انتشار األمواج وانعكاسها

لقد استنتج ويترو من . لنظم المعقدة على التصرف بشكل متناسقعلى قدرة ا. أن الحياة ستكون مستحيلة في فضاء بأبعاد غير األبعاد الثالث، ذلك

-٧٢-

ولكن األبعاد الثالث مثل ، واألبعاد األربعة كثيرة جدا، فالبعدان قليالن جدان ولذا فقد عثرنا على خاصة أخرى م، معامل غولديلوك مناسبة تماما

.الخصائص الصديقة للحياة والتي تحتاج إلى إيضاح

: النقاط الرئيسة. وال يزال يتمدد، بليون سنة١٣,٧بدأ الكون بانفجار كبير ساخن منذ -

.وأفضل طريقة لتخيل التمدد هو توسع الفضاء بين المجراتأو ما بعد توهج المرحلة ، يمتلئ الفضاء بإشعاعات حرارية متبقية -

بشكل ) CBM(لقد درس اإلشعاع الكوني الخلفي . ولى للكونالحارة األ ألنها تحتوي WAMP وعلى األخص بواسطة القمر الصناعي موسع

على نتائج هامة كثيرة حول تاريخ الكون وبنيته

مجموعات (للكون بذور البنية الكبرى CBM في ال ذبذباتتظهر الت - .)المجرات

.ليس للكون مركز أو حافة محددين -

ألن الضوء ينتقل بسرعة محددة فهناك مسافة عظمى أو أفق في - .ال يمكننا رؤية ما وراءه، الفضاء

وصف الثقالة في نظرية النسبية العامة آلينشتاين بحسب المكان المحني ت- .واألمكنة المحنية معروفة للفلكيين) بشكل أكثر تحديدا زمكان(

فإن ، اسطة النجوم والمجراتعلى الرغم من أن المكان محني محليا بو -ولذا تتنبأ النسبية العامة ، )إقليديسية(هندسة الكون ككل تبدو منبسطة

فالطاقة الكتلوية الموجبة للمادة .آلينشتاين بأن الكتلة الكلية للكون صفرتلغى تماما من الطاقة الكتلوية السالبة لحقل الثقالة لكل المواد الموجودة

.في الكون

. من األبعاد الثالث المعروفة هناك أبعاد إضافية للمكان أكثرقد تكون -ة يويمكن إخفاء األبعاد اإلضاف. فبعض النظريات الفيزيائية تتطلب ذلك

.بلفها إلى حجم صغير جدا، على سبيل المثال، من الرؤية

-٧٣-

كيف بدأ الكون

بقايا من الكون األويل

عندما لمح ، ١٩٦٧في جامعة لندن عام أتذكر حضور مادة الفلك لقد . المحاضر إلى الموجات الميكروية الكونية الخلفية المكتشفة حديثا آنذاك

أخبرنا أنه بناء على ما يمكن استنتاجه من هذا االكتشاف حول الحالة الساخنة والكثيفة للكون فمن الممكن معرفة التغيرات الفيزيائية التي حدثت في الدقائق

وانفجر كل من كان موجودا من المستمعين . ولى بعد االنفجار الكبيراألففي تلك األيام كان من الصعب أخذ التحليل المفصل للكون بعد . بالضحك

حتى الوصف اإلنجيلي له كان محصورا . دقائق من بدايته على محمل الجددد ح- »الكون األولي«ولكن خالل سنوات قليلة أصبح .»اليوم األول«ب

مايكرو ثانية بعد االنفجار ١من قبل علماء الكون على أنه يمتد من حوالي مادة عادية – سنة ٣٨٠٠٠٠ ب WAMPالكبير حتى حقبة صور ال

واعتبر كتاب ستيفان . لمحاضرات الفصول الدراسية ومشاريع الدكتوراهضوع للمومراجعة تقليدية »الدقائق الثالث األولى«واينبرغ األكثر مبيعا

. ١٩٧٧عندما نشر عام دعني أبدأ بذكر بعض اإلنجازات الواضحة لنظرية االنفجار الكبير

فالنجاح األكبر للنظرية له صلة مباشرة بالموضوع الرئيس لهذا . حارال

-٧٤-

صل األول قائمة ببعض لقد وضعت في الف. مالءمة الكون للحياة: الكتاب وهوالقائمة تزويد عناصر كيميائية وفي رأس هذه . المسبقة للحياة المتطلبات

هذه العناصر لم تكن موجودة في . مختلفة تستخدم من قبل الكائنات الحيةوبعد عقود من البحث العلمي . كان حارا جدالحظة االنفجار الكبير ألن الكون

. من الممكن اآلن إعادة تركيب كيفية إنتاج العناصر الكيميائية ببعض التفصيل في ذلك الوقت كانت درجة. ثانية بعد االنفجار الكبير تقريبا١تبدأ القصة عند

وتحت هذه . وهي أسخن من أسخن نجم بليون درجة ١٠الحرارة حوالي ولذا . وحتى نوى الذرات تتحطم وتتفرق. الظروف ال يمكن للذرات أن تبقى

عناصر من) بشكل أصح بالزما( ثانية من حساء ١ عند فقد تألفت حالة الكون . الكترونات بروتونات ونيوترونات و–بحرية ة تتحركذري

تتألف نواته من بروتون عنصر كيميائي هو الهيدروجين الذيإن أبسط وانتهت لتي نجمت عن االنفجار الكبير حرةبقيت معظم البروتونات ا. واحد

التي تسمح لكل بتشكيل ذرات الهيدروجين عندما برد الكون إلى الحالة ٤٠٠٠٠٠ إال بعد حوالي لم تحدث هذه المرحلة(. إلكترون بروتون بالتقاط

فقد ارتطم بعضها مع . وفي هذه األثناء لم تبق كل البروتونات مستقلة. )سنةما نوعا نظير نادر وهو ،الديوتوريوم عنصر معا نيوترونات ليشكال

اندمجت البروتونات . يحتوي على بروتون ونيوترون في كل نواة للهيدروجينرى لتشكل الهليوم وهو العنصر الثاني األبسط الذي تحتوي نواته على األخ

إن ما أصفه اآلن يدعى باالندماج النووي وهو عملية .بروتونين ونيوترونين، ويمكن للنيوترونات والبروتونات أن تبدأ باالندماج سوية. مفهومة جيدا

يمكن عندها لتشكل نوى مركبة فقط عندما تهبط درجة الحرارة إلى مستوى ال. للنوى المركبة حديثا أن تنشطر مباشرة مرة أخرى بسبب الحرارة العالية

١٠٠ومع ذلك فقد كانت فرصة االندماج النووي محدودة حيث أتيحت بعد وعندما هبطت درجة . وتوقفت مرة أخرى بعد دقائق قليلة فقط ثانية تقريبا

ألن البروتونات ال ، ماجالحرارة تحت حوالي مئة مليون درجة توقف االند . تمتلك الطاقة الالزمة للتغلب على قوة تنافرها الكهربائية

-٧٥-

من الممكن حساب كمية الهليوم المخلق وعدد البروتونات التي بقيت بافتراض أن الفكرة األساسية لالنفجار الكبير الحار ، لتشكل الهيدروجين

لكل ذرة هيليوم ويأتي الجواب على شكل ثالث ذرات هيدروجين . صحيحةويتفق . )عدا كميات ضئيلة من الديوتوريوم والليثيوم( .شيء آخر تقريبا وال

؟كيف يعرفون ذلك. هذا مع ما قاسه الفلكيون حول وجود أبسط العناصرلى على الضوء الذي تصدره ع»رمزا خاصا«طبعت العناصر الكيميائية كلها

من النجوم يستطيع الفلكيون وبتحليل الضوء. في طيفهاشكل خطوط تشاهدوتعمل التقانة نفسها . لكل نجم ويعرفوا مم يتكون»الرمز الخاص«أن يقرؤوا

له بما في ذلك سحب الغاز ) أو ممتص(بالنسبة ألي مصدر فلكي للضوء ومن مثل هذه القياسات نعلم بأن الكون مصنوع بشكل كامل تقريبا . المنتشر

ولذا فالهليوم متبق من . ة ثالثة إلى واحد تقريبامن الهيدروجين والهليوم بنسب .١الدقائق القليلة األولى لتشكل الكون

وفي الحقيقة فإن معظم الفيزياء . ذكرت أن االندماج النووي مفهوم جيداإلى عدة دقائق بعد ، األساسية المتعلقة بالزمن من واحد على مليون من الثانية

ال أعني أن ذلك صحيح من الناحية و. ية جدااالنفجار الكبير تعتبر اآلن عادففي . إذ يمكن اختبار فيزياء بداية الكون مباشرة في المختبر: النظرية فقط

صممت لتصدم ، لونغ آيالند هناك آلة ضخمة تدعى صادمة األيونات الثقيلةة تعيد تشكيل ظروف وبقوة كافي ثقيلة أخرى مباشرةنواة الذهب بنوى معادن

عندما كانت احد على مليون ثانية من البداية كما كانت بعد وى الكون األولوتمكن هذه التصادمات ذات الطاقة العالية . درجة الحرارة فوق تريليون درجة

الفيزيائيين في مختبر بروكهافين الوطني الذي يقوم بتشغيل الصادم أن يجربوا حجم ليس ىبشكل مباشر ما حدث عندما ضغط الكون الذي نالحظه اليوم إل

وبدرجة حرارة حوالي مليون مرة أعلى من حرارة أكبر من النظام الشمسي يمكن حتى ال، لقد ظهر أنه تحت هذه الظروف الشديدة. مركزالشمس

-٧٦-

وبدال من ذلك فقد اندمجا . للبروتون والنيوترون أن يوجدا ككيانات مستقلة .على هيئة خليط عجيني من بقايا تحت ذرية

ري فقد زمخه بسرعةاالنفجار الكب

حدثت العملية التي شرحتها في كون كان يتمدد ويبرد بصورة سريعة ميكروثانية ٢ و١ولإليضاح فقد تضاعف حجم الكون المرئي تقريبا بين. جدا

ويمثل هذا معدل تمدد . بعد االنفجار الكبير) واحد على مليون من الثانية(: ا الزخم القوي لم يدم طويالن هذلك. أسرع بترليون ترليون مرة من اآلن

فبعد ثانية واحدة هبط معدل التمدد إلى واحد على تريليون ما كان عليه عند فلقد عملت الثقالة . ومن السهل فهم سبب هذا التباطؤ الكبير. واحد ميكروثانية كبح جماح هذا التمدد على العام بين أنواع المادة كلهاوهي التجاذب

استمر تأثير . النضغاط القصوى للمادة في ذلك الوقتوخصوصا بسبب حالة امعدل اإلبطاء في الدقائق والساعات والسنين وآالف السنين الالحقة لكن

وضعفت قبضة ، تناقص مع تمدد الكون– مقدار نقص التسارع –اإلبطاء وسأشرح الحقا كيف . الميل العام لهذه الظاهرة) ١٢(ويظهر الشكل . جاذبيته

ر التباطؤ وربما تحول إلى تمدد متسارع بعد عدة باليين من انعكس تأثيولكننا اآلن مهتمون فقط بالكون األولي عندما كان معدل التمدد . السنين

.يتناقص بسرعة

وهي ، يالمس الميل األساسي لتمدد سريع ولكنه متناقص قضية هامةانت تحدث كيف يقارن معدل التمدد مع سرعة تغير العمليات الفيزيائية التي ك

بعد عشر ثوان ، وإذا كان تفاعل ما. على سبيل المثالمثل التفاعالت النووية تضاعف حجم فإن، من الدراما الكونية يستغرق واحد على مليون من الثانية

فمعدل التمدد ما زال بطيئا جدا مقارنة مع : الكون خالل عدة ثوان غير مهم

-٧٧-

ولكن حدوث عملية مدتها ميللي .معدل التفاعل لكي يكون له أي تأثير هام. ثانية بينما يتضاعف حجم الكون خالل نصف ميللي ثانية أمر مختلف تماما

إن .وبالفعل يفشل التفاعل في اللحاق به، آلن معطال جدااإذ يصيح التمدد ففي بعض األحيان . قصة الكون األولي هي قصة حظوظ متقلبة بهذا الصدد

في حيانا أخرى تتجمد في حالة محددةوأ، ية التمددتلحق المواد الكونية بعمل مهمة »التجمد«وسنرى في الفصول الالحقة كيف كانت حوادث .لحظة سابقة

.في تأسيس كون مالئم للحياة

الثقالة تبطئ تمدد الكون١٢الشكل

يبدأ الكون . بحسب النسبية العامة، يجب أن يزداد حجم الكون مع الزمنولكنه يتباطأ بعد ذلك نتيجة ، تفجر عند بداية االنفجار الكبيربالتمدد بشكل م

.لتأثير الثقالة التي تعمل ككابح له

-٧٨-

الكون األويل جدا

على الرغم من نجاحها الظاهر في وصف بعض الحقائق الفلكية الهامة وهناك دائما اإلغراء . فال تزال قصة الكون األولي تترك الكثير بدون تفسير

لقد ذكرت كيف يمكن »ما الذي حدث قبل ذلك؟، حسنا« :لطرح السؤاللتجارب صدم األيونات الثقيلة أن تمثل حالة الكون كما كانت حوالي واحد

هل يمكننا العودة أكثر إلى الوراء لنفحص . ميكروثانية بعد االنفجار الكبير طاقات أعلى ونصل أقرب إلى اللحظة المجهولة األولى عندما حدث االنفجار

أن يصل إلى طاقات أعلى أكبر مسرع للجسيمات في العالم يستطيع؟الكبيروعلى الرغم من أنهما محصورتان عادة بتصادم . بكثير من آلة بروكهافين

دقيقتين فقط إال أن هذه المسرعات مع ذلك تمكن الفيزيائيين من أن يلحظوا يليون ثانية فقط بعد واحد على ترلعمليات التي ربما جرت في الكون بعض ا

.من االنفجار الكبيرإن الرغبة في تقطيع المخطط الزمني لعملية الخلق إلى قطع أصغر فأصغر، لم يملها ولع علماء الكون بالتفاصيل بقدر ما أملتها حسابات التقييس

ومع لعب شريط فيلم خلق الكون للوراء إلى لحظة البدء كذلك . الصارمةحدث خالل ميكروثانية وميللي ثانية يعادل تقريبا فما ي. يتسارع معدل التغير

والسبب في ذلك . ما يحدث خالل ميللي ثانية وثانية أو بين ثانية و عدة دقائقمع االقتراب من كون وانضغاطه يزدادان بدون حدود أن درجة حرارة ال

تقودنا هذه الحقيقة مع حقيقة أن البنى األعمق و. اللحظة الحاسمة للزمن صفرما الذي «ون تكونت في اللحظات األولى حتما إلى االستمرار بالسؤال للك

؟»حدث قبل ذلكبدأ علماء الكون في سبعينات ، وبزهوهم بنجاح نظرية الكون األولي

وقد تكون الميكروثانية . القرن الماضي باالهتمام بما دعوه الكون األولي جدا

-٧٩-

زياء الجسيمات تحت الذرية فترة قصيرة بالنسبة لإلنسان لكنها في عالم فيكتخافت بعض الجسيمات تحت ، فمعظم التفاعالت الملحوظة. فترة طويلة جدا

وتؤسس . تريليون ثانية فقط–يستغرق حوالي واحد على تريليون ، الذريةهذه الفترة القصيرة مقياسا زمنيا أساسيا في فيزياء الجسيمات ولذا فمن

ين عما قد حدث في الكون في مثل هذه الفترة المفهوم ميل علماء الكون للتخم .من الزمن أو حتى قبلها

لقد كان واضحا في السبعينات أن . لم يكن هذا مجرد فضول خامل وبالفعل فقد مفسرة تمامابعض الخصائص الرئيسة جدا للكون ال تزال غير

لقد كانت الخاصة األولى واألكثر وضوحاهي مسألة ما الذي .كانت سريةوكان السؤال المتعلق بهذا هو لم كان االنفجار . سبب االنفجار الكبير فعال

ما الذي قرر بالضبط : صغرأالكبير بهذا الحجم بدال من أن يكون أكبر أو ، كانت هناك أيضا أحجية كون الهندسة الضخمة للكون مسطحة؟زخمه

تختلف عن الكون ال) طاقة-كتلة(والسر المتعلق بها وهو لماذا كانت العادي للكون على المقياس لكن المعضلة األكبر تتعلق بالتجانس غير . الصفرعلى ف، وكما أشرت سابقا .CMB كما تجلى ذلك في نعومة إشعاع الكبير

وتنطبق . يبدو الكون نفسه تقريبا في كل مكانمقياس باليين السنين الضوئية نفسه في االتجاهات كلها فمعدل التمدد هو: مالحظات مماثلة على التمدد

كانت هذه الخصائص . وحسب أفضل ما توصلنا إليه في المناطق الكونية كلها. محيرة تماما في السبعينات لكنها أساسية كلها لخلق كون مالئم للحياة،كلها

وعلى سبيل المثال فإن انفجارا أكبر كان سيوزع الغازات الكونية بسرعة وبالمقابل لو كان االنفجار الكبير . لتجمع في مجراتكبيرة بحيث ال تستطيع ا

ال وسطا لقد اختار كوننا ح. أصغر النهار الكون على نفسه قبل أن تبدأ الحياة، فهو يتمدد ببطء كاف ليسمح للمجرات والنجوم والكواكب أن تتشكل: موفقا

.٢ولكن ليس ببطء كبير بحيث يخاطر بانهيار سريع

-٨٠-

؟ما جداملاذا كان الكون ناع

ا من غير المحتمل ظاهريا أن يحدث انفجار ما تمددا ناعما ومتسقغير متساو ولو لو كان االنفجار الكبير . ألن االنفجارات عشوائية عادة

، بحيث يتجاوز معدل التمدد في أحد االتجاهات المعدل في اتجاه آخرقليال إال أننا ال .جرات األسرعفسينمو الكون أكثر فأكثر اختالال مع ابتعاد الم

الواضح أن لالنفجار الكبير الزخم نفسه في االتجاهات فمن . نالحظ ذلك وأنه منغم حتى درجة عالية من ، وفي المناطق جميعها في الكونكلها

مفتعال جدا لكن األمر يبدو، ويبدو هذا بحد ذاته محيرا بما يكفي. الضبط على طرفين B وAطقتين من الفضاء تصور من. عندما نتذكر وجود األفق

. بليون سنة ضوئية عن األرض١٠ تبعد كل منهما متقابلين من السماء على تجمعات متماثلة من إنهما يبدوان متماثلين إلى حد بعيد ويحتويان

وألنهما في قطبين . مع انزياح متماثل لكل منهما نحو األحمرالمجرات ٢٠ن عن بعضهما بعضا بحوالي متباعدين فإننا نراهما اآلن مفصولتي

بليون سنة ضوئية ١٤لكون أقل من وبما أن عمر ا. بليون سنة ضوئيةفمن غير الممكن أن يملك الضوء الزمن الكافي منذ االنفجار الكبير لينتقل

أو B ال يمكنه أن يرى المنطقة Aفالساكن في المنطقة . من منطقة ألخرىشر الموجودين كما نحن اآلن بينهما يعلم بوجودها على الرغم من أن الب

لن يكون قد امتد Aفاألفق حوالي . )١٣انظر الشكل (يستطيعون رؤيتهما ال يمكنه أن يعلم B و Aومن الواضح أن كال من المنطقتين . Bحتى

. اصطلح عليه مستقالن بالصدفةيعني هذا أنهما بحسب و. بوجود اآلخرانظر الصندوق ( أسرع من الضوء وألنه ال يمكن لشيء أو قوة أن تنتقل

حدث في فما. فمن غير الممكن أن يصل تأثيرفيزيائي بين المنطقتين) ١أن يكون قد أثر على ما ) في هذه الصورة البسيطة( ال يمكنه Aالمنطقة

-٨١-

متماثلين إلى حد B وAلماذا إذن يبدو . والعكس صحيحB حدث في .؟بعيد

أفق من١٣الشكل

الناظر من ، خلف بعضها بعضا قوارب في مسار واحد تبحر ثالثة Cالقارب ولكن . )خلفه (Bوالقارب ) أمامه (A يمكنه أن يرى القارب

فكل منهما يقع خارج أفق : والعكس صحيحB اليمكنه رؤية Aالناظر من نستطيع نحن من األرض أن نرى ، وبالمثل بالنسبة لألفق الكوني. اآلخر

ن الكون على طرفين متقابلين من السماء تبعد عن مناطق بعيدة جدا مبعضها بعضا مسافة بعيدة جدا بحيث ال يملك الضوء الزمن الكافي منذ

لذا يجب اعتبار هاتين المنطقتين و .االنفجار الكبير ليسافر بينها . »مفصولتين بالصدفة«

، ةبوالدته االنفجارية بهذه الدرجة من الدقالمخلق الكون مكيف تحكعبر الفضاء حتى بين مناطق لم يكن بينها اتصال بحيث ال يوجد فارق مميز

ويبدو األمر كما لو أن على فريق من راقصات الباليه ؟عابر على اإلطالقوإللقاء المشكلة في انفراج .الصم أن يؤدي رقصة متناسقة تماماالعمي و

٦ م– اجلائزة الكونية

-٨٢-

ن المالحظ احتوى الكوCBMفإنه في الحقبة التي صدر منها ال ، واضحفقد بقي هذا - كما أكدت سابقا – ومع ذلك ،ماليين المناطق المستقلة صدفة هل ؟كيف تعاون الكون بكامله لتحقيق ذلك. اإلشعاع متجانسا بشكل مدهش

كان ذلك مجرد صدفة غير معقولة أم هل حدثت عملية فيزيائية ما في بداية ؟الكون األولي لخلق هذه الحالة الخاصة جدا

نظرية التضخم تفسر كل ذلك بضربة واحدة عالم الفيزياء النظرية الذي يعمل في معهد Alan Guthأالن غوث عثر

وهو مبني على فكرة بسيطة جدا تدعى .ماستوتيسيت للتقانة على بداية الجوابفي نسخة . )expansionلتمييزها من التمدد الكوني المعتاد (inflation التضخم

حدث االنفجار الكبير التقليدي . ة عمل التضخم على هذا الشكلغوث األصلي لبدء يكفي حدوث انفجار ضخم: والذي لم يتطلب أن يكون متجانسا أو منسقا أوال

بعامل ضخم جدا من الثانية ازداد حجم الكون فجأةثم بعد جزء . العرض الكوني ١٠ (١٠٢٥ اقترح غوث على األقل؟كم كانت ضخامته. )١٤انظر الشكل (

من حجم ، قفز فوراا يوحي بأن الكون المالحظ بكاملهمم) تريليون تريليونلم يكن عامل التكبير الحقيقي هاما ما دام كبيرا . بروتون إلى حجم برتقالة تقريبا

وأخيرا وصل التضخم إلى نهايته وعاد التمدد العادي الذي ينسجم مع القصة . جدا .٣ولي والتي سبق أن شرحتهاالتقليدية عن الكون األ

كون ليتصرف بهذه الطريقة ما الذي أثر على السأشرح بعد قليل ولكن دعني أوال أشرح كيف يحل التضخم مشكلة التجانس الكوني ،العجيبة بالطريقة نفسها التي يفقد فيها »إلى الموت«ستمدد أية شذوذات أولية . تقريبا

ة يمحو التضخم سجالت التعقيد السابقة كلها وفي الحقيق. بالون منفوخ تجعداتهوإضافة إلى ذلك فكما يقلل نفخ البالون انحناء . ويولد كونا ناعما طبيعيا

عامل (وإذا نفخته بما يكفي . سطحه فإن تضخم الكون يجعله أقل فاقل انحناءولذا يفسر التضخم الهندسة المستوية . فلن تميزه عن سطح مستو)١٠٢٥

. ا يشرح تجانسه أيضاللكون كم

-٨٣-

مضاد الثقالة. تبدو نظرية التضخم لغوث كما وصفتها كأنها لعبة سحرية إلى حد ما

وربما لم تكن لتلقى آذانا صاغية لوال أن غوث قدم آلية فيزيائية معتمدة لشرح وهي تتعلق : ولحسن الحظ فلديه مسبقا مثل هذه اآللية .كيفية حصول التضخم

فقوة سحب الثقالة في الكون تفيد في . الة الطبيعي في علم الكونالثق بتعديل دور: تماماويعمل التضخم بصورة معاكسة. تقليل معدل التمدد بصورة تدريجية

فالتضخم يحدث في فترة قصيرة يتضخم فيها معدل التمدد بشكل ضخم مسببا لثقالة اقترح غوث أن نوعا من القوة المضادة ل. انتفاخ الكون بسرعة فائقة

يبدو أن مضاد الثقالة : وليس هذا خياليا كما يبدو ألول وهلة. مسؤول عن ذلكانظر الصندوق (موجود ضمن نظرية النسبية العامة آلينشتاين بطريقة عادية جدا

.وفي الحقيقة يبدو أن مضاد الثقالة هو الخيار المفترض في النظرية النسبية. )٣

التضخم١٤الشكل

يمر الكون األولي جدا بفورة ، لتضخم األصلية ألالن غوثفي نظرية اقصير من التمدد المتسارع جدا قافزا في الحجم بعامل ضخم خالل جزء

م يعود وعندما يتوقف التضخ. )لم يرسم المنحني على المقياس(من الثانية توضح . ١٢مطابقا الشكل الموضح في الشكل التمدد المتباطئ العادي

تبعته فترة ن نشأ نتيجة انفجار كبير تقليدي المبسطة أن الكوالصورة لتضخم يمحو آثار المرحلة لكن ا. قصيرة من التباطؤ قبل مرحلة التضخم

ولذا يجب عدم اعتبار هذا الجزء من المنحني جدياالسابقة

-٨٤-

إن التصرف الطبيعي . تصور منطقة من الفضاء الفارغ صافية وبسيطةهناك احتمال (. نسبية العامة هو أن تتمدد أسرع فأسرعلهذه المنطقة بحسب ال

وسيكون االستثناء الوحيد إذا كانت طاقة . )وهو أن تتقلصآخر أقل طبيعية وعندها ستبقى المنطقة ، تماما الصفرتلك المنطقة من الفضاء الفارغ تعادل

لوجب أن تكون طاقته ، اآلن قد تتصور أنه لو كان الفضاء خاليا. خاملةولكن هذا يهمل . وهذا صحيح بمعنى ما! ألنه ال شيء فيه- راتماماصف

وستحتوي مثل هذه الحقول . إمكانية تخلخل الفضاء من قبل حقول ال مرئيةفبعض الحقول : ويعتمد التأثير الجاذب لطاقة الحقل على طبيعته. على طاقة

ول أخرى ستجعل الكون يتقلص بينما ستخلق حق) كالحقول الكهربائية مثال(تحتوي هذه الحقول األخيرة على ما يدعى و. مضاد الثقالة وتجعله يتمدد

وكي أكون أمينا .٤وهي التي جذبت اهتمام غوث .scalarبالحقول المدرجة لكن لدى الفيزيائيين أسباب نظرية جيدة .فلم يالحظ أحد إلى اآلن حقال مدرجا

س أثر أحد هذه الحقول والذي هناك باحثون يتقفون بحما(. الفتراض وجودهالم يكن غوث مهتما كثيرا . )يدعى حقل هيغز الذي سأناقشه في الفصل الرابع

اك حقال فقد افترض فقط أن هن .بالبرهان التجريبي على وجود حقول مدرجة .بحقل التضخمسمى هذا الكيان االفتراضي مناسبا يقوم بالتضخم و

خطأ آينشتاين األكبر٣الصندوق ، قبل ١٩١٧محاط عام اين نموذجه لكون محدود لكنه غيرترح آينشتاق

. افترض آينشتاين أن الكون ساكن. أن يعلن ادوين هوبل أن الكون يتمددفال بد له أن ينهار تحت تأثير مشكلة ألنه لو كان الكون ساكنا وولد هذا

اء بين األجسام كلها؟ ج ذي سيوقفه ضد سحب الثقالة العامةما ال. وزنهاقترح أن القوة العادية لسحب الثقالة تعدل بقوة أخرى . آينشتاين بحل ذكي

لقد لجأ إلى عالقاته في النسبية العامة ليجد . مضادة للثقالة أو بتنافر كوني فستصف ١٩١٥فيها حال ووجد أنه لو أضاف حدا إضافيا لعالقاته عام

-٨٥-

. وقوة طاردة مضادة للثقالة قوة الثقالة العادية –النظرية نوعين من الثقالة ). طاقة الفضاء الفارغيمكن النظر لمضاد الثقالة على أنه نتيجة (

وللقوة المضادة للثقالة خاصة غريبة وهي أنها تزداد بزيادة المسافة، مما لكن هذه الخاصة بالذات هي التي كان من . يجعلها مختلفة عن قوة الثقالة العادية

بد أن تكون قد حاجج بأن قوة مضاد الثقالة الل. هاالممكن آلينشتاين استغاللوإال فستفسد االتفاق المبهر بين عالقاته يفة جدا بمقاييس النظام الشمسي ضع

). ٢انظر الصندوق (األصلية والمالحظات الفلكية لحركة كوكب كعطارد مثال ة العامة ولم تقدم النسبي. ينافس جذب الثقالةكن التنافر هام بمقياس المجرات ول

العامل «يدعوها الفيزيائيون ب(. أي مؤشر على القوة الكلية لقوة التنافر، ولذا استطاع آينشتاين أن يقترح قيمة يمكن لها أن تعادل تماما وزن )»الحر

. الكون وبالتالي تمنع انهياره عندما نشر آينشتاين عالقاته المعدلة، ١٩١٧كان هذا هو الوضع عام

وكان قادرا على إيجاد حل لهذه العالقات يتناسب مع . لحد اإلضافيبما في ذلك اكان الحل هو . كون ساكن في حالة توازن بين قوى الجذب وقوى التنافر للثقالة

سافر آينشتاين إلى الواليات المتحدة ١٩٣٠وفي عام . نموذج الكرة المتضخمة أدرك آينشتاين على .وقابل هوبل وعلم بالمالحظات التي تشير إلى كون متمدد

فلو أنه بقي على موقفه األول . الفور خطأه بإشغال نفسه بنموذج لكون ساكن فسيكون – بدون حد إضافي مضاد للثقالة –وتعامل مع العالقات األصلية

سيختار بالتأكيد ون إما أنه يتمدد أو أنه يتقلص ومضطرا لالستنتاج بأن الك . الخيار األول

Alexanderفريدمان د حل العالم الروسي ألكسندرقة فقوفي الحقي

Freedman وحصل بالتالي على أنواع ١٩٢١قات آينشتاين األصلية عام عالمختلفة من النماذج الكونية المتمددة والمتقلصة وقام بإرسال الحلول إلى آينشتاين

. اكنالسلكن الرجل العظيم لم يكن متحمسا لها مفضال نموذجه . ليطلع عليها

-٨٦-

، أضاع آينشتاين الفرصة ليتنبأ بأحد االكتشافات العظيمةونتيجة لتفكيره العنيدوالتي كانت ستقدم برهانا إضافيا على نجاح المالحظة في علم القرن العشرين

وبعد أن أدرك آينشتاين في نهاية األمر خطأه تخلى عن . نظريته في النسبية العامة. اشمئزاز واصفا إياه بأنه أكبر غلط ارتكبه في حياتهحد مضاد الثقالة في عالقته ب

وعندما كنت طالبا في الستينات . ونتيجة لذلك فقد تم التخلي عن مضاد الثقالة لعقود .لم يدافع عنها إال عدد قليل جدا من علماء الكون

باتباع هوبل لم تكن وبالتأكيد . لخروج بمفاجآت غريبةلكن للتاريخ عادة الكن هذا اليعني منطقيا أن هذه . ة لمضاد الثقالة لوصف كون ساكنهناك حاج

ففي نهاية التسعينات أعلن الفلكيون أن معدل تمدد الكون . القوة غير موجودةيمكن تمييزها حاليا عما الو. بسبب قوة مضاد الثقالة العامةيتسارع وأن هذا

!ينشتاين إلى انتصار لذا ربما تحول اكبر خطأ آل.١٩١٧اقترحه آينشتاين عام

إن أسباب ذلك . شرح لماذا يقوم حقل التضخم بفعل مضاد للثقالةألم في نظرية نيوتن تتولد .ولكن يمكنني أن أنقل الفكرة الرئيسة، تقنية نوعا ما

وفي النسبية العامة آلينشتاين فالكتلة هي أيضا مصدر الثقالة . الثقالة من الكتلة. )تخبرنا بأن للطاقة كتلة E=mc٢ أن عالقة آينشتاين تذكر (وكذلك الطاقة

هو أيضا مصدر للثقالة في نظرية فالضغط. لكنها ال تتوقف عند هذا الحدوال يخلد ببالنا عادة أن الضغط يخلق حقال للثقالة ألن تأثيره . النسبية العامة

على سبيل وحتى الضغط الهائل داخل األرض . ضئيل في معظم الظروفلكن إذا أصبح و.٥يساهم بأقل من مايكرو غرام من وزن جسمك، ثالالم

نوع »كبير جدا«ونعني ب . فقد ينافس الطاقة بقوة جاذبيتهالضغط كبيرا جدا والمثال اآلخر هو حقل . الضغط الموجود داخل نجم يتهاوى بدال من كوكب

.٦فله ضغط يمكن مقارنته بطاقته: مدرج إن العامل المهم هو ؟لمدرج مضاد الثقالةلكن لماذا ينتج الحقل ا

إن الضغط السالب ليس . بالنسبة لحقل مدرج يكون الضغط سالبا: الضغط

-٨٧-

يقدم شريط مرن ممدود مثاال –غريبا فهو ليس أكثر مما ندعوه عادة بالشد يكون لمكعب مطاطي يشد في كل وفي نظام ثالثي األبعاد . معروفا على الشد

قوة -ضغط السالب ضمنا ثقالة سالبة ويعني ال. الباالتجاهات ضغط سولكنه يولد الحقل المدرج ثقالة بفضل طاقته ولذا يولد. طاردة مضادة للثقالة

وتظهر إحدى الحسابات أن مضاد . )السالب(مضاد الثقالة بفضل ضغطه رج الثقالة يتفوق على الثقالة بثالثة أمثال ولذا فإن التأثير اإلجمالي لحقل مد

.٧مضاد للثقالة

أصل املادةوللعودة لقصة التضخم اقترح غوث أن حقال مدرجا تخلخل الفضاء في

يرا قويا جدا مضادا باذال تأثضئيل من الثانية بعد مولد الكون الجزء األول الوجاعال الكون يبدأ بمرحلة من التمدد السريع الذي يزداد سرعة مع للثقالة رك أن حقال مدرجا سيحل المشكلة كانت مهمته التالية أن وبعد أن أد. الزمن

ليطغى على الثقالة ، قويا بما يكفيإذا كان التأثير المضاد للثقالة يحدد فيما استمد دليله من النظريات . الهائلة الناتجة عن المادة العادية كلها في الكون

وى األساسية وهي محاوالت لدمج ثالث من الق، GUTsالعظيمة الموحدة أو وهو موضوع سأتفحصه بتفصيل أكثر عمقا في الفصل الرابع (. للطبيعة معا

لقد . )GUTsويكفي القول هنا أن الحقل المدرج يلعب دورا مركزيا في ال للحقول GUTافترض غوث أن حقله المتضخم سيكون واحدا من نموذج

ال قيمة قوة الحقل ضمن وبإدخ. قوة الحقل: مما أعطاه مقدارا مهماالمدرجة ، حسابات التضخم اكتشف أن مضاد الثقالة لن يطغى فقط بسهولة على الكون

أي كل ( ثانية ٣٤- ١٠ولكنه سيكون من القوة بحيث يضاعف حجم الكون كل لم يلحظ حدوث أي . )واحد على مئة تريليون تريليون تريليون من الثانية

مر ضمن إطاره ففي الوقت الذي ولوضع األ. شيء في الطبيعة بهذه السرعةيتضاعف فيه قطر بقعة من الكون ينتقل الضوء مجرد واحد على تريليون

-٨٨-

إن . وهذا بعيد جدا عن عبور ولو نواة ذرة واحدة–تريليون من السنتيمتر . هذا تمدد هائل فعال

ومع ذلك . إن التضخم فكرة جذابة حقا وقد تقبلها معظم علماء الكونكيف خلص الكون نفسه . الهامة هي كيف وصل التضخم إلى نهايتهفالقضية

اقترح غوث أن حقل التضخم لم يكن مستقرا ؟من تمدد هائل سريع ومنفلت ٣٢- ١٠واقترح أن هذا الحقل تخافت بعد حوالي .وبالتالي حكم عليه بالزوال

المدة طويلة ال تبدو هذه . عاود الكون بعدها تمدده العادي المتباطئ، ثانية فقط ثانية بعامل ٣٢- ١٠جدا لكن معدل التضخم هو بحيث ينتفخ الكون خالل

وستمدد أية مادة موجودة قبل التضخم حتى تصبح كثافتها مهملة . ضخم جداومن الواضح أن الفراغ ليس وصفا . فراغ–بحيث يبقى الكون فارغا تماما

– هاكلن أين إذن أتت هذه المادة م. جيدا للكون اليوم أو حتى بعد ثانية واحدة ؟لخ بعد توقف التضخمإ.. اإللكترونات والبروتونات والنيوترونات

الهائلة المخزونة في حقل التضخم فالطاقة . لدى النظرية جواب جاهز وهذا حقلخالل مرحلة التضخم البد أن تذهب إلى شيء ما عندما يتخافت ال

موجات الميكروية الكونية الخلفية تمثل الو. الشيء هو تحولها إلى حرارةCBM بقايا لطاقة حقل – اإلشعاع بعد خلق الكون – التي تجتاح الكون اليوموبالفعل فقد تحولت الطاقة الهائلة للتمدد خالل مرحلة التضخم إلى . التضخم

والخطوة التالية . الطاقة الحرارية لالنفجار الكبيرالتي تغطي اآلن الكون بكامله أنه طالما كانت E=mc٢وتخبرنا معادلة آينشتاين . الطاقة إلى مادةهي تحويل. من المادة فإن الطريق ممهد لخلق المادةmلتسدد لكتلة ، كافيةEهناك طاقة

في العالقة والتحويل من طاقة إلى حرارة نجد أن cوبوضع سرعة الضوء حارة –ة ثاني١ وهي درجة حرارة الكون بعد حوالي –بليون درجة مئوية

وفي أزمنة سابقة عندما كانت . لتقوم تلك الطاقة بخلق اإللكتروناتبما يكفيوعند . درجة الحرارة أعلى من ذلك صنعت الجسيمات األثقل كالبروتونات

إلى حوالي ألف تريليون خن الطاقة الهائلة المطلقة الكوننهاية التضخم تس

-٨٩-

طن من المادة في ١٠٥٠ وهي أكثر من كافية لتخلق ال –تريليون درجة .هاكل ٨الكون المرصود

مشكلة اخلروج الالئق من التضخمفهي في ضربة . ظهور مثلها في العلم شكل التضخم نظرية رائعة يندر

واحدة حلت مشاكل عدة حول بنية الكون وقدمت تنبؤات محددة جدا يمكن –ويا هندسيا وهو أن الكون يجب أن يكون مست– وقد قدم أولها. اختبارها

لكن سلسلة من . في وقت كانت فيه الشواهد الفلكية تقترح غير ذلك أكدت نبوءة الهندسة المستوية مما قدم WMAPالمالحظات انتهت بالنتائج من

.دعما قويا لهذه النظريةحتى استقرت وما إن دخلت الفكرة العامة للتضخم إلى علم الكون

وهو ما دعي –رية غوث األصلية عيبا مميتا ومع ذلك فقد احتوت نظ .هناكولذا فإطالقه ل التضخم عملية كمومية فتخافت حق. بمشكلة الخروج الالئق

ونتيجة لذلك فهي . محكوم بالتذبذبات الكمومية المعهودة غير المتنبأ بها بشكل على شكل فقاعات موزعة، تتخافت بأوقات مختلفة في أماكن مختلفة

محاطة ،ي فقاعات تخافت فيها حقل التضخمأ من فضاء فقاعات- عشوائي حقل المطلقة منالطاقة وستتركز. بمناطق من الفضاء لم يتخافت فيهاوسيؤدي اصطدام الفقاعات إلى إطالق . التضخم المتخافت في جدران الفقاعة

وستولد من تماما لكن العملية ستكون عشوائية ، هذه الطاقة على شكل حرارةتصدى عدد من علماء الكون . مقدار ما صمم التضخم إلزالتهجانس عدم الت

وكان الحل هو إيجاد .٩لهذه النواقصالذين وجدوا فكرة التضخم جذابة ها بالنمو إلى حجم أكبر ويسمح ل، مخطط نظري يتجنب اصطدام الفقاعات

إن إحدى الطرق لتحقيق ذلك والتي دعيت .الكون المرصود بكثير من، لها تأثير هام على مسألة لماذا كان الكون مالئما للحياةلدائمبالتضخم ا

.وسأقوم بشرحها بتفصيل أكثر الحقا

-٩٠-

متوجات من حافة الزمنقع أن يكون الكون إذا كان التضخم مد الفضاء بعامل هائل جدا فقد تتو

ولكن لو كان األمر كذلك لما كانت هناك فرصة لوجود . نهايتهناعما جدا فيإن التذبذبات الحارة . فبدون المجرات والنجوم لن تكون الحياة ممكنة: حياة

ولكن من أين . هي بذور بنية أكبر٣ الموضحة في الشكل CBM والباردة في ال ؟ غيركاملإن كان كيف أنتج التضخم كونا ناعما تقريبا و؟أتت هذه التذبذبات

ه ربما كان غير على الرغم من أن–كان هناك مسبقا جواب مقنع الحقيقة فقد جاء هذا وفي. مع ظهور نظرية التضخم األصلية–صحيح

. ويبدو أن سبب التذبذبات الكونية قد يقع في الميكانيك الكمومي. الجواب قبلهاإن القراء الذين يلمون بالفكرة الرئيسة في الميكانيك الكمومي يعرفون أن مبدأ

جود تذبذبات ال يمكن خفضها في كل عدم التأكد لهايزنبرغ يقود إلى والكمومي عهد لهم بالميكانيك وسيجد القراء الذين ال(فيزيائية المقادير ال

وبتطبيق الميكانيك الكمومي على التضخم يمكننا . )٤ملخصا عنه في الصندوقخرى من مناطق أأو أقل بقليل ، أن نتوقع تضخم بعض مناطق الفضاء أكثر

إن التذبذبات الكمومية . فوق النعومة الشاملة للكونمموجة منتجا بالتالي بنية لتفسير للتموجات وإذا كان هذا ا. الواضحة محصورة عادة بالمقياس الذري

ارتسمت بشكل تذبذبات بالمقياس الذري كثيرا وفقد تضخمت الالكونية صحيحا .كبير في السماء

غرابة الكمومية٤الصندوق النسبية والميكانيك : رين على نظريتين ثوريتينبنيت فيزياء القرن العش

لقد بدأ الميكانيك . ويشكل كالهما جزءا أساسيا من وصفنا للكون. الكموميلكن معظم . الكمومي كنظرية تنطبق على المادة بالمقياس الذري وتحت الذري

الفيزيائيين يعتقدون أنها تطبق على كل شيء بما في ذلك الكون والزمن وبكافة ومع ذلك فالتأثيرات الكمومية الواضحة محصورة بالمقياس الذري . المقاييس

-٩١-

التي هي –االستثناء البارز هو بنية الكون الضخمة ربما كان. (بشكل رئيس ). واضحة تماما

باقتراح ماكس بالنك بأن اإلشعاعات ١٩٠٠بدأت النظرية الكمومية عام شكل كميات محددة صغيرة أو الحرارية التي يصدرها جسم ساخن تكون على

وقد مد آينشتاين هذه الفكرة على الفوتونات الضوئية التي اعتبرها . quantaكم لكن من المعروف أن اإلشعاع الكهرطيسي . على شكل جسيمات صغيرة جدا

الكم تعني كالضوء والحرارة يتصرف كموجة ولذا فإن تلك األفكار األولية عن بيعة موجية ومادية في الوقت نفسه، مما سبب كثيرا بأن للضوء طوبشكل غريب وفي العشرينات وجد أن الجسيمات المادية كاإللكترونات لها . من التشويش

وبذا فقد أصبح واضحا أن الحقيقة في مجال الذرات غريبة . طبيعة موجية أيضاها وتعتمد الناحية التي تظهر ب. خاصة اساسية) جسيم–موجة (جدا وأن ثنائية

ومن . جسيم، على شكل التجربة أو المالحظة التي تجرى–هذه الثنائية موجة اإللكترون أوالبروتون أو(غير الممكن القول بصورة عامة فيما إذا كان الفوتون

. موجة أم جسيم ألنه يتصرف وكأنه االثنان معا»حقا«هو .....) أووثيقة بهذا الغموض، وهناك مبدأ رئيس في الميكانيك الكمومي له عالقة

يمنع هذا المبدأ أي جسم كمومي من أن يمتلك . وهو مبدأ عدم التأكد لهايزنبرغففي الحياة . كاملة من الخصائص الفيزيائية المعروفة في آن واحدمجموعة

اليومية قد نسبغ على جسم ما مثل كرة خصائص عدة، كالموقع والسرعة ت تحت الذرية خصائص على الجسيماوتسبغ هذه ال. والدوران والطاقة مثال

نحدد فقد . ولكنها ال تمتلك كلها قيما محددة في الوقت نفسه ،كاإللكترونات أيضاالفضاء وبالتالي نسبغ عليه موقعا محددا، ولكن موقع إلكترون في نقطة ما من

. بحسب مبدأ عدم التأكد لهايزنبرغ، ال يمكننا أن نسبغ عليه أيضا حركة محددةإن . ولكن موقعه سيكون غير محدد بدقةالمقابل، فقد نحدد سرعة إلكترونبو

عدم التأكد أدرجة عدم التأكد الكمومية ليست اعتباطية، ولكنها محددة بدقة بمبدتشير القيم إلى أن عدم التأكد الكمومي مهم بالنسبة للجسيمات الذرية . لهايزنبرغ

-٩٢-

. ر بالنسبة ألنظمة أكبر وأكثر تعقيداوتحت الذرية، ولكنه يصبح أقل اهمية بكثيالذي يمكن تحديد بعامل يدعى ثابت بالنك، ويحدد مقدار التأثيرات الكمومية

وهو أحد الثوابت الرئيسة في الفيزياء، . hويشار إليه بالحرف قيمته بالتجربة ).٦انظر الصندوق (G وثابت نيوتن في الثقالة cإضافة إلى سرعة الضوء

الفيزيائيين عدم التأكد الكمومي خاصة ذاتية، وليس نتاجا يعتبر معظمويمكن للمرء أن يعبر عن هذا بالقول . لجهل اإلنسان أوعجزه في إجراء القياس

ولذا ال يمكن تخفيف عدم التأكد . بأن اإللكترون نفسه غير متأكد من خصائصهفة على نقيض الصد وبهذا الصدد فإنه. »النظر بشكل أدق «الكمومي ب

وبالتأكيد فإن لتغير . العشوائية في لعبة الروليت أو تقلب أسعار البورصة مثالغير متوقع، فإن ذلك يعود إلى ائيا وفلو بدا عشو: ة أسبابهصاألسعار في البور

لكن . لمعرفة هذا التغير هاكلأنه ليس لدى البشر المعلومات التي يحتاجونها كن عكسها أو تخفيضها مما يعني أن العمليات العشوائية الكمومية بالمقابل، ال يم

. بدون أي سبب محدد–الكمومية هي بمعنى ما تلقائية أصيلة . التقلباتويمكن تصور عدم التأكد الكمومي أحيانا، بشكل تقريبي بحسب

: لبتتقعلى أنها مثل موقع إلكترون ويمكن للمرء أن يفكر بخاصة ما، . بطريقة غير قابلة للتنبؤفاإللكترون يتقلب تلقائيا

بمقدار يحدد بمبدأ عدم تخضع للتقلبات الكمومية هاكلالمقاسة إن الكميات إن أحد النتائج لذلك، هو أن وضعين متطابقين قد ينتجان . التأكد لهايزنبرغ: وعلى سبيل المثال، تصور إطالق إلكترون مباشرة على ذرة. نتيجتين مختلفتين

إذا أجريت التجربة اليوم . أو إلى اليسار باالحتمال نفسهفقد ينحرف إلى اليمين ولكنك إذا استطعت إجراء التجربة غدا، تحت ظروف. فقد ينحرف إلى اليسار

. فقد ينحرف نحو اليمينمطابقةوعلى الرغم من أن نظرية الميكانيك الكمومي يمكن أن تقدم احتماالت

ويقدم . ا الذي سيحدث في كل حالةللرهان فلن يعرف المرء بشكل عام مقدما متتخافت خالل قرة، وفنوى اليورانيوم غير مست. اإلشعاع النووي مثاال على ذلك

-٩٣-

ولكل نواة احتمال معين لتتخافت خالل فترة زمنية محددة، عبر . باليين السنين. عملية كمومية عشوائية، ولكن من المستحيل مقدما معرفة متى ستتخافت نواة معينة

ولكن ال يمكن التنبؤ فللعملية احتمال محدد: ثل تخافت ذرة مهيجة تصدر فوتوناوبالموال ينطبق عدم التأكد الكمومي على الجسيمات فقط، وإنما ينطبق . بحادثة معينة

على سبيل المثال، خاضع لتغيرات على الحقول أيضا، ولذا فالحقل الكهرطيسي،. يكون متوسط شدة الحقل صفرابحيثائية في الشدة حتى ضمن فراغ تام عشو

الفوتونات «ويمكن أن تعطى هذه التقلبات في الفراغ وصفا مكافئا بحسب لقد تبين أن التقلبات . التي تظهر وتختفي تلقائيا في فضاء فارغ»االفتراضية

الفراغية مهمة لفهمنا للطاقة المعتمة ولمضاد الثقالة اللتين يعتمد عليهما مصير الكون الذي كان يكره –إن عدم التأكد الذاتي للطبيعة هو الذي دعا آينشتاين . لهبكام

.»اهللا ال يلعب النرد بالكون«أن ) خطأ( ليعلن –الميكانيك الكمومي وعلى . وللميكانيك الكمومي الكثير من الخصائص الغريبة األخرى

بعدد محدد من سبيل المثال، فهو يتنبأ بأنه يمكن للجسيمات أن تمتلك لفا ذاتياويمكن . الوحدات األساسية، ويمكن أن يتجه في اتجاهات محددة مسبقا

للجسيمات الكمومية أن تمر عبر حواجز القوة، وأن تلتف حول الزوايا، أو وسيتبين أن بعض هذه الخصائص . تخرج من أماكن عدة في وقت واحد

.امهمة في قصة الحياة، وعلى األخص بالنسبة للكون األولي جد

ففي السبعينات . قمت فعال ببعض العمل على هذا الموضوع بنفسيكنت أعمل في قسم الرياضيات التابع للكلية الملكية في جامعة لندن محاوال

كان هناك شعور عام أنه . فهم التأثيرات الكمومية في أوضاع كونية مختلفة لديناميكية على الرغم من أن الميكانيك الكمومي سيكون غير هام بالنسبة

إال أن تأثيره كان هاما مع بداية الكون عندما كان الكون ، الكون اليوم. Tim Bunchلقد ساعدني في عملي طالب اسمه تيم بنش . مضغوطا جدا

–قررت أنا وتيم أن نبحث في التأثيرات الكمومية في كون تمدد بمعدل أسي

-٩٤-

واخترنا . ن الزمنأي أنه استمر في مضاعفة حجمه ضمن فترات محددة منموذجا خاصا من األكوان يعرف من قبل الفلكيين بكون دي سيتر على اسم

ليس ١٩١٧ الذي كان أول من وصفه عام Willem de Sitterوليام دي سيترولكن ألننا بتبنيه يمكننا أن نحل العالقات ، العتقادنا أن الكون الحقيقي يشبهه

.عادل حل تام لعالقة ما مائة تقريب رقميففي الفيزياء النظرية ي. تماماووجدنا أنه . ولذا قررنا أن نطبق النظرية الكمومية على كون دي سيتر

جاء هذا كنوع من المفاجأة في . من نواح عدة ليس هناك تأثير لتمدد الكونعادة إلى خلق لكون يؤدي ذلك الوقت ألن معظم الحسابات أظهرت أن تمدد ا

يحدث و.١٠فراغال من مثل الفوتونات في فضاء فارغ) تأو كموما(جسيمات الذي ربما كان يشوه أية حقول كالحقل الكهرطيسيهذا ألن التمدد يهيج و

وهذا التأثير عادة ضئيل جدا على الرغم من أنه ربما كان . يجتاح الفضاءي فال يوجدوعلى كل حال فقد وجدنا أنه . هاما بعد االنفجار الكبير مباشرة

وهي نتيجة غريبة يمكن إرجاعها ، كون دي سيتر مثل هذا اإلنتاج للجسيماتولكن هذا ال . وإلى تناظر الزمكان المؤسس لذلك، إلى الطبيعة األسية للتمدد

يعني أن تمدد الفضاء في نموذج دي سيتر ال يملك أي تأثير كمومي على ضاء دي سيتر ال وعلى األخص فحالة الفراغ في ف. فهو يملك ذلك. اإلطالق

يمكن اعتبارها بتساهل على أنها جسيمات ، زالت معرضة لتذبذبات كموميةوهي تأتي وتذهب في رقصة خالدة ، خلقت ولكنها حطمت بسرعة مرة أخرى

ولذا ليست هناك محصلة ربح أو خسارة . )دعيت هذه بالجسيمات االفتراضية( .لزائل افي الجسيمات ولكن هناك الكثير من النشاط الكمومي

أن هذا بهذا العمل في أواخر السبعينات لم نكن نعلم عندما كنا نقومما كنا نحتاج إليه لوصف تغيرات الكثافة في ، خالل سنوات قليلةاسيكون تمام

فضاء دي –فقد ظهرالنموذج الذي اخترناه ، ولحسن الحظ. الكون المتضخملقد اخترنا . ما يتضخمعلى أنه وصف دقيق لكيفية تصرف الكون عند –سيتر

ليحصل تيم على الدكتوراه بدون أن : فضاء دي سيتر ألسباب أكثر عملية

-٩٥-

مثل هذا الشيء يؤدي إلى . يكون عليه أن يستخدم الحاسوب إلنجاز الحسابات . تقدم العلم

؟ما الذي حدث قبل االنفجار الكبريولكن . ار كبيريتقبل معظم الناس فكرة أن الكون كما نعرفه بدا فجأة بانفجما الذي سبب : ال بد لهم من أن يسألوا سؤالين صعبين يتعلق أحدهما باآلخر

ي تثار حول أصول األشياء ال إن األسئلة الت؟ذا حدث قبل ذلك ما؟االنفجار الكبيرإن التفكير باألصل له . وعلى األخص السؤال عن أصل الكون نفسه، مثيرةتزال

هناك نوع ؟شيء غير موجود مسبقا أن يأتي للوجودكيف يمكن ل: التأثير المدهشال بد أن ينشأ الشيء الجديد بصورة : واحد فقط من التفسير يبدو أنه مقبول بداهة

ال يمكن لشيء أن «وكما كتب لوكريتيس نتيجة تحول شيء سابق مختلف ، مايدعى ليس هناك ما « قد يكون المكافئ الحديث لهذا .١١»يأتي من ال شيء

فقد ، ولكن عندما يكون الشيء المعني هو الكون بأكمله، ربما. »ءا مجانياغدايعتقد البعض على األقل من علماء الكون أن و. يتجاوز هذا المأثور البسيط حدوده

. الكون قد يكون الغداء المجاني األخير ؟هل يمكن لنظرية التضخم أن تساعدنا في فهم سبب االنفجار الكبير

هذه هي . سجل ما حدث قبلهيمحوفالتضخم بطبيعته . م والالجواب هو نعالذي كان كما ذكرت من قبل متشككا ، لقد اعتاد فرد هويل. النقطة األساسية

بنظرية االنفجار الكبير بكاملها أن يمزح بالقول بأن نظرية االنفجار الكبير كان .»يهإن الكون هو على ما هو عليه ألنه كان على ما كان عل«تقول فقط

فسه يكن االنفجار الكبير نهذا القول صحيحا في األيام األولى للنظرية فلم الحقائق ولكنه كان حدثا بدون سبب واضح كان حدثا طرح ليفسر: مفسرا

كان من الضروري ، ولتفسير الكون الذي نراه. وخارج نطاق العلم تمامايا والتي تقود لما نراه اليوم وضع الشروط االبتدائية المطلوبة في النظرية يدو

يمكن للمرء أيضا أن يضع أية شروط ابتدائية ويحصل على . بدون أي تبريرلكن التضخم يعالج هذه المسألة بتمكيننا من تفسير . وصف ألي كون يختاره

-٩٦-

يات فيزيائية خالل عملية كنتاج لعمل الكون األساسية العديد من خصائصوعلى الرغم من أن . روط ابتدائية اعتباطيةبدل أن نعزوها إلى شالتضخم للكون خارج األولييبدو أنها تضع األصل : إال أن هناك ثغرة، هذا جيد

يمكن للنظرية التي تصف التضخم نفسها أن ، ومن جهة أخرى. نطاق الممكنوقد تقدم مؤشرات على الحالة دالئل حول كيف بدأ التضخم أوال تقدم لنا

. قتهالفيزيائية التي سب إن المناقشات حول األصل. دعني أتناول هذا الموضوع خطوة فخطوة

ولذا سأتقدم بحذر كي ال أضيف إلى هذه األولي للكون معروفة بمزالقها كرة : وتبني نموذج غير جيد للكون، سأبدأ بإهمال التضخم للحظة. الفوضى

ولذا ، الكون يتمددإننا نعلم أن . مدورة تماما من المادة محاطة بفراغ ال متناه وإذا ما. في الماضي كانت أصغر. يجب أن تكبر الكرة مع مرور الوقت

فستتقلص الكرة لتصبح على شكل بليون عام ١٣,٧ التمدد بالعكس لأجرينا! لقد اختفت الكرة–؟ ال شيء ..وبعد ذلك ماذا. نقطة صغيرة ال أبعاد لها

بالظهور من ال شيء عند العب األحداث نحو األمام وسيبدأ الكون عندها دعنا اآلن . ثم يتمدد أخيرا إلى أبعاد كونية، ثم ينتفخ بعد ذلك، نقطة وحيدة

من الواضح أنها تعني . في الوصف السابق»ال شيء «نتناول ما قصد ب، إذا التقط هذا الوصف الطريقة األساس التي وجد بها الكون .فضاء فارغا

، لى كرة من المادة أن تظهر فجأة من العدملماذا كان ع. فستبقى لدينا معضلةوفي موقع محدد من فضاء فارغ سابق عندما لم في لحظة معينة من الزمن،

وحدوثه ، ما الذي سبب حدوثه؟يحدث هذا الشيء من األزل حتى تلك اللحظة . ليس هناك جواب شاف؟في لحظة بعينها وفي موقع بعينه

تساءل الملحدون .حي القديمأثرت معضلة مشابهة على الالهوت المسيلو كان اهللا كامال . »؟يفعل قبل أن يخلق الكوناهللا ما الذي كان «بسخرية

لحظة معينة من غير متغير كما ادعى الالهوتيون، فليس هناك شيء يميز و ، ن اللحظات السابقة الالمتناهية التي لم يخلق اهللا نفسهعالزمن لخلق الكون

-٩٧-

جواب البارع على السؤال حول ما كان اهللا اللقد كان . ونالك، في الحالة نفسهانتقاد حقيقي وعميق لكن اال! »كان مشغوال بخلق الجحيم ألمثالك«يفعله هو

. يعمل ضمن زمنزمني كائن الحول ، الفكرة المتناقضة ظاهرياويعالج جدا، تتعلق لقد قدم القديس أوغسطين جوابا ذكيا لذلك بمالحظته أن المشكلة ال

.بطبيعة اهللا بل بطبيعة الزمن نفسه

اخللق من الشيءسأقدم جواب أوغسطين قريبا لكن دعني أوال أعطي نموذجا أكثر

فالكون ليس كرة من المادة محاطة بفضاء فارغ كما . واقعية لالنفجار الكبير سطح الكرة قد يكون تمثيال جيدالكن . شرحت مطوال في الفصل الثاني

بينما سطح الكرة ثنائي ألبعاد الفضاء ثالثي ا: تذكر التحذيرهنا. اء نفسهللفضفداخل الكرة : ولذا فسطح الكرة نموذج تمثيلي وليس وصفا دقيقا. األبعاد

إنهما مجرد . والفضاء المحيط بها ليسا جزءا من الكون المادي المناقش هناذه النقطة ألنه ال بعض الناس يستسلمون عند ه .أدوات تساعد على التخيل

ولكنني أحثك على . )كرة متضخمة(يمكنهم تخيل سطح كروي ثالثي األبعاد . أن تبقى معي

يتقلص سطح الكرة . دعنا مرة أخرى نبدأ الفيلم رجوعا نحوالوراء.... .وبعد ذلك. نحو مركزها حتى تتجمع نقاط السطح كلها في نقطة واحدة

حالة ليس فراغا محيطا ألن الفضاء في هذه ال»شيء ال«ولكن . شيء الولذا . الكرة وقد اختفى هذا كليةبسطح ممثل - الفضاء المادي –الوحيد المهم

ليس – »ليس شيء« فإن الالشيء قبل االنفجار الكبير هو حقا هذه المرةفي .ال شيء. مادة وال فضاء

ادةفهناك بالطبع م: يتألف الكون الحقيقي من أكثر من فضاء متمدد، متناهية ومع انضغاط الفضاء إلى الحجم صفر تصبح كثافة المادة ال. أيضا

ففي الحالتين تضغط – وهذا صحيح سواء كان الفضاء متناهيا أم غيرمتناهوفي نظرية النسبية العامة . متناهية المادة بشكل ال متناه إلى كثافة ال

٧ م– اجلائزة الكونية

-٩٨-

في ) مع الضغط(كثافة المادة آلينشتاين التي بني عليها هذا النقاش بكامله تفيد ولو طبقت نظرية النسبية بدون نقد حتى . تحديد انحناء الزمكان أو تشوهه

فإنها تتنبأ بأن انحناء الزمكان سيصبح المتناهيا أيضا، حالة الكثافة الالمتناهية للزمكان بالمنفردة الالمتناهي االنحناء حدالرياضيون ويدعو .هناك

singularity . إن أفضل .هذه الصورة ينبثق االنفجار الكبير من منفردةوفي، وبهذا الصدد. حدود أو حواف للزمكانطريقة للتفكير بالمنفردات هي أنها

جزءا من الزمكان نفسه بالطريقة نفسها التي ال يعتبر - تقنيا-فهي ليست .فيها حرف هذه الصفحة جزءا منها ليست –ذه الصورة المبسطة جدا في ه–ولذا فاللحظة األولى للكون

قد يبدو هذا كالما . للحظات وأمكنةحافةلحظة أو مكانا على اإلطالق ولكنها ال شيء «هي أنها تشير إلى تحذير بأن ، متحذلقا ولكن الخاصة الهامة للحافة

وهذا كما. تقول حافة الزمكان أنه ال يمكن للزمكان أن يستمر خاللها ! »أبعدفعندما تحتوي نظرية فيزيائية على كمية ال نهائية تنهار العالقات . هو متوقع

ولذا فمنفردة االنفجار الكبير هي . وال نستطيع االستمرار بتطبيق النظرية هذا ؟الال نهاية«حافة حيث تقول نظرية النسبية العامة في واقع األمر

لقول بأن ويجب ا. وبالتالي ينتهي الزمان والمكان»إنني أستسلم! مستحيل Rogerلقد أسس روجر بنروز . منفردات الزمكان ليست مسألة تقنية غامضة

Penrose وستيفان هاوكنغStephen Hawking اسميهما في الفيزياء النظرية بالبرهنة على عدة نظريات هامة في المنفردة في الستينات باستخدام تقانات

بكاملها لدراسة المنفردات وكرس بعض زمالئي حياتهم المهنية. رياضية أنيقةكما حول موضوعها ليشكل الحلقة األولى في مسلسل الخيال العلمي الدكتور

؟Doctor whoمن ولكن للتحدث . منفردةخاللذكرت أن الزمكان ال يمكن أن يستمر من

بدقة فليس هناك سبب لعدم إمكانية وجود الزمكان على طرف آخر بعيد عن يل التقاء زمكان آخر في منفردة االنفجارالكبيرمن أي يمكننا تخ. منفردة

-٩٩-

وألن المنفردة تمثل انحناء . إطالقاغير مبررومع ذلك فهذا . الطرف اآلخرونهاية للنظرية الفيزيائية األساسية التي تصف كل ذلك، ، متناهيتين وكثافة ال

اختراق مكن أي جسم أو تأثير فيزيائي منفال يمكننا االفتراض أن يتولذا ليست هناك طريقة لمعرفة فيما إذا كان هناك شيء على ، لمنفردةا

للتأكيد كننا أيضا أن نعطي معنى كبيرا وال يم. الطرف اآلخر البعيد منها أم ال زماننا ومكاننا ولذا يكون الزمان والمكان هناكفبعد كل شيء لن. بوجودها

وإذا . ر الكبير ال أهمية له االنفجا»قبل« يأتي »اآلخر«فاالدعاء بأن الزمكان فلن ، ال تحمل أية نتائج مادية لكوكبنا»الزمكان األسبق«كانت إضافة هذا

. أي هدف يحقق افتراضه

االنفجار الكبري كأصل لنشوء الزمن نفسهلقد وصفت المنفردة في . تالمس الفكرة السابقة سوء فهم شائع آخر

ولكن لماذا . الكون»نقطة اختفاء«على أنها ، تشغيل فيلم باالتجاه المعاكس في ؟ من الممكن أن ال تكون المنفردة هناك أليس؟كان عليه أن يختفي

فكر إذا -ستكون هناك منفردة ، الوصف الذي يسير فيه الزمن نحو األمامشئت بنقطة ذات كثافة ال متناهية على شكل بيضة كونية الحجم لها وال شكل

وفي تلك الحالة فإن ما جاء قبل االنفجار ! فجأةتنفجر لألبد عندما موجودة–وتروج بعض األوصاف . »منفردة« بل سيكون »ال شيء«الكبير لم يعد

إن نظرية . ومع ذلك فإنها ال تنفع. الشائعة لنشوء الكون لهذه الفكرة الملتبسةفال يمكن أن . النسبية العامة تربط المكان والزمان معا لتشكل زمكانا موحدا

ولذا إذا كان من غير ، أو مكان بدون زمان، ون لديك زمان بدون مكانيكالممكن استمرار المكان رجوعا خالل منفردة االنفجار الكبير فال يمكن للزمان

كان الكون إذا. إن هذا االستنتاج يحمل تبعات هامة. أن يفعل ذلك أيضاهو أصل ن فقط بل فإن االنفجار الكبير ليس أصل الكومحددا بمنفردة سابقة

ويتخلص . لقد بدأ الزمان نفسه مع االنفجار الكبير: ولإلعادة. الزمان أيضا

-١٠٠-

فإذا لم . من السؤال الصعب حول ما حصل قبل االنفجار الكبير، هذا بأناقةوبالطريقة . يكن هناك زمان قبل االنفجار الكبير فالسؤال عندها ال معنى له

سبب االنفجار الكبير ال معنى له أيضا ألن فإن التخمين حول ما الذي ذاتهاقبل ) أو مكان(فإذا لم يكن هناك زمان . األسباب عادة تسبق التأثيرات

فيزيائياالنفجار الكبير لوجود وسيط مسبب فيمكننا أن نعزو عدم وجود سبب .١٢لالنفجار الكبير

بعض وقد ينفعلون فيا يشعر الناس عادة بأنهم خدعوا عندما يقال لهم هذاألوقات بشدة كما لو أن النقاش بكامله لعبة لفظية ماكرة يستخدمها علماء

لكون يتجنبون إعطاء أن علماء اويقول المشككون. منتقديهمماكرون لتحيير ألنهم ال يعرفون وال يريدون حول ما حدث قبل االنفجار الكبيرجواب مباشر يعرفون الجواب ولكن هذا ال من الصحيح أن علماء الكون ال. االعتراف بذلك

تمضي حجة الناقد عادة و. يعود لعدم قدرتهم على أن يأتوا ببعض االحتماالت ال بد أنه شيء ما ؟كيف يمكن للزمان أن يبدأ بهذا الشكل .على النحو التالي

ومن الصحيح أننا نجد من الصعب تخيل تقفي تاريخ . سبق االنفجار الكبيرفالفكرة ليست ، ولكن في الحقيقة. وقف عندها الزماننشوء الكون إلى نقطة يت

كان . لقد سبقنا القديس أغسطين إليها في القرن الخامس. ال جديدة وسخيفةخلق الكون «جوابه المعتبر حول ما الذي كان اإلله يفعله قبل خلق الكون هو

كان إله أغسطين كائنا يسمو على الزمان .١٣»مع الزمان وليس في الزمان. وهو المسؤول عن خلق الزمان والمكان والمادة أيضا، وجودا خارجه تماماوم

ولذا تجنب أغسطين بمهارة مشكلة لماذا خلق الكون في تلك اللحظة بالذات بدال وينطبق تعليل مماثل .لم تكن هناك لحظات سابقة. من لحظات أخرى سابقة

لكان من غير الممكن أن »في زمان«لو أن الكون خلق . على المسألة العلميةألنه لو تم ذلك لكان ، يكون نتيجة ألية عملية فيزيائية ذات احتمالية محددة

-١٠١-

ومن جهة أخرى لو أن الكون . الحادث قد حصل مسبقا منذ زمن ال نهائي . فستختفي هذه المشكلة»مع الزمان«خلق

ن لديه يوحي بأا إذا كان تعليق أغسطين التنبؤي إنني أسأل أحيانا فيمكنت سأصدق ذلك لو أنه وضع عالقات ، حسنا. كشفا إلهيا حول خلق الكون

فلم يكن أول شخص ، وفي الحقيقة. آينشتاين بدل أن يصوغ عبارة مؤثرةقال أفالطون الشيء نفسه تقريبا قبل . توصل إلى فكرة خلق الزمان مع الكون

دا بحيث من المستغرب إن تاريخ الفلسفة غني ومتنوع ج. ذلك بمئات السنين قد ذكر ما يشبهها بطريقة غامضة من تكون النظريات الناتجة عن العلمأن ال

هو أنه أظهر بطريقة ن الشيء الهام حول عمل آينشتاين إ. قبل شخص ماكيف أن الزمان وباستخدام نظريات رياضية مفصلة دقيقة وقابلة لالختبار

معطى تمثل ضمنه أحداث قصة وليسا حقال، من الطبيعةجزءانوالمكان فال حاولنا شرح نشأة الكون المادي والنتيجة هي أنه إذا. الطبيعة العظيمة

بأن ولذا فالقول. خيار لدينا سوى أن نحاول شرح نشأة الزمان والمكان أيضا .الزمان بدأ مع االنفجار الكبير يشكل نقطة البداية الصحيحة

؟زة كبريةهل كان االنفجار الكبري حقا قف

هو أنني جدية للوصف الذي قدمته حتى اآلن إن االعتراض األكثر ومن . وكونا مليئا بالمادة بكثافة متجانسة، افترضت هندسة منتظمة تماما

كرة مشوهة تتقلص بدون تصور. الواضح أنهما فرضيتان مثاليتان جداكلها بطريقة في هذه الحالة لن تتقارب النقاط المختلفة على السطح . حدود

منتظمة ومتسقة نحو نقطة واحدة إال إذا كانت تتقارب بسرعات متباينة وتتفق كما ، ال؟هل هذا ممكن. على أن تصل إلى نقطة االلتقاء في اللحظة ذاتها

يتحرك بحسب عالقات النسبية إن تجمعا غير منتظم للجسيمات. تبين بعد ذلك

-١٠٢-

. نه على الغالب سيخطئ أحده اآلخرلتقي كله في نقطة واحدة ولكيالعامة لن وراقبت ، إذا عرضت قصة خلق الكون في االتجاه المعاكسما الذي يحدث إذن

ستجده هو ما؟األجزاء وهي تفشل في التجمع مع بعضها بعضا وتابعت العرضثم تبدأ ، أن العناصر المقتربة من بعضها بعضا تدخل في حالة من الهياج

إن عرض القصة في االتجاه األمامي من . ا مرة أخرىباالبتعاد عن بعضها بعضالماضي السحيق يصف كونا يتقلص من حجم كبير ثم ينهار بعنف إلى كثافة

.لقد استبدل االنفجار الكبير بالقفزة الكبيرة. مرة أخرىيجيش عالية جدا ثم منطقيا ليس هناك سبب أن ؟هل يمكن للكون الحقيقي أن يكون كذلك

األولى. لكن هناك بعض المشاكل العلمية الخطيرة لهذه الفكرة وال يكون: بأخرى- ؟ لماذا كان هناك انفجار كبير– تستبدل مشكلة واحدة هي أنها

الصحيحة كلها في األماكن الصحيحة باألجزاء لماذا كان هناك كون متقلص ا ولتقلد انفجارتتحرك معا في االتجاه الصحيح لتتجمع معا في تجمع كثيف

؟ كيف جاء هذا الكون المتقلص إلى الوجود في المقام األول؟كبيرا متماسكا شيئا بالقول فال نفسر. ليس بجواب مقنع»أنه كان دائما موجودا «إن الرد ب

–ات إن النسخة األخرى لهذه الفكرة هي القول بالقفز. أنه كان هناك دائما ليصل إلى ون من االنفجار الكبيرحيث يتمدد الكالمتعددة أو بالكون الدوري

لى قفزة كبيرة تطلق دورة أخرى منثم يتقلص مرة أخرى إقيمة عظمى فسر وجود مثل ومرة أخرى ال ي. إلى ما ال نهايةوهكذا ... .التمدد والتقلص

.بمجرد القول أنه كان دوما يقفز بسرور وهو يمضي في طريقههذا الكون . في الثرموديناميكلقانون الثانياويتعلق اعتراض آخر بما يدعى

وهي أي –يركز هذا القانون في أكثر صيغه شموال على العمليات الالعكوسة ومثال جيد على . شيء يمكنه أن يذهب في اتجاه وليس في االتجاه المعاكس

فال يمكنك الحصول على النجم مرة : هذا هو انهيار نجم إلى ثقب أسودعلى سبيل المثال (كوسة في الكون بمعدل معين تتم أية عملية ال ع. أخرى

-١٠٣-

وفي . لتصل إلى حالتها النهائية في زمن محدد) احتراق نجم أو انهيار نجمينهاية فيجب إذن أن يكون في تلك الحالة لو كان الكون قديما إلى ما ال

ومثل ساعة تتوقف فمن المفترض أن تكون ساعة الكون . النهائية اآلنحالته .١٤ )٥انظر الصندوق (.ومن الواضح أنها لم تفعل ذلك. قد توقفت اآلنالعظيمة

لماذا اليمكن للكون أن يكون قد وجد لألبد٥الصندوق الثاني في الثرموديناميك القانون حول الفيزيائيون علم١٨٥٠بحلول عام

ال يمكن ألي محرك أن وعلى سبيل المثال، . الذي يحرم اآلالت دائمة الحركةوبالنسبة للشمس والنجوم . نهاية دون إعادة تزويده بالوقود ال لى مايعمل إ

فالشمس . األخرى فإن القانون الثاني في الثرموديناميك يعني نهايتها المحتمةوفي الحقيقة ( على األرض ظلت تشع بشكل ثابت التي تدعم معظم الحياة

نها تستمد طاقتها ونعلم اليوم أ. بليون عام٤,٥ل ) أصبحت أكثر إشعاعا بقليل ولكن من ١٨٥٠بذلك عام من التفاعالت النووية في لبها، غير أن أحدا لم يعلم

الواضح أنه كان هناك مصدر للطاقة من نوع ما وليس هناك مصدر للطاقة غير فعاجال أم آجال سينفد : فالشمس ال تستطيع االستمرار باالحتراق لألبد. قابل للنفاذ

وبعد . و يظهر حساب بسيط أنها في منتصف دورة حياتها. مخزونها من الوقود بليون عام ستقع في مشكلة وستنتهي باالنهيار إلى ما يدعى ٥ إلى ٤حوالي

فالنجوم . فهي ليست خالدة: والقصة مماثلة بالنسبة للنجوم األخرى. بقزم أبيضجين غاز الهيدرو(أن هناك كمية محدودة من المادة الخام وبما. تولد وتموت

قت الذي ال تصنع فيه نجوم سيأتي الوفي مجرتنا ومجرات أخرى ) كل رئيسبشوستنتهي النجوم الموجودة وتمضي أيامها كثقوب سوداء ونجوم جديدة،

لقد كان هذا الميل العام واضحا في القرن التاسع . نيوترونية أو أقزام سوداءيستنتج أحد في ذلك ومع ذلك لم . عشر، وأشير إليه بالموت الحراري للكون

ال يمكن أن يكون الكون قد بقي لألبد بدون تغيير، على : الوقت النتيجة الواضحةوعلى هذا . األقل في حال تشبه حالته الحالية وإال فسيكون مسبقا مقبرة نجمية

االستنتاج أن ينتظر حتى القرن العشرين واكتشاف تمدد الكون من قبل دي .لذي قاد إلى نظرية االنفجار الكبير ألصل الكونسليفر وهوبل وهو التطور ا

-١٠٤-

إن المشكلة النهائية بخصوص نظرية القفزة الكبيرة هي أنه تحت مجال بحسب نظرية النسبية (واسع من الشروط ال يزال يتشكل نوع من المنفردة

أي أن بعض –ومن الصحيح أن المنفردة لن توقف الكون بكامله . )العامة ولكنها تعني أننا ال نستطيع تجنب مواجهة قضية – قد تخطئها المادة الساقطة

وإذا .وجود حد للزمكان في الماضي بمجرد جعل الكون غير متناسب قليالكان علينا أن نواجه منفردة على أية حال فمن األجدى أن نجعلها منفردة

.انفجار كبير شامل بدل أن تكون منفردة قفزة كبيرة متوارية عندما كنت ال أزال هو الحكمة المعتمدة إلى حد بعيدالسابقكان الوصف منفردة ألنلقد قيل بأن االنفجار الكبير حدث بدون مسببات. طالبا في الستينات

جاعلة أية والفيزياء النظرية الزمكان التي حددته تشير إلى انهيار الزمكان لقد بدا وكأن هذا .اأفكار يمكن تطبيقها عليه حول السبب والنتيجة ال معنى له

ن كانوا على لكن علماء الكو. سيضع نشأة الكون خارج نطاق العلم لألبد وكان بعض المنظرين المغامرين مصممين أن وشك الشروع في خطوهم

لقد أتى التقدم لألمام من جهة غير . يجدوا وصفا علميا شامال لمولد الكون . متوقعة نوعا ما

؟كن أن ندفع نظرياتناإىل أي مدى حنو املاضي ميأن نطبق أفضل معرفتنا علينا ولة إعادة بناء قصة الكون األوليلمحاوتقدم فيزياء . على الظروف القصوى بعد االنفجار الكبير مباشرة بالفيزياء

التي يمكن استخدامها العالية بعض البيانات التجريبية الجسيمات ذات الطاقة ت أبكر وأبكر علينا أن نعتمد على نظريات ولكن مع اعتبارنا للحظا. كمرشد

يستخدم التضخم النظريات الموحدة العظيمة ، وعلى سبيل المثال. أكثر تخمينا . التي لم تؤكد تجريبيا حتى اآلنGUTلفيزياء الجسيمات

قد ال تطبق إذا عدنا إلى اللحظة حتى النظريات الفيزيائية الراسخةوعندما يأخذون فكرة أو extrapolation استقراء ةويستخدم العلماء الكلم. صفر

-١٠٥-

ويطبقونه على مقياس مختلف من حيث الحجم ، نظرية أو قانونا في الفيزياء نظرياتنا الفيزيائية والسؤال هنا هو إلى أي مدى يمكن استقراء. أو الطاقة

قبل أن تصبح الشروط مبالغا فيها جدا لتكون رجوعا إلى لحظة نشوء الكونإن الشيء المدهش بالنسبة لعلم . ا ثقة بأنها ال تزال تنطبق بدون أي تعديللن

، فعلى سبيل المثال. الفيزياء هو المدى الذي يمكن فيه استقراء بعض نظرياتهرائعا حول الخصائص الكهرطيسية وصفا تقدم نظرية ماكسويل في

ناطيسية بين الكهرطيسية ضمن الذرات ولكنها تنطبق أيضاعلى الحقول المغإنها تصف تأثيرات . مرة٣٢ ١٠المجرات التي يكون نصف قطرها أكبر ب

الحقول المغناطيسية الضئيلة على األشعة الكونية في الفضاء بين المجرات أيضا magnetarsالنجوم المغناطيسية وتصرف النجوم المنهارة التي تدعى . مرة١٠٢٠ألنها تدعم حقوال مغناطيسية أقوى ب

أن من الصحيح ؟ما تقييم نظرية النسبية العامة آلينشتاين في هذا الصددالنسبية العامة تنجح نجاحا باهرا سواء طبقت على مقياس النظام الشمسي أو

ولكن كيف نعرف أنها ال تزال تنطبق عندما يتقلص . على مقياس الكونفزة كبيرة في اإليمان إنها بالتأكيد ق؟الكون إلى حجم كرة البليارد أو إلى ذرة

. بكل المقاييس نزوال إلى الحجم صفرالنظرية ذاتهالتطبيق فإذا لم يكن . وللفيزيائيين قاعدة تجريبية حول مسائل التكبير والتصغير

ال شيء لتثبيت المقياس الذي يمكن مقارنة –للنظرية ضمنا وحدة طول ى تتوقف النظرية أو إذا كانت فال توجد طريقة للتنبؤ مت –العملية الفيزيائية به

إن نظرية ماكسويل في الكهرطيسية ال تحتوي مثل . ستتوقف على اإلطالقلكن . هذه الوحدة األساسية للطول حتى عندما توحد مع الميكانيك الكمومي

ولذا العامة ال تحتوي ضمنا وحدة طول إن نظرية النسبية . الثقالة قصة أخرى أو هبوطا حتى أصغر مدى زماني ر حجم كوني مدها صعودا إلى أكبيمكن

-١٠٦-

ولكن . ومكاني دون أن تعطينا دليال متى ستفشل أو فيما إذا كانت ستفشللقد . عندما تتوحد الثقالة مع الميكانيك الكمومي فإن وضعا جديدا تماما سيظهر

ت أن الثاب١٩٠٠الحظ ماكس بالنك مؤسس نظرية الميكانيك الكمومي عام وهو العدد الذي hما ندعوه اآلن ثابت بالنك -لجديد في الفيزياء األساسي ا

وثابت c يمكن أن يتحد مع سرعة الضوء –يحدد مقياس الظاهرة الكمومية وقد .١٥ليصنع كمية لها واحدة الطول) ٦انظر الصندوق ( لنيوتنGالثقالة

ا حوالي عرفت هذه على أنها طول بالنك على اسم ماكس بالنك و تبلغ قيمتهإن وجود مقياس الطول . مرة أصغر من نواة ذرة١٠٢٠ سم أو ٣٣-١٠

األساسي هذا يقترح أنه إذا عولجت الثقالة بالميكانيك الكمومي فإن شيئا هاما وعلى األخص . سيحدث عندما يتقلص النظام المعني إلى حجم ثابت بالنك

دم أية إشارة إلى الظاهرة نتوقع أن نظرية النسبية العامة آلينشتاين التي ال تقيمكن توقع انحراف : الكمومية ال يمكن استقراؤها بدون تعديل إلى هذا الوضع .١٦كبير من تنبؤ النسبية العامةعند طول بالنك أو أقل منه

إن المقياس اآلخر لمعرفة متى ستصدم التأثيرات الكمومية بالثقالة هو بتقسيم طول بالنك على ببناء وحدة طبيعية للزمن يمكن الحصول عليها

٤٣- ١٠ويعطي هذا ما يدعى بزمن بالنك وهو حوالي . سرعة الضوءأن تفشل نظرية آينشتاين عند ، بناء على أسس عامةوقد يتوقع المرء. ثانية

وفي سياق نشأة . هذا المقياس الصغير للزمن لتستبدل بنظرية كمومية للثقالةن بالنك يفيد فإن زم منفردة أولية ار الكبير واحتمال وجودالكون من االنفج

علينا أن ال نثق بالنسبية العامة عندما تستقرأ إلى مجال صغير يقع : كتحذيرولن يؤثر هذا على التضخم على . ضمن واحدة زمن بالنك من منشأ الكون

أي (األقل بالنسبة للنسخة التي وصفتها مسبقا، والتي تحدث بعد ذلك بكثير لكن التأثيرات الكمومية . )ثانية أو بليون زمن بالنك ٣٤- ١٠عند حوالي

-١٠٧-

بد أن تغير بشكل كبير كل األشياء حول المنفردات والمنشأ للثقالة اللقد كان هذا اإلدراك هو الذي قاد إلى خلق حقل جديد من . األصلي للكون

.الكونية الكمومية: البحث

؟G ما هي ٦الصندوق يوتن بشكل صحيح أن شدة قوة كما شرحت في الفصل األول خمن ن

١ويظهر الشكل . الثقالة بين جسمين تتناقص مع مقلوب مربع المسافة بينهماالحظ أنه ال . لكن ليس هذا القصة كلها. مخططا لعالقة القوة بالمسافة الفاصلة

تتغير القوة نسبيا يخبرنا قانون نيوتن كيف. توجد وحدات محددة على المنحنيلكنها ال تقول شيئا ) وهكذا.... مرات عند نصف المسافة٤ر ب أكب(مع المسافة

لقد استنتج نيوتن بشكل صحيح أن الشدة تعتمد على . حول الشدة المطلقة للقوة. زال هذا غير كاف اللكن. أي كتلتيهما–كمية المادة التي يحتويها الجسمان

متر عن ١ ويبعدان كغ١ قوة الثقالة بين كتلتين كل واحدة منهما افإذا سألت مإن . بعضهما بعضا فلن تستطيع الحصول على الجواب من نظرية نيوتن وحدها

ومتى تم ذلك . وترى ماذا قررت الطبيعةطريقة الوحيدة للحل هي أن تقيسهاالأن قانون الثقالة عام يحدد المقياس، وتقرر ) كما فعل نيوتن مسبقا(وبافتراض

وبالنسبة . (تل و المسافات كلها في أي مكان في الكونالقوة المطلقة بالنسبة للك ).٢- ثا ١- كغ ٣ م١١- ١٠ * ٦,٦٧٣للفضولي فالجواب هو

. من الصعب حقا قياس قوة الثقالة بين كتلتين معروفتين لكن هذا حصل فعالكانت الطريقة المبكرة هي معرفة كم يجذب جبل ما وزنا متدليا بعيدا عن الشاقول،

ويمكنك اليوم الحصول على . ديد شدة القوة بمعرفة كتلة الجبل بشكل تقريبيثم تحإن قوة الثقالة بينهما ضئيلة لكن . جواب محترم في المخبر باستخدام كرتين معدنيتين

وعلى أية حال فالفكرة هي أنه يوجد ثابت . من الممكن قياسها باستخدام أجهزة حساسة والذي يضرب بقانون - Gوتن والذي يشار إليه ب ثابت الثقالة لني–أساسي للطبيعة

ولو كان أكبر بمرتين فستكون قوى الثقالة كلها في . القوة ليعطي القيمة الحقيقية للقوة

-١٠٨-

دعني أؤكد مرة أخرى أنه ال ). إذا بقي كل شيء آخرعلى حاله(الكون أقوى بمرتين يعتقد معظم الفيزيائيين و. نيوتن إذ يجب قياسها تجريبيا من نظرية G اشتقاقيمكن

األوقات كلها على أي أنه نفسه في األماكن و– عام ثابتGالذين جاؤوا بعد نيوتن أن وتمتلك قوى الطبيعة كلها الخاصة . الرغم من أنهم ال يعلمون لماذا هذه القيمة بالذات

غير فمهما كانت صيغة العالقة الرياضية لقوانين القوى ال زالت هناك ثوابت . نفسهاتحدد الشدات ) ألن قيمها يمكن أن تكون مختلفة»عوامل«تدعى غالبا (محددة كلية

.المطلقة للقوى ويجب قياسها بالتجربة من أجل معرفة قيمتها

الكونية الكمومية الكونية وهي دراسة الكون –إن دمج الحدين المتطرفين للفيزياء

أمر طموح –تحت الذرية ية ولكمومي وهو دراسة النظم الذروالميكانيك الكن هذا لم يمنع بعض الفيزيائيين المتميزين من العمل على .بكافة المقاييس في الستينات والذي John Wheelerكان أولهم جون ويلر. هذا الموضوع

حاجج بأن عدم التأكد الكمومي سيزيل المنفردة ويستبدل االنحناء الالمتناهي إن أحد الوجوه لرؤية ذلك هو مقارنة . عقيداللزمكان بشيء ألطف وأكثر ت

إن تطبيق الميكانيك الكمومي على إبرة . المنفردة برأس إبرة حادة المتناهيةوفي الحقيقة سيجعله غير ل موقع رأسها غير مؤكد نوعا ما حقيقية سيجع

الميكانيك الكمومي من حدية منفردة الزمكان التي ربما »سيقلل«هل .حادالكونية شيء آخر فاإلبر شيء والمنفردة حسنا؟ ماضي كونناكانت تحد .

ومن البداية يجب عند التعامل مع الثقالة الكمومية تطبيق الميكانيك الكمومي .وهذا يثير مشاكل تقنية وفكرية عميقة. على الزمكان وليس على المادة

ة ستبقى مشكلة طبيعة الحال، وحتى لو أمكن التغلب على هذه الصعوباتا يحتاج شرحه ولفهم هذه المشكلة فكر بنظام بسيط جد. الكمومية للكون

لميكانيك الكمومي بدقة كيف يصف ا. ذرة الهيدروجين– للميكانيك الكمومي. لكترون الذي يدور حول البروتون يمتلك بعض الطاقات الكمية فقطأن اإل

–كيل طاقي أخفض تش–وتبدأ مستويات الطاقة هذه عند الحالة األساسية

-١٠٩-

للتنبؤ بتصرف ذرة ولذا . األكثر طاقةالحاالت المثارةوتستمر في سلسلة من . من الضروري تحديد الحالة الموجودة فيها أوال بالضبطهيدروجين محددة فستبقى ببساطة هناك ا كانت الذرة في الحالة األساسية إذوعلى سبيل المثال

فسيقفز اإللكترون هابطا إلى ألعلىت في أحد الحاالت المثارة الكنها لو كانإن خيارات الحالة الكمومية لذرة .الحالة األساسية مصدرا فوتونا أو أكثر

يمكن لإللكترون على سيبل المثال أن يكون في واحد (الهيدروجين غير محدودة وبالمثل فقد . )٦ انظر الصندوق –متناه من مستويات الطاقة العالية من عدد الكون بكامله في واحد من عدد ال محدود من الحاالت الكمومية المختلفة يكون ال

لذا أية حالة . وهذا ال يساعد كثيرا-مما ينتج نتائج مختلفة من خيارات مختلفة ستيفان هاوكنغ من جامعة كامبردج اقترح ؟كمومية يوجد عليها الكون فعال

ا باربرا في أوائل بالتعاون مع جيمس هارتل من جامعة كاليفورنيا سانت نوع من – خاصة بالكون »طبيعية«أنه قد تكون هناك حالة كمومية ، الثمانينات

.١٧ وقد عبرا عنها بنموذج رياضي خاص–الحالة األساسية

كيف أمكن للكون أن ينشأ حرفيا من الشيءهاوكنغ - على الرغم من أن الفهم الصحيح للحالة األساسية لهارتل

قدمة إال أنه من الممكن إعطاء فكرة تقريبية بواسطة يتطلب رياضيات مت »ينشر بها«إن الخاصة الرئيسة للحالة المختارة هي الطريقة التي . صورة

وبتطبيقها على جسيم كاإللكترون فإن . عدم التأكد الكمومي المكان والزمانانظر (. عدم التأكد الكمومي يعني أن مكانه وحركته غير محددين نوعا ما

وبتطبيقها على الزمكان يتنبأ عدم التأكد الكمومي أن المكان . )٦صندوق التنتشر النقاط في الفضاء واللحظات : والزمان نفسيهما غير محددين نوعا ما

الكيانات الكمومي يعني توزيع لكن األكثر من ذلك أن الغموض. في الزماني الحياة اليومية ف. شرح ما أعنيه بهذاأدعني . للزمان والمكانالمستقلة

– ليس هناك أي تناقض –المعتادة فإن الزمان هو الزمان والمكان هو المكان على الرغم من أن الزمان والمكان هما تقريبا الشيء ذاته لكونهما جزءا ومقدارا

في . ولكن في الحقل الكمومي تصبح هويتهما المحددة مشوشة. من زمكان موحد

-١١٠-

من الزمان مثل مجاالت من المكان والعكس بعض األوقات تتصرف فترات زمة أإن . يصبح المكان شبيها بالزمان ويصبح الزمان شبيها بالمكان: صحيح

: صغيرة جدا– المكانية والزمانية تذبذبات كمومية في –الهوية الناجمة عن ذلك لكنها . في الحقيقة فإنها محصورة إلى حد قريب أو بعيد بأطوال بالنك وأزمانه

.مكن أن تكون ذات أهمية بالغة في إطار نشأة الكوني هاوكنغ تشتت زمان –ولفهم كيف تتضمن الحالة الكمومية لهارتل

إن هذا تمثيل تخطيطي جدا . ١٥ مكان ممكن انظر إلى الشكل - ممكن بعدين للمكان استبعدت لقد . يمثل الزمان شاقوليا والمكان أفقيا. للكون المتمدديمكننا أن . )أي مكان مغلق(ى بعد واحد مرسوم على شكل دائرة وأبقيت عل

نرى بنظرة خاطفة أن الكون يتمدد ألن نصف قطر الكرة يزداد بعد أزمان وبالمقابل كان في الماضي أصغر حتى بداية الزمن التي يرمز لها . الحقة

وفي . االنفجار الكبيرمنفردة فهو يتقلص إلى ال شيء وهي، بالزمن صفره الصورة يبدو الزمكان مثل مخروط مقلوب لكن عدا القمة الحادة في هذ

إن تأثير عدم التأكد الكمومي هو . قاعدته يجب عدم إعطاء اهتمام كبير للشكللقد استبدلت . ١٦تحويل شكل المخروط قرب القمة بحيث يبدو كما في الشكل

ية على شكل طبق الزمكان بنها منفردةوالتي تمثلمتناهية الالالنقطة الحادة ولذا فهو صغير جدا ، يبلغ نصف قطر هذا الطبق حوالي طول بالنك. مدور

لذا فقد أزيحت المنفردة . وهذا شيء مهم–بالمقاييس البشرية لكنه ليس صفرا .في هذا الوصف

وبالترجمة إلى لغة الزمكان واستخدام وصفنا المعروف بعرض الفيلم نحو نصف قطر يساوي باستمرارنا يتقلص رجوعا فإن هذا الشكل يصف كو

يتم هذا لكن قبل أن . من المقدر أن يصله في زمن محدد متنبأ بهالصفر ويبدأ الزمان نفسه بالتشتت ) قبله بزمن بالنك واحد تقريبا(الحدث الوحيد المنهي

ينقلب ال .بسبب مشكلة الهوية ليبدأ بتبني مواصفات أكثر فأكثر شبها بالمكان هاوكنغ يتكفل – فالنموذج الرياضي المقترح من هارتل – ان فجأة إلى مكانالزم

يصبح الزمان شبيها كامال »أسفل الطبق«وفي .لكنه يتالشى باستمرار –بذلك وباستخدام مصطلح الزمان المتجه إلى األمام فإن هذا يعني أنه عند بدء . للمكان

-١١١-

لم يكن . حول أحدها نفسه إلى زمانالكون كانت هناك حقيقة أربعة أبعاد للمكان فجائي للزمان على الرغم من أنها كانت بحسب »انقالب«هذا التحول عملية

أو أنها(واستغرقت حوالي زمن بالنك واحد ، المقاييس البشرية عملية سريعة جدا. لكن المهم أنها لم تكن لحظية. )باألحرى كانت ستفعل لو وجد الزمان نظاميا

وهي الحادث بال سبب التي بدت وكأنها -دلت النشأة الوحيدة للكون لقد استب متدرجة ناعمة رية بنشأة في هذه النظ-تضع نشأة الكون خارج نطاق العلم .١٨تخضع لقوانين الفيزياء في كل مكان

المنفردة عند مولد الكون: ١٥ الشكل

نسبية العامة المؤسس على نظرية ال في نموذج االنفجار الكبير القياسي، ينشأ الكون من حالة منفردة من الكثافة ينشتاين مع افتراض التجانس التامآل

الالمتناهية ومن انحناء الزمكان الالمتناهي واللتين تبينان في هذا الشكل تخطيطيا ولتسهيل التخيل أظهرت المكان في بعد واحد ومغلق . على شكل قمة قمع مقلوب

التي يشار إن المنطقة تحت القمع. )مة ثالثية األبعادتمثل كرة متضخ(في دائرة ال توجد كمنطقة االنفجار الكبير »قبل«والتي يبدو أنها تقع » ال شيء«إليها ب

. ن من منفردةآفالمكان والزمان كالهما يبد. فيزيائية في هذا النموذج

-١١٢-

ليست جدية ؟ هوكنغ لنشأة الكون–ما مدى جدية وصف هارتل إن قيمتها تكمن بصورة رئيسة في أنها تطلعنا على . ريتماما في نظ

. ما يمكن أن تكون عليه نظرية فيزيائية حول نشأة الكون من ال شيءفإنها تبين كيف ، وفيما إذا كانت النظرية كما صيغت صحيحة أم ال

وقبل . مسألة مستحيلة ظاهرياعوائقيمكن للمرء أن يمر برشاقة بين فترض إما أن الكون قد وجد دوما بشكل أو هاوكنغ ا - عمل هارتل

بدأ «وهي لحظة وحيدة ، آخر أو أنه كانت هناك لحظة أولى في الزمن هاوكنغ يعطي المرء –لكن كون هارتل . الزمان بدون سبب» منها

ألنه يمتلك خاصتين متناقضتين ويدعه يأكلها أيضا كعكته الكونيةال يمتد الزمن رجوعا إلى –فهو من جهة محدود في الماضي . ظاهريا

ويمثل . ومن جهة أخرى ال يمتلك لحظة خلق محددة جيدا–الال نهاية بمعنى ما الحد السابق للزمان من غير أن ٦قعرالطبق في الشكل

.يكون لحظة أولى

هاوكنغ ال يصف كونا كان - دعني أكرر بأن اقتراح هارتلير ولم يوجد أي كون قبله فال زال هناك انفجار كب .موجودا على الدوام

لكن المحاوالت لتحديد اللحظة األولى فشلت إذ أنها . ولو لمكرو ثانيةإن السؤال عما حدث . ضاعت في عدم التأكد العام للميكانيك الكمومي

وبحسب . عقيم أمر- » الطبق« وما يوجد تحت –قبل االنفجار الكبير . ل القطب الشماليكلمات هاوكنغ فإن هذا يشبه السؤال عما يقع شما

ليس ألن أرضا سرية من ال شيء هناك ولكن ألن الجواب هو ال شيء »شمال القطب الشمالي« مثل المنطقة »قبل االنفجار الكبير«الحقبة

.ببساطة غير موجودة

-١١٣-

األصل الكمومي للكون١٦الشكل فإن، والمبنية على اقتراح هارتل وهاوكنغ، في هذه الصورة التخطيطية

الكون محاط في الماضي ولكن ال يوجد هناك منشأ من منفردة وحيدة انبثق لكن الزمان أصبح مشابها للمكان باستمرار قرب البداية . الزمان منها فجأة

. نتيجة لتأثيرات الميكانيك الكمومي

وعلى الرغم من الترحيب بهذا التطور في إزالة النشأة السحرية للكون اوكنغ ه- إال أن نظرية هارتل- ع مشاكل الكون األبدي دون التعارض م-

التي بذلت لوصف الكون بحسب الميكانيك والمحاوالت العديدة األخرى تكون نشأة الكون إما أن: الكمومي تصطدم بمسألة مبدئية عميقة أخرى وهي

وأعني بالثاني أنه ال يوجد تفسير (أو أنها حدث فوق الطبيعي حدثا طبيعيا إذا برر نستطيع إعالنه حدثا طبيعياولكن بأي م. )من داخل العلم وحدهكامل

٨ م–اجلائزة الكونية

-١١٤-

إن الحدث الطبيعي هو الذي يمكن أن يحدث ؟كان قد حدث لمرة واحدة فقطوهي طريقة حذرة للقول أنه . باحتمال أكبر من الصفرالطبيعةحسب قوانين

فيمكنه أن اء ن لكون أن يقفز للوجود من ال شيء بفضل قوانين الفيزيإذا أمكوكما أوضح الفيلسوف الكندي جون ليزلي . وهكذا.. .يفعل ذلك ثانية وثالثة

John Leslie فسيكون من المستغرب جدا أن تحمل العملية الفيزيائية التي عملت هذه العملية لمرة واحدة « فت وراء حادثة خلق الكون العنوانوق

يقدمها فيزيائية التي قدفمهما كانت النظرية ال، وبعبارات أخرى. ١٩»فقطفإن النظرية ذاتها تصف نشأة أكوان عديدة أخرى المرء لوصف نشأة الكون

وبالمصادفة ينشأ مثل هذه النظرية . حقا نشأة عدد ال محدود من األكوان– . من سيناريو التضخم الكوني

التضخم األبديهي ظرية الكون المتضخم األصلية لغوثإن إحدى نقاط الضعف في ن

الحاجة الفتراض أن حقل التضخم نشأ بالضرورة من حالة مثارة غير مستقرة لقد ألمحت الحسابات إلى أنه لو كان االنفجار . الحالة التي سببت تمددا أسيا–

فقد يبرد حقل ، الكبير الذي سبق التضخم بأجزاء من الثانية حارا بما يكفيلعديد من المنظرين لم يقتنعوا بذلك أو لكن ا. التضخم آليا إلى الحالة المطلوبة

Andreiلقد وجد عالما الكون الروسيان أندريا ليندي . ظنوا أن األمر ملفق

Lindeألكس فيلنكين الذي يعمل اآلن في ستانفورد و Alex Vilenkin الذي التضخم تتجنب التطرق »بدء«طريقة أفضل ل ، يعمل اآلن في جامعة تافتس

إن الفكرة الرئيسة هي أنه ما إن يبدأ التضخم حتى . صةإلى شروط أولية خاويعود السبب في هذا . يصبح من الصعب عموما وقف حدوثه في كل مكان

إلى التذبذبات الكمومية نفسها التي ناقشتها مسبقا بالعالقة مع البنية الضخمة عدم التأكد خم الذي يسبب التضخم يخضع لعالقةإن حقل التض .للكونولذا فإن قوته ستتذبذب آنيا وعشوائيا من مكان آلخر ومن زمان ، يرغلهايزن

-١١٥-

وإذا كان الحقل في حالة مثارة وغير مستقرة فإنه يميل إلى التخافت . آلخرولكن في البقع النادرة . وهذا هو االقتراح األصلي لغوث–ووقف التضخم

فإن التضخم ، حيث يعاني الحقل من تذبذبات مقوية أكبر من معدل التخافتوعلى الرغم . )يزداد معدل التضخم مع زيادة قوة حقل التضخم(يزداد عادة

معظم (موزعة بشكل متباعد مناطق المعاكسة للحالة الطبيعية من أن هذه ال. فإنها تولد الكثير من المكان) التذبذبات صغيرة جدا للتغلب على التخافت

جم المكان في فترات زمنية تذكر أن العالمة المميزة للتضخم هي تضاعف ح تسيطر مناطق التضخم النادرة ولذا فبحسب الحجم الفيزيائي. محددة متتاليةخلق من ، ولذا سيتألف الكون في معظمه من مكان متضخم. بشكل كامل

التضخم عن توقفتتفصل بينها مناطق ، مقويةمناطق نادرة بتذبذبات .أي أنها تتمدد بمعدل متناقص -وتحولت إلى أكوان تتمدد بالشكل التقليدي

وبما أنه ال يمكن إيقاف التذبذبات الكمومية فستكون هناك دوما مناطق وستمثل هذه المناطق الحجم تستمر في التضخماء في مكان ما،في الفض

ولذا يمكن للنظام أن يستمر في توليد أكوان جيبية . الفيزيائي األعظم للفضاءكون جيبي نعومة المنطقة المتضخمة التي وسيرث كل . بصورة ال نهائية

تشكل منها طبعت فوقها بعض التذبذبات الكمومية الصغيرة التي ستخلق بنية أصغر بكثير من ت ضمن كون جيبي عادةتكون التذبذبا(. ذات مقياس ضخم

وهو ، وهناك سؤال ال زال بدون حل.٢٠ )التذبذبات بين كون جيبي وآخروكما في نظرية غوث . ضخم يحتاج إلى بدايةفيما إذا كان النظام المت

.يمكن أن يكون المنشأ األولي على شكل انفجار كبير محدد بمنفردة، األصليةأن يكون الكون المتضخم المولد : ولكن يمكن أيضا تصور عدم وجود بداية

نموذجه على أنه ويفضل لند الذي يشير إلى .٢١ألكوان جيبية موجودا دوماوأبدي ألن ، عشوائي بسبب التذبذبات العشوائية- ي أبديتضخم عشوائ

كما »إن العملية بأكملها«. االقتراح الثاني-نهاية التضخم ليس له بداية أو

-١١٦-

من خلق وإعادة خلق ذاتي عتبارها كتفاعل متسلسل ال متناه يمكن ا«كتب .٢٢»ال نهاية لهما وربما لم تكن لهما بداية

الكون املتعددوعلى الرغم من . ضخم األبدي بشكل كبير طبيعة علم الكونيغير الت

إال أنه ، أنه يفسر األشياء ذاتها كما تفعل النسخ األخرى من نظرية التضخم هو »الكون«فما كنا ندعوه حتى اآلن ب . يؤسس أساسا فكريا مختلفا تماما

بي واحدة أو من كون جي»فقاعة«في هذه النظرية مجرد جزء بسيط جدا من موجود بحد ذاته – كون متعدد - مجموعة ال متناهية من األكوان ضمن

، Leonar Susskindويشير ليونارد ساسكند . ضمن فضاء متضخم ال نهاية لهوهو عالم في الفيزياء النظرية من جامعة ستانفورد، إلى الكون المتعدد

قدم لذا ي٢٣.»كون على شكل حمام من الفقاعات«بصيغة شعرية على أنه – أو فقاعتنا –التضخم األبدي آلية ال تستنفد لتوليد األكوان حيث يشكل كوننا

وسيولد كل كون جيبي من انفجار حراري ينطلق في . ناتجا واحدا منها فقطتلك الفقاعة عندما يتوقف التضخم وسيتابع هذا الكون ليتمتع بدورة حياة من

نظام حمام الفقاعات ككل لكن .التطور وربما سيعاني في النهاية من الموت . خالد ال يموت

وتتنبأ . بعيدة جدا الجواب القصير هو أنها ؟أين هي األكوان األخرىنظرية التضخم بأن حجم فقاعة نموذجية أكبر بمقدار هائل من حجم الكون

ومن المحتمل أن كوننا . وأعني بمقدار هائل أنها أكبر بشكل أسي. المالحظقارن هذا مع حجم ! كم١٠١٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠ في عمق منطقة بقطرالمالحظ موجود

ة نقلنا وحتى لو أمكن بطريقة سحري٢٤. كم٢٣ ١٠الكون المالحظ وهو مجرد وبدال من ذلك ستكون . فلن نلتقي بالكون المجاور لنا مباشرةإلى حافة فقاعتنا

٣٤ ١٠هناك منطقة يستمر فيها تضخم الفضاء بحيث يتضاعف في الحجم كل ولذا على الرغم من أن أكوانا جيبية ككوننا تتمدد إال . ثانية أو أسرع من ذلك

أنها لن تتقاطع أبدا ألنها تتحرك بعيدا عن بعضها بعضا وألن الفجوات بينها

-١١٧-

ولذا من المستحيل فيزيائيا حتى . تتضخم بسرعة أكبر من توسع حدودها . للضوء أن يعبر الهوة المتوسعة بينها

ولكن في ال كبيرا ليس في علم الكون فقطثل التضخم األبدي تحويمومنذ خمسة قرون . لقد أصبح الكون فجأة كبيرا جدا جدا. أسسه الفلسفية أيضا بقطر ال يتعدى آالف من الناس كونا يتمحور حول األرضفقط تصور العديد لى بعد عدد من وأظهرت والدة علم الفلك أن النجوم تقع ع. الكيلومترات فقط

السنين الضوئية عن األرض وفي القرن العشرين أصبح من الواضح أن لقد أخذ . مجرات أخرى تقع على بعد ماليين وربما باليين السنين الضوئية

.هذا االتساع الهائل للمقياس اآلن قفزة أخرىوكما في العديد من حاالت التقدم العلمي األخرى فإن فكرة الكون

غوتفريد لقد اقترح الفيلسوف والرياضي والفيزيائي. ت جديدةالمتعدد ليسأن عالمنا هو مجرد عضو في القرن السابع عشرGottfried Leinbnizليبنز

ولم يعن بذلك مجموعة من الكواكب في مجموعة من العوالم ) حقااألفضل(صائصه ولكل منها خها لها زمانها ومكانها الخاص بهاوإنما أكوانا بكامل، فقط

وفي القرن الثامن عشر لعب الفيلسوف ديفيد هيوم . ترتيباته للمادةالمميزة وDavid Hume بفكرة أن كوننا ربما كان نتاج عملية طويلة من التجربة

:والخطأ قام بها خالق غير كفءكم ستكون الفكرة التي نشكلها رائعة عن عبقرية ، لو تفحصنا سفينة ما

لكن كم هي ؟هذه اآللة المعقدة النافعة الجميلةذلك النجارالذي صنع مثل عندما نعلم أنه مجرد ميكانيكي غبي قام بتقليد ،الدهشة التي سنشعر بها

ونسخ فنا تطور تدريجيا خالل عدة عصور، وبعد العديد من ، آخرين ربما جرب صنع ؟التجارب واألخطاء والتصحيحات والتأمالت والمجادالت

، ضاع كثير من الجهد: قبل أن ينشأ هذا النظام، منذ األبدالعديد من العوالم لقد حصل تطور بطيء ولكنه مستمر : وأجري عدد من التجارب الفاشلة

.٢٥ خالل العصور السحيقة في فن صنع العوالم

-١١٨-

إن الزيادة الهائلة في األبعاد الكونية الممثلة باألكوان المتعددة هي ومنذ كوبرنيكوس اقترح . الفلسفيمجرد ناحية واحدة من نواحي التحول وكما شرحت في الفصل الثاني . العلماء أنه ال شيء يميز موقعنا في الكون

فاألرض كوكب نموذجي : بمبدأ االعتياديةفغالبا ما يشار إلى هذه الفكرة على توزع المادة وبتطبيقه. يدور حول نجم نموذجي ضمن مجرة نموذجية

والذي يعني أنه في حال بالمبدأ الكوني يادية يدعى افتراض االعت، في الكونض أن الكون هو نفسه في كل علينا أن نفتر، عدم وجود إثبات على العكس

ويدعم المبدأ الكوني بحقيقة أن الكون متجانس إلى ). بالمقياس الضخم(مكان خم األبدي تعارض مبدأ لكن نظرية التض. أبعد مدى تصل إليه أجهزة قياسنا

تقديمها لكوننا على أنه موجود ضمن فقاعة محاطة بشيء مختلف باالعتياديةمن الصحيح أنه قد يكون هناك عدد ال يحصى من . )منطقة متضخمة(جدا

إنه كما – فقاعة عادية ليساألكوان الجيبية األخرى وراء كوننا ولكن كوننا ن وهناك كل سبب لالفتراض بأ، سنرى في الفصول الالحقة بعيد عن هذا جدا

.كوننا الجيبي مميز حقا

: النقاط الرئيسةü وال زال . بليون سنة بانفجار كبير حار١٣,٧بدا الكون كما نعرفه منذ

وهو يسبح ضمن أشعة ن يتمدد ولكن بمعدل أقل بكثير، الكون إلى اآلهي الوهج الناتج عن ) CMB(أمواج مكروية كونية خلفية –حرارية

لقطة فوتوغرافية عن الكون بعد CMB لوتقدم ا. االنفجار الكبير . سنة من االنفجار الكبير٣٨٠٠٠٠

ü ولكن على مستوى تجمع من ، الكون متجانس على مقياس كبير جدأوتنعكس . فإن المادة المرئية متجمعة مع بعضها بعضا، المجرات أوأقل

بكليته ناعم لكنه يحتوي على والذي ه CMBهذه البنية في ال . اس معين بمقي»تموجات«

-١١٩-

ü تفسر البنية األساسية للكون بشكل جيد بنظرية تدعى التضخم تقترح بأنالكون خالل الجزء األول من الثانية من وجوده قفز في الحجم بعامل

.ضخم جدا بسبب نبضة هائلة من مضاد الثقالة

ü وتحولت طاقة التمدد إلى . كان الفضاء خالياعندما توقف التضخم .قة تسببت في خلق المادةحرارة أو طا

ü طبعت التذبذبات الكمومية أثناء التضخم على الكون بنيته الضخمة

ü إذا . ربما كان االنفجار الكبير المنشأ األولي للكون وربما لم يكن كذلككان هو المنشأ األصلي للكون فإن الزمان والمكان لم يكونا موجودين

ال (ا من ال شيء لكون علميلقد حاول علماء الكون شرح أصل ا. قبلهإن موضوع . بالرجوع إلى النظرية الكمومية) ال مادةزمان و مكان وال

.الكونية الكمومية الناتجة عن ذلك مثيرة لكنها ليست دقيقة

ü إذا لم يكن االنفجار الكبير هو المنشأ األولي للكون يبرز السؤال عمااألبدي فإن كوننا تدعى التضخم وفي نظرية شائعة اآلن. قبله جاء

ث واحدة من فضاء متمدد ضمن فقاعات كثيرة حيث تحد»فقاعة«مجردويتضخم ، األوسع»البنية الفائقة« انفجارات كبيرة خالل الزمان في أو األكوان الجيبية منه »الفقاعات«معظم الفضاء بمعدل هائل وتظهر .بشكل تلقائي نتيجة عمليات كمومية

ü ن آلية لتوليد عدد أومجموعة من األكوان تعرف التضخم األبدي عبارة عوقد تختلف األكوان الفردية ضمن الكون . »الكون المتعدد«على أنها

وربما يكون جزء بسيط جدا منها فقط . المتعدد جدا عن بعضها بعضا . مالئما للحياة

-١٢٠-

-١٢١-

صنع منها الكون ما املادة اليت

مع بعضها بعضاوكيف تتماسك كلها

لكل شيء )املوثوقة(النظرية األوىل

إن الكون . تخيل أنك تلعب دور مصمم ذكي يصمم كونا مالئما للحياة ؟ولكن كم يمكنك أن تغير فيه دون أن تفسد األشياء، الحالي يعمل بشكل جيد

أو أن تتخلص من ثقوب أن تستغني عن بعض أنواع المجراتمن الممكن وم الصغيرة والكواكب الكبيرة غيروقد تكون بعض النج. ةسوداء ضخم

، وعلى المستوى الذري قد يمكنك التخلص من بعض العناصر. ضرورية وعلى مستوى أكثر .١ولكن معظمها ضروري في موقع ما من قصة الحياة

فالتخلص من . على حالها تماما ساسية من الحكمة أن تترك األشياءاوإزالة . ة ألن الكيمياء ستكون عند ذلك مستحيلةاإللكترونات سيكون كارث

إن مستودع الجسيمات . النيوترونات سوف ينهي أي عنصر عدا الهيدروجينوحتى اللعب بخصائص هذه . األساسية ليس المكان األفضل للعبث فيه

. الجسيمات سيكون خطيرا شياء كلها كما هي عليه تقريباوإذا كان من الضروري الحفاظ على األ

لماذا توجد . ؟يبرز السؤال لماذا يتألف الكون من األشياء التي تألف منها

-١٢٢-

لماذا ؟الكترونات وبروتونات ونيوترونات وكل المكونات الذرية األخرى لماذا تمتلك الجسيمات كلها ؟تمتلك هذه المكونات الخصائص التي تمتلكهانذ خمسين عاما لم يفكر أحد م؟كتال وشحنات كهربائية معينة وليس غيرها

أن علينا أن ن الفيزيائيين اليوم ولكن هناك شعور بي. بطرح مثل هذه األسئلةوالخصائص إن قائمة الجسيمات األساسية :هااإلجابة علي ن مننتمك

ولكن يجب تفسيرها بحسب نظرية أعمق ، المرتبطة بها ليست اعتباطيةعل ذلك أحيانا مع ت لفلقد دعيت المحاوال. توحد كل المكونات المتفرقة

.بنظريات كل شيء بأس بهامبالغة القدم الفيلسوفان اليونانيان ليوسيبس وديموقرطيس من القرن الخامس قبل

لقد عاشا قبل ممارسة أي شيء يشبه . الميالد تفسيرات كاملة للعالم الفيزيائيبارعين ما ندعوه اليوم بالعلم ولكن الفالسفة األوائل كانوا مالحظين جيدين و

ومن ، مثل كيف بني الكون، وقد طرحوا مثلنا األسئلة الكبرى. في فن التفكيرلقد وصلوا إلى مستويات جديدة من المنطق . ومن أي مادة صنع، أين أتى

وتوصلوا إلى االعتقاد بأنه يمكن فهم الكون ، والرياضيات والفيزياء الكونية .بالتطبيق الحذر والمنظم للتعليل المنطقي

ت مشكلة عويصة فكر فيها العديد من الفالسفة اليونان كثيرا بطبيعة تعلق وبصورة ؟إلى بخار الماء كيف يتحول؟كيف تحولت يذرة إلى شجرة. التحول

هي صعوبة كما رآها اليونان القدماء عامة كيف يصبح شيء شيئا آخر؟ كانت ال Aذا إذا كان شيء ما ول. )أي ما نستطيع تسميتها به(أن لألشياء المادية هوية

كيف يمكن لشيء أن ؟ من البدايةB دون أن يكون B يصبحكيف يمكن له أن ن هذه المعضلة المحيرة أن لقد استنتج بعض الفالسفة م؟يصبح ما ليس هو عليه

مدعين أنه ال شيء آخرين ذهبوا إلى النقيض من ذلك تحول وهمي لكنكل . ما هو في حالة تحوليحافظ على هوية ثابتة وأن كل شيء إن

ديموقرطيس طريقة ذكية للخروج من هذا المخاض وجد ليوسيبوس وافترض كما حاججا أن الكون مؤلف من ال شيء سوى جسيمات . الفلسفي

-١٢٣-

فهي : إن الجسيمات ال تتحول. ميكروية ال يمكن تحطيمها تتحرك في فراغوينطبق هذا على . دمكونات أولية اليمكن تفكيكها وتحافظ على هوية محددة لألب

اغ هو الذي الجسيمات ضمن الفرحركةلكن . فهو غير قابل للتحول: الفراغ أيضا تتألف المادة كلها من ترتيبات مختلفة منوفي هذاالمخطط . التحوليعطي مظهر

لقد أعطى الفيلسوفان .مجرد إعادة ترتيبها الجسيمات حيث يتمثل التحول كله في »tomos« و» ليسa« مؤلفة من(جسيمات األولية لهذه الatomosاسم ذرة

.atomوالتي اشتققنا منها الكلمة العلمية ذرة ) »جزء«وصف كامل وموحد للكون قديم كان الهدف من النظرية الذرية للمادة ت

أمر ضروري ألن النظرية تعتمد ن كون الذرات غير قابلة للتحطيم إ .الماديتحطيم الذرات فمن الممكن أن تتحول ولو أمكن . على أن لها هوية ثابتة

وسيعود الفالسفة إلى النقطة التي بدؤوا منها محاولين تعليل لماذا يمكن لشيء ية الذرة هي أنها لقد كانت فكرة المعتقدين بنظر. أن يتحول إلى شيء آخر

ولذا يمكن . أحجام مختلفة لكنها متماثلة ضمن صنف واحدتأتي بأشكال و الذرات ة من األنواع المختلفة مند تجميع مجموعإكمال النظرية بمجر

محددين أشكالها وأحجامها المختلفة ومحددين أيضا كيف يلتصق بعضها وصف كل شيء وكل عملية فيزيائية ويمكن عندئذ من حيث المبدأ . ببعض

. في العالم بحسب مكوناته الذرية

الذرات اليومكانت أفضليتها . رونتفاوت حظ النظرية الذرية من الرضا خالل الق

لكن مشكلتها . العظمى في بساطتها الواضحة وقدرتها القوية على التفسيروألنها كما صيغت . األساسية كمنت في أن وجودها يجب أن يقبل باالعتقاد

في النظرية صغيرة جدا لترى بالعين فقد كان البرهان المالحظ غير متوفر وبالفعل استمر العلماء . الحديثةواستمر هذا الوضع حتى العصور . تماما

والفالسفة المشهورون بمعارضة النظرية الذرية في المادة حتى العقد األول .من القرن العشرين

-١٢٤-

ويمكنك أن ترى صورا لها . أما اليوم فوجود الذرات ليس موضع شكوتشبه الذرات التي نعرفها اليوم من نواح عدة تلك التي . في الكتب العلمية

مئة أو (فهي فعال تأتي بأنواع مختلفة . ليوسيبوس وديموقرطيسفكر بهاإن لها أشكاال . )كثيرا أو قليال(لكنها من نواح أخرى متطابقة ) حوالي ذلك

وربما تلتصق بذرات . وأحجاما مختلفة على الرغم من أنها كلها كروية تقريبالتي تحدث في ويمكن إرجاع التغيرات كا. أخرى لتشكل جزيئات أو بلورات

لكن االختالف بين الذرات التي . التفاعالت الكيميائية إلى إعادة ترتيب الذراتكانت ذرات . في بنيتها الداخلية اليوم عن سابقاتها اليونانية هونعرفها

الفالسفة غير قابلة للتحطيم لكن الذرات التي نعرفها اليوم أجسام مركبة من مثل التغير البطيء في لعمليات الفيزيائية إن بعض ا. أجزاء داخلية متحركة

تركيب الشمس مع تحول الهيدروجين إلى الهيليوم ناتج عن إعادة ترتب لقد أخذ . وليس عن إعادة ترتب الذرات الكاملة، األجزاء الداخلية في الذرات

هذا التعقيد بريق النظرية الذرية كمرشح لنظرية كاملة للطبيعة عندما أصبح . مؤكدا تماماوجود الذرات

نقذ الفكرة األساسية لليوسيبوس كان هناك أمل لفترة من الزمن أن تديموقريطيس بتحديد المكونات النهائية للمادة بمكونات الذرة بدال من الذرة و

فالذرة تحتوي على نواة محددة تتألف . ومن البداية لم يبد هذا كتفسير. نفسهاتحاط النواة . ونات التي تمتلك معظم الكتلةمن كرة من النيوترونات والبروت

ويحافظ على الذرات بهذا الشكل . لكترونات األخفبسحابة ممتدة من اإل واإللكترونات فالبروتونات مشحونة إيجابا: بواسطة القوى الكهربائية الساكنة

ولذا هل من . مشحونة سلبا مما ينتج قوة جاذبة تربط اإللكترونات بالنواة اإللكترونات والبروتونات –تكون الجسيمات تحت الذرية الممكن أن

؟ أجساما ال يمكن تحطيمها تبنى منها المادة كلها–والنيوترونات

-١٢٥-

جمموعة من اجلسيمات حتت الذريةثينات ظهر فمع أواخر الثال. فقد تالشى هذا األمل سريعا، لسوء الحظ

م مماثل من اك جسيفهن. لم يكن محصورا بالذرةعدد إضافي من الجسيماتعدا أنه يحمل شحنة موجبة بدل شحنة اإللكترون كل النواحي لإللكترون

وهناك جسيم آخر يشبه اإللكترون .٢ positron بالبوزيترونلقد دعي . السالبة. muonوأطلق الفيزيائيون عليه اسم الميون . مرة٢٠٧كثيرا ولكنه أثقل ب

بأشكال موجبة وأخرى سالبة مناظرة واألكثر من ذلك هو أن الميونات تأتي وهناك جسيم شبحي يدعى النيوترينو .لوضع اإللكترون والبوزيترون

neutrino بدون شحنة كهربائية وبقوة اختراق عالية ويتحرك بسرعة قريبة لقد أفصح أصال عن وجوده فقط عن طريق الطاقة التي . من سرعة الضوء

لم تكتشف النيوترينوات بشكل مؤكد . يحملها في عمليات التخافت اإلشعاعيوبذلك الوقت أصبح الوضع أكثر تعقيدا بسبب ظهور أشكال . حتى الخمسينات

د منها يوجد في األشعة الكونية والعديةمختلفة من الجسيمات تحت الذريوالكلمة شعاع هي ، جسيمات بسرعة عالية تضرب األرض من الفضاء(

pionفعلى سبيل المثال هناك البيون .)ملةمفارقة تاريخية لكنها ال تزال مستع. مرة٢٧٣الذي يأتي أيضا بأنواع موجبة وسالبة وهو أثقل من اإللكترون ب

وهناك عائلة كاملة . وهناك بيون آخر حيادي هذه المرة وأخف بمقدار ضئيل .من الجسيمات األثقل من البروتونات والنيوترونات

يقدم ؟ى هذه الجسيمات األخرىإذن لماذا كان من الصعب الحصول علوبما أنه صورة مناظرة لإللكترون فإنه سيختفي . البوزيترون مثاال على ذلك

إذا صادف الكترونا حيث يفني اإللكترون والبوزيترون أحدهما اآلخر ويختفيا وإذا كان . كتلتيهما على شكل فوتونات أشعة غاما–مصدرين طاقة

ولكن بما أن األرض مصنوعة ، ستقرا تماماالبوزيترون منعزال فسيكون مأما . من مادة مليئة باإللكترونات فإن البوزيترونات األرضية ال تبقى طويال

فمعظمها يتخافت بعد بضع . الميونات فبقيت غير مكتشفة لسبب آخر

-١٢٦-

وكل ل ميون بشحنة سالبة إلى إلكترون ميكروات من الثانية حيث يتحول كولذا ال تتواجد لفترة كافية لتؤثر بشكل . ى بوزيترونميون بشحنة موجبة إل

عل ولم تالحظ النيوترينوات في مدة أبكر ألنها تتفا. ملحوظ على العالم اليوميبحيث أنها نادرا ما تترك أي أثر على بشكل ضعيف مع المادة العادية

تصدر الشمس عددا هائال من النيوترينوات ، وعلى سبيل المثال. وجودهاوفي كل ثانية يخترق جسمك باليين . ن معظمها يمر خالل المادة العاديةولك

وبالفعل فمعظم النيوترينوات .ثرأالنيوترينوات بدون أن يحدث ذلك أي الشمسية التي تصل إلينا تمر خالل األرض بكاملها ونادرا ما تحدث أي تأثير

يبة الهاربة ات الغرإن هذه الجسيم. ثم تطير إلى الفضاء من الطرف اآلخرفهي ربما كانت في الحقيقة أكثر الجسيمات تواجدا في الكون : غير نادرة

. حيث يزيد عددها على عدد اإللكترونات والبروتونات بمعدل بليون إلى واحد بحيث أنها ربما لم تكن لتكتشف على اإلطالق دون استخدام ولكنها خفية جدا .أجهزة خاصة

ية التي اكتشفت كبيرا جدا جسيمات تحت الذروبحلول الستينات كان عدد ال لم يعد العلماء يمتلكون األسماء لها وأصبحوا يسمونها بالحروف واألرقام بحيث

يشبه تجمعا ضخما من أجسام بدأ عالم الجسيمات تحت الذريةو. بدال من ذلكذه الجسيمات خالل ويتخافت معظم ه. غريبة رائعة وجدت بدون سبب واضح

ولذا فال سبيل لها لتكون لبنات في بناء المادة ، الثانية ئيلة منأجزاء ضمتشوقين ع ذلك فهي بدون شك نوع من المادة وأصبح الفيزيائيونوم .٤المعروفة

. لوضع نوع من النظام لهذه القائمة الواسعة من الجسيمات

بعض النماذج تظهرالمدهش إال على الرغم من عدد الجسيمات تحت الذرية الكبير وتنوعها

وعلى سبيل المثال . أن بعض الترتيبات أصبحت واضحة منذ وقت أبكرأو أنها بدون ) سالبة موجبة أو(فللجسيمات كلها الشحنة الكهربائية ذاتها

ولكل . ومن هنا أتى اسماهمافالنيوترون والنيوترينو محايدان كهربائيا . شحنة

-١٢٧-

لكن الخواص األخرى كلها نوع من الجسيمات جسيم مضاد له الكتلة نفسها وكان البوزيترون أول ما اكتشف من الجسيمات . مثل الشحنة الكهربائية مضادة

فهو مضاد لإللكترون لكنه ال زال يدعى البوزيترون ألسباب –المضادة ثم جاء بعد ذلك مضاد النيوترينو ثم مضاد البروتون وبعده مضاد . تاريخية

هنا بين المادة ومضاد تناظر عميقذا هناك ول. النيوترون ثم البقية األخرى. spin اللفإن الخاصة النظامية األخرى للجسيمات تحت الذرية هي . المادة

مثل كوكب صغير ولكن دائما مثال يلف حول محوره فاإللكترون على سبيل ال. ١/٢ اللف الرقمسرعة سباب تاريخية أعطيتوأل .بالسرعة نفسها

ت والنيوترينوات والميونات أيضا سرعة لف تعادل وللبروتونات والنيوترونالف إن قيمة ال. ٢ و ٣/٢ و ١وهناك جسيمات أخرى لها سرعات لف . ١/٢

. ولذا أصبحت لدينا قاعدة أخرى واضحة ١/٢هي دائما من مضاعفات ال من أن جسيمات المادة كلها تنتمي إلى واحديوه ىأخر وهناك قاعدة هامةمثل البروتونات (نواتج تفاعالتها ات ذرية وجسيم :صنفين مميزين

بالثقيلة وتدعى التي تميل ألن تكون ذات كتلة أكبر) والنيوترونات والبيوناتhadrons والتي هي أخف..) .اإللكترونات والنيوترينوات والميونات( والبقية »خفيف« و»ثقيل«وقد اشتقت الكلمتان من كلمتي . leptons الخفيفةوتدعى . نيتين على التواليالالتي

وعلى الرغم من أن بعض الجسيمات الجديدة وجدت في األشعة الكونية باستخدام مسرعات المختبرات بشكل متزايد تصنع فيإال أنها أصبحت

على أهداف ثابتة أو روتونات والكترونات بطاقة عالية الجسيمات التي تقذف ب تتألف معظم .تجاه المعاكسعلى مضاداتها من الجسيمات التي تأتي من اال

المسرعات من أنابيب مفرغة على شكل حلقة كالمسرع في بروكهافن الذي على الرغم من أن المسرع الشهير في جامعة (ذكرته في الفصل السابق

ويوجد أضخم مسرع حتى . )ستانفورد في كاليفورنيا عبارة عن أنبوب مستقيمنيف حيث يبلغ طول محيطه ب من ج بالقرCERNاآلن لدى مختبر سيرن

-١٢٨-

زيترونات في أشعة دوارة لقد صمم أصال لتسريع اإللكترونات والبو. كم٢٧ثم توجيههما ، من سرعة الضوء % ٩٩,٩٩٩تصل سرعتها إلى متعاكسة

وأعيد تصميمه اآلن لتسريع البروتونات ومضاداتها . ليصطدما وجها لوجه ٢٠٠٧وعندما سيعمل عام . وأعيدت تسميته إلى صادم الهادرون الكبير

فسوف يخلق تصادمات بطاقات تعادل حالة الكون بعد مضي واحد على مئة تريليون ثانية بعد االنفجار الكبيرعندما كانت درجة الحرارة قريبة من بليون

إن الهدف الرئيس إلجراء هذه التصادمات عند طاقات عالية . بليون درجةوهي تقانة . فحص البنية األعمق للمادةليس لدراسة علم الكون فقط ولكن لت

John Cockeroftعندما استخدم جون كوككروفت ١٩٣٢تعود إلى عام ألول مرة جهازا كهربائيا بجهد مرتفع في Ernest Waltonوإيرنست والتون

.جامعة كامبردج لشطر نواة الذرة

لبنات بناء املادةكالكواركات الجسيمات المكتشفة حديثا في معظمها تتألف القائمة الممتدة دوما من

لقد بدأ . )الجسيمات الثقيلة المتعلقة بنواة الذرة(من الجسيمات الثقيلة هادرونز الفيزيائيون يعتقدون بأنها قد ال تكون أولية على اإلطالق وأنها مركبة من

وجورج Murray Gell-Mannلقد اقترح موري جيل مان . جسيمات أصغرأن كال من البروتون والنيوترون يحتوي على ثالثة من George Zweig زفايغ

بحسب quarksهذه الجسيمات األصغرالتي دعاها جيل مان بالكواركات ولجعل المخطط يعمل البد أن . مصطلح استخدم في رواية لجيمس جويس

لقد أعطي . الوحدة األساسية٢/٣ و١/٣كوارك شحنة كهربائية تعادل يحمل الكما يفضل الفيزيائيون ان المختلفان من الكواركات أو النكهتانهذان النوع

. )١/٣الكوارك (وتحت ) ٢/٣الكوارك (فوقتسميتهما االسم االعتباطي ويتحد اثنان من النوع فوق مع واحد من النوع تحت لتكوين بروتون كما يتحد

-١٢٩-

هناك مضاد وبالطبع . اثنان من تحت مع واحد من فوق ليكونا النيوترونكوارك لكل نكهة من الكواركات حيث يمكن لهذه أن تتحد مع الكواركات في

فوق مع فالبيون على سبيل المثال عبارة عن اتحاد : أزواج غير مستقرةهناك اآلن إذن . )أو العكس حسب ما إذا كان بيونا موجبا أم سالبا( تحت -مضادونوى ، واإللكتروناتذرات مصنوعة من النوى: مستويات من البنى الذريةثالثة

من مصنوعة وبروتونات ونيوترونات، مصنوعة من البروتونات والنيوتروناتفهي خارج هذا ) ...اإللكترونات والنيوترينوات(أما الليبتونات . الكواركات

.٥إنها تعامل على أنها مكونات أولية للمادة مثل الكواركات: النظامن المادة العادية مبنية لقد عنى أ .بسط نظام الكواركات األشياء كثيرا

. والنيوترينواتواإللكترونات كواركات فوق وتحت :مكونات أولية من أربعةقد يفكر القارئ أنه من الغريب أن أدعو النيوترينوات عادية ألنها غير شائعة (

فهي كما شرحت ، مباشرةفي الحياة اليومية ولكن هذا فقط ألننا ال نشعر بها وال يمكنك أن تحصل ، شيوعا من الجسيمات األخرى مجتمعةمسبقا أكثر

تتألف هذه العصابة األربعة حقا من . )على شيء أكثر شيوعا من ذلكزوجين ألن خصائص الكواركات تختلف بشكل كبير عن خصائص

. اإللكترونات والنيوترينوات

ه ظاهريا سيعمل الكون كما يعمل اآلن لو كان هذا الرباعي عناصربل ضاعفته الطبيعة بمضاعفة هذا النظام فقط ولكن لسبب ما لم تقم .الوحيدة

إذا «: إن األمر يبدو كما لو أن أحدا قال عند لحظة الخلق.بثالثة أمثال وثالثة – فإن اثنتين منها أفضل نت عائلة واحدة من الجسيمات جيدةكا

الية نكهتين تمتلك العائلة الت. ما حصل هو خلق ثالثة»!أفضل بكثير ونوعين آخرين من - دعيتا غريبة ورائعة –الكواركات إضافيتين من

إن هذه الجسيمات أثقل من . الميون ونوع آخر من النيوترينو–الليبتونات ٩ م– اجلائزة الكونية

-١٣٠-

وغير مستقرة وتتفكك إلى جسيمات تنتمي إلى العائلة ٦تلك في العائلة األولى أعلى وكوارك أسفل وهو نوع كوارك: وأخيرا هناك العائلة الثالثة .٧األولى

. مع نكهة أخرى من النيوترينو Tauتاو ثقيل من شبيه اإللكترون يدعى وللتمييز بين النكهات الثالث من . وهذه الجسيمات غير مستقرة أيضا

–إلكترون : تزدوج معهفإنها تصنف بحسب الليبتون الذي ، النيوترينوهذا ) ١(ويلخص الجدول . و نيوترين-تاو نيوترينو و-ن ميونيوترينو و

هذهويبدو أن . وحسب ما نعلم حتى اآلن فإن هذا هو كل القصة. النظامويمكن دمج الكواركات . بالغرضالت الثالث للمكونات األربعة تفيالعائ

عددا من التركيبات ق بين العائالت الثالث مما يعطيالتنسيبالخلط و) الهاردونز(ر من الجسيمات الثقيلة المحتملة التي تغطي كل هذا العدد الكبي

تبدو أن هذه القائمة من الجسيمات قد وعلى الرغم من. ذات العمر القصير. إال أنها تمتلك تناسقا ونظاما داخليين مرضيين، صعبة وغير قابلة للحفظ

شك فيه أن ومما ال . وعلينا أن نقبلهاى أية حال فهذا هو أسلوب الطبيعةوعل . قرطيس سيكونان راضيين عن ذلكليوسيبوس وديمو

أن أعطي االنطباع بأن فيزياء الجسيمات هي مجرد من الخطأتمرين في التسمية حيث يصنف هذا التجمع الكبير من الجسيمات بأسماء

فمن الممكن صياغة كل العالقات العائلية التي تربط الجسيمات . مختلفةكواركات في لغة رياضية مضادات التركيبات المختلفة من الكواركات وبالهناك تناظرات مخفية إضافية . )باستخدام ما يدعى بنظرية المجموعات(

خلف هذه التركيبات جاعلة من الممكن كتابة صيغ تربط بين خصائص بما يشبه ربط التناظرات في الهندسة بين أضالع ، الجسيمات المختلفة

فإن الجسيماتولكن في فيزياء. مربع أو رؤوس مثلث متساوي األضالع

-١٣١-

الجسيمات االثناعشر التي تشكل المادة المعروفة كلها١الجدول ولكل منها جسيم مضاد خاص . ١/٢تمتلك هذه الجسيمات كلها اللف

، توجد الكواركات بشكل مستقل ولكنها توجد إما مركبة من ثالثة وال. بهانة وتعطى الشح. مضاد كوارك–أو في زوج غير مستقر من كوارك

٢وتتفكك الجسيمات في العائلة . الكهربائية هنا في وحدات شحنة البروتون . ١ إلى جسيمات في العائلة ٣و

ومع ذلك . وإنما ذات طبيعة أكثر تجريداهذه التناظرات ليست هندسية ، من أشياء عشوائيةكيس مهمالت فوجودها يظهر أن العالم الميكروي ليس

مكوناته عالقات داخلية عميقة على الرغم من متناغم تمتلك فيهعالم ولكنه ويقدم هذا جوابا محتمال لمسالة وظيفة العائلتين اإلضافيتين من . أنها مجردة

قد يبدو أنه من الممكن رميهما خارجا دون أن يؤثر . الكواركات والليبتونات

-١٣٢-

ولكن بما أنه من الممكن ربط الجسيمات بعضها بعضا. كثيرا على الكونذلك فمن الممكن لها أن تشكل جزءا من تجمع ، بواسطة تناظرات مجردة متنوعة

واألمل هو أن تجد . قبلي أكبر ال يمكن فصله إلى أجزاء بطريقة متقطعة بما في ذلك الكواركات والليبتونات األثقل وغير -الجسيمات كلها في النهاية

مثال نظرية األوتار على سبيل ال( مكانا طبيعيا في مخطط أعمق -المستقرة .)الفائقة التي سأشرحها بعد قليل

عندما اقترح جيل ماين وزفايج ألول مرة نظريتهما في الكواركات كانت تجريبية على أن الكواركات حقيقة لكن اإلثباتات ال. مجرد طلقة في الظالم

ومن . تراكمت في السبعينات والثمانينات وليس هناك شك في وجودها اآلنإن أحد . أنه لم يكتشف أحد إلى اآلن كواركا معزوال- مع ذلك -ب الغري

الخصائص الغريبة للقوة التي تربط الكواركات بعضها بعضا هي أنها تزداد مع إن .على سبيل المثال مستحيل، ولذا ففصل كوارك من بروتون. الفصل

. أكبرالكواركات موجودة غير أنها على ما يبدو محصورة دوما ضمن جسيماتإال أنه اليمثل والليبتونات قد يكون ناجحا ومع أن نظام الكواركات

ان بفكرتهم عن الجسيمات اليون وعندما جاء الذريون. سوى نصف القصةهو قدرة الجسيمات على أن تتحد ، كان الجزء الرئيس من نظريتهماألولية

وبدون . بينهاولذا ال بد من وجود نوع من القوى التي تعمل . بطرق مختلفةولن ي طريقه سيذهب ف فإن كال منها، شيء يربط الجسيمات بعضها بعضا

وتقدم دراسة القوى بين الجسيمات النصف الثاني من . توجد المادة كما نعرفها .هذه القصة

أربع قوى أولية تفسر كل شيء على الرغم من التنوع الثري لألنظمة الفيزيائية التي تزين الكون من

يبدو أن هناك حاجة ألربع قوى رئيسة فقط كي ، رات وحتى المجراتالذ تشكل هناك قوى عديدة أكثر في الطبيعةولكن ظاهريا. تشرح خصائصه

وهي –إن القوة األكثر وضوحا هي الثقالة . المادة وتحولها بالمقاييس جميعها

-١٣٣-

هي والقوة الثانية الواضحة. الجذب الذي يبقي أرجلنا فوق سطح األرض وهي الشيء الذي يبقي البالون المفروك ملتصقا - تجاذب الكهرباء الساكنة

وللمغانط أيضا خصائص . أو الذي يجعل الشعر يقف عندما يمشط، بالسقفويقدم ضغط الغاز داخل . أو تنافرية إذا أديرت في االتجاه اآلخرتجاذبية

. معروفة على ذلك وصوت البخار الخارج من وعاء يغلي أمثلة أخرى بالونأنه يمكن إرجاع هذه القوى كلها إلى يظهر– مع ذلك - لكن البحث الدقيق

لتشكل ى سبيل المثال يلتصق بعضها ببعض فالذرات عل. أربع قوى فقطأو تقفز مبتعدة عن بعضها بعضا نتيجة للشحنات الكهربائية التي الجزيئات،ا كهربائيا يؤدي إلى التصاق وهي الشحنات نفسها التي تنتج تجاذب(تحتويها مثل الرياح في ميا تشتق القوى التي نصادفها يووفي النهاية . )البالونات

من هذه الكهرباء الذرية موزعة على عدد دوارمجذافأو دفع أشرعة قارب وفي الواقع يعزى للثقالة والكهربائية والمغناطيسية كل . كبير من الذرات

.م اليوميالظواهر تقريبا في العالال نالحظهما في . في أوائل القرن العشرين اكتشفت قوتان جديدتان

وفي التصادمات ا محصورتان تماما في نوى الذراتألنهمحياتنا اليومية إحدى هاتين القوتين والتي تدعى القوة . القريبة بين الجسيمات تحت الذرية

لكواركات بعضها مسؤولة عن ربط ا، فقطالقوة القويةالنووية القوية أو وتعمل بقية من هذه القوة القوية بين الكواركات وبين . بعضا لتشكل الهاردونز

النيوترونات والبروتونات وتفسر كيف تبقى مجتمعة ضمن نوى الذرات وقد تكون هذه القوة كبيرة جدا . لتتغلب على التنافر الكهربائي للبروتونات

بعد مسافة حوالي فضة بشدة إلى الصفر را جدا منخلكنها تمتلك مجاال قصي وتعرف القوة النووية األخرى .واحد على عشرة تريليونات من السنتيمتر

وهي –وهي مسؤولة عن نوع من النشاط اإلشعاعي . ببساطة بالقوة الضعيفةالظاهرة التي تحدث عندما تتخافت بعض الجسيمات النووية لتشكل جسيمات

ت بعد غير مستقرة وتتخافالنيوترونات المستقلة ل المثال فوعلى سبي. أخرىإن القوة الضعيفة هي . مضاد النيوترينوبضعة دقائق إلى بروتون وإلكترون و

-١٣٤-

لماذا تتخافت الميونات وتشرح القوة نفسها أيضا. التي تسبب هذا التحولفإن النوويتين يتعلق بهاتين القوتينوفيما .)أخرى عديدة وجسيمات(

تستجيب للقوة القوية والضعيفة ولكن الليبتونات ) الكواركاتأي (الهاردونز .تشعر بالقوة الضعيفة فقط

الثقالة والكهربائية –يبدو أن القائمة السابقة تحتوي على خمس قوى –ومع ذلك فإن اثنتان منها . والمغناطيسية والقوة القوية والقوة الضعيفة

لقوة كهرومغناطيسيةرد وجهين هما حقا مج–الكهربائية والمغناطيسية لقد اكتشفت العالقة بين الكهرباء والمغناطيسية في القرن التاسع عشر . واحدة

من خالل عمل مايكل فاراداي وهانز كريستيان أورستد وجيمس كالرك فالتيار الكهربائي يولد . ومن السهل جدا إثبات هذه العالقة. ماكسويل وآخرينوأجهزة التلفاز ظاهرة تستخدم في أجراس األبواب وهي–حقال مغناطيسيا

وبالمقابل فإن حقال . مجففات الشعر والعديد من األجهزة التي تستخدم يومياوتجعل التيارالكهربائي يتدفق إذا كانت ا متغيرا يولد قوى كهربائية مغناطيسي

.لداتومرة أخرى فهذا التأثير معروف في أجهزة مثل المو. هناك دارة لذلكاستطاع ماكسويل أن يدمج العالقات التي تصف ١٨٥٠عام في

. الكهرباء بتلك التي تصف المغناطيسية آخذا بعين االعتبار تداخل القوتين وبما. هي اكتشاف الموجات الكهرطيسيةا كانت النتيجة األهم لهذا الدمجوربم

لكهربائية ر الحقول اوتغيي، أن تغيير الحقول المغناطيسية يخلق حقوال كهربائية فهناك احتمال لنشوء تذبذبات لحقول مغناطيسية يخلق حقوال مغناطيسية

لقد . وكهربائية مدعومة ذاتيا يغذي كل منهما التغيرات في الحقل اآلخراستخدم ماكسويل عالقاته في الحقل الكهرطيسي ليتنبأ بأن مثل هذه الحقول

واألبعد من ذلك . خالي على شكل أمواجالمتذبذبة ستنتشر عبر فراغ الفضاء ال وضع أنه عندمان المهموم. فقد أعطت هذه العالقات سرعة هذه األمواج

أن سرعة هذه األمواج تعادل سرعة وجد ماكسويل األرقام في العالقةال بد أن يكون الضوء نفسه شكال من : لقد كان االستنتاج واضحا. الضوء

-١٣٥-

لقد تابع الفيزيائيون عملهم باكتشاف أمواج . أشكال األمواج الكهرطيسية بشكل رئيس ظاهرة الضوء نفسها ولكن بأطوال موجات –كهرطيسية أخرى وتتراوح هذه بين موجات الراديو والميكرويف مرورا . وترددات مختلفة

باألشعة تحت الحمراء والضوء المرئي واألشعة فوق البنفسجية وأشعة اكس ) ٧انظر الشكل (وأشعة غاما

، فعلى سبيل المثال. يمكن وصف الثقالة والكهرطيسية بحسب حقليهمايدور القمر حول األرض ألن حقل ثقالة األرض يتداخل مع القمر وينتج قوة

مغناطيسيا يمتد القول بأن المغناطيس يخلق حقاليمكن، وبالمثل .جاذبة بشكل جيد مثل هذا التوصيفويعمل. ويتفاعل مع مغناطيس آخر منتجا قوة

ألننا يجب أن نأخذ كنه يفشل بالنسبة لمقياس الذرات على مقياس كبير ول .التأثيرات الكمومية بعين االعتبار في هذا المجال

كيف تعمل القوى على املستوى الكمومييتطلب ميكانيك الكم طريقة مختلفة تماما من التفكير حول طريقة عمل

افترض أن إلكترونين يقتربان من . بذلكوسأقدم هنا مخططا بسيطا . القوىنحرف وبما أن الشحنات المتماثلة تتنافر فيجب أن ت. بعضهما بعضا ليصطدما

ويقدم . ويدعو الفيزيائيون هذه العملية بالتشتتاإللكترونات عن بعضها بعضاالميكانيك الكمومي وصفا مميزا لكيفية حدوث تشتت اإللكترونات بحسب لغة

فهو الوجه الذي يشبه فالفوتون عبارة عن كم لحقل كهرطيسي .الفوتوناتوعندما يرتطم إلكترونان . )٣انظر الصندوق(األمواج الكهرطيسية الجسيم من

بارتداد ويمر كل إلكترون . ثم يقوم اآلخر بامتصاصه، يصدر أحدهما فوتوناذه وتمثل ه. مما يؤدي إلى دفعهما باتجاهين متباعديننتيجة لذلك ٨بسيط

تدعى الفوتونات المحصورة في تبادل و. ١٧العملية تخطيطيا في الشكل لتمييزها عن ، افتراضية) أو جسيمات أخرى(خاص بين إلكترونين متوافقين

. التي تأتي من مصابيح اإلنارة وتحدث في عقولنا الشعور بالضوء»الحقيقية«

-١٣٦-

حبها بأشكال فينمان نسبة إلى صا١٧تدعى الصور كتلك في الشكل وتفيد في توجيه الحدس ولكن يجب عدم . Richard Feynmanمان نريتشارد في

يجعل المخطط عملية التشتت تبدو كتغير ، وعلى سبيل المثال. أخذها حرفيافليس من الممكن عادة معرفة . مفاجئ في حركة كل إلكترون ولكن هذا خادع

وبحسب قواعد . ىأي إلكترون يصدر الفوتون االفتراضي وأيها يمتصه أو مت االحتماالت في كلالميكانيك الكمومي على المرء أن يأخذ بعين االعتبار وتساهم كل عملية . حساب التأثير الكلي لتشتيت إلكترون إللكترون آخر

. »الحقيقة«إصدار وامتصاص في النتيجة ولذا فليس هناك مخطط واحد يمثل مانه بمعوقات مبدأ عدم وتصطدم المحاوالت لتحديد مكان صدور الفوتون وز

يمكن ، في الحسابولكن عندما تضمن العمليات كلها التأكد لهايزنيرغ فحتى هذه هي جزء فقط ، ومع ذلك.٩استخالص النتيجة الكلية من دمجها كلها

والتي تشتق (إن المعادالت التي تصف عملية تشتيت اإللكترونات . من القصةال يمكن حلها تماما ) ديناميك الكموميمن فرع من الفيزياء يعرف باإللكترو

ولذا يستخدم مخطط تقريبي مؤلف من سلسلة ال تنتهي من حسابات أكثر إن .١٠صعوبة تعطي كل واحدة منها تقريبا يقترب أكثر فأكثر من الجواب

الحد األول فقط في هذه السلسلة هو ١٧مخطط فينمان الموضح في الشكل ولحساب التقريب األفضل التالي عليك أن . ريبيمثل أدنى مستوى من التقو

وتحتوي التصحيحات . تأخذ مخططا لفينمان يتم فيه تبادل فوتونين افتراضييناألعلى رتبة للحسابات ثالثة تبادالت فوتونية وأربعة وخمسة مما يحتاج إلى

ومرة أخرى تتطلب قواعد الميكانيك الكمومي أن تساهم . حسابات أعقد فأعقد في محصلة تأثير – كل األعداد الممكنة من الفوتونات –الحتماالت كل ا

تتناقص بشدة مع كل) لحسن الحظ(التشتت على الرغم من أن المساهمات يحتاج الفيزيائيون النظريون عمليا إلى أكثر فوتون إضافي ولذا من النادر أن

يحة لمعظم من تقريب من المرتبة الثانية للحصول على تفاسير أو تنبؤات صح .المسائل المهمة

-١٣٧-

كيف تتفاعل الجسيمات الكمومية١٧الشكل إلكترونين يقتربان ثم ، والذي يدعى مخطط فينمان، يصف هذا الشكل

ولوصف هذه العملية . الكهرطيسية التي تعمل بينهما يتباعدان نتيجة للقوىها الضروري اعتبار اإللكترونات وكأن من ،باستخدام الميكانيك الكمومي

وعندما تؤخذ كل هذه التبادالت بعين االعتبار . »افتراضيا«تتبادل فوتونا وتدمج في حساب التأثير الصافي نحصل على ) كل الفوتونات المحتملةأي(

.اتفاق رائع مع التجربة

ذاتها النظرية إلكترون ولكن– قمت بتفسير التشتت إللكترونم لوصف مجموعة يمكن أن تستخد) يباستخدام مبدأ تبادل الفوتون االفتراض(

مثل إصدار الضوء وامتصاصه وتشتته بواسطة الظواهر األخرى منوفناء لدقيقة لمستويات الطاقة الذرية الجسيمات والذرات المشحونة والتفاصيل ا

، وعلى أية حال. اإللكترونات والبوزيترونات والصفات المغناطيسية لليبتوناتن التطابق بين النظرية سيجد المرء أصحيح فعند إجراء الحسابات بشكل

لقد اختبرت بعض التنبؤات في تجارب إلى درجة فائقة . مذهل تماماوالتجربة

-١٣٨-

. جزء على تريليونكانت هذه الدقة أفضل من ، وفي بعض الحاالت. من الدقةتبادل «ويعطي هذا التطابق القريب جدا الفيزيائيين ثقة كبيرة بأن تفسير

.إللكتروديناميك الكمومي صحيحا في»الفوتونت المشحونة في هذا الوصف يعزى التجاذب الكهرطيسي بين الجسيما

ويمكن تصور الحقل الكهرطيسي . الفوتون– لتبادل جسيم آخر الكمومي. لجسيم مشحون على شكل سحابة من الفوتونات االفتراضية المحيطة بالجسيم

الجاذبات لثقالة تعمل بتبادل فا. وينطبق مخطط مشابه على القوى األخرىgravitons .ألن الثقالة قوة ة ولم يقم أحد حتى اآلن باكتشاف جاذب مباشر

. ولكن يمكن استنتاج خصائصه مما نعرفه حول حقول الثقالةضعيفة جدا في الحقيقة (Z وW الضعيفة إلى جسيمي تبادل يدعيانوتحتاج القوة النووية

+Wبشكل موجب وسالب يرمز لهما ب مشحون كهربائيا ويأتي Wفإنأما القوة النووية القوية فهي أكثر تعقيدا وتحتاج إلى ثمانية جسيمات . )-Wو

وتدعى هذه للصق النيوترونات والبروتونات بعضها بعضا تبادلية أو أكثروإلكمال المجموعة التي تجمع الكون .gluonsلغلونزاـبمجموعها بالكمومات

مع ( ليبتونات ٦ كواركات و ٦ أن نضيف إلى القائمة من بعضه بعضا يمكننا جسيم تبادل مسؤولة عن القوى ١٢مجموعة مؤلفة من ) جسيماتها المضادة .٢وهذا ملخص عنها في الجدول . التي تعمل عليها

القوة الضعيفة والكهرطيسية متحدتانى يل الفيزيائيون إلمن القوى فسيمكبيرة لو استخدمت الطبيعة مجموعة

قد يتوقع : بعة رقم غريبولكن الرقم أر. واالنتهاء من ذلكتسجيلها فقط ويحفز هذا على السؤال فيما إذا . المرء إما قوة واحدة أو قوى كثيرة جدا

كانت القوى األربعة على الرغم من اإلختالف الكبير في خصائصها هي في حت سابقا فمن وكما شر. الحقيقة قوة وحيدة تتجلى في أربعة أشكال مختلفة

هل من الممكن .المعلوم منذ فترة طويلة أن الكهرباء والمغناطيسية متصلتانذات مثيرة إنها فكرة ؟أن تكون القوى المتبقية متصلة بطريقة ما في العمق

-١٣٩-

بدون نجاح أن يجد العالقة بين ١٨٥٠لقد حاول فاراداي عام . تاريخ طويل . لة وقياس تأثيراتها الكهربائيةالكهرباء والثقالة بإسقاط أوزان ثقي

٢الجدول

. ٢ و ١تحمل قوى الطبيعة األربعة من قبل جسيمات تبادل لها لف وتوضح الغلونزات الثمانية المختلفة هنا كمدخل واحد آلنها تقوم بوظيفة

فوجوده وخصائصه اآلن بالتجربة يكتشف الجاذب حتىولم . مشابهة هي Z وWن الواحدات المستخدمة لكتل إ. تستنتج من النظرية الرياضيةوللمقارنة فإن كتلة . )GeV/c٢والتي تعرف ب(الوحدات التقليدية المعروفة

تعطى الشحنات الكهربائية و. ٠,٩٣٨٣الفوتون في الوحدات نفسها هس . بواحدات الشحنة على البروتون

فقد أصبح . لكن التوحيد بين القوى أتى من مصدر مختلف تمامازيائيون في الستينات مهتمين ببعض التشابهات بين الكهرطيسية والقوة الفي

فمجال القوة . يبدو أن هاتين القوتين غير متوافقتينوظاهريا. النووية الضعيفةالضعيفة صغير جدا ومحصور ضمن األبعاد تحت الذرية بينما يمكن للحقول

-١٤٠-

الكهرطيسية أيضا أقوى كما أن القوة. الكهرطيسية أن تمتد عبر مجرة بكاملهاولكن رؤية عمل هاتين القوتين بواسطة . بكثير من القوة النووية الضعيفة

لقد علم العلماء منذ زمن . يقربهما من بعضهما بعضا–الميكانيك الكمومي فكلما : طويل أن مجال قوة ما يتعلق مباشرة بكتلة الجسيم االفتراضي المتبادل

ولذا فمجال القوة ١١بال كتلة الفوتون ن .لكبرت الكتلة صغر المجاإن مجال القوة النووية الضعيفة القصير جدا يوحيو. الكهرطيسية ال حدود له

وإذا أمكن اختفاء كتلة . بأنها تبادل جسيمات افتراضية ذات كتلة عالية جدافإن القوتين تتشابهان لقوة النووية الضعيفة بطريقة ما جسيمات التبادل في ا

عالقة تتشابهان إلى الحد الذي يمكن على األقل كتابة– في خصائصهما فعال . تدمجهما معاواحدة رياضية

Steven وستيفان واينبرغSheldon Glashowابتدع شيلدون غالشو

Weinberg وعبد السالم Abdus Salam اقترح هؤالء أن . مثل هذه العالقة Z و -W و +Wذات كتلة عالية القوة الضعيفة تنقل بواسطة ثالثة جسيمات

القوة الضعيفة »تحت«كانت الفكرة الرئيسة هي أنه . التي نوقشت مسبقاوالقوة الكهرطيسية هناك حقا اتحاد بين قوى ذات مستوى واحد ولكن هذا

ع ذلك فالمهم أن وم. Z و -W و +Wالمصدر المشترك مخفي بالكتل الكبيرة بدون »حقا« هي Z و -W و +Wلمرء أن إذا افترض االمخطط يعمل فقط

ال من ذلك تكتسب كتلها الفعلية ولكنها بد– أي ليس لها كتلة ذاتية –كتلة . Higgsهيغز آليةالفيزيائي يدعى يد من التفاعلعن طريق شكل جد)الكبيرة(

ولكنني . وسأتكلم بتفصيل أكثر عن آلية هيغز لتوليد الكتلة في الفصل الثامن إعطاء وصف موحد آلن أن تقبل أن آلية هيغز تزيح العقبة أمامأطلب منك ا

مما يسمح بتقديم وصف مرض لكليهما ضمن مجموعة واحدة لهاتين القوتين . من المعادالت الرياضية

فالنظرية تشرح أيضا الفارق الكبير في شدة .ولكن ليس هذا كل القصةولكن ، »تحت« ويتانأساسي فإن القوتين كليهما قوبشكل .هاتين القوتين

-١٤١-

للحصول على القوة الفعالة المنخفضة للقوة الضعيفة تتطلب النظرية تقسيم وبما أن هاتين الكتلتين . Z و W اقة الجسيمات المشاركة على كتلتيط

فإن القوة الفعالة للقوة الضعيفة عند طاقات منخفضة تخفض كبيرتان جدا مع زيادة –تنبؤا قابال لالختباروح وهنا تقدم النظرية بوض– ذلك ومع. بشدة

وإذا زيدت الطاقة بما يكفي . الطاقة يجب أن تصبح القوة الضعيفة أقوى لقوة كهروضعيفةكوجهين – الضعيفة والكهرطيسية –فستظهرالقوتان

إن إحدى الطرق لزيادة الطاقة هي في صدم الجسيمات بعضها . مختلطةاختبر مختبر سيرن نظرية ١٩٨٣عام وفي .ببعض عند سرعة عالية

الكهروضعيفة بصدم البروتونات بمضاد البروتونات عند طاقات مكافئة إلثني التي Z وجسيم Wعشر ضعفا من كتلة البروتون وكوفئوا باكتشاف جسيمي

.GSW واينبرغ – عبد السالم –تنبأت بها نظرية غالشو

النموذج القياسي تلك التي –ن القوة النووية القوية وفي تلك األثناء لم يهمل النظريو

وقد استنتج سيناريو معين بالقياس على . تربط الكواركات بعضها ببعضاإللكتروديناميك الكمومي وهي نظرية تفسر كيفية تفاعل الجسيمات المشحونة

تحمل الكواركات . ويسير السيناريو على النحو التالي. عن طريق الفوتوناتوتدعى . »قوي« تجعلها تتفاعل مع حقل »شحنة« نوعا من القوة القوية

. )ليست هناك أية صلة بالمعنى العادي لهذه الكلمة( color لونالشحنة القوية بالمقارنة مع شكل وحيد من (ولجعل النظرية تعمل تحتاج إلى ثالثة ألوان

وبدال من الفوتون تحتاج إلى ثمانية جسيمات تبادل دعيت . )الشحنة الكهربائيةاقترحت نظرية وفق هذا المنحى . لتلصق الكواركات بعضها ببعض لغلونزبا

من قبل ديفيد غروس ١٩٧٣ عام QCDدعيت باللون الديناميكي الكمومي المعروفة تصف بأناقة البيانات التجريبية ديفيد بوليتزر وفرانك ويلزيك وهيو

.المتعلقة بالهاردونز

-١٤٢-

لقد توطدت . ا إليهومن وجهة نظر التجربة فهذا آخر ما توصلن – نظرية الكوارك والليبتونات وتوحيد الكهروضعيفة –التقدمات التي وصفتها

١٢ وهي تصف »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات«في ما يدعى اآلن GSW وتتضمن نظرية) ١كما هو موضح في الجدول ( ليبتونا ١٢كواركا و

.قوة القوية في الQCD في القوة الكهروضعيفة ونظرية الاختبر النموذج القياسي بطرق مختلفة خالل الثالثين عاما الماضية

ومع ذلك يصر الفيزيائيون على أنه ليس القول الفصل في . ونجح دوما بتفوقفأوال ألمحت بعض التجارب مسبقا لفيزياء جديدة تتخطى . هذا الموضوع

ثم هناك بعض . العمل بLHCالنموذج القياسي ستتضح عندما يبدأ المسرع مثل الحاجة إلى ، الحقائق الهامة التي ال يقول النموذج القياسي شيئا عنها

المادة المعتمة والطاقة الكواركات والليبتونات ووجود ثالث عائالت منواألكثر من ذلك فللنموذج . )واللتين سأصفهما في الفصل السادس (المعتمة

إن أحد الخصائص القبيحة هي الطريقة . القياسي حالة من العمل غير المكتملالقوية بعضها ببعض التي يجمع فيها القوى الكهروضعيفة ومؤقتةالتجريبية ال

ويبدو النموذج . أجاصات في السلة ذاتها دون محاولة توحيدهامثل تفاحات وحيث تندمج الطريق نحو نظرية موحدة تماما القياسي كمنزل يقع في منتصف

. قوة فائقة وحيدةيفة والقوة القوية في القوة الكهروضعهو أن القوة الرابعة في هذا نظرية النموذج القياسي والعيب اآلخر في

وعلى الرغم من أن كل . الرباعي وهي الثقالة تهمل في هذا التوصيف تماماالجسيمات تشعر بقوة الثقالة فإنها ضعيفة جدا بحيث تتالشى عمليات الثقالة

وأيضا فالثقالة كائن . حت الذري أمام تأثيرات القوى األخرىعلى المستوى تغريب بالنسبة لبقية القوى ألنها يمكن أن توصف ليس كقوة وإنما كانحناء

جلب الثقالة ل هذه الخاصة الهندسية من الصعب وتجع. للهندسة الزمكانيةة القو وضمن الوصف الكمومي الذي يناسب القوة الكهرطيسية والقوة الضعيفة

قوة –ومع ذلك فمن الغريب أن تكون هناك قوتان للطبيعة .القوية

-١٤٣-

توحيد المتتابع للجسيمات ويشير ال.قوية موحدة وقوة الثقالة/ كهروضعيفة لقد . في مخطط رياضي موحدكل شيءإلى وجود وحدة شاملة تدمج والقوى

ة لجيل أنه ال يقاوم بالنسب– نظرية لكل شيء –برهن إغراء نظرية نهائية أنهم اآلن على وشك ويدعي بعض المتحمسين. من الفيزيائيين النظريين .الوصول إلى هذا الهدف

: النقاط الرئيسةü والنوى من والذرات من إلكترونات ونوى رات المادة مصنوعة من ذ

وهناك . بروتونات ونيوترونات والبروتونات والنيوترونات من كواركات. ة لكن معظمها يتخافت بسرعة عاليةجسيمات أخرى إضافية عديد

.ومعظمها عبارة عن تراكيب من الكواركات ومضاداتها

ü الثقالة والكهرطيسية والقوة النووية القوية –هناك أربع قوى أساسية وتوصف . والضعيفة تكفي لشرح كيفية تصرف المادة المعروفة كلها

.افتراضيةالقوى على المستوى الكمومي على أنها تبادل لجسيمات

ü وتشعر الكواركات بالقوة . تنقسم جسيمات المادة إلى كواركات وليبتونات .القوية بينما ال تشعر بها الليبتونات

ü تم توحيد قوتين . ربما كانت هذه القوى األربعة مرتبطة بعضها ببعضمنها وهما القوة الكهرطيسية والقوة الضعيفة بنجاح على شكل القوة

.الكهروضعيفة

ü دلفيزياء الجسيمات النظرية الكهروضعيفة النموذج القياسييوح وهي ناجحة . QCDبنظرية للقوة القوية تدعى الكروموديناميك الكمومي

ومع ذلك تبقى هناك . عن فيزياء الجسيمات جدا في شرح ما نعرفهولذا تعليل من نظرية النموذج القياسي بعض الحقائق الهامة بدون

.يائيون خطوة أولى فقط نحو نظرية أكثر شمواليعتبرها الفيز

-١٤٤-

-١٤٥-

إغراء التوحيد الكامل

نظريات موحدة عظمى

لقد بدأ العلم كما نعرفه . التوحيدإن العلم كله عبارة عن بحث عناليوم عندما اكتشف غاليلو ونيوتن وآخرون العالقة بين حركة األجسام

وكانت العالقات الشهيرة األخرى . لكواكبعلى األرض وحركة القمر وااكتشاف العالقة بين الكهرباء والمغناطيسية وعالقتهما بالضوء وعالقة

إن إيجاد . التي بينت أن الكتلة والطاقة متكافئانE=mc٢آينشتاين الشهيرة لذي يجعل الطريقة العلمية الصالت الخفية بين ظواهر مستقلة ظاهريا هو ا

: هي أنه شامل وعميق في آن معاإن الخاصة المميزة للعلم .مقنعةقوية و وعميق كلها ي يعالج فيها الظواهر الفيزيائيةفهو شامل بالطريقة الت

باختصار في مخطط تفسيري مشترك يحتاج إلى يحيكهابالطريقة التي وليس هناك نظام آخر من التفكير يمكنه أن ينافس . افتراضات اقل فأقل

.يته وعمقهالعلم في شمول

لفيزياء سيبالنموذج القيااآلن يعرف ما كان االندفاع لتجاوزعندما بدأ استخدام مصطلح النظرية ، واضحا منذ السبعيناتالجسيمات

١٠ م–اجلائزة الكونية

-١٤٦-

أي (وبعد نجاح نظرية الكهروضعيفة الموحدة . GUTالعظمى الموحدة ها نشر العديد من النظريات العظمى الموحدة التي ادعي أن) GSWنظرية

باستخدام الفكرة األساس توحد القوة الكهروضعيفة مع القوة النووية القويةقدمت . أيضاQCDولكن بجلب ثمانية غلوانز من ، GSWنفسها ل

ال بد أن يتناقص : مؤثرا تنبؤا واضحا وGUTالنظرية العظمى الموحدة لتوحيد لكن مقياس ا. االختالف بين القوى الثالث جميعها مع زيادة الطاقة

لقد أظهرت الحسابات أن القوى الثالث تقترب نحو . مختلف جدا بالفعل تريليون مرة طاقة ١٠قوة متساوية واحدة عندما تبلغ الطاقة حوالي

.)١٨انظر الشكل (الكهروضعيفة الموحدة وفي . ولكن يبدو لسوء الحظ أن تحقيق هذه الطاقات مهمة شاقة جدا

طاقة لألشعة الكونية -أبعد حتى من أعلى GUTد ل يقع مقياس التوحيالحقيقة . ولكنه ليس مستحيال- مما يجعل اختبار هذه النظريات تجريبيا صعبا جدا

بدرجة ضئيلة من الخلط أوالتدفق GUTوعلى سبيل المثال تسمح بعض ال وأحد هذه التأثيرات هو السماح . بين القوة النووية القوية والقوة الكهروضعيفة

وعلى سبيل : لذي هو ممنوع في النموذج القياسيالتحول بين الجسيمات ابالمثال يمكن للكواركات في حاالت نادرة أن تتحول إلى ليبتونات والعكس

إن أحد مظاهر مثل هذا التحول هو تخافت البروتونات تلقائيا إلى . صحيح. ن نجاحلقد أجريت تجارب للبحث عن هذه الحالة ولكن بدو. بوزيترونات

أو أنه سنة ١٠٣٥عمرهالتخافت فال بد أن يتجاوز متوسط ولو حدث مثل هذا تأثيرات عميقة على المصير وسيكون لتخافت البروتون.١لوحظ حتى اآلن

أن المادة العادية - على مدى مدد زمنية ضخمة -النهائي للكون ألنه يعني كب وحتى البقايا المحترقة الغاز والغبار والصخور والكواف. كلها ستتبخر ببطء

. ستختفي نهائيا في آخر الزمانمن النجوم

-١٤٧-

توحيد القوى١٨الشكل

يعتقد الفيزيائيون بأن من الممكن ربط قوى الطبيعة كلها بعضها ببعض كانت ، تاريخيا .M/ ربما في مخطط موحد مثل نظرية األوتار الفائقة

بواسطة ماكسويل عام (يد عمليات التوح الكهرباء والمغناطيسية أولىثم دمجت القوة الكهرطيسية بالقوة النووية الضعيفة لتشكل القوة . )١٨٥٠

) GSWنظرية (الكهروضعيفة من قبل عبد السالم وغراشو وواينبرغ عدة توحيد ) GUT(وحاولت نظريات موحدة عظيمة . وأثبتت بالتجربة

وجد حتى اآلن تأكيد ولكن ال يووية القوية بالقوة الكهروضعيفة القوة النتجلب الثقالة إلى برنامج التوحيد في خطوة نهائية لتضمن و. تجريبي عليها

.Mفي نظريات شائعة كنظرية األوتار الفائقة ونظرية

؟ما الذي حدث للمادة املضادة مجيعها ألصل تونات مستقرة تماما أساسي أيضاإن احتمال أن ال تكون البرو

تظهر لها أيضا أن الممكن للمادة أن تختفي فمن الممكن فإذا كان من . الكونأصل : على أحد أعمق إشكاالت علم الكونويقدم هذا دليال. )بعملية معاكسة(

من الطاقة الحرارية الناجمة د صنعت المادة بطريقة ما في ومضةلق. المادة ،بطبالضولكن يود علماء الكون معرفة كيف حدث ذلك . عن االنفجار الكبير

وعندما تصنع . ) طن في الكون المالحظ٥٠ ١٠(ولماذا تلك الكمية المعينة

-١٤٨-

المادة في المختبر بواسطة التصادم عند طاقات عالية تظهر الكمية نفسها من وإذا كان الكون يحتوي على المقدار نفسه من المادة .٢مضادات المادة أيضا

دة بمضادها فإنهما المافكلما اختلطت. ومضاداتها فسنكون عندئذ في ورطةوحتى في الفضاء الخارجي . على شكل أشعة غامابانفجاريفنيان بسرعة

يحدث كثير من االختالط عندما ترتطم سحب الغاز بعضها ببعض على سبيل مقياس (وما لم يحافظ على المادة ومضاد المادة على مقياس ضخم . المثال

لقد بحث . اع غاما محددفسيغمر الكون بإشع) أكبر بكثير من حجم مجرةأن أقل من واحد على المليون لذا فقد استنتجوا و، بدون نجاحعلماء الفلك عنه

أن ويفترض معظم علماء الكون. من مجرتنا هو على شكل مضاد المادة: ولذا فإن هذا يثير معضلة. العالم المالحظ بكامله مصنوع بمعظمه من مادة

١٠٥٠دون أن يصنع أيضا من المادة طنا١٠٥٠كيف صنع االنفجار الكبير ؟طنا من المادة المضادة

من الواضح أن التناظر بين المادة ومضاد المادة ال يمكن أن يكون ال بد أن شيئا ما حطم هذا التناظرمفضال المادة قليال على مضاد . كامالاظر وتشتمل النظريات الموحدة العظمى بشكل طبيعي على تحطيم التن. المادة

يترون فيمكن عندها إلى بوز استطاع بروتون التحول ولو .الضروري بوزيترون أن يتحول إلى - لزوج من إلكترون) بالذهاب في االتجاه المقابل(

وهو فعال ذرة هيدروجين بدون ذرة مضاد بروتون -لكترونزوج من إة ولكن مهما كانت الطريقة التي تمت بها فإن قص. هيدروجين مصاحبة لها

ولد اإلشعاع الحراري المنطلق بعد. أصل المادة هي على الشكل التاليمضاد المادة مخلوطة بعضها ببعض والمادة االنفجار الكبير كميات وفيرة منون ومع تبرد الك. من المادةزائدة قليال ولكنها كانت تحتوي على كميةادة مخلفة البقية بسبب تالمسها الوثيق مع المتحطمت المادة المضادة تماما

لقد أدى . جزء من بليون١ حوالي –. القليلة من المادة الزائدة بدون تغييراإلفناء الجماعي لمضاد المادة ولمعظم المادة إلى غمر الكون بفوتونات أشعة

الجواب أنها فقدت معظم طاقتها مع تمدد الكون وتبرده ؟أين هي اآلن. غاما

-١٤٩-

إنها تشكل اإلشعاع الخلفي الميكروي . كرويةلتصبح في النهاية فوتونات ميهو بقايا متخافتة من اإلبادة األولية التي جرت ولذا فهذا اإلشعاع . للكون

. لمضاد المادة منذ بدء الزمن ثانويةتعتبر المادة تقريبا بمثابة نتيجة ، إليها بهذه الطريقةوبالنظر

لم يكن من فبدون المادة! النتيجة الثانوية ولكن كم هي مهمة هذه . للكون من غير أن نذكر وجود الكون - ولذا فوجودنا نفسه . الممكن وجود الحياة

التناظر بين المادة يعتمد على المقدار الضئيل جدا من تحطيم -المالحظ والذي يعتمد بدوره على كيفية اندماج الكواركات والليبتونات ومضاد المادة

غير التوحيد العظيم ببعض في نوع من والقوى التي تعمل بينها بعضها . المكتشف حتى اآلن

التناظر الفائقلقد نظمت . من السهل معرفة سبب إصابة الفيزيائيين بجرثومة التوحيد

نظام األنيق المبين حول المن الجسيمات تحت الذرية بنجاح الوفيرة المجموعة وعد اثنتين مع وربما إلى وأنقصت القوى األربعة إلى ثالثة ١في الجدول

اسم اللعبة لكن هو التقاربإن .)١٨الشكل انظر(بقوة فائقة واحدة مشروع التوحيد وضعوا نصب أعينهم منذ فترة طويلةالفيزيائيين النظريين

فتح . أيضاالجسيمات والقوىوهو المشروع الذي يوحد بين ، األكثر طموحاتوصف بمصطلحات التبادل هذا المطمح الخادع بحقيقة أن القوى يمكن أن

لماذا إذن ال توضع نظرية . ١٧بين الجسيمات كما هو موصوف في الشكل بعضها – جسيمات المادة وجسيمات التبادل –تدمج فيها كل الجسيمات ؟ببعض في عائلة فائقة ضخمة

ختالف جوهري بين هذين يجب قبل اتخاذ هذه الخطوة مواجهة ااألولية للمادة كلها فالجسيمات .فهماالجسيمات يتعلق بل النوعين من

ات التبادل وبالمقابل تمتلك جسيم. ١/٢كالكواركات والليبتونات تمتلك اللف ربما يبدو . )٢لو كان الجاذب موجودا فسيمتلك اللف و(١المعروفة كلها اللف

-١٥٠-

فلف الجسيم يؤثر بعمق على خصائصه . هذا أمرا تقنيا بحتا إال أنه ليس كذلك ١/٢تتبع الدقائق ذات اللف .على طريقة تصرف الجسيمات ككلوخاصة

Wolfgang Pauli نسبة إلى فولفغانغ باولي بمبدأ استبعاد باوليقاعدة تعرف يمنع هذا المبدأ ان يحتل أكثر من جسيم من كل . الذي اكتشفه في العشرينات

يمكنك ال، فعلى سبيل المثال(نوع الحالة الكمومية نفسها في الوقت نفسه من : وله نتائج بعيدة األثر) ضغط اإللكترونات كثيرا بقرب بعضها بعضا

نتائج واستقرارية النجوم قوانين الكيمياء و وبنية الذرات وجمود المادة بعضها . خرى عديدةأ

القوى ألن لها لفا ال ينطبق مبدأ باولي على جسيمات التبادل التي تحمل دد الجسيمات التي يمكن ضغطها قرب وليس هناك حد لع٢ أو ١يساوي

ففي شعاع الليزر على سبيل المثال يحتل عدد ال محدود من .٣بعضها بعضاوتعرف الجسيمات ذات اللف من عدد . الفوتونات الحالة الكمومية نفسها

Satyendrعلى اسم ساتيندرا بوز(بالبوزونات ..) .٢ أو ١ أو ٠(صحيح

Bose( ،ح ت اللف من أنصاف العدد الصحيبينما تدعى الجسيمات ذا)١/٢ Enricoنسبة إلى العالم إنريكو فيرمي ( fermionsبالفيرميونات ..) و٣/٢و

Fermi .(زونات ولذا فتوحيد المادة والقوى يعني توحيد الفيرميونات والبو لكني وجدت. بحيث تبدو المهمة مستحيلة من البدايةوهما نوعان مختلفان جدا

، وألخذ فكرة عن عملها. ة لاللتفاف حول هذه المعضلة طريق١٩٧٣عام يتصرف . يجب أن يكون لديك بعض اإللمام بطبيعة اللف الذاتي للجسيم

يمكن تدوير محاور اللف ( بشكل غريب عندما يدور محوره ١/٢الجسيم بلف فكر بجسم ضخم ككوكب . )للجسيمات تحت الذرية بتطبيق حقل مغناطيسي

عمودي على (حول خط يمر بخط االستواء ١٨٠٠ ب لو أدير. مثال يلف درجة ١٨٠٠وإذا أدير . فسيعكس القطب الشمالي والجنوبي) محور اللف

أما اآلن فيأتي وإلى هنا فاألمر واضح . الشكل األول كما كانأخرى فسيعود أو أي (إذا قمت بفعل الشيء نفسه على إلكترون . دور الجزء الغريب

– أي بدورتين كاملتين - درجة٧٢٠٠ أن تديره بفعليك) ١/٢فيرميون بلف

-١٥١-

وهذا واحد من عدد من خصائص ! وضعه األصلي قبل أن يعود إلى. الميكانيك الكمومي التي يستحيل تخيلها ولكن ليس هناك شك في صحتها

ولكن . يمتلك الفيرميون نوعا من الرؤية المزدوجة للعالم وبصورة مافتاح تقديم نظرية موحدة للفيرميونات ويكمن م. ذلكيشاطره البوزون ال

والبوزونات بإيجاد وصف هندسي يدمج شكلي الدوران في مخطط رياضي Bruno وبرونو زومينوJulius Wessلقد اكتشف جوليوس فيس . واحد

Zumino التناظر الفائق مثل هذا المخطط الذي يدعى . فلكل نوع من : بؤ كاسح الطبيعة فإنه سيقوم بتنوجد التناظر الفائق في لو

الفيرميون يجب أن يكون هناك بالمقابل شريك ذو تناظر فائق من البوزون ولذا يجب توأمة اإللكترونات مع ما يدعى بالسيليكترونات . والعكس صحيح

selectronsهو الجسيم بلف صفر(. وهي نظائرها الفائقة ذات اللف صفر، أيضا سكواركاتويجب أن تكون هناك. )ال يمتلك لفا ذاتيا بوزون

تدعى ١/٢وبالمقابل تتوأم الفوتونات مع جسيمات بلف . الخ.. .سنيوترينواتزينوز وغلوينوز التالي يجب أن يكون هناك وينوز ووب. photinosفوتينوز

لقد وضعت كل . )٣/٢األخير عبارة عن فيرمينوز بلف يعادل (. غرافيتينوزونه لم يكتشف شريك تناظري فائق إال أ–إنه شيء مدهش . ٣هذا في الجدول

فلوكانت . ولكن هذا ال يعني أن التناظرية الفائقة خاطئة. من أي نوع إلى اآلنوية تماما لكتلة تناظرا تاما للطبيعة لوجب أن تكون كتلة السيليكترونات مسا

ولكن لو حطمت آلية . وهكذا.... .Wكتلة الوينوزمساوية لل اإللكترونات ولتناظر الفائق فإنها ستجعل كتل شركاء التناظر الفائق كلها ضخمة فيزيائية ما ا

يع مثل هذه الجسيمات الشريكة أنه لم يتم تصنليس من المستغرب بعد ذلك. جداعلى الرغم من أنها قد تكون ( .اآلن في التصادمات ضمن المسرعات حتى

الفيزيائيين ويعلق العديد من. )موجودة في األشعة الكونية أو المادة المعتمةويتنبؤون بصنع جسيم شريك فائق ، آمالهم على صادم هاردون الضخم لسيرن

-١٥٢-

وإذا ما تم ذلك فإنه سيؤكد بأن المادة والطاقة هما . التناظر واحد على األقل .بالفعل مجرد وجهين لمخطط تناظري فائق أساسي وحيد

األسفلكارثة بطريقة مهذبة دون أن مجسياستخدمت في هذا الفصل حتى اآلن الكلمة

كيف علينا أن . يجب اآلن مواجهة هذه القضية. أقول شيئا عن الحجم أو الشكل من المغري أن نفكر فيه على شكل كرة صغيرة تمتلك ؟نتصور اإللكترون مثال

قا كذلك فإنه سيثير أسئلة ولو كان اإللكترون ح .شحنة كهربائية منتشرة فيهاخاصة ، وكيف ترتبط ببعضها بعضاداخل اإللكترون ثل ماهية المادة مصعبة

ومن . أن تمزق هذه الكرة الصغيرةوتحاول الشحنة الكهربائية منفرةوأن .الواضح أنه إذا أمكن نزع اإللكترون فلن يكون جسيما أوليا حقا

٣الجدول

يتنبأ مخطط رياضي ممتع يدعى التناظر الفائق بأن لكل جسيم معروف افق بوحدات مختلفة من اللف بحيث يكون لكل فيرميون بوزون شريك مر

ولم يكتشف جسيم شريك فائق التناظر حتى . شريك مرافق والعكس صحيح .اآلن مما يشير إلى أن الطبيعة ال يمكن أن تكون فائقة التناظر تماما

-١٥٣-

أن يكون اإللكترون صلبا هوالطرق لاللتفاف على هذه المشكلة إن أحد ولكن . مما يجعله غير قابل للتحطيم- كشبيه مصغر صلب لكرة غولف تماما

والتي تنطبق حتى على (هناك مشكلة لهذا االقتراح تتعلق بنظرية النسبية تصور أنك تضرب كرة غولف بمضرب . )مستوى الجسيمات تحت الذرية

كرة فمن المفترض أن تتحرك وألنها صلبة تماما. وتطلقها نحو األعلىفكل أجزاء كرة الغولف تتحرك مع بعضها : دون أي تغير في الشكلالغولفال يمكن ألية قوة أن تسير بأسرع من . ولكننا نصطدم اآلن بعقبة. بعضا

الضوء ولذا فإن الضربة التي ضرب بها أحد جانبي الكرة ال يمكن اإلحساس الل يستغرقه الضوء للمرور خبها من الجانب آلخر قبل انقضاء الوقت الذي

وبالتالي سيبدأ الجانب المضروب بالحركة قبل الطرف . األقل على الكرةويتبع من هذا . ستضغط–وعندها ال بد أن يتغير شكل الكرة . البعيد اآلخر

تماما الصلبةفاألجسام : أنه ال بد أن يكون للكرة مقدار معين من االنضغاطية اإللكترون فممن الممكن ولكن إذا أمكن ضغط. ال تتوافق مع نظرية النسبية

ولذا ال يمكن إللكترون . وإذا هوجم بعنف كاف فسوف يتمزق–مده أيضا . على شكل كرة غولف صغيرة أن يكون جسيما أوليا حقا

لن ؟ذا لو تصورنا أن الكرة الصغيرة تقلصت إلى نقطة وحيدةولكن مالكن هذا . عبرها) صفر(لعبور المسافة قتا على اإلطالق يستغرق الضوء عندها و

فهناك شحنة كهربائية موزعة خالل . لسوء الحظ يحل مشكلة ليثير مشكلة أخرىمحاولة تقليص الكرة مع شحنتها الداخلية إلى قطر أصغر تصور. الكرة الصغيرة

إن ضغط الشحنة إلى أحجام أصغر يتطلب صرف طاقة للتغلب على . فأصغر التربيع للقوة الكهربائية المكتشف في وبحسب قانون مقلوب. التنافر الكهربائي

فإن التنافر ٤ Charles Coulombالقرن الثامن عشر من قبل تشارلز كولومب . بين أجزاء الكرة سيزداد بدون حدود مع ضغط الشحنة إلى حجوم أصغر

وستلزم كمية ال متناهية من الطاقة لضغط الكرة إلى قطر صفر وستخزن هذه بعين االعتبار فإن طاقة E=mc٢وبأخذ عالقة آينشتاين . الطاقة ضمن اإللكترون

. داخلية ال متناهية تحمل المعنى الخرافي بأن تكون كتلة اإللكترون ال متناهية

-١٥٤-

ال يمكن لإللكترون أن يكون نقطة وال كرة محددة الحجم : ولذا فلدينا معضلة .دون أن يتعارض ذلك مع الحقيقة

يبدو أن تشتيت . كمومي سيأتي لإلنقاذ هنا قد تفكر اآلن بأن الميكانيك ال أجزاء الشحنة على شكل نقطة يتفادى صعوبة تراكمالموقع الفراغي لجسيم

لكن الحقيقة هي أن الميكانيك الكمومي يجعل . الكهربائية كلها في مكان واحدولمعرفة كيف يتم ذلك تذكر كيف تنقل القوى الكهربائية . المشكلة أكثر تعقيدا

ستعمل القوى نفسها . )١٧الشكل ( بتبادل الفوتونات –ميكانيك الكمومي في ال مما »الكرة الصغيرة«ايضا بين األجزاء المختلفة من الشحنة الموزعة خالل

وتظهر . يعني أن سربا من الفوتونات االفتراضية يحيط باإللكترون ويخترقهترون ألن الحسابات أن طاقة هذا السرب تزداد مع تناقص حجم اإللك

تزداد الطاقة الكلية للسرب و. الفوتونات االفتراضية القريبة هي األكثر طاقةوليس من المهم أن . نهاية مع تقلص قطر اإللكترون إلى الصفر ال إلى ما

فأينما يكون تكون السحابة : الكلي لإللكترون غير محددفراغييكون الموقع ال . طاقة وبالتالي الكتلةلتلبسه كمية غير محدودة من ال، هناك معه

الرياضية ما الذي نستنتجه من هذا؟ يمكن للفيزيائيين باستخدام الحيللكمومي وأن يتابعوا استخدام نظرية الكهروديناميك اأن يتجنبوا الالنهايات

ألسئلة تتعلق بكتل الجسيمات ومستويات الطاقة للحصول على إجابات معقولةولكن حقيقة . وتظل النظرية ناجحة جدا .وعمليات التشتيت وما إلى هنالك

حدوث الالنهايات ظاهرة مقلقة تشير إلى أن شيئا ما خاطئ بعمق وهو شيء . يتطلب إيجاد حل له

وسيتطلب تقليص قطر . ويمكن تطبيق التحليل العام نفسه على حقل الثقالةلثالث لقد وصفت مسبقا في الفصل ا(. الكرة إلى الصفر طاقة جاذبة ال متناهية

وبحسب الميكانيك الكمومي تحمل قوة . ) الزمكان التي تنجم عن ذلكمنفردةويمكن تصور حقل الثقالة المحيط بجسيم . )غرافيتون(الثقالة بواسطة الجاذب

وكما في حالة الكهرطيسية تتبع . على شكل سحابة من الجاذبات االفتراضية

-١٥٥-

سيحاط أي جسيم نقطي . زدوجةولكن هناك بالنسبة للثقالة صعوبة م. الالنهائياتبسحابة غرافيتون افتراضي تحتوي على طاقة ال ) اإللكترون على سبيل المثال(

ولكن ألن الطاقة هي مصدر للثقالة فإن الغرافيتونات تساهم بنفسها في . متناهيةولذا فكل غرافيتون افتراضي في . )الحقيقة فالثقالة تجذب في(. الحقل الكلي للثقالة

من الغرافيتونات المتجمعة سحابته زي يمتلك المحيطة بالجسيم المركالسحابةوكل سحابة .. .سحب حول سحب حول سحب: نهاية وهكذا إلى ما ال ...حوله

إن . وال يمكن هذه المرة تجنب الالنهايات بسهولة! تحتوي طاقة ال متناهية ن الالنهايات الوصف الكمومي المباشر لحقل الثقالة ينتج تسلسال غير محدود م

.٥محطما أي أمل في الحصول على تنبؤات معقولة من النظرية

؟نظرية لكل شيء: راألوتاأشكلت مسألة الالنهايات وخاصة تلك الناجمة عن تطبيق الميكانيك

ولكن الفيزيائيين في ، الكمومي على حقل الثقالة مادة فيزياء الجسيمات لعقودكانت الفكرة األساسية هي التخلي عن . الثمانينات وجدوا طريقة لتجاوزها

مرنة تتحرك بحسب قواعد بأوتارجسيمات تماما واستبدالها موضوع الوفي النسخة األبسط من النظرية الجديدة تشكل األوتار . الميكانيك الكمومي

حلقات مغلقة لكنها ضئيلة جدا بحيث يتطلب األمر سلسلة مؤلفة من مئة بليون ولذا ما اعتبرناه مسبقا جسيما . د عبر نواة ذرة واحدةبليون منها كي تمت

حلقة ) بحسب هذه النظرية( هو في الحقيقة –كاإللكترون على سبيل المثال . إال أننا ال نراها على هذا الشكل ألن الحلقة صغيرة جدامن وتر

إن الشيء الجذاب حول نظرية األوتارالفائقة هي أنك تحتاج إلى نوع جسيمات ، فيرميونات وبوزونات: كلهاتار لتصنع الجسيمات واحد من األو

ويمكن للوتر أن يهتز بأنماط مختلفة حيث . الكل–جسيمات تبادل مادة وبهذه الطريقة فهو إلكترون فإذا اهتز الوتر. كل نمط بجسيم مختلفيتعلق

وتقدم نظرية األوتار وصفا ... .وإذا اهتز بطريقة أخرى فهو كوارك وهكذاولذا فهي تصف ، وهي تشمل التناظر الفائق. عيا لكل الجسيمات المعروفةطبي

-١٥٦-

ولهذا السبب دعيت أحيانا (. أيضا الجسيمات فائقة التناظر المختلفة المشتركة: دة التي تصنع منها األوتار نفسهاال تسأل ما الما. ) األوتار الفائقةبنظرية

ذاوبه. بنى منها كل شيء أخر يا هي أنها كائنات أولية ال تتفككالفكرة كله ولكنها ح النظرية الذرية األصلية للمادةالصدد فاألوتار قريبة جدا من رو

وهي تشرح أيضا كيف تتفاعل الجسيمات دون إدخال مبدأ . أفضل منهاوتأتي القوى من نظرية األوتار أيضا ألن هناك أيضا حركات للوتر : منفصل

ومن المهم أن . ثل الفوتونات والغلوناتتصف جسيمات التبادل المختلفة منظرية األوتار أنتجت نتائج محددة في الحسابات التي أجريت حتى اآلن كلها

ولذا فهي تعد بتجنب المعضلة الرياضية في ، بما فيها تلك التي تتعلق بالثقالة . عدوى النظرية بالكميات الالنهائية

يف يمكن مالحظتها إن األوتار صغيرة جدا بحيث تصعب معرفة كوبهذا الخصوص فنحن في موقع مشابه للفالسفة اليونان الذين . مباشرة

وإلظهار . اقترحوا الذرات دون أن يكون لديهم أي أمل في رؤيتها فعاليتطلب األمر وجود مسرع جسيمات أقوى بتريليونات المرات ، تفاصيل وتر

الطاقة األعلى ال زال وحتى الشعاع الكوني ذو . من أي شيء بني حتى اآلنو لن يشكل عدم توفر برهان مباشر على وجود األوتار . أضعف ببليون مرة

حول العالم إذا استطاعت النظرية تقديم تنبؤات واضحة ، مشكلة كبرىولكنها ال تقوم ، الذي يمكننا الوصول إليه بالتقنية الحاليةمنخفض الطاقة نسبيا

تتعامل نظرية األوتار بمجال نادر من ولذا. )حتى اآلن على األقل(بذلك الكثير لتقوله صغيرة جدا وليس لديها حتى اآلن طاقات عالية جدا ومسافات

.٦حول الفيزياء الواقعية التي تجرى في مختبرات واقعية وهو المكافئ –تتعلق قضية أخرى بالمكان الذي تتحرك فيه األوتار

ن يظهر الزمان والمكان من هناك أمل في أ. الوتري لفراغ ديموقرطيسعليك . ولكن هذا لم يتحقق حتى اآلن، نظرية األوتار كجزء من وصفها للواقع

أن تفترض أن الزمان والمكان موجودان مسبقا ليقدما مجاال تتحرك فيه

-١٥٧-

وفي أبسط صيغ نظرية األوتار . لكن المسألة في الواقع أسوأ من ذلك. األوتارأي يجب إضافة أبعاد أخرى إلى . جديدة للمكانمن الضروري إدخال أبعاد

وألننا ال نشعر بأبعاد الفضاء اإلضافية . كوننا الطبيعي ذي األبعاد الثالثة التي شرحتها باالنضغاطية وتدعى هذه العملية –علينا أن نخترع آلية إلخفائها

ضافية على الرغم من صعوبةإن انضغاط األبعاد اإل. مسبقا في الفصل الثانيفالقضية األعقد هي . ليس بحد ذاته مشكلة خطيرة بالنسبة للنظريةتصوره

وفي الحقيقة . حقيقة أن شكل األبعاد المنضغطة وطبولوجيتها ليسا وحيدينفحتى األبعاد اإلضافية القليلة يمكن ضغطها في عدد . فهذا تبسيط مبالغ فيه

سيمات وقوى ضخم من األشكال والطبولوجيات بحيث يقود كل ترتيب إلى ج وبحسب نظرية .٧ )غيرالمنضغط(مختلفة في العالم ثالثي األبعاد الباقي

؟ولكن أي شكل. من األشكال المنضغطةواحد فقطاألوتار ينتمي عالمنا إلى كل ما يمكن أن يقال ؟ ما نوع العوالم التي تصفها؟ذا عن األشكال األخرىما

يمكن لبعضها أن يمتلك . ههو أنها ستكون مختلفة عن العالم الذي نالحظ. أو خمسة أنواع من الفوتونات، عشرة أصناف من النيوترينو بدال من ثالثة

. عددا منها يبلغ األربعين أو، ويمكن أن تمتلك أخرى أربعة كواركات فقطها أقوى من القوة النووية ويمكن أن تكون هناك عوالم تكون الكهرطيسية في

من الواضح . وهكذا دواليك-وى بدال من أربع أو توجد فيها ثماني قالقويةوبما أن هدف نظرية . أن عالمنا احتمال واحد فقط بين عدد مذهل من البدائل

األوتار هو توحيد الطبيعة فيبدو أنها تأخذ خطوة للوراء حين تتنبأ بعدد كبير .من العوالم البديلة

. التعددية هذهينقسم منظرو نظرية األوتار بشدة حول كيفية حل قضيةويعلق بعضهم آماله في فهم أفضل للبنية الرياضية للنظرية التي يعتقدون أنها

الحالة األكثر –قد تعطي حالة وحيدة مماثلة للحالة األساسية لذرة هيدروجين إذا كانوا على حق فمن األفضل أن تنطبق . استقرارا وبالتالي األكثر احتماال

التي وصفت بهذه الحالة الخاصة على العالم الذي فيزياء الطاقة المنخفضةولكن منظرين آخرين للنظرية فقدوا . أو أن النظرية خاطئة فورا- نالحظه

-١٥٨-

وواجهوا بجرأة عواقب االنتشار الهائل األمل بظهور حل وحيد للعالقاتوكما . وفي الحقيقة فقد حولوا خطيئة إلى فضيلة. للعوالم األخرى الممكنة

ي الفصل التالي فقد أثاروا العدد الكبير من العوالم الممكنة في سأشرح ف .معامل غولديلوكمحاولة لشرح تأثير

M نظرية

اصطدمت نظرية األوتار بمشكلة أخرى عندما وجد أنه ال توجد نظرية وبدا للحظة أن هذا التعدد في النظريات .وحيدة فقط ولكن خمس نظريات

سوف يفشل لتشكيالت المنضغطة البديلةا ر منإضافة إلى العدد الكبيجاء اإلنقاذ من ، ولكن في اللحظة التي فقد فيها الناس األمل. المشروع بكامله

ففي منتصف الثمانينات اقترحت مجموعة صغيرة من . جهة غير متوقعةتسعة (تار التي تتحرك في عشرة ابعاد المنظرين أن من الممكن وصف األو

تتحرك في أغشيةو بأناقة أكبر على شكل صفائح أ)للمكان وواحد للزمان .٨)على شكل ماصة للشرب تبدو كوتر عندما تلف الصفيحة( بعدا١١ Joe Polchinski ولكن جو بولينسكي نوات عديدة تم تجاوز فكرة الغشاءولس

التسعينات من معهد كافلي للفيزياء النظرية في سانتا باربرا وجد في منتصف ال تغلق فيها األوتار على شكل حلقة ولكن يوجد لها ات التيأنه في النظري

.٩ بأغشيةطرفان مفتوحان ينتهي هذان الطرفان أظهر الرياضي الفيزيائي الالمع ايد . كان هذا هو الذي كسر الحلقة

من معهد الدراسات المتقدمة في برنستون أن وصف Ed Wittenويتون دعا هذا المشروع و. لنظرية األوتارالغشاء وحد النسخ الخمس المختلفة

أو سحر سرأوغشاء هنا من M وتأتي – M بنظريةالذي أنعش مجددا إن وصف النظرية بالسر مالئم ألن البنية الرياضية لها تبقى . حسب ما تشاء

»زوايا«إن نظريات األوتار الخمسة السابقة مثل خمس . محيرة وغير مكتشفة الحسابات ولكن لم يتمكن أحد حتى اآلن من حيث يمكن إجراءMلنظرية

ا وبالرغم من هذ. ناهيك عن حلهاMوضع العالقات التي تتحكم بنظرية

-١٥٩-

إن االكتشافات حول البنية . حماسا شديداM فقد ولدت نظرية الغموضالرياضية للنظرية مدهشة وموحية بحيث أنها وصفت من قبل بعضهم بأنها

وتقدم هذه األجزاء . ) أيضامعجزةإلى Mتشير(ليست أقل من معجزة لمحة مدهشة لنظرية ال زالت غير مستكشفة تتمتع بقوة وأناقة الرياضية

.فائقتين قد تظهر على أنها مفتاح الكونإال أنها تستخدم تمثل بال شك تقدما Mوعلى الرغم من أن نظرية

.دا أيضافروعا من الرياضيات ليست مجردة جدا فقط وإنما هي غامضة جوتترك . فقد توجب اختراع بعض الرياضيات أثناء اكتشافها، وفي الحقيقة

بعيدين جدا في ) وبينهم أنا بالتأكيد(حقيقة كونها صعبة جدا معظم الفيزيائيين . بدون وسيلة الختبار الحقيقةM/ الخلف كما تترك منظري نظرية األوتار

ربما يكون منظرو .شخصأين سينتهي هذا المشروع هو ما يخمنه كل وهذا يعني أنهم قد . قد عثروا على كأس العلم المقدسM/ نظرية األوتار

أو ربما أنهم جميعا بعيدون . يستطيعون يوما ما إخبار بقية الناس كيف تعمللقد عبر ميشيو كاكو . إن الزمن وحده سيحكم في ذلك .أرض ال نهاية لهافي

Michio Kaku ظرية األوتار عن قلقه في مقال حديثوهو أحد منظري ن :آالف األوراق سها خاطئة فإن ماليين الساعات وإذا كانت نظرية األوتار نف«

وما أملنا . ستذهب سدى) بما فيهم كتابي(ومئات المؤتمرات وعددا من الكتب .١٠»نظرية لالشيءأن يكون نظرية لكل شيء سيتحول إلى منه

وع الضخم فإنه على األقل يستحق ومهما كانت محصلة هذا المشرلى ومن المبكر جدا بالتأكيد أن يهمل ع. »محاولة جميلة«الوصف على أنه

ألنه حتى اليوم يقدم األمل األفضل إلنتاج أنه مجرد إشاعة أخرى لمنظرين . تجريبية واحدة تعادل ألف نظرية أصيلةمالحظةولكن . نظرية موحدة نهائية

قق األوتار يطورون بجد نماذجهم المجردة حوبينما كان منظرو نظريةالنظرية انفجرت كقنبلة وسط حقل الفيزياء الفلكيون سلسلة من االكتشافات

.علم الكون في حالة من الغليانملقية بنظرية األوتار و

-١٦٠-

: نقاط رئيسةü والضعيفة بيرة موحدة أن تجمع القوة القويةتحاول نظريات ك

ويتنبأ بعضها بأن البروتون سيتخافت .والكهرطيسية في مخطط واحد .بمتوسط حياة طويل جدا

ü إال فسيكون وبين المادة ومضاد المادة كامال ال يمكن أن يكون التناظر .االنفجار الكبير قد أنتج كميات متكافئة من االثنين

ü يمكن توحيد البوزونات والفيرميونات ضمن مخطط رياضي واحد يدعى .التناظر الفائق

ü يمكن توحيد الجسيمات والقوى جميعها بما في ذلك الثقالة بمعالجةتتحرك في أنها مؤلفة من أوتار دقيقة جدا كل الجسيمات على

وتلتف األبعاد الستة غير المالحظة . عشرة أبعادزمكان مؤلف من .في شكل معقد

ü مثل نظرية ة األوتار والتطوير الالحق عليهاتقدم نظري M األمل ولكن النظرية تبقى غير مفهومة ة كلهاضل لتوحيد الفيزياء األساسياألف .ومن الصعب التحقق منها تجريبيا ، تماما

-١٦١-

القوى املعتمة الكون

املادة املعتمة

عندما حولوا »الكون«ظن الفلكيون لقرون عدة أنهم كانوا يدرسون لكنهم صدموا عندما . ب والغاز والغبارأجهزتهم نحو المجرات والنجوم والكواك

!ال يملكون عنه أدنى فكرة –وجدوا أن معظم الكون مصنوع من شيء آخر جاءت اإلشارة األولى بأن ما تراه في علم الكون ليس بالضرورة كل

وهو Fritz Zwickyما هناك منذ سبعين عاما من العمل المتقن لفرتز زفيكي علم زفيكي بأن . في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيافيزيائي فلكي سويسري عملبد أن الضئيل اللكنه أدرك أن هذا الوصف . الكون يتمدد بطريقة منتظمة

فهي تتجمع في تجمعات من : فالمجرات ليست أجساما منعزلة. يكون مبسطاولذا يفرض على تمدد ضمن هذه التجمعات تتحرك المجرات و. عدة دزينات

رك مجرة درب تتح، وعلى سبيل المثال. تحركات محلية معقدةالكون المنتظم كم في ١٣٠ومجرة آندروميدا باتجاه بعضهما بعضا بسرعة اللبان التابعة لنا

يشاركان في التمدد الكوني الشامل وهما في الوقت نفسه، الثانية تقريبا حليةالحركات الملقد كان زفيكي مهتما بدراسة هذه . المكتشف من قبل هوبل

واستطاع اختبارها بالقياس الدقيق النزياح الضوء من كل ، ضمن التجمعات .مجرة نحو األحمر

١١ م– اجلائزة الكونية

-١٦٢-

بدا أن معظم المجرات تتحرك بسرعة . كان ما وجده زفيكي غريبا حقاافترض زفيكي في البداية أن التجمعات تبقى مرتبطة بفضل . غير متوقعة

إنها عالية جدا ف تحرك بسرعةوإذا كانت المجرة ت. ثقالة مادتها المرئيةويمكن لتجمع . تنفصل بالتالي عن المجموعةستهرب من جذب جيرانها لها و

ولكن فقط إذا لباليين السنين من المجرات أن يبقى مرتبطا بعضه ببعض حسب زفيكي الثقالة الناتجة عن المادة . احتوى مادة كافية لحصر كل أعضائه

مطلقا لحصر غير كافية ووجد أنها –والغبار النجوم والغاز –المرئية كلها البد : لم يكن هناك مفر من االستنتاج. المجرات سريعة الحركة ضمن تجمع

وجد زفيكي أن وبإعطاء األرقام. مساهمة إضافية لجذب الثقالةأن هناك فوزن المادة الجاذبة غير المرئية أكبر بكثير من المادة : الفرق ضخم جدا. وهي تسيطر بشكل مطلق على كتل التجمعات، المراتالمرئية بمئات

. بالمادة المعتمةأصبحت هذه المادة غير المرئية وغير المعروفة تعرف إال أن الفلكيين جمعوا تائج زفيكي قد أهملت لمدة طويلة وبالرغم من أن ن

خالل العقود القليلة الماضية براهين ال تدحض على أن الجزء المضيء من .معتمةالظاهر فقط وأن معظم المادة في الكون هي في الحقيقة المجرات هو

يتضح وجود المادة المعتمة أيضا من طريقة دوران النجوم حول مجرة مليون سنة ٢٥٠تستغرق حوالي ، فالشمس على سبيل المثال. درب اللبانة

وتأتي اإلشارات على وجود المادة المعتمة من دراسة . لتكمل دورة واحدةومرة أخرى وجد أنها تتحرك بسرعة عالية . نجوم على حدود المجرةحركة ال

جدا لكي تبقى مرتبطة بدرب اللبانة بفضل الثقالة وحدها ما لم يكن هناك كان الموجود هو النجوم فقط ولو. الكثير من المادة المعتمة التي تجذبها

تلة في مسح الفلكيون توزع الك. فسينطلق درب اللبانة بسرعة كعجلة منفجرةمجرتنا والمجرات األخرى من الطريقة التي تتحرك بها النجوم واستنتجوا أن

وأذرع حلزونية بنواة على شكل نقطة–ى شكل قرص البنية المعهودة عل تقع وسط توزع كروي تقريبا للمادة المعتمة يمتد إلى أبعد بكثير –تحيط بها

-١٦٣-

أو هالة تمتد باستمرار نحو من حواف المنطقة المضيئة مشكلة سحابة واسعة .الفضاء بين المجرات

األقمار أكملت هذه الدراسات المسحية بمالحظات أشعة اكس منوتشير كل الفحوصات إلى . WMAP وبالنتائج من القمر الصناعي الصناعية

ومن . مادة معتمة في الكون أكثر بكثير من المادة المرئيةهناك : النتيجة ذاتها. ء يودون معرفة ماهيتها وليس هناك بالتأكيد نقص في التفاسيرالعلما الواضح أن

.WIMPs وMACHOs : يقسم الفلكيون هذه التفاسير إلى صنفين عريضين

MACHOs »مادة على شكل سحابة هائلة منضغطة« إلى MACHOsتشير الكلمة

ويتبادر إلى الذهن فورا بعض . أي مادة مركزة موجودة في سحاب مجرة-ذا فالثقوب السوداء معتمة وتبقى غير مرئية إال إ. MACHOs الأنواع

لنجوم القزمة وكذلك قد تكون ا. غاز تبتلعها وجدت نفسها بالقرب من نجوم أوولكنها حيث ال ترى في المناظير الفلكية معتمة جدا بأو الكواكب الضخمة

وجودة بال م مذنباتصغر كالكويكبات والأوهناك أيضا أجسام . موجودة بكثرة .ولكنها مخفية جدا خارج النظام الشمسي، شك بكثرة

. في الفضاء العميق صعب جدا ألسباب واضحةMACHOإن رؤية ال ولم تعثر المناظير المباشرة التي تبحث عن نجوم حمراء صغيرة معتمة على

انظر القسم (وقد جربت طريقة أخرى هي تصوير بالثقالة . عدد كبير منها نفسه صدفة على امتداد MACHOفلو وضع . )ل الفضاء الملتفالسابق حو

. مباشرة فإنه سيفصح عن وجوده بتضخيم ضوء هذا النجمخط النظر إلى نجم المتجول نفسه على شكل زيادة أو نقصان في MACHO ولذا فسوف يظهر ال

ذه الطريقة بهMACH لقد وجد الفلكيون عددا من ال. شدة ضوء النجم البعيدأنه ال يوجد منها عدد كاف في القرب يفسر المادة م مقتنعون اآلن ولكنه

. المعتمة كلها

-١٦٤-

يمكن لعلماء الكون أن يحصلوا على دليل آخر على المادة المعتمة من حولت ، وكما وصفت في الفصل الثالث. منحى آخر من التفكير مختلف تماما

- د االنفجار الكبير خالل الدقائق القليلة األولى بع- التفاعالت النوويةلنيوترونات في حدث هذا عندما اتحدت البروتونات وا. الهيدروجين إلى هليوم

بروتون واحد ملتصق بنيوترون (لتشكل أوال الديوتوريوم البالزما األولية لكن كميات ضئيلة من . ومن ثم الهليوم باندماج تال لنواة الديوتوريوم) واحدتعتمد كمية . بالتالي بقيت على حالهاهليوم ويوتوريوم لم تتحول إلى الالد

الديوتوريوم األولي المتبقية بشكل هام على كثافة الكون عند حدوث هذه ويمكن واة مرتبطة بشكل ضعيف إلى حد ما وللديوتيريوم ن. التفاعالت

ويؤدي وجود كون بكثافة عالية إلى . تحطيمها بسهولة بصدمها بالبروتوناتنوى وبالتالي إلى إنقاص توفر الديوتيريوم في المزيج تصادمات أكثر بين ال

وبالمقابل يترك كون منخفض الكثافة جزءا أكبر من الديوتيريوم غير . النهائيالخفيفة والعناصر فر الديوتيريوم قياس تواستخدام ولذا يمكن .المندمجالي وبالت، لوضع رقم بالنسبة لكثافة المادة النووية في الكون األولي١األخرى

. كثافة المادة العادية الموجودة اآلن– بإجراء قياس بسيط –وبحسب أفضل التقديرات لتوفر الديوتيريوم كان للكون األولي كثافة

من المادة مجرد بضعة بالمئةوفي الحقيقة . منخفضة نسبيا من المادة النووية MACHOsولذا فإن هذا ينفي . المعتمة على شكل ذرات عادية أو عناصرها

ي أ–كتفسير لوجود المادة المعتمة إذا كانت مصنوعة من مادة عادية MACHOs ويمكن أن يكون بعض ال . تإلكترونات وبروتونات ونيوترونا

م تشارك في ل– مادة غير نووية –مصنوعا من نوع غير معروف من المادة اضية ولكن لو دخلنا أرض الجسيمات االفتر. الهليوم إنتاج الديوتيريوم أو

وسيكون معظم هذه غير . فسيكون المنظرون منتظرين بشوق وبقائمة طويلة .WIMPs ألنها ستكون من نوع ال MACHOs جيدة بالنسبة لل

-١٦٥-

WIMPs وقد صادفنا . »جسيم ضخم يتفاعل بضعف« على WIMPsتدل ال

. النيوترينو–مسبقا جسيما يتفاعل بضعف وهو مرشح محتمل للمادة المعتمة غير وترينوات ليست معتمة بقدر ما هي في السواد ولكنها معتمة ألنها فالني. حيث تمر خالل المادة العادية غالبا دون أن تكشف عن وجودهامرئية

عدد الجسيمات والنيوترينوات متوفرة بكثرة في الكون ويتجاوز عددها بكثيرليون من ولكنها مع ذلك ال تزن كثيرا وربما مجرد واحد على م. النووية

ولذا على الرغم من ميزة تفوقها عدديا بمليون إلى واحد فلن . اإللكترون Mوبالتالي تأتي أهمية . تكون كافية لوحدها كي يزيد وزنها عن وزن النجوم

شيء مثل النيوترينو ربما ولكن – هو ما نحتاجه فالضخامة: WIMPفي ال لها أن تسيطر على تأثيرات وبتلك الطريقة يمكن .٢بكتلة البروتون أو أكبر

WIMPs ومثل النيوترينوات يمكن لل . الثقالة للمادة العادية بدون أن نلحظها . أن تمر خالل أجسامنا بأعداد كبيرة طيلة الوقت دون أن نشعر بها حقا

الجسيمات –التي تالئم القائمة النظريةوهناك عدد كبير من الجسيمات عدد كبير من الجسيماتوهناك في الحقيقة. فائقة التناظر مثل الفوتينو

إن المشكلة الرئيسة في .المتنافسة مما يترك المجربين حائرين في االختيار هي أنها بالتعريف تتفاعل بضعف شديد مع WIMPsمحاولة اكتشاف ال

وتقترح التفاعالت أنه من النادر جدا أن توقف نواة ذرة ال . المادة العاديةWIMP ويبرز التحدي في اكتشاف التضخم الضئيل . بعض الطاقةوأن تترك

كانت إحدى الطرق التي . الناتج وترشيح اإلشارة من الضوضاء الخلفيةجربت هي استخدام بلورة ضخمة نقية من الجرمانيوم ككاشف والبحث عن

في الحالة ( إما من اضطرابها الصوتي أو الكهربائي مرتدةتأثيرات نواة وضعت البلورة عميقا تحت األرض . )ربون لهذا التضخماألولى يصغي المج

والتي يمكن أن تطغى لترشيح األشعة الكونية التي تتفاعل بقوة أكبر بكثيرويعتقد الفلكيون الذين مسحوا توزع المادة المعتمة .WIMPS على إشارة ا

-١٦٦-

ويتصورون حساء سميكا غير . أنها تميل إلى التركز قرب مراكز المجرات تسبح خالله األرض والشمس في رحلتهما الطويلة WIMPs ي من المرئ

األرض WIMPsوإذا كان األمر كذلك فلن تضرب ال . حول درب اللبانةلكنها يجب أن تأتي نحونا من التجمع فيرغو ، بشكل متساو من الجهات كلها

virgo كم في الثانية٣٠٠ الذي يتجه نحوه النظام الشمسي اآلن بسرعة . عب المادة المعتمة دورا رئيسا في تشكيل الكون بتقديمها معظم الجذب تل

سنة كما ظهر من ال ٣٨٠٠٠٠كان الكون عند . الثقالي الالزم لنمو المجراتWMAP ناعما جدا وقد ظهر البنيان الضخم ألن المناطق األكثف قليال كانت

وإذا كان األمر . قادرة على سحب مادة محيطة بها وبالتالي تضخيم كثافتهالتستطيع خلق ، يتعلق بالمادة العادية لوحدها فستكون هذه العملية ضعيفة جدا

لكن . الخ والتي كانت الحياة بدونها مستحيلة... المجرات والنجوم والكواكب قارن ولمعرفة كيف تم ذلك. جميع كثيراالمادة المعتمة ساعدت عملية الت

مع النتائج من تمثيالت حاسوبية للنماذج لكون بين البنية الضخمةعلماء ا .٣معقدة تنمذج عناصر مختلفة من المادة المعتمة

وعلى الرغم من أنه ليس لدى علماء الكون سوى دالئل قليلة حول طبيعة المادة المعتمة إال أنه يمكنهم على األقل إعطاء رقم دقيق حول كميتها

سكوبات مسوحات التلمع النتائج من WMAPنتائج ال وتشير .الكليةالبروتونات والنيوترونات واإللكترونات (البيانات األخرى أن المادة العادية و

ومن هذا (فقط من الكتلة الكلية للكون % ٤تشكل حوالي ) والذرات والجزيئاتمن % ٩٦ولذا فإن . )على شكل نجوم وكواكبفإن حوالي النصف فقط الرقم

ولكن هناك . وهذا شيء هام بحد ذاته .الكون مؤلف من مادة معتمة غامضةيمكن أن يتألف من عناصر المادة % ٩٦فأقل من ثلث ال . مفاجأة أخرى

ثلثي كتلة –إن ما يشكل بقية المادة المعتمة . المعتمة التي شرحتها سابقا . شيء أكثر غموضا بكثير–الكون على األقل

-١٦٧-

الطاقة املعتمةتان من الفلكيين المجتمع العلمي في منتصف التسعينات أدهشت مجموع

بتصريحهما بأن معدل تمدد الكون يتسارع كما أظهرت مالحظات المستعرات يعني هذا أن الكون يتمدد اآلن أسرع من قبل و. العظمى في المجرات البعيدة

لقد هز هذا . ويبدو أنه مقدم على االنفالت السريع إذا استمر هذا الميللكونية التي بنيت على اعتقاد راسخ بأن الثقالة تكبح االكتشاف أسس النظرية ا

إلى المعدل المتوسط التمدد وتبطئه من بدايته المتفجرة عند االنفجار الكبيرفهناك قوة غامضة . لقد تغيرت قواعد اللعبة اآلن. نسبيا الذي نالحظه اآلن

.مضادة للثقالة تعاكسها وقد نجحت في تحويل اإلبطاء إلى تسارع وهو تسارع هائل في معدل –نا في الفصل الثالث كيف أن التضخم رأي

كان مدفوعا بنبضة مضاد ثقالة تشكلت من –التمدد خالل الكون األولي جدا على األقل الجزء (ويبدو اآلن أن الكون . نظري»لحقل تضخم«الضغط السالب

٥٠ أبطأ ب بدأ بالتضخم مرة أخرى ولكن بمعدل بطيء نسبيا وهو) المالحظ منه ؟ ما الذي يحدث إذن.للقوة عشرة من السرعة التي سار عليها في بداية تشكله

تنافرا كونيا أو قوة مضادة للثقالة كوسيلة ١٩١٧اقترح آينشتاين عام وقد تخلى عنهما عندما وجد أن الكون . )٣انظر الصندوق (لتوليد كون ساكن لكن الكون بالتأكيد . ق طيلة الوقتحسنا ربما كان على ح. في الحقيقة يتمدد

. ليس ساكنا ولكن يبدو كما لو أن مضاد الثقالة موجود هناك على أية حال فلن يبدو ١٩١٧وإذا كان التفسير الصحيح يقع ضمن نظرية آينشتاين لعام

وبدال من ذلك . ١٢تمدد الكون على الصورة التقليدية الموضحة في الشكل . وهنا يبقى الكون ناتجا عن انفجار كبير. ١٩في الشكل فسيشبه التمدد المبين

في المراحل المبكرة ليس لمضاد الثقالة تأثير كبير ألن الكون مضغوط جدا . وألن قوة التنافر التي اقترحها آينشتاين ضعيفة بالنسبة لمسافات صغيرةل ولكن مع استمرار الكون في التمدد ينمو مضاد الثقالة في القوة حتى يص

. ينافس عندها قوة الجذب العادية للثقالة- بمقياس الكون ككل –إلى مرحلة

-١٦٨-

ويمضي الكون لفترة : هائل بحيث تتوازن هذه القوى الهائلةصراعيتلو ذلك ولكن مضاد الثقالة ينتصر في النهاية ألنه يزداد في . بالتمدد بمعدل ثابت تقريبا

يبدأ معدل التمدد بالتسارع الثقالة وعندما يسيطر مضاد . القوة مع تمدد الكونيتضاعف فيه حجم أية ، » أسي«طيلة الوقت حتى يقترب في النهاية من تمدد

. منطقة معينة من الكون كل بضعة باليين من السنين

الكون المنفلت: ١٩الشكل

. تحت تاثير قوة مضادة للثقالةد الفلكيون أن تمدد الكون يتسارعيعتق أفضل تخمين لتطور الكون بدءا من االنفجار الكبير الذي تتبعه ويظهر المنحني

بضعة باليين السنين من التمدد المتباطئ بما يشبه التصرف الموضح في الشكل . ولكن معدل التمدد يزداد بعدها مع سيطرة قوى معتمة غامضة على الكون. ١٢

هي مضاد من المبكر جدا االدعاء بأن القوة التي تسبب تسارع الكون. على الرغم من أن هذا بالتأكيد أبسط تفسير لذلك، الثقالة األصلية آلينشتاين

وكما . القوة مع الزمنول تتغير فيها شدة قدمت اقتراحات أخرى مثل حق والضغط السالب – يمكن اعتبارمضاد الثقالة نتيجة للطاقة شرحت مسبقا

-١٦٩-

كن أن نعزو الطاقة وبشكل آخر يم. للفضاء الفارغ نفسه–المرافق له وفي الحالتين ال نرى . والضغط السالب إلى حقل غير مرئي يتخلل الفضاء

ليشير إلى هذه الطاقة المعتمةأي شيء منه ولذا يستخدم المصطلح العام . ويصمم الفلكيون حاليا قياسات أفضل الكتشاف المزيد. االحتماالت كلها

ة المسؤولة عن تسارع الكون ومهما كان األمر فإذا أضفت الطاقة المعتم تين مجتمع– المرئية والمعتمة – ستجد أنها تمثل حقا كتلة كلية أكبر من المادة

يبدو أن الطاقة المعتمة تشكل معظم مادة الكون ومع ذلك ). ٢٠انظر الشكل ( . ال يعرف أحد ما هي

؟إضافة كونية: ٢٠الشكل

من كتلة % ٤ كل حواليادة المعروفة كالذرات تش من المدهش أن المعلى شكل نوع آخر من % ٢٢ويكون حوالي . تقريبا كإضافة –الكون

على شكل طاقة معتمة تجتاح % ٧٤بينما يكون ، المادة لم يحدد بعد . الكون بكامله

-١٧٠-

هناية الكون

لها اعتماد ليس أققة المعتمة بالتأكيد نتائج هامة إن لطبيعة الطاكانت القضية المستعصية بالنسبة لعلماء . عليها المصير النهائي للكون

أو أن معدل تمدده ، الكون هي فيما إذا كان الكون سيستمر في التمدد لألبد وتسمح نظرية النسبية العامة .مرحلة يبدأ بعدها باالنكماش سيتباطأ إلى

. آلينشتاين بحدوث االحتمالين حسب كمية المادة التي يحتويها الكونندر فريدمان فمن المعروف منذ عمل الكس، للحظةوبترك الطاقة المعتمةفهناك أوال . أن هناك ثالثة سيناريوهات متمايزةفي أوائل العشرينات

وهنا تكون قوة االنفجار في االنفجار الكبير . الكون ذو الكثافة المنخفضة. لكي يتابع الكون تمددهب المادة الكونية على جاذبيتها وكافية لتتغل

التمدد نتيجة تأثير الكابح لكن اإلبطاء يتناقص مع الوقت ويتباطأ معدل aويمثل هذا بالمنحني . بحيث يتمدد الكون في النهاية بمعدل ثابت تقريبا

.٢١في الشكل هو لكون مرتفع ٢١ في الشكل bواالحتمال الثاني الموضح بالمنحني

وتأثير كابح فهو يحتوي كمية أكثر من المادة مما يؤدي إلى جذب . الكثافةويتباطأ التمدد بالتدريج حتى يتوقف تماما وبعدها يبدأ الكون بالتقلص . أقوى

يعرف دل التقلص حتى يتحول إلى انهيار ويتسارع مع. وينهار على نفسه على الحد cأو المنحني ويقع االحتمال الثالث . »باالنهيار الكبير«عموما

ولكن ليس دل التمدد باستمراراقص معوهنا يتن. الفاصل بين االثنين السابقينوتربط النسبية العامة الحاالت الثالثة بهندسة . إلى الحد الذي يقف عنده نهائيا

يحني حقل الثقالة المرتفع للمادة الكثيفة الكون ليكون على شكل bففي . الكون يكون cوفي . متناه ال ينحني الفضاء سلبا وهو مفتوح وaوفي .كرة متضخمة

.ال متناهياتويا واء مسالفض

-١٧١-

مصير الكون: ٢١الشكل إما أن يتمدد . بحسب ألكسندر فريدمان، ثالث نماذج مختلفة للكون

أو يكون على b أو ينهار إلى مضغة كبيرة aالكون لألبد بمعدل ثابت انظر الشكل ( ينحني المكان سلبا aفي الحالة . cالحدود الفاصلة بينهما

. يكون مستوياcوفي . )٨انظر الشكل ( إيجابا ينحنيbوفي . )١٠

أكثر تعقيدا إذا أدخلت c و b و a خيارات الثالثة البسيطةتصبح الال ن تصرف الكون في المراحل األولى فإوكما ذكرت مسبقا . الطاقة المعتمة

ولكنه يمكن أن يكون في النهاية ، يتأثر إال قليال بمضاد ثقالة الطاقة المعتمةبما في ذلك الطاقة (كلية حرجة ) طاقة-كتلة(إذا كان للكون كثافة . احاسم

فسيكون الفضاء منبسطا ويتصرف الكون كما هو موضح في الشكل ) المعتمةويبدو .النموذج الذي يعطي أفضل تطابق مع البيانات وهذا هو. )١٩(

ن إلى نوع ويحول التمدد المتسارع الكو. المستقبل البعيد للكون عندها مظلمالقد شرحت في الفصل الثاني كيف أن السرعة . من ثقب أسود مقلوب

-١٧٢-

ال يمكن لنا أن نرى أبعد ، المحدودة للضوء تؤدي إلى وجود أفق في الفضاءويخلق التمدد المتسارع نوعا آخر من األفق . منه مهما بلغت قوة أجهزتنا

إصدار نبضة ضوء من تصور. مشابها لسطح الثقب األسود، أفقا حادثايدعى فإنها فمع مطاردة الضوء للمجرة. األرض موجهة نحو مجرة بعيدة متراجعة

إذا كان معدل التمدد ثابتا فستصل نبضة الضوء إلى المجرة في . تبتعد أكثرفقد ال يصل الضوء إلى المجرة ، ولكن إذا كان معدل التمدد متسارعا. النهاية، وبالمثل. اتسعت هذه أكثرالفاصلة الهوة فكلما زادت السرعة لسد: أبدا

- في الحقبة الكونية نفسها -ادر من المجرة البعيدة نحو األرضفالضوء الصوفي تلك الحالة فإن المنطقة من . قد ال يصل إلينا أبدا مهما طال انتظارناستكون ، )وكل المناطق األبعد منها(الفضاء التي تقع فيها المجرة المتراجعة

تبتعد المجرات عن بعضها وفي كون متسارع . لألبد–رئية بالنسبة لنا غير م. عبر آفاق المجرات األخرىوفي النهاية ستختفي تماما ، بعضا أسرع فأسرع

ليختفي معظم المجرات التي نراها يستغرق الوقت عدة باليين السنين وسفي وقت فسيحدث هذا ١٩تصرف الكون حقا كما في الشكل ولكن إذا ، اليوم

على سبيل المثال (ستندمج المجرات القريبة وبحلول ذلك الوقت . ما أثناء ذلكبالثقالة في مجرة فائقة مليئة والتي هي مرتبطة بدرب اللبانة ) اندروميدا

ال يزال (وسيكون باقي الكون المرئي . بثقوب سوداء هائلة وبنجوم منطفئةوفي النهاية ستتبخر . تقريبافارغا) بعرض عدة باليين من السنين الضوئية

وستختفي ، حتى الثقوب السوداء الضخمة بعيدا متحولة إلى إشعاعات حرارية . بعد ذلك عبر األفق مع كل شيء آخر

التمزق الكبريكبيرة مضغة لىإ مقابل االنهيار مدد الالنهائي فيال يستنفد الت

افترضت حتى اآلن أن . فهناك طريقة ثالثة ينتهي بها الكون: االحتماالت كلها. الطاقة المعتمة ثابتة بالنسبة للزمان والمكان كما في نظرية آينشتاين األصلية

ولكن بما أن طبيعة الطاقة المعتمة ما زالت سرا فقد ال يكون هذا االفتراض

-١٧٣-

يشار إليه (إذا خلقت الطاقة المعتمة من نوع جديد من حقل مادة . صحيحافمن المحتمل جدا عندها أن يتغير الحقل ، )quintessence الجوهرأحيانا ب

. وأن يتفاعل حتى مع المادة معطيا احتماالت أكثر، بالنسبة للزمان والمكانلى قيمة إن يكون هناك انتقال كمومي مفاجئ يمكن أ، وعلى سبيل المثال

ا أن تتمدد بسرعة مولدا فقاعة من الفراغ يمكنهأخفض من الطاقة المعتمة Stephenلقد جعل ستيفان باكستر. وتغلف الكون المالحظء تقريبا الضو

Baxterقصة الخيال العلمي ته في هذا السيناريو المخيف موضوعا لرواي مسببة تتغير الطاقة المعتمة ببطء شديد قد ، وبصورة أخرى.٤الزمان

قد تصبح سالبة وفي النهاية. خفض طاقتها تدريجيا خالل باليين السنينث ذلك وإذا حد. )ندما تبدأ بالتصرف كثقالة بدال من مضاد الثقالةع(

وسينتج عن –ثم يتحول ليصبح انهيارا متسارعا فسيتباطأ التمدد المتسارع .هذا مضغة كبيرة

وهناك مصير مختلف أكثر مأساوية إذا ازدادت قيمة الطاقة المعتمة مع زمن أيضا مؤديا إلى تمدد عندها سيزداد معدل التسارع مع ال. تمدد الكونمما سيؤدي إلى إنقاص حجم الفضاء ضمن وسيتقلص أفق الحادث . أسي فائق

هي اآلن صغيرة في النظام وستبدأ قوة مضاد الثقالة والتي. الكون المالحظ أو بحسب أبعاد المجرات لتصبح هامة على مقاييس أصغر فأصغر الشمسيستستمر قوة و. تتمزق فيه مجرتناسيأتي الوقت الذيوفي النهاية . حجما

كاسحة ومع النجوم ثم النجوم المنفردةمضاد الثقالة في الزيادة ممزقة تجوفي المراحل األخيرة حتى األرض نفسها . الثقالة التي تربطها بعضها ببعض

وسيأتي الفصل األخير من . وبعد لحظات ستنفجر ذرات الكون نفسها .ستتفككوتمثل . )٢٢انظر الشكل (متناهيا ح معدل التمدد الهذه المأساة عندما يصب

مثل االنهيار إلى – نهاية الزمان والمكان – زمكانية منفردةمثل هذه الحالةلقد . ولكن باالتجاه المعاكس ألنه تمدد هائل بدال من انهيار، مضغة كبيرة

للكون في البغيض هذا المصير John Barrowاكتشفت مع جون بارو ألنه بني على نموذج ، ولكننا لم نأخذه كثيرا على محمل الجدنات الثماني

-١٧٤-

أعيد اكتشافها من قبل روبرت لكن الفكرة الرئيسة نفسها .٥رياضي مصطنع من كلية دارتموث في نيو هامبشاير منذ سنوات Robert Caldwellكالدويل

طريقة ة وال تزال هذه الصور.٦»التمزق الكبير« المثيروأعطيت االسم ، قليلةولكن النظرية ربما لم تعد تخمينية كما كانت عندما غير محتملة لنهاية الكون

.لعبت بها مع بارو ألول مرة

التمزق الكبير: ٢٢الشكل

طريقة أخرى يمكن أن ينتهي بها الكون هي بالتمدد بسرعة أكبر وأكير يستمر وال. حتى يصبح معدل التسارع النهائيا كما هو موضح في الشكل

.المنحني بعد نقطة معدل التمدد الالنهائي ألنها منفردة زمكان

؟هل ميكن للحياة أن تستمر لألبدإال أنه ما زال لدينا وقت كبير ان شكل النموذج األقرب للحقيقة مهما ك

فال شيء مما اكتشفه الفلكيون وعلماء الكون . قبل الوصول إلى هر مجدونالكون حسب أي من هذه السيناريوهات سيبدأ قبل يدفعهم لالعتقاد أن نهاية ولكن قبل أن يحدث أي شيء غير سار على . باليين الباليين من السنينومن . ستكون شمسنا قد استهلكت زمن خدمتها، مقياس كبير بوقت طويل

-١٧٥-

ستصبح حارة بشكل غير كثر من بليون سنة بقليل من اآلن المحتمل أنها بعد أولكن لو أخذ المرء فكرة غير . أزمة مالءمتها للحياةوستواجه األرض ، مريح

ألية مخلوقات ألجيالنا أو فهناك وقت وفير، مقيدة حول مستقبل الحياة أو ألي كائنات في أنظمة نجمية أخرى تواجه المصير –اصطناعية قد نخلقها

حتى ينفد تزود ة نجمية أخرى وأن تستمر في ذلك أن تنتقل إلى أنظم–نفسه فسيبقى هناك وحتى لو انطفأت النجوم كلها . م الجديدة بالمادة الخامالنجو

وعلى األخص تلك من الثقوب ، مخزون أكبر من الطاقة في حقول الثقالة . السوداء لتسمح لحياة من نوع ما باالستمرار

بافتراض أن الكون لن (لألبدحرفيا ولكن هل يمكن للحياة أن تستمر هل يستطيع أحفادنا بطريقة ما؟) ينفجربتمزق كبير مضغة كبيرة أو إلىينهار

Freeman Dyson بحسب ورقة لفريمان دايسون ؟أن يكونوا وجودا لهم لألبدلحياة أن تبقى كانت الفكرة الرائجة هي أنه بإمكان ا ٧نشرت في السبعينات

لكن هذا االستنتاج عدل مؤخرا . من كون يتمدد باستمراردوما في موقع ما وإذا كان الكون سينتهي بحسب ما يقترحه . ضوء اكتشاف الطاقة المعتمةعلى

فيبدو من غير على شكل فضاء فارغ ضمن أفق حادثذلك االكتشافتى أية معالجة منهجية للمعلومات أو ح، المحتمل أن يستمر أي شكل من الحياة

كون يشبه موت ال، ألن الحالة النهائية هي نوع من التوازن الثرموديناميكي. )٥انظر الصندوق ( الذي نوقش في القرن التاسع عشرالحراري األصلي

يبدو أنه من غير الممكن أن تستمر الحياة لألبد في ، ولذا فبطريقة أو بأخرى .٨هذا الكون

لقد ناقشت في هذا الفصل النظريات المختلفة حول ماهية الطاقة لقد التقط آينشتاين . كليولكنني لم أقل شيئا عما يحدد مقدارها ال، المعتمةتمكن عالقاته من وصف كون ة قيمة مأخوذة من مالحظات فلكية ببساطولذا بقيت قيمة . فالنسبية العامة ال تقدم أي دليل على مقدار هذا الرقم: ساكن

وفضل معظم علماء الكون أن ، قوة مضاد الثقالة لعقود خلت غير محددة

-١٧٦-

طاقة المعتمة ناتجة عن عملية فيزيائية ولكن إذا كانت ال. يعطوها الرقم صفريمكن للمنظرين أن يحاولوا حساب كمية ، مثل طاقة فراغ كمومية أو جوهرية

وكما سنرى في الفصل الالحق . الطاقة المعتمة في حجم نموذجي من الفضاء لدرجة أنها تشير إلى ما مزعجةالنتيجة فستكون ، عندما تجرى هذه الحسابات

وإلى الحاجة ألكبرعملية تلفيق ، ي صميم الفيزياء النظريةال يقل عن أزمة ف . على اإلطالق

: النقاط الرئيسةü وتؤلف المادة العادية . يتكون معظم الكون من شيء ال زال غير محدد

.بضعة بالمائة فقط منه

ü قذفت فربما صنعت المادة المعتمة من جسيمات ثقيلة تتفاعل بضع .بغزارة من االنفجار الكبير

ü صدمة – »طاقة معتمة«يبدو أن معظم الكتلة في الكون هي على شكل ) الخلط بينها وبين المادة المعتمةيجب عدم (فالطاقة المعتمة ! كبيرة

ال أحد يعرف و. رع فأسرعـمما يجعل الكون يتمدد أس، تنافرية بالثقالةم اقترح آينشتاين ذلك عا(وقد تكون مجرد طاقة الفضاء الفارغ .ما هي .أو قد تكون حقال جديدا غامضا) ١٩١٧

ü فسيصبح الكون في النهاية معتما وفارغا ، إذا بقيت الطاقة المعتمة ثابتةفسينهار ، وإذا تناقصت لتصبح في النهاية سالبة. وسيتمدد بمعدل أسي

.وإذا تضخمت فسينتهي الكون بتمزق كبير. الكون إلى مضغة كبيرة

ü آمين. حياة معلقة هناك لألبدمن الصعب أن تبقى ال.

-١٧٧-

كون مالئم للحياة

دور املراقبني

De revolutionibus orbiumكوبرنيكوس كان نشر كتاب نيكوالس

coelestium م عالمة فارقة في تاريخ العلم بل ربما ١٥٤٣عام بعد وفاتهته نموذجه عن كراس الفلكي البولوني فيلقد وضح .شكل مولد العلم نفسه

ألرض وجميع حيث تكون الشمس في المركز بينما تدور االنظام الشمسي. أخيرا سنضع الشمس نفسها في مركز الكون« :الكواكب األخرى حولها

تناغم الكون بأكمله فقط لو واجهنا ا كله التتابع المنتظم للحوادث ويؤيد هذ .١» كما يقولون« بعينين مفتوحتين »الحقائق

النظرة الجديدة للكون التي دافع عنها كوبرنيكوس وهي أن هزتحول الشمس العالم الغربي بحيث انتهى األمرإلى تبني إطالق األرض تدور

كانت أوروبا . ا عليها بالمعنى السياسي الواسع واالجتماعي أيضثورةكلمة عشر مقيدة بالكنيسة الكاثوليكية التي تشبثت بنظرية في القرن السادس

نتيجتها الطبيعيةبطليموس القديمة وهي أن األرض تقع في مركز الكون وببتخفيض رتبة كوكبنا من الموقع و. وهي أن البشرية تمثل قمة الخلق اإللهي

principle of مبدأ االعتيادية – أطلق كوبرنيكوس نزعة ،المركزي للكون

mediocrity – ه غال. استمرت ألربعة قرونالتييلو المنظار وعندما وج١٢ م– اجلائزة الكونية

-١٧٨-

يتألف من اللبانة م الحظ أن درب ١٦٠٩خترع حديثا نحو السماء عام المثم بدأ الفلكيون تدريجيا يدركون أن الشمس . تجمع ضخم من النجوم الباهتة

ونعلم اليوم أن مجرة درب اللبانة . هي مجرد نجم عادي بين العديد من النجومواستطاعت . العديد منها الشمستحتوي على أكثر من مائة بليون نجم يشبهرصد نجوما في مجرة آتدرومادا المناظر الضخمة في القرن العشرين أن ت

لقد . ما بعدها مظهرة أن درب اللبانة نفسه ال يحتل موقعا مميزا في الكونوأسست المسوحات المنتظمة للمجرات المبدأ الكوني الذي ينطلق من مبدأ

.تجانس الكون على مقياس واسعأن تدعي النجاح إال أذا أخذت هذا تستطيع أية محاولة لتفسير الكون ال الكون المتضخم وكما رأينا يقدم سيناريو . بعين االعتبار»االعتيادي«التسلسل

وتفسر نظرية تشكل .للتجانس الكوني على المقياس الواسعتفسيرا طبيعيا بينما تصف درب اللبانةغموض أنظمة مثل نظام المجرات من شذوذات أولية

. نظامنا الشمسيالغبارنجوم والكواكب من سحب من الغاز ونظرية تشكل الاللتين يجب الوحيدتين للكون جانس واالعتيادية ليستا الخاصتينلكن التهناك خاصة غالبا ما تترك من قائمة الخصائص المالحظة وهي .تفسيرهما

.ص يراقبون هذه الخصائمراقبينحقيقة وجود ومقلق بعض الشيء للعديد من متميز في العلم »المراقب «إن دور

إذ أن مهمة العلم بعد كل هذا هي استبدال النظرة الشخصية للطبيعة .العلماءال يؤخذ اإلدعاء العلمي بجدية إال إذا أمكن اختباره من و. بنظرة موضوعية

األرض تدور وإذا أكدت أن. )ليس بدون اهتمام(قبل آخرين بطريقة عادية فلن ال يراها أحد غيريحول الشمس ألنها تقاد بمركبة فضائية ضخمة

إن نظرية النسبية العامة آلينشتاين . وهذا هو األمر الصحيح–يصدقني أحد توحي بأن النظرة نسبية إن مجرد كلمة. محورا رئيسا الموضوعيةتجعل من

الالزمة ية قواعد التحويل وتقدم النظرمامراقب إلى العالم هي دوما نظرة وبهذه الطريقة يمكن . آخر مراقب تجارببين تجارب مراقب ووفق لت

-١٧٩-

الخبرات المحددة ألفراد للطبيعة من»المحتوى الموضوعي«استخالص لقد وضع آينشتاين معتقدا رئيسا في نظرية النسبية العامة وهو أن . مراقبين

مهما كانت طبيعة ة للمراقبين كلهمنفسها بالنسب تظلقوانين الفيزياء يجب أن . فليست هناك أفضلية ألي مراقب. حركتهم و بغض النظر عن مكان وجودهم

ولهذا السبب على سبيل المثال ال تقدم قوانين الفيزياء أية إشارة إلى سرعة شيء ولو فعلت ذلك فإنها ستميز نوعا محددا من المراقبين عن . ما خالل الفضاء

. الذين اختبروا العالم بطريقة مختلفة–قبين الثابتين المرا–غيرهم وبأخذ هذا التاريخ بعين االعتبار فليس من المستغرب أن ال يكون تفسير وجود المراقبين شرطا أساسيا لنظرية ناجحة عن الكون لدى علماء

خذ . ولكن المزيد والمزيد منهم مقتنعون اآلن أن هذا نقص خطير. الكونهناك إحساس واضح بأنه غير حسنا ؟ ما نموذجيته–كون موقعنا في ال

إن معظم الكون فضاء فارغ تقريبا ولكن البشر . نموذجي إلى حد كبيرفمن المستبعد أن . وهناك سبب وجيه لذلك. يعيشون على سطح كوكب ما

في الفضاء الخارجي وحتى لو حصل ذلك فلن تكون الكائنات حياةتظهر ويجد المراقبون من البشر أنفسهم يعيشون على . هناكبعقل كبير ناجحة جدا

. ظهر كوكب ألنه من الصعب أن يكونوا قد نشؤوا في أي مكان آخر على األقل –فالمراقبون . على اعتبارات أهم إن هذا المثال البسيط مؤشر

والحياة ظاهرة معقدة وهشة لها كائنات حية–برتنا إلى اآلن ضمن حدود خ. عندما تكون الظروف مالئمة لذلكفقطوهي تظهر في الكون . متطلبات كثيرة

فهي : إن نظرتنا للكون لن تكون نموذجيةوإذا كانت هذه الظروف غير عامة ف .ستعكس وضعنا في منطقة محلية خاصة مالئمة للحياة في هذا الكون

إنه يقول بكل بساطة إن المراقبين .لن يدهش هذا الحشو البسيط أحداومن الصعب أن . في مكان يمكن أن تتواجد فيه الحياةفقطأنفسهم سيجدون

ومع ذلك فبالرغم من طبيعة هذه المقولة غير القابلة . يكون األمر غير ذلكوفي البداية فإن . للنقاش فال يجب استبعادها على أنها مجرد تالعب بالكلمات

-١٨٠-

ألرض تكون افقد وبالتأكيد . الظروف الالزمة للحياة يمكن أن تكون مقيدة جدانجم نموذجي في مجرة نموذجية فيما يتعلق كوكبا نموذجيا بالقرب من ولكنها يمكن أن تكون أيضا غير نموذجية . بظروفها الجيولوجية والفلكية

إذا كان هناك . من حيث ظروفها الحيوية– وربما متفردة –لدرجة كبيرة يكون األرض ألننا نجد ه سمكان واحد فقط يمكن للحياة أن تتشكل فيه فإن

إن هذه النقطة على الرغم من وضوحها الجلي تعارض مباشرة . هناكأنفسنا .Anthropic Principle٢مبدأ االعتيادية وأصبحت تعرف بالمبدأ اإلنساني

اسم مغلوط غير مالئم ألن كلمة أنثروبي مشتقة وهذا المصطلح عبارة عن ن لهذا المبدأ عالقة بالبشر بحد ذاتهم من الجذر اليوناني رجل وال أحد يقترح أ

صرح الفيزيائي و. )على الرغم من أن البشر هم بال شك أحد أوجه الحياة( الذي كان أول من استخدم الكلمة في هذا ٣براندون كارتر الفلكي البريطاني

ربما مبدأ –السياق مرة أنه لو علم بالمشكلة التي ستثيرها القترح كلمة أخرى ولذا »إنساني«ولكن يبدو أننا تقيدنا بمصطلح ال . »biophilic ة حب الحيا«

.فسأتابع استخدامه

؟هل حنن لوحدنا الكون على ؟ما الذي يمكن أن يقال عن إمكانات وجود حياة خارج األرض

الرغم من التطور الكبير في موضوع الفلك الحيوي فال يوجد إلى اآلن دليل وفي حال اكتشاف حياة في . ضاء الخارجي في الفحياةمباشر على وجود

فإن التفسير األكثر احتماال - على المريخ مثال -مكان ما من النظام الشمسي هو أنها لم تنشأ هناك ولكنها انتقلت من األرض ضمن صخور أطلقت من

إننا نعلم أن المريخ واألرض . كوكبنا من جراء ارتطام المذنبات والشهب بهار ولذا يبدو من المحتمل جدا أن تكون الميكروبات قد ركبت يتبادالن الصخو

بليون سنة ٤,٥مرات عدة خالل تاريخ النظام الشمسي الذي يمتد على مدى على الحياة في المريخ ال يعني أنها ولذا فإن العثور.٤على هذه المذنبات

وإلعطاء االستنتاج األقوى فمن . تشكلت هناك من ال شيء أكثر من مرة

-١٨١-

ضروري البرهان على أن الحياة على المريخ وعلى األرض مختلفتان بما الإن السؤال فيما إذا كنا أو لم نكن الوحيدين . يكفي ليكون لهما أصالن مستقالن

ويعتمد الجواب . في الكون يشكل أحد أعظم األحاجي غير المحلولة في العلملمرة واحدة ما على ما إذا كان أصل الحياة صدفة كيميائية ضخمة حصلت رب

تية مالئمة أو أنها كانت النتيجة المتوقعة لقوانين ذافقط في الكون المالحظولكل من . كلما توفرت ظروف شبيهة بظروف األرضللحياة تسهل نشوءها

لكن بغياب برهان قوي من وجهتي النظر من يؤيدها من العلماء المرموقين و شيء الذي صنعت منه الحياة منتشروبالتأكيد فإن ال. ام قبول أي منهالمستحيل وهو الكربونمبنية على عنصر ) على األقل كما نعرفها(إن الحياة . في الكون

وهو العنصر –وتستخدم الحياة أيضا الهيدروجين . أحد أكثر العناصر انتشاراريت إضافة إلى النتروجين واألكسجين والكب–األكثر انتشارا من الجميع

إن بعض اللبنات األساسية للحياة وهي . معقولةائعة بدرجة والفسفور وكلها ش. جزيئات عضوية مثل الفورم الدهايد واليوريا موجودة في السحب بين النجوم

شائع جدا في – وهو متطلب آخر ضروري للحياة األرضية –إن الماء ولذا تقترح . النظام الشمسي وفي أنظمة النجوم األخرى وفي سحب الغاز

– المواد العضوية والماء – المتراكمة أن المواد المشجعة للحياة البراهينومع ذلك فالطريق طويل بين لبنات بناء بسيطة و بين . موجودة خالل الكون

وبينما تشكل المواد العضوية والماء . حتى أبسط الكائنات العضوية الحيةوليس من . ةبالتأكيد مستلزمات ضرورية للحياة إال أنها أقل من أن تكون كافي

الممكن االستنتاج من شيوع لبنات بناء الحياة األساسية فقط أن الحياة نفسها ولكن حسب ما نعرفه حتى اآلن فإن من الممكن أن تنشأ الحياة في أي . شائعة

وإذا ظهر أن الحياة محصورة بكوكب .مكان تقريبا في الكون المالحظة تاريخية وليس شيئا غير األرض فقط فمن الممكن أن يكون ذلك مجرد صدف

.عادي حول قابلية النظام الشمسي للحياةوللسماح بظهور الحياة في مكان واحد على األقل في الكون يجب تلبية

:٥ثالثة متطلبات رئيسة

-١٨٢-

.يجب أن تسمح قوانين الفيزياء لبنى معقدة مستقرة بالتشكل - ١ائنات العضوية يجب أن يمتلك الكون نوع المواد التي تستخدمها الك - ٢

.كالكربون مثال

يجب أن توجد الظروف المالئمة لتتفاعل العناصر المكونة للحياة - ٣ .بالشكل المطلوب

وحتى هذه المتطلبات الثالث تفرض قيودا شديدة جدا على الفيزياء وعلم الكون وهي صارمة جدا بحيث أنها تصدم بعض العلماء على أنها ليست سوى

. البراقFred Hoyle بترديد مصطلح فريد هويل »وظيفة مدبرة« –تطبيق مدبر المثيرة »المصادفات الكونية«على تلك ٦الفصل بعض األمثلة في هذا وسأعطي

.بادئا بتلك التي أدهشت هويل كثيرا

أصل العناصر الكيميائية ميز الكيميائيون أكثر من مائة عنصر كيميائي مرتبة بأناقة في صفوف

Dimitriالذي أنشأه ديمتري مندلييف ي الجدول الدوري الشهيروأعمدة ف

Mendeleevبعض العناصر مثل الكربون والحديد . في القرن التاسع عشروفي الكون بكامله فإن . شائع بينما بعضها اآلخر مثل الذهب والالنثانوم نادر

ين هي على شكل هيدروج) كمقابل للمادة المعتمة(من المادة العادية % ٩٩. وهيليوم حيث صنع الهليوم خالل الدقائق القليلة األولى بعد االنفجار الكبير

الوفرة النسبية هو تفسيرالتحديات بالنسبة لعلم الفلك الفيزيائي إن أحدولفترة طويلة بقي أصلها غامضا ولكن في . األخرى المتبقيةللعناصر

فالنجم عبارة عن . لكاألربعينات أصبح واضحا أن للنجوم عالقة وثيقة بذ .مفاعل نووي ضخم حار بما يكفي لصنع عناصر ثقيلة من عناصر خفيفة

بدأت النجوم األولى بالتشكل عندما تجمع غاز الهيدروجين والهليوم لقد استغرق هذا بضعة مئات . المتبقييين من االنفجار الكبير في سحب كثيفة

ي كان في البداية قويا جدا الماليين من السنين ألن اإلشعاع الكوني الخلف

-١٨٣-

وفي النهاية وتحت تأثير قوة سحب . بحيث لم يسمح للغازات باالستقرار كرات من – protostarsالثقالة انشطرت السحب المتكاثفة إلى شبه نجوم

وما إن تبلغ درجة حرارة مركز الكرة . الغاز أصبحت أسخن مع تقلصهاويولد النجم الحقيقي عندما . لنوويةبضعة ماليين درجة حتى تبدأ التفاعالت ا

وهكذا عندما يستقر . تخلق هذه الحرارة ضغطا داخليا كافيا يوقف التقلصإن . النجم فسوف يشتعل بسرور لماليين أو حتى لباليين السنين بحسب كتلته

فهي تستهلك وقودها النووي النجوم ذات الكتل المنخفضة باردة نسبيا وبالتالي أما النجوم الضخمة فهي تلتهم وقودها بسرعة . فترة طويلةتعيش لببطء و

.وتنطفئ بسرعةتشتق معظم النجوم معظم طاقتها من تحويل الهيدروجين إلى الهليوم

وفي االنفجار الكبير كان هذا التحويل سريعا وسهال ألن .باالندماج النوويوجين من بروتون تتألف نواة الهيدر. الكون ولد بذخيرة كبيرة من النيوترونات

ولكن النيوترونات غير مستقرة إذا كانت وحيدة ولذا لم تكن هناك . واحدولذا يجب إيجاد طريق آخر . نيوترونات طليقة لتستخدم مع بدء تشكل النجوم

وتبعد البروتونات بعضها بعضا . للهليوم أبطأ بكثير باستخدام البروتونات فقطولكنها عند درجات حرارة عالية ، جبةألنها جميعا تحمل شحنة كهربائية مو

وإذا . يمكن أن تتحرك بسرعة كبيرة بحيث يمكن أن تقترب من بعضها بعضايمكن ،كانت السرعة كبيرة بما يكفي كما هي في المركز الحار لنجم

لبروتونين أن يقتربا من بعضهما بعضا إلى ضمن مجال القوة النووية القوية تذكر أن القوة القوية تنخفض بشدة . الت نوويةمما يفسح الطريق أمام تحو

إلى الصفر إذا كانت المسافة أقل من واحد إلى عشرة تريليون سنتيمتر والتي ولذا فقط عندما تقترب البروتونات جدا من . تساوي تقريبا بعد نواة الذرة

وعندما تفعل ذلك فإن القوة النووية . بعضها بعضا تصبح تحت تأثير هذه القوة

-١٨٤-

وليس . لقوية قوية بما يكفي لتتغلب على التنافر الكهربائي ذي المجال األطولامن الضروري شرح التفاصيل هنا وإنما يكفي القول بأنه عند تشكل نواة هليوم واحدة من أربعة بروتونات يجب أن يتحول بروتونان منها إلى

لة عن الطاقة هي المسؤو وعلى الرغم من أن القوة النووية القوية.٧نيوترونينالمطلقة من االندماج النووي إال أن التحول من بروتون إلى نيوترون الهائلة

وألن القوة األخيرة ضعيفة جدا فإنها . يرجع إلى تأثير القوة النووية الضعبفة بالمقارنة مع سرعة تخليق الهيليوم –تبطئ بشدة سرعة عملية إنتاج الهيليوم

وهذا لحسن الحظ يسمح لمعظم النجوم أن . مباشرةاألولية بعد االنفجار الكبيرتحترق بمعدل ثابت لمدة طويلة جدا وفي حالة الشمس لمدة طويلة تكفي

.لتشكيل الحياة و لرعاية تطور كائنات معقدةوعندما ينخفض مخزون النجم من الهيدروجين فإنه يواجه مشكلة

د أية حرارة من تستطيع النجوم الصغيرة والمتوسطة أن تول وال. طاقيةولذا فهي تتقلص لتشكل أقزاما بيضاء تلمع بسبب . العمليات النووية

ولكن النجوم ذات الكتلة األكبر يمكنها أن تعتمد على . الحرارة المتبقية فقطتفاعالت اندماج نووية تبقيها متوهجة ألنها يمكن أن تصل إلى درجات

ولذا ما . )رجات المئويةحتى مئات الماليين من الد(حرارة داخلية أعلى إن الطريق المباشر قدما سيكون ؟الخطوة التالية بعد االندماج الهيدروجيني

لكن هذا التفاعل ال يتم . إضافة بروتون آخر إلى الهيليوم لتشكيل الليثيومن الليثيوم ألن نواة ليثيوم بثالثة بروتونات ونيوترونين غير مستقرة وأل

ذا عن اندماج نواتي هيليوم ما. ة نيوتروناتأربع عادة يمتلك ثالثة أو ليس هذا ؟ بأربعة بروتونات وأربعة نيوترونات٨لتصنع النظير بريليوم

إن . جيدا أيضا ألن تلك النواة غير مستقرة أيضا وتتفكك بمجرد تشكلهاالطبيعة يمتلك خمسة بروتونات ير المستقر للبريليوم الموجود فيالنظ

. واجه النجم مشكلة نووية خطيرةولذا ي. وليس أربعة

-١٨٥-

كيف صنع الكون الكربون العنصر الذي يعطي احلياة

قهو يمتلك ستة بروتونات . األثقلالبريليوم فإن الكربون هو العنصربعد أيمكن أن تكون النجوم قد عثرت على طريقة لتجاوز .وستة نيوترونات

إن هذا يحتاج . ى الكربونالليثيوم والبريليوم وأن تذهب مباشرة من الهيليوم إلوتعمل . نوى من الهليوم تتحد مع بعضها بعضا في لحظة واحدةثالثإلى

بشكل صحيح وسيكون ) ٦+٦ =٢*٢*٣(رياضيات البروتون والنيوترون وألن هناك بروتونات أكثر تدخل في . المنتج النهائي نواة كربون مستقرة

إن التنافر الكهربائي أكبر تصادم نووي من االندماح الهيدروجيني األصلي فولذا يجب أن تكون درجة الحرارة أعلى بكثير للتغلب عليه ولكي تسمح للنوى

فبزيادة : ليس هذا مشكلة. أن تقترب بحيث تدع القوة النووية القوية تعملالتقليص يمكن لنواة النجم أن ترفع درجة الحرارة إلى مستوى مرتفع بما فيه

إن احتمال التقاء . ة رئيسة بالنسبة للتفاعل نفسهولكن هناك مشكل. الكفايةوبالتأكيد ال . نوى من الهليوم في المكان نفسه والوقت نفسه ضئيل جداث ثال

إذن يمكن لنواتي هليوم أن تشكال . حاجة لها لتلتقي في اللحظة نفسها تمامامن أوال نواة غير مستقرة من البريليوم وقبل أن تتفكك يمكن لنواة ثالثة

ولكن يبدو من الوهلة األولى أن العدد غير مناسب بنواة . الهيليوم أن تصدمهابيريليوم نموذجية تتفكك بسرعة كبيرة جدا كي تعطي نواة هليوم ثالثة فرصة

. أن هذا الطريق لخلق الكربون مغلق أيضالذا يبدو ظاهريا. مناسبة لتصدمهاالفلك الفيزيائية في أوائل كان هذا هوالوضع الذي قدم نفسه لعلماء

نكليزي فريد هويل غير المعروف نسبيا آنذاك بهذه اهتم الفلكي اإل. الخمسيناتفرد عنصر الكربون بشكل عام ولقد حاجج بأن الكائنات المبنية على. المشكلة

. هويل بشكل خاص لم يكونا ليوجدا لو توقف تخليق العناصر عند الهيليوما قد حدث لتصنيع الكربون وعلى األرجح فإنه موجود حسنا يبدو أن شبئا م

وإذا فشل اعتبارعام للفيزياء التووية في تعليل خلق الكربون . داخل النجوم . فربما كان هناك شيء آخر غير عادي مسؤول عن ذلك

-١٨٦-

ل المرء أن يتجنب اللجوء ففي العلم يحاو. هذا إلى لب القضيةويوصلناالتفسير إلى أن نجرب Occam's razorأوكام يدعونا مقصو. المصادفاتإلى

حيان ولكن التفسيرات الواضحة والبسيطة ال تنجح في بعض األ. الواضح أوالوكما أوضح شرلوك هولمز عندما . عاديونضطر إلى اللجوء لشيء غير

. بد أن يكون الحقيقة تستبعد المستحيل فإن ما يبقى مهما كان غير محتمل الولكن ، لتزام بالبسيط والواضح هو االستراتيجية األفضلوبصورة عامة فإن اال

غير العادية أن تدخل ضمن مصادفة هناك موضوع واحد يمكن فيه حتى لل . الحياة وهذا الموضوع هو –تفسير علمي مشروع

لم يمت أي من أجدادك بدون أن : وحتى تدرك ما أعنيه اعتبر هذاوفيات األطفال على األغلب وفي تاريخ البشرية كانت . يكون له أطفال

لقد كان هناك عدد كبير من األطفال الذين ماتوا قبل أن يبلغوا . مرتفعة جداتصور اآلن أجدادك من حقبة ما قبل اإلنسان التي تمتد مئات . سن المراهقة

. فمنذ زمن طويل جدا كان أسالفك سمكا .٨الماليين من السنين إلى الوراءجزء البسيط جدا دا ال يحصى من البيوض و تخيل الفكر كيف يبذر السمك عد

ليس واحدا منهم –ومع ذلك فلم يكن أحد من أسالفك . نضججدا الذي بقي وما االحتماالت ضد هذا التسلسل من الحوادث المحظوظة التي . سمكة فاشلة-

إن أي سحب ؟جيال بعد جيل انقطاع على مدى باليين السنين وامتدت بدونولكن . يجرؤ أن يقدم مثل هذه االحتماالت غير المناسبة بشري اليانصيب

هل يعني هذا . رابح في لعبة الحظ الداروينية العظيمة–ها أنت موجود هنا إذا كان وجودك . ال على اإلطالق؟أن هناك شيئا معجزا في تاريخ أسالفك

هذه ل فإن مثعة كثيفة من الحوادث االستثنائيةنفسه يعتمد على مجموويدعو العلماء هذا . تفسير علمي صحيح تماماالحوادث قد تصبح جزءا من

وبالنظر إلى العالم من خالل . observer selection effect خيار المالحظتأثير –كل ما يتطلبه منك أنت ن على العالم الذي تراه أن يشمل عيني مالحظ فإ

من قبل هويل » anthropicساني اإلن«لقد طبق هذا التفكير . لتراه- لمالحظا تخليق الكربون في النجوم باللجوء ليس إلى سلسلة من الحوادث سالةعلى م

-١٨٧-

كما هو الحال بالنسبة ألسالفنا ولكن إلى خاصة طارئة وغير ستثنائيةاال .متوقعة لنواة الذرة

تعتمد سرعة التفاعل النووي على طاقة .وهنا كيف يحدث ذلكويكون االختالف في السرعة غالبا على شكل . هالجسيمات المشاركة في

ارتفاع أو انخفاض طفيف في الكفاءة ولكن هناك أحيانا تغير كبير ومفاجئ .resonenceطنينا الفيزيائيون هذا التضخم المفاجئ ويدعو . في السرعة

. الصورةفي ويأتي االسم من الطريقة التي يدخل فيها الميكانيك الكمومي بما ) ٤انظر الصندوق (كمومية تعزو صفة الموجة على الجسيمات فالنظرية ال

وعلى سبيل . والموجات كما هو شائع تظهر طنينا، في ذلك نوى الذرات المثال يمكن لبعض مغني األوبرا أن يؤدوا نغمة بتردد مرتفع يمكن أن تطن

آخر على عاديويأتي مثال. مع زجاج كأس من الخمر بما يكفي لتهشيمهفعندما يطابق . ين من ضبط إبرة الراديو لتلقي اإلشارة من محطة معينةالطن

تردد دارات الراديو تردد الموجات الراديوية من المحطة تطن الموجات مع ويمكن لموجات الكمومية أن تطن أيضا وبالتالي . الدارة وتتضخم اإلشارة جدا

. تزيد من سرعة العملية الذرية أو النوويةإن كتلة . ل أن الطنين هو المفتاح لتفسير تخليق الكربونأدرك هوي

نواة كربون عادية أقل قليال من كتل نوى الهليوم الثالثة التي من المفترض المطلقة عند ) طاقة–الكتلة (أن ترتطم ببعضها بعضا لتشكلها وذلك بسبب

ذا ولكن يمكن للنواة أن توجد في حاالت مهيجة أيضا ول. تصنيع الكربونفقد استنتج هويل أنه يجب أن تمتلك نواة الكربون حالة مهيجة أكبر بفليل

–يمكن عندئذ لنظام الهليوم . نوى الهليوم الثالثة مجتمعة) كتلة–طاقة (من طاقة إذا عوض النقص البسيط بالطاقة –بيريليوم أن يطن عند هذه الكتلة

وسيكون تأثير الطنين إطالة . الحركية للجسيمات المتحركة داخل النجم الحارعمر نواة البيريليوم غير المستقرة كثيرا معطيا نواة الهليوم الثالثة فرصة

وسيكون الطريق عندها مهيئا لتشكيل كمية وافرة من . جيدة لالصطدام بها

-١٨٨-

وقد حسب هويل كمية طاقة الطنين . الكربون ضد كل االحتماالت المضادة . الالزمة لذلك

ولم يكن يعرف سوى القليل جدا عن تهيج النوى . ١٩٥١ حدث هذا عامالحرب العالمية الثانية لمشروع غم من تطوير برنامج تجريبي أثناءبالر

كان هويل يزور كالتك في ذلك الوقت وقد واجه . مانهاتن للقتبلة الذريةالذي (مجموعة من الفيزيائيين النوويين األمريكيين بمن فيهم ويلي فاولر

بتنبؤه بطنين نواة ) ى جائزة نوبل فيما بعد بسبب عمل مماثلحصل علاستغرب الفيزيائيون من ظهور فلكي بريطاني مغمور بدون إعالن . الكربون

الذرة أكثر من مجموعة مختارة من خبراء يدعي أنه يعرف عن نواة الكربون ى زمالء فاولر باستمرار بحيث أنهم وافقوا عل الحق لكن هويل.األمريكيين

وبعد بعض التعديالت على أجهزتهم استطاع . إجراء تجربة الختبار الفكرةهناك طنين .فيزيائيو الذرة أن يعلنوا أن تخمين هويل كان مطابقا للحقيقة فعال

في الكربون وهو عند الطاقة الالزمة للنجوم كي تصنع كميات كبيرة من هذا ب أن الطنين يطيل عمر نواة وتؤكد التجار . الهليوم-العنصر بعملية ثالثي

وهي . البيريليوم غير المستقرة لزمن يقترب من مائة بليون البليون من الثانيةما إن يصنع الكربون حتى و. مدة كافية ليستمر تفاعل نوى الهليوم الثالثة

يتشكل األكسجين . هناك مشاكل واختناقات أخرى. تصبح البقية عملية سهلةثم المغنيزيوم وهكذا صعودا في الجدول الدوري بعد الكربون ثم النيون

وتنتج . ويغطي هذا المواد كلها التي تحتاجها الحياة لتبدأ. للعتاصر حتى الحديدالنجوم أيضا عناصر أثقل من الحديد ولكن هذا يحدث عند االنفجارات فقط

.٩حينما تتوفر طاقة أكبر د أدرك أنه لواللق. هويلصة الكربون انطباعا عميقا على تركت ق

صدفة وجود طنين نووي عند مستوى الطاقة الصحيحة لما كان هناك كربون ندها إن الطاقة التي يحدث ع. في الكون وبالتالي لم تكن الحياة لتوجد فيه

بالتفاعل بين القوة النووية القوية والقوة طنين الكربون النووي محددة

-١٨٩-

١٠)فقط% ١حوالي (و أقل بقليل إذا كانت القوة القوية أكبر أ. الكهرطيسية

فستتغير طاقات ربط النوى ولن تكون حسابات الطنين صحيحة وربما كان . الكون خاليا من الحياة و غير مالحظ

عندما جلب هويل االهتمام إلى هذه ؟ما الذي يمكن أن نستنتجه من هذا –»معطاة« وة النووية هي بكل بساطةقالقضية كانت النظرة التقليدية أن شدة ال

كانت . إنها مقدار حر ال تحدد قيمته بأية نظرية بل يجب قياسه بالتجربة، مقدارهاإن مقدارها هو «االستجابة الشائعة هي طرح المشكلة جانبا والتعليق

ولكن يبدو أن هذا التوجه .»ولو كانت مختلفة لما وجدنا هنا لنقلق حول ذلكتخيل كون يكون فيه شكل قانون القوة نستطيع بالتأكيد . غير مرض إلى حد ما

مثلما نتخيل وجود كون تكون ولكن تكون شدة القوة فيه مختلفةالقوية هو نفسهإن حقيقة أن قيمة . فيه الثقالة أقوى أو أضعف ولكنها تطيع القوانين نفسها

لنشوء »صحيحة بالضبط«القوى القوية والكهرطيسية في نوى الذرات هي .تحتاج إلى تفسير) Goldilock's porridge ة غولديلوك عصيدمثل(الحياة

الذي كان مسؤوال عن وضع George Gamowألف جورج غاماو ، نموذج االنفجار الكبير الحار للكون على الخارطة العلمية في الخمسينات

:»الخلق الجديد«الوصف الذكي التالي ألهمية اكتشاف هويل والذي دعاه

وكان اليلم . ١١ ylemإلشعاع والمادة األولية اليلم في البدء خلق اهللا ا .بدون شكل أو رقم وكانت النوى تتحرك بجنون على سطح األعماق

وخلق اهللا . لتكن هناك كتلة ثنائية وكانت هناك كتلة ثنائية: وقال اهللا .الديوتوريوم وكان ذلك جيدا

وخلق . الثيةوكانت هناك كتلة ث. لتكن هناك كتلة ثالثية: وقال اهللا . وكان هذا جيدا١٢ اهللا التريتيوم

واستمر اهللا في نداء األرقام حتى وصل إلى عناصر ما بعد ولكنه عندما عاد ببصره إلى ما صنعه رأى أنه لم يكن جيدا . اليورانيوم

-١٩٠-

وبالتالي فمن الطبيعي ، ١٣فأثناء االنفعال بالعد أخطأ في نداء الرقم خمسة .ممكن تشكيل عناصر اثقلأنه لم يعد من ال

انزعج اهللا من هذا الخطأ جدا وأراد أن يتعهد الكون مرة أخرى .لكن هذا كان بسيطا أكثر من الالزم. وأن يبدأ كل شيء من البداية

قرر صنع العناصر األثقل ، وبدال من ذلك وألن اهللا قادر على كل شيء .بالطريقة األصعب

ورأى اهللا . وكان هناك هويل. ك هويلليكن هنا: ولذا فقد قال اهللا . هويل وأخبره أن يصنع العناصر بأية طريقة يراها مالئمة

ولذا قرر هويل أن يصنع عناصر ثقيلة في النجوم وأن ينشرها في ولكنه بفعل ذلك كان عليه أن يحصل . الكون بواسطة انفجارات المستعرات

ylemليق النووي لليلم على منحني التوافر نفسه الذي كان سينتج من التخ .لو لم ينس اهللا أن ينادي الرقم خمسة

. وبذلك وبمعونة اهللا صنع هويل العناصر الثقيلة بهذه الطريقةولكنها كانت معقدة جدا بحيث ال يستطيع اليوم هويل أو اهللا أو أي شخص

.آخر أن يخبر كيف تم ذلك .١٤آمين

؟»خمتلقة أخرى« وظيفة –القوة الضعيفة ولكن قبل المضي قدما بها أريد أن أمر . ة القصةيالطبع فهذا ليس نهاوب

»هويل المختلقة«ة تبين أن وظيف. من طبيعة مشابهة»مصادفات أخرى«على بعض ة تكون تعديالت طفيفة ظاهريا فيعد حاالت األولى من هي

هي أن للنظر إليهاوالطريقة الجيدة. الخصائص الفيزيائية األساسية فيها قاتلةافترض . تلعب دور الخالق وأن تشرع في تصميم كونأنت تتصور نفسك و

زال لديك أنك عزمت مسبقا على القوانين األساسية في الفيزياء ولكن اليمكن تحديد قيم هذه المتحوالت بإدارة . بعض المتحوالت الحرة بين يديك

-١٩١-

ذه المفاتيح أحد ه أدر.)٢٣انظر الشكل (آلة تصميم موجودة لديك فاتيح مويصبح اإللكترون أثقل قليال وأدر مفتاحا آخر لتصبح القوة النووية القوية

متى . وترى ما الذي سيحدث للكونيمكنك أن تجرب . أضعف قليال وهكذا وعلى الرغم ؟ تغيير يذكرومتى ال يكون هناك، سيكون هناك اختالف كبير

) حتى اآلن على األقل(بة فعال من أنه اليمكن للفيزيائيين أن يجروا هذ التجر - إذا بقي كل شيء آخر ثابتا–إال أنه يمكنهم إجراء حسابات بسيطة ليروا

بأن »ظالتحف«إن . مالذي ستصنعه مثل هذه التغييرات بالنسبة لحظوظ الحياةهمة مهم هنا ألنه ليست لدينا فكرة أن المتحوالت الميبقى كل شيء آخر ثابتا

حرة ومستقلة أو أنها سترتبط بطريقة ما بنظرية أكثر شموال األخرى هي حقا ربما ال تستطيع أن تزيد من .أو أنها يمكن أن تحدد تماما من نظرية كهذه

كتلة اإللكترون وأن تخفض من قوة القوة النووية القوية في الوقت نفسه ألن فحسب ومع ذلك. هاتين الخاصتين للطبيعة متصلتان بطريقة عميقة تمنع ذلك

.معرفتنا الحالية يبدو أن الحال ليست كذلكناقشت مسبقا . لذا دعنا نلعب بآلة التصميم ونرى ما الذي سيحدث

تلك القوة –الضعيفة ذا عن القوة لكن ما. موضوع القوة النووية القويةأشياء مثل التخافت اإلشعاعي وتحول النيوترونات إلى المسؤولة عن

إن القوة الضعيفة . أقل حرجا لكنه ال زال هاما إن الوضع هنا؟بروتوناتلقد تشكلت . وإنما بنشره أيضا، مرتبطة بقصة الكربون ليس بصنعه فقط

ذرات الكربون الموجودة في جسمك داخل نجم في مكان ما منذ باليين إن الطريقة الجيدة ليخرج نجم ما الكربون ؟كيف انتهت إلى األرض. السنين

وعادة ما تنهي النجوم الضخمة حياتها كارثيا على شكل . منه هي باالنفجارث هو فراغ نواة النجم من الوقود النووي إن ما يحد .نجم مستعر عمالق

ويتم . تستطيع تحمل الضغط الهائل الالزم إلبقائها مقابل وزن مادته البحيث الوصول إلى نقطة حرجة حيث تتوقف النواة فجأة و تنهار نحو الداخل بشكل

وبعد . )بحسب كتلته األولية(لتشكل إما ثقبا أسود أو نجما نيوترونيا كارثي

-١٩٢-

المواد المغطية نحو الداخل ولكنها تعود لتنفجر بشكل غوصانهيار النواة تالكوارث النجمية مثل هذه تنفجر . مثير مطلقة الغاز إلى الفضاء بين النجوم

طلق طاقة هائلة بحيث بمعدل مرتين أو ثالث مرات كل قرن لكل مجرة وت .يستطيع النجم المصاب أن ينافس مجرة بأكملها في شدة إشعاعه لعدة أيام

عندما تنفجر . يتعلق عامل هام في آلية االرتداد بالقوة النووية الضعيفةالداخل تنضغط بروتوناتها وإلكتروناتها بعنف مع نواة نجم ضخم نحو

ر القوة النووية الضعيفة إلى وتتحول البروتونات تحت تأثي. بعضها بعضا ولذا تقذف .١٥ نيوترونات ويطلق كل بروتون متحول نيوترينوا أثناء العملية

إن هذه ليست مجرد . النواة المتفجرة داخليا فجأة مدا هائال من النيوترينوات التقطت تجربة أجريت تحت األرض في اليابان ١٩٨٧ففي عام : نظرية

روتونات نبضة من النيوترينوات في الوقت نفسه صممت اللتقاط تخافت البوحتى . في السحابة الماجالنية العظمى انفجار نجم مستعرالذي حدث فيه

تتفاعل النيوترينوات مع المادة العادية يجب أن يتم هذا عبر القوة النووية اعل ضعيف جدا ليكون له أي وفي الحاالت العادية فإن هذا التف. الضعيفة

وتنهار المادة . الظروف ضمن نجم ينهار ليست عادية أبدا ولكنتأثير وهي –النووية للنجم لتصل إلى كثافة تبلغ حوالي بليون طن لكل سم مكعب ومع . كثيفة إلى درجة تجعل نفوذ النيوترينوات خاللها عملية صعبة جدا

ويساعد .انطالقها من داخل النجم فإنها تمارس ضغطا هائال نحو الخارجإطالقها رجوعا ا في تدوير المواد المندفعة نحو داخل النواة المنهارة وهذتمتلك كانت القوة الضعيفة أضعف فلن وإذا .الفضاء الخارجي إلى

أما إذا كانت أقوى فإن النيوترينوات . النيوترينوات القوة لخلق هذا االنفجار. لخارجيةستتفاعل بشدة أكبر مع نواة النجم ولن تهرب لتضرب الطبقات ا

وفي الحالتين سيكون نشر الكربون والعناصر الثقيلة األخرى الالزمة للحياة ١٦بهذه الطريقةقد سوي.

-١٩٣-

آلة المصمم الكوني٢٣الشكل باللعب بالمفاتيح على اآللة الخيالية يمكن للمصمم الكوني أن يبدل

ابات تقترح الحس. عوامل الكون المادي مثل كتل الجسيمات وشدات القوىأن التغيرات الصغيرة في بعض العوامل الرئيسة ستحطم البنية المألوفة

.للكون وتمنع الحياة من الظهور

القوة الضعيفة الكون األويلإن القوة الضعيفة مهمة في ناحية أخرى من قصة الحياة عن طريق

صل لقد بينت في الف. التحكم بكمية الهيليوم المخلق في الكون األولي الحارالوفرة النسبية للهيدروجين والهيليوم تعتمد على نسبة الثالث كيف أن

النيوترينوات إلى البروتونات في المادة األولية بعد حوالي واحد ثانية من إن . كيفية تأثير القوة الضعيفة على األشياءسأشرح و .االنفجار الكبير

حيث ية ثان٦١٥تقر وله عمر نصف يبلغ مس النيوترون المستقل غير وتنجم عملية التخافت هذه بتأثير القوة .١٧يتخافت متحوال إلى بروتون

ثانية ليبرد بما يكفي ليسمح ١٠٠لكن الكون يستغرق حوالي . الضعيفةولو كانت القوة . للديوتيريوم بالتشكل ولذا فهذا شيء قريب الحدوث

١٣ م– اجلائزة الكونية

-١٩٤-

مقللة كمية أسرع النيوترونات األولية بشكل الضعيفة أقوى قليال لتخافتت الهليوم الكلية المنتجة والتي ستقلل بدورها من إنتاج الكربون المشجع

ومن جهة أخرى لو كانت القوة الضعيفة أضعف قليال .للحياة في النجوملقد كانت المادة الكونية األولية مزيجا تاما . فستنشأ مشكلة أخرى مختلفة

وقبل حوالي .نيوترينواتمن البروتونات والنيوترونات واإللكترونات والأي (ثانية واحدة حوفظ على الجسيمات المختلفة عند درجة حرارة واحدة

وقد . بواسطة تفاعالت مختلفة) أنها كانت في حالة توازن ثرموديناميكيالتوازن بين البروتونات ات الدور الحاسم في المحافظة علىلعبت النيوترينو

بامتصاص ن تتحول لبعضها اآلخروالنترونات ألن هذه الجسيمات يمكن أ ع ذلك فإن قدرةوم .)ومضاد النيوترينوات( النيوترينوات وإصدارها

توزيع الطاقة الحرارية ديموقراطيا بين البروتونات النيوترينوات علىالتحويل يحدث بسرعة كافية بحيث النترونات تعتمد على ما إذا كان و

ح السباق للحاق أصعب ويصب. يالزم انخفاض درجة الحرارة السريعفأصعب ألن تمدد الكون يمدد طاقات الجسيمات المشاركة وكثافاتها

وفي النهاية يأتي الوقت الذي تخسر فيه . مخفضا بذلك سرعة التفاعلوة الضعيفة فقط تستطيع النيوترينوات المسكينة المسلحة بالق الو. الصراع

في أقل » االنفصال«ذا ويحدث ه. من اللعبةنسحب فجأة تأن تلحق السباق ووعند تلك اللحظة يختل التوازن الثرموديناميكي بين . من ثانية واحدة بقليل

البروتونات والنترونات ألنه لم تعد هناك آلية إلعادة توزيع الطاقة المتاحة .أعدادها النسبيةبين

ولذا لو قيدت . من البروتونات% ٠,١إن النيوترونات أثقل بحوالي ن مبدأ الديموقراطية يعني أنه ادل من الطاقة الحرارية المتاحة فإبنصيبها الع

ألن صنع النيوترون األثقل (. سيكون هناك عدد اقل منها مقارنة بالبروتوناتوتعتمد درجة ترجمة هذا الفرق في . )قليال من البروتون يستهلك طاقة أكبر

على درجة الكتلة إلى ميزة عددية لصالح البروتونات بصورة حرجة جداوبعد واحد ميكرو ثانية من االنفجار الكبير عندما كانت درجة . الحرارة

-١٩٥-

تقريبا غير مهم % ٠,١الكتلة ب الحرارة تريليون درجة فإن الفرق في ولذا كانت النسبة بين )طاقة الحرارية الهائلة المتوفرةال مع بالمقارنة(

ن مع هبوط درجة لكو. النيوترون إلى البروتون واحد إلى واحد تقريبارك يصبح توفر كمية أقل فأقل من الطاقة الحرارية للتشاالحرارة السريع و

تتقلص نسبة : األخف أكبر بكثير البروتوناتتوازن الميزة التي تفضل احد إلى واحد إلى ستة إلى واحد من وبشدة النيوترونات إلى البروتونات

ة خرجت النيوترينوات من وعند هذه المرحل. )ستة بروتونات لكل نيوترون(اللعبة وبقيت النسبة بين البروتونات إلى النترونات ثابتة عند أكثر بقليل من

.ستة إلى واحدولذا نستطيع اآلن رؤية ما الذي كان سيحدث لو كانت القوة

كانت الينوترينوات ستترك الصراع أبكر عندما كان . الضعيفة أضعفزة العددية التي أعطيت للبروتونات الكون أشد حرارة وعندما كانت المي

وكان هذا سيعني نيوترونات أكثر . األخف بالمبدأ الديموقراطي أقلوألن البروتونات الزائدة تابعت .المزيج النهائي ل فيوبروتونات أق

لتصنع الهيدروجين فربما كان هناك هيدروجين أقل وهيليوم أكثر في النتهت كل إلى واحد تماماولو كانت النسبة عند التوقف واحد. الكون

ولكان لتصنيع كمية أقل من الهيدروجين نتائج سيئة المادة إلى الهيليومهي مفاعالت جوم المستقرة المعمرة مثل شمسناالن إن .للحياة

ستكون فقيرة الخام فوبدون كمية وافرة من هذه المادة . هيدروجينيةوأيضا يتحد الهيدروجين مع .مختلفة هاوستكون مواصفات بالوقود

األكسجين ليشكال الماء وهو جزء حيوي من قصة الحياة في المراحل مائي وبقيت »حساء أولي«وعلى سبيل المثال ربما بدأت الحياة في . كلها

. على مدى الشطر األكبر من تاريخها على األرض ضمن المحيطاتبدون الماء الوفير و. ماء% ٧٥وحتى الحيوانات البرية مثلنا تحتوي على

.فإن حظوظ تشكل الحياة وازدهارها ضئيلة جدا

-١٩٦-

أنه لو كانت القوة االعتبارات النووية المختلفة هو هذهجوهرإن الضعيفة أقوى أو أضعف قليال مما كانت عليه لكان التكوين الكيميائي للكون

. ضئيلة عليهمختلفا جدا ولكانت فرص الحياة

وى األخرىالتناغم اجليد للقدعني اآلن أنصرف إلى قوتين أخريين من قوى الطبيعة وهما الثقالة

من السهل رؤية لماذا ؟ ضرورة مواصفاتهما لقصة الحياةما. والكهرطيسيةلو كانت الثقالة أقوى الشتعلت النجوم أسرع . سيهدد تغير قوتيهما الحياة

الة أقوى بمرتين ولو استطعنا بواسطة سحر ما أن نجعل الثق: ولماتت أبكرمثال لسطعت الشمس أقوى بأكثر من مائة مرة ولهبط عمرها كنجم مستقر

مليون سنة والذي ربما كان قصيرا جدا ١٠٠ بليون سنة إلى أقل من ١٠من .ليسمح للحياة أن تظهر وبالتأكيد قصيرا جدا لنشوء مراقبين أذكياء وتطورهم

نافر الكهربائي بين البروتونات ن التولو كانت القوة الكهرطيسية أقوى لكا .أكبر مما يهدد استقرار نواة الذرة

إن أحد األشياء المثيرة حول القوة الكهرطيسية وقوة الثقالة هو الفارق ففي ذرة هيدروجين عادية يرتبط اإللكترون الوحيد . الكبير في قوتهما النسبية

ناك مصدر آخر للتجاذب ولكن ه. بالبروتون الوحيد بقوى التجاذب الكهربائيومن السهل حساب القوى النسبية لهذين النوعين من . الثقالة–أيضا يعمل هنا

مرة من قوة ١٠٤٠لقد ظهر أن القوة الكهربائية أقوى بحوالي . التجاذب .من الواضح إذا أن الثقالة ضعيفة جدا بالمقارنة مع القوة الكهرطيسية. الثقالة

نحن نشعر بقوة ف. شعر به بالنسبة لهاتين القوتينومع ذلك فهذا ليس ما نإن سبب . بينما تبدو القوة الكهربائية اليومية مهملة بالمقارنةثقالة األرض بقوة

فكلما زادت كمية المادة قويت قوة : للثقالةالتراكميهذا الفارق هو التأثير على أتيهربائية فالوضع مختلف ألنها ت بالنسبة للشحنات الكأما. جاذبيتها

فإذا راكمت كمية من الشحنات الكهربائية .شكل شحنات موجبة وسالبة

-١٩٧-

الموجبة في مكان ما فإنها ستجذب إليها شحنات سالبة من بيئتها وبالتالي تقلل . وبهذه الطريقة فإن للشحنة الكهربائية خاصة مقيدة ذاتيا. من محصلة القوة

فكلما راكمت مادة في مكان ما : ةولكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لقوة الثقالكلما سحبت كمية إضافية من المادة إليها وكلما أصبحت محصلة قوة الثقالة

ولذا فقوة الثقالة مضخمة ذاتيا ولذا فبالرغم من ضعفها الشديد إال أنها . أقوى .يمكن أن تزداد لتصبح مسيطرة كما هي في حالة انهيار نجم

منذ سنوات عالقة مذهلة بين Brandon Carterاكتشف براندون كارتر على كل نجم أن ينقل الحرارة . وخصائص النجوم١٠٤٠النسبة غير المفسرة

ويمكن . من الفرن النووي في مركزه إلى السطح حيث يشع منه إلى الفضاءوبالحمل ، باإلشعاع حيث تنقل الفوتونات الطاقة: للحرارة أن تتدفق بطريقتين. األعماق إلى السطح جالبا معه الحرارة منن حيث يصعد الغاز الساخ

. مرجل يغليكولشمسنا طبقة حمل خارجية يبدو سطحها من خالل المنظار الحمل هذه تلعب دورا في تشكيل الكواكب على ويعتقد الفلكيون أن حركة

ال تزال عملية تشكل الكواكب غير (الرغم من أنها أبعد من أن توضح كيف عتمد النجوم األكبر على نقل الحرارة باإلشعاع أكثر من وت. )مفهومة جيدا

اعتمادها على الحمل وقد اعتقد أن هذا هام في خلق الظروف التي أدت إلى وألن كال من الكواكب والنجوم المستعرة .انفجارات النجوم المستعرة العمالقة

جزء هام من قصة الحياة فمن المهم للكون أن يحتوي مجموعة مختارة مناكتشف كارتر من نظرية بنية النجوم أنه . النجوم المشعة والتي تعمل بالحمل

للحصول على النوعين من النجوم فإن نسبة قوة القوة الكهرطيسية إلى قوة لو كانت الثقالة . ١٠٤٠الثقالة يجب أن تكون قريبة جدا من القيمة المالحظة

ولو كانت الثقالة ، لت الكواكبأقوى قليال لكانت النجوم كلها إشعاعية ولما تشكوفي أي . أضعف قليال لكانت النجوم كلها حملية ولما تكونت النجوم المستعرة

.من الحالتين كانت فرص الحياة أقل

-١٩٨-

عجائب أكثر للتناغم اجليدشرحته مسبقا ليس كافيا إذ أن هناك الكثير من ما أن كما لو

. ية والتي تجعل الكون مالئما للحياة في الفيزياء األساس»المصادفات المالئمة«وينتج الفيزيائيون . وكمثال آخر على ذلك كتل الجسيمات تحت الذرية المختلفة

جداول لهذه الجسيمات بأرقام مدهشة ولكنها على ما يبدو ظاهريا ال معنى لها روحانيين من علماء النصوص غير المرغوبة لقد استلمت كثيرا من . إطالقاعين بأنهم عثروا على نماذج ذات مغزى في القيم العددية لكتل هذه مقتنهواة

ربما سيستطيع . جميعهاملفقةولألسف فمثل هذه المخططات . الجسيماتالمنظرون يوما ما أن يشتقوا هذه األرقام من مبادئ رياضية عميقة ترتبط

نا أن نأخذ وفي هذه األثناء يمكن. بنظرية فيزيائية مالئمة ولكن هذا مطمح بعيد ؟األرقام كما هي كبداية ثم نسأل بعد ذلك ما الذي تعنيه بالنسبة للحياة

فإن نسبة كتلة البروتون إلى كتلة وألعطيك إحساسا بما أتكلم عنهبة كتلة أما نس. تماما عادي وهو رقم– ١٨٣٦,١٥٢٦٦٧٥اإللكترون هي

. عادية أيضا التي تبدو ١,٠٠١٣٧٨٤١٨٧٠فهي النيوترون إلى البروتون ويعني هذا فيزيائيا أن كتلة البروتون تساوي تقريبا كتلة النيوترون الذي هو كما

إنه مهم حقا ؟هل هذا مهم. بالمائة٠,١رأينا سابقا أثقل من البروتون بحوالي إن حقيقة أن . ليس من أجل تحديد نسبة الهيدروجين إلى الهليوم في الكون فقط

بقليل جدا من كتل البروتون واإللكترون والنيوترينو كتلة النيوترون أكبرلو كان النيوترون . مجتمعة هي التي تمكن النيوترونات الحرة من التخافت

. أخف بمقدار ضئيل جدا فلن يستطيع التخافت بدون تزويده بطاقة من نوع ماته بالمائة فقط فستكون كتل١ولو كان النيوترون أخف بمقدار أكثر و بجزء من

ستكون البروتونات : وستنقلب الطاولة رأسا على عقبأقل من البروتونوبالتالي ستتخافت البروتونات . النيوترونات الغير مستقرة بدال من مستقلة هيال

إلى نيوترونات وبوزيترونات مما يسبب نتائج كارثية للحياة ألنه ال يمكن بدون .اءالبروتونات أن تكون هناك ذرات أو حتى كيمي

-١٩٩-

وكما ناقشت . أمثلة أجدر بالمالحظة على التناغم الجيديقدم علم الكون واضطرابات هي تموجاتبع الميكروي الكوني الخلفي مزدان فإن اإلشعا

تذكر أنه اعتقد بأن هذه البذور نشأت في . ضخمة للكونمتصدى بذور البنية الحوالي : بات صغيرةورقميا فإن هذه التقل. تقلبات كمومية خالل عملية التضخم

لو كانت .Qواحد في المائة ألف وهي كمية يشير إليها علماء الكون بالحرف Q فإن هذا سيمنع بقوة – لنقل واحد بالمليون – أقل من واحد بالمائة ألف

واحد إلى عشرة آالف – أكبر Qوبالمقابل لو كانت . تشكل المجرات والنجومة الكثير من التأثير الكوكبي على لكانت المجرات أكثف مسبب–أو أكثر

كبيرة جدا فسوف تشكل ثقوبا سوداء Qوإذا جعلت . التصادمات النجمية Q يجب أن تكون قيمة وفي الحالتين. ضخمة بدال من التجمعات النجمية

من الممكن تشكيل نجوم مستقرة ومتوفرة معمرة مجال ضيق لتجعل ضمن .نعيش فيهمصحوبة بنظام كوكبي من النوع الذي

»المصادفات« مجموعة فإنالمصمم آلة وبالعودة إلى استعارتي حول أن المصمم األعظمتوحي أنه كان على الموفقة في الفيزياء وعلم الكون

كم مفتاحا. إال لكان الكون غير مالئم للحياةية فائقة ويضبط مفاتيح آلته بعناعشرين كمية غير محددة لي حوا إن للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات؟هناك

من إذن هناك بالمجموع أكثر .عشرة بالنسبة لعلم الكون بينما توجدحذرت سابقا فليست كل المتحوالت مستقلة بالضرورة وكما .١٨»مفتاحا«ثالثين

. عن بعضها بعضا وال تحتاج كلها إلى تنغيم أو ضبط لتكون الحياة ممكنةها إلى تحتاج بعض األمثلة التي قدمت: دلكن العديد منها يتطلب ذلك بالتأكي

إلى دقة أقل من واحد بالمائة لتجعل الكون مالئما يجب أن يتم »ضبط مفتاح«ولكن حتى هذه الحساسية تتضاءل إلى درجة اإلهمال مقارنة بأحجية . للحياة

.الطاقة المعتمة: أعظم تناغم على اإلطالق وهو

-٢٠٠-

التثبيت األعظم الكون المعتمة على أنها تنافر كوني أو قوة مضادة للثقالة تدفع وصفت الطاقة

لكن هذا الوصف مضلل . المجرات بعيدا عن بعضها بعضا بمعدل متسارعبعض الشيء ألن مضاد الثقالة يستمر بالعمل حتى بدون وجود مادة عادية

وكما ذكرت باختصار في الفصل الثالث إذا أدخلت قوة التنافر . على اإلطالق بحيث يتضاعف في الحجم على »أسيا«ونية فإن كونا خاويا تماما سيتمدد الك

وتلخيصا يمكن للمرء أن يفكر بالفضاء الفارغ على . مدى فترات زمنية ثابتة وهو مزيج مرئية وما يتعلق بها من ضغط سالبأنه مملوء بطاقة معتمة غير

.يخلق مضاد الثقالة لماذا ال يكون بكل ؟ يمتلك طاقة معتمةلماذا كان على الفضاء الفارغ أن

األسباب التي ألمحت إليها أحد؟بساطة فارغا بدون أية طاقة على اإلطالقفي الفصل الثالث هو أن الفضاء سيمتلك طاقة معتمة إذا اخترق بحقل مخفي

ولن نستطيع رؤية هذا الحقل أو لمسه ولكنه . مدرج مثل حقل التضخملثقالة كما افترض أنه فعل ذلك بعنف في مرحلة سيستمر في توليد مضاد ا

ولكن هناك سبب آخر أيضا يأتي من الميكانيك الكمومي . تضخم الكون األوليانظر (الذي يتنبأ أنه حتى الفضاء الفارغ ظاهريا مملوء بجسيمات افتراضية

ة طاقة وقد يتمتلك الجسيمات االفتراضية مثل الجسيمات الحقيق. )٤الصندوق أنها تمتلك أيضا الضغط السالب المطلوب تماما لتوليد قوة تنافر كونية تبين

.من النوع الذي اقترحه آينشتاين في »يدويا«أشرت سابقا أنه عندما أدخل آينشتاين قوة التنافر الكونية

لقد كان حرا في . نظرية النسبية العامة لم تستطع النظرية نفسها حساب قيمتهاريده ليضرب به حد مضاد الثقالة وبالتالي تحديد الشدة الكلية اختيار أي رقم ي

في تلك األثناء استخدم بيانات فلكية ليحسب قيمة مقبولة . لقوة التنافر الكونيةوعندما غير رأيه بعد ذلك . وهو نموذجه المفضل–تسمح بوجود كون ساكن

بحد تعديل الرقم الذي يضرب د كون ساكن كانت القضية مجردحول وجو

-٢٠١-

وقد . تماماالتالي حذف ذلك الحد من العالقاتالتنافر الكوني إلى الصفر وبتبرر مثل هذه المقاربة السريعة والمبسطة للتنافر الكوني أو الطاقة المعتمة إذا اقتصر التحليل على الثقالة فقط ولكنه لن يعمل إذا دخل الميكانيك الكمومي في

.هذا التحليلريبا قرر عدد من الفيزيائيين النظريين وأنا من بينهم منذ ثالثين عاما تق

أن يحسبوا كمية الطاقة المعتمة المزودة من الجسيمات االفتراضية التي تمأل يمكن للمرء أن يعتبر . ) لتفاصيل أكثر٧انظر الصندوق (الفراغ الكمومي

مثال الحقل الكهرطيسي ويقرر مقدار الطاقة الكمومية الموجودة في حجم إن العملية . )»حقيقية«أي بدون وجود فوتونات (»الفارغ«عين من الفضاء م

. يمكن الحصول على جواب تقريبي على ظهر مغلف: الحسابية ليست صعبةوعند تحويله إلى كثافة كتلوية فإنه . لكن الجواب لسوء الحظ غير معقول

الفارغ غرام لكل سنتيمتر مكعب موحيا بأن كشتبانا من الفضاء١٠٩٣يعطي يجب أن يحتوي على مليون تريليون تريليون تريليون تريليون تريليون

مرة بأن Stephen Hawkingلقد تهكم ستيفان هاوكنغ ! تريليون تريليون طنكيف أمكن أن . هذا ال بد أن يمثل أكبر فشل للفيزياء النظرية في التاريخ

؟نخطئ بهذا الشكل. تسارع الفيزيائيون إليجاد تفسيروبمواجهة مثل هذا اإلحراج الخطير فالحقل الكهرطيسي واحد فقط من . قد يكون هناك نوع من آلية حذف تعمل

. سالبةحقول عدة في الطبيعة حيث تقدم بعض الحقول األخرى طاقة معتمة وربما كان هناك تناظر عميق يعمل بحيث تعدل الموجبات والسالبات بعضها

المشكلة . التناظر الفائقإنه : جد مثل هذا التناظروفي الحقيقة يو. بعضا تماماهي أننا نعلم أن التناظر الفائق ينكسر في العالم الحقيقي وما لم يكن التناظر

لقد جربت أفكار عدة أخرى . تاما فلن يلغي السالب والموجب بعضهما بعضاتقد من وقد اع–وبالرغم من ذلك فقد أمكن االعتقاد . لكنها بدت كلها مختلقةو

أن آلية فيزيائية معينة هي التي دفعت –قبل معظم الفيزيائيين وعلماء الكون .٢٠إلى الصفر تماما) للتنافر الكوني(قيمة الطاقة المعتمة

-٢٠٢-

تحطمت مثل هذه اآلمال تماما عندما اكتشف الفلكيون أن الطاقة المعتمة كانت قيمة كثافة .أتى هذا االكتشاف كصدمة كبيرة. ليست بعد كل هذا صفرا

»الطبيعية« من القيمة ١٢٠ ١٠كتلة الطاقة المعتمة التي قاسها الفلكيون أقل ب التي تم الحصول عليها بتطبيق النظرية الكمومية على الجسيمات االفتراضية

عندما بدت قيمة الطاقة المعتمة صفرا كان . )٧انظر الصندوق (في الفراغ ما تعمل على إلغاء القيمة ما لم تكتشف بعد ربمن المقبول على األقل أن آلية

فإن آلية تلغي ٢١ Leonard Susskindولكن كما أكد ليونارد ساسكند . تماما ثم تفشل أن تلغي بعد ذلك هي شيء مختلف ١٠ للقوة ١٢٠إلى جزء من

وإلعطاء القارئ فكرة عن مقدار التلفيق الذي يعنيه هذا اإللغاء دعني . تماما : بكامل بهائه١٠١٢٠لرقم أكتب ا

١،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠,

٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠,

٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠،٠٠٠

١١٩ل ) إن لم يكن بصورة سحرية( بروعة ٢٢ولذا يعمل التلفيق الكبير

.١٢٠ عند القوة يفشلقوة عشرة ولكنه وربما تكون مجرد الطاقة –مهما يكن هناك من طاقة معتمة

وفي الحقيقة يمكن أن تكون . فإنها خطيرة– للفضاء الفارغ »الطبيعية« Stevenلقد أشار ستيفان واينبرغ .أخطر المواد المعروفة للعلم

Weinbergو كان مقدار الطاقة مضت أنه ل منذ حوالي عشرين عاما .٢٣المعتمة أكبر قليال من القيمة المالحظة لفشلت عملية تشكل المجراتإذا . تتشكل المجرات بالتجمع البطيء للمادة تحت تأثير الثقالة الجاذبة

بقوة تنافر كونية قوية بما يكفي فمن غير الممكن عوكس هذا االتجاه ذلك سابقا فبدون مجرات وكما أشرت ل. للمجرات أن تنمو بشكل نظامي

-٢٠٣-

ولذا فإن وجودنا يعتمد على . ربما لم يكن هناك نجوم أو كواكب أو حياة: ي عامل عشرة الستبعاد الحياةويكف. كون الطاقة المعتمة غير كبيرة جدا

احتوى الكون على طاقة معتمة أكبر بعشر مرات من الواقع لطار لو. بحيث ال تتشكل المجراتمبتعدا عن بعضه بعضا بسرعة عالية جدا

١٢٠ على مقياس ١٠ قوة هامشا واسعا ولكن١٠وربما يبدو عامل »الحياة تتوزان على حد سكين« بأن إن العبارة التي تقول. جداةقريب

إذ ال يمكن ألية سكين في الكون أن تمتلك : مبالغ فيها في هذه الحالة .٢٤حافة ناعمة كهذه

مة والفراغ الكمومي الطاقة المعت٧الصندوق حتى الفضاء الفارغ مملوء بطاقة غير يتنبأ الميكانيك الكمومي بأنه

عندما يتأرحح . ة بوترقتصور نواسا يتألف من كرة معل: وهنا لماذا. مرئية) طاقة الحركة(طاقة حركية : النواس فإنه يمتلك نوعين من أنواع الطاقة

مع ارتفاعها فوق أخفض نقطة من الطاقة التي تكتسبها الكرة (وطاقة كامنة وللنواس طاقة تعادل الصفر عندما يكون وضعه شاقوليا وتكون ). تأرجحها

. الكرة معلقة في حالة السكون عند أخفض نقطةفمبدأ عدم التأكد . لكن الميكانيك الكمومي يغير هذه الصورة البسيطة

محددا بدقة ووضعاة من أن تمتلك حركة محددة بدقة لهايزنبرغ يمنع الكرانظر (فهناك مقايضة بينهما من ناحية عدم التأكد : في الوقت نفسه

إذا كانت الكرة قرب النقطة األخفض وبالتالي كانت الطاقة ). ٤الصندوق الكامنة منخفضة إلى الصفر تقريبا فهي ستمتلك عدم تأكد كبير في حركتها

وبالمقابل إذا كانت . روبالتالي ال يمكن أن تمتلك طاقة حركية تساوي الصف فإنها – أي بطاقة حركية قريبة من الصفر –الكرة في حالة سكون تقريبا

. ستمتلك طاقة كامنةير بالنسبة لوضعها الشاقولي وستمتلك عدم تأكد كبوتظهر عملية حسابية دقيقة أن هاتين المساهمتين الكموميتين للطاقة تنتجان

-٢٠٤-

لى وتعتمد قيمتها ع. صفر للنواس- قطةالمحصلة نفسها التي تدعى طاقة النفكلما كان التردد أسرع كلما زادت قيمة : التردد الطبيعي لتذبذب النواس

. صفر- طاقة النقطة مثل ذرات في شبكة - كل األنظمة الكمومية التي يمكنها أن تتذبذب

صفر ال يمكن - تمتلك طاقة نقطة - بلورية أو جزيئات ثنائية الذرة وليس . صفر- الموجات الكهرطيسية تمتلط طاقة النقطة وحتى . خفضها

ويمكن للموجات الكهرطيسية أن . فالحركة الموجية ترددية: هذا مدهشاتمتلك أي طول من أطوال الموجة ولكل طول من أطوال الموجة طاقة

. صفر الخاصة بها والتي توجد حتى لو لم يكن هناك فوتونات- النقطة -كلما ازداد تردد الموجة و ازدادت طاقة النقطة وكلما نقص طول الموجة

.صفر المتعلقة بها صفر لكل - ومن السهل إحراء حساب بسيط يجمع طاقة النقطة

ويجب اتخاذ قرار أين يوقف هذا الجمع ألن . أطوال الموجات المحتملةيمكن تمثيل الحقل الكهرطيسي . (هناك عددا النهائيا من أطوال الموجات

وتمتلك الموجات المتناهية في ) جموعة ال متناهية من الهزازاته معلى أنوإذا جمعت الجميع فستحصل على . الصغر كمية ال متناهية من الطاقة

صفر -الجواب بأن الفراغ يحتوي كمية ال متناهية من طاقة النقطة . Planckعند طول بالنك لموضع المالئم إليقاف المحصلة هوإن ا. الكمومية

بدأ بحني صفر عند هذا التردد كبيرة جدا بحيث أنها ت- النقطة ألن طاقة يعطي التوقف عند تلك المرحلة قيمة طبيعية لكثافة و. ريبةغالمكان بأشكال طبيعية ألنه لم تقحم أية مقادير في النظرية سوى ثوابت –الطاقة المعتمة

بير عنها وبالتع. والتي تدخل في النظرية على أية حالc و h و Gالطبيعة ٩٣ ١٠ككثافة كتلة فإن القيمة التي نحصل عليها من مثل هذا الجمع هي

غرام لكل سنتمتر مكعب وهو مقدار هائل مقارنة بقيمة الطاقة المعتمة . غرام لكل سنتمر مكعب٢٨ ١٠ فقط –المقاسة

-٢٠٥-

أن تتآمر قوانين الفيزياء لتخلق إلغاء تاما لكنه غيرمن الممكن منطقيا

ذلك المستوى من عند ذلك مصادفة غير عادية أن يتملكنها ستكون . كاملبمجرد الصدفة لتكون ما يلزم لخلق كون مالئم – ١١٩ للقوة ١٠ –اإللغاء إن ؟المصادفة التي يمكن لنا أن نقبل بها ضمن تفسير علميما مقدار . للحياة

إن : يةن أن يعطى بمثال قذف عملة معدنأحد المقاييس لما يعنيه هذا يمكأقل إلى الواحد يعادل الحصول على الرأس لعملة معدنية ليس ١٠١٢٠احتمال

تماما عن إذا كان وجود الحياة في الكون مستقال . مرة على التوالي٤٠٠من فإن هذه هي االحتماالت ضد – إذا كان مجرد صدفة - آلية التلفيق الكبيرة

.ادفة كبيرا جدا لكي نتقبلهويبدو مثل هذا المستوى من المص. وجودنا هنا هناك بالفعل طريقة أخرى لتفسير القيمة الضئيلة ؟البديل ولكن ما

المالئمة في الفيزياء وعلم األخرى »المصادفات«للطاقة المعتمة وربما كل ولكنها تمثل ابتعادا كبيرا عن الطريقة التي اعتدنا على السير عليها في الكون

غير أنها قد تكون كما سنرى في . العلماء يالذعرالعلم وتصيب العديد من .الفصل الالحق الجواب الوحيد

: نقاط رئيسة

ü فها بشكل دقيق على خصائص محظوظة يعتمد وجود الحياة كما نعر .ظاهريا لقوانين الفيزياء وبنية الكون

üبشكل جيد مع على كيفية تناغم قوانين الفيزياءلمثال الشهير المبكر ا »مصادفة«لحياة هو إنتاج الكربون في النجوم والذي يتطلب وجود ا

رقمية إلنتاج طنين نووي عند الطاقة الصحيحة تماما

ü وسيجعل تغيير شدة . تدخل القوى األربعة للطبيعة كلها في قصة الحياة . أي بدون حياةأية قوة منها حتى ولو بمقدار ضئيل الكون عقيما

-٢٠٦-

ü ت األساسية أن تكون مختلفة عما هي عليه ال يمكن لكتل بعض الجسيما .بدون تعديل مسألة الحياة في الكون

ü وهي أقل من ١٠ لألس١٢٠طاقة المعتمة هي القوة القيمة المقاسة لل ولو كانت قوة األس عشرة ، يعية ألسباب ال تزال سرا مغلقاقيمتها الطب

. لكانت النتائج مميتة١٢٠ بدال من ١١٩هي

-٢٠٧-

Goldilock هل حيل الكون املتعدد معامل غولديلوك

قد نكون الراحبني يانصيب كوني

أدرك العلماء منذ زمن بعيد أن الكون يبدو مالئما للحياة بطريقة غريبة ألنه بدا شبيها جدا بعمل –شكل هذا إحراجا لهم . لوا إهمال ذلكولكنهم فض

جة المبدأ اإلنساني بازدراء على أنها اعتقاد لقد نظر إلى ح. مصمم كونيويقول أندري ليند إن شخصا واحدا فقط عمل على هذا الموضوع . شبه ديني

لقد سببت فكرة الكون . لقد تغيرت الحال اليوم.١في االتحاد السوفييتي القديمالتي أتاحت فرصة لتفسير مالءمة الكون الغريبة للحياة على أنها -المتعدد

. هذا االختالف- أثير اختيار مباشر دون اللجوء إلى العناية اإللهية ت هو في الحقيقة »الكون«تقول نظرية الكون المتعدد أن ما كنا ندعوه

–إنه باألحرى جزء ضئيل جدا من نظام أكبر وأكثر تعقيدا .ليس كذلك »لجيبيةاألكوان ا«مثل ( أو من مناطق كونية معينة »األكوان«مجموعة من

تصور أن تختلف تلك األكوان أو . )التي تظهر في نظرية التضخم المستمرمن الواضح عند ذلك أن الحياة ستنشأ . المناطق في خاصة مهمة مثل الحياة

أما . فقط في تلك األكوان أو المناطق الكونية التي تالئم ظروفها نشوء الحياةمن ولذا فليس. ون أن تالحظد التي ال تستطيع دعم الحياة فستمراألكوان

ال يمكن ألنه، المستغرب أن نجد أنفسنا موجودين في كون مالئم للحياة

-٢٠٨-

كلوإذا كانت األكوان تختلف بش. لمراقبين مثلنا أن يظهروا في كون عقيم

عشوائي فإننا سنكون الفائزين في يانصيب كوني ضخم ولد االنطباع بوجود فقد نعزو خطأ أهمية بالغة ، ليانصيب الوطنيومثل الفائزين العديدين ل. تصميم

كأن تكون سيدة الحظ قد ابتسمت لنا أو شيئا من (من نوع ما لفوزنا بالجائزة .بينما يتلخص نجاحنا في الحقيقة بعامل الحظ أو الصدفة فقط) هذا القبيل

انس موضوع . دعني أقدم مثاال يعمل فيه هذا النوع من النقاش بنجاحتصور أنه بدل . لحظة وافترض أن الكون بدأ بانفجار كبير تقليديالتضخم ل فإن شدته اختلفت بشكل عشوائي من مكان آلخر ما وناعا متجانسأن يكون

نفجار القوة لنشر المادة في بعض المناطق سيعوز اال. )على مقياس ضخم( هذه المناطق بسرعة مشكلة ثقوبا سوداء ضخمة وال توجد ستنهار: خارجا

وفي مناطق أخرى سيكون االنفجار كبيرا جدا بحيث تنتشر المادة . حياة هناكوهناك ال توجد حياة . بسرعة كبيرة جدا بحيث ال تنشأ المجرات أو النجوم

ولكن هنا وهناك وبفعل المصادفة فقط ستظهر منطقة محظوظة مثل . أيضابطيء بما يكفي : ماماتكوننا يكون فيها معدل التمدد ضمن المقدار المناسب

ولكنه ) لتشكل المجرات والنجوم(ليسمح بكمية محددة من تجمع المادة بالثقالة جب أن ال وي. )إلى ثقب اسود(ليس بطيئا إلى حد أن ينهار بشكل كارثي

حتى ولو كانت استثنائية منطقة كونية منظمة جيدا كهذه فينستغرب وجودنا ألن الظروف –د احتماالت هائلة وحتى لو نشأت بالمصادفة وحدها ض

.ضمنها هي بالضبط الظروف المالئمة للحياةلجأ علماء الكون منذ ثالثين عاما إلى هذا النوع من تأثير االختيار

ومع ذلك . مناسبين تماما للحياة تمدد بسرعة وتجانس اإلنساني كتفسير لكون، ا بنظرية فيزيائيةيفسر سيناريو التضخم هذه الخصائص المشجعة للحياة آلي

لى اآلن ألن المرء لكن المشكلة لم تحل تماما إ. ولذا أهمل التفسير اإلنسانيألن يفترض المستوى الصحيح من االضطرابات األولية للكثافة ال زال بحاجة تلك االضطرابات التي ربما نشأت من تذبذبات كمومية خالل ،لخلق المجرات

-٢٠٩-

في كوننا السعة التي تمتلكها فهولك التذبذبات أما لماذا تمت. مرحلة التضخموقد يكون الجواب نتيجة محتمة لنظرية مستقبلية أو قد . أمر غير معروف

يكون ألن قوة التذبذبات تختلف من منطقة ألخرى وفي تلك الحالة ال يزال .هناك قدر من االختيار اإلنساني

بنية الكون شيء ختتلفولكن هل ميكن لقوانني الفيزياء أن

هذا كله حسن وجيد عندما يتعلق الموضوع ببنية الكون ولكن ماذا عن مثل صدفة طنين ، األمثلة األخرى للتناغم الجيد الذي بينته في الفصل السابق

خصائص يبدو أنها تتطلب قيما دقيقة للقوى النسبية –الكربون الشهيرة لهويل ؟جسيمات تحت الذرية المختلفة أو لكتل ال؟للقوة الضعيفة والقوة الكهرطيسية

أي بحسب مبدأ اختيار االنسان – الالحقة إنسانيا »المصادفات«ولشرح هذه أن تختلف من منطقة كونية معينة قوانين الفيزياء نفسهان على فإ–المراقب ؟ إذا كان األمر كذلك فكيف أمكن له أن يحدث؟هل هذا معقول .إلى أخرى

بعد أن بين . صر بالموضوع من التاريخيمكننا أن نكسب بعض التب Keplerتدور حول الشمس حاول كيبلر أن الكواكب Copernicusكوبرنيكوس

وفي .وآخرون أن يعطوا معنى للعالقات الرقمية الموجودة في النظام الشمسيستة فقط وقد قيست مسافاتها عن الشمس لك األيام كانت الكواكب المعروفةت

ولماذا تلك ؟ن من الطبيعي السؤال لماذا ستة كواكبوكا. إلى دقة معقولة هل هناك مبدأ عميق من مبادئ الطبيعة يشبه القانون الرياضي ؟المسافات

جاء كيبلر بفكرة أصيلة مبنية على أساس ؟يمكنه أن يعطي األرقام الملحوظةتخيل كيبلر مدارات الكواكب مرتبطة بكرات داخل . األشكال الهندسية القديمة

التقليد الغنوصي متبعا، رات أضالع كاملة موجودة ضمن بعضها بعضاكثيالذين حاولوا منذ ألفي عام أن يفسروا الكون بحسب التناغم للفيثاغورثيين

وبعد ذلك في القرن الثامن عشر نشر الفلكي األلماني . الموسيقي والهندسي) بقانون بودعرفت فيما بعد ( صيغة رقمية بسيطة Johann Bodeيوهان بود

١٤ م– اجلائزة الكونية

-٢١٠-

أعطت مسافات الكواكب الستة المعروفة آنذاك عن الشمس كلها إضافة . حيث يوجد الحزام النجمي والذي اكتشف فيما بعد»مفقود«لكوكب واحد

ذج رياضي أنيق تبدو هذه المحاوالت لوضع النظام الشمسي في نمو المسافات أن توافق صيغة بود الظاهري مع وجميل اليوم سخيفة وتبين

ونعلم اآلن أن ترتيب الكواكب . الكوكبية المقاسة عبارة عن مصادفة محظوظةتشكلت الكواكب من سديم غازي وغبار دوار أحاط . هو غالبا صدفة تاريخية

كان هناك في البداية عدد من الكواكب أكبر من التسعة التي .بالشمس األوليةبعضها خارج النظام ورمي لقد ارتطم بعضها ببعض واندمج. نعرفها اليوم ٤,٥لقد تغيرت مدارات الكواكب كلها بعض الشيء خالل ال . الشمسي كلية

إن الفكرة هي أن ما انتهينا إليه هو . بليون سنة منذ تشكل النظام الشمسي كمية المادة في السديم الشمسي والقوى المعقدة التي -نتيجة ظرف فوضوي

رابات النجوم وسحب الغاز جعلت الكواكب تتجمد حيث فعلت ذلك واضطفهذه : ومن الواضح أنه الشيء أساسي حول الكواكب ومسافاتها. القريبة

ونعرف اآلن عن نظم كوكبية أخرى حول . فقط الصدفةالخصائص هي نتيجةلذا فإن ما اعتقد مرة أنه قانون . نجوم أخرى لها ترتيب دوراني مختلف تماما

بالرغم ، جرد صدفة متجمدة في التاريخعميق من قوانين الطبيعة تبين أنه ملو لم تمتلك األرض المدار نفسه تقريبا لما (من أنها فيما يتعلق بنا هامة

.)أمكن السكن فيها فيما إذا نظام الشمسي فمن المعقول التساؤل وقياسا على الدرس من ال

ها كانت الخصائص األخرى التي نعتبرها اآلن قانونية قد يتبين فيما بعد أنفي الطبيعة هل من الممكن أن تكون بعض النظم . مجرد مصادفات تاريخية

؟ متجمدة من تشكل الكون هي في الواقع بقايا»الفيزياءقوانين «والتي نسميها إذا كانت كذلك فمن المعقول أن نفترض أن تمتلك مناطق أخرى من الكون أو

لك فيها نظم نجمية ي تمتأكوان جيبية أخرى قوانين مختلفة بالطريقة نفسها الت . كوكبية أخرىأخرى ترتيبات

-٢١١-

الطبيعة على األقل قد ختتلف»ثوابت« ن الفيزياء خاصتين قد تختلفان منتمتلك قواني. نقطة هامةدعني أكرر

ك أوال الشكل الرياضي للقانون وهناك ثانيا هنا. حيث المبدأ من كون آلخرم قانون نيوتن بمقلوب التربيع مثاال يقد. مختلفة تدخل في المعادالت»ثوابت«

لكن . فالشكل الرياضي يربط قوة الثقالة بين جسمين بالمسافة بينهما. على ذلكفهو يحدد القوة الفعلية للقوة : يدخل أيضا في المعادلةG تنثابت ثقالة نيو

. لإللكترونDiracالمثال الثاني هو عالقة ديراك . )٦ و١انظر الصندوقين (بحسب يصف حركة اإللكترون رياضيا خاصا يضا تمتلك شكالوهي أ

سرعة :وهي تحتوي أيضا على ثالثة ثوابت. والنسبية الميكانيك الكموميوعندما نخمن فيما إذا كانت قوانين . وكتلة اإللكترون وثابت بالنكالضوء

أن هو األول. الفيزياء تختلف في منطقة كونية أخرى يمكننا تخيل احتمالين .٢شكل العالقة الرياضية ال يتغير ولكن عامال أو أكثر أخذ قيمة مختلفة

وسأحصر . قد اختلفشكل القانونواالحتمال اآلخر األكثر شدة هو أن .النقاش في االحتمال األول

. لفيزياء الجسيمات عشرين متحوال غير ثابتالنموذج القياسييمتلك وشدات القوى التي ال يمكن التنبؤ بها وهي أرقام رئيسة مثل كتل الجسيمات

ال و. في النظرية يدويان يجب قياسها بالتجربة وإدخالها من النموذج نفسه ولكفيما إذا كانت القيم المقاسة لهذه المتحوالت ستفسر يوما ما بنظرية أحد يعرف

أو فيما إذا كانت منحوالت النموذج القياسي ب إلى أبعد منموحدة أعمق تذهوإذا كان الرأي األخير صحيحا . بشكل أصيل ال تحدد بأية قوانين أعمقحرة

ولكنها يمكن أن تأخذ قيما مختلفة دون أن فإن األرقام ليست مقدسة وثابتةهذه القيزيائيون تقليديا إلى ويشير. تتعارض مع أية قوانين فيزيائية

ها تبدو نفسها ألن) ٦انظر الصندوق (»توابت الطبيعة«المتحوالت على أنها بحسب (لدينا أية فكرة لماذا هي ثابتة وومع ذلك فليست . خالل الكون المالحظ

لالعتقاد بالنسبة لمقياس أكبر بكثير ليس هناك مبرر حقيقي ) ا الحاليةمعرفتن

-٢١٢-

السؤال يبرزأمكن أن تأخذ قيما مختلفة وإذا . من الكون المالحظ أنها ثابتة .لكها في منطقتنا من الكونماالذي يحدد القيم التي تمت

د الكون بحسب ول. يأتي جواب محتمل من علم كون االنفجار الكبير . هذه الثوابت معطاة من البدء ولألبد من اللحظة األولى وقيمالنظرية التقليدية

القيم المالحظة ربما تولدت من لفيزيائيين اآلن يقترحون أن هذه لكن بعض ا. المعقدة أثناء الغليان العنيف للكون األولي جدانوع من العمليات الفيزيائية

فيتبع من ذلك أن العمليات الفيزيائية كانت هذه الفكرة صحيحة عموما وإذا عن تلك التي نالحظها وربما ولدت بالفعل مختلفةالمسؤولة ربما ولدت قيما

وإذا استطعنا. أو في أكوان أخرى مختلفة في مناطق أخرى من الكون قيماالسفر بمعجزة من منطقتنا الكونية إلى منطقة أخرى تبعد تريليون سنة ضوئية

وفقط في تلك . أن كتلة اإللكترون أو شحنته مختلفة، عن أفقنا فقد نجد مثالمة نفسها تقريبا كما حيث تكون لكتلة اإللكترون وشحنته القيطق الكونية المنا

. فوا كونا مالئما للحياة بشكل جيد يمكن للمراقبين أن يظهروا ليكتشفي منطقتناوبهذه الطريقة فالتناغم الجيد المالئم للحياة بشكل مدهش لمتحوالت النموذج

.القياسي يفسر بأناقة على أنه تأثير اختيار المراقب

أصل الكتلة وملاذا ميكن هلا أن ختتلفقدم لي عندما كنت طالبا جدول بكتل الجسيمات تحت الذرية المختلفة

ورفضت األسئلة لماذا هذه القيم وليست . »هذا ما هي عليه«قيل لي ببساطة وأما اليوم فمن المقبول طلب نوع من . قيما أخرى على أنها هراء سحري

إنه يدعى آلية : وفي الحقيقة يوجد لدينا مثل هذا التفسير. التفسير بالنسبة للكتلةالعالقة مع نظرية القوة لقد ذكرته مرورا في الفصل الرابع ب .Higgsهيغز

نطاق ضيقوعلى . النموذج القياسيإنه جزء أساسي من . الكهروضعيفةال تمتلك اإللكترونات والكواركات كتال . نظرية هيغز على الشكل التاليسيرت

ذاتية وبدال من ذلك فإنها تحصل على كتلتها بالتفاعل مع حقل غير مرئي

-٢١٣-

هذه إنه حقل هيغز الذي يعطي . ير القديمةمثل نظرية األثيجتاح الكون بكامله وتعتمد قيمة الكتلة التي تنتهي بها على مدى حساسية هذه . الجسيمات كتلها

. باستخدام المصطلح الصحيح معه تزاوجها مدة قوة–الجسيمات لحقل هيغز .وال تتفاعل الفوتونات مع حقل هيغز على اإلطالق ولذا فهي تبقى بدون كتلة

يحس : واركات مع حقل هيغز بقوة أكبر بكثير من اإللكتروناتوتتزاوج الكينتهي إلى كتلة أكبر بمئات لذا فهو الكوارك العلوي بحقل هيغز بشكل أكبر و

القوة تيسران اللتان Z وWوتحصل جسيمات . آالف المرات من اإللكترون .٣الضعيفة أيضا على كتلتيهما الكبيرتين بالتزاوج مع حقل هيغز

معظم الفيزيائيين النظريين بوجود حقل هيغز حتى ولو كنا ال اقتنعوتركزت آمالهم في العثورعلى دليل عليه على صادم . مباشرةتمييزه نستطيع

وهو المسرع الضخم الذي Large Hardon Collider (LHC)هاردون الكبير بروتونا ) LHC(والخطة هي أن يصادم . CERNيبنى حاليا في سيرن

وكما . ٢٠١٠د بروتون عند طاقة عالية لصنع جسيم هيغز بحلول عام بمضايمتلك الحقل الكهرطيسي جسيما كموميا يرتبط به على هيئة فوتون يجب أن

Higgsيكون لحقل هيغز جسيم كمومي متعلق به أيضا يدعى بوزون هيغز

bosonغز ولكن بينما يكون الفوتون بدون كتلة يتوقع أن يكون بوزون هي.٤ وهذا هو سبب عدم – مرة من كتلة البروتون ١٨٠ذا كتلة ضخمة أكبر ب

يمتلك جسيم هيغز كتلته الكبيرة بالتفاعل مع (نجاح تصنيعه تجريبيا من قبل .)حقله الخاص به

ال أزال بحاجة لتفسير كيف يمكن . لنعد في هذه األثناء إلى مقعد المنظرإن إحدى الطرق .نية ألخرىلكتل الجسيمات أن تختلف من منطقة كو

هناك .الواضحة هي فيما إذا كانت قوة حقل هيغز تختلف من منطقة ألخرىنشر عدد من النماذج الرياضية التي تربط . لماذا يمكن لهذا أن يحدثبأسبا

-٢١٤-

ولكني ال ، لتعطي مثل هذه التغيرغز بالنواحي األخرى في الفيزياء حقل هيأريد فقط أن أؤسس النقطة العامة .نية هناأريد أن أخوض في التفاصيل التق

وهي أنه إذا تغير حقل هيغز من مكان آلخر فإن كتلة اإللكترون وكتلة وهناك سيكون لها mهنا ستكون كتلة اإللكترون . الكوارك ستتغيران أيضا

واألكثر من ذلك فالنسبة بين كتلة البروتون وكتلة اإللكترون .'mكتلة أخرى واإللكترون تتغيران لة الكوارك وعلى الرغم من أن كت .ستختلف أيضا

حزمة صغيرة – فإن البروتون هو تجمع ثالثة كواركات دوارة، بالتوازيوفي الحقيقة . تحتوي كثيرا من الطاقة الحركية والكهربائية والغلونية أيضا

ولن .فإن معظم الكتلة الكلية للبروتون هي على شكل هذه الطاقة اإلضافية تضاعف ولذا لو. كتلة اإللكترون والكواركبع هذه المساهمة االختالفات في تت

فإن كتلة اإللكترون ستتضاعف بينما سيصبح حقل هيغز في القوة مثالترون إلى كتلة إذن أن نسبة كتلة اإللكمن المهم. البروتون أثقل بقليل فقط

التناغم الجيد وإذا تغيرت بما يكفي فإنها سترمي خارجاالبروتون ستتغير، عن طريق التغيير الكبير في التفاعالت النووية ، ولكن الهش المشجع للحياة

.في الكون األولي وفي النجوم

يفسر كسر التناظر كيف ميكن لقوانني بسيطة أن تنتج عاملا معقدا

هناك سبب عام جدا لتوقع وجود اختالفات في بعض المتحوالت . وهذا مثال بسيط. كسر التناظرإنه يدعى . فيزياء الرئيسة في ال»الثوابت«أو

وهو الشكل اللولبي لجزيء –إن أيقونة العلم الحديث هي اللولب المزدوج James Watson الذي اشتهر من كتاب جيمس واطسون DNAالحياة الدنا الذي – الجينوم –يحتوي الدنا في خالياك البصمة الجينية .٥األكثر مبيعا

ليس في اإلنسان فقط وإنما -جزيئات الدنا كلها . أنت عليهيجعلك على ما

-٢١٥-

ل أكثر وبشك .لولب ملفوفة على شكل -في أشكال الحياة المعروفة كلها تلتف األدراج الحلزونية في .يلتف نحو اليمين تحديدا فإن لها شكل لولب

أما الدنا . أحيانا نحو اليميندما تصعدها أحيانا نحو اليسار والقالع القديمة عن .فتلتف دوما نحو اليمين

ية استخدام الحياة لدنا تلتف نحوليس هناك سبب أساسي لعدم إمكانوال شيء فيها إنها ستكون مطابقة لألولى كيميائيا ومستقرة مثلها . اليسار

قوانين هذ إلى أن ويعود .قوانين الفيزياء سيخالف أي قانون من ال تهتم إطالقا بالتمييز بين –جزيئات المسؤولة عن بناء ال–الكهرطيسية

وبالتعبير بحذر أكثر يقول الفيزيائيون إن للكهرطيسية .اليسار واليميني واليساري لو حاولت الحياة استخدام الشكل اليمين وبالتأكيد. تناظرا مرآتيا

ولكن ليس هناك سبب خاص لماذا يكون اليمين هو معا لدخلت في مشكلة نت الحياة في طور ل تخمين هو أنه منذ زمن بعيد عندما كاإن أفض. اليمين رعشوائية التناظ من الالحياة كسرت مصادفة جزيئية)ما بطريقة( التشكل

ويجب أن يتوقف . ذلكرى اختيار عشوائي حتى يتوقف عند ما إن يجوحتى تستطيع الحياة بأكملها أن تستخدم معيارا واحدا ولكن هناك احتمال

.٦ذهب في االتجاه اآلخرأن ت% ٥٠

ال يظهر العديد من األنظمة الفيزيائية التناظر المؤسس ، ومثل الدنا. وليس من العسير العثور على أمثلة على ذلك: للقوى التي تشكلها بوضوح

حول الشمس باتجاه مخالف لعقارب الساعة عندما ينظر فاألرض تدور نيوتن في الحركة والثقالة ولكن قوانين، إليها من فوق نصف الكرة الشمالي

فهي –ال يهمها مطلقا أكان الدوران باتجاه عقارب الساعة أم عكسه ولو دارت األرض حول الشمس في االتجاه المعاكس لبقيت . متناظرة

.قوانين الفيزياء صالحة تماما

-٢١٦-

ولكن نظما فيزيائية أخرى تحترم التناظر المؤسس بشكل تقريبي على ى سبيل المثال دائرية تماما تقريبا عاكسة حقيقة أن قوة فالشمس عل .األقل

ويمكن القول بدقة أكبر إن . الثقالة ال تميز اتجاها في المكان عن اتجاه آخروفيما إذا كان حال النظم الفيزيائية يحترم . الثقالة تناظرية أثناء الدوران

. ول االستقراريةالتناظرات المؤسسة في قوانين الفيزياء أم ال يثير أسئلة ح توضيحا ٢٤ويظهر الشكل . فقد يكون التناظر المحطم حالة أكثر استقرارا

تصور أن تمسك قلم رصاص حاد شاقوليا تماما بحيث يكون . جيدا على ذلكوليست . يستلقي على السطحعندما تتركه فإنه يسقط و. رأسه على سطح أفقي

وإذا .٧فهي عشوائية: ي يتخذها القلمهناك أهمية عميقة للوضعية النهائية التآالف الوضعيات المختلفة المرات فستحصل على العملية آالفكررت

ويعود السبب إلى أن حقل ثقالة . موزعة بالتساوي تقريبا حول المركز. فكل اتجاه بالنسبة له يشبه اآلخرقولي ال يهتم باالتجاهات األفقيةاألرض الشا

أكثر فإن حقل الثقالة تناظري أثناء الدوران حول وبالتعبير عن هذا بدقة . المحور الشاقولي المحدد من قبل وضعية قلم الرصاص الشاقولية األصلية

لكن الحالة النهائية لقلم الرصاص وهو ملقى أفقيا يكسر ذلك التناظر الدوراني لقوانين إن الحالة التي تتقيد بالتناظر المؤسس . باختياره اتجاها أفقيا معينا

ولذا يكسر القلم التناظر ويسقط إلى حالة غير مستقرة ) القلم الشاقولي(الفيزياء وبذلك يقايض القلم التناظر ).القلم األفقي(مستقرة لكنها ال تظهر التناظر

ال يزال التناظر موجودا في القوانين المؤسسة ولكن ال يمكنك .باالستقرارية تفحص مجموعة كبيرة من الحاالت خاللفقط من .تمييزه من حالة فردية

موزعة بشكل متساو على االتجاهات األفقية المتوفرة ) آالف أقالم الرصاص(تدعى مقايضة كهذه بين التناظر . سيكون التناظر الدوراني المؤسس واضحا

كيف ) عشوائيا( ألن النظام نفسه يختار كسر تناظر تلقائي واالستقرار ب . يست مفروضة من تأثير خارجي فهي ل–يكسر التناظر

-٢١٧-

كسر تلقائي للتناظر: ٢٤الشكل a- و فهو يبد، قلم الرصاص الذي يقف على رأسه هو في حالة تناظرية

وفي هذه الحالة يظهر . كما هو موضح نفسه إذا أدير حول محور شاقوليلحالة لكن ا. القلم التناظر المؤسس لحقل الثقالة الذي ال يهتم باالتجاهات األفقية

. سيسقط القلملتناظرية هي مع ذلك غير مستقرة واb- في الحالة األفقية يكون القلم مستقرا ولكنه كسر تناظر حقل الثقالة

إن االتجاه الفعلي عشوائي . باختياره اتجاها أفقيا محددا كما هو موضح بالسهمحول ولو أجريت التجربة مرات عدة فإن أماكن قلم الرصاص ستوزع نفسها

ؤسس على الرغم وسيظهر تجمع األقالم التناظر الم: نقطة السقوط عشوائيا .يكسر هذا التناظرمن أن كل وضع لها

ميكن اسرتجاع التناظرات و البساطة باحلرارة الشديدة

التناظرات المحطمة »استرجاع«يمكن . نأتي اآلن إلى النقطة الهامةفوق حوالي . ر في جزيء الدنافك. برفع درجة الحرارة) أي تجعل واضحة(

سخن . فهو يبدأ باالنصهار: هيجان الحراري بتهديد استقراريتهم يبدأ ال٠ ١٠٠

-٢١٨-

. وستختفي بنيته اللولبية. م وسيتفكك تماما٠ ٢٠٠الدنا إلى درجة حرارة وستظهر . كل مظاهر الترتيبتفيختستتفرق العناصر بصورة عشوائية وو

يمين المؤسس –ة عشوائيا بإخالص التناظر يسار العناصر المتحركة والمرتد ينصهر كسر التناظر . للكهرطيسية بطريقة ال يقوم بها جزيء الدنا المركب

. حرفيا مع زيادة درجة الحرارة

:القاعدة العامة هيتظهر األنظمة ذات درجة الحرارة المرتفعة تناظرا أكبر من األنظمة ذات

.ندما تنخفض درجة الحرارة تتحطم التناظراتفع ،درجة الحرارة المنخفضةولكنني أود أوال ، وسنرى قريبا أهمية هذه القاعدة في فهم طبيعة الكون

لقد . أن أوضحها بمثال أقرب لفيزياء المدرسة الثانوية ألنه شيء كالسيكيأعلن ألول مرة من قبل بيير كوري زوج الكيميائية الشهيرة ماري كوري

المعروف منذ زمن طويل أن الحقل كان من. غانطوهو يتعلق بالمونصل إلى . المغناطيسي لقضيب من الحديد يضعف عندما يسخن القضيب

الحقل درجة حرارة كوري حيث يختفي تدعى حرجة درجة حرارة. ومن السهل فهم السبب. )م بالنسبة للحديد٠ ٧٧(المغناطيسي من القضيب

وألسباب .ة بسبب إلكتروناتها الدوارةتمتلك ذرات الحديد حقوال مغناطيسيتتعلق بمبدأ االستبعاد لباولي تحب الذرات أن تصف حقولها بالتوازي لتشكل

قضيب مغناطيسي أيضا وتصطف الحقول في . حقوال مغناطبسية ميكرويةومع ذلك عندما ترفع . وبالتالي تجمع حقولها المغناطيسية بطريقة منتظمة

لمغانط الصغيرة بالحركة محاولة التحرر من االصطفاف درجة الحرارة تبدأ االحرية مع أكثر فأكثر لمصلحة صراعوتميل محصلة هذا ال. المغناطيسي

وفي النهاية نصل إلى نقطة . ارتفاع درجة الحرارة وازدياد الهيجان الناتجه وتحت هذ. حرجة تشيع فيها الفوضى وتصبح المغانط الصغيرة كلها مستقلة

فليس هناك اصطفاف منتظم في أي اتجاه ، يكون اصطفافها عشوائياالظروف ولذا فعلى الرغم من أن الحديد الحار مصنوع من ذرات ممغنطة فإن . معين

-٢١٩-

رجوعا ببطء إذا برد الحديد اآلن . محصلة الحقل المغناطيسي تصبح صفراوتأتي . مرورا بدرجة حرارة كوري فيمكن للمغنطة أن تعود مرة أخرى

وتصطف غناطيسي خارجي مثل الحقل األرضي حقل م أي من المغنطةومع ذلك إذا برد القضيب بسرعة تتجمد الحقول . الحقول بحسب ذلك االتجاهوضمن كل حقل فإن للمغناطيسية اتجاها ثابتا . بحسب وجهاتها العشوائية

ولكن القضيب على الرغم من أنه مصنوع من مادة مغناطيسية ال يملك .طة كليةمغن

فقوانين الكهرطيسية . ويدخل التناظر في هذه القصة بطريقة واضحةوتتقيد الحالة . )أي أنها ال تتأثر باالتجاه في المكان(تناظرية أثناء الدوران

فهي ال تتجه باتجاه معين ألن لها شدة : الممغنطة للحديد الحار بهذا التناظرارة كوري تدخل الحقول ولكن تحت درجة حر. حقل تبلغ محصلته الصفر

وبهذا الفعل . المعناطيسية بتلقائية مع تجمد كل مغناطيس صغير باتجاه معينها التناظر الدوراني لقوانين الكهرطيسية المؤسسة لها نيكسر كل واحد م

ولو برد القضيب بسرعة مجمدا بنية الحقل . والتي تتحكم بتصرف النظامال يزال التناظر الدوراني ، مقياس أكبرفبالرؤية على ، المصطف عشوائيا

.واضحا ألن القضيب ليس ممغنطا بشكل منتظم في أي اتجاه محددال يمكنك أن تعرف بمجرد النظر فيما إذا كان قضيب من الحديد

كسر التناظر في لحظة هو ولكن هناك مثال آخر يتضح منه، ممغنطا أم ال فجأة من الطور السائل مع هبوط الصلب يتجمدفالطور. تجمد الماء إلى ثلجفالماء : ومرة أخرى يحطم التناظر الدوراني. م٠ الصفردرجة الحرارة خالل

بينما تشكل البلورات الثلجية أشكاال ، السائل هو نفسه في كل االتجاهاتويشير الفيزيائيون إلى تغير مفاجئ من . هندسية منتظمة ذات توضعات محددة

.غير الطورهذا النوع على أنه تفكلما امتلك . الطريقة المفيدة للتفكير بالتناظر هي بحسب البنية والتعقيد

قارن على سبيل المثال الشكل : النظام تناظرا أكبر كلما كان أبسط وأقل تركيبا

-٢٢٠-

إن رفع درجة حرارة نظام . التناظري للدائرة بمتعدد أضالع غير منتظمالماء أبسط من كر كم أن كوبا من ف: يحطم التعقيدفيزيائي يخفض البنية و

ثم تصور أن تضع األرض في فرن هائل أو. كشتبان مليء بمكعبات الثلج الجبال ثم أوال ينصهر الغطاء الجليدي وقبعات أعالي. ترفع درجة الحرارة

تذوب الجبال وبوجود حرارة بات وتغلي المحيطات وفي النهاية تحترق الغا –إن فرنا ضخما مليئا بالبخار أبسط بكثير . كافية سيتبخر الكوكب بكامله

: إن المبدأ العام هو. من البنية المعقدة لألرض–أي يمتلك تناظرا أكثر .غنى= فقر وبرودة = حرارة

كسر التناظر بعد االنفجار الكبري مباشرةال يوجد فرن في الكون يمكن مقارنته . دعني اآلن أرجع إلى علم الكون

كان الكون األولي المبكر حارا جدا بحيث أن كل . بير الحارباالنفجار الكفالغنى والتنوع ، )حسنا وعاء البخار(عرفه كان حرفيا في وعاء الصهرشيء ن

كان التجانس هو : كلها في المستقبل جاءتوالتعقيد للكون التي نراها اليوممع تبرده ولذا بدأ الكون بدرجة عالية من التناظر ولكن . نظام ذلك اليوم

من ر قدر أكبر فأكبر معظمه عشوائي وتلقائي تحطم التناظر أكثر فأكثر وظهإن . حدثت هذه التحوالت خالل سلسلة من االنتقال الطوري. البنى والتعقيد

هو في أننا نستطيع تحقيق أي تقدم على اإلطالق بنظرية للكون األوليالسبب من درجات صيلةاطتها األ وقد نشأت بسبالضبط أنها كانت بسيطة جدا

.الحرارة الفائقة ومن التناظر المنتشر للطور األوليمن السهل فهم االتجاه العام من البسيط إلى المعقد ومن الفقر إلى الغنى

أن نذهب أبعد من ذلك وأن ولكن علينا .أثناء تبرد الكون من نشأته الحارةللبنية في الكون األولي أن هل يمكن للظهور التلقائي : نعالج السؤال التالي

النموذج المحددة في أال يمكن لقيم المتحوالت غير؟»ثوابت الطبيعة«يمتد إلى رد حوادث مجمدة مثل كتل الجسيمات وشدات القوى أن تكون مجالقياسي

.عن تحول طوري كاسر للتناظرعشوائيا نتجت

-٢٢١-

في أعماق تصور رجال قزما موجودا . إلى مثال المغناطيسدعنا نرجع بحقل مغناطيسي إنه محاط .٨الحديد داخل أحد الحقول مغناطيس من

ويشكل هذا الحقل المغناطيسي الشامل جزءا . اتجاه واحديشيرباستمرار إلى من كون الرجل القزم حيث يتأثر تصرف الشحنات الكهربائية والمغانط كلها

ن كونه الصغير وإذا حسب الرجل قوانين الكهرطيسية ضم .في محيطه بهومن الواضح أن هذه . بهرا ليدخل فيها هذا الحقل المحيطفسيكون مضط

ونستطيع أن . القوانين لن تكون متناظرة أثناء الدوران ألن للحقل اتجاها معيناإن ما يعتقده على أنه . نرى بعين الخالق أن هذا الرجل وجه باالتجاه الخطأ

يمكننا أن نراه كسر التناظر الدوراني هو قانون يقانون أساسي في كونه و .مجرد حادثة مجمدة تنحصر خصائصها بذلك الحقل المعينعلى أنه

مغنطة كلية وإنما مجرد بنية حقلية ماذا لو لم يمتلك القضيب الحديديبما يكفي أن يعبر كن للرجل القزم عندها إذا ابتعد يم؟متوضعة بشكل عشوائي

»المجاورالكون « ألن الحقل المغناطيسي في ولكنه سيصدم. إلى حقل مجاوروإذا . وسيحتاج إلى مجموعة مختلفة من القوانين سيشير إلى اتجاه مختلف

فقد يقتنع ، اختبر التوضع العشوائي لحقول محلية عدةبما يكفي وزار حقوال بأن قوانينه في الكهرطيسية ليست القوانين األساسية الصحيحة ولكنها داخلة

. )تناظرا دورانيا(كسرت تناظرا أساسيا هاما ) اتجاه الحقل(مجمدة في حادثة قانون أساسيا هو في الحقيقة مجردنا وسوف يستنتج أن ما اعتبره قانو

وإذا كان . متناظر دورانيا انون كهرطيسي أساسي حقا يوجد تحته ق»فعال«نه لو سخن كونه يعرف من الفيزياء ما يكفي فقد يكون قادرا على استنتاج أتناظر هذا سينهار والحقول المجاورة له فوق درجة حرارة كوري فإن كسر ال

التناظر الكامل للقانون الصحيح وسيظهر .الحقول وسوف تندمج هذه .واألساسي للكهرطيسية نفسه في كل مكان

وهي تقترح أنه .تمثل هذه القصة استعارة فعالة لعلم الكون األوليانون فيزيائي معروف بتحطيم بعض التناظر فقد يبدو أن القانون عندما يتعلق ق

-٢٢٢-

صالح ضمن فعالحقيقة هو قانون درجة حرارة منخفضة أو طاقة منخفضةومثل . كونية أخرىعشوائيا في حقول حقل كوننا الخاص ولكنه مختلف

» كون مجاور«الرجل القزم داخل المغناطيس فقد يكون لدينا نحن أيضا تنشأ ون فيزياء الطاقة المنخفضة التي ناطر فيه بشكل مختلف وتكيتحطم الت

وبالرجوع إلى الوراء إلى المرحلة األولية الحارة جدا التي . عنه مختلفة أيضاالحقول الكونية غير كل مكان وتلت االنفجار الكبير فإن التناظر واضح في

ما في أي نموذج ويمكن توقع بنية حقلية من نوع .متمايزة بعضها عن بعضوإذا . كوني تقريبا حيث يحدث تبريد من انفجار كبير حارمع كسر للتناظر

ي أن تنغم كان كسر التناظر يحدد متحوال أو أكثر من المتحوالت التي ينبغالحياة فسيكون لدينا إذن تفسير جاهز لعامل غولديلوك جيدا لتنشأGoldilock . طاقة المنخفضة ودرجة الفي حقول تكون فيها قوانينوفقط

سيكون وجود ، الحرارة المنخفضة الفعالة أفضل للحياة بالمصادفة فقط .٩ممكناالمراقبين

التناظرات اردة ضرورية الفيزياءمن السهل فهم تجربة الرجل القزم في المغناطيس ألن التناظر في ذلك

تناظر الذي قد يؤدي لكن ال. شائع في الحياة اليومية – تناظر دوراني –المثال وليس تناظرا »مجرد«إنه في الحقيقة تناظر . إلى بنية حقل كونية شيء مختلف

إنه يتعلق . ودعني أشرح هذا األمر بإعطاء مثال من االقتصاد. هندسيايخفض التضخم بشكل . بالتضخم ولكنه تضخم مالي كمقابل للتضخم الكوني

. للسلع والخدمات بذلكالحقيقيةتأثر القيمة سيء القوة الشرائية للنقود بينما ال توفي أيام معدالت التبادل الثابتة أعادت الحكومات في بعض األحيان تقييم

ولم يؤثر هذا على قيمة النقود ضمن بلد معين . عملتها بالنسبة للعمالت األخرىإن قيمة السلع والخدمات المصنعة ضمن بلد ما : ولذا فإن هناك تناظرا هنا

خفض رئيس ١٩٦٧وفي عام . تة ضمن إعادة تقييم سعر تبادل العمالتثابالدوالر الوزراء البريطاني هارولد ويلسون قيمة الجنيه االسترليني مقابل

-٢٢٣-

الجنيه في «من تصريحه بأن هذا التعديل لن يؤثر على األمريكي وقد سخروالخدمات والنقود ولكنه كان محقا تماما بمعنى أن القيمة النسبية للسلع . »جيبك

أتت المشكلة بالطبع من ارتفاع قيمة السلع . ضمن بريطانيا لم تتأثر باإلجراءويحدث نوع مختلف من . المستوردة وبالتالي كان الناس في وضع أسوأ عموما

. إعادة التعيير عندما يفلت التضخم ويجب التعبير عن األسعار بأرقام كبيرة جداإعادة تعيير اقتصادها بكامله كما حدث عندما أدخل وتقوم الحكومات أحيانا ب

فرنك ١٠٠لجديد يساوي كان الفرنك ا. ١٩٦٠الفرنسيون الفرنك الجديد عام .لكن القيمة الحقيقية للسلع والخدمات بقيت ثابتةقديم و

وتقدم الكهرباء. الفيزياء هناك عدد من التناظرات المجردة فيوإنها تقف في العالقة نفسها كما في . على ذلكالموجبة والسالبة مثاال بسيطا

وإذا تبادلت كل الشحنات الموجبة والسالبة في الكون : يمين–تناظر يسار أوألعطي مثاال .بطريقة سحرية فستغفل قوانين الكهرطيسية عن هذا التبادل

فبحسب ميكانيك نيوتن تعتمد الطاقة الالزمة لرفع وزن ما من أسفل ، آخرإلى أعاله على ارتفاع البناء وليس على خيارنا في قياس االرتفاع من بناء

تعتمد الطاقة على فارق االرتفاع (مستوى سطح البحر أو من مستوى األرض وأيضا لن تتأثر الطاقة لو قررنا أن نحول . )فقط وليس على االرتفاع المطلق

لحال بالنسبة للفرنك وحدات قياسنا من السنتيمتر إلى المتر تماما كما كان اوفي الحقيقة فإن التناظر أكبر مما أشرت إليه ألن الطاقة المصروفة (. الجديد

ويمكن للطريق على الطريق الفعلي الذي تسلكه في رفع وزن ال تعتمد أيضا فلن يكون لهذا أي تأثير على –أن يكون مستقيما نحو األعلى أو متعرجا

لتناظر حيث تبقى كمية بدون تغيير بينما إن النوع األخير من ا. )الجواب. ا عياريايعاد تعيير نظام القياس شائع كثيرا في الفيزياء ويدعى تقنيا تناظر

يمكن إعادة تعيير الجهد : مماثالتناظرا عيارياوتمتلك الحقول الكهربائية بإضافة رقم ثابت من الجهد أو طرحه في أي مكان دون التأثير على تغير

وأيضا ال يعتمد تغير . طاقة الداخل في نقل الشحنة الكهربائية من مكان آلخرالولذا فإن قوانين نيوتن وقوانين الكهرباء ال . الطاقة على الطريق الذي يسلكه

-٢٢٤-

. إن هذه خاصة أساسية لهذه القوانين: غير يمثل هذه التحوالت المعياريةتتاظرات المعيارية تمضي ل هذه التنلقد وجد الفيزيائيون أن تعميمات مث

وبالفعل . بعيدا في التقاط الخصائص األساسية للقوى األربعة للطبيعةالقوى بشكل أفضل دقة بتحديد تناظراتها باستخدام فرع في تصنف

.الرياضيات يدعى نظرية المجموعات

شرحت في . تقدم القوة الكهروضعيفة تطبيقا كالسيكيا للفكرة السابقة-Glashowواينبرغ - سالم - ف توحد نظرية غالشوكيالفصل الخامس

Salam- Weinberg (GSW) بنجاح القوة الكهرطيسية والقوة الضعيفة عيارية محبوكة إن التناظرات المجردة الم. وأنهما تندمجان عند طاقة عالية

التحطيم التلقائي ألحد هذه التناظرات إلى التفريق ؤدي ويفي هاتين القوتين وفي سياق االنفجار الكبير فإن ما . القوتين عند طاقة منخفضةبين هاتين

عند درجة حرارة أعلى هو أن التناظر المؤسس الموحد ظهريحدث مثل القوة وللطاقة الضعيفة مجال طويل .م٠)ألف تريليون(١٠١٥من

لة انتقالية ولذا مع انخفاض درجة الحرارة كانت هناك مرح. الكهرطيسيةوأصبحت القوة لمعياري للقوة الضعيفة تلقائيا ا رانكسر عندها التناظ

الضعيفة نتيجة لذلك فجأة ذات مجال قصير وأضعف بكثير من القوة عالم الطاقة المنخفضة نسبيا للفيزياء وهذا ما نجده في. الكهرطيسية

ولعدد من السنين افترض الفيزيائيون أنهم يتعاملون مع قوتين . اليوميةوفي الحقيقة طور الفيزيائي . ر الذي يربطهما كسرمنفصلتين ألن التناظ

نظرية للقوة الضعيفة مؤسسة على سوء Enrico Fermiانريكو فيرمي في ا جدا عن الذي يظهروهي تتضمن قانونا مختلف .الفهم هذا

التناظر للقوة الضعيفة - انكسارولكننا نعلم اآلن أن مرحلة .GSWنظريةمن قوانين الفيزياء على اإلطالق ولكن حادثة حقا ال يعكس قانونا أساسيا

رية فيرمي هي مجرد نظرية فعالة تصح عند طاقة وأن نظمتجمدة .منخفضة فقط

-٢٢٥-

Higgs آلية هيغز

الفصل رأينا في .قد تتساءل كيف يكسر التناظر القوة الكهروضعيفةتلة الضخمة المجال القصير جدا للقوة الضعيفة بالكالرابع أن من الممكن تفسير

اللذين يتم تبادلهما لنقل هذه القوة وسابقا في هذا Z وجسيم Wجدا لجسيم الفصل كيف اعتقد بأن الجسيمات تحت الذرية حصلت على كتلها بالتفاعل

إن حقل هيغز هذا حسنا . دعي بحقل هيغز–مع حقل ينتشر في كل مكان . وسأبين هنا كيف يحدث .مسؤول عن كسر التناظر المعياري للقوة الضعيفة

عند درجات حرارة أعلى من تحول الطور الكهروضعيف كما حدث في يصبح متوسط نية الكون األولي الحار قبل حوالي واحد على تريليون من الثا

. مثل مغنطة القضيب الحديدي فوق درجة حرارة كوريحقل هيغز صفرا إن الجسيم .صفراوفي حقل هيغز بمتوسط صفر تكون كتل الجسيمات كلها

Wالجسيم وZ بدون كتلة تماما مثل الفوتون مما يوحي بأن القوة الضعيفة وعندما تنخفض درجة الحرارة . والقوة الكهرطيسية كالهما له مجال طويل

قلم الرصاص الذي يقف على رأسه نفسه الذي يواجهه اللغزيواجه حقل هيغز ويتم هذا ألن . ناظر واالستقراروهو المقايضة بين الت): ٢٤انظر الشكل (

حقل هيغز بتفاعل مع نفسه وتشبه الطاقة الناجمة عن هذا التزاوج قوة الثقالة إن حقل هيغز بقيمة صفر متناظر ولكنه غير مستقر . لقلم رصاص واقف

ما الذي يفعله . وحقل هيغزالذي ال يساوي الصفر مستقر ولكنه يكسر التناظرتقفز شدته والتناظر تلقائيا يكسر الساقط لرصاص إنه مثل قلم ا؟حقل هيغز

نتيجة لذلك من قيمة متوسطة تساوي الصفر إلى قيمة عالية جدا ال تساوي المتحررة أن تدفع للكتل ) طاقة اإلسقاط(ونتيجة لذلك تعتاد بعض . الصفر

في ومع ذلك تبين أنه . التي يمنحها حقل هيغز للجسيمات المشاركة كلهامهما كانت الطريقة التي يسقط فيها قلم « قليدية لنظرية هيغزالنسخة التولذا على الرغم من أن مرحلة . فإن الجسيمات تمتلك الكتلة نفسها»الرصاص

االنتقال للقوة الكهروضعيفة في الكون األولي ربما أنتجت بنية حقلية من نوع ل الجسيمات ما إال أنه من غير المحتمل أن تكون بنية حقلية تختلف فيها كت

١٥ م– اجلائزة الكونية

-٢٢٦-

الضروري لحصول على ذلك النوع من التأثير منول. من منطقة ألخرى . اعتبار طاقات أعلى من السابقة

شرحت في الفصل الخامس محاوالت توحيد القوة الكهروضعيفة .GUT(بالقوة النووية القوية ضمن نوع من النظرية الموحدة الكبرى

وحقول هيغز ،سر التناظرعلى آليات لك وتشتمل تلك النظريات أيضاوبالرغم من أننا اآلن في . ولكنها أكثر تعقيدا وتفصيالتناظرات مجردة و

حقل أشد تخمينا إال أن المبادئ العامة التي لخصتها مسبقا قد تبقى صالحة ة يمكننا أن نتوقع أنه في أوقات أبكر من واحد على تريليون ثاني. للتطبيق

وتعقيد سيكون هناك تناظر أكثر وبنية أعلىوعند درجات حرارة موافقةالتي سيستعاد عندها (GUT ويجب الذكر هنا بأن درجة حرارة ال. أقل

تعود تريليون تريليون درجة تقريبا وهي حوالي) أية تناظرات مكسورةواحد على تريليون تريليون ( ثانية ٣٦-١٠إلى حقبة كونية قبل حوالي

مع تبرد الكون من هذه الظروف الهائلة تكسر و.١٠ )تريليون من الثانيةتناظرات مختلفة في سلسلة من التحوالت الطورية مشكلة ربما حقوال

لقد كسر أحد هذه التحوالت التناظر بين المادة ومضاد . كونية ضخمةومهما كانت التفاصيل . التناظر الفائق وربما كسر تحول آخر. المادةن أصبح كل من الحاالت الكومع برودة : هي فإن الفكرة الرئيسة المثيرة

، الفعالة للطاقة المنخفضة والقوانين) طبيعة المادة وشكلهاأي( الفيزيائية Goldilockومن وجهة نظر معامل غولديلوك . تدريجيا أكثر تعقيدا وتنوعا

ألنه أمكن أن يكون لبنية الحقل الغنية المتنبأ بها نعمةفقد كان هذا التعقيد. تأثير كبير على قابلية الكون للحياة GUT قبل تحطيم التناظر في من

شدات قوى مختلفة ن أن تمتلك الحقول كتال جسمية ووعلى سبيل المثال يمكولكن هناك . وهكذا... . بين القوى المختلفة»للخلط«ودرجات متغيرة

....احتمال أكثر إثارة يبدأ اآلن بالظهور

-٢٢٧-

قوانني حملية-لى شكل شبه قد تكون قوانني الفيزياء ع األكثر شموال GUTالطريقة التي تتحطم فيها تناظرات قد ال تكون

فقد تكون هناك طرق أخرى لكسر التناظر مؤدية ليس لشدات نسبية . فريدة قوى بخصائص مختلفة تماما عن –مختلفة للقوى ولكن إلى قوى مختلفة كلية

ن من الممكن وجود قوة نووية قوية وعلى سبيل المثال كا. تلك التي نعرفهاوكان من الممكن وجود نكهتين بدال من ثمانية gluonبإثني عشر غلوان

أو كان من الممكن وجود ة ونوعين متمايزين من الفوتونات للشحنة الكهربائيولذا ينشأ االحتمال . قوى إضافية أخرى فوق القوى األربع وفيما هو أبعد منها

تكون فيزياء الطاقة المنخفضة في كل حقل مختلفة جدا لبنية حقلية بحيث مثل الكتل وشدات القوى فقط ولكن في الشكل الرياضي »ثوابت «ليس ب

وسيشبه الكون على المقياس الضخم واليات متحدة . نفسه للقوانين بحد ذاتها . مخنلفة في الشكل ومفصولة بحدود واضحة»واليات«أمريكية كونية ب

ين العامة في الفيزياء كقوانين الكهرطيسية مثال التي اعتبرناها وستكون القوان قوانين محلية أو لقوانين والية بدال من القوانين -حتى اآلن أقرب لشبه

من المناطق الكونية سيكون القليل جدا مزيج وفي هذا ال. الوطنية أو االتحادية . منها صالحا للحياة فعال

تقدم متسعا معينا لكون خليط بقوانين GUTوعلى الرغم من أن ال مختلفة جدا في حقول مختلفة إال أن االحتماالت تتضاءل إلى حد اإلهمال

وليس هناك اآلن نقص . عندما تقارن بغنى نظرية األوتار للكون المتعددفهي تظهر بأعداد تبلغ الزيليونات : في حقول الطاقة المنخفضة المحتملة

zillions .قيقة تفتح نظرية األوتار صندوق باندورا الحقيقي من وفي الحوتعود الخصوبة المذهلة لهذه النظرية إلى العدد الهائل من . االحتماالت

بالشكل الذي »لفها«أون بها ضغط األبعاد اإلضافية الطرق التي يمكإن اإلنضغاط هو نسخة نظرية األوتار عن . الفصل الخامس وصفته في

سبيل المثال فإن شكال متناظرا بسيطا مثل كرة كبيرة وعلى. كسر التناظر

-٢٢٨-

تلقائيا إلى متاهة معقدة متعددة األبعاد من بستة أبعاد يمكن أن تتقلصأحد هذه األشكال وهو ) ٢٥(ويوضح الشكل .جسور ملتوية وأنفاق متشعبة

وهناك عدد ال يحصى من . مسقط على سطح ثنائي البعد لسهولة التصوراء طة الرئيسة هنا هي أن قوانين الفيزيقإن الن. المختلفة كهذهالتشكيالت

تعتمد على شكل األبعاد ) غير المنضغط(التي تطبق في الكون المتبقي :ودعني أصرح بهذا ألهميته الفائقة. المضغوطة

فإن فيزياء الطاقة المنخفضة للعالم ثالثي األبعاد الذي ، M/في نظرية األوتار . المحدد لألبعاد اإلضافية المضغوطةنالحظه يحدد بالشكل

على سبيل ( أشياء مثل طبيعة القوى – أنأي نوع من الكون نالحظفي وعدد الجسيمات شدات القوى ودرجة خلطها ) ا أية تناظرات تمتلكهالمثال

وخصائصها ) bosons أو بوزونز fermionsفيرميونز (األساسية وأنواعها الطاقة أي(وطاقة الفراغ . )الخ......فوالشحن الكهربائية والل الكتل(

فإذا . تعتمد كلها على الطريقة التي تلتف بها األبعاد اإلضافية–) المعتمةبهذه الطريقة ستحصل على كون بخمسة فوتونات وقوتين قويتين وإذا تقلصت

١١....وهكذاأربعة غلوانات التفت بتلك الطريقة فهناك ثمانية إلكترونات وويمكن أن تكون هناك . فحتى عدد األبعاد المنضغطة ليس ثابتاوفي الحقيقة

ركة فراغا عوالم منخفضة الطاقة حيث تخضع خمسة أبعاد فقط لالنضغاط تاربما تنضغط سبعة أبعاد تاركة بعدين أو .)مرئية(بأربعة أبعاد كبيرة

.ضخمين فقط

املشهد الوتريتار هو تحديد عدد إن أحد التحديات التي تواجه منظري نظرية األو

كم عدد العوالم منخفضة : األشكال التي يمكن لعملية االنضغاط أن تخلقها كثيرا –الجواب هو . الطاقة الممكنة التي يمكن التنبؤ بها بواسطة النظرية

وفي الحقيقة فحتى الحصول على . )متناهيا يمكن حتى أن يكون عددا الو(

-٢٢٩-

اضيات االنضغاط ال تزال غير مفهومة عملية صعبة ألن ريتقدير لهذا العدد ار أنواع العوامل وإضافة إلى هذا يجب على المرء أن يأخذ بعين االعتب. جيدا

، topology خل حلقات األوتار في الطبوغرافياكيف تتدا، مثلالمختلفة كلها وعلى أية حال . تطويرات أخرىو، والتناظرات الوترية المجردة المتنوعة

وهذا الرقم هو واحد . ٥٠٠ ١٠ العدد الكلي بأكثر من ١٢يرات تقدر بعض التقدوبالمقارنة فإن عدد الذرات في الكون المالحظ ليس . متبوع بخمسمائة صفر

ولذا فهناك عدد من األكوان الممكنة منخفضة الطاقة تأتي من . ١٠٦٠أكثر من . نظرية األوتار أكثر بما اليقارن بعدد الذرات الموجودة في كوننا

شكل أبعاد غير مرئية ٢٨الشكل

من ال عدد عقد ثنائي البعد واحدا منيوضح هذا السطح الم المفترضة في نظرية بعاد الستة غير المرئية للمكان لأل»انضغاطات«

وبحسب هذه النظرية يحدد الشكل المعين شكل القوانين الفيزيائية . األوتار .المتبقية) الكبيرة(في األبعاد الثالث

-٢٣٠-

لكونية المذهلة للعقل هي اعتبار ا لوفرةإن الطريقة الجيدة لتخيل هذه اوهي فكرة مفيدة اقترحها ليونارد . منظر مكون من أكوان منخفضة الطاقة

منظر«ليس هذا منظرا ماديا حقيقيا ولكنه (. Leonard Susskindساسكيند متعرجة من تخيل أرضا واسعة و. ) مجرد متعدد األبعاد»من االحتماالتتمثل كل نقطة في هذا المنظر كونا ممكنا يتميز بقوانين . التالل والوديانكوننا واحد ومستقرةشهد بأكوان وتتعلق الوديان في هذا الم. فيزيائية معينة

وقد . ن األخرى إلى أكوان أخرى مختلفة بقوانين مختلفةتشير الودياو. منهابينما تختلف األكوان األخرى نا عضها غير مختلف كثيرا عن كونيكون ب

وتعطي نظرية األوتار أنواعا كثيرة مختلفة من األكوان بحيث . بدرجة كبيرة في الحقيقة – تكون االختالفات في قوانينها الفيزيائية دقيقة جدا بالفعل

عدا الرقم الخامس ن هناك أكوان مطابقة ألكواننا ماوستكو. مستمرة تقريبا اإللكترون أو الرقم العاشر بعد الفاصلة بالنسبة لشدة القوة بعد القاصلة لكتلة

أكبر قليال في مثل هذه وستملك األكوان األخرى اختالفات .الكهرطيسيةكبنا بأنواع جديدة من بينما تبقى أكوان أخرى مغايرة تماما لكوالكميات

وليس من شطحات الخيال . وبقوى غير معروفة جدا من قبلناالجسيمات ضة الطاقة التي تريد نوع الفيزياء منخفأنه يمكنك تخيل كون واختيارقول الالوصف من بين وسيكون هناك كون في مكان ما يطابق ذلك ) بدون سبب(

.١٣من االحتماالتعدد ال يمكن تخيله را واسعا من األكوان المحتملة وبأخذه لوحده يمثل منظر ساسكيند خيا

»ملء«ومع ذلك فهناك آلية طبيعية ل . دة فعالولكنه ال يتنبأ بأنها موجو الموصوف في التضخم األبديهذه اآللية هي . موجودة فعالالمنظر بأكوان من كون متضخم ال بداية شامل في هذه النظرية هناك قالب. الفصل الثالث. شكلت أكوانا جيبية توقفت عن التضخم و»فقاعات« توجد ضمنه والنهاية له »بالتبلور«تتشكل األكوان الجيبية طيلة الوقت و. األكوان هو كونناوأحد هذه

من الفضاء المتضخم األبدي كما تتشكل فقاعات من الرطوبة حول جسيمات ويمثل كل حادث تشكل نوى عملية خلق كون . الغبار في هواء مشبع بالماء

-٢٣١-

: كونية فريدةوستكون هناك ضمن كون جيبي معين قصة. جيبي مستقلوكسر للتناظر وتحوالت طورية وظهور عالم منخفض ر كبير حارانفجا

.الطاقة من القوانين الفيزيائيةيمكننا توجيه السؤال M/ التضخم األبدي مع نظرية األوتاروبدمج

إذا ظهرت األكوان الجيبية من القالب المتضخم أين ستتشكل النوى : التاليمما وما في المكان نفسه هل ستظهر د؟من الفقاعات في حقل االحتماالت

؟ أم هل ستكون مختلفة في كل مرةلى فيزياء الطاقة المنخفضة نفسهايؤدي إوألن حوادث تشكل النوى هي بطبيعتها . تقترح النظرية االحتمال الثاني

وأكثر من ذلك حتى . كمومية فستكون هناك اختالفات داخلية ال يمكن تجنبهالتذبذبات ) الرغم من أنه عادة نادر جداعلى (ضمن فقاعة معينة من الممكن

...كمومية أن تشكل نواة فقاعة أخرى عند طاقة أخفض وأخرى ضمنهالخارجية حيث تتمدد الفقاعات ااعات ضمن فقاعات ضمن فقاعات فق–وهكذا

وألن . لمكان المرفقلتعطي كل شيء الكثير من ابسرعة أكبر من الداخلية فهناك زمن ال متناه للميكانيك الكمومي ل في هذه النظريةالتضخم أبدي

.١٤كامل المنظر بهذه الطريقة» يستكشف«إذا كانت هذه األفكار صحيحة فإن الكون المتعدد مأهول بأكوان جيبية

– منها ١٠٥٠٠ كل ال –ال حصر لها حيث تمثل كل العوالم منخفضة الطاقة حيث يعتمد الجزء علم بيئة وبهذا يتحول علم الكون إلى. في مكان ما

األساسي من التفسير لما نالحظه في الكون على خصائص البيئة الكونية وبالمصطلحات العقارية الحقيقية فإن كل هذا يعود إلى الموقع ثم . المحلية

.١٥الموقع ثم الموقع

عدد من العلماء يكره فكرة الكون املتعددا لمعامل حلها األنيق ظاهري منسعة وجاذبيتها الوا بالرغم من

مميزين من فإن لنظرية الكون المتعدد بعض النقاد الGoldilockغولديلوك وهناك فالسفة يعتقدون أن أنصار الكون . خارجهداخل المجتمع العلمي و

وهناك .١٦المتعدد خضعوا لتفكير مضلل في استخدامهم لنظرية االحتماالت

-٢٣٢-

د على أنها تخمين مبالغ العديد من العلماء الذين يرفضون فكرة الكون المتعدلكن أكثر النقاد صخبا يأتون من صفوف منظري نظرية األوتار حيث . فيه

وهم يتوقعون بأن التطورات . ينكر عدد منهم صحة منظر من العوالم المتعددةالمستقبلية ستعرض هذا التنوع المذهل للعقل على أنه مجرد سراب خادع وأنه

عالما – فإنها ستعطي وصفا وحيدا الكاملدما تصبح النظرية مفهومة بعن يوجد أو ال-مع ذلك فهناك إلى اآلن القليل من البراهين و. عالمناوحيدا هو

ومع ذلك كان . بالتالي تبقى على أنها شيء إيماني يؤيد تلك النظرة و-برهان ون يزون والمعلقواستخدم العلماء المتم. الهجوم على فكرة الكون المتعدد عنيفا

ويجد بول .مفلس عقليا أثناء شجبهم لهاكلمات مثل خيال وجرثوم و استاذ كرسي البرت آينشتاين في جامعة برنستون Paul Steinhartشتاينهارت

وقد صرح عن ذلك . الفكرة كريهة بكاملها بحيث أنه ببساطة أغلق عقله عنهافي مجرد أرغب حتى إن هذه الفكرة خطيرة بحيث أنني ببساطة ال«بقوله

.١٧»التفكير فيهاآلولئك بالنسبة ؟العاطفيةيقع وراء مثل هذه التصريحات ماذا

فإن الفيزيائيين النظريين الذين يحاولون بجد أن يصوغوا نظرية موحدة نهائيةويبدو تحويل . رخيص للخروج من هذه المعضلةالكون المتعدد يأتي كأسلوب

مقارنة بالعظمة الملهمة لنظرية ث علم بيئة مشوش كهبوط رعلم الكون إلىأسباب عميقة مدعومة ويحلم التقليديون بإيجاد . موحدة نهائية تشرح كل شيء

بالمقابل و. عليههو على ما بكل تفاصيله الجمة –أنيقة لكون العالم برياضيات تعلن نظرية الكون المتعدد أن السبب الوحيد لنالحظ ما نراه هو أنه قابل

يزيائيين على م العشوائية واختيار المراقب العديد من الفتصدو. للمالحظةتحدد خصائص فقير بالمقارنة مع نظرية رياضية شاملةأنهما تفسير قبيح و

الكون وهم يعتبرون تفسيرات . في وحدة متجانسةالعالم بدقة كمية تحيكهادم الجهود لنسف برنامج التوحيد على أنها تخ المبدأ اإلنساني/المتعدد و

بعض ويذهب . المزود لهاوتهدد األساس ) لى سبيل المثالظرية األوتار عن( .النقاد إلى حد اقتراح أنها تؤثر على تعليم الباحثين الشباب

-٢٣٣-

Davidإن بطل الحزب المضاد لنظرية الكون المتعدد هو ديفيد غروس

Gross والذي كاليفورنيا الفائز بجائزة نوبل للفيزياء – من جامعة سانتا بارباراوغروس متفائل ال يمكن إيقافه . ساعد في تطوير الكروموديناميك الكمومي

يعتقد أننا سنتمكن يوما ما من وضع نظرية نهائية لكل شيء يمكنها شرح لقد شرحت . متحوالت الفيزياء كلها وعلم الكون بحسب قوانين رياضية مفهومة

وهي عملية تجد ، يزياءالطريق إلى نظرية لكل شيء على أنه توحيد متطور للف .مستويات أعمق مبدئيا مرتبطة على فة والمستقلة ظاهرياأن القوانين المختل

ومع سقوط فيزياء أكثر ضمن نطاق التوحيد فهناك متحوالت حرة أقل لتثبيتها ليس من الصعب تخيل الحد األقصى و. وهناك اعتباطية أقل في شكل القوانين

. من العالقاتفيزياء كلها في مجموعة انسيابية الدمج: المنطقي لهذه العمليةالت حرة متبقية وربما لو كان لدينا مثل هذه النظرية لوجدنا أنه ال توجد متحو

وإذا كانت.»عدم وجود متحوالت حرة«وسأدعو هذا بنظرية : على اإلطالق، قوىاعتبار عالم كانت فيه القوة القوية مثال أتلك هي الحالة فليس من المعقول

فهي ستثبت –ألن قيم تلك الكميات ال تعدل بشكل مستقل ، واإللكترون أخف المتحمسين الذين M/وهناك بالتأكيد بعض منظري نظرية األوتار. بالنظرية

وهو نسبة كتلة ١٨٣٦ظهر فيه الرقم يتنبؤون بتطور مستقبلي للموضوع يلكهرطيسية إلى قوة وهو نسبة القوة ا١٠٤٠البروتون إلى اإللكترون والرقم

هذا في الوقت الحالي مجرد ولكن يبقى. رياضي أخاذمن مزيج ، الثقالةفمنظرو نظرية األوتار ال زالوا بعيدين جدا عن تفسير ولو . انتصار موعود

وبالرغم من هذا االفتقار إلى التقدم ال زال العديد . واحد فقط من هذه األرقامي مؤتمر عالمي بالتحدي بأن نظرية نهائية فوبمواجهة غروس .منهم متفائال

لن «مستعيرا جملته من ونستون تشرشل ببرود مرضية تبدو بعيدة المنال أجاب .»نستسلم أبدا ابدا أبدا

ومع ذلك فال يعني مثل هذا النقاش العنيد أن نظرية الكون المتعدد وتار يقدم فإن منظر نظرية األوبالتأكيد. منظر نظرية األوتارحولت صحة

ولكن نوعا من الكون المتعدد هو خاصة . النسخة األغنى واألكثر طبيعية

-٢٣٤-

إن كونا يبرد من حالة . بداية الكون باالنفجار الكبير مع كسر للتناظرلأصيلة فيها حقول مختلفة بدائية فائقة الحرارة سيشكل حتما بنية حقلية تمتلك

قة منخفضة فعالة لثوابت بما في ذلك قوانين وقيم طاخصائص مختلفة صيغ منذ فترة قصيرة كون متعدد وعلى الرغم من أن مصطلح . الطبيعة GUTفإن التخمينات حول تعددية الحقول الكونية مؤسسة على ال ، نسبيا

. محاوالت أخرى للتوحيد كانت موجودة لثالثة عقودونظريات بأبعاد أعلى وأن الكون فتراض المتبقي وهومقنعة يبقى االوبغياب نظرية نهائية وحيدة

.من األكوان ظه مجرد جزء واحد من مزيج عشوائيالذي نالح

؟ولكن هل هي علم ؟هل من املمكن اختبار نظرية الكون املتعدد

يتمثل االنتقاد اآلخر الموجه لنظرية الكون المتعدد بأنها ليست علما ألنه إن . العتراض بعض القوةولهذا ا. ال يمكن اختبارها بالتجربة أو بالمالحظة

االدعاء بأن كوننا ترافق مع عدد ال يحصى من األكوان األخرى يبدو من أننا ال نستطيع في نظرية التضخم المؤبد شرحت مسبقا . المستحيل اختباره

، ألنها بعيدة بشكل ال يصدق: مالحظة األكوان الجيبية األخرى مباشرة لسببينعتراض بصحة ويمكن اال. سرعة الضوءوألنها تبتعد عنا بسرعة أكبر من

أشياء ال يمكن مالحظتها من حيث المبدأ ال يمكن أن أن نظرية تعتمد على .توصف بأنها علم

في و. لدعم النظريةغير مباشرلكن من الممكن العثور على إثبات حتى لو كان التنبؤ ا أن يثق في تنبؤ مقدم من نظريةالعلم يمكن للمرء أحيان

. إذا كانت النظرية ككل تتمتع بتأييد تجريبي جيد، ر قابل لالختبارالمحدد غيالعامة على داخل الثقوب يمكن تطبيق نظرية النسبية وعلى سبيل المثال

ولو من حيث لفضاء ال يمكن رؤيتها من الخارج وهي مناطق من االسوداء امة جيدا ية العلقد اختبرت نظرية النسب. ألنها محاطة بأفق حادث، المبدأ فقط

بحيث تأكد الفيزيائيون من قدرتهم على استخدامها لوصف في سياقات أخرى

-٢٣٥-

، M/ وإذا أمكن اختبار نظرية األوتار .ما يحدث داخل الثقوب السوداء أيضافيمكن للمرء ، أو نظرية موحدة أخرى تتنبأ بعدد من العوالم المحتملة تجريبيا

ء الحظ يبدو أن اختبارا تجريبيا ولسو. عندها أن يثق بالتنبؤ بكون متعددمجرد قيد على الوضع الحالي ولكن هذا ،لنظرية األوتار مطمح بعيد

وليس هناك سبب رئيس يمنع اكتشاف نظرية موحدة كاملة . للمشروع العلميوبهذا المعنى فإن نظرية الكون المتعدد . في المستقبل البعيد واختبارها تجريبيا

. تفصل العلم عن الخيالتحوم حول الحدود التي ويمكن أن يأتي الدليل غير المباشر على الكون المتعدد من اختبار

تحاول نظرية الكون المتعدد استبدال الصدفة بمظهر . تفاصيل التناغم الجيدلقد . إن ميزة الصدفة هي أنه يمكن تحديدها رياضيا بشكل جيد .التصميم

جدا عشوائية بشكل عميق المتحوالت الوخصائصعد الصدفة درست قواإن جوهر اآللية اإلنسانية هو أن . وعرفت بعض الخصائص المميزة لها جيدا

كوننا اختير من قبلنا بسبب قابليته للسكن ومن هذه الناحية فهو غير نموذجي على األقل في نسخة (ولكن عدد األكوان سيكون هائال . بالنسبة لألكوان ككل

بما يث سيظل هناك مجال من االحتماالتبح) تعددنظرية األوتار للكون المفي ذلك عدد كبير من األكوان األخرى الصالحة للحياة ولكنها تختلف قليال

فكل متحول من : إن التناغم الجيد ليس حول كل شيء أو ال شيء. عن كونناإن كونا تكون فيه . من القيم المتسقة مع الحياة بمجالالمتحوالت الهامة يتمتع

من المحتمل أن يبقى صالحا للسكن مثال % ١قوة الكهرطيسية أقوى ب الن مجموعة وضم. فإن هذا سيسبب المشاكل% ٥٠ولكنها إذا كانت أقوى ب فليس هناك سبب لإلفتراض أن كوننا هو أي شيء األكوان الصالحة للسكن البحث ولذا تتنبأ نظرية الكون المتعدد أنه عندما يتم. عدا عن كونه نموذجيا

لقيم المقاسة للمتحوالت ال بد أن نجد أن اي موضوع التناغم الجيد بشكل أدق فضمن نموذجيةتعرض قيما )اسة لوجود اللحياةالحس أي( الضرورية

.المجاالت التي تسمح بالحياة

-٢٣٦-

إن إحدى ؟كيف لنا أن نعرف فيما إذا كانت هذه القيم نموذجية أم الشوائية هي أن الصدف الكبيرة أكثر ندرة من الخصائص العامة للعمليات الع

نتوقع أن يكون . قطعة نقود عشرة آالف مرةفكر في رمي . الصدف الصغيرة. العدد الكلي للرؤوس والنقوش متساويا بعد هذا العدد الكبير من المحاوالت

ومع ذلك لن يكون مفاجئا أن يكون لدينا مجموعة من ثالث رؤوس من وقت أما الحصول . لو تتابعت أربعة رؤوسحواجبنا من الدهشة وسنرفع . آلخر

على خمسة فسيبقى للذكرى ولن يكون الحصول على عشرة رؤوس متتالية وتدعى مثل هذه المحاوالت تذبذبات . مستحيال ولكن احتماله سيكون مذهال

إن القاعدة هي أنه . إحصائية وهي جزء وحزمة من العمليات العشوائية كلها. كلما قل احتمال حدوثها) في هذه الحالة تتابع الرؤوس(بر التذبذب كلما ك

نجد أنه من المحتمل أن تكون هناك على الكون المتعددوبتطبيق هذه القاعدة الظروف المالئمة للحياة أكثر من تلك بالكادتلبي ) حقول كونية أو(أكوان

أن تكون وبعبارت أخرى يجب. بمجال كبيرالتي تلبي الظروف الضرورية التي تكون فيها من تلك ة الحدوث هناك أكوان أكثر تكون فيها الحياة قريب

ولذا إذا كنا نحن البشر . درجة الصداقة للحياة دقيقة إلى حد غير ضروريفمن المحتمل ئيين بين كل المراقبين الممكنين مجرد مراقبين طارئين وعشوا

في من وجودناشكل هامشي في كون صديق للحياة بأكثر أن نجد أنفسنا نعيشوذلك ببساطة ألن هناك أكونا من النوع كون صديق للحياة بشكل أعظمي

. األول أكثر من األكوان من النوع الثاني »الطبيعية«اعتبر الطاقة المعتمة التي تفوق طاقتها وألخذ مثال ملموس

برغ وكما ذكرت فقد اقترح ستيفان واين. أس عشرة من القيمة المالحظة١٢٠صدفة بحسب فالكون الذي نعيش فيه : بأن هذا ناتج عن تأثير الخيار اإلنساني

المجرات لتتشكل لم تكن (نا بسبب قابليته للسكتى الطاقة المعتمة اختير من قبلإن األكوان بمثل هذا الضغط الكبير . )لو كانت الطاقة المعتمة أكبر بكثير

الصدف وبتطبيق القاعدة بأن عتمة في هذه النظرية نادرة جداللطاقة المفيجب أن تكون هناك ، الصغيرة أكثر احتماال للحدوث من الصدف الكبيرة

-٢٣٧-

وأكوان أقل ، أكوان كثيرة بقيم طاقة معتمة قريبة من القيمة الطبيعية الهائلة لهاوأكوان أقل كثيرا بطاقة معتمة أقل ، قليال بقيم أقل بقليل من القيمة الطبيعية

ولذا يمكننا أن نتوقع أن يكون كوننا قريبا جدا من . قيمة الطبيعيةبكثير من الالحد الذي يسمح بالحياة على أساس أن هناك أكوانا اكثر بكثير من هذاالنوع

الحقيقة فهذا ليس بعيدا عن وفي. من أكوان بقيم أقل من الطاقة المعتمةتمة ليست أقل من واحد فمن المحتمل أن القيمة المقاسة للطاقة المع. المالحظ

القيمة التي لن تتشكل المجرات إذا كانت – »المميتة«إلى عشرة من القيمة إذا كانت الطاقة المعتمة المالحظة أصغر بمليون مرة من . أكبر من ذلك

فسيستبعد تفسير الكون المتعدد بالتأكيد على لقيمة العظمى التي تسمح بالحياة التفسيروجود ك أكثر صداقة للحياة مما يحتاج اأساس أن الكون سيكون عند ذ

.١٨كوننا ذي الطاقة المعتمة المنخفضة كصدفة إحصائية مختارة إنسانياتصور سحبا لليانصيب تعطى . وقد يسهل فهم هذا المنطق بإعطاء مثال

فيه جائزة كبيرة ألي شخص يحزر بشكل صحيح أربعة أرقام من خمسة بين لقد أوصت الجهة المنظمة للعملية بتوخي . ياواحد وعشرة مختارة عشوائ

فحصت النتائج ووجد أن . الحذر ألنهم سمعوا إشاعات عن مؤامرة للغشولم يحقق أحد آخر . بشكل صحيح هاكلشخصا واحدا قد حزر األرقام الخمسة

هنا يصبح المنظمون فجأة متشككين من النتيجة ألن . المتطلب األدنى للجائزةولذا فقد كان . جل أن يحزر أربعة فقط من األرقام الخمسةالمطلوب من الر

ألن حزر األرقام الخمسة كلها ، حزره أفضل بكثير مما يلزم لنيل الجائزةولو كانت النتائج بحيث . أصعب بعشر مرات من حزر أربعة أرقام فقط

يحزر ثمانية أشخاص أربعة أرقام ويحزر شخص واحد األرقام الخمسة كلها »إصابة قاتلة«ولكن . منظمون ذلك وفق توقعات المصادفة العشوائيةالعتبر ال

.وحيدة تثير الشكوك بأن شيئا غريبا يجري خلف الستارةلو كان العامل الفيزيائي الضروري للحياة صديقا ،وبالطريقة نفسها

ألثار هذا الشكوك أيضا بأن الصدفة ياة بعشر أمثال ما يلزم لوجودنا للح

-٢٣٨-

خلف األستار »شيئا غريبا يجري«يست التفسير الوحيد وأن العشوائية ل – التقدير الحالي لحالة الطاقة المعتمة –إن هامشا من عشرة . الكونية

هذا يعني أن القول بأن القيمة المقاسة للطاقة المعتمة (كبيرجدا ليكون مريحا ثال هو من الحد الذي يسمح بالحياة عندما تكون أصغر بعشرة أم»قريبة«

ومع ذلك فإن نظرية تشكيل المجرة معقدة وال تزال غير . )نوع من المبالغةمفهومة جيدا وربما بمزيد من البحث العلمي فإن قيمة للطاقة المعتمة أكبر

وعلى . بمثلين أو ثالثة أمثال من القيمة المالحظة ستكون كافية لوجود الحياةأو أية عملية أخرى ( تشكل المجرات تتنبأ نظرية الكون المتعدد بأن، أية حال

ال بد أن يعاق بقيمة للطاقة المعتمة أكبر بقليل فقط من ) على الحياة تؤثروإذا ظهر أن هذا تنبؤ غير صحيح فإن هذا سيخطئ نظرية . الطاقة المقاسة

ويحكم على نظرية . »شيء غريب«الكون المتعدد ويشير بدال من ذلك إلى .»علمية «عظم العلماء على أنها مؤهلة لوصفها بالقابلة للخطأ من قبل م

؟ متغرية مسبقا»ثوابت«هل عثر على وعلى . هناك طريقة ثالثة يمكن بواسطتها اختبار نظرية الكون المتعدد

الرغم من أننا قد ال نكون قادرين على مالحظة أكوان أخرى بقوانين أخرى يع أن نالحظ االختالفات الضئيلة أو بقيم مختلفة للثوابت الفيزيائية فقد نستط

وإذا وجدت مثل تلك االختالفات فإنها ستخطىء . ضمن كوننافي القوانين ومن الواضح أنه . من قبل نظرية تهائيةء بأن القوانين مثبتة بشكل فريد اإلدعا

فمن الممكن أن تتغير إذا أمكن تغيير القوانين قليال ضمن الكون المالحظأجرى الفلكيون والفيزيائيون .تقع أبعد من ذلك ق التيالمناط كثيرا في

اختبارات دقيقة جدا للبحث عن أية إشارة على تغير القوانين عبر الزمان أو . واستطاعوا أن يضعوا قيودا صارمة على أية تغيرات من هذا النوع. المكان

Gلثقالة وعلى سبيل المثال لو تغير ثابت نيوتن للثقالة الذي يحدد شدة قوة امع تقدم الكون في العمر فسيظهر تأثير ذلك في كيفية دوران الكواكب حول

ووضعت أيضا قيود على . لم تالحظ مثل تلك التغيرات حتى اآلن. الشمس

-٢٣٩-

وعلى نسبة كتلة البروتون إلى ، التغيرات الممكنة على شدة القوة الضعيفةهناك توضع . لغربيةاإللكترون بدراسة تشكيل جيولوجي غريب قي أفريقيا ا

منذ بليوني »حرجا«غني جدا لخام اليورانيوم في الغابون بحيث أنه أصبح تمكن الفيزيائيون وبفحص نواتج االنشطار. عام مشكال مفاعال نوويا طبيعيا

. الداخلة في التفاعالت إلى دقة عالية جدا»ثبات الثوابت«من تأكيد قابل للجدل بأن شدة القوة الكهرطيسية ه أنكان هناك مؤخرا ادعاء ولو

ويأتي الدليل . باليين عام٦تغيرت قليال بأجزاء قليلة من المليون منذ حوالي لو . البعيدة جداأشباه النجوممن دراسة البنية الدقيقة لخطوط الطيف من

تفاصيل على ثرفإنها ستؤ بالنوى وة التي تربط اإللكتروناتتغيرت القويعتقد لذرات عن بعضها بعضا بشكل فريد ميز ات التي »قميةالشفرة الر«

وإذا ما ثبتت هذه المالحظات فإنها ستدعم . بعض الفلكيين أنهم اكتشفوا ذلك األساسية للطبيعة ليس محددا بشكل »الثوابت«فكرة أن واحدا على األقل من

.١٩مطلق لكنه يمتلك طبيعة متحول بيئي .دد على الجبهة العلمية ليست تخمينا بالكاملولذا فنظرية الكون المتع

ويبدو . إنها متجذرة في علم محترم وتمتلك إمكانية اختبارها بشكل غير مباشرأن الفكرة العامة لكون متعدد خاصة ال بد منها لعلم كون االنفجار الكبير مع

ولكن إلى أي مدى يتعين على المرء أن يهبط على هذا . فيزياء الجسيمات ؟ بناء على برهان واه فأين سنتوقفكاملةبأكوان أخرى نسلم ما إن ؟منزلقال

؟وما الذي يفعله هذا إلدراكنا للحقيقة

مشكلة الكائنات املنسوخة: األكوانوفرة يقول مثل معروف جدا أنه في كون ال متناه فكل شيء يمكن أن يحدث

. ا القول صحيحوبحسب بعض الرياضيات الحرفية فإن هذ. ال بد أن يحدثإن االحتماالت ضد رمي . ويقدم رمي قطعة النقود مثاال بسيطا على ذلك

قطعة نقود والحصول على رأس ألف مرة متتالية ضئيلة بشكل ال نهائي ولكن إذا رميت قطع نقود كثيرا بما يكفي . )١٠٣٠١حوالي فرصة واحدة من (

-٢٤٠-

ام المتعلقة بذلك فكر أن اء شعور باألرقوإلعط. فإن هذا سيحدث في مكان ماإن . الكون المالحظ هي قطعة نقود ترمى مرة كل ثانية كل ذرة في

ذرة خالل ١٠٨٠ رأس بشكل متتال من بين ١٠٠٠ راالحتماالت ضد ظهوإن أطول سلسلة من الرؤوس . ١٠٢٠٠عمر الكون ال تزال أقل من واحد على

. ٣٦٠نية هي حوالي التي يمكنك توقعها حتى لو رميت تريليون مرة كل ثاومع ذلك إذا رمي عدد ال متناه من النقود فمن المؤكد تماما الحصول على

مهما كانت معادية فالالنهاية تقهر أية احتماالت : رأس بشكل متتال١٠٠٠ رأس ليس لمرة واحدة فقط وإنما لعدد ال ١٠٠٠وفي الحقيقة سيتوالى . لها

.متناه من المرات مثل ي نظام تلعب فيه الصدفة دورا ماعلى أويطبق اإلحصاء نفسه

لمالحظ من الكون نموذج تخيل أن المكان ال متناه وأن الجزء ا. بنية الكونإذا سافرت في أي اتجاه معين . )على نقيض نظرية الكون المتعدد(عن الكل

ألن ، إلى مسافة بعيدة كافية فإنك ستجد في النهاية كوكبا شبيها جدا باألرضستلتقي أخيرا وتابع السفر. ت من النوع نفسه ستحدث بالطريقة نفسهاعمليا

بكوكب مطابق تقريبا ، بعد عدد ضخم جدا من الكواكب الشبيهة باألرضومن السهل حساب . لألرض بالقارات وسالسل الجبال والمحيطات نفسها

وبالتالي المساقة المتوقعة التي ، االحتماالت لتشكل أرض أخرى بالصدفةوكلما . تحتاجها للسفر لتجد مثل ذلك الكوكب الذي هو نسخة مطابقة لألرضس

وكلما ، كلما كانت االحتماالت أقل، كانت تلك األرض قريبة الشبه بأرضناوقد يبدو من الغريب تخيل كوكب آخر . كانت المسافة الفاصلة بينهما أبعد

أراض أخرى ستكون هناكولكن في كون ال متناه حقا، مثل كوكبنا تماماستكون هناك ، باالستمداد على هذا القياسو. ولو على مسافة بعيدة جدابالتأكيد

بتطويل االحتماالت أكثر من ذلك يمكننا و. أراض بكائنات شبيهة بالبشر، االستنتاج أنه ستكون هناك أراض أخرى ليس فقط بكائنات بشرية أخرى

. في ذلك خبراتك الحياتيةولكن بنسخ عنك أنت مطابقة من كل النواحي بما فلكل أرض تحتوي على نسخة ، ولكن بحسب المنطق اإلحصائي الصارم

-٢٤١-

األخرى ن الكواكب األرضية سيكون هناك عدد ال يحصى م، مطابقة لكبكائن يختلف عنك ببعض النواحي البسيطة فقط مثل لون الشعر أو الطول أو

.هدية عيد الميالد في العام الماضيمعهد منMax Tegmarkون ماكس تيغمارك حسب عالم الك

ماستيتيوسيت للتقانة أن متوسط المسافة إلى أقرب كوكب يحتوي على نظيرك مثل تجانس قوانين الفيزياء ( مترا بناء على افتراضات ١٠٢٩يجب أن يكون

٢٦قارن هذا بقطر الكون المالحظ والذي يبلغ المقدار التافه. )توزع المجراتومن الواضح أن المخاطرة في التقائك بواحد من ذواتك المعدلة . متر فقط١٠

نموذجي فإن المسافة الفاصلة بين كبيرفي كون انفجار ، وفي الحقيقة. مهملةن حجم األفق مما يعني أن االتصال أو أكبر بكثير مكائنات متطابقة تماما

لم تكن ولكن حتى لو . غير ممكن خالل حياتهامجرد تبادل الرسائل بينها بحاجة للخوف من اللقاء بنسخة منك فإن مجرد فكرة وجود ليس واحدا فقط

يعيشون حياة مطابقة لحياتك من النسخ المطابقة عنك نهائيا البل عددا أمر ) شابهة ولكنها ليست مطابقة لحياتكوعددا النهائيا آخر يعيشون حياة م(

. ٢٠غريبة وغير مقبولة«كرة يجد الفوحتى تيغمارك يعترف بأنه . مقلق جداكانت هناك إذا .فنحن نشعر أننا متفردون. تتعلق بالهوية الشخصيةفالمسألة

فهل سيكونون ، نسخة أخرى مني ناهيك عن وجود عدد ال يحصى من النسخ . مثل هذه األسئلة تصيب الرأس بالدوار؟أنا أم شخصا آخر

ج كم بعيدا عليك أن تمضي لتستنتإنه مجرد استمداد بسيط لهذه األفكار الجواب هو حوالي . قبل أن تصادف كونا مالحظا مطابقا لكونك تماما

كربونية الكونية ولكن بالمنطق نفسه فيجب أن تكون هذه النسخ ال .متر١٠١٢٠وسيكون هناك عدد النهائي . إذا كان الكون ال نهائيا حقاهناك في مكان ما

ورغم غرابة . بق من كل النواحي للكون المالحظعدد النهائي منها مطا: منهالتحويل من منطق اإلحصاء هذه االستنتاجات فإنها تنجم بشكل غير قابل ل

.٢١نظرية االحتماالتالبسيط و١٦ م– اجلائزة الكونية

-٢٤٢-

إن المحور المركزي في هذا التحليل هو افتراض كون ال نهائي ال رح تقت؟ما معقولية هذا االفتراض. يختلف بشكل منتظم من منطقة ألخرى

النظرية الشائعة عن التضخم األبدي شيئا مختلفا تماما فكوننا ليس ال نهائيا لكنها مع ذلك متناهية مشابهة ، بل هو باألحرى موضوع ضمن منطقة ضخمة

فمن ) أو الكون الجيبي(وعلى الرغم من اتساع منطقة التضخم . لمنطقتناأكثر من نسخة واحدة فقط الحتواء جدا أنها ليست واسعة بما يكفي المحتمل

ولكن هذا االستنتاج نصر باهظ الثمن ألن محدودية منطقة التضخم . عنكوهذا الثمن هو وجود عدد ال نهائي من المناطق ، التابعة لنا اشتريت بثمن

لذا فإن كل مانفعله هو مبادلة ال نهاية . الكونية األخرى أو من األكوان الجيبيةتنبأ التضخم األبدي بأنه سيكون هناك عدد النهائي وي. واحدة بال نهاية أخرى

هناك أكوان كبيرة وأخرى وسيكون . من األكوان تنتج بآلية تكوين األكوانفستكون أكوانا بقوانين صحيحة األوتار منظر ا كانت أفكارإذوصغيرة

وسيكون هناك أيضا عدد ال متناه . وشروط ابتدائية بكل االختالفات الممكنةوسيكون مدفونا تحت هذه الالنهاية عدد المتناه ، ان التي تشبه كوننامن األكو

.مطابقة من جميع النواحي لكوننامن األكوان

؟هل الكون خمتلق يخرب مسبقا نهائي من األكوان المتماثلة لم كما لو أن مشروع عدد ال

م سلسلة أفاللقد حققت . ولكن ال زال هناك ما هو أسوأفكرتنا عن الحقيقةوبما أن نما في السنوات القليلة السابقة دخول السي أكبر إقبال على »المحيط«

معظم التصوير جرى في مدينة سيدني التي عشت فيها فإنني أشعر بارتباط أن البشر ) بشكل تقريبي(إن محور قصص الخيال العلمي هذه هو . خاص بها

إن ما تعتبره .يةيكونون بشرا حقيقيين ولكنهم نتاج نمذجة حاسوب قد الشهد لحقيقة افتراضية الشخصيات في الفيلم العالم الواقعي هو في الحقيقة م

.صنعت من قبل حضارة متقدمة ذات إمكانات حاسوبية هائلة

-٢٤٣-

إن لفكرة أن العالم حولنا هو نوع من المصادفة أو من التمثيل الذي ستخدمت الخيال العلمي حيث اويل في الفلسفة وصمم لخداعنا تاريخ ط

إن الجديد في الموضوع . كتجربة فكرية للتعليم أو للتسلية أو ربما للمزاحهو أن بعض العلماء والفالسقة البارزين يطلبون منا اليوم أن نأخذ فكرة

وبصراحة فهم يقولون أن الكون والمالحظين . التمثيل هذه على محمل الجدج تمثيل حاسوبي ضخم قد يكونون نات– وهذا يشملك أنت –الذين يحتويهم

Nickويصرح نيك بوستروم .يدار من قبل كائن أو كائنات ال نعرفها

Bostromفيلسوف من جامعة أكسفورد وأخصائي ما يدعى بفكرة وهووأنا أعني هذا . التمثيل هناك احتمال كبير أنك تعيش ضمن تمثيل حاسوبي

حقيقة إذا كانت فرضية التمثيل صحيحة فأنت موجود ضمن :حرفياوعقلك أيضا . بني من قبل حضارة متقدمة، افتراضية مثلت بواسطة حاسوب

.٢٢هو جزء من هذا التمثيلأن األشياء في الغرفة حولك إن ما يقوله بوستروم هو! للعجب يا

والناس الذين وهذا الكتاب الذي تقرأه اآلن ، والكرسي الذي تجلس عليهالشمس والنجوم عدا عن – تكون جسمك لصلبة التيتعرفهم وتحبهم والمادة ا

فأنت نفسك مجرد : واألسوأ من ذلك. من خيالك هي كلها وهم–وباقي الكون موجود ضمن – »التخيل« هذا –إن هذه الخبرة العقلية . كائن من نسج خيالك

إذ أنه »حقيقة«الذي ال يوجد (حاسوب ضخم موجود ليس في هذا الكون حسنا عندما نكون مستعدين . ٢٣ آخر»نظري«ي كون ولكن ف) حقيقة افتراضية

يوجد سبب وجيه الستبعاد وجود لقبول احتمال وجود كون متعدد يبدو أنه الوفي تلك الحالة فإن . أكوان تحتوي على تمثيالت حاسوبية ألكوان أخرىيمكن ألي تحليل وال. الكون المتعدد مسكون بأكوان حقيقية وأخرى تمثيلية

التملص من العواقب هاارضيطومري نظرية الكون المتعدد جاد لمناص . الغريبة الناجمة عن وجود أكوان ملفقة

-٢٤٤-

The Matrix) المحيط(إن أقرب ما وصل إليه أي منا إلى تجربة فيلم وحتى . بعض األحالم حية جدا بحيث أنها بدت في حينها حقيقية. الحلمهو

كدا أنني استيقظت من كابوس أنني حلمت بأحالم ضمن أحالم حيث كنت متأبخبرات فوق العادة (ويحلم بعض الناس . ألكتشف بعد ذلك أنني ما زلت نائما

بعد ذلك على بأحالم مقنعة جدا بحيث أنهم يتذكرونها) مثل اختطافات أجنبيةويتحدثون عنها على أنها كذلك حتى تحت تأثير تنويم أنها تجارب حقيقية ومع ذلك نستطيع في معظم الحاالت تمييز عالم . تجوابمغانطيسي أو أثناء اس

عالم األحالم ليس : ونحن متأكدون أيهما كذلك، األحالم عن العالم الحقيقيخلق في عقولنا غير المستقرة بعملية أو وهم ) عادة سيء( إنه تمثيل –حقيقيا

ولكن ليس من الصعب تصور عالم . ال تزال غير مفهومة جيدا حتى اآلن مما »الشيء الحقيقي«الي متناسق وواضح جدا بحيث أنه يقترب من خي

لقد كان غوتفريد ليبنز . في القول فيما إذا كنا نحلم أم اليتركنا مترددينGottfried leibnizعلى الرغم من «: لعصره في تقديم مثل هذا التنبؤ سابقا

ليس سوى خيال ليست سوى حلم وأن العالم المادي هاكلالحياة أنه قيل بأن المنطق إال أنني يجب أن أدعو هذا الحلم أو الخيال حقيقة لو أننا باستخدام

.٢٤»جيدا لم نكن خدعنا بهاخلق أوهام حسية بشكل هدف صناعة الحقيقة االفتراضية هو إنويتم تحقيق هذا . العالم االفتراضي أنه حقيقيو بحيث يشعر متلق، حقيقي

عميق و أثواب شات بصرية ثالثية األبعاد وصوتباستخدام أجهزة مثل شار من خالل تأشير إلكتروني كما قفازات تحرك الصو ووساملمتقدم إحساسا

إن الحقيقة االفتراضية المصنوعة بهذه . أن البسها يلمس شيئا حقيقيا لوولكن قد يكون . الطريقة ليست كرؤية األحالم المحصورة داخل رؤوسنا فقط

قنية مستقبلية تقديم إشارات إلكترونية مباشرة إلى عقل الشخص باستطاعة تطرار إلى تحريض دون االضحسية بعالم خارجي ملفق خالقة االنطباعات الويدور موضوع مفضل من مواضيع . الحواس األخرىالعيون واآلذان و

مربوط وعاء محصور ضمنمحرر من الجسد الخيال العلمي حول عقل

-٢٤٥-

بحيث أن الشخص يخلق االنطباع بعالم حقيقي متطورسلكيا بنظام حاسوبيصاحب العقل قد ال يشعر نهائيا أنه لم يعد لديه جسد وأن العالم الذي يدركه

الذين يحبون رة معروفة جدا من قبل الفالسفة وبالتأكيد فهذه الفك .ملفق بحيث دخل المصطلحوالحقيقة المالحظة مناقشة طبيعةل استخدامها

.٢٥ قاموسهم»االحتواء« ضعلى نقي(إن التمثيل األعلى ال يستخدم العقول الموجودة على اإلطالق

لقبول و. ولكنه يحاكي وعي سكان العوالم االفتراضية مباشرة) األحالم واالحتواء ولكنه نتاج المادةهذه الفكرة على المرء أن يقبل أن الوعي ليس نوعا من أنواع

ولزمن .أكيد الرأي التقليدي السائد بين العلماءهو بالت وهذا. عمليات فيزيائيةاألعضاء األكثر جرأة مما يدعى بمجتمع الذكاء الصنعي يخبروننا أن طويل بقي

لعب الشطرنج ية بما يكفي ليس لحساب الرواتب والحاسبات ستكون يوما ما قو ويعود. وباختصار لتحصل على الوعي. تعي بيئتها ووجودهالتفكر و وإنما، فقط

الرياضي اإلنكليزي Alan Turingهذا المنحى من التفكير إلى أالن تورنغ ١٩٥٢العبقري والمشارك في اختراع الحاسوب اإللكتروني الذي كتب عام

وضع تورنغ . »؟هل تستطيع اآلالت التفكير«ورقة شهيرة يعالج فيها مسألة ومرة أخرى .٢٦المعيار الذي يمكن للمرء بواسطته أن يجيب على السؤال بنعم

بحياة « وإنساليات أخرى واعيةكان الخيال العلمي سريعا في وصف إنساليات .٢٧تشبه حياة البشر» داخلية

حاجج بعض العلماء ومن أشهرهم عالم الرياضيات في أكسفورد روجر حتى - أن اآلالت التي ندعوها اآلن حاسبات ال يمكنها Roger Penroseبنروز

ولن أخوض في تفاصيل هذا النقاش وفي .٢٨ محاكاة الوعي–من حيث المبدأ مثيل المهم هو أن بنروز نفسه ال ينكر إمكانية ت. المحاوالت المتعددة لدحضها

غير أن السبب بحسب رأيه هو أن هذا النظام لن الوعي بنظام فيزيائي مختلق يبني ومن الواضح مبدئيا أن بإمكان المرء أن. يعمل كحاسوب رقمي تقليدي

. وتركيبه جزيئا فجزيئاطريق محاكاة عقل طبيعي بالتفصيل عقال اصطناعيا عن أدخله ضمن جسم ما فمن الصعب تصور أية حجة تقنعنا وإذا فعل المرء ذلك و

. دعم هذا العقل االصطناعي لوعي حقيقيبعدم

-٢٤٦-

؟هل كنت ستعلم لو كنت تعيش عامل ممثللوعي من حيث المبدأ على األقل فستبقى أمامنا إذا قبلنا أنه يمكن تمثيل ا

أن شيئا يشبه اإلنسان العاقل يمكن تمثيله لنتصور، خطوة صغيرة فقطوبالفعل مجتمعا كامال من مثل هذه المخلوقات العاقلة تعيش كلها كما يقال

وهذا هو بالتأكيد . أو نظام معقد مصطنع السيليكون أوعلى األقل في آلة فيأن البشرية قد تحققه بنفسها خالل عقود كثير من العلماء والمهندسين يعتقدما

عندها يبرز و. ٢٩!) بذلكMoorإذا سمح قانون مور(أو على األبعد قرون السؤال الواضح وهو كيف لنا أن نكون متأكدين من أننا نحن أنفسنا لسنا نتاج

١نا حقيقيين أم مجرد كيف لنا أن نعرف فيما إذا ك. مثل هذه العملية التمثيلية ؟ داخل حاسوب فائق لحضارة فائقة٠و

على األقل ليس بتفحص –إن الجواب القصير هو أنه ال يمكننا ذلك ولو . على العالم االفتراضي الذي يقوم بتمثيلهيسموفعالم الحاسوب .عرضي

تعالج كميات ضخمة من من صنع آلة معقدة كنا والعالم الذي ندركهمن قدرة فهم هذا النظام التمثيلي السامي نكون أقدر على فلنالمعلومات

ليات اآلفالبرمجيات و. برنامج حاسوبي على معرفة الحاسوب الذي يعمل عليهوهذا . أو على األقل إلى مستويين مختلفين فكرياتنتمي إلى عالمين مختلفين

ا على الرغم من أنن– لسنا مدركين لها –هو سبب عدم إحساسنا بعقولنا وبالقياس ذاته فقد يعيش وعينا داخل عقل مماثل تماما يعيش . نعيش ضمنها

.ضمن حاسوب فائقالعالم حولنا حقيقيا أو ملفقا وحتى لو كنا ال نستطيع التأكد فيما إذا كان

احتمال أن يكون ما .نستطيع على األقل تصور االحتماالت النسبية لذلك بما ال أرخصنا هي أن األكوان الملفقة إن النقطة المهمة ه ؟الكون ملفقا

قط أن تعالج أحرفا من ولصنع كون ملفق عليك ف. يقارن من األكوان الحقيقيةالحاسبات ( وعلى الرغم من أن هذا يحتاج إلى بعض الطاقة المعلومات

. طن من المادة١٠٥٠من الطاقة الالزمة لصنع إال أنها أقل بكثير!) تسخن

-٢٤٧-

لتقتنع أنت وأنا بأن ر الضروري صنع كون بكامله فمن غيوأكثر من ذلكفمعظم الكون يمر دون أن نراه في حياتنا اليومية ولذا . العالم حولنا حقيقيوليس من الضروري . فاألرض ومحيطها المجاور يكفيان: يمكن التخلص منه

فالتمثيل يمكن أن يبدأ في : عمر الكون المخلق باليين السنينأيضا أن يكون أن يكون التمثيل وليس من الضروري. ت بسجالت وذاكرات صحيحةأي وق

اهلين أننا كنا ما دمنا لم نلحظ اهتزاز المناظر فسنبقى ج. دقيقا بالتفاصيل كلهابمعرفة هذه الحقائق من الواضح أن و. »المحيط« نعيش في شيء يشبه

ثل عددا ال حضارة فائقة تسكن عالما حقيقيا يمكنها بكلفة قليلة نسبيا أن تمأخرى فمن المحتمل أن تكون نسبة وبعبارات. نهائيا تقريبا من األكوان الملفقة

إذا لم يستطع بعد ذلك مخلوق . ٣٠األكوان الملفقة إلى األكوان الحقيقية هائلة بية العظمى من أمثال فمن المحتمل أن الغالقل أن يميز بين التمثيل والحقيقةعا

ويتبع هذا أنك وأنا بالتأكيد مخلوقات ممثلة . عالم ممثل تعيش في هذا المخلوق .٣١هذا هو بشكل عريض استنتاج بوسترومو. »المحيط«تقريبا تعيش في

ال بد أن حيتوي الكون املتعدد أكوانا ملفقة إضافة إىل األكوان احلقيقية

من نطاق الدروس محصورة ضربما بقيت هذه األفكار المجنونة بطبيعتها و. لو لم تبرز نظرية الكون المتعدد إلى الشهرةالفلسفية الغامضة

وإذا. ما هو متخيلون المتعدد فهمنا لما هو حقيقي والذاتية تتحدى نظرية الككنا مستعدين لتقبل فكرة وجود عدد ال يحصى من األكوان التي ال ترى من

ملفقة فلماذا نرفض وجود عدد ال يحصى من األكوان الممثلة أو ال، هذا الكونوفي الحقيقة ال يكفي أن ال يكون هناك . هناك سبب على اإلطالق ليس ؟أيضا

التمثيل وطالما بقيت فكرة. سبب لرفضها ولكن لدينا كل سبب لقبولهامحصورة بكون وحيد فمن الممكن دوما التملص من االستنتاج غير المريح

صل إلى تحقيق مثل بأن هذا تمثيل بالقول بأنه ال توجد حضارات يمكنها أن ت

-٢٤٨-

وعلى سبيل المثال هناك أسباب عديدة لعدم بقاء . هذه الطاقة الحاسوبية الهائلةالبشرية ألكثر من قرون قليلة في المستقبل وقد ال يكفي هذا لتطوير حاسبات

كون موجودة في ولو أصاب قدر مماثل أي كائنات ذكية أخرى قد ت. ٣٢واعية يل الذي ال زال ممكنا من حيث المبدأ قد ال فإن التمثمكان آخر من الكون

. يمكن تحقيقه عملياولكن إذا كان كوننا جزءا من كون متعدد فسيميل توازن االحتماالت

وقد يكون صحيحا .إنها قضية إحصائية أساسية. بشكل كبير لصالح التمثيلبطاقة فوقة أن البشرية لن تبقى أبدا إلى اللحظة التي تبنى فيها حضارة مت

من المحتمل أيضا أن ال يحقق أي كوكب آخر في كوننا حاسوبية هائلة وربما يسمح باالختالفات لكن الكون المتعدد. المالحظ هذا المستوى من التطور

ولكن مختلفة قليال حيث ضوع ما بما في ذلك أكوان مشابهة لموالممكنة كلها ما و. على تمثيل حقائق ملفقةتبقى البشرية إلى المرحلة التي تكون فيها قادرة

لم يكن هناك قانون يحظر ظهور مثل هذه الحضارات ليس في هذا الكون فقط ومن الصعب التفكير أي نوع من القانون ( هاكلولكن في األكوان األخرى

فمن المحتم أن بعض األكوان مثل كوننا ستشكل حضارات ) يمكن أن يكوندادا كبيرة من األكوان هذه األكوان أعف ستخلو .متفوقة تخلق أكوانا ممثلة

األكوان في المزيج الكلي من األكوان الحقيقية هذهبحيث تهيمنالملفقة وبالتأكيد فإن . ولذا من المحتمل جدا أن يكون كوننا ملفقا. والملفقة بشكل كبير

وقت والموارد من قبل عدة حضارات خلق أكوان ملفقة قد يعتبر مضيعة للمي ألسباب تتعلق بالبحث العل–ر يحتاج إلى بعض الحضارات فقط ولكن األم .ستنتشر العوالم الملفقة بعد ذلك لكي تفعلها و– أو الغيرية والتسلية

من المظاهر يزوعلى الرغم من أنه قد ال يكون بمقدورنا أن نميمكن للتفحص قيا أم ملفقا إال أنه السطحية فيما إذا كان الكون المالحظ حقي

Johnلقد خمن عالم الكون جون بارو . كثر دقة أن يظهر طبيعته الملفقةاأل

Barrow حتى لو كان القائمون بالتمثيل دقيقين حول تمثيل « في هذه الموضوع

-٢٤٩-

لقد . » حدود على ما يستطيعون القيام بهقوانين الطبيعة فسوف يكون هناك :كتب يقول

األجيال األولى منهم لديهم معرفة بافتراض أن القائمين بالتمثيل أو على األقل متقدمة جدا بقوانين الطبيعة، فمن المحتمل أن التزال لديهم معرفة غير كاملة

.عملها لفترة طويلة من الزمن تمنع خلق التمثيالت و لن إن هذه الثغرة.. .بها وفي النهاية ستتعاظم تأثيراتها. ولكن األخطاء الصغيرة ستبدأ بالتراكم تدريجيا

الوحيد هو أن إن الحل.عن الحسابج و ستتوقف هذه الحقائق الممثلة كرة الثلك .٣٣ مشكلة فمشكلةانعوها لحل المشاكل حين ظهورها يتدخل ص

اللعبة إذا حاول صانعو أسرارما الذي عندئذ يمكن أن يفصح عن يشير بارو إلى احتمال حدوث خلل في ؟أن يصلحوا كونهم المعطلالتمثيل :فيزياءقوانين ال

وستتعطل القوانين في ةفي مثل هذه الحالة ستنشأ حتما تناقضات منطقي وعلى األخص العلماء –الممثل وسيكون قاطنو الكون . التمثيل من حين آلخر

وقد يجري . عليها من التجربةرين أحيانا بالنتائج التي حصلوا محتا– فيه تظهر أن ما يدعى بثوابت مالحظات- على سبيل المثال -الفلكيون الممثلون

.٣٤الطبيعة لديهم تتغير ببطء شديدذكرت في القسم السابق كيف أنه قد يكون هناك بالفعل بعض الدالئل المالحظة على وجود اضطراب طفيف في شدة القوة الكهرطيسية منذ حوالي

هل كان هذا من صنع المتحكم بجودة نظام التمثيل الكوني وهو . بليون عام٦ الوضع األولي ىم حرفيا بعملية التنغيم الجيد لكوننا وإعادة المؤشر إليقو

نتوقع عشنا في حقيقة ممثلة فيجب أن لوأننا« يستنتج بارو؟على آلة المصممانحرافا صغيرا في ثوابت الطبيعة وقوانينها المفترضة مشاكل مفاجئة أحيانا و

ل أهمية قوانين الطبيعة أن ندرك أن نواقص الطبيعة هي بمثو، مع الزمن المضمون بالطبع هو أن الدليل الفلكي من خطوط إن. »لفهمنا الحقيقة الحقة

.الطيف ألشباه النجوم ربما فرط مسبقا حبات الفاصولياء

-٢٥٠-

نعيش في قد بأننا – إذا كان من الممكن أخذه جديا –إن االستنتاج تحتإذا خلقنا. المقلقةتمثيل حاسوبي له بعض العواقب المحيرة إن لم تكن

ال يمكن معرفته ما الضمان أن و إشراف نظام معالجة معلومات غير معروفسيوقفون ربما سيملون منها و؟يستمر القائمون بالتمثيل بتشغيل عملية التمثيل

الم الممثل الذي وبما أن طبيعة الع؟»تجربتهم«أو ربما سينفد تمويل . العمليةتحويل كوننا الرائع ذي يوقفهم عن تغيير البرمجيات ول فما انختبره تابع لهم

؟إلى كون جهنمي أو قبيحإن . فالتمثيل يقع في قلب نظرية برمجة الحاسوب. وتصبح األمور أسوأهي أنه يمكن أن يحاكي أي ) يدعى غالبا آلة تورنغ(فكرة حاسوب عام نفسها

الموضوع لجلبو. عمومية الحوسبةويعرف هذا بمبدأ : حاسوب عام آخر يحاكي أن Macنحو األمور العملية العادية يمكن لحاسوب من نوع ال

ولهذا السبب فإن عالما ممثال غنيا بما . والعكس صحيح PCحاسوبا شخصيا يمكن له أن يمثل ) وكبيرا بما يكفي ليقدم الموارد(يكفي ليحتوي حوسبة عامة الذي ناقشته لحلم ضمن الحلم وسيكون هذا مثل ا. حقيقته االفتراضية نفسها

كائنات ممثلة تدار المشهد المفزع بأننا وعالمنا قد نكون والذي يبرز –مسبقا ومنطقيا ! ن على بعد خطوتين فقط عن الحقيقةمن قبل تمثيل آخر بحيث نكو

....ليست هناك نهاية لهذه السلسلة من التمثيل ضمن التمثيل ضمن التمثيلن أن يضيع ضمن سلسلة مرتدة ال متناهية من األكواويمكن للكون الحقيقي

ربما تتألف الحقيقة . موجود على اإلطالق أو ربما أنه غير. الملفقة المتداخلة .من سلسلة ال متناهية من التمثيالت

:الالهوت عامل ملفق ميكن أن يكون هناك آهلة ملفقون أيضا

الكائنات الممثلة هو إن وضع .هناك نتيجة طبيعية ممتعة لفكرة التمثيلالحاسوب أوقف ولو. نظام التمثيل أن وجودها وعالمها يعتمدان كليا على

ولذا . لكان في ذلك نهايتنا جميعا) أقل طموحا(الفائق أو وجه لمشروع آخر

-٢٥١-

ويستطيع . ربما مهلكنا األسمىوداعمنا و هو مصممنا وخالقنا فنظام التمثيل أن يتواصل معنا مباشرة باستخدام عالمة بارزة - إذا أريد ذلك -هذا النظام

في عالمنا مثل وجود شيء في غير مكانه أو مخالفة القوانين الطبيعية والتي فبما أن نظام التمثيل يمثل عقولنا ، وبالمقابل. ستبدو لنا على شكل معجزة

ومع أفكارنا وبذا نستطيع التواصل معهفمن المفترض أن لديه اتصاال بوبذا تقف . )الذين يمكن أن يكونوا هم أنفسهم( مشغلي التمثيل –ليه عقليا مشغ

) اآللهة أو( بموقف البشر من اهللا لممثلة في عالقتها بنظام التمثيلالكائنات افاهللا أيضا مصمم أسمى وخالق وداعم ومهلك وصانع . نفسه في الدين التقليدي

أن حجة الكون المتعدد غالبا ما وبما . معجزات وعالم باألفكار ومتفبل للدعاءفمن الغريب أنها تقدم أفضل حجة إلزالة الحاجة إلى عناية إلهية تثار كوسيلة

من الواضح أنه إذا كان هناك كون متعدد ! علمية حتى اآلن على وجود اهللا تحتوي األقل والتي على نب االستنتاج أن بعض األكوانفمن المستحيل تج

:انيالقد عبر جون بارو عن هذا بي. خالقصمممراقبين هي نتاج إله م

ي تمثيل لديهم يعود اهللا للظهور بأعداد غير محدودة على صورة صانعالقوانين ويقرر هؤالء .الكائنات الممثلة التي يخلقونها وإبادتها القدرة على إحياء

. دويمكنهم هندسة تناغم إنساني جي. ويمكنهم تغيير القوانين التي تحكم عوالمهمأن يتدخلوا ن أية عملية تمثيل في أية لحظة وع ويمكنهم سحب التيار الكهربائي

ذا كان يراقبوا بينما تتناقش مخلوقاتهم الممثلة فيما إ وأن، أو ينسحبوا من تمثيلهميصنع المعجزات أو يفرض مبادئه األخالقية على هناك إله يتحكم ويتدخل و

.٣٦الحقيقة الممثلة

. فليس لكل األكوان آلهة .محير ذا الدينإن علم الالهوت لهنا أخرى تكون وأحيا، قابلة للسكن أحيانا تخلق اآللهة أكوانا غيرو

على األقل (ولذا فليس لها آلهة ، حقيقية وليست ممثلةاألكوان المسكونة أو عدد أن تكون األكوان نتاج إله واحد ويمكن. )ليس لها آلهة متساميةكما في اإللحاد (منها سعدد متناف ن أو حتى منمن اآللهة المتعاوني

-٢٥٢-

لوجد بعض اآللهة المتداخل صحيحةلو كانت حجة التمثيل . )التقليديويمكن أن يكون هناك مستويات من اآللهة . فقط ألن آلهة أخرى خلقتهم

في وجوده على بحيث يعتمد كل إله –لسلة ال تنتهي منهم بالفعل س–اآللهة التي أصفها هنا المحتمل أن تقوم وليس من. اإلله األعلى منه

لالهوت المسيحي والذي بحسب ا، اإلله في الديانات التوحيدية بدوروبالطبع فإن . يدعمهاالحقائق الممكنة كلها و ىعل الكالسيكي يتعالى

األكوان الحقيقية افرة كلها منالمتعدد بمجموعته الو وجود الكونزال ولذا فال. التي سبق أن وصفتهاالملفقة ال زال غير مفسر باآللهةو

.مصدر الحقيقة النهائي يفلت منا ممتعة إال أن هناك مشكلة في على الرغم من أن هذه المداوالت

فليس هناك سبب يدفع ، سابقا وكما ألمحت. اتساق الحجة بكاملهاالقائمين بالتمثيل لخلق كون افتراضي يطابق بإخالص بكل تفاصيله

بل هناك في الحقيقة كل سبب . حكم الكون الحقيقي ذاتهاالقوانين التي تلعدم االهتمام بهذا الموضوع ألن القليل جدا من الخبرة البشرية يعتمد

أو الثقوب السوداء لى أشياء مثل التفاعالت النووية بصورة مباشرة ع مفهومة –وبعد كل هذا فإن أحالمي ستظل نصف .على سبيل المثال

ولكن حجة . جعل قوانين الفيزياء صحيحة في بدون أن أجهد عقلياكتشفناها من مفهومةؤسسة على قوانين فيزيائية وجود كون متعدد م

تكون فسلو كان الكون المدرك ملفقا . خالل البحث العلمي في هذا العالم وال مبرر لنا على اإلطالق في مد الفيزياء الملفقة على قوانينه كذلك تراض أن يهتم القائمون بالتمثيلنستطيع افال وخاصة ، كامل الحقيقة

بخلق عدد ال يحصى من األكوان غير المرئية وغير القابلة للرؤية مع وبما أنه لن . متسقةفقط لجعل الفيزياء الملفقة في كونناا الكون هذ

ن الفيزياء تكون لدينا فكرة على اإلطالق عما يمكن أن تكون عليه قواني فلن –يوجد سبب لنتوقع أنها تشبه قوانيننا ال و–في الكون الحقيقي

. نستطيع االفتراض أن القوانين الحقيقية ستسمح بكون متعدد

-٢٥٣-

األول أن نسلم بوجود كون متعدد غني. ولهذا فأمامنا ثالثة احتماالت .أكوان مثل كوننا تحتوي كائنات عاقلة ليؤدي إلى ظهورومعقد بما يكفي

ونا متعددا ملفقا أكبر متعدد الحقيقي بالتأكيد كالكون الوفي هذه الحالة يخلف الخيارو .نعيش في واحد من هذه األكوان الملفقةبكثير ومن المحتمل جدا أننا

الملفقة أن نسلم بأننا نعيش في كون ممثل وأن نقبل بأن الفيزياءالثاني هويد ال يمكن وبالتأكيقها على مسائل الحقيقة النهائيةالتي نكتشفها ال يمكن تطب

. استخدامها للبرهان على وجود كون متعدد سواء كان حقيقيا أم ممثالقي واحد أو نوع معين من الكون المتعدد واالحتمال الثالث هو وجود كون حقي

. يمنع تمثيل الوعيوأن عامال غير معروف انخرطت ألول مرة بموضوع لقد؟لذا أي االحتماالت هو الصحيح

فقد دعيت منذ سنوات عدة لالشتراك في . بطريقة غريبةالملفقة األكوان من جامعة Peter Atkinsمناظرة حول وجود اهللا مع الكيميائي بيتر أتكنز

كل ومثل هذه المناظرات شائع جدا بحيث أنها في. أكسفورد وهو ملحد قويالمتجهة إلى قاعة رةالسيا وفي .نفسهامرة تغطي بالضرورة المواضيع

لقد خمنت أن أتكنز. للجمهور فكرت بشيء جديد وممتع أقدمهالمحاضراتوأردت أن أجد ، لحياة لوجود اقابلية الكونسيقدم حجة الكون المتعدد ليفسر

حجة ضد حجته في الدقائق العشر التي استغرقتها السيارة للوصول إلى فتح لقد هبط علي فجأة أن اللجوء بدون تحفظ إلى فكرة كون متعدد ي. القاعة

بالسماح ألكوان ملفقة أن تطغى على األكوان Pandora's boxصندوق باندورافإن الحجة اآلتية على فيزياء ملفقة شتمل وبما أن األكوان الملفقة ت. الحقيقية

من قوانين الفيزياء إلى كون متعدد إلى اختيار إنساني إلى االستغناء عن خالق دافعون عن الكون وسيكون الم. ستحيد ضمن حلقة مغلقة متناقضة داخليا

لقد عالج أتكنز هذا التحدي الجديد برباطة جاش ! المتعدد معلقين من منجنيقهملقد كررت الحجة في مقال في صحيفة . ولكنني لم أكن قد انتهيت بعد

نظرية الكون أن تهديد األكوان الملفقة يختزل مشيرا إلى ٣٧نيويورك تايمز

-٢٥٤-

ردة فعل مؤيدي الكون المتعدد لقد جاءت . التفاهةالمتعدد بكاملها إلى حد فإنهم احتضنوا التراجع عن تهديد الكون الملفق فبدال من. بمثابة مفاجأة كبيرة

وقد عبر . هذا االحتمال بحماس كجزء من مبدأ أوسع لنظرية الكون المتعدد : عن هذا المزاج الجديد بإيجاز بليغMartin Reesمارتين ريز

لى تفاعل ملحوظ بين علم الكون إالكون المتعدد هذه كلها د أفكار تقوأننا ربما لسنا وهي النتيجة غير العادية، ولكنها تقود أيضا إلى ... .الفيزياءو

إن احتمال كوننا مخلوقات كائن . فقد نكون مجرد تمثيلالحقيقة األعمق، الطبيعي وما وبينمثالية،الحد الفاصل بين الفيزياء و الفلسفة التطمس ، فائق

االحتمال أننا ضمن ين عالقة العقل والكون المتعدد ووب، الطبيعيفوق .٣٨ بدال من الفيزياء نفسها، المحيط

ا يقبل وعندم .بقيت حذرا ومتشككا بالنسبة ألكوان تتعدد بشكل عشوائيوية لالستنتاج بأن كوننا ملفق وذلك فهناك حجج قاحتمال وجود أكوان ملفقة

من لمتعدد أكوانا ملفقة أكثر بكثيرأن يحتوي الكون احتمال ببساطة البينما قد يكون صحيحا أن كوننا ملفق إال أن ذلك سيشكل من وجهة و. الحقيقية

ثل للحجة بأن الكون مماومن هذه الناحية فهذا . نظري نهاية البحث العلميي أن أ –الذكريات مطبوعة عليه بكل السجالت وخلق منذ خمس دقائق فقط

ولكن ، إننا ال نستطيع نقض هذا االدعاء. الحاضر حقيقي و لكن الماضي ملفق يشبه نظرية التفردلكون ممثل إن االعتقاد بأن ا. قبوله ال يقودنا إلى أي مكان

solipsism ومن المستحيل نقض هذه . وهي االدعاء بأننا وحدنا موجودونيوجب ، وجود عقل آخرالنظرية أيضا ألن الحصول على دليل مباشر على

ومن . وبعدها سيكون ذلك الشخص هو أنت–أن تصبح أنت ذلك العقل الصعب محاججة الملتزمين بهذه النظرية ألنهم ببساطة يفترضون أنك جزء

بينما في الحقيقة هناك ، من المؤامرة الكبرى التي تحاكي وجود عقول أخرىو لكن ، فرد مقتنعين باعتقادهموقد يكون المعتنقون لنظرية الت. عقل واحد فقط

-٢٥٥-

وبالمثل فإن . أي شخص آخر أن يحاول إقناع منهمليس من المعقول ألي . ال يقودك إلى أي مكانعتقاد بأن الكون مؤامرة لفق كي يبدو مثل الحقيقي اال

ألنه ، وليس هناك أي داع لمناقشة مثل هذه الحالة على أسس علمية أو منطقية ليس أكثر من –ن ممثل بالمبادئ العلمية أو المنطقية ال يوجد سبب ليتقيد كو

وفي الحقيقة . أن تتقيد شخصيات كرتونية بقوانين الفيزياء أو بأحكام المنطقفليس هناك سبب معقول لالفتراض تقبل أنك أنت نفسك تمثيل حاسوبي ما إن

كيف سيختلف عالمك الممثل لو إذ ، أن هذا التمثيل نفسه يخلق عقوال أخرىنت الكائن العاقل الوحيد وكل الكائنات األخرى في عالمك الملفق مجرد جزء ك

ولذا فإن االعتقاد بأن الكون ممثل يعادل قليال أو كثيرا االعتقاد ؟من التمثيل . بنظرية التفرد

تهديد فهل ال زال ، وإذا رفض المرء االستنتاج أن الكون ممثلكان قصدي وهذا(تعدد فقة يشكل حجة ضد الكون الماألكوان المل

تبنى حجة التمثيل على افتراض أنه يمكن . وهنا فإنني أقل تأكدا؟)األصليوليس من .ولكن هذا مسألة إيمان تمثيل الوعي بنظام معالجة للمعلوماتأن الوعي صفة أساسية ف اقتراح المستحيل على الرغم من أنه غير مألو

ان باإلمكان وحتى لو ك. ههال يمكن ببساطة توليده بحاسوب أو ما يشبفإن تمثيل أكوان تحتوي مراقبين قد يستهلك موارد تمثيل الوعي رقميا

هائلة مما يفند افتراض أن تطغى األكوان الملفقة بأعداد كبيرة على ولو شكلت األكوان الملفقة جزءا بسيطا فقط من األكوان في كون . الحقيقية

ولذا. د يكون ملفقا ستكون أقل إقناعامتعدد فإن الحجة بأن هذا الكون قيبقى السؤال مفتوحا فيما إذا كانت األكوان الملفقة ممكنة وإذا كان األمر

.كذلك فيما إذا كانت ستسيطر على الكون المتعددالكون بشكل غير ن على تفسيرين محتملين لمالءمة ركزت حتى اآل

هو ببساطة مصادفة أن أي تناغم جيد ظاهر األول هو .متوقع للحياة

-٢٥٦-

والثاني هو أن هناك . ال شيء آخر يقال حول هذا الموضوعمحظوظة جدا وللحياة للكون الذي نالحظه ناجمة عن تأثير كونا متعددا وأن الطبيعة المالئمة

سأعود إليهما ألعطي وقاط ضعف ونقاط قوة التفسيرين نولكال . االختيارلكنني أحتاج أوال لمعالجة التفسير المحتمل و. تقويما نهائيا في الفصل العاشر

، من غير العلماء لتفسير المفضل لدى كثيروهو ا، الكون للحياةالثالث لمالءمة وهو أن الكون مالئم بشكل مدهش للحياة ألنه صمم على هذا الشكل من قبل

.خالق ذكي

: النقاط الرئيسةü غير متجانس ) اهوربما ال متن (قد يكون كوننا جزءا من نظام ضخم

المناطق قد ال يمكننا مالحظة األكوان أوو. يدعى الكون المتعددوجودها من النظرية مع بعض ولذا فإننا نستنتج . الكونية األخرى

.األدلة غير المباشرة

ü يمكن لقوانين الفيزياء والحالة األولية للكون أن تختلف من كون - قد تكون مماثلة لشبه قةسلمنا به على أنها قوانين مطلما و. آلخر

بخصائص رئيسة تتضمن تلك المهمة للحياة والتي ، قوانين محلية . من االنفجار الكبير الحار في جزء الثانية األولى»تجمدت«

ü بالمقارنة مع حرارة »طاقة منخفضة«إن الفيزياء كما نعرفها هيسر نظام فيزيائي إلى كوكمبدأ عام يؤدي تبريد. االنفجار الكبير

.ظهور التعقيدالتناظر و

ü ربما تم الحصول على كتل و. بدأ الكون بسيطا بقوانين مؤسسة أبسطوقد . الجسيمات المالحظة على سبيل المثال في المرحلة األبرد فقط

خصائص نجمت –للقوانين األكثر تعقيدا تكون بعض الخصائص ي ولذا يمكن أن تكون مختلفة ف. عشوائية–عن كسر التناظر

.مناطق أخرى

-٢٥٧-

ü يها الصدفة ظهرت الحياة والمراقبون فقط في األماكن التي أنتجت فويعتقد بعض العلماء . الحالة االبتدائية الصحيحةالعشوائية القوانين و

.أن هذا قد يفسر صداقة الكون العفوية للحياة

ü وهم يشملون علماء . عنون جدا إن منتقدي الكون المتعدد صريحون وال نهائية يمكنها أن تفسر »نظرية لكل شيء«محون في الوصول إلى يط

. الكون تماما دون إقحام فكرة الكون المتعدد أو تأثيرات اختيار المراقبين . لنظرية موحدة» هذا العالم–عالم واحد «يأمل هؤالء بحل وحيد و

ü على سبيل المثال الحقيقة (يحاجج بعض الفالسفة أن األكوان الممثلةوقد . قد تكون ممكنة) الفتراضية التي تجرى بواسطة حواسب عمالقةا

. تحتوي األكوان المتعددة عندئذ أكوانا ممثلة إضافة إلى األكوان الحقيقيةتشير بعض الحسابات البسيطة إلى أن عدد األكوان الملفقة قد يفوق كثيرا و

!في عالم ممثلذا من الجائز أننا نعيش الحقيقية ول

١٧ م– اجلائزة الكونية

-٢٥٨-

-٢٥٩-

تصميم ذكي تصميم غري ذكي جداو

حجة صانع الساعات

كأنه صمم لكي تكون هناك بدو ويوافق األشخاص كلهم على أن الكون يربما كان هناك مصمم؟ ليس و. ربما كان مصمما لوجود حياة، حسنا. حياة

فحجة المصمم لوجود اهللا تعود إلى الوراء مئات –هذا بالتحليل الجديد عن الفكرة األساسية بوضوح عندما كتبAugustineعبر أغسطين . السنين

العالم وحركته واألشياء المرئية كلها وتغيروالجمال يعلن النظام والتموضع «وفي القرن الثالث عشر اختار . ١»بد وأنها صنعت من اهللا بصمت أنها ال

طريقه «ه دليل وجود تصميم على أنThomas Aquinasتوماس األكويني من قبل قس إنكليزي هذا الدليل في القرن الثامن عشر وأشيع. ٢»الخامس

مقارنة بين الساعة للالذي اشتهر باستخدامه William Paleyيدعى وليام بالي .وعجائب العالم الطبيعي

تقع على ور أننا صادفنا بمحض الصدفة ساعةبالي لنتص دعاناج فورا فإننا سنستنت ما هي كما اقترح أن نعرف بالضبطوحتى بدون . األرض

: لهدف ماأنها آلة مصممة

-٢٦٠-

ندرك أن أجزاءها العديدة موضوعة مع عندما نقوم بتفحص الساعة، لتنتج على سبيل معدلة فهي مشكلة وضمن إطار لهدف ما، بعضها بعضا

لو و، تلك الحركة مضبوطة بحيث تشير إلى الساعة في اليومالمثال حركة، واألجزاء بشكل مختلف عن الشكل الذي هي عليه، أو أنها وضعت بأية شكلت

فإما أن ، طريقة أخرى أو بأي ترتيب آخر يختلف عن ذلك الذي هي عليهأو لن تكون هناك حركة من النوع ، ال تكون هناك حركة فيها من أي نوع

به فكرإن االستنتاج الذي ن ....الذي يلبي االستخدام المستعملة من أجله اآلن في ال بد أن يكون هناك –وهو أنه يجب أن يكون للساعة صانع ، حتمي

ن، حرفي قام بتشكيلها للهدف الذي تقوم به اآلزمان ما، ومكان ما أو آخر، .صمم استعمالهاوهو الذي فهم طريقة بنائها و

أشبه والتي هي أكثر تعقيدا و»الطبيعةمبتكرات «ثم تابع بالي ليناقش . إن عالمات التصميم أقوى بكثير من إهمالها« الساعة بكثير بالتصميم من

هذا . كائناذا المصمم ويجب أن يكون ه. ويجب أن يكون للتصميم مصممأخذ بالي بعين ، وبتقديمه دليال على وجود إله مصمم. ٣» اهللالكائن هو

ويأتي الفلكي اقرب إلى . فلكي وحيوي: عتبار نوعين من األنظمة الطبيعيةااليلقى بعض االهتمام حاليا تاب لكن البيولوجي أكثر شهرة وموضوع هذا الك

.ولذا فسوف أعالجه أوال أكثر تعقيدا مما يمكن لبالي أن –الكائنات الحية معقدة جدا إنوتعمل العناصر . وهي بالنسبة لفيزيائي تبدو ليس أقل من معجزة. يتصوره. ريقة منسجمة ومتناغمة بشكل مدهشالمتنوعة مع بعضها بعضا بطالعديدة و

حركات وروافع وخالطات وعنفات متحتوي الخلية الحية على مضخات ووكلها ، ورشة للبشرآالت أخرى كثيرة ميكروية تشبه اآلالت في مقصات وو

ه بكفاءة عالية ذاتيا ويدير هذا التجمع نفس. أمثلة راقية على التقنية النانونيةالتعاون مع خاليا أخرى من خالل شبكة متطورة من أحيانا أخرى بأحيانا و

وتكون وظائف األوامر .االتصاالت الخليوية المبنية على إشارات كيميائيةوالتي تنفذ الخاصة بها DNAوالتحكم للخلية مشفرة في قاعدة بيانات الدنا

-٢٦١-

تحول ، باستخدام شيفرة رياضية مثلىزيئات وسيطةالتعليمات من خالل جوهذه مجرد خلية واحدة . البرمجية إلى نواتج مادية بوظيفة مفصلةالتعليمات

تعاون هذه لتشكل تيا ومن الخال ففي عضو أكبر يتجمع عدد كبير. فقطاآلذان والعقول واألكباد حيث يكون العديد منها معقدا جدا أعضاء كالعيون ويا أكبر من فالعقل البشري لوحده يمتلك عددا من الخال. في البنية والوظيفة

ولذا فإن هذا كله يؤدي إلى حزمة من . عدد النجوم في مجرة درب اللبانة .المعجزات التي تحير العقل

إن السؤال . إن مظهر التصميم هو أحد العالمات المميزة المحددة للحياةأو فيما إذا كان بإمكان انت الكائنات الحية مصممة فعال أمامنا هو فيما إذا ك

الطبيعية أن تقلد تصميما بشكل جيد بما يكفي لتفسير ما يالحظه العمليات التي نشرت عام اروين في التطوريرجع نجاح نظرية دو .علماء األحياء

دون اللجوء إلى على أخذ التصميم بعين االعتبار بالضبط إلى قدرتها١٨٥٩من قبل لساعات األعمى والتي شهرت بجالء ما يدعى بحجة صانع ا(. مصمم

والنظرية بسيطة وقد نوقشت مفصال .٤)Richard Dawkinsريتشارد داوكينز تنتج الكائنات : وهي. في المراجع بحيث أنها تحتاج إلى تلخيص قصير هنا

وأبطأ أطول وأقصر وأغمق وأفتح –مولودات بتغيرات طفيفة العضوية هذه من تفضل واحدةها تكون الظروف أحيانا بحيث أنو. ..هكذاوأسرع و

على سبيل المثال من األفضل أن تكون أسرع إذا كان اسم اللعبة (الخصائص فرصة أكبر للكائنات التي تمتلك تلك الصفة ستكون و) من المفترسينالنجاة

وكما عبر . هذه الجينات المفضلة إلى الجيل التالي توريث وفيفي البقاءنتهي داخل األحفاد بينما داوكينز عن ذلك تشبيها بالقول بأن الجينات الجيدة ت

كمنخل ولذا فالطبيعة تعمل .تنتهي الجينات السيئة داخل أمعاء المفترسين. كافئ الجينات الجيدة بنسخ نسخ عديدة منهاتستبعد الجينات األقل تالؤما، وي

يقضى على الصفات م الصفات األكثر تفضيال بقليل ووبهذه الطريقة تضخ تضخيم الصفات المختلفة في ظروف مختلفة إلى يقودو. غير المفضلة نهائيا

-٢٦٢-

الحد الذي يمكن أن يحدث تجاوز التنوع بين كائنات مماثلة وحينما ي. التنوع .مستقلةبعده التناسل يمكن اعتبار هذه األصناف عندئذ أصنافا

هو أنه االفتراض الوحيد الذي أجري في تشكيل هذه النظرية إن في الصراع على االختيارإن عنصر . ياراختسيكون هناك تنوع ووراثة و

البقاء واضح لنا جميعا لكن العلماء هذه األيام يفهمون كيف تحدث الوارثة الحظ أنه على و. والتغيرات الجينية أيضا حسب األساس الجزيئي للحياة

الرغم من أن التنوع يمكن أن يكون عشوائيا إال أن االختيار أبعد ما يكون عن لذا ليس من الصحيح القول كما يمزح أحيانا بأن الداروينية تعزو و، العشوائية

من . التعقيد المنظم للمحيط الحيوي إلى ال شيء أكثر من الصدفة العشوائيةس أكثر من احتمال الواضح أن احتمال أن تنتج الصدفة لوحدها خلية حية لي

فالصدفة لم . ٧٤٧تنفخ خالل كومة من النفايات طائرة بوينغ أن تنتج زوبعة .تكن تعمل لوحدها في ترتيب الغالف الحيوي

. وهو الزمننصر رابع ضروري في نظرية داروين وهناك حقيقة عتميل التغيرات ألن فاالختيار يمكن أن يعمل من جيل آلخر فقط وبالتالي

وهناك حاجة لباليين السنين. لتتراكم على فترات بعيدةوبطيئة تكونإلى تنوع الغالف الحيوي ، من الميكروبات البسيطةلتتطور الحياة من حفنة

بليون ٤,٥فاألرض عمرها أكثر من : ولكن هذا كله جيد. الذي نراه اليوميقدم دعما قويا لحقيقة أن لمستحاثات على الرغم من تقطعه سجل او. عام

بليون عام من أصولها المتواضعة ٣,٥الحياة تطورت بالفعل على مدى .روبات بسيطةعلى هيئة ميك

إله الفجوات يعود جمددايتقبلون نظرية ت األولية بدأ معظم علماء الدين بعد بعض المناوشا

لقد أقنعوا أنفسهم باالعتقاد بأن اهللا يمكن أن يحقق أهدافه . داروين في التطورلقد . من خالل آلية التطور نفسها بدال من العمل ضدها) ولو ببطء(بالعمل

إال أن استنتاجه كان لرغم من أن حجة بالي كانت صحيحة اأقروا أنه على

-٢٦٣-

يخلق األصناف المختلفة من الكائنات الحية واحدا بعد فاهللا لم يصمم و: مخطئا وعلى مراحل نتيجة للتنوع األحرى أنها تطورت تدريجيا. اآلخر من ال شيء

أو ومع ذلك فقد أشار بعض ناقدي نظرية داروين إلى أعضاء . النتقاءاومنظمة جدا بحيث بدا من غير المعقول أن عينة اعتبروها معقدة وكائنات م

.يعزى وجودها للتنوع واالنتقاء فقطاروين نفسه محيرة مثاال البشرية وهي عضو وجدها دالعينشكلت

للتعقيد غير الممكن أنها توضيح اعتبرت العين على .على ذلك مفضالعين البشرية ليست عضوا معقدا فقط ولكنها أن ال هو والمهم هنا. إنقاصه

عدسة وهي ، تحتوي عددا من العناصر المتداخلة والمتعاونة على سبيل المثالوإذا أزحت واحدا فقط من هذه . الضوء ليتحكم بدخول وبؤبؤ، سطح حساس

ويبدو أن األحجية هي كيف أمكن . بشكل قوي سلباالعناصر فستتأثر العين أن تتركب مع بعضها بعضا ، دة التي لكل منها فائدة محدودةلألجزاء المتعد

هو أن وبما أن جوهر التطور الدارويني . بمثل هذه الطريقة التعاونية الفعالةاالنتقاء يعمل بالتدريج وبمقادير بسيطة لتشكيل األعضاء الجديدة وأنه يجب

فيبدو أن ، وقتأن يكون لكل مرحلة متوسطة بعض الميزة االنتقائية في ذلك الوقد ميزت . في التفسير الدارويني فجوةالعين تقدم مثاال جيدا على وجود

.فجوات أخرى واضحة عديدة في هذه النظريةكان سجل المستحاثات أيام داروين ناقصا كثيرا وهذا ما شجع على

حيث من زال هناك دور للخالق ليقوم به ماأنه ، االعتقاد في بعض األوساطيقوم بإصالح مثل ساحر من حين آلخر خالل تاريخ التطورفترض أن يظهرالم

ومع ذلك . ومازجا جينا هناك الذرات هنامعيدا ترتيب بعض: مهمة غير مرضيةواضح في هوت مرتاحين لهذه الفكرة كما هوالعديد من علماء الالفلم يكن

منذ حوالي قرن Henry Drummondالمالحظة التالية التي أبداها هنري دراموند :من الزمان

-٢٦٤-

لصالحإن أولئك الذين يخضعون إلغراء الحفاظ على نقطة هنا أو هناك مؤهلون لينسوا أن هذا يستبعد الخالق نهائيا من باقي ، التدخل اإللهي الخاص

فإنه بالمقابل يختفي من حين ، وإذا كان الخالق يظهر من حين آلخر. العمليةفإنه غائب عنه في الفترات ، لمسرح عند أزمة حرجةوإذا ظهر على ا. آلخر

؟ بين الحين واآلخر–أم إله ، كلي–هل النظرية األفضل هي إله. الفاصلة وهو إله التطور أعظم بكثير من صانع بالتأكيد فإن فكرة إله حاضر دوما،

.٥العجائب الذي يظهر بين الحين واآلخر والذي هو اإلله في الالهوت القديم

مل جزءا من الوقت ض بعض علماء الالهوت على فكرة إله يعاعتر »الفجوات إله«سلبيالمصطلح ال اخترعوا بحيث أنهم كبيولوجي بقوة

إن االعتراض الرئيس على إله الفجوات ليس الطبيعة سعيدة الحظ ٦.لوصفهولكن المخاطرة لهذا النوع من المصممين فقط –ة وبالفعل األقل كفاء–

بحيث يتراجع العلمي بشكل منتظم هذه الفجوات ا بأن يسد التقدمالموجودة دوم. إلغاء دوره بالكامل فأقصر وربما إلى دور اإلله إلى فترات فاصلة أقصر

بد وأن ينحسر اللزوايا المظلمة من الجهل البشري الذي يقبع في ا فاإلله .ثبات مع تقدم العلمدوره ببطء و

العين إحدى هذه الفجوات بالفعل كانت و. وبالفعل أغلقت فجوات كثيرة. في القرن التاسع عشرللتعقيد الذي ال يمكن إنقاصهوهي المثال المفضل

وأن أي نوع من الحساسية . من السهل القول أن نصف عين ال فائدة لهاة بناء وعلى هذا األساس كان من الممكن إعاد ،للضوء أفضل من ال شيء، من ال شيء أعقد من قطعة حساسة للضوءبدءاتاريخ تطوري مقبول للعين

. ٧وبحيث يقدم كل تأقلم بسيط أفضلية مختارة على الخطوة التي سبقتها لعيون مرات عدة باستخدام عدد من وفي الحقيقة فقد تطورت ا

االنتقاء ح أنه ليس من الصعب على التنوع ووهذا يقترالمختلفة »التصاميم«التغيرات مكدسين العديد منوة فخطوة ين أن يقوما بالمهمة خطالعشوائيلقد دعم التفسير الدارويني أكثر من ذلك بحقيقة أن كثيرا من . الصغيرة

-٢٦٥-

ودة في عالم ال تزال موجالمعقد العينالمراحل المتوسطة في تطور .فهناك مخلوقات تستخدمها اآلن :الحيوان

التصميم الذكي عامل األحياء سحر وليس علما

من سد الفجوات الذي استمر خالل القرن ونصف القرن على الرغم ببساطة األهداف ليبحثوا عن فجواتفقد نقل مؤيدو إله الفجوات ، الماضيين

صميم الذكي في إن الشيء الحالي المفضل بالنسبة ألنصار حركة الت. أخرىتحرك وهو أداة ذكية . البكتيريflagellumفالغيلوم هو الالواليات المتحدة

تعقيدا ادعي أن لهذا النظام . خلية حركة دورانية باستخدام محرك صغيرالأما لماذا كان الفالغيلوم البكتيري أكثر تعقيدا غير قابل . غير قابل لإلنقاص

وربما اعتقد المرء أن الدرس قد حفظ ن العين فليس واضحا لإلنقاص مطريقة التي ل خطوة فخطوة للوعلى الرغم من أن وصفا على شك. اآلنبما في ذلك إال أن الخالصة معروفة بها الفالغيلوم أبعد منا حاليا تطور

واختيرت العناصر في األصل ألغراض أخرى كيف استخدمت بعض لتصنع محرك الفالغيلوم

توضح دراسة علم األحياء أن األحياء الحية عبارة عن آليات مرصوفة وعلى . كما تمليها الظروفنتائج و احتماالت مؤلفة من، مع بعضها بعضا

يمتلك »التصميم«فإن كثيرا من ، الرغم من أن أجزاء عديدة تعمل بشكل رائعاألحياء من البقاء إذ ال يكفي أن تتمكن وفي التطور . نوعا من االفتعال حوله

من خصائص الجسم ويحتوي عدد . أن تكون كلها رولز رويس حيويةيتوجب ممري الهواء والطعام في الخطير بين لتجاورمثل اعيوب على البشريوإذا كان هناك مصمم فمن . كذلك القوة غير الكافية للعمود الفقريوالحلق

.الواضح أنه لم يدر العملية بشكل جيد

-٢٦٦-

هي أنه لجماعة التصميم الذكي »الفجوات«إن النقطة الضعيفة في حجة . هاكل األجوبةورافال يوجد سبب على أية حال كي يمتلك علماء األحياء

رة أنه ال يعني بالضرويره بالتفصيل في زمن معين وألن شيئا ما ال يمكن تفسإن . أننا ال نعرف ما هو حتى اآلنإنه يعني فقط : ال يمتلك تفسيرا طبيعيا

وفي. إن الكشف عن قصة التطور بالتفصيل مشروع ضخمالحياة معقدة جدا ووألن . ة الكاملة مطلقا في بعض الحاالتنعرف القص الحقيقة فإننا قد ال

التطور عملية تعمل على مدى باليين السنين فمن المحتمل جدا أن تكون لكن هذا . سجالت العديد من الخصائص التي تشبه التصميم قد محيت بالكامل

.٨ال يشكل عذرا للجوء إلى السحر لسد هذه الفجوات هي التصميم الذكي جماعة إن إحدى االختالطات التي تحيط بدعاية

وغاليا ما يستشهد مؤيدو . آلية التطورل في التمييز بين حقيقة التطور والفشحركة التصميم بالمجادالت التي تجري بين علماء األحياء على أنها دالئل

فإن هذا ال يعني وحتى لو كان األمر كذلك . » الداروينية في خطر«على أن إن الداروينية تقترح آلية مادية . باليين السنينأن الحياة لم تتطور خالل

ل وعلى سبيل المثا. وقد توجد هناك آليات محتملة أخرى لدفع التطور. معينةنظرية للتطور مبنية على Jean-Baptiste Lamarckمارك قدم جين بابتست ال

يعني هذاأن خبرات الكائن الحي المكتسبة و. توارث خصائص مكتسبةفكرة ولذا فإن ابن ، أن تمرر إلى األوالد، يمكن بحسب هذه النظريةخالل حياته

يجب أن يمتلك عضالت على سبيل المثال ، لكمال األجسامشخص متحمس –ك أن نظريته قد دحضت من المؤسف بالنسبة لالمار. أكبر من المتوسط

باروقابلة لالختية نتائج محددة أن للنظر لكن المهم مع ذلك هو. كثيرا قليال أووهو الشيء الذي ال يمكن أن يقال حول ، علمية وهذا يؤهلها لتكون نظرية

بديلة إن أولئك الذين يعتقدون بأنه يجب تدريس مناهج .التصميم الذكينظرية يحسنون صنعا باعتبار نظرية المارك في التطور الداروينية في المدارس عن

أن تعمل )مل علمياوبالتأكيد محت( المعقول وليس من غير. لهذا الغرض .مارك هنا وهناك مكملة اآللية الداروينيةنسخة راقية من تطور ال

-٢٦٧-

ويطور عدد من . التنظيم الذاتيإن آلية التطور الممكنة األخرى هي وبنية تنظيمية من بدايات ال خصائص مميزة ألنظمة غير الحية أنماطا معقدة ا

بالمعنى انتقاء دون تنوع أوبشكل تلقائي تماما بتقوم بذلك وهي .لها. وعلى سبيل المثال تشكل قطع الثلج أشكاال سداسية معقدة ومميزة. الدارويني

ولكن ال ك جينات في قطع الثلج تقوم بذلك ال يمكن ألحد أن يقترح أن هناوبشكل إنها تنتظم وتتركب ذاتيا و. أحد أيضا يقترح أنها من صنع مصمم ذكي

وجد التطور غير يو. عد رياضية وقوانين فيزيائية محددةتلقائي طبقا لقواحتى والكيمياء والفلك وعلوم األرض والمنظم ذاتيا في الفيزياءالدارويني و

ومن الغريب أنها لم تحدث هنا أو هناك في علم . في شبكات كشبكة االنترنتال يعني ن هذا وحتى لو كنت مصيبا فإ .٩األحياء أيضا ولكني قد أكون مخطئا

لكن . فقط آللية التطورجزئياإنما أنها ربما كانت وصفا ودحض الداروينية ة طبيعية تلتزم مبدأ في التنظيم بل عمليساحرا كونياالحلقة المفقودة ليست

. مشتقا من قوانين الفيزياء ال يزال بحاجة إلى تفسيرفي التمييز وينشأ خلط أكثر في حجة التصميم الذكي غاليا من الفشل

لقد حذف . كيف انطلقت الحياة من البداية– تطور الحياة و نشوء الحياةبين لقد قال أنه ربما على «:داروين نفسه بشكل بارز أية إشارة إلى نشأة الحياة

ويجب . »)اآلن وهي مسألة حلت تماما(المرء أن يخمن نشأة المادة أيضا تخدام ذلك ولكن ال يمكن اس. زا عميقااالعتراف بأن نشأة الحياة ال زالت لغ

ومن . ألن نشأة الحياة ليست جزءا من نظرية التطور كدليل ضد تطورداروينالواضح أننا نستطيع مناقشة تطور الحياة فقط على أساس أن الحياة موجودة

واحدة من تلك الفجوات مكن أن تكون نشأة الحياة الغامضةولذا هل ي. مسبقا ال أعتقد ؟ التي يمكن ألعمال مصمم ذكي أن تقع فيها» لإلنقاصغير القابلة«

الحياة ال جرد كوننا ال نستطيع تفسير نشأة إن م: أكرر تحذيري ودعني. ذلكوال يعني ذلك أيضا أننا لن نستطيع تفسيرها على .يجعل منها معجزة

ومعقدة حول حادث تم منذ زمن طويل إنها مجرد مسألة صعبة –اإلطالق

-٢٦٨-

في ولكنني متأكد أننا سنعرف كيف حدثت. ولم يترك أي أثر معروف جدا .غير البعيد جدا المستقبل

وعلى الرغم من العودة الغريبة لحجة إله الفجوات في الواليات المتحدة قد جففت مياه ، فال يزال صحيحا أن نظرية داروين في التطور مع تعديالتها

ولكن ماذا عن حجج بالي . لباليحجة التصميم الحيوي على وجود اهللا . هنا قد يكون الوضع أكثر تعقيدا؟الفلكية

قوانني بالتصميم مقابل االختيار اإلنساني كون متعدد

يدخل مظهر التصميم في الفلك وعلم الكون بشكل أكثر قوة عندما يتعلق األخص فيما يتعلق وعلى الفيزياء وبالتنظيم الكلي للكوناألمر بقوانين

وهنا . ناقشتهما خالل هذا الكتابصداقة الكون للحياة اللتين يد والتناغم الجبمكن تطبيق ال يو. فإن حجة التصميم منيعة إلى حد كبير من هجوم داروين

.١٠واالنتقاء بسهولة على علم الكونالتنوع والوراثة اآللية الداروينية في ن بأظافر وأسنان حمر فيها األكواتتصارعفليس هناك معركة من أجل البقاء

وليس هناك تنافس على الموارد ، مورثة خصائصها الناجحة ألطفالها الكونية قد يمكن القول أنه في نسخة التضخم .»يلتهم فيه كون كونا آخر«أو صراع

فإن النصر هو لصالح المناطق الخالية بدونالمؤبد من نظرية الكون المتعدد إذا كان المرء –حيث لم يتوقف التضخم خصائص من بين األكوان الفقاعية

ولكن من . الحصول على الحجم األكبر من الفضاء»انتصار«يعني ب الداروينية ليست اإلطار المناسب لتفسير ظاهرة التصميم الواضح أن

.الموجودة في الكون. بدال من االنتقاء الداروينياالنتقاء اإلنساني ومع ذلك فهناك احتمال

في الفصل السابق كيف أن نظرية الكون المتعدد مع االنتقاء لقد ناقشت لقد جذب هذا . اإلنساني شكلت محاولة جادة لتفسير مظهر التصميم في الكون

-٢٦٩-

ية التصميم الذكي اهتمام االنتقاء اإلنساني لنظر/ التحدي من الكون المتعدد Christoph Schonborn كريستوف شينبون وكتب .الرومانية الكاثوليكية الكنيسة

:ؤخرا في صحيفة نيويورك تايمز مايليكاردينال فيينا م

اآلن في بداية القرن الحادي والعشرين بمواجهة االدعاءات العلمية لفرضيتي واللتين اخترعتا لتجنب الدليل ، الداروينية الجديدة و الكون المتعدد في علم الكون

فإن الكنيسة الكاثوليكية ستدافع ، الكاسح على اإلرادة والتصميم في العلم الحديثمرة أخرى عن المنطق اإلنساني باالدعاء، بأن دليل التصميم الظاهر في

إن النظريات العلمية التي تحاول أن تفسر مظهر التصميم . الطبيعة، هو حقيقةولكنها كما ، ليست علمية على اإلطالق»للصدفة والضرورة«على أنه نتيجة

.١١اني اختطاف للذكاء البشريبول الث قال البابا جون

إن الرسالة المأخوذة من الكاردينال هي أن إقحام الكون المتعدد محاولة تفسير أفضل وجود اهللاتفسير التصميم بدال من تفسيره وأن لالبتعاد عن

.أكثر مصداقيةوأبسط ولذا دعنا نلقي نظرة على فرضية كون مظهر التصميم في الكون هو من

تفسيرا علميا بالتعريفوعلى الرغم من أن هذا ال يعد . صمم م–صنع خالق . إال أنه ال يزال تفسيرا منطقيا) من ما وراء الطبيعةألنه يلجأ إلى سبب (

نستطيع بشكل تقريبي تخيل مصمم ذكي على أنه ؟والسؤال هو ما جودتهياة يلحظ كونا مالئما للحو ،كائن يتأمل قائمة شراء من األكوان الممكنة

ليس هناك شك أنه . ولوجود مراقبين ثم يبدأ العمل لخلقه ويهمل بقية األكوانحتى بهذا الشكل التقريبي فإن فرضية مصمم ذكي مطبقة على قوانين الطبيعة أكثر تفوقا بكثير من نظرية المصمم التي ذكرت في المقطع السابق والذي

. زات في مسيرة التطوريخالف قوانين الطبيعة من حين آلخر باجتراح المعج. يقارن من التصميم بالمعجزات إن التصميم بواسطة القوانين أكثر ذكاء بما ال

لو كنت كائنا علويا يريد أن يخلق كونا قابال للعيش ككوننا وأستطيع تحقيق و

-٢٧٠-

. فإنني لن أعتبر هذا عمال ذكيا جداببساطة بخلق ما أريد عندما أريد ذلك بدون إصالحها أو التحكم -وعة من القوانين التي تستطيع ولكن باختيار مجملتنظيم الذاتي والتعقيد الذاتي وأن تخلق ا أن تخلق كونا - بها من حين آلخر

ولذا ! حسنا فإن هذا يبدو ذكيا جدا بالفعل–ع الذاتي للحياة والوعي التجميوي ليس ذكيا المحبوب من حركة التصميم الذك»الذكي «يبدو لي أن التصميم

بالمقارنة مع مصمم لقوانين الطبيعة التي لها بحد ذاتهاقدرة ،على اإلطالق .مدهشة خالقة بدون الحاجة للتدخل أو للمعجزات

ألنه يقبل بأن يقوم الكون ال يتعارض التصميم الذكي للقوانين مع العلمليست . بيعيبإدارة نفسه بقوانين فيزيائية وأن يكون لكل شيء يحدث فيه تفسير ط

زة لنشوء تحتاج حتى إلى معج الو. هناك معجزات سوى معجزة الطبيعة ذاتهاألن االنفجار الكبير قد يكون حدث ضمن مجال القوانين الكون في المقام األول

إما باستخدام الكونية الكمومية لتفسير منشأ الكون من ال شيء أو يزيائية أيضا الف .مؤبدبافتراض شيء ما مثل التضخم ال

ويمكن النظر إليه على أنه ، عن الكون مسؤولإن مصمم القوانينإن نوع اإلله . لوجود الكون عند كل لحظة لكنه ال يتدخل بعمله اليوميحافظ

يعترف كثير من علماء الالهوت الذي أصفه يقترب كما أعتقد من النوع الذي مصمم ذكي من ولكن حتى هذه النسخة. باالعتقاد به–قليل من العلماء و–إن االعتراض المحوري إلدخال مثل هذا . ال تخلو من نقاد»بال معجزات«

وما لم . الكائن إليضاح المظهر الرائع للكون هو الطبيعة االعتباطية للتفسير فإن مجرد المصمم العظيم خر لالعتقاد بوجوديكن هناك مسبقا سبب آ

إنه يقوم فقط بسد . اإلطالق ال ينبئنا بشيء على»اهللا فعلها«اإلعالن بأن وهو سر وجود مصمم – بسر آخر – وهي سر مالءمة الكون للحياة –فجوة . ولذا فإننا لم نتقدم خطوة واحدة إلى األمام. ذكي

-٢٧١-

جيب أن يكون املصمم الكوني خارج الزمان

فالزمان جزء من . هناك أيضا المشكلة الكبيرة جدا المتعلقة بالزمان خالق –ولذا على أي مصمم . ال ينفصل عن المكان والمادةالكون المادي

على اإلله أن يكون أي. للكون أن يتسامى فوق الزمان والمكان والمادة أيضالقديس كان ا .أن يكون مصمم الزمان وخالقه إذا أريد له الزمان خارج

ية تقول بأن اهللا كائن ال وقد أسس مدرسة فكرأغسطين مدركا لذلك جيدا كما (. ١٢ولكنه خارج الزمان بأكملهفقط ليس بمعنى أنه حي لألبد ني زما

ال يؤيد معظم علماء و .شرحت سابقا يمكن أن يكون للزمان بداية ونهايةالصعوبة إن. )الالهوت أن يبدأ اهللا مع بدء الزمان وأن ينتهي مع نهايته

يعني ذا ما. هي في جعل فكرة التصميم مفهومةبالنسبة لمصمم ال زماني مسبقا رة البشرية فإن المصمم كائن يفكر في الخب؟»بال زمان«تصميم شيء

»التفكير«ولكن . معقوالثم ينتقي خيارا خيارات بعمق في عواقب بعض ال . هي أوصاف ال بد أنها زمانية»مسبقا «و

فستنشأ »تصميم ال زماني«وحتى لو قبلت فكرة غامضة نوعا ما عن كون هل من الممكن أن ي. خيار المصممخصائص مشكلة أخرى تتعلق ب

لو ؟أو اختار أن ال يصنع كونا على اإلطالقالمصمم قد اختار كونا آخر، أن و، كان الجواب ال فلن يكون للخالق بديل سوى أن يخلق هذا العالم

. »مصمم« ولذا لن يستحق لقب –اليلعب أي دور على اإلطالق في التفسير –جزء من الكائن اإللهي بدال من أن تكون مخلوقا منه الطبيعة إلى تختزلو

ومع ذلك يعتقد المسيحيون . في الحقيقة يمكننا أن نستبعد فكرة المصمم كليةفهم يعتقدون أن اهللا خلق هذا العالم . تقليديا بشيء مختلف عن هذا تماما

ولكن هذا .ال يخلق العالم أي أن اهللا كان حرا لو شاء أن :بالذات بإرادة حرةلماذا : ألن بإمكاننا السؤال عندئذ معه مجموعته الخاصة من المشاكل يجلب

عالم بقدر أو من عالم بدال من عالم ال حياة فيه الهذااختار اهللا أن يخلق

-٢٧٢-

فستنتهي سلسلة »إنه غير مفهوم«إذا كان الجواب هو . من المعاناةأعظم ر كان أعمى فسيضيع عنصرإذا كان الجواب هو أن االختياو. التفسيرات

فسيختزل الكون إلى فقط ألنه لو كان االختيار جذابا ، التصميم مرة أخرى صنع العالم كان قرارا عميقا كان بأن قرارولكن لو أن الجواب . لعبة إلهية

ليسأل عن مصدر هذه عن طبيعة الخالق فسيتشجع المرء مقدرا ناجماووهذا شكل من أشكال ؟م المصمممن صم وبعبارات أخرى .الطبيعة

.»؟من خلق اهللا«المعضلة القديمة

)بعضها مبالغ فيها(ختمينات حول طبيعة ا

يالي لعالم تأتي إحدى طرق تجنب معضلة خالق الخالق من اقتراح خ قدمه ضمن سياق نظرية الكون Edward Harrison الكون ادوارد هاريسون

وأن من الممكن خلق اك عددا من األكوان المرء أن هن إذا قبل .١٣المتعددا ليست فإنه، األكوان بعمليات طبيعية بقوانين وثوابت وظروف أولية مختلفة

قبل مصمم بأن كوننا هو الناتج المصمم منسوى خطوة قصيرة لالفتراض شوائية يتخيل هاريسون مجموعة ع. في كون أسبقذكي تطور بشكل طبيعي

األكوان الجيبية فيها إلى نشوء الحياة و الذكاء من األكوان حيث تؤدي بعضيطور أحد هذه األكوان ذكاء فائقا متقدما تقنيا إلى الحد و. بالصدفة المحضة

بواسطة على سبيل المثال (الذي يمكنه خلق أكوان مولودة بحسب الطلب تصمم هذه األكوان الوليدة عن قصد لتالئم و. )التحكم في آلية توليد األكوان

تطور بواسطة منتج إله طبيعي وسيكون كوننا عندئذ. نشوء الحياة والمراقبين تاريخ ولمثل هذا الكائن. عمليات التطور الداروينية القديمة في كون سابق

كان . demiurgeويشار إليه عادة بالكلمة ديمورج طويل في الفلسفة الدينية كان عليه أن يعمل نه مع ذلك ولك خالقا قويا للعالم الذي نراه ديمورج أفالطون

كما يء إن الديمورج ليس قادرأ على كل ش. ضمن الموارد والقوانين المتاحة

-٢٧٣-

إله هاريسون ديمورج متفوق ألنه ولكن . اهللا في الديانات التوحيدية هو قوانين الفيزياء منخفضة الطاقة بتشكيل وأيضايستطيع اختيار شكل المادة ولكن على الرغم .١٤ن منظر نظرية األوتار مثالكون في المنطقة المالئمة م

أو أبة نظرية (M/ من ذلك ال زال هذا اإلله ملزما بقوانين نظرية األوتار .وبفيزياء آلية توليد األكوان) موحدة أخرى يمكن للمرء تصورها

لهويل الذي تعمد »الذكاء الفائق«يحمل تخيل هاريسون أصداء من Olafع النجم في رواية أوالف ستابلدون ن وبصا»ياءاللعب بقوانين الفيز«

Stapledonكره هويل اإلله المسيحي التقليدي الذي يخلق العالم .١٥ الشهيرة المخلوق : ألن هذا يوحي بقلب العالقة بين الخالق والمخلوق كخيار حر

ان اإلله ال يحتاج لخلق إذا كو. يعتمد على اهللا لكن اهللا اليتأثر بعملية الخلق يمكن تجنب هذا ؟فلماذا تكلف عناء عملية الخلق إذنيتأثر به الالعالم و

.١٦»بدعم الكون له«فقط قي كما يشير هويل إذا وجد اهللا المخاض المنطبدل أن ) أو الكون المتعدد(وبهذا عنى هويل أن اإلله يوجد ضمن الكون

.يكون أسمى منهلة في ورقة غريبة عن أفكار مماثAndrei Lindeعبر أندري ليندي

ة فائقة تتحكم فيها وجود حضارقسا ن»الفن الصعب في خلق الكون«بعنوان بدرجة الحرارة والضعط والحقول الخارجية بحيث تشكل والدة كون بفيزياء

إلرسال رسالة إلى أولئك الذين سيعيشون «منخفضة الطاقة يشجع نشوء الحياة الموضوع الذي تناوله هاينز »رةرسالة في قارو«وكان كون . ١٧ »في الكون

كانت قوانين الفيزياء الرائعة حيث تساءل فيما إذا Heinz Pagelsباغل :رسالة من الديميرج – »شيفرة الكون« التي دعاها –المشجعة للحياة و

إنما يفكون رسالة الديميرج ، إن العلماء وهم يكتشفون هذه الشيفرة«ال يمكن ألي عقل بشري أن . خلق الكونوالحيل التي استخدمها ل، المخفية

١٨ م– ائزة الكونيةاجل

-٢٧٤-

يرتب لمثل هذه الرسالة المتسقة الخالية من األخطاء والعبقرية والغريبة .١٨»ال بد أنها من صنع كائن خارجي ذكي . أحيانا

مجرد هو»الذكاء الخارجي« ليبين أن ديميرجه أوجاهد باغل »ه من الشيفرةأخرج نفس«وأن الكائن المذكور قد تجربة فكرية ممتعة

المبدأ James Gardnerوالءم الكاتب العلمي جيمس غاردنر . بطريقة ماتتلخص فكرته في و. »الكون الحيوي األناني«العام نفسه مع ما أطلق عليه

أن الكون نظام ذاتي التنظيم وذاتي التوالد تظهر الحياة والذكاء فيه لتخلق بشكل »أزرار آلة المصمم« عوالم جديدة لها حياة وذكاء بحيث تتناغم

صديقة للحياة تكون القوانين والثوابت «يكتب و»بحسب النظرية«مالئم في دورة من قبل كائنات حية فائقة الذكاء عمدا بالضبط ألنها صممت

.١٩» للحياة-كونية سابقة لمنح كوننا القدرة على تناسل مانح ا عن تفسير لمالءمة في بحثن. حان الوقت اآلن للقيام باختبار الحقيقة

تراوحت من المثيرة مشوشا من التخمينات الكون للحياة صادفنا مزيجاقة صممت من قبل احتوت بعض األفكار أكوانا ملف. إلى المتهاوية جدالك الخصائص التي يمكن تصورها أكوان متعددة تمت منخالقين ملفقين و

تتطور بشكل طبيعي هة بيهة باآللواآلن من كائنات فائقة الذكاء ش هاكلولكنها تستمر بعد ذلك لتخلق أكوانا بكاملها ألغراضها الخاصة أو لتتحكم

ائعة ألدب الخيال العلمي تقدم هذه النظريات الخيالية كلها مادة رو. فيهاولوال أن من بين المخمنين . العلم المحترف المسلي مخلفة وراءها حقل

إن اندفاع بعض . بدون أي جداللرفض النقاش بعض العلماء الممبزبن شاهد على الطبيعة ستكشاف مثل هذه األفكار الغريبةالعقول الكبيرة ال

وعلينا أن نفهم بطريقة ما كيف تتصل الحياة . الصعبة للمسائل المطروحةا ولكن حتى لو كن. )ما لم نستبعد هذا االتصال على أنه خيالي(بعلم الكون

-٢٧٥-

القبول بإله طبيعي كفرضية فعالة فإن ومستعدين لتعليق عدم اإليمان .المهمة ال تزال نصف منجزة

اإلله ككائن الزم بالضرورةإن العيب الرئيس في إدخال فكرة الديميرج واإلله العادي هو أنها

وعلى المرء أن يفترض أن نوعا من . تعالج التفسير النهائي للوجودالتمكن اإلله أو اآللهة من الكون أو الكون المتعدد وجد مسبقا قبل أن ي

ومن غير المحتمل أن يولد هذا انطباعا جيدا لدى علماء الالهوت . الظهور خارج األكوان عند فهم يحاججون لصالح وجود إله سام وخالد. المحترفين

»من صنع اإلله« لقد واجه الالهوتيون حجة. مسؤول عنهااألزمان و كلإن المبدأ . ثور على أجوبة مهمةكان لديهم الوقت الكافي للعو، لقرون

وبدال من ذلك فاإلله كائن . هو أنه ليس هناك خالق لإللهالمسيحي التقليدي ا . بذاتهالزم كائن –بالضرورة وبعبارات أخرى فمن المستحيل منطقي

. ال معنى لها»ال إله«إن حالة . لإلله أن ال يوجدذا االستنتاج صحيحا ل هليس من الواضح بالنسبة لي فيما إذا كان مث

حترفين ال يزالون يتخاصمون وحتى الفالسفة الم(أو متماسكا فكريا منطقيا فالمسيحيون مثل كل . كان كذلك فإننا لن ننتهي لكن حتى لو و٢٠)حوله

اهللا موجود فهم بحاجة ليبينوا ليس فقط أن ولذا. الموحدين يؤمنون بإله واحد و إال –بالضرورة أيضا) ليس كمثله شيء(ولكنه متفرد بصفاته ، بالضرورة

فسيكون هناك عدد ال يحصى من الكائنات الموجودة بالضرورة يخلقون أكوانا بأنه كلها فال نزال نواجه المشكلة ل وحتى لو أمكن حل هذه المسائ. ال تحصى

العالم بالضرورة على الرغم من ضرورة وجود اهللا وطبيعته إال أنه لم يخلق لكن أجراس اإلنذار . أن يفعل ذلك فقط اختاركنه عوضا عن ذلك ولكما هو ٢١؟ ضروريةلضرورة أن يتصرف بطريقة غيرهل يمكن لكائن با. تدق اآلن

كما هو ضروريا لو كان اإلله. ظاهريا ال يبدو األمر كذلك ؟هل هذا معقول

-٢٧٦-

ومع .٢٢الخيار تتبخر وبالتالي فإن حرية .فإن خيارات اهللا ضرورية كما هيللتوفيق و ،لإللتفاف حول هذه المعضلةك هناك تاريخ طويل من المحاوالت ذل

بالتأكيد فإنني ؟مشوش .٢٣مشروط يعتمد عليه بين كون بالضرورة وبين إله. لست فيلسوفا متميزا بما يكفي ألقيم هذه التفاسير التي تصبح تقنية جدا. كذلك

فيما إذا كان أن يثار السؤال إن هذه الحجج مجردة ومعقدة وصعبة وال بد . وأكثر قبوالاإلنساني أسهل إدراكا / تفسير الكون المتعدد شيء مثل

.فقط لو كان هذا صحيحا

؟من صمم الكون املتعدد فإن فكرة منطقية اهللا قد دخلت في مخاضة وجودية وإذا كانت فكرة

يسأل ببراءة من وكما يمكن للمرء أن . أفضل بقليل فقط تعتبر كون المتعددالذا يوجد كون أن يسأل لمايمكن للمرء أبضا ، أو من صمم المصممخلق اهللاوعلى الرغم من أن الدافع القوي لتقديم فكرة . من أو ماذا صممهمتعدد و

. الكون المتعدد هو التخلص من الحاجة للتصميم إال أن ذلك ناجح جزئيا فقطعدد الشائعة تقوم فقط ذج الكون المتفإن نماومثل الصدمة المعروفة في سجادة

من كون إلى ترفعها درجة في المستوى –المشكلة من مكان إلى آخر بنقل ولتقدير ذلك على المرء فقط أن يسجل االفتراضات العديدة التي . كون متعدد

.تؤسس لنظرية الكون المتعدد. ييجب أن تكون هناك آلية لتشكيل األكوان مثل التضخم األبد: أوال

في حالة –انونية تشتمل هذه اآللية على عملية طبيعية شبه قأن يفترض وولكن هذا يثير . كمومية ألكوان جيبية بالضبط»نوىتشكل «التضخم األبدي

هذا عدا عن قوانين الثقالة بما (السؤال الطبيعي عن مصدر القوانين الكمومية التي تسمح ) هذه القوانينفي ذلك البنية الطبيعية للزمكان التي تعتمد عليها

تقبل قوانين توليد األكوان نظرية الكون المتعدد النموذجية وفي. بالتضخم

-٢٧٧-

ثانيا على المرء و. فهي ال تأتي من نظرية الكون المتعدد نفسها: معطىكشيء أن يفترض أنه على الرغم من أن لألكوان الجيبية المختلفة قوانين مختلفة

إال أنه مع ذلك توجد قوانين من نوع ما في كل ، موزعة ربما بشكل عشوائيفهي : وأبعد من ذلك فإن هذه القوانين محددة تماما من حيث الشكل. كون

وبالفعل. )جمالية كنقيض لمبادئ أخالقية أو(رياضية توصف بعالقات الكون المتعدد الموضوع بأكمله مؤسس على افتراض أن من الممكن وصف ف

.الرياضيات) نحددة ممجموعة م(بواسطة إذا قبلنا أنه من الممكن التنبؤ بالكون المتعدد بواسطة ، وأكثر من ذلك

النظرية بشكلها الرياضي المحدد يجب أن تقبل فإن هذه M/نظرية األوتار ويمكن . أي أنها موجودة بدون الحاجة إلى تفسير– معطىعلى أنها شيء

بمشهد كثيف من – مثال N نظرية –للمرء أن يتخيل نظرية موحدة مختلفة مكنة التي يمكن وليس هناك حد على عدد النظريات الموحدة الم. االحتماالت

ومع ذلك من .... .Qونظرية P ونظرية Oنظرية :للمرء أن يخترعهاواآلن ربما يمكن . بدون تفسير– »الصحيحة« أن واحدة منها هي المفترض

من مستوى أعمق من ستخرج أن نظرية محترمة لكل شيء المحاججة ببرهنت عن ، طبيعية وأنيقةستحتوي على عالقات رياضية و، المحاكمة العقلية

هل يجرؤ –وسوف . نفسها للرياضيين النظريين نظرا لخصائصها المميزةبالتأكيد يعتبر الفيزيائيون (. تعطي إحساسا بالتصميم الذكي- ؟المرء على القول

وفي .)لنظريات أن عملهم صمم بعبقريةالنظريون الذين يصوغون مثل هذه اوكان . عمقها دليال موثوقا على الحقيقةالماضي كان جمال الرياضيات و

قة التي تربط الموضوع بعضه الفيزيائيون منجذبين إلى العالقات الرياضية األنيولكن . منسجمةة وإيجاز يصهران الصفات المتباعدة بطرق ذكي بأسلوب وبعضا

وهنا فإننا . مسائل تتعلق بالجمال والذوق– جديدا إلى النقاش هذا سيجلب عامال جميلة بالنسبة لصانعيها Mفقد تكون نظرية . متحركة بالتأكيدنقف على رمال

-٢٧٨-

الذين يعتقدون أن نظريتهم هي Nولكنها قبيحة يالنسبة لمنظري النظرية .وهكذا... ...سيخالفون الفريقين معا O ولكن منظري النظرية. األجمل

لو كانت هناك نظرية موحدة هنائية فسيكون اخلالق بال عمل

الوجود : دعني اآلن ألتفت نحو البديل العلمي الرئيس للكون المتعددواحد وهي النظرية التي تسمح بكون لكل شيء فريدةالمحتمل لنظرية نهائية

تذكر أن عددا من العلماء بمن فيهم بعض منظري نظرية األوتار.٢٤فقط معتبرين أولئك ،الكون المتعددثل ديفيد غروس يستهزئون بنظرية م، البارزين

وهم مقتنعون بأن نظرية فريدة تصف . »متخاذلون«الذي يروجونها على أنهم رية عالما فريدا حيث تكون القوانين والثوابت كلها محددة جيدا من قبل النظ

لقد أشار آينشتاين مرة . دا وربما في يوم قريب ج–ستظهر في نهاية المطاف لو .»إذا كان هللا أي خيار في خلق الكون«إلى أن أعظم ما أثار اهتمامه هو

فالكون يجب أن يكون على الحال التي هو : كان غروس محقا فالجواب الوإذا لم يكن . هناك كون واحد فقط يمكن أن يكون متسقا ذاتيا رياضيا. عليها

لن يكون هناك شيء و. اك لزوم ألي كائن يختار فلن يكون هنهناك خيار . للخالق ليفعله ألن الكون سيكون بالضرورة على ما هو عليه

قد تبدو جذابة إال أن »عدم وجود عامل حر«على الرغم من أن فكرة لو كانت صحيحة فإنها ستترك صداقة الكون للحياة معلقة على . هناك مشكلة

فتراضية فريدة صدف أنها بالضرورة تسمح وهنا نظرية ا. أنها صدفة بحتةألخذ بعض الفكرة عما نحن مدعون ! كم هذا مالئم جدا . بوجود الحياة والعقل

الذي يعرف على أنه حاصل قسمة π فالرقم .٢٥لالعتقاد به خذ مثاال على ذلكولكنه . اكتشف من قبل مهندسين في اليونان القديمةها محيط الدائرة على قطر

تمتد من حركات من السياقات في العالم الطبيعي يظهر في عددمع ذلك πويمكن للمرء أن يقول أن . الكواكب إلى األشكال التي تصنعها األمواج

-٢٧٩-

عنه كنسبة ألرقام يمكن التعبير الولكن. مبني في داخل بنية الكون الماديعلى ولكن يجب تمديده ) فهذا ليس منطقيا باستخدام المصطلح التقني(صحيحة

ويمكن . بدون أية نهاية لسلسلة األرقام، ٣,١٤١٥٩٢..... :شكل رقم ال متناهوتظهر . ٠ و١أيضا التعبير عنه كسلسلة من أرقام ثنائية ال متناهية من ال

أن هذه السالسل من األرقام الثنائية والعشرية عشوائية االختبارات اإلحصائية أي دليل على اإلطالق πن األرقام ل وال تقدم معرفة المليون األول م. تماما

.على الرقم واحد بعد المليون عرض على πتصور بعد ذلك أن التعبير الثنائي الالمتناهي للعدد

٠ يعادل بيكسل المع و١شاشة حاسوب على شكل صورة بسيطة بجعل ال وألن السلسلة .نهاية الرقم األول واالستمرار إلى ما ال بدءا من، بيكسل غامق

ومع . غير المثيرة»كرات الثلج«وائية فإنها ستولد شاشة بعد شاشة من عشوهي أن أي شيء ممكن سيحدث فإنها خاصة من خصائص العشوائية ذلك

– متناسقا ويعني هذا أنه في هذه الحالة فإن شاشة تحتوي شكال. آخراوأوال أمن . πئي للعدد ستكون هناك في مكان ما في أعماق التعبير الثنادائرة مثال

السهل حساب أن احتمال حدوث هذا الشيء ضئيل جدا على أساس أن يقوم كل πالحاسوب يعرض شاشة جديدة تظهر التعبير الثنائي المتواصل للعدد

لك ومع ذ. تزال لديك فرصة ضئيلة لرؤية دائرة والة عمر كامل ثانية طيلوينطبق المنطق . حدثأن هذا يمكن له أن يفهناك احتمال اليساوي الصفر

ولكن كلما تعقدت الصورة ل أكثر تعقيدا مثل صور الوجوه نفسه على أشكا .كلما تناقص احتمال رؤيتها على اإلطالق

وبعد دقيقتين يظهر وجه يبتسم تصور اآلن أن هذه التجربة أجريت رء إن القول بأن الم؟ما الذي يمكن للمرء أن يفهمه من هذا! على الشاشة

، ومع ذلك. فهناك شك قوي بوجود نوع من أنواع الحيلمجرد تهوين سيدهش وليست . مثبت بشكل فريد بقواعد الرياضياتπفإن التعبير الثنائي عن العدد

إذا كان هناك وجه فإنه موجود .»خلق وجه«هناك عوامل حرة للعب بها ل

-٢٨٠-

ير أكثر من وال نحتاج لنقديم أي تفس: بسبب المنطق الجامد لألرقام الحقيقية والشيء نفسه صحيح بالنسبة لنظرية كل شيء الفريدة بدون متحوالت . ذلك

إذا (تصف كونا يسمح بالحياة ، منطقها الرياضي الداخليوالتي كنتيجة لصدفة أن الحياة والعقل إذا كنت ال تعتقدوبالطبع . )كانت هذه النظرية موجودة فعال

ولكنني أعتقد أن . يد في هذه الحالة لن يفπفإن مثال العدد شيئان مميزان ويبدو لي أن . الحياة والعقل شيئان مميزان ألسباب سأشرحها في الفصل القادم

للحياة ولكنها مع ذلك تؤدي إلى وجود رياضية فريدة ال تقدم أية إشارة نظرية . πحياة غير قابلة للتصديق كما لو أن وجها قفز من بين األرقام األولى للعدد

ة هنائية فريدةنظري يبدو أهنا مزورة مسبقا

إن . وهناك حجة أخرى أكثر مباشرة ضد فكرة نظرية نهائية موحدةو غالبا ما تدعى . وظيفة الفيزيائي النظري هي أن يبني نماذج رياضية للعالم

من الواضح أنها بعيدة جدا عن الواقع لتؤهلها أن : هذه النماذج بنماذج لعبلنماذج أحيانا كنوع من ويشكل الفيزيائيون هذه ا. للطبيعةتكون وصفا جادا

ولكن عادة ألن نموذج اللعبة ،الختبار اتساق بعض التقنيات الرياضيةالتجربة يلتقط بدقة ناحية ما محددة من العالم الواقعي على الرغم من أنه غير قادر

المصغرة عن وتكمن جاذبية هذه النماذج . على التقاط بقية النواحي األخرىويمكن للحلول أن تكون مفيدة ، العالم الواقعي في أنها سهلة االختبار رياضيا

.للعالم الواقعي حتى ولو كان النموذج بكامله غير واقعيهو المستخدم لحل مشكلة بأقل من األبعاد الثالث ونموذج جيد على ذلك

ول ما بحقكنت مهت. لقد جربت كثيرا منها بنفسي في السبعينات. للمكانكان من الممكن أحيانا حل المعادالت تماما كمومية تنتشر في زمكان منحن و

وبالنسبة لبعض ظروف . بافتراض أن للمكان بعدا واحدا بدال من ثالثة أبعادولذا فقد ن اللذان حذفتهما دورا ثانويا يلعب البعدان اآلخرالواقعيالعالم ا

-٢٨١-

وال تصف مثل نماذج اللعب . احد دليال مفيداقدمت حساباتي القائمة على بعد و. ممكنةومع ذلك فهي تصف عوالم . هذه العالم الواقعي لكن بدائل أفقر منه

فقط وعلى أي شخص يريد أن يحاجج أنه من الممكن وجود نظرية واحدة أن يعطي سببا لكون هذه النماذج الرياضية التي ، ذاتيا حقا للكون–متسقة

لتي تشغل صفحات مجالت الرياضيات والفيزياء هي أوصاف ال تحصى وا .٢٦غير مقبولة نوعا ما لعوالم ممكنة منطقيا

ليس من الضروري اعتبار أكوان مختلفة جذريا من أجل برهان النقطة على سبيل : ونغير شيئا ما باإلجازةدعنا نبدأ بالكون كما نعرفه. السابقة

يصف هذا أال. ع كل شيء آخر على حالهالمثال اجعل اإللكترون أثقل ود يصرخ« ! توقف؟ناهيك عن كونه مختلفا عن كونناالترتيب كونا محتمال

ال يمكنك أن تثبت ثوابت الطبيعة .»أنصار نظرية عدم وجود عوامل حرةفبالنسبة لنظرية ما هناك شيء ! شاء وتعلن أن لديك نظرية لكل شيءكما ت

يجب أن يكون هناك إطار . جافة من األرقامأكبر بكثير من مجرد قائمةهذا .رياضي موحد تظهر منه هذه األرقام كجزء بسيط فقط من القصة

ولكن بإمكاني دوما أن أطبق مجموعة محددة من العوامل على عدد .صحيحوبالطبع . بالتجربة والخطأ إذا كان ذلك ضروريانهائي من البنى الرياضية ال

ولكن هذا حكم جمالي وليس حكما الرياضية قبيحة ومعقدة ذه البنىقد تكون هولذا من الواضح أنه ليست هناك نظرية فريدة لكل شيء إذا كان .منطقيا

. المرء مستعدا لقبول أكوان محتملة أخرى ورياضيات قبيحةوعلى الرغم من أن الحجة التي قدمتها تبدو غير قابلة للتحدي فإن

ين سيكونون راضين باالقتناع بادعاء أضعف من اإلدعاء العديد من الفيزيائيوبالتأكيد قد يوجد .بأن من غير الممكن أن يكون الكون مختلفا عما هو عليه

قة تصف أكوانا مختلفة عن عدد كبير من نظريات كل شيء الرياضية المتسفربما كانت هناك نظرية واحدة ، الكون بهذاولكن عندما يتعلق األمركوننا

وربما لو علمنا ما يكفي حول النظريات الموحدة فسنجد . ذاتيا–قط متسقة ف

-٢٨٢-

تالئم الحقائق ) أي نظرية واحدة(أن وضعا واحدا ألزرار آلة المصمم ليس مجرد قيم ثوابت الطبيعة ولكن أمورا أخرى –المعروفة عن العالم كلها

ومن الممكن أن ! مميزاسيكون هذا بالتأكيد شيئا. مثل وجود الحياة والمراقبيندا من الممكنة تصف عد )تعدم وجود متحوال(هناك عددا من نظريات تطبق الحقائقولكن واحدة فقط من هذه النظريات األكوان الوحيدة الممكنة

وبالتأكيد فإن هذه النظرية التي تشبه الكأس . المالحظة كلها حول هذا الكون دون اللجوء إلى التصميم Goldilockك المقدس الخيالي تحل معامل غولديلو

.الذكي أو الكون المتعددلماذا هذه النظرية : لكنها لسوء الحظ لن تقوم بذلك ألن السؤال يبقى

. »النظرية المختارة« هي – النظرية التي تسمح بكون مالئم للحياة –بالذات ي المعادالت الذي ينفخ النار فما«: فان هاوكنغ عن ذلك ببالغة أكثرعبر ستي

من أو ما الذي ؟ما الذي يقوم باالختيار من أو٢٧ »؟يخلق لهم كونا ليصفوهومن «ذا السؤال مماثل لمسألة ه »؟الموجود فعال« ليكون »الممكن فقط«يطور

»كمعطى«وال زال علينا أن نقبل . »من صمم المصمم« أو»خلق اإللهمن عدد ال يحصى يا واحدا نة واحدة ووصفا رياضوبدون تفسيرنظرية معي

وستكون األكوان الموصوفة كلها من قبل النظريات األخرى . من االحتماالت .جميعها جرداء تقريبا

ربما . »الكون المختار«وجد سبب على اإلطالق لماذا اختيرربما ال يغولديلوك معامل يزال كذلك فال وإذا كان األمر .اعتباطيا كان ذلك

Goldilockمختارة عشوائيانظرية كل شيء احتماالت أن تصف ما . لدينا ،ي هناك عدد من أوضاع األزرار المثبتة ف. ضئيلة؟كونا يسمح بوجود حياة

وبدون قبيحة رياضيا وآلة المصمم ممثلة أكوانا وحيدة عقيمة ممكنة منطقيات نفخ« هو الذي من هذه االحتماالت الكثيرة جداولو كان أي. متحوالت حرة

فلن نعرف عنه ألنه سيمر بدون ) من قبل مصمم ربما بذوق سيء (»النار فيه

-٢٨٣-

ولذا يبقى سبب كون هذا الكون مع العقل والحياة . أن يالحظ أ و يهتم به أحد .٢٨سرا كامال »الكون المختار«هو

ة عدم وجود متحوالت نظريتاجي هو أن نظرية الكون المتعدد وإن استنولكنهما تفسير طبيعة الكون المادي يمضيان بعيدا فياكالهم، حرة المزعومة

ونهائيا لصالحية الكون تفسيرا كامالوال يمكنهما أن يقدما ، مع ذلك ال يقدمان .أو لماذا وجد أصالللحياة

:ما الذي يوجد وما الذي ال يوجد ؟من أو ما الذي يقرر ذلك

مشكلة التي حيرت هي الوهذا النقاش بكامله اآلن إلى لبوصلنا :والعلماء آلالف السنينالفالسفة وعلماء الالهوت

!ما الذي يقرر ما هو موجودفإن هذا السؤال تي سجلتها في مقدمة هذا الكتاب بين األسئلة الكبيرة ال

النجوم –م المادي أشياء معينة يحتوي العال. األسئلة الكبيرة حقا هو من هذهلماذا توجد . حية على سبيل المثالالكائنات الالكواكب والذرات وو

على سبيل لماذا ال يكون الكون مملوءا ؟األشياء دون األشياء األخرى؟ .....أخضر رجراج أو بسالسل محبوكة أو بأفكار مفككةبجالتين ، المثالينشأ النوع نفسه من و. االحتماالت محدودة بسبب قدرة خيالنا فقطإن

، لماذا تطيع الثقالة على سبيل المثال. نين الفيزياءالمشاكل عندما نفكر بقواوعان من لماذا كان هناك ن؟التربيع بدال من مقلوب التكعيبقانون مقلوب

إن اللجوء . هكذا دواليك.... و؟ بدال من أربعة)- و(+ الشحنة الكهربائية الكونذاكلماذا «إلى الكون المتعدد ال يؤدي إال إلى إرجاع المشكلة إلى

إلى كون وحيد بدون متحوالت حرةاللجوء »كما أن ؟المتعدد بالذات »؟ النظرية بالذات تلكلماذا«موصوف بنظرية موحدة يستدعي الرد

-٢٨٤-

. هناك مخرج ولكنه صارم جدا؟ من هذه المعضلةهل هناك مخرج وأعني بذلك »طبيعية« مصطلح حاالت هناك اثنتان فقط مما يطلق عليهما

وليست اعتباطية أو ال مصمم ال منتقي وب أي تبرير إضافي وحاالت ال تتطلهذه الحالة بالتأكيد بسيطة . موجودال شيءالحالة األولى هي أنه . بدون سبب

ولكنها بكل وضوح وصفها بأنها أنيقة بطريقة موجزة أفترض أن من الممكن وعية الثانية ا الحالة الطبيأم. يمكننا بالتأكيد أن نستبعدها بالمالحظةو. خاطئة

أن يوجد هو يمكنهن كل شيء وأعني بهذا أ. موجودكل شيء فهي أن نستطيع أن نالحظ فال . إن نقض هذا الزعم أصعب بكثيراآلن .فعال موجود

الو. ليس مثل الدليل على عدم الوجودكل شيء في الكون وعدم وجود دليل مكان ماوجودا في ليس م٢٩نستطيع التأكد من أن أي شيء معين يمكننا تخيله

. أبعد ربما من مجال أقوى أجهزتنا أو في كون مواز آخر

؟هل من املمكن أن يوجد كل شيءإن أحد المناصرين المتحمسين لهذه الفرضية المتطرفة هو ماكس

التي »نفخ النار« كان ماكس يفكر في معضلة .Max Tegmark٣٠تيغمارك إذا كان « لقد تساءل. ) البيرة في بارجات زجاأثناء تناول بعض(ناقشتها مسبقا

من البنى الرياضية المتعددة واحدة فقطفلماذا اختيرت ، الكون رياضيا بذاتهالستعادة و . أساسي مبني في قلب الحقيقةيبدو أن هناك عدم تناظر »؟لوصفه

اقترح تيغمارك أن ، التخلص من الحاجة إلى كائن يختار الكونو، التناظر كامالولذا فإن هذا يمثل نظرية كون متعدد . »بنية رياضية تتعلق بكون موازكل «

الذي وصفته مسبقا، والمؤلف »القياسي«فإضافة إلى الكون المتعدد . بامتيازسيكون هناك شيء ، لها قوانين فيزيائية أخرى، من فقاعات أخرى في الفضاء

، د في المكان نفسهال توج) المستمد(فعناصر هذا الكون المتعدد «:أكثر بكثير .٣١»ومعظمها خالية ربما من مراقبين. الزمانولكنها موجودة خارج المكان و

-٢٨٥-

ذا ما«. ويعطي تيغمارك توضيحا للبنى الرياضية األخرى التي يفكر بها بدال، كما هو الحال بالنسبة للحاسوب، عن الزمان الذي بأتي بفترات متقطعة

٣٢»؟و ببساطة مضلع فارغ بعشرة أبعادذا عن كون ه ما؟من أن يكون مستمراعلى ( وهي بنى رياضية لها أبعاد كسرية -ويأخذ باالعتبار أيضا الكسور

وستكون هناك ٣٣. وهي غير منتظمة بشكل ال متناه) ٣/٣١سبيل المثال البعد وأكوان أخرى ، أكوان متناثرة هي مجرد مجموعة من النقاط بدون اتصال

وقد .٣*٤ لبيست مثل العملية ٤*٣ولكن العملية ،تحوي أشياء يمكن عدهالقدرة على حل ا– »hypercomputation حساب فائق «تسمح بعض األكوان بويدرس . كوننا الخطوات في عددا النهائيا من مسائل رياضية تتطلب

ويؤلفون النشرات العلمية ، الرياضيون هذه األنواع من النظم طيلة الوقتأيضا عالقة بالحقيقة ويقترح تيغمارك أن لها . ية الرياضيةكفروع للنظر، حولها

. في مكان ما–الفيزيائية هي أنه ٣٤ »كل شيء يصلح«إن ردة الفعل على كون تيغمارك المتعدد

وهي سكين ، يخرق بشكل فاضح أكثر القواعد أساسية في العلمو، معقد للغايةيء هو في الواقع أبسط ولكن تيغمارك يقول بأن كل ش. Occam's razorأوكام

من ، أكثر اقتصادية ي أنه غالبا ما يمكن تعريف الكلأ. من بعض الشيءفالبلورة . ويمكن إعطاء مثال قوي بالبلورة الالمتناهية. تعريف أي من أجزائه

. الالمتناهية التامة تتألف من شبكة منتظمة ومتجانسة من الذرات بدون أي حدبتحديد المسافة الفاصلة بين الذرات ، اطةويمكن وصف بنيتها تماما ببس

تصور . التصريح بأنه ال يوجد للشبكة حدودو، التوضع الكليو، المتجاورةاآلن إزاحة مجموعة ال على التعيين من الذرات من هذه البلورة الالمتناهية

للذرات و، بحيث يحتفظ بالترتيب ثالثي األبعاد للبلورة األصلية ،التامةالطريقة فقد قسمت المجموعة األصلية من الذرات إلى بهذه . المزاحة

-٢٨٦-

وصف مجموعة بالتعريف ال يمكن و. مجموعتين فرعيتين محددتين عشوائياالذي تحتويه المجموعة أحرف المعلومات من عشوائية بعدد أصغر من

فعليك أن تحدد ، على سبيل المثال إذا أزحت مليون ذرة عشوائيا .٣٥نفسهاولذا فإن كل مجموعة فرعية . علومات لتحديد العمليةمليون حرف من الم

ولكن ضع . عبارة عن شيء معقد يحتاج إلى كثير من المعلومات لوصفهفستحصل على شيء ، المجموعتين الفرعيتين مع بعضهما بعضا مرة أخرى

.من السهل وصفهبسيط جدا و

ون وعلى الرغم من ثقالة اقتراح تيغمارك الظاهرية إال أنه ليس بدبسبب احتمالية ، مزحلقة نوعا ما في الرياضيات»كل شيء«إن فكرة . مشاكل

تعود هذه إلى المشاكل المعروفة جيدا التي تكمن و. مجموعات اإلشارة الذاتية Bertrandمثل معضلة حالق برتراند رسل ، في األسس المنطقية للرياضيات

Russell .يقصون شعرهم فحالق القرية يقص شعر كل الرجال الذين ال فهو ، لو كان الحالق يقص شعره بنفسه؟فمن يقص شعر الحالق إذن. بأنفسهم ولذا فهو ال يقص شعره مجموعة التي ال يقص الحالق شعرها،ينتمي لل

! يقص شعرهفإن الحالق هو من ، ولكن إذا كان ال يقص شعره بنفسه. بنفسهاألحجية ن هذهإ .يحصل المرء على هراء متناقض، الطريقتينبكلتاو

إنها تضع اليد على جذور : الصغيرة أكثر من أن تكون مجرد استطراد مسلتنفي أية محاولة بسيطة لتعريف الرياضيات و ،االتساق الرياضي نفسها

حتى الرياضيات األساسية . بمجموعات أشياء تتبع مجموعات من القواعد .٣٦نفسها قابلة للتسوية

بمصطلحات مارك هو أنها صيغت على فكرة تيغاالعتراض الثانيوهذا بالطبع ليس مستغربا جدا من نظرية بنيت من قبل فيزيائي . رياضية

. رياضي ودعمت باكتشاف أن الطبيعة هي في الحقيقة رياضية في الشكل

-٢٨٧-

فليس هناك سبب على اإلطالق »أي شيء يصلح«لكن إذا كنا في مقاطعة و كان الكون لماذا يستدعي السؤالإن فعل ذلك . لحصر أنفسنا في الرياضيات

بالتأكيد تصور أكوان متعددة تعرف نستطيع ؟ ذلكمن قرر: المتعدد رياضيا، مجموعة كل األكوان الممتعة جماليا، على سبيل المثال .بطرق أخرى

، مجموعة كل اآللهةو، أو األكوان الشريرة، مجموعة كل األكوان الجيدةو، وحتى ضمن الحقل العام للرياضيات .مجموعة كل الحقائق االفتراضيةو

يمكن للمرء أن يختبر قواعد المنطق القياسية التي أسست عليها الصيغ ويتصور كونا متعددا بمجموعة كل األشياء المشتقة من كل أشكال ، الرياضية

فيجب أن تكون كل ، لو كنت تعتقد حقا أن كل شيء موجود. المنطق الممكنة . رى موجودة هناك أيضااألكوان المتعددة األخ

لكن القليل جدا من الناس يرغبون أن يمضوا مع تيغمارك ؟ ربما كانت هناكحتى أولئك الذين يؤمنون بنوع ما من الكون إن معظم العلماء . إلى كامل المشوار

وهذا يعيدنا إلى المشكلة . يتوقفون قبل افتراض أن كل شيء حرفيا موجود، المتعدد ؟ ما الذي يقرر ما هو موجودواجهناها في بداية هذا المقطعتي األساسية ال

أصل القاعدة اليت تفرق بني ما يوجد وبني ما ال يوجد

فيجب أن يكون هناك وصف أو قاعدة تحدد لو أن كل شيء موجود . »في الحقيقة غير موجود ولكنه –المحتمل « من »الحقيقي«كيف نفصل

ما الذي يحدد؟القاعدة الني تفصل بينهماما : وعندها تبرز األسئلة المحتمة - وجد- ربما – الذي –ويفصله عن ذلك ، يوجد- الذي–بالضبط ذلك

الممكنة الذي من بئر الكيانات هل هناك شيء ما يسحب؟ لم يوجد- ولكنه هل هناك شيء ما؟يمنح أعضاءها شرف الوجودال قعر له مجموعة و

-٢٨٨-

. لتقوم بوصفه كونا أو كونا متعددا خلق لها وي»ينفخ النار في العالقات« » بنفخ النارمن يقوم«ال نحتاج فقط أن نميز. وال يقف اللغز عند هذا الحد

ولكننا نحتاج أيضا ألن نفكر بأصل ليطور الممكن فقط إلى الموجود فعال الذي ال تنفخ القاعدة التي تقرر ما الذي تنفخ فيه النار وما–القاعدة نفسها

تنطبق تلك القاعدة بدال من قاعدة لماذا و؟أين أتت تلك القاعدة من .فيهمن نسخة معينة ألم نعد إلى؟ كيف اختير الشيء الصحيح باختصار؟أخرى

ينفخ « و»القاعدة«يختار، منتق هو كائن بالضرورة/ خالق/ كائن مصمم ؟ فيها»النار

هي عات الذي يظهر ثالث مجمو٢٦لخصت هذه األفكار في الشكل مجموعة األشياء التي يمكن للمالحظين المحتملين جميعهم أن يلحظوها

ة فرعية مجموع–ويمكن لهذه المجموعة أن تكون جزءا . من حيث المبدأويستبعد . Bوالتي هي محصورة ضمن الحد من مجموعة كل ما يوجد –

ال تزال ضمن حدود تي من المجموعة الفرعية ذات اللون األخف والما المنطقة غامقة اللون أ. أكوان ال تملك حياة وال مراقبين B المجموعة

فهي مجموعة األشياء التي يمكن من Bعلى الجانب اآلخر من الحدد شكلوي. حيث المبدأ أن تكون قد وجدت ولكنها في الواقع غير موجودة

أي –مجموعة تمثل كل المحتمل منطقيا اتحاد هذه المجموعات الثالث . من حيث المبدأ أن يوجدكل الذي يمكن

كيف تتعلق المحاوالت الثالث لشرح الكون بهذه نرى دعناإن . أوال نظرية كل شيء بدون متحوالت حرة اعتبر .المجموعات

هناك كون واحد : غير موجودAأن الحد مناصريها يعلنون ببساطة تامة لفكرةقيمة لديهم الو) ٢٧انظر الشكل (المالحظ وهو الكون –فقط

. A ولذا فقد أزيل الحد ال ترى ألنها بدون حياة»أكوان أخرى«وجود وال تملك نظرية كل شيء ما . Bولكن لسوء الحظ ال زال هناك الحد

.لقد ترك كسر غامض: Bتقوله حول الحد

-٢٨٩-

الوجود ضمن غالف٢٦الشكل أجري تمييز . وصف بياني لمجموعة كل الذي من المحنمل مبدئيا أن يوجد

وضمن المجموعة . ما يوجد فعال وبين ما يمكن أن يوجد ولكنه غير موجودبينوقد ترك .تتألف من كل الذي يمكن مبدئيا مالحظته، األولى هناك مجموعة فرعية

أكوان (أشياء أخرى موجودة ولكن ال يمكن مالحظتها ، من هذه المجموعة خارجا تطبيق المبدأ اإلنساني على ويمكن. )على سبيل المثال، ال تسمح بوجود الحياة

لنقرر (Bولكن ليس على الحد ، لتفسير لماذا نالحظ كونا يسمح بالحياة، Aالحد .)القاعدة التي تفصل بين ما يمكن أن يوجد من الموجود فعال

A يتفق مناصروها على وجود حد ؟كيف تقيم نظرية الكون المتعددمهما كان (لتفسير حجمه وشكله اء المراقب أو تأثير انتقويستدعون المبدأ اإلنساني

ومرة أخرى فال يمكن لهذه . )حتى اآلن فإننا ال نعرفهما – حجم والشكلذلك ال الحد الفاصل بين – Bالحد ، النظرية أن تساعدنا على رسم حدود المجموعة الثانية

. أن يوجد ولكنه غير موجود يمكنمجموعة كل الذي ووجدالذي يمجموعة كل وربما كان بإمكان نظرية الكون . أبعد عن متناول المنطق اإلنسانيBحد إن ال

المبدأ االنساني أن تفسر لماذا كان الكون صديقا للحياة ولكنها ليست / المتعدد

١٩ م– اجلائزة الكونية

-٢٩٠-

فال تزال تترك . نظرية كاملة للكون على اإلطالق مهما كان االدعاء بعكس ذلكاآلن . Bأو ما الذي رسم الحد فمن جهة نود أن نعرف من . الكثير بدون تفسير

وبحسب منطقه فإن مجموعة كل شيء موجود : غير موجودBبحسب تيغمارك فإن الحد ولكن ما عدد الناس . )٢٨انظر الشكل (. مجموعة كل ما يمكن أن يوجد نفسهاهي

قد وعندما يتعلق األمر بمسألة الوجود يعت؟يمضوا في التفكير إلى هذا الحدأن المستعدين حقا ؟ ولما ذا تلك األشياء بالذات؟ولكن ما هي .معظم الناس أن بعض األشياء قد استبعدت

؟ما ذا لو كان هناك كون واحد فقط: ٢٧الشكل

يصف هذا الشكل أيضا كل ما يمكن من حيث المبدأ أن ٢٦كما في الشكل نظرية ويأمل بعض الفيزيائيين أن يكون هناك كون واحد محتمل يتسق مع . يوجد

هو هذا ما نالحظهوأن ، )Mعلى سبيل المثال نظرية (موحدة نهائية لكل شيء . فإن ما يالحظ هو كل ما يوجد، لو كانوا على حق. )يجب أن يكون هو(. الكون

سيكون من ولكن ما ال نالحظه اآلن ، يمكننا أن نالحظه كله في وقت واحد قد ال(ه النظرية الرياضية الفريدة لكل شيء تزال هذ ولكن ال. )نوع الذي نالحظه نفسه

بمقابل األكوان األخرى كون بالذات هو الكون الموجود ال تفسر لنا لماذا هذا الأكوان وصفت ، على سبيل المثال، »لم تنفخ فيها النار«الممكنة منطقيا كلها التي

ا والمرسومة هن، بنظريات موحدة أخرى ال تتالءم مع الحقائق المالحظة في كوننا .Bبالمنطقة ذات اللون الغامق على الطرف اآلخر من الحد

-٢٩١-

وبمصطلحات . االنتقاء اإللهيتقول النظرية الثالثة بأن هناك نوعا من ين عريضة تقول هذه النظرية إن اإلله أو مجموعة اآللهة هي التي تحدد الحد

A و B. أو وفي الالهوت المسيحي إما أن يتعالى اإلله عن األشياء الموجودة الحد بين اإلله : حد آخرولكن هناك اآلن سر أبعد و. يحتويها كمجموعة فرعية

.٣٧مجموعة اآللهة المحتملة جميعهاالموجود حقيقة و

قوة السلحفاةعزيت من قبل بعضهم إلى برتراند راسل ومن قبل آخرين (هناك حكاية شهيرة

حول ) ن التاسع عشر في القرWilliam Jamesإلى الفيلسوف األمريكي وليام جيمس وهاجمت وخالل الحديث وقفت سيدة في الخلف . محاضرة ألقيت عن طبيعة الكون

تستقر األرض على ظهر فيل ضخم يقف : كيف خلق الكون تعرفالمحاضر مدعية أنهالكن . ورد المحاضر المندهش بالسؤال عما تقف عليه السلحفاة .فوق ظهر سلحفاة ضخمةإنها . قد تكون بارعا جدا أيها الشاب ولكنك ال تستطيع خداعي«السيدة ردت عليه بقوة

.)٢٩انظر الشكل (» نحو األسفللخطعلى طول ا سالحف

: لتيغمارك»أي شيء يصلح« الكون المتعدد ٢٨الشكل

أي كل األكوان الممكنة : بالنسبة لماكس تيغمارك فكل ما يمكن أن يوجد هو موجود فعالقد يستخدم . هي موجودة حقا في مكان ما ،ل البنى الرياضية الممكنةمنطقيا الموصوفة بك

المنطقة ذات ( من األكوان التي يمكن مالحظتها »الضئيلة«المبدأ اإلنساني ليحدد المجموعة هي مجموعة كل األشياء Aالبقية الموجودة على الطرف اآلخر من الحد . )الظل الخفيف

. والتي تمر بدون أن تالحظ–تي توجد وال –الممكنة التي يمكن أن توجد

-٢٩٢-

اوالت إعطاء تواجه محة الطريفة مشكلة ال يمكن تجنبها توضح هذه الحكايي الحياة اليومية لكي ف .كيف يمكن إنهاء سلسلة التفسيرات: وصف كامل عن الحقيقة

برج ال نهاية له–ولتجنب سلسلة ال نهائية . عليك أن تبدأ من نقطة ما شيئا »تفسر«أي أنه شيء »معطى«شيئا ما مرحلة ما أن تقبل بأن عليك في –من السالحف

للبرهان على و. يقبله اآلخرون على أنه حقيقة بدون الحاجة إلى مزيد من التعليل على أنها ٣٨يبدأ المرء ببديهيات الهندسة المقبولة ، نظرية هندسية على سبيل المثال

حاكمة عقلية تتدرج خطوة فخطوة الستنتاج صادقة بداهة ثم تستخدم بعد ذلك م حاملة سلحفاة فائقةوبااللتزام باالستعارة السلحفاتية تمثل بديهيات الهندسة . النظرية

وتطبق هذه الحجة . )٣٠انظر الشكل (تقف وتدعم نفسها بدون الحاجة لدعم إضافي .على البحث عن تفسير نهائي للوجود الماديالعامة نفسها

سالحف على طول الطريق نحو األسفل ٢٩الشكل

عالم الخبرة الفيزيائية حيث يفسر، يصف هذا المثال الفكاهي سلسلة ال متناهية . وهكذا ....بحقيقة أعمق والتي تفسر بدورها بحقيقة أعمق

إن . آخرفائقة لشخص ما هي مبعث تهكم شخص أن سلحفاة المشكلة هي دون متحوالت حرة سعداء بقبول عالقات تلك العلماء الذين يلتمسون نظرية كل شيء ب

تلك هي . الحاملةسلحفاتهم الفائقةعلى أنها ) Mعلى سبيل المثال نظرية (النظرية

-٢٩٣-

أن تستخدم كأساس و»معطاة«ويجب قبول العالقات على أنها . نقطة البداية بالنسبة لهما ربم( المتعدد ويقبل مريدو الكون. يؤسس عليه وصف الوجود المادي كلهال تفسير له الميكانيك الكمومي ذلك آلية لتوليد األكوان و بما في بحزمة من العجائب) عدا تيغمارك. سلحفاتهم الفائقةعلى أنها تطلبات التقنية المسبقة مجموعة أخرى من الموالنسبية و

. إلله موجود بالضرورة في الديانات التوحيدية هذا الدورويعطي علماء الالهوت ولكن . ذاتهاآلخرين الفائقة باألوصاف السلبيةسلحفاة ا الفرقاء الثالثة كل منويصف

ال يوجد حل منطقي لهذا الجدال ألنه ال بد في نهاية المطاف من اإليمان بسلحفاة حتما سيعكس قرار و) تقبل احتياطا كفرضية عاملةأو على األقل أن(. فائقة أو بأخرى

ال يمكنك استخدام العلم للبرهان .٣٩ لمعتنقيهامسبقالتحيزالثقافي الاعتناق أي منها وال يمكنك استخدام الدين للبرهان على عدم على عدم وجود إله في ما وراء الطبيعة

. وجود قوانين فيزيائية مدعومة ذاتيا

السلحفاة الفائقة٣٠الشكل

البرج الذي القاع له من السالحف في ( لتجنب سلسلة ال متناهية تفسر نفسها ، يمكن للمرء أن يفكر بسلحفاة فائقة حاملة، )٢٩ الشكل

كائن « علماء الالهوت ب ويدعوها .وتدعم نفسها بنفسها ،بنفسهالقد حاجج . وقد حاول بعضهم أن يبرهن أن كائنا كهذا موجود»بالضرورة

. بعض العلماء بضرورة وجود نظرية فائقة موحدة

-٢٩٤-

عبثيكثري من الناس يعتقدون أن الكون. إلى الطبيعة التقليدية للحجة المنطقية بمكن إرجاع جذر مشكلة السلحفاة

يقوم المشروع العلمي بكامله على افتراض وجود أسباب لكون األشياء على النية تربط الظاهرة مناقشة عقإن التفسير العلمي لظاهرة ما هو . ما هي عليه

وعلى . وهكذا ...ر عمقاقد يرتبط ذلك بدوره بشيء أكثو. أبسطبشيء أعمق وسبيل المثال فإن تغير القمر من هالل إلى بدر والعكس يفسر بحركة األجسام

نظرية النسبية في النظام الشمسي التي تفسر بقوانين نيوتن والتي تندرج فيأن تنتج يوما ما من نظرية في الثقالة ) كما يؤمل( والتي العامة آلينشتاين

أو (وباتباع سلسلة التفسيرات رجوعا . ية األوتارالكمومية كما في نظر تغير شكل القمر ولكننرى أن هناك بالفعل أسبابا منطقية ل) هبوطا السالحف

؟ ماذا بعد– السلحفاة األسمى –عندما نصل إلى النظرية النهائية المفترضة لماذا ؟بدال من نظرية أخرىلماذا تلك النظرية الموحدة : سأليمكن للمرء أن ي

لماذا هناك نظرية موحدة تسمح ؟هناك نظرية موحدة تسمح بوجود قمرن إن أحد األجوبة التي يمكن أ؟بوجود كائنات عاقلة يمكنها مالحظة القمر

يجب معالجة النظرية الموحدة ببساطة : سبب ال يوجد تحصل عليها هي أنهأو جود قمرتبعاد اتساقها بالنسبة لواس و٤٠»النظرية الصحيحة«على أنها

وإذا كان األمر كذلك فإن النظرية . مراقبين أحياء على أنه صدفة ال قيمة لهاتوجد بدون أي سبب على نفسها –ساس الحقيقة الفيزيائية أ–الموحدة لذا فنحن . عبثيإن أي شيء يوجد بدون سبب هو بالتعريف . اإلطالق

بالفعل النظام الرياضي –مدعوون لقبول أن البنية السائدة للعقالنية العلمية وليس هناك سبب على ! المطاف في العبثية متجذرة في نهاية–نفسه للكون

. اإلطالق لقوة الرفع العجيبة للسلحفاة العلمية الفائقة .من نظرية الكون المتعددي رد مختلف على مثل هذه األسئلة ويأت

صداقة مع الموحدةباطية وحيدة من القوانينفنقطة بدايتها ليست مجموعة اعت حيث يؤخذ للحياة غير مفسرة وبالصدفة ولكن مجموعة واسعة من القوانين

ولكن ما لم يختر المرء . عامل الحياة باالعتبار عن طريق انتقاء المالحظ

-٢٩٥-

فال يزال هناك سلحفاة أسمى غير مفسرة »أي شيء يصلح«مبالغة تيغمارك لى آلية معينة من توليد ع مبني ى هيئة نوع خاص من الكون المتعددعل

من عنصرولذا يحتفظ الكون المتعدد ب .األخرى كلها واألدوات األكوانلذا ولفائقة السالحف األخرى بدون سبب تحمل سلحفاته او. العبثاالعتباطية و

.عبثية أيضافالنظرية هي في نهاية األمر سلحفاة بدور الن الذين يقوم اإلله بالنسبة لهم إن الالهوتيين الموحدي

على األقل يعتقدون أوفهم . الفائقة لم يعودوا بحاجة للتفكير في المشكلة .اهللا كائن بالضرورةبأن بأن خطر العبثية النهائية ينقض بالقول، بعضهم

لوصف آلية ) ليست ناجحة( محاولة وكما شرحت مسبقا في هذا الفصل فهذهونها سنعود إلى والتي بد– اإلله يشرح وجوده ذاته - الحمل الذاتي

م مشكوكا فيها فكرة الكائن الالزكانت ومهما . االعتباطية والالعقالنية والعبثيةعلماء الالهوت بجد على األقل تفسير كيف تحمل سلحفاتهم الفائقة فقد حاول

. ذاتها بدال من اإلدعاء بأن ذلك يحدث بدون سبب

التفسري النهائي للكون جيب أن يكون بسيطا

بأن يكون عبثيا هدد من المواقف الثالثة التي ناقشتها بدا أن كال مربمامجموعة من : ناإليمايتطلب منا قبول نقطة بداية مبنية على و، في النهاية

كيف لنا أن نقرر بين . أو كون متعدد بقوانين فرعية أو إلهالقوانين الرياضية استخدم مارتن غاردنر . »البساطة« عند هذه النقطة نلجأ لحجة ؟هذه الثالثة

Martin Gardner عن وجود إله بدل كون متعدد البساطة ليدافعحجة: خالقه أبسط وأسهل لالعتقاد بما ال كيد فإن الحدس بوجود كون واحد وبالتأ«

وحاجج الالهوتي . ٤١»بقارن من وجود باليين الباليين من العوالم التي ال تعد نهائيا يشكل أيضا بأن إلها عاقال الRichard Swinburnريتشارد سوينبيرن ولذا فهو متعدد غير مفسرأو كون وحيد منظم من كون نقطة بداية أبسط

ومع ذلك فقد استخدم . ٤٢يشكل نقطة بداية مفضلة في سلسلة التعليل المنطقي

-٢٩٦-

معيار البساطة ليدلل على النقيض تماما Richard Dawkinsريتشارد داوكنز ٤٣ »! يمكنك أن تحصل على شيء أكثر تعقيدا من الرب تعالىال«معلنا أنه

أي اإلله الواحد (فعقل ال متناه : أن لدى داوكنز نقطة محقة هنا ويبدولكن االنتقاد . يبدو معقدا بشكل ال متناه وليس بسيطا على اإلطالق) التقليدي

ة من تناهييحتاج لكمية ال منهائي ن يوجه لكون متعدد النفسه يمكن أنهائي لالختيار بين إله ال وإذا انتهى األمر.٤٤ لتحديدهالمعلومات غير المثبتة

غير المرئية فأي التفسيرين األكوان من بين مجموعة ال متناهيةال مرئي ووالتوحيدية وفي النموذج يبدو أن اإلله المعروف في الديانات؟هو األبسط

لرابح إن ا. قدار نفسه من هذه الناحيةالقياسي من الكون المتعدد معقدان بالم سيكون نظرية الكون الوحيد »األبسط«بحسب معيار في هذه المنافسة الثالثية

إذا ضخمة ، وهي(إذا إذا وجدت مثل هذه النظرية و–رة بدون متحوالت ح واألنيق المأمول وليست مزيجا غير مقدس البسيطظهر أنها الوصف ) حقا

.من الرياضيات المعقدةأن المحاوالت الثالث كلها ، يجب أن يكون واضحا من هذا الفصل

تصطدم في النهاية – اثنتان علميتان والثالثة الهوتية –لتفسير الكون بكامله ولذا فهل هذا أقصى ما . باإليمان فقطبحائط و تتطلب قبول شيء مهم حقا

بدون أي جواب هل وصلنا إلى الحدود القصوى للتفكير ؟يمكن أن نذهب إليهلقد بدأت في هذا الكتاب لمعالجة السؤال لماذا كان . ال أعتقد ذلك؟منظور

وفي . منه»الحيوي«وأود اآلن أن أتعمق في الجزء . الكون صديقا للحياةوفي الكون . تمامامحايد وضعت الحياة والمراقبين في دور النقاش حتى اآلن

بدون فعل (في أكوان دون أخرى ولذا يوجد هؤالء ، المتعدد على سبيل المثالفهم كما يدعى ) أي العيش والمراقبة–أي شيء سوى ما يفعلونه عادة

على ، طالما عومل العقل والحياة بهذه الطريقةو. يفسرون صداقة الكون للحياة. سرا– فإن سر الوجود سيبقى كذلك لألبد للطبيعةأنهما ببساطة نتاج ثانوي وهو طريق ال يكون فيه العقل يمكننا استكشافه ولكن هناك طريق آخر .بل إنهما يلعبان دورا فعاال في تفسير الوجودوالحياة مجرد أشياء تنقل

-٢٩٧-

: النقاط الرئيسة أكثر من الفصول السابقة شخصية للمؤلفيحتوي هذا الفصل أفكارا

ü مصمما- مثل قابليته الغريبة للحياة -واحييبدو الكون من بعض الن . ما وراء لكن اللجوء إلى مصمم من. ويقترح بعض الناس أنه كذلك

ايا الفلسفية حول طبيعة المصمم وأصله القض الطبيعة يثير كثيرا من .عالقته بالزمانضرورته وفرادته وو

ü تصميم في مواد أو بين تصميم في قوانين الفيزياء ومن المهم التمييزهرة التصميم في الكائنات الحية تمتلك ظا. أنظمة مثل الكائنات الحية .مبنيا على نظرية التطور لداروين، تفسيرا قابال لالختبار علميا

ü متعدد مع انتقاء التصميم في القوانين بافتراض كونيمكن تفسير ظاهرةتعدد ليس التفسير الكامل للوجود ولكن الكون الم .» إنساني–أنثروبي «

. قوانين الفيزيائية غير المفسرة البعضألنه ال زال بحاجة إلى

ü كاملة ستفسر الكون »نظرية كل شيء«يعلق بعض العلماء آمالهم على لو كان مثل هذه النظرية صحيحا. بدون استدعاء تأثير اختيارالمراقب

ولكن وجود نظرية نهائية . فستكون صداقة الكون للحياة مصادفة سعيدة . فريدة أمر مشكوك فيه

ü ر ال بد فإن شيئا ال زال غير مفسد كل شيء يمكن له أن يوجد لم يوجما .ما ال يوجدأن يفصل بين ما يوجد و

ü يجب القبول بشيء ما حتى ) برج من السالحف(لتجنب سلسلة ال متناهية ولكن هذا الشيء يجب أن يكون إيمانيفي التوصيفات العلمية على أنه

. ما يمكنأبسط

ü لم ينته الموضوع بعد!

-٢٩٨-

-٢٩٩-

؟كيف حصل الوجود

؟هل كتبت الحياة في قوانين الكون

لخص ستيفان هاوكنغ منذ سنوات قليلة الميل السائد للعلماء حول مكانة الجنس البشري ليس أكثر من غثاء «وعبر عن ذلك بالقول . الحياة في الكون

علماء الكون وويردد معظم الفيزيائيين. ١»كوكب متوسط الحجمفوق كيميائي ارضا بالنسبة للعالم الفيزيائي،مقولة هاوكنغ ويعتبرون الحياة زخرفا تافها وع

ولكن هناك . وليست لها أهمية خاصة بالنسبة للمخطط الكوني الشامل لألشياءدوما أقلية معارضة تعتبر أن الحياة ليست مجرد منتج ثانوي عرضي للطبيعة

. ة الكونوإنما هي جزء هام جدا من قصأن المبدأ اإلنساني يرفع الحياة والعقل إلى مكان خاص في يبدو

كآلية انتقاء محايدة –ولكنه على الشكل الذي كنت أناقشه حتى اآلن . الطبيعةادة فهو ليس أكثر من إجراء إحصائي ضروري يشار إليه ع–في كون متعدد

Brandon Carterر وعندما أدخل براندون كارت. بالمبدأ اإلنساني الضعيف .٢فكرة المبدأ اإلنساني القويهذا المصطلح منذ ثالثين عاما استكشف أيضا

وفرانك تيبلر John Barrowالمبدأ فيما بعد من قبل جون بارووقد فصل هذا

Frank Tiplerالنسخة األقوى للمبدأ على أن الكون بشكل تقريبي تؤكد و.٣. فيه في مرحلة ما من مراحل تطوره أن يؤدي إلى ظهور المراقبينيجب

-٣٠٠-

أن طور الكون بطريقة غير محددة تات أخرى قدر لقوانين الفيزياء ووبعباروي وجود أكوان متعددة يحظر المبدأ اإلنساني الق وال. تنشئ الحياة والعقل

الطريقة فإن وبهذه .أن أكوانا بدون حياة ومراقبين غير موجودة لكنه يشترطالكائنات الواعية بصورة خاصة تعالج على أنها آلية مة والحياة بصورة عا

.انتقاء فعالةمن قبل عدد من بشكل صريح أو ضمني ساسية نفسها روجت الفكرة األ

Freeman Dyson وعلى سبيل المثال ذكر فريمان دايسون .العلماء البارزينلفلك التي نميز الصدف العديدة في الفيزياء وانما نتطلع إلى الكون وبي«أنه

دو كما لو أن الكون عرف بمعنى مايب، عملت مع بعضها بعضا لمصلحتنايقول عالم األحياء سايمون كونوي وبالطريقة نفسها .٤»أننا سنجيء

إذا شئت هناك« من جامعة كامبردج Simon Conway Morrisموريس .٥» في نشأة الكون نفسه حتمية الوعيمزروع

بأن وي بعض الدعم من االعتقاد الشائعقيلقى المبدأ اإلنساني الويصف . قوانين الكون»مبنية ضمن«ظهور الحياة محتم نوعا ما ألنها

الحائز على جائزة Christian De Duve دوف عالم األحياء كريستيان دو. ٦»ضرورة كونية«يدعو الحياة و»حبلى بالحياة«نوبل الكون على أنه

قول Stuar Kauffmanت كاوفمانلفيزيائي الحيوي ستيوارويردد اووراء . ٧» منزلنا في الكونداخل«فريمان دايسون باإلعالن أننا

المؤسسات ي الطموح الممول من وكالة ناسا و الحيو- البرنامج الفلكيب للبحث عن دليل على وجود ذكاء في الكواك SETIمشروع األخرى و

بكوكب األرض ة ليست صدفة محصورةيقع االفتراض بأن الحياالبعيدة المنحازة ذاتيا لمصلحة نتشرة ومحتمة لقوانين الفيزياء ولكنها نتيجة م

ولكنها جا ثانويا بالصدفة وبعبارات أخرى فالحياة ليست نات. علم الحياةولكن ، إن لمثل هذه الفكرة جاذبية واسعة. جزء أساسي من أعمال الكون

؟هل هي موثوقة

-٣٠١-

أخذ احلياة جبدلوصف شيء يذهب إلى قلب الطبيعة أساسي الكلمةيستخدم العلماء

وعلى سبيل المثال .يعتمد عليه بشكل حرج فهمنا األوسع للكون الماديوا ألنها تلعب دوأساسيةتدعى اإللكترونات والكواركات جسيمات را أساسي

وبالمثل . مستوى أعمق من البنيةء إلى دون اللجوفي شرح طبيعة المادةوالزمان والمكان . ألنها تفيد في تشكيل بنية الكون اسيةأسفقوة الثقالة

قد ال تصف هذه األمثلة و. ألسباب يندر وجوب التصريح بها أساسيان ولكنها بالتأكيد أساسية أكثر من غيوم لوحدات األكثر أساسية في الطبيعةا

ويمكننا وصف هذه األشياء . المطر أو الصخور أو الصمغ على سبيل المثال من على أنها مجرد خصائص عرضية للعالم حيث تأتي خصائصهاالسابقة

الرغم من أنها قد تكون هامة في الحياة الوحدات األكثر أساسية منها على....) .هل سيأتي ظرف البريد بدون أن يكون ملصقا، هل ستمطر(اليومية

وال يمكن وصف خاصة .إال أن منحها أهمية كونية سيكون أمرا شاذاوبالطبع تختلف . أساسية منها حقا بشيء أعمق أو أبسط أو أكثرأساسية

اعتاد الفيزيائيون على التفكير بأن .اآلراء حول ما هو أساسي فعال أو الاألوتار في ذلك لكن العديد منهم اليوم يصنفون ، اإللكترونات أساسية حقا

. ط الوترمعتبرين اإللكترونات مجرد مظهر من مظاهر نشا، الدور األعمقالحية كان مشروعا لنا اعتبار الكائناتفيما إذا إن السؤال الذي يواجهنا هو

أو أنها عرضية وناتج ثانوي غير مهم – وبالتالي مهمة –بمعنى ما أساسية .في اللعبة الرئيسيةكان معظم العلماء قانعين بمعاملة الحياة كظاهرة عام ومنذ مائتي

من جوهر ضروري كان نوعا من قوة حياة أوعتقدوا أن ألنهم ا، أساسيةوكان من . تظهرها الكائنات الحية الخصائص المميزة التي عن مسؤوال

ولكنها تقبل على أنها هذه بأي شيء أعمق » مادة الحياة«المفترض عدم تفسير. أنه ال توجد قوة حياةنعرف اليوم و .خاصة أولية معطاة من خصائص األحياء

. عن آالت تشتق خصائصها الفائقة من تعقيدها الكبير عبارة فالكائنات الحية

-٣٠٢-

إن ما يجعل الحياة مميزة ليست المادة التي صنعت منها ولكن األشياء ولكن يمكن تمييز ثالث جدا إن تعريف الحياة أمر صعب. التي تفعلهاوفي ،للتطور الداروينينتيجة كائنات الحية تظهر أن الاألولى .خصائصال شك أن مبدأ . يعرف بعض العلماء الحياة حسب هذا المعيار فقط الحقيقة

على ويجب أن يطبق. االنتقاء أساسيطور عن طريق التناسل مع التنوع والت وحتى على أشكال الحياة التي تختلف كثيرا عن الحياة في كل مكان في الكونوين ليس وعلى الرغم من أن قانون التطور لدار. أشكال الحياة على األرضولذا فالحياة . بأهميتهبدأ تنظيمي بعمق قانون الثقالة وقانونا فيزيائيا إال أنه م

.ناتج لهذه الخاصية األساسية جدا للكونفالكائنات الحية لها .الثانية هي االستقالل الذاتيالخاصة األساسية

اضعة وعلى الرغم من أن الكائنات الدقيقة خ. حرفيا حياة مستقلة خاصة بهاللقوى الفيزيائية نفسها مثل النظم المادية األخرى كلها إال أنها قادرة على

ويكفي تقديم مثال بسيط لتوضيح هذه . هذه القوى لحمل رسالة ماتسخيرا هندسيا بسيطا فإنه سيتبع مسارذا ألقيت طائرا ميتا في الهواءإ. الفكرة

حيا في الهواء فمن رميت طائرا ولكنك لو. يهبط في مكان متوقعوعدم ومن المهم أن . أو أين سيهبط، المستحيل أن تعرف كيف سيتحرك

عن التصرف العشوائي أو جدا مختلفالتنبؤ المرتبط بالكائن الحي فمسار الطائر. كرمي النرد أو مصير دوارات المياه في جدولالفوضوي

.يتأثر جزئيا بحاالته الجينية والعصبيةتعاملها مع بالنسبة للنظم الحية هي كيفية الثالثةية الصفة األساس

يمكن النظر إلى النظم الفيزيائية كلها على أنها تعالج المعلومات . المعلومات. بعض األرقام لتحديدهمثال يتطلب موقع كوكب في الفضاءف. بشكل أولي

ولذا . ومع دوران الكوكب حول الشمس يتغير موقعه وتتغير األرقام أيضاالموقع األولي (»المعلومة الداخلة«حول عملية حركة الكواكب البسيطة ت

لكن المعلومة .)الموقع النهائي للكوكب( »معلومة خارجة«إلى ) للكوكبفالجين : الموجودة في جين أو عقل هي أكثر من مجرد معلومة من ذلك النوع

-٣٠٣-

تصنيع أو مجموعة من التعليمات لتنفيذ مشروع ما ك، أو الغوريثممخطط يجب أن يكون هناك ، وحتى يعمل األلغوريثم بنجاح. بروتين أو نسخ جزيء

يمكنه ) ribosomeفي حالة الجينوم يمكن أن يكون ريبوسوم (نظام فيزيائي بالنسبة للنظام»تعني شيئا«إن تلك التعليمات . تنفيذهاتفسيرالتعليمات الجينية و

سفة وعلماء الحاسوب إلى ويشير الفال . بعدها على أساسها»يعمل«الذي علم ولذا فهناك .في علم الداللة) كمقابل لألحرف الخام(معلومات ذات معنى

فالمعلومة الجينية ليست مجرد سلسلة : أو بعد قريني للمعلومات الحيويةداللةجم يتضمن من األحرف االعتباطية ولكنها نوع من برنامج حاسوبي منس

وعندما يتعلق . باألحرف الهجائية األربعة للدنامكتوبة شيفرة هدف حدد مسبقا كمقابل للنشاط الكيمياحيوي البحت تصبح الطبيعة الداللية الموضوع بالوعي

ال شك أن العقل يعالج معلومات ذات . للمعالجة العصبية للمعلومات واضحة . أو بعيد ما تفعله العقولوهذا من قريب: معنى

المعروف بعمله الرائد David Deutschويأخذ الفيزيائي ديفيد دويتش . سبة الكمومية البعد الحاسوبي للحياة إلى أبعد من مجرد المقارنةوعلى الح

نوعا من الواقع –ن الجينوم يحتوي تمثيال داخليا للعالم أوهو يشير إلىطور متضمنا المعلومات مبنيا عبر أيونات السنين من الت–االفتراضي

. للكائن العضوي المرافق ليتالءم جيدا مع مكانه في البيئةالضروريةالقرينية نقترب اآلن من ويكتب قائال. بيئته»يعلم حول«وبعبارات أخرى فالجينوم

. فالحياة هي حول التجسيد الفيزيائي للمعرفة. أساسيةالحياةتفسير سبب كون ى كل بيئة بق علكما تنط الممكن احتواء قوانين الفيزياء وهي تقول بأنه من

الجينات هي من نوع هذه و. ببرامج لمولد واقع افتراضيممكنة فيزيائيا الحواسب ة مثل الكائنات الحية والعقول وإن قدرة األنظمة الفيزيائي .٨البرامج

ليست خاصة تافهة من – لمحاكاته –على بناء تمثيل حاسوبي للكون نسبة إلى أالن (دأ تورنغبمبإنها تعتمد على ما يدعى . خصائص العالم المادي

الذي ويعرف دويتش مبدأ تورنغ. )نغ المشترك في اختراع الحاسوبورتالخصائص أساسية للعالم الفيزيائي بمستوى قوانين الفيزياء بين أكثريعتبره

-٣٠٤-

وهو آلة يمكن برمجتها لتؤدي أية : من الممكن بناء حاسوب كوني: يليبما وعلى الرغم من .٩ئي آخر أن يقوم بهاعملية حاسوبية يمكن ألي جسم فيزيا

أن العديد من الناس يقرون هذا المبدأ بشكل بديهي في عصر الحاسوب إال أنه ظمة ويعتمد على أنواع األنالم حقيقة يمثل خاصة عميقة جدا من خصائص الع

. والطريقة التي تتصرف بهاالمادية الموجودة في الطبيعة إلى جنب مع أشياء مثل جنبا المعرفةباالستمداد يضع دويتشوالشحنة الكهربائية على أنها مقدار فيزيائي أساسي ويقدم حجة الكتلة و

تخيل حضارة مستقبلية على األرض تمتلك . طريفة لتبرير هذا االدعاءكما فعلنا حتى اآلن بكوكبنا خيرا أم (التقنية لتعديل ليس فقط الكوكب

ربما تود . بما في ذلك الشمس نفسهاولكن النظام الشمسي بكامله) شراهذه الحضارة أن تستخدم معرفتها بفيزياء الفلك لتطيل عمر الشمس عن

اآلن إن تطور النجوم مثل .طريق تغيير تركيبها بطريقة أو أخرىشمس تشيخ بدقة ويمكن تحديد مواصفاتمفهوم جيدا مسبقا الشمس

أي إن .النووية والفيزياءالبالزما نين القياسية لفيزياءبتطبيق القواج تصرف شمسنا بهذه مراقب أجنبي على الجانب البعيد من المجرة نمذ

ألن الشمس ستكون قد فشل في إيجاد اتفاق مع المالحظة سيالطريقة وفي هذه الحالة فإن . المعرفة العلمية للحضارة األرضيةدلت بواسطة ع

يات القياسية في فيزياء الفلك تأثيرا قويا بما يكفي لتنافس العملللمعرفةوبالطبع ال تزال الهندسة الكونية . كتدفق الحرارة من نواة نجم مثال

يمنع بب من حيث المبدأ ولكن ليس هناك س. موضوعا للخيال العلميمن تحويل بنية الكون نفسه بمقدار ة والعقل على مدى أيونات السنين الحياوعلى أية حال . ) في هذا الفصلذا الموضوع الحقاسأعود إلى ه(. كبير

التداخل الكموميفظاهرة مثل . ليس كل شيءالحجميذكرنا دويتش بأن ولكنها مع ذلك من حيث خصائصها أساسية تماما) ٨انظر الصندوق (

.١٠مخفية جدا في الظروف كلها تقريبا

-٣٠٥-

يس له مكان في العالم وقد يعترض النقاد بأن المعرفة مبدأ بشري لهل من الممكن أن يعزو المرء . وعلى األخص في علم الكونزيائي الفي من ؟ أليس هذا الجين مجرد جزيء أصم؟إلى جين مثال »المعرفة«

أمتلك «الصحيح أن مقاطع من جزيء مثل الدنا ال تأتي بلصاقة كتب عليها خذ قاعدة بيانات الحياة الموجودة ضمن النقطة هذه وإليضاح. »معرفة

مختلفة تأتي هذه بأشكال أربعة . كليتيدات أو رسائل في الدناسلسلة النيووعندما يحلل العلماء جينا ليقرروا . G و C و T و Aيشار إليها ب

سلسلة النيوكليدات تمثل النتيجة على شكل سلسلة طويلة من هذه الحروف إن الوظيفة األولى .AAGCCGTTAGACالتي يمكن أن تقرأ جزئيا مثل

إن معظم الدنا في . أن تشفر لعملية تصنيع البروتينات هيللجينات ليست جينات – »غير مشفرة«الكائنات المعقدة مثل البشر هي في الحقيقة

ومع ذلك فإن . ١١»دنا نفايات «أنها ية ويشار إليها غالبا علىمعلومات يحدث في جين وفي مثال قدAAGCCGTTAGACتسلسل األحرف نفسه

تستطيع أن تعرف بمجرد النظر إلى السلسلة بحد ذاتها فيما الونفاية أيضا أي أنها تنتمي (أو ال ) أي أنها تنتمي إلى جين (»تمتلك معرفة«إذا كانت ط في سياق فق. فيزيائيافهذه األنواع من الجزيئات متطابقة . )إلى نفاية

.المعرفة معنى بيئته يكون لمصطلحالكائن العضوي الكلي و. يبدو مفهوما ذاتيا مخادعا جدا»الكليالسياق «هي أن المشكلة

. لكن دويتش يعتقد أن لديه طريقة لتعريفه بحيث يعطيه أهمية موضوعية في التشفير أو الجزء الجيني منوهو يشير إلى أنه بينما يمكن للتغييرات

نه إال أ، الدنا أن تكون كارثية بإحداث طفرة تقلل من نجاح تأقلم العضويةعواقب الدنايبدو أنه ال يوجد لمعظم التغييرات في جزء النفايات من

يني في ولذا يعمل االنتقاء التلقائي بحيث يحافظ على التسلسل الج. خطيرةولكنه يسمح عادة لسالسل النفايات أن تنحرف الدنا على مدى عدة أجيال ل أي تغير في تسلس–قد يحدث تشوه .عشوائيا من جيل إلى آخر

٢٠ م– اجلائزة الكونية

-٣٠٦-

ا تحت ذري كشعاع كوني مثال نتيجة عبور جسيم –األحرف جزيء الدنمكن لتغيير موقع حرف حيث يمحدثا إعادة ترتيب لألحرف ، يخربهو

العضوي عواقب خطيرة للكائن السلسلة أن يسبب واحد فقط فييخبرنا واس جدا للمسار الدقيق للجسيم حسمثل هذا الحادث . ألحفادهو

ومي أن هناك احتماال بأن يفشل الجسيم في إعادة ترتيب عدم اليقين الكم دويتش العتبار هذا ويدعونا. األحرف أو أن يقوم بإعادة ترتيب مختلفة

تفسير أكوان متعددة –سياق الكون المتعدد الكمومي السيناريو فيلو استطعنا أن نرقب كل الحقائق . )٨انظر الصندوق (للميكانيك الكمومي

ولكن بالنسبة للبشر وهو مستحيل(توازية في الوقت نفسه مومية المالك أن سلسلة الدنا لكائن عضوي مافسنالحظ عندئذ) خذه كتمرين عقلي

ويعود ذلك . في تلك العوالم المتوازية قد اختلفت) كلب على سبيل المثال(إلى أن العوالم الكمومية المختلفة لها تواريخ مختلفة بما في ذلك تواريخ

رجة على تواريخ قد تعتمد بصورة ح– للكائن العضوي المذكور التطوروعلى مجريات ذرية أخرى تخضع لعدم التأكد تأثيرات األشعة الكونية

نا للعوالم المتوازية العديدة أنوبتمعن أدق سنجد أثناء مسح. الكموميبير في جزء النفايات من الدنا التغيرات في سالسل الدنا مركزة بشكل ك

نفسها تقريبا من عالم كمومي كون األجزاء المشفرة أو الجينية ستبينما . حيث حفظت باالنتقاء الطبيعي في التواريخ السابقة المختلفة، إلى آخر

لم لتشمل الكون المتعدد ويقدم دويتش الحجة بأنه بتمديد نظرتنا للعا تمتلك فسندرك فارقا حقيقيا وفيزيائيا بين السالسل الجينية التيالكمومي

أساسا »المعرفة«وبهذه الطريقة قد تعطى .سالسل النفاياتو »المعرفة« .فيزيائيا رئيسا وموضوعيا

إن النقطة الرئيسة في هذه الحجج المختلفة هي أن الكائنات الحية مميزة تضاف »مجرد نوع آخر من النظام الفيزيائي«لتكون ، جدا بطرق هامة عديدة

-٣٠٧-

. ور والصمغ في مخزون التحف الكبير للطبيعةإلى غيوم المطر والصخاهرة أساسية جديدة عند مستويات فإن تاريخ الكون هو بروز ظوبالنظر كونيا

وعلى سبيل المثال عند . التعقيدالطاقة وومراحل متتالية من درجة الحرارة والبروتونات ت والغلوانات لتشكل مكرو ثانية تجمعت الكواركا١ حوالي

اتحدت اإللكترونات والجسيمات النووية ، سنة٣٨٠٠٠٠وعند . النيوتروناتووبعد بضع مئات الماليين من السنين تشكلت المجرات .لتشكل الذرات

ال و. من ثم الثقافةومن ثم العقل ووفي زمن الحق ظهرت الحياة . والنجومويبدو من . المجرات خصائص أساسية للكونأحد ينكر أن الذرات والنجوم و

هي ) اوأيضا كما سأناقش فيما سيأتي العقل والثقافة أيض( الحياة نالواضح أ .التطور الكونيدرب على خطوة لها األهمية ذاتها

الكون المتعدد الكمومي٨الصندوق تاريخيا لم تكن نظرية الكون المتعدد األولى فكرة كونية على اإلطالق

غرابة الكمومية أن جسيما وتوحي ال. ولكنها كانت تفسيرا للميكانيك الكمومي. مثل اإللكترون يمتلك عدم تأكد ذاتي يحسب بمبدأ عدم التأكد لهايزنبرغ

نستطيع أن نعرف مقدما الثال عندما يرتد إلكترون من هدف وعلى سبيل المإن الميكانيك الكمومي . فيما إذا كان سينحرف نحو اليمين أم نحو اليسار

ولكنه ال يستطيع أن يتنبأ أيا منهما تجاهين ي االحتماالت النسبية لاليعطفلن نجد صعوبة بعد الحادث في معرفة ومع ذلك . في أية حالةدث فعال سيح

نقوم بمالحظة مباشرة فنحن ببساطة–حرف فيه اإللكترون االتجاه الذي انإن أحد الطرق للتفكير بهذه الحادثة هو أن نقول بأنه قبل أن يرتطم . لمسارهأحدهما بإلكترون يتجه : قبلينون بالهدف كان هناك عالم واحد بمستاإللكتر

وبعد االرتطام كان على . نحو اليسار وآخر بإلكترون يتجه نحو اليمين . يسار أم يمين–الطبيعة أن تقرر

في التفسير األصلي للنظرية الكمومية التي طورت في كوبنهاغن في زي االنتقال من عوالم غير مؤكدة ع ،Niels Bohrالثالثينات بتأثير نيلز بور

-٣٠٨-

وبحسب تفسير . بالتجربةحقيقة وحيدة صلبة إلى تدخل القائم امضة إلىغ فإن فعل المالحظة نفسه كان الخطوة األساسية في إرغام الطبيعة كوبنهاغنالفيزيائيين في هذا على أنه لقد رأى بعض). يمين أم يسار (»تقرر«على أن

على المستوى العالم المادي مباشرا فيعلى لعب الوعي دورا دليلوعلى الرغم من عدم . لكن معظم الفيزيائيين رفضوا هذا الرأي. الكمومي

قبول فإن أحد التفسيرات الحالية السائدة للميكانيك الكمومي هو وجود الوعي ومن حيث المبدأ يمكن . (بما في ذلك المراقبينالنظرية كوصف كامل للحقيقة

).ية على الكون بكاملهتطبيق النظر يمكننا تفسير التجربة البسيطة التي ذكرناها ذا قبلنا وجهة النظر هذهوإ

ا فعندما ، ولذ حقيقيان بالدرجة نفسهاكالهماسابقا لتعني أن العالمين البديلين احدة بإلكترون يتجه نحو و: ينقسم الكون إلى نسختينيصطدم اإللكترون بالهدف

والطريقة األفضل للتفكير بهذا هي . ون يتجه نحو اليمينأخرى بإلكتراليسار وأنه قبل االرتطام، هناك نسختان متطابقتان للكون يفترقان عند ارتطام اإللكترون

لى نسختين أيضا إحداهما ترى وسينقسم أي مراقبين يراقبون المشهد إ. بالهدف االتجاه األخرى ترى اإللكترون يذهب فيلكترون يذهب في اتجاه معين واإل

»الحقيقي«ويمكن خداع أي من المراقبين لالعتقاد بأن عالمه هو العالم . اآلخرالحقائق الكمومية ولكن في الحقيقة تتعايش . يتحققوأن اآلخر عالم منافس لم

تعرف بتفسير أصبحت هذه المجموعة من األفكار. الممكنة كلها بالتوازيوبصورة عامة . للميكانيك الكمومي»دةاألكوان المتعد« أو »األكوان المتوازية«

تخلق األنشطة تحت الذرية ليس عالمين متوازيين فقط وإنما عددا ال يحصى .وهي عملية مستمرة طيلة الوقت. منها

من طبيعتها المعقدة جدا، فإن تفسير العوالم المتعددة الرغم وعلىالذين يشتغلون على للميكانيك الكمومي هو األكثر شعبية لدى معظم الفيزيائيين

وهي التفسير المفضل أيضا عندما . M/مواضيع أساسية مثل نظرية األوتار .يطبق الميكانيك الكمومي على علم الكون

-٣٠٩-

أخذ العقل جبدأشد إن الصفات المميزة أكثر تميزا وفلعقل عندما يتعلق األمر بمجال ا

ع األفكار واألهداف ن نتعامل مإننا اآل. اختالفا من أي شيء آخر في الطبيعة الذي يختبر لعالم الداخلي والمنفعل للمراقب ا–االعتقادات واألحاسيسو

ومن الواضح أن هذه المكونات العقلية . الحقيقة الخارجية من خالل الحواسإنها . فهي من سوية مختلفة تماما– »أنواع أخرى من األشياء«ليست مجرد

تربطها عالقة والألشياء المادية نفسه من الوصف كاليست على المستوى بل سترى فقط افتح دماغا ولن ترى أفكارا ومشاعر. واضحة بأي منها

العالقات بين الحاالت من الممكن بالتأكيد تحديد. ترتيبات معقدة من المادة، »المسألة السهلة «ما أصبح الفالسفة يدعونه بال(الحاالت العقلية العصبية و

ولكن هذا لم يلمس المشكلة وهي ) أبعد عن أن يكون سهالعلى الرغم من أنه الخبرة الذاتية لحمرة األحمر عن زرقة األزرق أو مذاق الملح أو كيف تختلف المسألة « من بأنه جزءالصفات هذه وصف تفسير قدل .ملمس الفراء

إما . ألنه مفصول منطقيا وعلميا عن عالم األشياء والقوى المادية١٢»الصعبةأنت ال ( تكون هذه الصفات وهمية وبالتالي يمكن تحديدها خارج الوجود أن

أنت ال توجد حقا بل توهم إحساسك و، ترى حقا األحمر بل توهم نفسك بذلكلقد بذلت . من ظواهر الطبيعةو أنها حقا خصائص ظاهرة أساسية أ) بالوجود

انييل دانيت وأشهرها من قبل دشجاعة للدفاع عن الحجة السابقة محاوالت Daniel Dennett ولكن القضية برأيي أبعد من أن تكون قد حلت١٣ .

فلن أحاول هنا تلخيص ، ألن المراجع حول هذا الموضوع غزيرة جداوللصفات للحاالت العقلية عموما وساسيةللطبيعة األالدفاع القوي الذي قدم

اصة عميقة ا كخسأعطي سببين إضافيين فقط ألخذ العقل جدي .١٤خصوصا مجال العقل من الصحيح أن. األول علمي والثاني فلسفيوذات معنى للكون

المطاف ولكنني مقتنع بأن ظاهرة الوعي ستدرج في نهاية ال زال غامضا جدا وبدون وستفهم العالقة بين العقل والمادة جيدافي الصورة العلمية للعالم

-٣١٠-

سيتحقق هذا يبقى بالطبع كيف . اللجوء إلى تعريف الوعي خارج الوجودولكن هناك إشارة على األقل حول كيفية تالؤم العقل مع الفيزياء من تخمينا

إال أن وبالرغم من أن األنظمة الكمومية غير أكيدة ذاتيا . الميكانيك الكموميومنذ . )٨ و ٤انظر الصندوقين (إجراء تجربة سينتج عادة نتيجة محددة

.أدرك الدور األساسي لعمل القياس أو المالحظةإدخال الميكانيك الكمومي مقابل األدمغة أو أنظمة جمع (وبينما يبقى من غير الواضح كيف يدخل العقل

يبدو من المحتمل أن أية محاولة إلدخال ، في هذه القضية) المعلومات األخرى .الوعي ضمن حقل الفيزياء يجب صياغتها ضمن سياق المكيانيك الكمومي

ألة إدخال المراقب في وصفنا للحقيقة الفيزيائية بشكل أكثر وتظهر مسوهي تطبيق الميكانيك الكمومي – يتعلق األمر بالكونية الكمومية إلحاحا عندما

لقد . بالتعريف أن يتضمن مراقبين»الكون« ألن على –على الكون كله الكونية سببا عميقا لدخول المراقبين في Andrei Lindeأعطى أندريه ليند

الزمان فمرور. ويتعلق هذا السبب بطبيعة الزمان. الكمومية بشكل أساسيعلى ،م فيزيائي بالمقارنة مع نظام آخرليس مطلقا ألنه يتعلق دوما بتغير نظا

وعندما . كم مرة تدور عقارب الساعة مقارنة بدوران األرضسبيل المثال نه ال يوجد شيء آخر يمكن أن ألر بالكون كله يفقد الزمان معناه يتعلق األم

الزمان هذا للكون »اختفاء«ويصبح . يقال بأن الكون قد تغير بالنسبة لهحيث يسقط متحول الزمان ببساطة بكامله واضحا جدا في الكونية الكمومية

ن أ أريد إرجاعه إلى النظرية اعتباريمكن إذا و.١٥من الوصف الكمومييمكن وبعدها . البقيةو، مراقب مع ساعة: نالكون مفصول إلى نظامين فرعيي

ولذا يلعب . للمراقب أن يقيس مرور الزمان بالنسبة إلى تطور باقي الكونويعبر ليندي عن ذلك تعبيريا . المراقب دورا ضروريا جدا في هذا الصدد

١٦فإن لدينا كونا ميتا ال يتطور مع الزمانلذا نرى أنه بدون إدخال مراقب «

فيها أن وفي اللحظة التي تقول . الكون ونحنا مع بعضنا بعض نحن »و«ال أستطيع تخيل و . فإنني ال أفهم شيئا مما تقولالكون يوجد بدون مراقبين

-٣١١-

وبغياب المراقبين فإن كوننا ...نظرية متسقة لكل شيء تتجاهل الوعيالمراقبين سيوجدون فقط في تلك األكوان الواضح أن منو .١٧»ميت

. التي تسمح الظروف والقوانين فيها لهم بالظهور Goldilockوكيةالغولديلدعني اآلن ألتفت إلى الحجة الفلسفية حول سبب اعتقادي بأن العقل

العقول البشرية (إنها تتعلق بحقيقة أن العقول . يحتل مكانا مميزا في الكونمن مجرد فنحن نقوم بأكثر . هي أكثر بكثير من مجرد مراقبين) على األقل

على العالم يفهمونلقد أصبح البشر. مراقبة العرض الذي تقدمه الطبيعةفقد طورنا وعلى األخص .خالل عمليات التفكير والعلم من، األقل جزئيا الشيفرة الكونية – كل وربما سريعا–وبذلك كشفنا عن بعض ، الرياضياتيء في حجة الكون ال ش. النغم العميق الذي ترقص الطبيعة عليهالمخبأة ووبالتأكيد ال شيء في النظرية الموحدة بدون ( المبدأ اإلنساني بكاملها /المتعدد الدرجة من تلكيتطلب ذاك المستوى من االنخراط و) حرة متحوالتفإن عملية االنتقاء الموجودة في المبدأ ، ولتفسير كون صديق للحياة. االتصال

فليس من الضروري للمراقبين فقط قبوا عيف تتطلب مراقبين ليرااإلنساني الض ؟لماذا. ومع ذلك فالبشر يفهمون. أن يفهموا

لم والتفكير العقالني البشر للطبيعة من خالل الع فهمإنني مقتنع بأن والعقل والكون من ذلك دليل على اتصال أعمق بكثير بين الحياةوالرياضيات .دأ اإلنساني الضعيفمن سحب يانصيب لكونية متعددة بحسب المبالذي يظهرهي ، والقانون الفيزيائي الحياة والعقل سأحاول شرحها قريبا فإن وبطريقة

وبصورة ما فقد هندس الكون . مشترك يدعم بعضه بعضاجزء من مخطط هيسأناقش في المقاطع التالية أن صداقة الكون للحياةو. بهوعيه الخاص

توى أعمق بكثير من التفسير ولكنها تعمل على مستأثير إلنتقاء المراقب .»فائزين في سحب يانصيب عشوائي«المحايد ل

خصائص من الحياة والعقل خاصتان رئيستانلو كان صحيحا أن الكون كما اقترحت فإننا نتوقع أن يكونا منتشرين في الكون مثل المكونات

-٣١٢-

اة على إذا كانت الحيوبالمقابل ).المجرات والنجوم والذرات(خرى الرئيسة األناجم ليس من مبدأ عميق ولكن من مجرد » غثاء كيميائي« األرض مجرد

. حوادث مستحيلة للقدرفمن المحتمل أن تكون محدودة بالنظام الشمسي فقط. عامةودعاء بأن الحياة ظاهرة أساسية وهامة هناك إذن طريقتان الختبار اال

من الكون نشأت األولى هي البحث عن أمثلة أخرى عن الحياة في مكان آخرهي البحث عن والثانية. بصورة مستقلة عن الحياة على األرضمن ال شيء

ربما كان هناك نوع : دليل على أن الحياة على األرض بدأت أكثر من مرةضمن الغالف يزدهر في مكان ماال يزال من الحياة الميكروبية مختلف

ح هذا بأن الحياة فسيقترينلو اكتشف أي من االحتمالو. ١٨الحيوي لألرض »ضرورة كونية« أي أنها –. مؤسسة بطريقة ما في الطبيعة العميقة للكون

.بترديد وصف دي دوف المحرضبأن الحياة والمراقبين نتاج حتمي لكون صديق للحياة ذاتيا إن لإلدعاء

ولكنها مع ذلك تصطدم ببعض العقبات الخطيرة علميا . جاذبية كبيرة بال شكخذ مثالين لنظامين فيزيائيين قرر لهما أن يظهرا بال ولمعرفة السبب .وفلسفيا

فبنية . األول هو البلورة. شك على أنهما الناتج النهائي الحتمي لقوانين الفيزياءإن العملية . البلورة تحدد بالتناظرات الهندسية المبنية داخل قوانين الكهرطيسية

إلى بلورات صلبة ببنية هندسية ال بواسطتها محلول من الملح مثالتي يتبلوروالمثال الثاني . فالشيء نفسه سيحدث كل مرة: معروفة جيدا وحتمية، معينة

ز إلى وعاء مغلق بطريقة إذا أدخل غا. ١٩هو التوازن الثرموديناميكي للغازحالة نهائية يصبح فيها وترك لوحده فإنه سيقترب بسرعة منعشوائية تتوزع سرعات الجزيئات طبقا تين خالل الغاز ورجة الحرارة ثابالضغط ود

مرة أخرى و) بولتزمان-تعرف ياسم توزع ماكسويل (لعالقة رياضية محددة تحدد هذه الحالة مسبقا بواسطة و.٢٠فالحالة النهائية قابلة للتنبؤ والتكرار

لح وبالتالي فمن الصحيح تماما القول بأن الحاالت النهائية للم. قوانين الفيزياء . قوانين الفيزياء»مكتوبة ضمن«والغاز

-٣١٣-

ربما الوعي اجهنا هو فيما إذا كانت الحياة وإن السؤال الذي يوممكن أن يكون ظهور الحياة من هل من ال. مكتوبين في قوانين الفيزياء

وانين الفيزياء وحدها أن ينبع من قمثال و مشابها لعملية التبلورحياة الالإن الجواب ؟ؤ ضمن مجال واسع من الشروط االبتدائيةقابل للتنببشكل محتم

غاز ع بين الحديين األقصيين لبلورة وتقإن األنظمة الحيوية . هو بالتأكيد الفليس لها بساطة . فالخلية الحية تتميز بتعقيدها الهائل المنظم. عشوائيغريبة من المادة ذات محتوى إنها حالة محددة و.٢١ال فوضى الغازالبلورة و

تريا المعروفة يحتوي الماليين منإن جينوم أصغر البك .معلوماتي كبيرإن . وهي معلومات ليست مشفرة في قوانين الفيزياء–أحرف المعلومات

بوضوحعالقات رياضية بسيطة يعبر عنها قوانين الفيزياء عبارة عنها فال يمكن، ألنها تطبق على كل شيءو، إنها قوانين عامة. بمعلومات قليلة

أي –أن تحتوي على معلومات محددة بنوع واحد من األنظمة الفيزيائية ولفهم المحتوى المعلوماتي العالي للحياة يجب أن ندرك أنها . بكائن حي

تاريخ البيئة نما نتاج القوانين الفيزيائية و وإست نتاج القوانين الفيزيائية فقطليغرقت باليين نتيجة لعملية استطورت تعقيدها الهائل لقد نشأت الحياة و. معا

ولذا فالكائن . تطلبت عددا ضخما من خطوات معالجة المعلوماتالسنين وما فالحياة كولتلخيصها بعبارة . الحيوي يحتوي نواتج تاريخ معقد وملتو

.تاريخ% ٩٩فيزياء و% ١نالحظها اليوم هي

T معاجلة الكلمة

ياء كما نعرفها اآلن هل من إذا لم تكن الحياة مكتوبة ضمن قوانين الفيزل ظهور التعقيد الحيوي يسههذه القوانين بمبدأ تنظيمي معين الممكن إكمال

الطريق نحو الحياة ضد االحتماالت ىعل الطاقةو المسارسريعة والمادة ٢٢ اقترح مثل هذا المبدأ مرات عدة؟الصعبة ويدفعها باتجاه أشكال أكثر تعقيدا

وليس من الصعب . عارضة عنيفة من العلم التقليديولكنه اصطدم كل مرة بممبدأ الحياة أو الضرورة الكونية نوع من إن أي .معرفة سبب هذا الرد السلبي

-٣١٤-

الكلمة مشتقة من و. الغائية إلى العلمt :teleology - يعيد الكلمة المكروهةوتذهب إلى لب ما يعنيه »ناتج« أو »ايةغ« والتي تعني telosاليونانية

. سببلعلماء عندما يستخدمون كلمة اعلمنا أرسطو أن األسباب تأتي بأنواع مختلفة اصطلح على تسمية

. فالحالة النهائية هي التي توجه نحوها األفعال:»السبب النهائي«إحداها ب وعلى سبيل المثال يذهب . واألسباب النهائية شائعة في األنشطة البشرية

يضع الطاهي الطعام في الفرن لتحضير بيت ولبناء لشراء األحجار لبناءا .وتشكل مفاهيم الفرن والبناء كحاالت نهائية جزءا من سلسلة السببية. وجبة

دون أن نأخذ هذا ومن الممكن أننا لم نكن لنفهم ما يقوم به البناء أو الطاهي. بعين االعتبارغايتهماألنشطتهما والذي ندعوه بتساهل » البعد الغائي«

فالكلب : في أفعال الحيوانات األخرىالغائيةننا أيضا أن نلحظ عمل ويمكوالصقر يهوي آمال أن يلتقط ، يحفر في الحديقة لكي يخرج قطعة العظم

أن بإمكانه اكتشاف أسباب نهائية في الطبيعة غير عتقد أرسطوأ. الفأريبحث «لهذا االعتقاد في عبارات مثل نزال نرى صدى الو، الحيوانية أيضا

ولكن منذ عهد نيوتن حرم السبب النهائي في الفيزياء .»الماء عن مستواهوعلى مستوى تفاعل ذرات مع ذرات ) أو على األقل تضاءلت أهميته كثيرا(

ال يشير إلى أي نوع من القصد أو و فالسبب موجود في هذا التفاعل أخرى .المصير أو الغاية النهائية

الغائية في ألحياء فمن الصعب إنكارعندما يتعلق األمر با ولكن teleology الغائية ولكن . بالتأكيد بالنسبة لتصرف البشر–التصرف

إن الفكرة الرئيسة في . الحيوي لداروينالتطوراستبعدت بحزم من نظرية وأن تتوقع ما »أن تتطلع إلى المستقبل«الداروينية هي أن الطبيعة ال يمكنها

وباستخدام عبارة ريتشارد داوكنز .ى قيد الحياةعل ذي تحتاجه لتبقىال فالطفرات تحدث بشكل عشوائي: صانع ساعات أعمىفالطبيعة هي حقا

وتعمل الداروينية في هنا .في ذلك الوقتوتختار بمقدار قدرتها على البقاء

-٣١٥-

وبحسب داروين فالتطور . االنتقاء يختار األكثر تالؤما في أية لحظةو. اآلنوبالتأكيد و .٢٣ال تخطيط مسبقوفليس هناك توجه : »إلى أي مكانلن يذهب «

ولكن هذا ببساطة ، مثل النمو المتتابع لخرطوم الفيلميوال فقد يظهرالتطورومن هذه الناحية . يحدث ألن ضغطا انتقائيا ثابتا تقريبا ضخم خاصة مفيدة

للتطور ) ة اآلنالمرفوض(تقف الداروينية في تناقض حاد مع النظرية البديلة والتي ذكرتها ، وهي وراثة خصائص مكتسبةLamarckالتي اقترحها المارك

ات العضوية لتحقيق تجاهد الكائنفي نظرية المارك. مرورا في الفصل التاسع على سبيل المثال تمد الزرافة :وتورث ثمار جهودها ألجيالهاتأقلم أفضل

. زرافات بأعناق أطولذلك تخلف لونتيجة عنقها لتصل إلى األغصان األعلى ولكن انتصار الداروينية . واضح على عنصر غائيالالماركيةتحتوي ولذا

أعطى أي نوع من الغائية سواء في علوم األحياء أو الفيزياء أو أي مكان الحد الذي أقول فيه إن العلم وحتى أنني أذهب إلى .٢٤آخر دعاية سيئة جدا

التصريحات الرفض جزئيا من ينبعو .٢٥سيل الغائيةغ لمراحل النهائية منا فيوعلى الرغم من أن مبدأ أرسطو األصلي حول .الالهوتية المصاحبة للغائية

إال أن العلماء اصبحوا ينظرون إلى ب النهائي كان محايدا الهوتيا السبكان . هللا وهي تعمل في الكون المادياليد الموجهةالغائية على أنها بمثابة

التطور بحماس في نظرية ن إسقاط الغائية قد حيا الملحدو مكروها وهذا إلى كارل Friedrich Engelsوعلى سبيل المثال كتب فريدريش انجلز . كبير

إن داروين الذي أقرؤه اآلن رائع «: يقول١٨٥٩ عام Karl Marxماركس وقد تم ، لم يتم التخلص منها حتى اآلنبقيت ناحية واحدة من الغائية. جدا

.٢٦»هذا اآلن المعتدلة من »الضرورة الكونية«يغازل المبدأ اإلنساني القوي وحتى و

لحالة نهائية خاصة فهما يصفان التسهيل . النظرة األولى لدي دوف الغائية وهي سلسلة تأتي عبر سلسلة طويلة من الخطوات–عي الحياة والو–لألمور

ويوجه العلماء المتعصبون. بيعة قوانين الط»وضع«بعد باليين السنين من عن Gell-Mannوربما عبر جيل مان . احتقارهم لمثل هذه األفكار الخيالية

-٣١٦-

يمكن للحياة أن تنشا تماما من قوانين الفيزياء مع « غالبيتهم عندما كتبوليس من الضروري افتراض . العقل من األعصاب الحيويةو، المصادفات

مثل ذلك المبدأ من المفترض أن ينطبق« و٢٧»سباب خفيةآليات إضافية أو أبحيث ، الظروف االبتدائية للكونعلى ديناميكية الجسيمات األولية و الغائي

يبدو لي أن هذه الفكرة . لتنتج بشراتشكل هذه القوانين األساسية بطريقة ما .٢٨»حمقاء بحيث ال تستحق نقاشا أكثر

فهناك : سباب منطقية فقطإن الغائية غير محبوبة لدى العلماء ليس ألقوانين فبحسب النظرة التقليدية تقرر. حجج علمية صحيحة ضدها أيضا

) حتى داخل عدم التأكد الكمومي(الفيزياء مسبقا كل شيء يحدث في الطبيعة إذا حاولنا اآلن أن نفرض . ما إن تحدد الظروف االبتدائية للنظام المطلوب

. فيبدو كما لو أن تناقضا سيحدثن الفيزياء انيقانونا أو مبدا إضافيا على قوولكن المبدأ ن الفيزياء الذرة أن تفعل شيئا وعلى سبيل المثال إذا أبلغت قواني

الغائي يقول بأن عليها أن تفعل شيئا آخر، فكيف يمكن للذرة المسكينة أن » قائيامشبع تل «امفالنظ: يدعو الفيزيائيون هذا حالة من التحديد الزائد؟تقرر

مكان«وليس هناك .يزياء األساسيةعلى المستوى الميكروي بقوانين الفمسبقا . ألي ضرورة منافسة»في األسفل

التخلي عن األفالطونية سيفسح اال للغائية

أو ضرورة حياتية إلى انية إلدخال مبدأ إنساني قوي ليست هناك إمكانين الفيزياء كما مسبقا بقوتطوره محددينعلم الكون طالما كان أصل الكون و

االستنتاج الذيلكن هذا ). M/ على سبيل المثال بنظرية األوتار (ندركها اآلن إن االعتراض بعدم .رغم أنها عميقةال يدحض كما يبدو يخفي نقطة ضعف

هناك في األسفل ألي مبدأ إضافي يعتمد على افتراض معين حول وجود مكان فيذكرته باختصار الذي باألفالطوني الفتراض المدعوا :الفيزياء قوانين طبيعة

بتصورهم لقوانين أفالطونيون النظريين معظم الفيزيائيين إن .الفصل األول

-٣١٧-

الفيزياء على أنها عالقات رياضية محددة تمتلك وجودا حقيقيا مستقال يتسامى تم وعلى سبيل المثال . )٢وصفت هذا الرأي في الشكل (. على الكون المادي

تصور قوانين الفيزياء في النماذج الكونية البسيطة قبل الكون المتعدد حيث الذي سبق المكان »شيء ال« ال »تسكن«وهي »شيء ال«نشأ كون وحيد من

يبدو أنه حتى « عن ذلك بوضوح Heinz Pagels عبر هاينز باكلز .٢٩الزمانوع لقانون وهو منطق يخض) ل االتفجار الكبيرالالمكان والالزمان قب(الفراغ

على أنها M/وبالمثل تعتبر نظرية األوتار. موجود قبل الزمان والمكانيضا منظر أ »هناك«يوجد و. في مجال أفالطوني سام»موجودة حقا هناك«

. نظرية األوتار بشكلها المعقد والمفصل والمحدد بعالقات فيزيائية معينة ويوجد الميكانيك »هناك«ي وتوجد آلية توليد األكوان في التضخم األبد

أنها مثل هذه األشياء على ويعتبر األفالطونيون. أيضا»هناك«الكمومي مستقلة عن الكون مستقلة عنا ومستقلة عن الكون و–قيقية بشكل مستقل ح

ولكن ما الذي يحدث عندما نستغني عن تلك النظرة األفالطونية . المتعدد ؟لقوانين الفيزياء

الفيزيائي النمساوي الذي يعمل Anton Zeilingerنغر لدى أنطون زايلال توجد «: تطبيقاته بعض التحفظاتلى اختبارات الميكانيك الكمومي وع

في «قوانين الطبيعة » القوانين التي نكتشفها حول الطبيعة مسبقا على أنها ويفضل العديد من الفيزيائيين الذين ال يشغلون أنفسهم .٣٠العالم الخارجي

أنها تنظيمات ضايا الفلسفية التفكير بالقوانين الفيزيائية بشكل عملي على بالقولها كل حقائق سامية ال تقبل التشويه وليست على شموجودة في الطبيعة

أكثر معارضي Weelerوربما كان ويلر . القدرة على تحديد تدفق األحداثليس « زح بالقولكان يم. كلمته المختارةالطفرةكانت .األفالطونية التزاما

قانون «وبتبني العبارة الجذابة .٣١» قانون سوى قانون عدم وجود قانونهناكويلر على أن قوانين فقد أصر لوصف هذا الموقف المتناقض »بدون قانونلقد . تكن هناك مسبقا وإنما نشأت من فوضى االنفجار الكبيرالفيزياء لم

لقد .٣٢بعد مولدها الغامض متجمدة مع الكون الذي تحكمه –ظهرت فجأة

-٣١٨-

ال يمكن أن تكون قوانين الفيزياء ، بحسب ما يمكننا أن نراه اليوم»صرح ومن .٣٣ مع االنفجار الكبيرخلقتال بد أنها . موجودة من البداية إلى النهاية

ولكنها انين فجأة جاهزة بشكلها النهائي المهم أن ويلر لم يفترض ظهور القوولذا ال . ال بد أن القوانين خلقت«: تشذبت مع الزمنظهرت بشكل تقريبي ثم

.٣٤»يمكن أن تكون دوما صحيحة مائة بالمائةعالقات رياضية دقيقة مطلقا أن قوانين الفيزياء ليستشجعت فكرة

باالعتقاد ، ولكنها جاءت بنوع من االرتخاء الذاتي تناقص مع مرور الزمن .» معلوماتية-وحدة تنظيرية«ليه ويلرهو ما أطلق ع لفيزيائيبأن الوجود ا

إلى العالم يختزل في نهاية المطاف لقد وضح أن كل شيء نكتشفه حولأساسا والمادة لنسبة له فالكون المادي معلوماتي وبا. ٣٥أحرف من المعلومات

عبر تحول دعاه ، )على عكس الترتيب التقليدي(ظاهرة مشتقة من المعلومات هو»الحرف«دة فيزيائية كاإللكترون مثال و ما»هي« حيث .»هي من حرف«

.٣٦وحدة المعلوماتية كان ؟»قانون بدون قانون« بعبارة »هي من حرف«لماذا توحي عبارة

ساعد في وIBM وهو فيزيائي عمل في شركة Rolf Landauerرولف الندور ض رف. وضع أسس النظرية الحديثة للمعلوماتية قادرا على إيضاح العالقة

ما أزعجه هو أن . الندور أيضا األفالطونية على أنها مثالية غير مبررةومات فأحرف المعل.٣٧فيزيائيةتخضع لقيود هاكلالحوسبة في العالم الواقعي

، على سبيل المثال .تلتصق دوما بأشياء ماديةال تسبح بحرية في الكون بل . ة األربعة التي تشكل الدناتتوضع المعلومات الجينية على القواعد النيوكليتيدي

وفي الحاسوب تخزن أحرف المعلومات بطرق عدة ضمن حقول مغناطيسية ومن الواضح أن المرء ال يستطيع أن يمتلك برمجيات حاسوبية بدون . مثال

شرع النداور بتفحص الحدود القصوى ألداء حاسوب . يدعمهعتاد مادياستنتج أن القوانين . دودة للكونيخضع عتاده لقوانين الفيزياء والموارد المح

. بالنسبة لعالم البرمجة الحقيقيمجرد خيالالرياضية الكاملة والمثالية هي

-٣١٩-

اعتبر العمليات الرياضية المرتبطة وللوقوف على منحى تفكير النداور احتاجها لوصف هذه ابتكر نيوتن الرياضيات التي. بتطبيق قواعد نيوتن

يضا مما أدى إلى نشوء جدل بين الطرفين حول وفعل ليبنز ذلك أ(القوانين وندعوها اآلن التكامل fluxionsدعاها نيوتن نظرية الفلكسيون و. )األسبقية

فإن التفاصيل ذين لم يتعلموا التفاضل والتكاملوبالنسبة للقراء ال. والتفاضلان جسم ويكفي القول إنها تحتاج بعض المتحوالت مثل مك ،مهمة غيرالمثال فسرعة وعلى سبيل . مستمري يالحظ فيه ليتغيرا بشكل الزمان الذو

معدل تغير والتسارع هو .الجسم هي معدل تغير المكان بالنسبة للزمانالموصوفة العمليات الرياضية األساسية وإلجراء. السرعة بالنسبة للزمانتفترض أن الزمان والمكان مستمران ومتقطعان بشكل بقوانين نيوتن عليك أن

إن النتيجة هي أن قوانين نيوتن التي اعتبرت تعابير رياضية محددة . متناهالاعمة على أي مقياس من ن زمانية ومكانية لتكون مستمرة وتتطلب فواصل

.هبوطا حتى الصفروالتكبير – يمكن إيضاح هذه الخصائص بما يدعوه الرياضيون الخط الحقيقي

العدد الحقيقي هو . بعدد حقيقيوهو خط مستمر يمكن تمثيل كل نقطة عليه عددا ال متناهيا من يمتلك معظمها تقريبا٠,٥٦٣٧١٥٧٣٨عدد عشري مثل

يمكن : يست هناك فجوات على الخط الحقيقيل. بعد الفاصلة العشريةاألرقام األعداد الحقيقية دورا وتلعب. حزم األعداد الحقيقية بعضها بعضا عشوائيا

ظرية الفيزيائية ليس في ميكانيك نيوتن فقط ولكن في جدا في الن أساسيا ال يمكننا إطالقا مالحظة الزمان والمكان وعمليا بالطبع. الفيزياء كلها تقريبا

وأفضل ما يمكننا فعله حاليا هو مسح المكان . على مقاييس صغيرة عشوائيالعالقات لكن ا. ثانية٢٨-١٠الزمان حتى و سم ١٨ -١٠بشكل غير مباشر حتى

لو افترضنا تمثيل العدد في حل عالقات قوانين نيوتن أبسطالرياضية الداخلةولكن الحواسب إذا كان البشر يقومون بالحسابات وهذا حسن وجيد . الحقيقي

فهي تتعامل بدال : رمتناهية في الصغ ال يمكنها معالجة كميات ال نهائية أو الويمكن جعل حجم القفزات . )٠ و ١(عن ذلك بأحرف متقطعة أو بقفزات

-٣٢٠-

ولكن كلما صغرت القفزة كلما استدعى ذلك قوة صغيرا جدا في حساب معين ولذا يتطلب األمر كمية ال نهائية من . إن القفزات دوما محددة. حاسوبية أكبر

.الطاقة الحاسوبية لتمثيل الخط الحقيقيالتمثيالت كان يجب أخذ كان السؤال الذي صاغه النداور هو فيما إذا

طالما و. جدياياء األخرى المتضمنة في قوانين نيوتن وقوانين الفيزالرياضية د من األشكال الرياضية المثالية حصرت القوانين ضمن حقل معين مجر

وليس الكون الحقيقيولكن إذا اعتبر أن القوانين تسكن . فليست هناك مشكلةسيكون الكون الحقيقي . داالحقل األفالطوني األسمى فقط فالقصة مختلفة ج

فقد يمتلك على : وبشكل خاص فقد يمتلك موارد محددة. عرضة لقيود حقيقيةوإذا كان األمر . سبيل المثال عددا محددا فقط من األحرف في زمن معين

من حيث طبيعي للقوة الحاسوبية للكون ولو كونيكذلك فسيكون هناك حد عليها الفكرة ألعداد الحقيقية التي أسستممكن للكان من غير الو. المبدأ فقط

. التقليدية لمعظم القوانين الفيزيائية أن توجد الذي يعمل مثل النداور Gregory Chaitinتوصل غريغوري تشيتين

وقد . كمنظر رئيس لألسس الفكرية للحوسبة إلى النتيجة ذاتهاIBMلشركة ي إذا لم يكن باستطاعتي عبر عنها تشبيهيا لماذا علي أن أعتقد بعدد حقيق

إذا لم أستطع حتى اإلشارة أبرهن على حروفه وإذا لم أستطع أنحسابه و .٣٨ أكثر فأكثر مثل جبنة سويسرية١ إلى ٠ويبدو الخط الحقيقي من ....؟إليه

بية في وصف يوجد مبرر إلقحام العمليات الحسا كانت فكرة النداورهي أنه الولو من حيث يات كن من الممكن تنفيذ هذه العملإذا لم يالقوانين الفيزيائية

.في الكون الحقيقي الخاضع كما هو الحال لقيود فيزيائية مختلفة، المبدأ فقط :وبعبارات أخرى

يجب رفض قوانين الفيزياء التي تلجأ لعمليات مستحيلة فيزيائيا . على أنها غير قابلة للتطبيق

-٣٢١-

كتقريبات مفيدة ولكنها ليست وربما يمكن معاملة القوانين األفالطونية. عادة ولكن ليس دوما ضرر منه ودقتها الالمتناهية تقديس ال .»الحقيقة« .خاصة في النقاش حول الكون األولينا في بعض األحيان إلى الضالل وستقودو

الكون كحاسوب حمدد يظهر خرافة القوانني املثالية

ب الكون الحقيقي بطاقته ولرؤية أين تقع المشكلة دعنا نقدر كيف يتناس فإن وكما رأينا في الفصل الثالث. مع المثالية األفالطونيةالمحدودة وموارده

وبما . أفقالكون المالحظ محدود ألن السرعة المحدودة للضوء تعني وجود فإن تأثير أن يسافر أسرع من الضوء أو يمكن ألي شيء فيزيائي أنه ال

ال يمكنها التواصل مع بعضها افة إلى األفقصولة بأكثر من المساألجسام المفنداور بأن الحاسوب الكوني العظيم الذي ندعوه ال ولذا يقول معيار. بعضا

يجب أن يقيد إلى أشياء محاطة بحجم من المكان أصغر من ، الكون المالحظوفي الحقبة . المنطقة التي كنت أدعوها بالكون المالحظ–المسافة إلى األفق

نيوترينوا ١٠٩٠حوالي ذرة و١٠٨٠يحتوي المكان ضمن األفق حوالي الحالية ويمكن . ويمكن لكل جسيم أن يحمل حروفا قليلة من المعلومات فقط. فوتوناو

تشفير معلومات إضافية في الغرافيتونات التي يعتقد علماء الكون أنها تتخلل منها في المستقبل يتوقع جديا اكتشاف أي على الرغم من أن أحدا ال، الكون

وهو منظر فيزيائي في معهد Seth Lloydأجرى سيث لويد .المنظور إن .٣٩ حرف١٠١٢٠ماستيتيوتت للتقنية حسابا دقيقا واستنتج رقما كليا حوالي

الرقم الحقيقي أقل أهمية من حقيقة أن الكمية الكلية من المعلومات المحتواة .إال أنها مع ذلك محدودةفي الكون على الرغم من أنها هائلة

وبحسب فلسفة النداور فمن العبث تطبيق قوانين الفيزياء على مستوى ومات أكثر من الحد األقصى من التفصيل يتطلب معالجة أحرف من المعل

-higgledy" بحسب ويلر أو( ألن هناك عدم دقة ذاتية ١٠١٢٠الكوني

piggledy ("محدد ينص قانون الحفاظ ألخذ مثال و. معينة بهذا الرقم الهائل٢١ م–اجلائزة الكونية

-٣٢٢-

لى اإللكترون يجب أن تكون ثابتة على الشحنة الكهربائية على أن الشحنة عألنه وبحسب رأي النداور فإن هذا التصريح ال معنى له . مع الزمنتماما

وبدال من ذلك على المرء أن يتخيل أن القانون ينطبق . يوحي بدقة ال متناهيةوبما أننا نستطيع حاليا . فقط١٠١٢٠والي بدقة محددة تصل إلى جزء من ح

تقريبا فمن ١٠١٢ جزء في١قياس شحنة اإللكترون إلى دقة تصل إلى حوالي وبالنسبة لكل األغراض اليومية تقريبا ليس من . الصعب اعتباره قيدا خطيرا

نظاما ملتزما بقوانين ون حاسوبا محدودا بدقة محدودة أمالمهم إذا اعتبر الك .٤٠ياضية دقيقةر

لقوانين الفيزياء التي »wiggleمساحة االهتزاز «على الرغم من أن وإال ، يوحي بها الحد األعلى الكوني المشتق من قبل لويد غير هام كثيرا اليوم

لى أن نصف قطر األفق ويعود ذلك إ. أنه ربما كان هاما جدا في الماضيولذا فإن عدد . عادل سرعة الضوءولكنه يزداد مع الزمن بسرعة تليس ثابتا

الجسيمات الموجودة ضمن حجم من المكان محدود باألفق يزداد سنة فسنة مع ولذا فقد كان هذا العدد في –تمدد األفق ليشمل كمية أكبر فأكبر من المادة

وبعد ثانية من االنفجار الكبير على سبيل المثال احتوى . الماضي أصغر وال يزال الرقم كبيرا جدا بالنسبة لعدم الدقة – فقط جسيما١٠٨٦الكون حوالي

ن كان نصف قطر األفق تريليووفي زمن التضخم . المعنية ليشكل فارقا كبيراحتوى المعلوماتي الكلي لحجم أفق كان الموالسنتيمتر فقط التريليون من

حرف درجة ويمثل مثل هذا الرقم الصغير من األ. حوالي ا بليون حرف فقطبما في ذلك جية في عمل أية قوانين فيزيائية االزداو الية من الإلرتخاء أوع

. )أو أية نظرية يفترض أنها تحكم عملية التضخم (M/ قوانين نظرية األوتارعند االنفجار الكبير لر بأن قوانين الفيزياء ظهرت فجأة يذكرت اقتراح و

ي هذا القسم أظهرت ف. مع مرور الزمن»تجمدت« ن ثمموة بشكل أقل دقلويد ي محدود وباستخدام عمل النداور وكيف أن قبول الكون كمصدر حاسوب

. يمكن جعل اقتراح ويلر واضحا

-٣٢٣-

الرياضيات والفيزياء يظهران كشيء واحد

أن تساعدنا على فهم كار التي وضعت في المقطع السابق هل يمكن لألفالنص « األول حول كتبت في الفصل؟السر العميق لماذا كان الكون رياضيا

حقيقة أن القوانين التي تحكم العالم الفيزيائي هي للطبيعة وهو»المخفيكيف استطاع العلماء بالعثور صدفة على هذه و، رياضية من حيث الشكل

لم تفسر الفيزياء التقليدية و. أن يكتشفوا سبل عمل الكون»الشيفرة الكونية«ويضطر الفيزيائيون . ئ رياضية أنيقةحقيقة التزام الطبيعة بشكل فعال بمباد

أشياء المؤلف من العالم األفالطوني :وجود حقلين منفصلين الفتراضاألشياء وعالم المكان والزمان والماديرياضية مثالية موجود خارج الكون

ويعبر .٤١ومن ثم افترض وجود صلة عميقة تربط بين هذين الحقلين .المادية وأحد رواد الحوسبة من مختبر أرغون الوطنيPaul Benioffباول بينيوف

تعالج الفيزياء النظرية «االفتراض تشبيهيا بالقول هذا عن الكموميةا درس نظام إذ ....الرياضيات بطرق عدة كما لوكانت مستودعا لألشياء

تستخدم النظريات الموجودة وإذا تحتاج إليه الفيزياء فإنه يؤخذ من المستودع وينيوف بأن نطرية ويحاجج ب .» يبرهن على نظريات جديدةكنت هناك حاجةال يجب أن توحد الفيزياء كلها فقط ولكنها يجب أيضا أن نهائية لكل شيء

وبعبارات أخرى يجب عدم افتراض . تقدم تفسيرا واحدا للفيزياء والرياضياتة وجود الفيزياء والرياضيات منفصلين مسبقا ولكنهما ظهرا معا من نظري

الرياضيات في وصف تدخل كفاءةوبهذه الطريقة . وجود واحدة ومتناسقة . آليا ضمن خطة التوحيدالعالم المادي

وطالما آمن العلماء بقوانين أفالطونية ثابتة تسمو على العالم الفيزيائي الرياضية وتبقى الطبيعة والفيزياء يبقى مستحيال اضياتريفإن توحيد ال

التي وصفتها في ولكن األخذ بالنظرة المعلوماتية . ة سراللقوانين الفيزيائي

-٣٢٤-

يرتبط العالم الرياضيات بالعالم الفيزيائي وحيث ترتبط السابقة المقاطعولتحقيق هذا الهدف . يقدم األمل بتوحيد كاملالفيزيائي بالقوانين الرياضية

ل والسؤا .٤٢من الضروري وصف تداخل متسق ذاتيا للرياضيات والفيزياءالمحلول عندها سيكون فيما إذا كان معيار االتساق الذاتي صارما المثير غير

على سبيل المثال هل هناك حاجة :لقوانينبما يكفي بحيث يستبعد بعض ا ؟للميكانيك الكمومي كنظرية أساسية للمادة

بيعة الرياضيات هو أن طمنإن جزءا من سبب عدم تأكد الرياضيين الرياضيون أشياء »يصادف« –ة مثل رحلة اكتشاف يبدو من جهعملها

لكنها من جهة أخرى نتاج و–وعالقات رياضية هي بمعنى ما موجودة مسبقا يؤمن األفالطونيون ؟لذا فهل الرياضيات مكتشفة أم مخترعة. الذكاء البشري

أن البشر محظوظون و حقيقة مستقلة وهي أن للرياضيات–بالفكرة األولى ولكن إذا رفضت . وأن يجدوا مثل هذه التطبيقات المفيدة للطبيعةها بالوصول إلي

األفالطونية فعلينا عندئذ أن نقبل أن العقل أو الذكاء يلعبان دورا أعمق بكثير ويصل بينهوف . في تفسير الكون المادي كما يؤكد مؤيدو المبدأ اإلنساني القوي

وهو يقول . سسة واحدةوهو يحاجج على وجود نظرية مؤ. إلى النتيجة نفسهابما أن الكائنات العاقلة ضرورية لخلق مثل هذه النظرية فيتبع من ذلك أنه «

يتوجب أن تجعل الخصائص الرئيسة للكون الفيزيائي من الممكن للكائنات ائنات العاقلة أن ال شيء من هذا يوحي بأنه يجب على الك... .العاقلة أن توجد

وبهذه الطريقة .٤٣»مكنا لها أن توجد يجب أن يكون م بل إنهتوجد فقط .مخطط بديهي مشتركالفيزياء والحياة والعقل من ستظهر الرياضيات و

من مبدأ عام يحبذ ظهور الحياة إن الحجة الرئيسة ضد وجود أي نوعأو المبدأ اإلنساني ، على سبيل المثال الضرورة الكونية لدي دوف - والعقل

ين الرئيسة للفيزياء إضافة للشروط االبتدائية هي أن القوان–القوي لكارتر ك ببساطة مجال لقانونليس هناو ما تفعله األنظمة الفيزيائية تحدد مسبقا

-٣٢٥-

ولكن لو كانت القوانين األساسية للفيزياء . يمكن له أن يعملغائي إضافيأو قيد ذاتي على رتخاء غير صلبة حقا بالمعنى األفالطوني وإذا كان هناك ا

وعلى األخص في اللحظات األولى من عمر الكون عندما –هذه القوانين دقة فهناك ثغرة لميل قانوني لوجود الحياة والعقل –وضعت طبيعته المؤيدة للحياة

.ولن يكون هناك أي صراع بينها. سلميا مع القوانين التقليدية للفيزياء

. رتحقيق ذلك شيء آخماح بميل نحو وجود الحياة شيء وإن السخرجت الغائية من التفضيل ليس بسبب تناقضها المدرك مع قوانين الفيزياء

إنها تعاني أيضا من مشكلة يبدو أنها غير قابلة للحل تتعلق بالسبب . فقطفي هذه (ينة فالغائية بالتعريف طريقة لتوقع حالة مستقبلية مع. والنتيجةهذا العنصر إن .تحقيق هذه الحالة في الزمن المناسبو) الحياة الحالة

في العلم للسببيةمفهوم العاديالواضح للتقرير المسبق يتناقض تماما مع الإن . على الماضي تؤثر على المستقبل الالحالية أن حيث يمكن للحوادث

كيف . على الحاضر الغائية تعكس ذلك تماما وتدع الحاالت المستقبلية تؤثر الحقبة التي كانت فيها قوانين – كيف أمكن للكون األولي جدا؟يمكن ذلك

أن يعرف حول ظهور الحياة والعقل بعد –الفيزياء ال تزال في فرن الصهر !؟باليين السنين

ميكن للميكانيك الكمومي أن يسمح بنوع خفي من الغائية

على الرغم من أن الفكرة قد تبدو جنونية في البداية إال أنه ليس هناك على آلية تسمح لحوادث الحقة أن تؤثرف أمامفي الحقيقة عائق أساسي يق

رة في الفيزياء التي وفي الحقيقة هناك بعض النظريات الشهي. حوادث سابقة أي حوادث مستقبلية لها تأثير على حوادث – سببية راجعة تتضمن بوضوح

-٣٢٦-

اقترح ويلر مع تلميذه آنذاك ريتشارد فينمان إحدى هذه النظريات في . سابقة فينمان -الكهرطيسية في نظرية ويلر يمكن للتداخالت.٤٤يناتمنتصف األربع

غير أن .الزمن لألمام وللوراء أيضا مع مرور في الكهروديناميك أن تنتقلوقد اقترح . بأنه ال يوجد دليل تجريبي يؤيد النظريةعلي أن أضيف بسرعة

ونية للك و٤٥ Narlikarللثقالة من قبل هويل ونارليكار شيء مماثل بالنسبة ومرة أخرى . ٤٧من قبل هاوكنغ و٤٦ مان وهارتل-الكمومية من قبل جيل

التجربة والمالحظة حول هذه األفكار ولكن هذه النظريات بالتأكيد تسكت فقط عندما تتعلق . تزال أنواع منها تختبر إلى اليوم ال و»ال علمية«ليست

ألن ذلك. حبونينسحياة والعقل يخاف معظم العلماء والحاالت النهائية بالاألكثر من و. الفيزيائيين ال يعتبرون الحياة والعقل عادة على أنهما أساسيان

ن كما ولك. ذلك فقد تأثرا سلبا في حقبة ماضية بارتباطات سرية مع قوى حية يمكن البرهان على أن الحياة والعقل هما ناقشت مسبقا في هذا الفصل

في المخطط الكوني أن يدخالتان أساسيتان ولذا يجبظاهرتان فيزيائيويأتي أحد البراهين الممكنة على الدور المحوري للعقل من الطريقة . الشامل

لقد تبين أن عملية . التي يدخل فيها فعل المالحظة في الميكانيك الكموميلمعرفة السبب نحتاج و .المالحظة تخفي نوعا عميقا وغامضا من الغائية

.عينلفحص تفاصيل قياس كمومي م

إحدى تجليات الغرابة الكمومية المعروفة جيدا هي أن الكمية الكمومية إن .)٤الصندوق انظر (.يمكن أن تتصرف أحيانا كموجة وأحيانا كجسيملفوتون كاالمستخدم على الترتيب التجريبي تمد الخاصة التي يظهرها الفوتونتعو

يترك بلوح تصوير وندما يصطدم الفوتون وعلى سبيل المثال ع. لمالحظتهاولكن يمكن للمرء أن يجعل . بقعة صغيرة عليه فهو يظهر طبيعته كجسيم

خذ على سبيل . الفوتونات تتصرف كموجات أيضا باستخدام تجهيزات مختلفة

-٣٢٧-

القرن الثامن عشر من قبل جريت ألول مرة فيالمثال تجربة شهيرة أويظهر . Thomas Youngنكليزي وعالم المصريات ثوماس يونغ الفيزيائي اإل

تتألف التجربة من مصدر نقطي للضوء ومن . ترتيب هذه التجربة٣١الشكل تفحص صورة الشقين على شاشة . لوحة بشقين تدع الضوء يمر من خاللها

قد تعتقد بأن الصورة ستتألف من بقعتين متداخلتين من الضوء قريبتين . ثانيةشكل سلسلة من علىوفي الحقيقة تظهر الصورة . من بعضهما بعضا

والتي تنشأ بسبب الطبيعة تمة والمضيئة تدعى حواف التداخل المعالخطوط . على الطرف البعيد تنتشراألمواج عبر الشقين و تمر. الموجية للضوء

وعندما تندمج األمواج من أحد الشقين مع األمواج من الشق الثاني يتحد منبعا أي بالطور ذاته فهي عضها بعضا األمواج متناسقة مع ب إذا وصلت.٤٨الضوء

. أما إذا كانت خارج الطور فإنها تلغي بعضها بعضا، تقوي بعضها بعضاقدمت حواف التداخل المضيئة والمعتمة ليونغ البرهان األول األكيد على أن

.٤٩الضوء عبارة عن موجةلكن األمور تصبح محيرة عندما نأخذ الطبيعة الجسيمية للضوء بعين

في الخبرة العادية يكون الجسيم محدودا في مكان . ناحية الفوتون–عتبار اال وهذا –تتحد ويمكن للموجة أن تعبر الشقين و. ما بينما تكون الموجة منتشرة

ولكن على الجسيم بالتأكيد أن يعبر أحد الشقين أو –هو أساس ظاهرة التداخل رصاص من بندقية لو تصرف الضوء كتيار من الجسيمات مثل ال. اآلخروتون سيمر عبر أحد الشقين فقط فليس من الممكن حصول تداخل ألن الف، آليةلذا ما الذي . يبدو كل شيء واضحاإلى هنا . لن يعرف شيئا عن الشق اآلخرو

يحدث إذا خفض المجرب شدة مصدر الضوء إلى الدرجة التي يعبر فيها جيل وصول كل فوتون لوحده يمكن تس؟فوتون واحد فقط في كل مرة الجهاز

. يخلق الفوتون بقعة صغيرة على اللوح. بواسطة لوح تصوير مثال

-٣٢٨-

؟ أم كالهما– موجة أم جسيم ٣١الشكل

يسقط . يوضح الشكل تجربة الشقين الشهيرة ليونغ كما ترى من األعلى. ويصنع خياال على شاشة ثانية، الضوء من منبع نقطي على شاشة بشقين

. شكل حزم شاقولية فاتحة وغامقة تدعى بحواف التداخل يال علىويظهر الخوتوضح هذه التجربة الطبيعة . )ال ثالثي األبعاد في أعلى اليسارمبينة في الخي(

على أنه مصنوع من جسيمات الضوءولكن يمكن اعتبار . الموجية للضوءواحد خالل يمكن تعتيم منبع الضوء إلى درجة يمر فيها فوتون . أيضا)فوتونات(

يتراكم عدد وعندما. ويصل كل فوتون إلى نقطة محددة على شاشة الخيال. الجهازأن تكون ولذا يجب ، يمكن تمييز نموذج تداخلي مبقعكبير من هذه النقاط

وإذا . رغم أن الفوتون يمر من أحد الشقين أو من اآلخرالفوتونات عالمة بالشقينوتون فلن يتشكل نموذج التداخل مر منه كل فنظر المجرب عمدا ليرى أي الشقين ي

. سيتصرف الضوء كتيار من الجسيمات فقط: ستضيع الطبيعة الموجية للضوءو

توضح تجربة الشقين بشكل كبير الدور الرئيس الذي يلعبه المجرب أو بالسببية شأن هذا ولكن ما .في تحديد طبيعة الحقيقة الكموميةالمالحظ : تعقيدات المناقشة حتى اآلن سؤال لم تتم اإلجابة عليه لقد دفن في ؟الراجعة

ويلر هذا بارق لقد ؟قررت الطبيعة أن تختار الجسيم أو الموجة، متى بالضبطلقد كانت . على تجربة يونغ الثمانينات بتصور إجراء تحسين فيالسؤال

ووضع زوج من الكواشف ،إلى لوح تعميةفكرته تحويل شاشة الخيال حيث يسلط كل واحد منهما ب، وراءه) يرين على سبيل المثالمنظارين صغ(

فإن النظام يعمل كما ، إذا بقي لوح التعمية مغلقا. )٣٢انظر الشكل (على شق

-٣٢٩-

في التجربة األصلية حيث تظهر الطبيعة الموجية للضوء على شكل نموذج ، ولكن إذا فتح لوح التعمية بحيث يسمح للفوتونات أن تمر عبره. تداخل

إذا سجل . مكن استخدام الكواشف لنعرف من أي الشقين أتت الفوتوناتفي فوتونا B بينما إذا سجل الكاشف ١عبر الشق فوتونا نعرف أنه مرAالكاشف

وإذا أخطأ الفوتون أيا من الشقين فال نستطيع ( .٢عبر الشق فسنعرف أنه مرويمكن . للضوءفي هذه التجربة تتوضح الطبيعة الجسيمية . )أن نقول شيئا

فوتون أي تركيب تجريبي –للمجرب أن بقرر بناء على أساس فوتون ، موجة، جسيم، موجة، موجة–وبالتالي أية طبيعة للضوء ستظهر ، يستخدمه

.وهكذا بتسلسل عشوائي .....موجة، جسيم، جسيم

تجربة االختيار المؤجل٣٢الشكل

تبدل لقد اس٣١ الشكل تصور جون ويلر تعديل جهاز التجربة الموضح في حيث تكون ألواح التعمية موضح في الشكل(لوح التعمية بشاشة الخيال

. بحيث يوجه كل منظار نحو شق، وجا من المناظر خلفهزووضع ) شاقوليةقد يختار المجرب أن يترك لوح التعمية ، عندما يقترب فوتون من لوح التعمية

التداخل الموضح في الشكل (ية قليدمغلقا وأن يسترجع نتائج تجربة يونغ التأو أن يفتح لوح التعمية ويسمح للمنظارين أن يسجال أي شق مر منه ، )٣١

ختار يذا س مروره اللوحة األولى ما الفوتون أثناء»عرف«ولكن كيف . الفوتونالمجرب تؤثر على طبيعة الحقيقة إن القرارات اللحظية التي يقوم بها ؟المجرب

.كما كانت في الماضي) جسيم أم موجة ،في هذه الحالة(

-٣٣٠-

إنه ال ينتشر –ويصل كل فوتون إلى مكان محدد على اللوحة ولكن عندما يسمح للتجربة بالعمل . ليساعد في صنع نموذج أو شكل

نموذج تداخلي يبدأ عندها الفوتونات نتائج عدد من تتراكمبحيثلذا فبالرغم . تقلةبالظهورعلى شكل بقع ناتجة من صدمات الفوتونات المس

من أن وصول الضوء سجل على شكل نقاط مستقلة تشبه الجسيم إال أن اآلن تبدو هذه النتيجة . موجي تداخلالتأثير الجماعي هو إنتاج نموذج

طريقة ما عن الشقين غريبة ألنها توحي بأن أي فوتون ال بد أنه يعرف ب – لتداخل الجماعيخرى لخلق نموذج امع الفوتونات األ بحيث يتعاون

. من الحقيقة التي تقول بأن على الجسيم أن يمر من شق واحد فقطبالرغم وأنها كليهماويعبر عن هذا أحيانا بالقول بأن الفوتونات مرت عبر الشقين

سيظهر نموذج التداخل – وهذا هام –ولكن ! مكانين في الوقت ذاتهفي ن أي إ. مر منه فوتون معينفقط إذا لم يحاول المجرب تحديد الشق الذي

ليراقب مرور الفوتونات من شق أو آخر جهاز تجسس يوضع قرب الشقين إذا نجح المجرب في اكتشاف فوتون يمر عبر شق معين . سيفسد التجربة

. فلن يساهم ذلك الفوتون في ظاهرة التداخل –يمكن للمجرب أن يؤجل االختيار .نصل اآلن إلى النقطة الهامة

ن إ . حتى اللحظة التي يصل فيها الفوتون إلى لوحة التعمية–م جسيم موجة أ موجة أم–الفوتون الشكل المختار تبنى متى السر الذي علينا أن نواجهه هو

كيف يمكن لفوتون أن يعرف قبل التجربة فيما إذا . من قبل المجرب –جسيم موجة أم –راره هل سيؤخر الفوتون ق؟كان المجرب سيفتح لوح التعمية أم ال

ال يمكن أن يكون ذلك صحيحا ألنه لو ؟ حتى يقوم المجرب باالختيار–جسيم بينما لو كان موجة فسيمر من ، كان الفوتون جسيما فسيمر من شق واحد فقط

ذا سيكون ما متى سيصل إلى اللوحة ذات الشقين ووهو بحاجة ليعرف. الشقينال يمكنه . )بر شق واحد فقطأي أن يمر عبر شقين أو ع(موجة أم جسيم

.٥٠االنتظار حتى يصل إلى لوح التعمية

-٣٣١-

يحدد الطريقان ليس بشقين حيث »الطبيعة«تخيل ويلر تجربة يونغ على نجم - ولكن بتأثير الثقالة لمجرة تعترضهما تلف الضوء القادم من شبه في لوحة

من حيث لالخيار المؤجإذا أمكن استمداد تجربة .)٣٣انظر الشكل (بعيد فسيحتاج الفوتون اد ما بين المجرات بهذه الطريقة المبدأ على األقل إلى أبع

باليين السنين قبل منذ )طريق واحد أو اثنان حول المجرة(سيفعله ليعرف ما . ناهيك عن أن يتم هذا قبل قيام المجرب باالختيارأن توجد األرض

تجربة اختيار كوني مؤجل٣٣الشكل

ضمن ٣٢يث المبدأ إجراء التجربة الموضحة في الشكل يمكن من حنجم بعيد تحت تاثير ثقالة مجرة - يحنى ضوء قادم من شبه. سياق فلكي

يمكن للفوتونات أن تصل إلى األرض عبر مسارين . يوجه نحواألرضو .)٣١الشكل (مقلدة الشقين لتجربة يونغ األصلية

ويلرعلى الرغم من أنها من المدهش أن تجرى تجربة تأجيل االختيار لأجري االختبارالتجريبي ألول مرة في مخبر أرضي . لم تتم على مصدر فلكي

استبدل .٥١مساعديه في جامعة ميريالند وCarroll Alleyمن قبل كارول آللي البشري صانع القرارعشوائيا ب ال الكترونيا فائق السرعة يضيءآللي محوومع ذلك استطاع . فكرة ويلر األصليةكما عدل نواحي أخرى من ، البطيء

صدمت «اكتشف أن الفوتونات التي . تأكيد اإلدعاء األساسي الذي قام به ويلرشكلت نموذجا تداخليا وأن تلك التي سمح لها بالعبور لم » بالفعل لوح التعمية

.)تلك الفوتونات التي ميز مصدرها بشكل صحيح(تفعل ذلك

-٣٣٢-

إن ما ال تفعله هو إثبات احتمال التأشير ؟ةكيف يجب تفسير هذه التجرب ال يمكن إرسال معلومات حقيقية إلى الماضي: رجوعا في الزمن إلى الوراء

األوصاف الشائعة كثير من تعطي(. باستخدام تجربة االختيار المؤجللو حاول متعاون موجود بالقرب من الشقين . )االنطباع المضاد الخاطئفإن فعل بالنظر إلى كل فوتون يمر أمامه مجرباكتشاف ما سيقوم به ال

للتفكير بتجربة إن الطريقة المثلى .٥٢المراقبة نفسه للمتعاون سيفشل التجربةمن حقيقي بغياب أقل ما بمعنى اعتبار الفوتون هي المؤجل االختيارال أود أن أعطي االنطباع بأن الفوتون لم يكن موجود ا في أوقات . المالحظة –لنقطة هي أنه بغياب المالحظة الفعلية أو عملية القياس فإن حالته أبكر فا

ال تحدد موجة أو جسيما –والتي يمكن تحديدها بالضبط بالميكانيك الكمومي موجة في سياق -وتأتي مصطلحات جسيم. »جزءا من كليهما«أو حتى

م من ه على الرغإن غرابة تجربة االختيار المؤجل هي أن. تجربة فعلية فقطالمسؤول عن تثبيت الطبيعية الجسيمية أو الموجية أن فعل المجرب هو

وربما –للفوتون إال أن المالحظة التي أجريت لها عالقة ضرورية بالماضي يساعد لذا فإن ما يختار المجرب أن يفعله اليوم . حتى بالماضي السحيق جداوالذي كان )موجةعلى سبيل المثال جسيم أو (في تشكيل طبيعة الحقيقة

إن هذا ليس مشابها تماما للسببية الراجعة . ربما منذ زمن بعيد جداموجودا ولكن هناك )والتي تمكن المجرب من إرسال إشارة إلى الماضي( ةالواضحغائي «ب حات ويلرسأصفه مستخدما مصطلو. واضح فيهغائي إحساس

.٥٣»بدون غائيةى بالمبدأ اإلنساني القوي وهو مجموعة بدأت هذا الفصل بتقديم ما يدع

والعقل في رخوة من األفكار التي تحاول أن تبرهن على أن ظهور الحياة أي أنها مبنية في طبيعة الكون نفسه –محتم بطريقة ما الكون مقرر مسبقا وولكن كما رأينا لكي ينفذ مثل هذه الفكرة هناك متطلبان . على أعمق مستوى

مثل مبدأ الحياة إذا شئت والذي يجب عام ل هناك حاجة لمبدأ األو. ضروريان للحياة الموجودة - أن يتسق بطريقة ما مع القوانين الفيزيائية األساسية العمياء

-٣٣٣-

اقترحت . والثاني هو نوع ما من الغائية لتتسلل راجعة إلى علم الكون. مسبقافالطونية المتصلبة بأن المشكلة األولى يمكن أن تحل بالتخلي عن النظرة األ

واستبدالها بنظرية معلوماتية حيث تأتي نسبة لطبيعة القوانين الفيزيائيةبال وهو –قوانين الفيزياء المعروفة فيها بمستوى ذاتي من الرخاوة أو المرونة

مستوى ضئيل اليوم ولكنه كان أكبر بكثير في اللحظات األولى من عمر .ط المؤيدة للحياةالكون عندما تأسست القوانين والشرو

يمكن أن تحل – المتعلقة بنوع من الغائية –إن المشكلة الثانية لقد نظرإلى المراقبين على . وبالتأكيد فقد آمن ويلر بذلك. بالميكانيك الكمومي

وليس هذا . في صياغة الحقيقة الفيزيائية وليس مجرد متفرجينمشاركونأنهم الخاصة الجديدة لكن .متجذرون في هذا التقليدفالفالسفة : بحد ذاته شيئا جديداهي إمكانية ريق تجربته حول االختيار المؤجل عن ط التي أدخلها ويلرفي تشكيل طبيعة الحقيقة الفيزيائية على وفي المستقبل المراقبين اليوم

وهذه . بما في ذلك الماضي البعيد عندما لم يكن هناك أي مراقبينالماضي في الخالق طي الحياة والعقل نوعا من الدوروية ألنها تعبالفعل فكرة ثور

ومع ذلك . الفيزياء وتجعلهما جزءا ال يستغنى عنه من القصة الكاملة للكونأما .زمنية أيضا دارة منطقية وولذا توجد هنا. الكون نتاجهمافالعقل والحياة

من ثم ياة ومن ثم الحالكون و: سلسلة منطقية خطيةالعلم التقليدي فيفترض من ثم والكون: هذه السلسلة وجعلها على شكل دارةاقترح ويلر إغالق . العقل

عبر عن هذه الفكرة الرئيسة باقتصاد . من ثم الكونالحياة ومن ثم العقل وتنشئ مشاركة المراقب تنشئ الفيزياء مشاركة المراقب و«: مميز في الكلمات

وجود المراقبين ا فالكون يفسرذول. »تنشئ المعلومة الفيزياءعلومة والمآلة ولذا رفض ويلر فكرة الكون ك. وجود المراقبين يفسر بدوره وجود الكونو

الكون « تبدلها بعالم يولد نفسه ذاتيا دعاهاستخضع لقوانين مسبقة ثابتة ومغلقة مشابهة لحجة التناسق الذاتي وباقتراح دارة تفسيرية. »التشاركي

المقطع السابق تجنب ويلر ببراعة مشكلة برج لبينوف التي ذكرتها فيفليست هناك حاجة لسلحفاة فائقة حاملة إذا كان الكون . السالحف سيئة الذكر . نفسه الصديق للحياة يفسر

-٣٣٤-

العقل شيئا واحداسيصبح الكون و املستقبل البعيد جدا

ونات ل التي تتعامل مع فوتإنها لقفزة كبيرة من تجربة االختيار المؤجعلى األقل أسقط بشكل أو( الذي خلق بطريقة ما الكون بكاملهإلى مفردة كلها ذا عن تلك الفوتونات ما . مالحظيه– بواسطة مشاركيه )متامسكمحدد و

أنه ليس من ، تذكر مع ذلك؟التي ال تالحظناهيك عن الجسيمات األخرى ن أنواع فقد يكونون أي نوع م–الضروري أن يكون المراقبون بشرا

إن األهم هو أنه ليس من الضروري حدوث . الكائنات العاقلة في الكونوبسبب خاصية الرجوع في الزمن للميكانيك الكمومي يمكن . المالحظات اآلن

. للماضي أن يتأثر بمالحظات في أية مرحلة من مراحل المستقبل الكونيبحسب سار اإلنسان على سطح الكوكب لفترة تعد بمثابة طرفة عين

رض صالحة للحياة لبليون من المفترض أن تبقى األو. المصطلحات الكونيةيعيين أم وهناك وقت كاف ألحفادنا سواء كانوا طب. على األقل عام آخر

ألن يستقروا في )أو مزيجا من االثنين(من آالت مصنوعين من لحم ودم أو . النجوم نادرةستنقضي مئات الباليين من السنين قبل أن تصبح و. مكان آخر

– البقايا الميتة من النجوم –وحتى ذلك الوقت ستظل هناك ثقوب سوداء وليس هناك سبب أساسي يمنع . تخزن كمية هائلة من الطاقة الممكن استعمالها

ونستطيع بالتأكيد . استمرار الحياة والعقل لتريليونات التريليونات من السنين أنه خالل أيونات من -يال العلميفعل كثير من كتاب الخ كما ي-التخيل

كون أنحاء الالسنين التي ال تحصى في المستقبل ستنتشر الحياة والعقل فيسيخضع جزء أكبر من و. وربما من كواكب أخرىاألرض فقط ربما من

أكثر من المادة لتعالج وستستخدم كمية أكثر و. الكون تدريجيا للتحكم الذكيلقد خمن كثير من العلماء أنه . ا غنيا بدون حدودولتخلق عالما عقلي، معلومات

سيصبح أكثر فأكثر نهاية سيظهر ذكاء فائق منتشر ومع امتداد الزمن إلى الالوسيكون : العقل الفائق في المرحلة النهائية بالكون يندمجبحيث، شبها باإلله

-٣٣٥-

إلنساني هذه رؤيا يطلق عليها أحيانا المبدأ ا. العقل والكون شيئا واحداأو لو المبدأ اإلنساني النهائيفي وكما عبر عنها ديفيد دويتش .٥٧النهائي

وأعتقد أن –أصبح أي شيء مثل كمية ال متناهية من حوسبة جارية حقيقة فإن الكون متجه نحو شيء يمكن أن يدعى –هذا ممكن جدا بطريقة أو أخرى

.٥٨بالمعرفة الالمتناهيةإنه سيحقق الشروط الضرورية لمبدأ التشاركية ولو أشبع الكون بالعقل ف

إن الحالة . ضمن نطاق تشاركية المراقببكاملهلويلرحيث يكون الكون ستملك القدرة على خلق طرق ، النهائية للكون والتي سينتشر فيها العقل

وبهذه الطريقة يمكن للكون أن . التطور التي ستؤدي إلى الحالة النهائية ذاتهااالنفجار بأن لقد صرح ويلر. يوجه نفسه نحو مصيره أيضاأننفسه ويخلق

ليبني في المستقبل : لباب لدور شامل لتشاركية المراقبالقادم للحياة يفتح ا ولكن –مستقبلنا حاضرنا و ماضينا و– ماضيهليس جزءا ثانويا مما ندعوه

.٥٩هذا العالم الفسيح كله: الذي شكل محورهذا الكتابللسؤالعلمي ثالث ولذا لدينا اآلن جواب

والثاني أنه . مصادفة األول ألن هذا كان مجرد ؟لماذا الكون مالئم للحياةالثالث الذي لخصته في هذا الفصل و. من كون متعدداختيار مراقبنتيجة

الخاص به من خالل السببية الراجعة وعيه الذاتيوهو أن الكون صمم لقد رأينا كيف يعالج . تكتشف حتى اآلنالكمومية أو بآلية فيزيائية أخرى لم

ولكنهما يعجزان عن تقديم والن قضية مالءمة الكون للحياة التفسيران األ إنهما ال ؟لماذا يوجد الكونبشكل رئيس : تفسير كامل ألكبر األسئلة الكبرى

يستطيعان الجواب على السؤال النهائي للوجود ألنهما يحتاجان كالهما إلى – والتي دعوتها مازحا سلحفاة فائقة حاملة – قابلة للتفسير نقطة بداية غير

هل يمكن ؟ذا عن الطريقة الثالثةولكن ما. معطىكي تقبل على أنها شيء بعد من قضية لماذا الكون صديق للحياة ألفكرة كون يولد نفسه ذاتيا أن تمضي

؟وتوضح السؤال لماذا يوجد الكون على اإلطالق

-٣٣٦-

دارات الزمن. عانى جون ويلر من أزمة قلبية٢٠٠١كانون الثاني من عام ٩ في

: ط ولذا فسوف أركزعلى سؤال واحدلدي وقت محدود فق« .»هذه إشارة«قال المبدأ وفإن أفكاره عن الكون التشاركي ولسوء الحظ ٦٠»؟كيف جاء الوجود

اغة جيدا بقدر ما كان يحب أن النهائي لم تكن على شكل فكرة مصاإلنسانيف ما الذي نكتش وف يمكننا أن نأخذ فكرته لفكرةكي. »فكرة لفكرة«يدعوها

نحصل على ؟وهو كون يحتوي ضمنه تفسيرا لوجودهيعنيه بكون يفسر نفسه ة في قصص الخيال العلمي عن الشائعالدارات العرضية مؤشر من فكرة

أو المستقبلعودة إلىمثل فيلم وفي قصة نموذجية .عبر الزمن السفر. شيئا يزور مسافر الزمن الماضي ويغير ) منالدكتور(المسلسل التفزيوني أمه الييزور الشخصية الرئيسة في الفيلم مارتي ماكفوعلى سبيل المثال

جها من أبيه افي حياتها العاطفية مما يهدد زووهي امرأة شابة وينخرط هي عندما هاوالوصف األشد قسوة للفكرة نفس. وبالتالي وجوده الالحق نفسه

.يبحث مسافر الزمن عن أمه ويقتلها قبل أن تتمكن من والدته. تتمثل جاذبية مثل هذه القصص في أنها تبدو وكأنها تقود إلى معضلة

فالماضي يحدد الحاضر ولذا إذا تغير الماضي فسيتغير الحاضر أيضا بما في أسست إذا لكن المعضلة ليست حتمية. ذلك حوادث تؤثر على مسافر الزمن

حيث يرجع مسافر نسخة مغايرة لسيناريو قتل األم خذ. متسقة ذاتياحكاية للزمن خمسين عاما للوراء ويصادف فتاة شابة على وشك أن تقتل من قبل

تكبر الفتاة لتصبح والدة مسافر و. ينقذ حياة الفتاةيتدخل مسافر الزمن و. لصفبقاء : اا تتضمن تفسيرا دائريالدارة العرضية المتسقة ذاتيإن هذه . الزمن

مومة تفسران من قبل مسافر الزمن ومسافر الزمن األالفتاة على قيد الحياة ووتوضيح آخر أكثر تأثيرا هو حين يزور . من قبل أمومة الفتاة له يفسر

-٣٣٧-

ويقرأ حول نظرية جديدة في مجلة رياضية في ذلك بروفسور ما المستقبل ويخبر طالبا ما عن النظرية حيث ى زمانه األصلي يعود بعد ذلك إلثم. الوقت

وهي المجلة نفسها التي عثر –يقوم الطالب بعد ذلك بنشرها في مجلة مرة أخرى تتضح لنا في هذه الحكاية دارة و! البروفسور على النظرية فيها

جاءت معرفة و من الطالبجاءت معرفة البروفسور بالنظرية : عرضيةعلى الرغم من أن مثل هذه الدارات العرضية و. ستاذالطالب بالنظرية من األ

قد تبدو غريبة إال أنه ليست هناك معضلة أصيلة تتعلق بها طالما احترم .٦١االتساق الذاتي

إن السفر عبر الزمن والدارات العرضية ليسا مجرد مواد للخيال يلتف تحت تاثير الحركة فنظرية النسبية التي تسمح للزمان أن. العلمي

أن لفيزيائية بما في ذلك المراقبين تتنبأ بظروف يمكن فيها لألشياء االثقالةو ١٩٤٨ عام Kurt Godelوجد كيرت غوديل . يلتفوا عائدين إلى الماضي

العامة باستخدام نظرية النسبية الزمان لكون يسمح بالسفر عبرواضحانموذجا وهو أن الكون اقعيمن أنه بني على اقتراح غير وعلى الرغم ، آلينشتاين

وهو –عى بثقب دودي ما يدآللة زمنويظهر نموذج أفضل . بكامله يدوروفي آلة زمن . أو طريق مختصر بين نقاط بعيدة في الفضاءنوع من بوابة

فإن المراقب الذي يعبر ثقب الدودة من أحد االتجاهات على شكل ثقب دودي .٦٢نحو الماضييقفز في االتجاه اآلخر و، يقفز نحو المستقبل

ص يقوم بزيارة محددة إلى الماضيإن األكثر إثارة من جسم أو شخجسيم ، الجسم نفسه كما كان في ماضيه على سبيل المثاليصبحهو عندما

فهو بعد ذلك . إلى حقبة لم يكن موجودا قبلهايعود في الزمن إلى الوراء ولكنه ينتظر »تقبلرجوعا إلى المس«أي لن ينقل بسرعة (سيبقى في مكانه

بعنوان تخمينية وفي نشرة .٦٣ )كأي شيء آخر المستقبل ليأتي إليهفقط

٢٢ م– اجلائزة الكونية

-٣٣٨-

ريتشارد غوت الثالث طبق عالما الكون »؟هل يمكن للكون أن يخلق نفسه«Richard Gott IIIلي كزن لي وLi-Xin Liهذه الفكرة على الكون بكامله

أحد »ينمو«ففي نظريتهما .٦٤ نظرية األكوان الوليدة بطريقة مثيرةبتعديلفقد ، وفي الحقيقة. المواليد ثم يدور رجوعا في الزمن ليصبح الكون األم

لقد أخذت .٦٥ ١٩٧٢عام ر نظرية الدارة العرضية الكونيةقمت بنفسي بنش كبيرة واضحة خرى ليشكل مضغةأباالعتبار احتمال أن يتقلص الكون مرة

إن الحالة فائقة الكثافة قرب القفزة . ةوالتي ظهر أنها قفزة مرتدة كبيرتخلط المعلومات من التاريخ السابق كلها مرتدة تمحو البنى المادية كلها واللخاصة الجديدة في نموذجي إن ا. )نتروبية العظمىتقنيا فهي حالة من األ(

الزمن بعكس سهم عودة التقلصمن التمدد و الالحق هي أنه في الطوروفي نهاية . نسبة للدارة األولية من التمدد والتقلص )نتروبيتنخفض األ(

الحالة التي كان يمتلكها – يعود الكون إلى النقطة التي بدأ منها ٢الدارة ن الزمنين وإغالق تاريخ الكون فييصبح تحديد هذي. ١في بداية الدارة

Groundhog يوم القنفذمثل نسخة كونية للفيلم ، دارة عندئذ قضية بسيطة

Day ) ٣٤انظر الشكل(. على ، لكنها تترك الكثير بدون تفسيرإن الدارات العرضية بداية جيدة

ولذا فهي تعجز عن تقديم جواب كامل للسؤال ، سبيل المثال قوانين الفيزياء. »؟ما تلك الدارة«ويمكن للمرء أن يستمر في السؤال . »؟كيف وجد الكون«

الذي يعود من المستقبل بنظرية وفي حكاية البروفسور المسافر عبر الزمن وبالتأكيد فالنظرية . لم يحل» تلك النظريةمل«فإن السؤال ، رياضية جديدة

ولكن . »تخلق نفسها«توجد بدون خالق ولذا يمكننا القول بهذا المعنى بأنها يمكننا تخيل عدد ال يحصى من الدارات . بهذه الطريقةال تفسر النظرية

. يحصى من نظريات مختلفةالعرضية تحتوي عددا ال

-٣٣٩-

كون الدارة العرضية٣٤الشكل

ومن ثم يتقلص مرة أخرى إلى ، Aيصف الشكل كونا يتمدد من انفجار كبيرولكن بعمليات فيزيائية ، قفزة كبيرة ثم يخضع لدارة ثانية من التمدد والتقلص

تحت موضح بأسهم اتجاه الزمن الكبيرة كما هو، داخله تجري رجوعا للوراءيكون الكون قد عاد ، Bوعندما تصل الدارة الثانية إلى قضمة كبيرة . المنحني

. A و Bوبذا يمكن إغالق الزمان في دارة بتحديد . Aإلى حالته االبتدائية

أن يترافق مع عدد المتناه ، يمكن لكون يخلق ذاتهوفي سياق علم الكون ناك كون متعدد من أكوان يمكن أن يكون ه- من أكوان أخرى ذاتية التكوين

لذا ال زلنا نصادف مشكلة . مغلقة عرضيا لكل منها قوانين فيزيائية مختلفةوتوجد » نفخت فيها النار« ما الذي يقرر أية أكوان دارة عرضية –» القاعدة«

ما لم بالطبع ( ؟وأيها تختفي كأكوان محتملة ولكنها ليست موجودة حقيقةحقيقة ويجب أن تقدم دارة. )ارة العرضية المتسقة ذاتيا كلهاتوجد حقيقة أكوان الد

. بما في ذلك قوانين الفيزياءبشكل مرض تفسيرا كامال لكل شيء مفسرةكان هذا . ويجب أن تخبرنا أيضا، لماذا كانت تلك القوانين صديقة للحياة

بالضبط ما شرع ويلر في تحقيقه عن طريق كونه التشاركي على شكل نظام .٦٦ )٣٥انظر الشكل (اته مقدما دارة مغلقة من الوجود يولد ذ

-٣٤٠-

؟كون يفسر ذاته ألنها بإقحامها بالذاتتفسير هذا الكون ية لوحدها ال تستطيع دارة عرض

ليات واختيار مؤجل كمومي أو أي من اآلسببية الراجعة عبر دارات زمنيةال يتخيل عددا غير يمكن للمرء أنالتي ناقشها الفيزيائيون الفيزيائية األخرى

ولن تشبه الغالبية العظمى منها . محدود من األكوان المحتملة المخلوقة ذاتيا .لكن بدون مالحظينحياة ويمتلك مها لن يمتلك حياة أوربما فمعظ. هذا الكون

إن الخاصة . ولذا من الواضح أن إقحام الدارات العرضية ليس كافيا بحد ذاتهيخلق ذاته فقط التشاركي لويلر هي أن الكون الالمهمة اإلضافية في المبدأ

.لكنني ال أعتقد أن المالحظة لوحدها تكفيو. ولكنه أيضا يحتوي مالحظينحاالت د من حقيقة أن قوانين الفيزياء وويأتي دليل على العنصر المفقو

تمتلك الخاصة المميزة وهي أنها تسمح ألنظمة فيزيائية ، المادة في هذا الكون أي إلجراء حوسبات – ببناء تمثيل داخلي للعالم )حواسب وجينات وعقول(

وباختصار فهي تحتوي . الحقيقة االفتراضية التي تحاكي الكون الخارجيإن هذه الخاصة العاكسة ذاتيا للكون هي بالتأكيد جزء من . حول العالممعرفة

إن نموذج وكما أكدت مسبقا في هذا الفصل ف. القصة ولكنها مجرد جزء فقطيمضي ، المالحظين البشر على األقل)بعض(العالم المبني بالعقول بالنسبة ل

. التفسير والفهميحتوي أيضا على ى أبعد من مجرد المعرفة بالعالم إذ أنه إلفقط ولكننا لعلم فنحن ال نالحظ قصة الطبيعة ومن خالل الرياضيات وا

العميق والمخبأ بشكل الطبيعةمكنون ولو جزئيا إلى اآلن أن نلمح -استطعنا عض الفهم عن كيفية وأن نحصل على بقوانينها ومبادئها الرياضية المعقدة

حاالت ال ولذا فكوننا يمتلك قوانين و .عمله كنظام منسجمتركيب الكون ولقد أكد كتاب قواعد . أيضا بوعي ذاتيإنما تسمح و تسمح بتثميل ذاتي فقطأن الكون لم يبن هيله ظهور الوعي في النهاية بتسوالكون بمالءمته للحياة

. بالمخطط الكونيفهمافقد بنى المخطط الكوني أيضا : وعيه الذاتي فقطعلى هذا بأن الغالبية العظمى من الناس ال يفهمون وقد يعترض

معرفة حقيقية الحقيقة يمتلك قلة من الناس فقط أي وفي. المخطط الكوني

-٣٤١-

وحتى أكثر العلماء تميزا ال يدعي أنه . اإلطالق على بالعلم والرياضياتلكن يجب أن ال نكون متمركزين إنسانيا حول و. بالكونالكاملةيمتلك المعرفة

وستنتشر خالل بأن الحياة الذكية ستبقىوبأخذ النظرة المتفائلة .هذا األمرلكون ستكسب مزيدا من الفهم بأعمال الطبيعة فمن السهل االعتقاد أن االكون و

ولربما جاء ذلك فقط من ق مع الزمن الفهم الذاتي الكامل ككل سوف يحق .خالل االندماج النهائي للعقل والكون الذي ناقشته في المقطع السابق

كون تشاركي: الدارة المغلقة للوجود٣٥الشكل

لويلر الحقيقة الفيزيائية على أنها تفسر ذاتها أو »دارة المعنى«تصف وأخيرا تسبب الفيزياء ظهور األشياء والكائنات العضوية . »تهاتولد ذا«

الجزء الراجع من الدارة وفي. موصالت لمعلومات ذات معنى حول الطبيعة المشاركون الطبيعة للحصول على أجزاء من –يستجوب المالحظون

ون في وبالتالي يساعد)وفي النهاية عبر الميكانيك الكمومي(المعلومات ويسبب المالحظون . حتى في الماضي البعيدقيقة الفيزيائية تشكيل الح

. ظهور الفيزياء حتى في الوقت نفسه الذي تظهر فيه الفيزياء المالحظينوبهذه الطريقة يحاول ويلر تجنب مشكلة برج السالحف باالدعاء بأن العالم

. مشاركيه يفسر أحدهما اآلخر–الفيزيائي مع مالحظيه

-٣٤٢-

أن يفسرها بدون أن أن كونا اليمكنه أن يخلق ذاته ويبدو من الواضح يمكننا ، االعتبار إذا أخذنا استعارة الكون كحاسوب بعينو .يفهمها أيضا

. »برنامج كوني«العقلي على أنه نتاج التفكير بحصيلة المشروع العلمي وكيفما (حيث يتألف الداخل من القوانين كما اختيرت في البداية أو كما ولدت

ومن المعروف جيدا أن العمليات الحاسوبة ال يمكنها أن تقدم . ) ذلكحصلفاأللغوريثم أو العمليات : معلومات في الناتج أكثر مما هو موجود في الداخل

خذ هذه الدارة .وال تضيف لها شيئا المعلومات فقط الحسابية تقوم بمعالجةعلى أنها تفسيرلمةلو فسرت الك. »A يفسر B و B يفسر A«المفسرة ذاتيا

فسيتبع من هذا )كما في األلغوريثم الحاسوبي(سلسلة من الخطوات المنطقية أعتقد أنه يمكن و. المحتوى المعلوماتي نفسهB وAأنه يجب أن تمتلك

عد مجرد( اته فقطاستخدام مناقشة مماثلة ليس للمحتوى المعلوماتي ذإنني أدعي شيئا .»معناها« المعلومات أو »ذكاء«ولكن لشيء مثل ، )أحرفلو الكون يعمل بشيفرة كونية ذكية ولو أن . »، معنى داخلمعنى خارج«مثل حالة الكون ي وجود الشيفرة إلى دارة مفسرة ومتسقة ذاتيا فالبد أن تكون عز

ومن الواضح أن .في مرحلة ما من تطوره ذكية مثل القوانين المؤسسة له على تفسير القدرة ذاتيا بدون أن يمتلك الكون ال يمكن أن يكون مفسرا

دارة فيتوجب على الكون أن إذا كان ال بد من تفسير كامل للكون ك و.٦٧ذاتهكيف يمكن . من أجل خلق هذه القوانين القوانين المسؤول عنها يفهميعلم وأن

؟أن يكون األمر شيئا آخر غير هذا

؟وجود مفسر بعض األسئلة البارزة

لفصل األخير أساس نظرية علمية حول الوجود لخصت في هذا ا قوانين سامية غير قابلة على هيئة»سلحفاة فائقة«تحاول تجنب اللجوء إلى

كن وفيما إذا كان من المم. يجب القبول بها عن طريق اإليمان فقطللتحول

-٣٤٣-

فهناك عدد من روك للباحثين في المستقبلمتإكمال مثل هذا المشروع أم ال بأن الكون صمم من السهل القول . المجابة يجب التصدي لهااألسئلة غير

ولكن كيف تم ذلك أنواع التوليد الذاتي ل نوع منوعيه الذاتي من خالة القوانين األفالطونية بينت أهمية استبدال فكر؟ وبأية آلية فيزيائية؟بالضبطولكن ما ، بأشباه قوانين ظهرت أو تبلورت من خليط االنفجار الكبيرالجامدة

أو هل هو عشوائي مثل –العملية التي بلورتها بالضبط وكيف تم االختيار » اختيار القانونقانون« كيف يمكن للمرء أن يتجنب ؟كسر التناظر التلقائي

يجب أن تكون األجوبة ضمن ؟لذي سيعيدنا إلى معضلة السالحف الفائقةا بين »؟ياء دارة المعنى لويلرالحوسبة والفيز« في مقالتهو. قيود االتساق الذاتي

والقانون ... .الحوسبة عملية فيزيائية: هذه النقطة بوضوح رولف النداورولذا يجب أن . الفيزيائي بدوره يتألف من ألغوريثمات لمعالجة المعلومات

التنفيذ الفيزيائي علىالقيود مع النهائية لقوانين الفيزياء غةتتسق الصيوبعبارات أخرى .٦٨القانون الفيزيائي على د بدورهاوالتي تعتم، لأللغوريثمات

والسؤال . تقرر الحوسبة القوانين و القوانين ما الذي يمكن حسابهتحددالمفتوح هو فيما إذا كان هذا المتطلب من االتساق الذاتي كافيا لمعرفة

هل هناك دارة متسقة ذاتيا واحدة فقط أم عدد . الشكل الحقيقي للقوانين ؟نهائي منها هناك عدد ال هل؟منها

وعلى . الميكانيك الكمومي في تحليالتهما اعتمد النداور وويلر بشدة علىق إال أن تفسيرها الرغم من أن الميكانيك الكمومي نظرية ناجحة جدا في التطبي

وبمحاولته بناء سيناريو الكون التشاركي . ال يزال يناقش بحماسيبقى مشوشا وسير كوبنهاغن للميكانيك الكمومي األصلي الذي يدعى تفتشبث ويلر بالتفسير

وفي التفسير . ربما ألنه تعاون كشاب مع مصممها الدانيماركي نيلز بوهر. )٨انظر الصندوق (. الكوبنهاغاني للنظرية بلعب المالحظون دورا أساسيا

مشاركين هو الذي –وعلى ذلك األساس ادعى ويلر أن كونا يحتوي مالحظين . وهذه هي نسخة من المبدأ اإلنساني القوي–ن أن يوجد فقط يمك

-٣٤٤-

تعدد الكمومي الذي يصف لكن معظم علماء الكون يفضلون الكون الم. الكوبنهاغانيعلى التفسير أكوان متوازية موجودة فعال مننهائية مجموعة ال

من الحالة الكمومية على حياة »الفروع« سيحتوي بعض هذه األكوان أوووال تسمح قواعد الميكانيك الكمومي لك أن تقطع . ضها اآلخر البعولذا . تطرحها في سلة مهمالت كونية الميتة من الحالة الكمومية و»األغصان«

فالثمن الذي تدفعه لوجود أكوان بحياة هو وجود عدد كبير من األكوان الميتة أن تالحظ بدون تمر)كورس(والتي هي نوع من الكائنات الكونية الداعمة

ولذا لو وسع . ولكنها تساهم بفاعلية في قدرات الكون على تشجيع الحياةفسيكون هناك الكثير من ون لتشمل الكون المتعدد الكمومي المرء نظرته للك

وبهذا الصدد فهي . األمكنة الحقيقية الضرورية بشكل غير مباشر لوجودناائلة من الفضاء الميت وات هفجتماثل مالحظة أن الكون الذي نراه يحتوي

والفارغ وإذا لم يكن كذلك فإن الكون سيكون إما صغيرا جدا أو حارا جدا أو .كليهما ليسمح بوجود حياة على كواكب مثل األرض

والقضية األخرى هي كيف يتعلق كون مولد ذاتيا بالكون المتعدد الذي كار من نظرية األوتار شرح في الفصول السابقة من هذا الكتاب المبني على أف

في نظرية التضخم األبدي لم يعد االنفجار الكبير المصدرالنهائي . والتضخمأو » لفقاعيا«وبدال من ذلك فهو بداية تاريخ كوننا. لألشياء المادية كلها

ولذا فقد يكون من األفضل . المحشو ضمن فضاء فائق متضخم لألبدالجيبي وهنا قد . يا بدال من كون وحيد مولد ذاتياتطوير نظرية لكون متعدد مولد ذات

Thomas Herzogتوماس هيرزوغ ن العمل الحديث لستيفان هاوكنغ ويكو فهما يعتبران أيضا في سياق الكونية الكمومية موضوع الرجوع في .٦٩مهما

يساعد في تشكيل إن ما نختار مالحظته اليوم: ت الكموميةالزمن للمالحظاهيرزوغ في قبول وجود ويتردد هاوكنغ و. الماضي البعيدطبيعة الكون في

كون متعدد يتطور مع الزمن من حالة كمومية سابقة محددة جيدا كما في وبدال من .»معطى« أمر األبدي على سبيل المثال على أنهنموذج التضخم

وتشكيل المسارات الكمومية البديلة ك فهما يفضالن البدء من الحاضر ذل

-٣٤٥-

التواريخ العديدة المختلفة المسموح بها ضمن عدم التأكد –ها كلالسابقةتلك التواريخ التي وبالطبع سيختار المالحظون . التي تقود إليها–الكمومي

التواريخ نادرة بين تتسق مع الحياة والمالحظين فقط حتى لو كانت مثل تلك . االحتماالت كلهاقائمة

بالمستقبل بدأ اإلنساني النهائي وسئلة بالموتتعلق مجموعة أخرى من األ للحياة والعقل تمتد لتشبع الكونلقد رسمت في هذا الفصل صورة. البعيد للكون

تبين ؟ولكن هل يتسق هذا مع قوانين الفيزياء. على مدى فترة هائلة من الزمنأنه من الممكن للحياة والعقل في نوع محدد من النماذج الكونية فقط أن يعما

وهناك قضية أخرى ذات صلة هي فيما إذا كان الكون قادرا على . املهالكون بكيتعلق الجواب بكيفية تغير معدل و. معالجة كمية غير محدودة من المعلومات

شرحت في الفصل السادس كيف أن اكتشاف الطاقة .تمدد الكون في المستقبلللكون ستكون الفراغ أن الحالة النهائية وحي بأن أفقا كونيا قد يتشكل المعتمة يو

مكن للكون ي فكما يظهر تحليل أدق ال صحيحاوإذا كان هذا تنبؤا. المعتمالحقيقة وفي. محدودة فقط من المعلومات كمية المالحظ أن يحتوي سوىحدود فقط من ويمكن لنظام يمكنه الوجود بعدد م. سيكون آلة بحالة محدودة

وسيتمتع : ا فقط من الحاالت العقليةأن يدعم عددا محدودالحاالت الفيزيائية التبصرات محدود فقط من الخبرات واألفكار والعقل الفائق الشبيه باإلله بعدد

ويجد العديد من الناس هذا . وسيكون محكوما بتكرارها مرة بعد مرة، وغيرهاوهو بالطبع ال يشبه أبدا الفكرة التقليدية لكائن إلهي غير (األمر مثيرا للكآبة

سيكون قادرا المعلومات غير محدود لمعالجة وبالمقابل فإن نظاما. )حدودمة فالقضية ليست مفتوحة العلمي ومن وجهة النظر. على اختبار الحداثة المستمرة

بأي شكل ألنه من غير الواضح فيما إذا كانت الطاقة المعتمة ستبقى مغلقة أو، صفر مهما كان ذلك بطيئاإذا تناقصت هذه الطاقة إلى ال. ثابتة مع الزمن

وبينما . فسينمو حجم األفق وستنمو معه قدرة الكون على معالجة المعلوماتسيبقى الكون في أية لحظة يحتوي على كمية محدودة من المعلومات فلن يكون

. حجم المعلومات في النهايةلهناك حد

-٣٤٦-

ناقشتها في الختام من المحتمل أن المقاربات التي ؟لذا كيف جاء الوجودإما حمقاء ، تبدو لي بعد أن راجعتها كلها وفي الحقيقة. كلها ليست مرضية

وعدد هائل ، يسمح صدفة بوجود الحياةكون وحيد : أو ناقصة بشكل خطير، إله موجود مسبقا يفسر ذاته بذاتهو، من أكوان متوازية بديلة توجد بال سبب

يوحي بسببية راجعة ، حظينيفهم ذاته مع مالكون يخلق ذاته ويفسر ذاته و أوربما نكون قد وصلنا إلى طريق مسدود محكوم بمحدودية الذكاء .غائية أو

نظمة لقد بدأت هذا الكتاب بالقول بأن الدين كان أول محاولة م .البشريويستمد . أن العلم هو المحاولة العظيمة الثانيةعظيمة لتفسير الوجود كله و

عبر آالف ا من نماذج قديمة من التفكير شحذت هما منهجيتيهمالعلم والدين كالنتاج الجينات عقولنا هي إن .الضغوط التطورية والثقافية السنين من

وقادرون على خلق الدارويني اآلن أحرار من التطور ونحن .٧٠والبيئةويمكن لتقانتنا في معالجة المعلومات أن تأخذنا فتراضية عوالمنا الحقيقية واال

وقد تتبخر ، الذكاء لم يسبق للعقل البشري أن زارها من قبلإلى مجاالت من تبدو على أنها ليست أكثر من تسليات و، تلك األسئلة العتيقة المتعلقة بالوجود

وقد .جاء من صدفة تطوريةت حية حصرت ضمن نطاق عقلي محدود لكائناة والهدف مان والمادالمكان والز األشياء من اآللهة والقوانين وتزاح بعيدا هذهتستبدل باكتشافات لم يتم كلها والعقالنية والعبثية والمعنى والسر والتصميم و

.تخيلها من قبل

: النقاط الرئيسةü لقد اقترح بعض . تصطدم التفاسير التقليدية بمشكلة برج السالحف

.العلماء والفالسفة دارات مفسرة متسقة ذاتيا بدال من ذلك

ü القوانين عن ة التقليدية األفالطونيةالنظريرفض بعض العلماءتسمو دقيقة بشكل ال متناه أنها عالقات رياضية مثالية و(الفيزيائية

)على العالم الفيزيائي

-٣٤٧-

ü تعمل قوانين الفيزياء بدقة ال متناهية ألن للكون قدرة حاسوبية قد ال محدودة

ü كرة كون فو. الغائية أو السببية الراجعة مرفوضة من العلم التقليدي .المالحظين هي بوضوح فكرة غائيةقدر له أن ينشئ الحياة و

ü يمكن للسببية الراجعة أن تقدم طريقا شبه محترم علميا نحو الغائية.

ü تصف تجربة االختيار المؤجل لويلر طريقة يساعد المالحظون فيهادون القدرة على إرسال تشكيل طبيعة الحقيقة في الماضي علىاليوم

.علومات رجوعا في الزمنم

ü على تفسيره إذا كان الكون مفسرا ذاتيا فال بد أن يطور كائنات قادرة.

-٣٤٨-

-٣٤٩-

اخلامتة تفسريات هنائية

لكن فكرتك العامة عندئذ يا لورد راسل هي أنه ليس مشروعا : كوبلستون

؟مجرد السؤال عن سبب وجود العالم .نعم هذا هو موقفي: راسل

أليس ، إذا كان سؤاال ال يعني لك شيئا فمن الصعب جدا مناقشته :كوبلستون ؟كذلك

؟ لو تحولنا إلى موضوع آخر–ذا تقول ما، نعم إنه صعب جدا: راسل

كوبلستون وبرتراند راسل، س، مناظرة بين األب ف

من المحتم أن أي نقاش يحاول اإلمساك باألسئلة النهائية حول الوجود وسيدخل في المنطقة المريحة لمعظم العلماء ية إلى أبعد منسينزلق في النها

الختام بتلخيص لقد فكرت بأن من المساعد .غريباحقل من التخمين يبدو لهم الرئيسة المختلفة التي تفحصتها في هذا اتالمؤيدين والمعارضين لالقتراح

.ولكل منها علماء وفالسفة مميزون مستعدون للدفاع عنها. الكتاب

- A الكون العبثي وبحسب وجهة النظرهذه . العلماءمن الغالبيةربما كان هذا هو موقف

ربما . قد وجدت الحياة فيه صدفةن هو على ما هو عليه بشكل سري وفالكو

-٣٥٠-

ولو كان األمر . لكن ما نراه هو ما نحصل عليهأمكن أن يكون شيئا آخر ووحدة ال يمتلك أو قد ، كونقد يمتلك ال. مختلفا لما كنا هنا لنتجادل حوله

ولكن ليس هناك تصميم أو هدف أو معنى له على اإلطالق ، عميقة مؤسسة له إله وال مصمم وال مبدأ ليس هناك. على األقل ال شيء له معنى بالنسبة لنا–

والبشر بصورة خاصة زخارف ال قيمة الحياة بصورة عامة . ال مصيرغائي و .وجوده سر ال قرار لهلها في كون فسيح ال معنى له و

فهو سهل إلى الحد الذي –هي أنه من السهل اعتناقه ميزة هذا الرأي فإذا لم يكن هناك معنى أو مخطط أعمق فال معنى .يجعله بمثابة هروب

الت بين الحياة وبشكل خاص فليس هناك معنى للبحث عن ص. للبحث عنهماعدا الصلة التافهة ة بينهاوجد بحسب هذه النظرية صلفال ت: والعقل والكون

إن عيب . بالصدفة فقطبأن الحياة نشأت من الكون وأن العقل نشأ من الحياة العلم ال يمكن بواسطتها توقع أن يكتشف أنه هو فكرة الكون العبثي

الظواهر ارتباطات أخرى بين أو النظام مستويات جديدة وعميقة منشياء فإن هذا سيجعل نجاح إذا لم يكن هناك مخطط متسق لألو. الطبيعية

بإيمان غير فقطسيستمر العلم وي حتى اآلن غير مفهوم تماما المشروع العلمال اآلن ستستمر باكتشاف نظام موجود مبرر بأن الطرق المستخدمة حتى

حقيقة وجود هذه النظرة تعزوو .السطحي لألشياءمعنى له وراء المظهرإن . إلى مصادفة غير عادية يبدو االحتماالت الكبيرة على ماالحياة ضد

ا اللجوء إلى الحظ والصدفة مثل اللجوء إلى المعجزات ليس تفسيرا مرضيأخرى في رت العقل بمصادفة كبيرةالحياة طو ويجب القبول بأن. جدا

ى فهم الكون على أنها وبالمثل تستبعد حقيقة قدرة بعض العقول عل. التاريخوهي أن العقول تطورت لتدرك فكار غامضة بأأو أنها تتعلق صدفة أخرى علم و األشكال العميقة للفيزياء –ب مرة أخرى بدون سب–أن األشكال و

وفي الحقيقة فهي ال (تشبه األشكال في العالم اليومي على كوكبنا الكون .)تشبهها في معظم الحاالت

-٣٥١-

- B الكون الوحيد أن في الفيزياء ووحدة عميقة مؤسسةبأن هناك تقول وجهة النظر هذه

ستقوم بجمع الخيوط كلها فقط لو كنا أذكياء »موجودة هناك«نظرية رياضية أو شيئا M/ نظرية األوتارويمكن لهذه النظرية أن تكون . بما يكفي لصياغتها

أنها مبنية على مبدأ رياضي أساسي ال يترك مجاال يظهرومهما كانت . آخركلها ء كلها ومتحوالت النموذج القياسي ستتبع قوانين الفيزياو .للتعديل

وببعد واحد بعاد أ الزمان والمكان بثالثة ووجودوالثوابت المختلفة للطبيعة وخصائصه والزمكان النسبي أصل الكون والميكانيك الكموميو على التوالي

بشكل محتم وواضح هذه النظرية النهائية –المجموعة كلها هذه –العرضية .حقا نظرية لكل شيءستكون . الموحدة

أن يوجد الكون ال بدB١ سمها لهذه النظرية النسخة المتطرفة وفيوصف هناك . ولم يكن من الممكن أن يكون شيئا آخر بالضرورة كما هواك إله فليس له ما يعمله إذا كان هنو. للحقيقة الفيزيائيةوحيد متسق ذاتيا

أو توجد خيارات ليصنعهاألنه ال» تبنفخ النار في المعادال «سوى أن B٢وفي النسخة األقل تطرفا لهذا الموقف . متحوالت حرة أو مجال للتصميم

ربما كانت هناك نظريات موحدة عدة تصف : ربما كان الكون شيئا مختلفا تعمل بنجاحلمطلوبة هي تلك التي ولكن النظرية ا، حقائق مختلفة متسقة ذاتياوجود هذا الكون بالذات لى هذا الحد فربما كان إو. لسبب ال يمكن معرفته

عبثا ألنه ال يوجد سبب لكون هذه الحقيقة المتسقة ذاتيا بدال من تلك وسرا أين مقبولة من معظم الفيزيائيB٢ويبدو أن وجهة النظر هذه . »المطلوبة«هي

ل مثحي األخرى في الفيزياء األساسية والنواالعاملين على برنامج التوحيد .فيزياء الطاقة العالية

في أنها تحمل أمل الفهم الكامل للوجود تتمثل ميزة نظرية الكون الوحيد شيء ذو طبيعة أساسية اعتباطي والفال شيء سيترك بدون تفسير . الفيزيائي

ولو كان . أو يحتاج إلى تعديل من قبل مصمم غير معروفأو نتاج للصدفة

-٣٥٢-

ظرية النهائية االنتصار األعظم للذكاء الن فستمثل B١هناك كون وحيد فقط أن يكون كما هو عليه اآلن يجب:وسنعرف في النهاية سبب الوجود. البشري

هو أنه على الرغم من أن B٢إن عيب . )أو أن ال يوجد على اإلطالق(إال أن ، ستكون في متناولنات حرة تقوم بالمهمة نظرية موحدة بدون متحوال

أعتقد أن . سيبقى بدون تفسير»؟تلك النظرية بالذاتلماذا «السؤال النهائي بعدم معرفة الجواب على السؤال النهائي عن –معظم العلماء سيقتنعون بذلك

إن العيب . ومن ثم سينتقلون إلى شيء آخر»!إنه سر«إنهم سيدعون . الوجود كليهما هو استبعاد صداقة الكون للحياة على أنها صدفة غير B٢ و B١في وألن النظرية تثبت كل شيء فمن الحظ الجيد غير المتوقع أن يبدو هذا . هامة

. )ناهيك عن الفهم(التثبيت متسقا مع الحياة والعقل

C – الكون املتعدد يدعم القليل من العلماء اآلن على الرغم من أن عددهم ينمو نظرية

الحديثة ر النماذج الكونية تشيو. الكون المتعدد بإحدى النسخ أو بأخرىل أكوان فقاعية على سبيل المثا(إلى وجود تعدد في الحقول الكونية بقوة

حيث يشكل ، ذاتية كخاصة طبيعية و)مناطق كونية مبقعةووأكوان جيبية من )نهائي ربما ال(االنفجار الكبير الذي ولد كوننا واحدا فقط من عدد

ك تتنبأ العديد من وإضافة لذل. متعددة»أكوانا«االنفجارات التي ولدت في بعض ثوابت النظريات التي تحاول توحيد الفيزياء بنوع من اإلختالف

متحوالت تدخل في النموذج القياسي لفيزياء – األقل الطبيعة علىوفي بعض هذه النظريات هناك اختالف في شكل قوانين . الجسيمات

تلف من حقل مها كي تخفيزياء الطاقة المنخفضة أيضا فاسحا الطريق أماويبدو أن النموذج . أثناء تبرد األكوان من أصولها المنصهرةكوني آلخر

تتضمن ، M/ باسم نظرية األوتار أو النماذج المعروفة الموحد المفضلمتعددة جدا بدون شيء لطاقة محتملة ومن أكوان منخفضة ا» منظرا«

.واضح يميز كونا معينا

-٣٥٣-

هي أنها تقدم تفسيرا سهال وطبيعيا لتناغم إن ميزة نظرية الكون المتعدد فالمالحظون يوجدون فقط في تلك األكوان : الكون مع الحياة بصورة عفوية

» صحيحة بالضبط« Goldilockالتي تكون فيها األشياء كمعامل غولديلوك بشكل كاسح ولكنها بالتعريف عقيمة أما األكوان المعادية للحياة فتنتشر. صدفة

إن عيب نظرية الكون المتعدد هو أنها تقحم . تمر دون أن تلحظولذا فهي. فيضا من الكيانات التي ال يمكن مالحظة معظمها مطلقا ولو من حيث المبدأ

على أنه طريقة مبالغ فيها الكاسح العديد من الناس االنتشارويصدم هذا . النظريةمن الصعب جدا أيضا اختبار هذه و. لتفسير صداقة الكون للحياة

وبذا يبقى اإلدراك ببساطة على أنهم وسطاء االختياريعامل المالحظون وون وال يقدم الك. بدون تفسير)على العقل البشري على األقل(الغامض للكون

الفيزياء غير منألنه ال يزال يتطلب الكثير المتعدد وصفا كامال للوجودن تكون يجب أ سبيل المثالوعلى. جدا إلنجاحه»المالئمة«المفسرة وال

وقوانين كانيك كمومي عليه أن يصف كل شيء ميهناك آلية توليد أكوان و يجب القبول )M/ مثل تلك التي تنشأ عن نظرية األوتار(موحدة من نوع ما

وعلى األقل بهذا الشكل ولذا فالكون المتعدد . »معطاة«أنها بها على على الرغم من أنه ليس أسوأ ) الوحيدالكون( B١يفتقر إلى قوة ال » لمعتدلا«

هناك حاجة إلجراء نوع ما من االختيار الذكي ليس لكون تزال الو. B٢من إنما أزيحت مرحلة فلم ترحل مشكلة الوجود بعيدا وولذا . وإنما لكون متعدد

.واحدة فقطيتم تجنب النقد األخير بنموذج الكون المتعدد األقصى المقترح من قبل وليس تلك والعوالم الممكنة كلها بأي وصف تيغمارك حيث توجد فعال ماكس

إن . التضخم و M /ذج رياضي معين مثل نظرية األوتارالتي تأتي من نموميزة الكون المتعدد األقصى هي أنه يشرح كل شيء ألنه يحتوي على كل

هو ب الكبيرولكن العي .»الطبيعية«يمتلك هذا فضيلة البساطة وو. شيءفالنظرية التي يمكنها أن تفسر كل شيء مهما . نوعا ماور على أنه غبي الظه

٢٣ م– اجلائزة الكونية

-٣٥٤-

ا متعددا يحتوي أقل من ولكن كون. كان هذا الشيء ال تفسر في الحقيقة شيئابين ما هو محتمل ولكنه ال بين ما يوجد و، يعني وجود قاعدة تفصلكل شيء

في نظريات الكون العيب اآلخر . غير أن القاعدة تبقى بدون تفسير. يوجدعلى األقل ( ملفقةأنها تبدو وكأنها تؤدي إلى التنبؤ بأكوان المتعدد كلها هو

مما يقود إلى وق عدديا على األكوان الحقيقية تتف)على أساس حسابي بسيطوبالتالي ال يمكن . وهو أن الكون المالحظ ربما كان ملفقااالستنتاج الغريب

.على أية حالأخذ فيزيائه على محمل الجد فالمتدينون يعتبرون النظرية . ينتقد مؤيدو الكون المتعدد من جانبين

ذ األخير بالنسبة للملحد هي المال«محاولة محمومة الستبعاد أي نوع من اإلله ة من جه و.٢ Neil Manson بحسب عبارات الفيلسوف نيل مانسون »اليائس

ن المسؤولية المهنية في أنها تتخلى عM/أخرى يرى مثاليو نظرية األوتار . وجه الصعوبات الرياضية

D – التصميم الذكي تتمثل نظرة الديانات التوحيدية التقليدية إلى الكون في أن اهللا خلقه

. ألن نشوء الكائنات العاقلة جزء من خطة اهللا، وصممه ليكون مالئما الحياةالجيد الكونيم تفسيرا بسيطا للتناغمأنها تقد ولهذه النظرة ميزة وهي

بناء ألولئك الذين قرروا مسبقا»طبيعي«وأنها تفسير لصداقة الكون للحياة و التي توحي وهي أيضا تعزو صفات الكون. على أسس أخرى أن اهللا موجود

لكنها مع ذلك تعاني . بالتصميم إلى وجود مصمم مما يجعلها تبدو معقولة جدا »اهللا فعل ذلك«فالتصريح البسيط .دلوهي أنها توقف الجمن العيب الواضح

ن يقول أيضا كيف فعل ال يقدم تفسيرا حقيقيا ألي شيء ما لم يستطع المرء أما لم ضا تصطدم بمشكلة من صمم المصمم وهي أي. ولماذا فعلهاهللا ذلك ها شكل آخر من كون أن يبرهن على أنكرة الكائن الالزم بذاته بقوة وتؤسس ف

.)B١بمفهوم (نها تتفوق عليه أالزم بذاته و

-٣٥٥-

ي هي أن هوية المشكلة الرئيسة األخرى بالنسبة للتصميم الذكليست بحاجة ألن يكون لها أية عالقة على اإلطالق بإله الديانات المصمم

هذه أن تكون لجنة من »وكالة التصميم«فيمكن ل . التوحيدية التقليديةيكون المصمم كائنا طبيعيا أو ويمكن أيضا أن . اآللهة على سبيل المثال

و حضارة فائقة وجدت في كون مثل عقل فائق نتج بالتطورأطبيعية كائنات أو في منطقة أخرى من كوننا قامت بخلق كونننا مستخدمة تقانتها سابق ويمكن للمصمم أن يكون أيضا نوعا من أنواع الحواسب الفائقة . الفائقة

ن اللجوء إلى عقل فائق كسلحفاة فائقة حاملة ولذا فإ. التي تحاكي هذا الكون . أمر محفوف بالمشاكل

E – مبدأ احلياة يقيد النظرية من مبدأ أو قانون شامل تنشأ صداقة الكون للحياة في هذه

أخذ الحياة «ولها ميزة وهي . تطور الكون بحيث يتجه في منحى الحياة والعقلليست و B و A إطالقا كما في معتبرة إياها ليس كجائزة غير مفسرة»بجد

Dل قسيم التعسفي وهي تتجنب شعور الت. Cمجرد اختيار سلبي كما في . بمبدأ هادف أكثر عمقا) أو فوق طبيعياطبيعي(مستبدلة إلها مؤثرا

بدال (وباختصار فهي تدخل التصميم في أعمال الكون على مستوى أساسي غير مفسرسابق للوجود إلدخال وسيط دون اللجوء إلى )من مستوى عرضي

.هذا التصميم على شكل معجزةمع تمثل قطيعة حتمية ية هو أن الغائية إن العيب في هذه النظر

جه نحو غاية ما مضادا يعتبر التطور الموالعلمي التقليدي الذي التفكير حول الحياة حتى يتدبر » يعرف«للعلم ويسأل النقاد كيف يمكن للكون أن

في كيفية معاملة مبدأ حياة ة السببية ويثير هذا مسأل. الحقظهورها الأنها تقوم إضافي ضمن نظام من القوانين الفيزيائية التي افترض مسبقا

أو السببية الراجعة بالنسبة للزمن أيضا غرابةبوظيفة تفسير كل شيء و

-٣٥٦-

فقد ال تشكل هذه عيوبا قاتلة وكما شرحت. شيء راجع بالنسبة للزمنيعتبر العلماء الملحدون أي حديث عن و. ا بالتأكيد تثير قلق العلماءولكنه

التوجيه على أنه مجرد غطاء لفكرة التوجيه اإللهي التي تعود لتتسرب الديانات انت بعيدة جدا عن فكرة اإلله فيولو ك حتى ،إلى العلمعقل شكلة التركيز على الحياة والمن مويعاني مبدأ الحياة أيضا . التوحيديةوعلى هذا المنوال . بدون تفسير السبب التطور الكوني »غاية« اعلى أنهموأن يحيط نشؤوها بمبدا معقدة المرء أن يسمي أية حالة مميزة ويستطيع مع قوانين مخلوقةولذا يجب قبول مبدأ الحياة نفسه على أنه حقيقة . غائي

اض عترويمكن إزالة هذا اال .وأنه موجود بدون أي تفسيرالفيزياء ألن األكوان متعدد إذا مزج المرء بين المبدأ الغائي وبين الكون البسهولة

التي تحتفظ بمبدأ حياة مبني في قوانينها هي فقط التي لها حظ بأن ولكن إقحام الكون المتعدد يقوم فقط بتحويل مشكلة من أين أتى . تالحظ

.مبدأ الحياة إلى مشكلة من أين أتى الكون المتعدد

F – كون يفسر ذاته وهي B١عدا بقة كلها بمعضلة برج السالحف ماتصطدم الخيارات السا

. )Dتحت ( ووجود إله الزم بذاته )Cتحت (نسخة تيغمارك من الكون المتعدد ومن ثم بناء بقية المخطط » معطى «يجب القبول بشيء بدون تفسير على أنهب الطرق لتجنب هذا المطإن إحدى . التفسيري على هذا األساس االعتباطي

أو (وعمليا يفسر الكون .عرضية مغلقة هي اللجوء إلى دارة تفسيرية أوحتى و. نفسه) ألن النظرية يمكن لها أن تعمل على المستويين–الكون المتعدد

بالنسبة للزمن بحيث ضمن دارات عرضية أو سببية راجعةأن هناك نماذج تتويتجنب هذا المخطط هي أنه مستقل ذاتيا إن ميزة مثل .يخلق الكون ذاته

يتجنب أيضا االعتقاد الغيبي المتعلق تسلسل الالنهائي لبرج السالحف والهذا زلنا ال نعرف لماذا لكن العيب هو أننا ما. بوجود سلحفاة فائقة حاملة

ظام هو الن– لماذا هذا النظام الذاتي التفسير والذاتي الخلق – الكون بالذات

-٣٥٧-

كانت ولربما. األخرى ذاتيا المفسرة المخططات بكل مقارنةالموجود ولكن تلك التي تشبه كوننا هي فقط ، موجودةكلهاالمخططات المفسرة ذاتيا

وهذا نوع آخر من نظرية الكون –التي تالحظ ألنها تتسق مع وجود الحياة بربما كان الوجود شيئا ال يمنح من الخارجأو األفضل من ذلك . المتعدد

)أي خالق وجود أسمى( في إمكانية ما من قبل وسيط غير مفسر »نفخ النار«على اقترحت سابقا بأن دارات متسقة ذاتيا قادرة .ولكنه شيء مفعل ذاتيا أيضا

أن تخلق نفسها ولذا فتلك األكوان التي توجد فيها فهم نفسها هي فقط قادرة على . هي التي توجد فعال) وجودهماعلى األقل إمكانية أو(الحياة والعقل

G – الكون امللفق عرض لحقيقة يل وما نعتبره العالم الحقيقي هونحن نعيش في تمث

ولكنه يناريو التصميم الذكيوهذا هو نوع آخر من س. افتراضية ملفقة جيدا –وتتمتع هذه النظرية بمزايا االختالق . مطور ليناسب العصر المعلوماتي

ولكنها تمتلك العيب المميز في وجود في نظرية التصميم الذكي المالسهل نفسهفلماذا كل هذا العناء في الكشف إذا كان الكون مجرد تلفيق. هدم البحث العلمي ؟عن طريقة عمله

H – ال شيء مما سبق ؟هل تركت شيئا

على الرغم من وجود ، F و Eإن ميولي كما سيتضح هي في االتجاه ة و العقل والتصميم إنني أعتبر الحيا. التي ال بد من حلهاالكثير من التفاصيل

بأن الكون على األقل يبدو كما لو أنه صمم بدرجة وأعترف بشكل جدي من على أنها حزمة يمكنني أن أقبل هذه الخصائص الو .عالية من الذكاء

يبدو لي أن هناك مخططا . المعجزات التي صدف أنها وجدت بدون سببولكنني أيضا لست مرتاحا لفكرة . شيء»حول« فالكون هو –ء أصيال لألشيا

-٣٥٨-

التصريح أو التخلي عن التفكير المستمر وفي حضن إلهاء المسائل كلها إلقوكثيرا ما يناقش بأن العلم هو أو سرمغلقبأن الوجود هو في نهاية المطاف

هو يح كيد فالعلم الذي يجرى بشكل صحوبالتأ .بال تحيز قيمييجب أن يكون لكن العلماء. بالعقيدةثرا بالتحيز المسبق وأي األقل تمجال االستفسار البشر

المية من نظرة عآراءا مستمدة وغون في النهاية سيص )بمن فيهم أنا(سينتقد الكثير من و. حتى دينيةشخصية وثقافية و تتضمن عناصرأشمل

ني اعتبر العقل إن حقيقة أن. على أنها شبه دينية E/Fالعلماء ميولي نحو وقدرتنا الفائقة على فهم العالم من خالل العلم والرياضيات على ، البشري

عن حنين لنظرة – كما سيدعون –ما حقيقة ذات أهمية أساسية تفصح أنههذا بالرغم من أنني . عالمية مقدسة يحتل فيها الجنس البشري مكانة مميزة

انوي عرضي لعمليات ناتج ث الجنس البشري هو أكثر من عتقد أنال أعقل محفوران بعمق في ومع ذلك فإنني أعتقد أن الحياة وال .طبيعية عشوائية

إذا كنت و، ربما من خالل مبدأ حياة شبحي أو نصف مالحظنسيج الكون هي شيء أشعره بقلبي أن أعترف أن نقطة البداية هذه أمينا يجب على

. عتقاد الدينينوعا من اال ولذا فربما كان هذا. أكثر من عقلي على أنها حقيقة Dلديني النظرية وسيعتبر الناس من التيار العقائدي ا

على ي المضي أبعد من اإلله التقليدييرفضون محاولتي فواضحة بذاتها وفلن يجد وبالمقابل. scientism العلمية أنها إشارة على أنني خضعت لتأثير

اضة في القول بأنهم ملتزمون غضBأولئك العلماء الذين يأملون بحماس ب إنني ال أغبط الموحدين فرصتهم في الوصول إلى . بشكل من أشكال العقائد

التوحيد الحقيقي إذ إنها لن تكون مجرد أعظم نظرية علمية في األزمان كلها ومع ذلك فإن . فقط ولكنها ستكون النظرية التي ستنهي كل نظرية أخرى

يحمل دالئل الدعاية F و E و D و )ددالكون المتع( C ل عداء بعضهمربما كرد عة البأس بها من العلماء الذين وهناك ايضا مجمو .العلمية الزائدة

بدافع السخط على فعل على التركيز على اإلنسان من قبل الدين التقليدي أو

-٣٥٩-

ترغب في التقليل من أهمية اإلنسان أو ميرها للبيئةتدوحشية البشرية ووبالنسبة لهؤالء العلماء . مية الصفات البشرية كالذكاء والفهممن أهو، محوها

أو حتى نحو نحو اإلدراك أو تطور تقدمي ئيفإن اي اقتراح عن ميل غاتحمل أيضا نغمات ولكن حججهم مع ذلك .تعقيد أكثر هو اقتراح ممجوج

ذين وبهذا الصدد فهم ال يختلفون إال قليال جدا عن أولئك ال. عقائدية ال تخفىومن ثم حوروا الحقائق ذاك للطبيعة الديني أو التفسيرقرروا مسبقا هذا

بأن معظم عتراف أثناء ذلك اال يجبو. العلمية لتناسب عقائدهم المسبقةاركين تهم مستمرون في عملهم و Aالعلماء ملتزمون بشيء يشبه الموقف

.رجال الديناألسئلة الكبرى للفالسفة و

-٣٦٠-

حلواشيا

: سئلة الكبيرة األ- ١إن احتمال وجود أشكال غريبة من . سأحصر نقاشي في الحياة كما نعرفها-١

الحياة مبنية على عناصر كيميائية أو عمليات فيزيائية أخرى مثير بالفعل لكنه لو كانت الحياة شائعة فليس لدينا سبب لالفتراض أن نمطنا من . تخميني تماما

قراء المهتمون بمعالجة أقل تقليدية مناقشة حديثة وسيجد ال. الحياة ليس نموذجيا »الحياة كما ال نعرفها«في كتاب بيتر وورد

من غير أن أعلم كان سؤال ليندزي الساذج يثار في الوقت نفسه من قبل -٢ .ايوجين ويغنر أحد قادة الفيزياء النظرية في العالم

انين الفيزياء مجرد وأن قوفكرية تمثل األقلية أن هذا هراء تقول مدرسة -٣. على االطالق »حقيقية«ال توجد قوانين و راعات بشرية بنيت لتالئم البشراخت

يستحق الض ألنني أعتقد أنه خاطئ تماما وسوف أهمل هذا الموقف المعار .مناقشة جادة

: شرح الكون- ٢١ - Kوفرق درجة حرارة كلفن يعادل . يدعي كلفنارى و رمز لواحدة درجة الحر

- من الصفر المطلق أو من ألكن مقياس كلفن يبد. درجة حرارة مئويةفرق . م٠ ٢٧٣

م مغلق بحيث ال يحدث بعدها هذه تقريبا الحالة النهائية التي يستقر عندها نظا -٢ط ة لغاز بسيط فهي حالة من الضغوبالنسب .على المستوى الكبير تغيير

.الكثافة المتجانستينونوى بسبب يث تتحطم الذرات إلى الكترونات وبالزما ح يدعى الغاز المتأين -٣

.سأصف الغاز األولي بتفصيل أكبر في الفصل الثالثو. الحرارة العالية جدامبكرة تأثيرات عميقة في الغازية ال من التكتالت CBM أنتج التوزع الالحق لل -٤

.WMAPثيرات بواسطة ال أوقد اكتشفت هذه الت. شعاعتركيز اإل

-٣٦١-

من لغالف الكرويوهو ا» سطح التشتيت األخير«علماء الكون أحيانا إلى يشير -٦من شعاع عند لحظة التحول در منه اإلالذي يصالمادة الذي يحيط باألرض و

. شعاعالمادة واإل» فك«يدعى هذا التحول تقنيا .المعتم إلى الشفاف .لثصفها في الفصل الثاأهذه القضية بنظرية التضخم التي س تتعقد -٨ . وبالمقارنة عندما تختفي سفينة وراء األفق ال نستنتج أن األرض تنتهي هناك-٩

. اقترح أالن غوث هذا المصطلح الرائع وقررت أن أتبناه هنا-١٠ .إنما هو بعد من أبعاد الزمكان الزمان بعدا من أبعاد المكان و ليس- ١١ . صحيحة» branesاألغشية « لن ينطبق هذا لو ثبت أن النظريات حول - ١٢ WMAPيقلق بعض علماء الكون ألن الخصائص األكبر الممسوحة من - ١٣

تظهر بعض الشذوذ التي ال يتنبأ بها نموذج )تقنيا األقطاب المتعددة األخفض(اتجا فيما إذا كان هذا نومن المبكر جدا معرفة. االنفجار الكبير التقليدي للكون

أو أنه يشير إلى شيء هام وغير ، ليل البياناتتحو/ عن مشاكل من الجهاز أو .متوقع يتعلق ببنية الكون

. يمكن للدقة المحدودة لهذه المالحظات أن تقرر أن الكون مسطح تماما ال- ١٤ما تخبرنا به هو أنه لو كان الكون على شكل كرة آينشتاين الضخمة فسيكون

الفضاء الممسوج ضمن حجم يمكننا طرها كبيرا جدا بحيث النصف ق . وتنطبق مالحظات مماثلة على أي انحناء سالب. بأجهزتنا تمييز أي انحناء

ذلك ألن نظرية . حتى لو كان الفضاء منيسطا فلن يكون بالضرورة ال متناهيا- ١٥وتتعلق إحدى الطبوغرافيات . آينشتاين ال تقول شيئا حول طبوغرافية الفضاء

اليسار في صفيحة من الورق يدخل إليها جسيم من فكر . الممكنة بتمييز نقاطتلصق اآلن أن تلف الورقة و تصور. يخرج من اليمينثم يعبر الورقة و

من فالجسيم الذي خرج مسبقا. الحافة اليمنى واليسرى مع بعضها بعضاون اقترح بعض علماء الكون أن الك. اليمين سيظهر اآلن مجددا من اليسار

لو سكنا في كون . يشبه قاعة من المراياا الشكل ويمكن أن يكون على هذ امتدت إلى ما ال»قاعة المرايا«كهذا فسيبدو لنا من الوهلة األولى كما لو أن

نهاية ولكن مع تفحص أدق سنكتشف أن حجما محددا من الفضاء يكرر نفسه من من الممكن أن يتألف الكون من خاليا ثالثية األبعاد تتكرر . كثيرا جدا

حين آلخر وأن يلف الضوء الذي نعتبره قادما من بعيد مرة أو عدة مرات يضا أشكال أكثر تعقيدا مثل المماثل ثالثي أاقترحت . مولدا وهم المسافة

. األبعاد لسطح كرة قدم مقطعة٢٤م – اجلائزة الكونية

-٣٦٢-

مادة هنا تتضمن المادة المعتمة فالكلمة . إنني متسامح قليال بمصطلحاتي– ١٦ . ضيع سأناقشها في الفصل السادساة وهي موالطاقة المعتمو

: كيف بدأ الكون - ٣تى من أولكنه ، لم يأت الهليوم الذي استخدم لملء المناطيد من االنفجار الكبير- ١

. شعاعي لجوف األرضالتخافت اإل . بحقيقة أن المكان مسطح» الوسط السعيد« يتعلق هذا -٢ عدم وجود –ليحل مشكلة مختلفة اخترع التضخم في البداية من قبل غوث -٣

.قطاب وحيدة مغناطيسيةأكميات تدعى مدرج أنه يمكن وصف الحقل ببساطة عن طريق تحديد رقم scalar تعني كلمة -٤

بالمقابل فإن للحقل الكهربائي قوة . عند كل نقطة في الفضاء)قوة الحقل(واحد أما الثقالة فهي أكثر .vectorواتجاه معا عند كل نقطة فيه ولذا فهو حقل موجه

وهي تحتاج إلى أرقام أكثر عند كل نقطة tensor فهي حقل مشدود –عقيدا ت . لوصفه كامال

تتجه و ال تخلط بين القوة الميكانيكية التي يؤثر بها الضغط والتي هي ضخمة -٥ بقوة الثقالة التي يولدها هذا )على الرغم من أنها محصورة باألرض(للخارج

. لضغط والتي هي قوة ضئيلة و تتجه للداخلا الكميات ولمناقشة العالقة بين هذه. تقاس القوة والضغط عادة بواحدات مختلفة-٦

. والذي يعطيه عندئذ وحدات كثافة الطاقة نفسهاc٢ ن تقسم الضغط علىأعليك .يفسر هذا القاسم الضخم لماذا تتثاقل القوة بقوة أكبر بكثير من الضغط

وقد . بلطف- وبالثقالة فهو يطرد ، بشدة–يكانيكيا فإن الحقل المدرج يسحب م-٧تتساءل لماذا إذا كان هذا الحقل المدرج يسحب بشدة فإنه ال يجذب نفسه إلى

، إنه يفعل ذلك ألنه متوزع بشكل متجانس خالل المكان. منطقة أصغر فأصغرهو يسحب بكل اتجاه في ف: ناك منطقة مميزة له ليتقلص إليهاولذا فليست ه

.الوقت نفسه وبالتالي فليست هناك محصلة قوة تسحبه إلى مكان محددسوف و. هناك مع ذلك قضية أخرى حول خلق المادة تتعلق بمسالة مضاد المادة-٨

.لى الفصل التاليعاحيل هذا التعقيد . كتبت أوصاف شائعة جيدة من قبل بعض المؤلفين إضافة إلى كتاب غوث-٩

وعادة ضعيفة (بحبتة عملية ثقالية الكون هو خلق الجسيم عن طريق تمدد-١٠نتاج الجسيم من تخافت حقل التضخم أو إويجب عدم الخلط بينها وبين . )جدا

.)كما حدث عند نهاية التضخم(من الطاقة الحرارية

-٣٦٣-

سبة عتبر الفكرة التخمينية جدا حول السببية الراجعة بالنأاشر س في الفصل الع- ١٢ .للزمن حيث يمكن القول أن االنفجار الكبير نتج عن أحداث حدثت ال حقا

تعود إلى الوضع األصلي يفترض أحيانا أن حالة الكون في النموذج الدوري - ١٤ومع ذلك فهذه الخطوة . )نتروبيتقنيا تخفض األ(عند القفزة نوعا مابنموذج أكثر تعقيدا من ق فهي إما أنها تفرض يدويا أو أنها تتعل. مصطنعة

.النوع الذي سأشرحه في الفصل العاشر .١/٢(٢π c٣/G h) بالنسبة للذين يحبون الرياضيات يعطى طول بالنك بالعالقة -١٥

بعاد ذرية أ قد تتساءل لماذا كانت التأثيرات الكمومية للكهرطيسية موجودة عند - ١٦. امة فقط عند حجوم أصغر بكثيربينما يتنبأ أن التأثيرات الكمومية للثقالة ه

وهو موضوع . بين القوتينئيا من الفارق الكبير في الشدة ينبع السبب جز . سأناقشه في الفصل القادم

.» ال حدود« يعرف هذا تقنيا بمقترح - ١٧ .»تاريخ مختصر للزمن« يمكن العثور على وصف هاوكنغ في كتابه - ١٨ففي الكون المتضخم .الميكانيك الكمومي هذا عكس غريب للوضع المعتاد في –٢٠

. تكون النتائج األكثر وضوحا للميكانيك الكمومي هي األضخم في الحجم في هذا الصدد يذكرنا التضخم األبدي بنظرية الحالة الثابتة القديمة في علم - ٢١

نهاية له ولكن تولد المادة باستمرار مع اللكون لهويل حيث ال بداية للكون وابدي يختلف عن لكن التضخم األ. الكون للحفاظ على كثافة متوسطة ثابتةتمدد

.نه يتم خلق عوالم بأكملها بدال من جسيمات من المادةأالحالة الثابتة في

عند استخدام نظرية النسبية علينا أن نتذكر أن المسافات . هذا نوع من التبسيط- ٢٤لينا دوما أن نحدد ظروف لذا عو، مثل األزمنة ليست مطلقة ولكنها نسبية

من الغريب أنه لو كان المراقب موجودا و. المراقب عند مناقشة المسافة فمن الممكن )كما هو حالنا نحن ضمن الكون الجيبي(ضمن إحدى الفقاعات

لحجم الفقاعة أن يكون ال متناهيا نسبة إلى المراقب على الرغم من أنه لو . محدودانظر إليه من خارج الفقاعة فسيكون

مم صنع الكون وكيف ينسجم مع بعضه بعضا- ٤

فتخافته اإلشعاعي. حتى اليورانيوم يلعب دورا في وجود الحياة على األرض- ١دافعا تيارات الحمل ، جوف كوكبنا حارا البطيء خالل باليين السنين يبقي

-٣٦٤-

د المواعملية ضرورية لتدوير الكربون و يالتي تحرك القشرة القارية وه .األخرى المستخدمة للحفاظ على نظامنا البيئي

تعرف البوزيترونات اآلن من خالل دورها في التصوير الطبي على شكل -٢ PETمسوح إصدار البوزيترونات

.يضاأ تشمل مخططات التخافت هذه النيوترينوات -٣كتلة –عندما تتخافت الجسيمات الثقيلة إلى جسيمات أخف تظهر الطاقة - ٤

تخلق منتجات التخافت وهي تتحرك و: ائدة على شكل طاقة حركيةالز .بسرعة عالية

من )وربما الليبتونات أيضا( ربما صنعت الكواركات ؟ لماذا التوقف هناك- ٥صغر أيضا بدورها مصنوعة من جسيمات أصغر والتي هي أجسيمات

تقدون لكن معظم الفيزيائيين يع. لقد جربت مثل هذه األفكار. هكذا ....وبأن الكواركات والليبتونات هي المستوى السفلي بحسب تركيبات جسيم

تكون الكلمة األخيرة كما سوف أناقش في نهاية ومع ذلك فقد ال. مركب .هذا الفصل

.وتبدو أنها قريبة من الصفر كلها. ال يزال العمل يجري لحساب كتلة النيوترينو-٦وبدال من ذلك فهي تدور : فهي ال تتخافت. قيداأكثر تع و إن استقرارية النيوترين-٧

.هوياتها باستمرار بين نكهات النيوترينو المختلفةألنه لو كانت الشحنات من إشارات ، إن كلمة نكوص مضللة قليال هنا- ٨

نتيجة لمبدأ و. متعاكسة فسيكون االنحراف نحو الداخل بدال من الخارجلعزم يمكن أن يكون سالبا في العمليات عدم التأكد هايزنبرغ فإن انتقال ا

ومع . الكمومية مسببا اهتزازا نحو الداخل بدال من انحراف نحو الخارج .بحسب تبادل فوتون افتراضي هو نفسه ذلك فالصورة العامة

. للكالم حسابيا يكامل المرء على مدى مجموعة موزونة من االحتماالت-٩ .تشويش تعرف هذه العملية بنظرية ال- ١٠ . تشير هذه العبارة إلى كتلة الراحة للفوتون-١١

:إغراء التوحيد الكلي - ٥ كيف يمكن لعملية تستغرق في المتوسط أطول بكثير من عمر الكون أن تظهر - ١

هناك . يقع الجواب في الطبيعة االحصائية للميكانيك الكمومي: في تجربة )أطنان عديدة من المادة(احتمال معين أنه بين عدد ضخم من البروتونات

-٣٦٥-

عن مثل حوادث بحث المجربون . يتخافت بروتون أو اثنان خالل شهر مثال .التخافت المنعزلة العرضية هذه ولكنهم لم يروا شيئا

من المهم فهم أن الجسيمات الصادرة من تصادمات مرتفعة الطاقة ليست مجرد -٢وعلى . ت من طاقة التصادمفالعديد منها تولد. عناصر من األجسام المتصادمة

بوزيترون –لكترون يزياء بشكل روتيني أزواجا من اإلتخلق الف، سبيل المثال . مضاد البروتون–أو من البروتون

الخصائص المجتمعة لمجموعات منها كما إن الصلة بين لف الجسيمات و-٣معينة لها صلة بتناظرات مجردة و. يحكمها مبدأ االستبعاد لباولي ليست واضحة

.متعلقة بفكالة اللف الكمومية .١ لهذا القانون الشكل العام نفسه كقانون الثاقلة كما هو مبين في الشكل -٤ . المصطلح التقني الذي أعطي لهذه الصعوبة هو ال عودة طبيعية-٥ لديها شيء لتقوله حول الكون األولي الحار جدا على الرغم من أنه ليس من -٦

ولكن ال يوجد إلى . اء الكون على بعض البقايا الخيطيةالمستحيل عثور علم . اآلن دليل على أي منها

تتعقد مسألة التعددية جدا بوجود ما يدعى بالدفقات في النظرية المماثلة للخيوط -٧في القوة الكهربائية أو المغناطيسية والتي يمكن أن تتغلغل خالل الفضاءات

. لمختلفةالمضغوطة بأعداد كبيرة من الطرق اكغشاء بصورة مدهشة في الفيزياء » كترونسع لإلالنموذج المو« أدخلت فكرة -٨

في الثمانينات عمم نوع األجسام و. النظرية منذ الستينات من قبل بول ديراكالممتدة من أوتار وأغشية على أي عدد من أبعاد أكثر والتي هي أقل من أبعاد

.p-branes نوع األعرض يدعى بالأصبح هذا ال. الفضاء الذي تتحرك فيه ومثل ال p-branes ليميزها عن ال D-pranes دعا بولشينسكي هذه األغشية -٩

p-pranes ربعة وأكثر من ذلكأبعاد وأ يمكن تعميمها على ثالثة.

القوى المعتمة في الكون - ٦وهي تشمل . أطلق مصطلح العناصر الخفيفة ليعني العناصر األقل كتلة- ١

. والذي يعرف بشكل مشوش بالهيدروجين الثقيل–ديوتوريوم ال. وال تعني واسع بالمعنى الفيزيائي»كنلة كبيرة « هنا »ضخم« تعني الكلمة - ٢

تزن أكثر من منفردة جسيمات نقطية ولكنها بصورة WIMPستكون ال .ثقل الذراتأ

-٣٦٦-

كون مناسب للحياة- ٧م جون بارو وفرانك تيبلر معالجة شاملة ويقد. نثروبي مراجع قديمة للمبدأ األ-٢

.»المبدأ االنساني الكوني«بمراجع عديدة في كتابهما وفي الحقيقة . »المعجزة الخامسة« انظر على سبيل المثال كتاب بول ديفز -٤

أي أن تبدأ الحياة في المريخ –فاألحرى أن يحدث االنتقال بالطريقة المعاكسة وفي الطريقتين يظل المرء . صخور مقذوفةثم تأتي إلى األرض عن طريق

. يتعامل مع حادثة خلق واحدةنوع من الحياة تقوم على قلة من العلماء حول حمن بعض كتاب الخيال العلمي و-٥

ماء فكرة ومن الصحيح أنه ليس لدى العل. عمليات فيزيائية وكيميائية مختلفةن ذلك للتقويم هي واألصعب م. غير ممكن واضحة حول ما هو ممكن وما هو

سأتبنى الموقف . احتماالت وجود حياة مبنية على قوانين فيزيائية مختلفة جذرياالمحافظ الذي يقول أنه بغياب دليل على العكس فإن الحياة محصورة بشيء

. قريب مما نعرفهوعلى القراء الذين يريدون معالجة أكثر شموال . سأناقش فقط حفنة من األمثلة-٦

.»ي الكونيالمبدأ االنسان«عوا إلى كتاب بارو وتيبلر أن يرجقيس الدفق النيوترينوي من الشمس بواسطة . نتيجة لذلك تطلق النيوترينوات-٧

ولو لم يكن هذا هو . للنيوترينوات كتلة منخفضة جداو. أجهزة حساسة جدات حول إلى نيوترونا طاقة الضرورية للت–الحال فستعوز البروتونات الكتلة

.دعم الحياةالسطوع بشكل ثابت وبالتالي تمنع الشمس من داخل النجوم وولية التي خلقت هي تعني المادة األنكليزية متوسطة وإ هي كلمة ylem الكلمة - ١١

.النتروناتالبروتونات واستخدم غامو الكلمة لتعني مزيجا من . منها المادةلذا لى نترونين وبروتون واحد ووجين بنواة تحتوي ع التريتيوم نظير للهيدر- ١٢

.فهو أثقل من الديوتوريومثالثة بروتونات ثة نترونات أوثال غامو بهذا نواة إما ببروتونين و يعني- ١٣

.وكما ذكرت سابقا فإن كال التشكيلين غير مستقرين. نترونينو. األكثر شيوعا هو تخافت النترون إلى بروتون مع إطالق مضاد نيوترينو- ١٥

العملية المعاكسة التي أناقشها هنا حيث يتحول البروتون إلى نترون إن يمكن أن تحدث ضمن نجم ينهار داخليا ألن حق الثقالة القوي المتولد

. يزود الطاقة الالزمة

-٣٦٧-

ولذا ، هناك طرق أخرى أقل كفاءة للنجوم لتخلص نفسها من الكربون- ١٦نو لمناقشة التنغيم فليس من الواضح مدى حراجة شدة نفاعل النيوتري

. الجيد لهذا العنصريعرف عمر النصف . تخافت النترون عملية احصائية معرضة لتذبذب كمومي- ١٧

.على أنه متوسط الزمن الالزم لتتخافت نصف الكمية من النترونات . ال أعتقد أننا أخطأنا في جمعنا– النموذج أ هذا هو سبب خط- ١٩ة المعتمة غير مساوية للصفر في زمن قصير يتطلب التضخم أن تكون الطاق- ٢٠

لكن الفيزيائيين ظلوا يفترضون أن الطاقة ، جدا بعد االنفجار الكبير مباشرة .المعتمة انخفضت إلى الصفر تماما في المرحلة التي تلت التضخم

ارد الذي ساعد في على مدى علمي كان سيدني كولمان من جامعة هارف- ٢٢من استخدم المصطلح األولي أولناظر في الكون كسر التاستكشاف موضوع

. ليصف الضغط الكبير للطاقة المعتمة»التثبيت األعظم«إنني . يعتمد تشكيل المجرات على تذبذب مقادير الكثافة األولية والطاقة المعتمة- ٢٤

لو سمح . أفترض في مناقشتي أن األولى تبقى ثابتة بينما يسمح للثانية أن تتغير . ين أن يتغيرا مع بعضهما بعضا فإن التحليل سيكون أكثر تعقيداللمقدار

؟هل يحل كون متعدد المعضلة - ٨ولم . كان الفرد المنعزل هو روزينثال الذي نجح في نشر ورقة علمية موثوقة- ١

يكن هذا عمال بسيطا في نظام ثبط بقوة أي نقاش يبتعد عن الفلسفة الماركسية .في الجدلية المادية

تفترض الثوابت المختلفة التي ذكرتها قيما رقمية تغتمد على نظام الوحدات -٢وعلى سبيل المثال فإن سرعة الضوء إما أن تكون . المستخدمة للتعبير عنها

ويمكن دمج الثوابت . ثانية/ ميل ١٨٦٠٠٠ثانية تقريبا أو / كم ٣٠٠٠٠٠على سبيل المثال . واحداتلتشكل نسبا ال بعدية هي أرقام مجردة مستقلة عن ال

سرعة الضوء فالنتاج رقم اللكترون على ثابت بالنك ونة اإلشحإذا قسم مربع وعند اعتبار فيما إذا كانت قوانين الفيزياء . ٠,٠٠١٦١٧بعدي بقيمة قريبة من

تحتوي متحوالت حرة يمكن أن تتغير من منطقة ألخرى فمن األفضل مناقشة . بعديةالتغيرات في األرقام الال

-٣٦٨-

، تظهر التجارب أن لها كتلة ضئيلة جداو. تقع النيوترينوات خارج هذا المخطط-٣ . لكن تفسيرها يقع خارج النموذج القياسي

في بعض الدول يقود الناس سياراتهم على . يمكن تشبيه هذا المثال لقاعدة الطريق-٦لى الصدفة يعتمد اختيار إحدى الطريقتين ع. اليمين وفي أخرى على اليسار

.دام كل شخص يستخدم القاعدة ذاتها يشكل هذا أي فرق ما الو. التاريخية لو أجريت التجربة بدقة كبيرة فيمكن إرجاع اختيار االتجاه للحركات - ٧

.العشوائية الجزيئيةأنهما منخفضتان »وطاقة منخفضة« »ارة منخفضةدرجة حر« أعني ب -٩

وكما سنرى فقد يشمل هذا . ناظر وطاقتهبالمقارنة مع درجة حرارة كسر التGUTبإعطاء هذه المقاييس المرتفعة التي يشير إليها . حتى قيم بالنك و أ

لذا . ال تزال حقا منخفضة الطاقة»فيزياء مرتفعة الطاقة«الفيزيائيون عادة ب LHCيتضمن العالم المنخفض الطاقة عالم المسرعات تحت الذرية مثل

.الخبرة اليوميةولتضحم أثناءه وث ا قد يالحظ القارئ اليقظ أن هذا هو الوقت الذي افترض حد–١٠

على الكون األولي جدا GUT كان اعتبار تطبيق ال. وهذا ليس مصادفة–في الحقيقة ن المتضخم ألول وهلة وهو الذي أعطى أالن غوث سينايريو الكو

. يغز لهGUTفإن مرشحا مقبوال لحقل التضخم هو أحد حقول ولكن . ال أحد يعلم ألن النظرية معقدة جدا. في الحقيقة فقد قمت بتلفيق هذا- ١١

.هناك خيارات كثيرةالتي تمثل Mمسة لنظرية خ ال»الزوايا« يؤسس وجود منظر على بأخذ - ١٣

نظريات األوتار الخمس األولية بعين االعتبار والتي يمكن دراستها باستخدام يعتقد بعض المنظرين أن المنظر و. رية االضطرابطريقة تقريب تدعى نظ

الكاملة Mصيغت نظرية ويتنبؤون أنه لو، من صنع هذا التقريب هو عالم واحد –المؤسسة جيدا وحلت تماما فإنها ستعطي وصفا بسيطا وحيدا

.وسيكون لدي الكثير ألقوله حول الفكرة البديلة في الفصل التاسع. فقطبأن التضخم األبدي ربما يقدم آلية طبيعية لتوليد حقول كونية تعود الفكرة - ١٤

بأنواع مختلفة جدا من فيزياء الطاقة المنخفضة وبنتائج )أكوان جيبية(ضخمة . إنسانية واضحة إلى أوائل الثمانينات

-٣٦٩-

إن النظريات التي وصفتها هنا ليست بأي حال األفكار الوحيدة حول الكون - ١٥ة بنظريات األكوان المتعددة المختلفة من قبل نيك قائمجمعت . المتعدد .تأثرات الخيارالمالحظات و: نسانيتروم في كتابه االنحياز اإلبوس

لو استطاع المرء أن يعطي أوزانا لنوع من التفكير مقنع تماما فقط هذا ا- ١٨افتراض . لكننا ال نعرف كيف نفعل ذلك إلى اآلن، إحصائية ألكوان مختلفة

توجد قيمة دنيا واضحة للطاقة المعتمة تكون الحياة دونها أنه الآخر هو تبرة من الطاقة وستهدد كميات مع. مستحيلة ما لم يعتبر المرء قيما سالبة

فهي ستضيف للجذب الثقالي للكون : ختلفةالحياة ألسباب مالمعتمة السالبة . تسبب انهيارا سريعا إلى مضغة كبيرةو

اض مخفي بأن النظام المعتبر له عدد مجدود وإن كان كبيرا جدا هناك أيضا افتر-٢١هذه هي الحال بالنسبة للمتغيرات المتقطعة كما تنشأ من . من الحاالت الممكنة

ولكن ليس هناك سبب منطقي لعدم كون بعض ، تطبيق الميكانيك الكمومينهائي د الكذلك فسيكون هناك عدولو كان األمر . المتغيرات الفيزيائية مستمرة

. وستكون مسألة النسخ المتطابقة تماما أكثر تعقيدا»ألوان الرمادي «من إن االفتراض بأنه يمكن تمثيل العمليات الفيزيائية جميعها من حيث المبدأ - ٢٣

بواسطة حاسوب عام يعتمد على االفتراض الشائع ولكن غير المبرهن الذي . تورنغ–يدعى فرضية تشيرش

لو كان افتراض الحوسبة . ة أن يكون النظام المحاكى حاسوبا الكترونياال حاج - ٣٥ الذي أسس عليه هذا النقاش )انظر الفقرة التالية في النص الرئيس(العامة

استخدام أي شيء مثل علب يمكن عندها إجراء المحاكاة ب، بأكمله صحيحا ثي األبعادظام كالسيكي فوضوي ثالاألوتار أو حتى شيء ببساطة نالبيرة و

يمكن للمحاكاة أن تكون أسرع . والذي هو معقد بشكل غير محدود في تصرفه .أو أبطأ بكثير في وقتها من خبرتنا الموضوعية بالزمن ضمن المحاكاة

تصميم ذكي وتصميم غير ذكي تماما - ٩

يمان كولسون في كتابه العلم واإل، يبدو أن المصطلح صيغ من قبل س، أ-٦ دراموند التقط الفكرة األساسية مسبقا في كتابه الرغم من أنالمسيحي على

. نسانارتقاء اإلحول اآللية غير )ألسباب سياسية( مؤيدو التصميم الذكي غامضون بشكل مقلق -٨

ثل السوطيات البكتيرية تكتسب بواسطتها األنظمة الفيزيائية مالداروينية التي

-٣٧٠-

ألن يكون هذا معجزة كأرنب يسحب ليس هناك داع. لمصممة ظاهريابنيتها اويمكن أن يكون . على الرغم من أن هذا ما يفضله مؤيدو النظرية، من قبعة

لتأسيس و. هناك قانون يشبه التصميم للطبيعة يعمل على مقياس زمني تطوريمعنى مثل هذا القانون من الضروري أوال تقديم تعريف رياضي صارم

ليس «ذه من قبل وليام ديميسكي في كتابه بذلت محاولة بطولية كه. للتصميم .»هناك غداء مجاني

طرحت حجة قوية على التنظيم الذاتي في علم الحياء من قبل ستيوارت كوفمان -٩ .في كتابه في المنزل من الكون

ترث »أكوانا وليدة « السوداءسمولين نظرية تخلق فيها اليقوب اقترح لي-١٠في هذه النظرية . مع بعض االختالف العشوائي »أكوان األباء«القوانين من

على يمكن العثور. هناك نوع من الوراثة واالختالف ولكن ال يوجد اختيار . تفاصيل أكثر في كتابه الحياة في الكون

–ماديا ولكنه فضاء من االحتماالت ر أن المنظر ليس منطقة أو فضاء تذك- ١٤الحضارة الفائقة أن تخلق كونا قريبا يمكن للمخلوق الفائق أو. فضاء المتغير

لو كان الكون الذي يحتوي هذا . ماديا ولكنه بعيد جدا في فضاء المتغيرنه سيختار أن إالمخلوق أو الحضارة مالئما مسبقا للحياة فيمكننا أن نتصور

يخلق أكوانا وليدة في موقع مماثل في المنظر وذلك كي يجعل أكوانها .للحياةالمنتجة صالحة

وقويا الضرورة بلوق وجد بالضرورة جيداتطيع مخـيس أي هل- ٢١ هل يمكن لكائن بالضرورة ؟يخلق بالضرورة وأن ال، لخإ ....بالضرورة

؟يخلق أن يختار أن ال استخدم اسحق نيوتن الذي كتب في اإللهيات أكثر مما كتب في الفيزياء هذه - ٢٢

ى األقل ضروريان ألنهما ينبثقان حاجج أن المكان والزمان عل .الحجةويمكن أن يكون هذا قد أثر على نظرة . مباشرة من إله الزم بالضرورة

. نيوتن إلى الزمان والمكان على أنهما مطلقان وعامان وغير قابلين للتغيير .وبالطبع فنحن نعرف اآلن أن هذا خطأ

اك تمثيل واحد متحوالت فيما إذا كان هن ال تهتم النظرية الوحيدة بدون - ٢٤ لو كان هناك كثير منها فستكون في الحالة الكمومية نفسها . للكون أم أكثر

-٣٧١-

عدم التأكد صفة وبسبب . حالة الفراغ الوحيد المفترض للنظرية–يتطلب أن تكون األكوان نسخا األصيلة في الميكانيك الكمومي فإن هذا ال

ضة تتسق مع الشكل المفتر»الفريد«ولذا فحتى نظرية الكون . مستنسخة .المحدود للكون المتعدد

أتت الفكرة األصلية لهذه المقارنة من كارل ساغان الذي وصفه في روايته - ٢٥قبل رودني هولدر في كتابه اهللا واستخدم بسياقه الحالي من . االتصال

. الكون المتعدد وكل شيءو تكون نظرية المنطق كيتفسير تقني بحسب أسس الرياضيات ويضا أ هناك - ٢٦

ويتعلق هذا األمر بما يعرف بنظرية عدم االكتمال . نهائية وحيدة مستحيلةوجزئيا بسبب اعتبار نظرية غودل دحض ستيفان هاوكنغ مؤخرا . لغودل

. وجود نظرية وحيدة لكل شيءاستنتج أن كوننا هو األفضل ز الذي كان ملحدا هذه المشكلة و اعتبر ليبن- ٢٨

شيئ ذي يدعو إلها جيدا وتاما لخلقألنه ما ال( المحتملة من كل العوالملى أنه ليس السعادة القصوى يشير تعريف ليبنز لألفضل عو) ؟أدنى منه

ة البساطة المتسق: كثر تجريدا التعظيم الرياضي وهوولكنه بشكل أ للبشر .التنوعمع الغنى و

على سبيل المثال ال يمكن فالمربع المدور. أعني أي شيء متسق ذاتيا منطقيا- ٢٩ . أن يوجد في أي مكان

. بالتأكيد لم يكن تيغمارك أول من اقترح أن كل األكوان المحتملة توجد فعال- ٣٠ . فقد اعتنقت الفكرة على سبيل المثال من قبل فيلسوف برنستون ديفيد لويس

. لم يمكن اثبات وجود كائن الزم هو فريد من نوعه بالضرورة ما- ٣٧ إحدى البديهيات على أنه من الممكن وصل أي تنص، على سبيل المثال- ٣٨

. نقطتين في الفضاء بخط مستقيميمكن أن تكون للمرء أسباب لالعتقاد بنقطة بداية . ربما كان هذا تبسيطا- ٣٩

على سبيل المثال ربما يأتي الدعم لكون متعدد من دليل االختالفات . محددةوربما يأتي الدعم لوجود اهللا من الخبرة الدينية أو . الطبيعة»ثوابت«في

. النقاشات األخالقية . ولكنني أشرت مسبقا إلى الشك في ذاك االدعاء»الوحيدة فقط« أحيانا - ٤٠

-٣٧٢-

؟ كيف حدث الوجود-١٠

وهي االدعاء الذي يعرف ، تنسب هذه العبارة إلى أطروحة تشيرش تورنغ-٩يقترح دويتش رفع هذه .متعدد األغراض مبدأ الحاسوب العام أو أساس

. األطروحة إلى مرتبة المبدأ األساسي في الكونالمثال اآلخر لخاصة غير واضحة ولكنها أساسية لألنظمة الكمومية هو - ١٠

جسيمين أو أكثر مرتبطين بعمق على الرغم من أنهما وهو بقاء . التشابك .منفصالن كثيرا

ست على الرغم من أنها لي»junkالبالية « بعض الدنا هناك دليل متزايد على أن-١١ .قد تلعب مع ذلك دورا في تشغيل الخلية، جزءا من نظام الترميز الجيني

»السهلة« الوعي الهام واألساسي بين مشاكل تم التأكيد على التمييز- ١٢مواجهة « ألول مرة من قبل ديفيد تشالميرز في مقالته الشهيرة »الصعبة«و

.» الوعيمسألة في غياب »النشاط المعلق« كما أن قطة شرودينغر تبدو ظاهريا في حالة من - ١٥

كذلك فإن الكون الكمومي ككل يبقى معلقا في وضع فائق من ، المالحظةويمكن للقراء الذين يريدون معرفة أكثر حول . المتعددة جدا»التواريخ«

على مناقشة مفصلة في كتابه اختفاء الزمان في الكونية الكمومية أن يعثروا .نهاية الزمان

يشير الفيزيائيون غالبا إلى هذا على أنه غاز بولتزمان على اسم لودفيغ - ١٩ .إلى التوازن الثرموديناميكي مان الذي درس كيفية وصول الغازاتبولتز

، أشير هنا إلى الحالة الماكروية المعرفة بالقسمة على عدد من الجزيئات- ٢٠ . لى الحاالت الميكروية حيث تحدد حركات الجزيئات المنفردةوليس إ

وأجريت محاوالت لتقديم ، هذه النقطة جيدا معروفة جيدا من قبل العلماء- ٢١أنها تميز التي يبدو» يد المنظمالتعق«تعريف أكثر دقة للخاصة الصعبة

بحسب العمل IBMقدم تعريف واعد من قبل تشارلز بينيت من . الحياةاقترح . النظام»عمق «يدعو بينيت هذا بو .لحاسوبي الالزم لوصف النظاما

.هاينز باغلز تعريفا للعمق قريبا منه لكنه أكثر فيزيائيةسيث لويد ورض والتي تقول الفكرة المثيرة لالهتمام هي نظرية جيا حول الحياة على األ- ٢٥

يجابية إية راجعة جيولوجيته ومناخه تشكل نظاما بتغذبأن بيئة كوكبنا و. ديناميكي تتعاون فيه األرض والغالف الحيوي بطريقة ما الستمرار الحياة

-٣٧٣-

للتغيرات الخارجية ت في التغيرات المناخية استجابة التعويضامثال على ذلك –تبدو نظرية جيا بشكلها الشائع غائية بالتأكيد و. مثل التغيرات الشمسية

ة والخارجية لتأمين ديدات الداخليفالغالف الحيوي لألرض يستجيب للته . وقد انتقدت النظرية على أنها كذلك– مستقبل األرض

ليس هذا مجرد ظهور قوانين فعالة منخفضة الطاقة بواسطة كسر التناظر كما - ٣٢يقترح ويلر أن القوانين جميعها تنشأ من الفوضى . نوقش في الفصل الثامن

. بعد نشأة الكونولكن عمليا تحدد األجزاء عن طريق الميكانيك الكمومي هذه عبارة عامة - ٣٥

لكترون ال مثل فيما إذا كان لف اإل/على شكل أجوبة منفصلة على شكل نعم .نحو األعلى أم األسفل

أجريت محاولة لبناء الفيزياء جميعها من . جون ويلر في منزلنا في الكون-٣٦ .زياء من معلومات فيشرب ز روي فريدن في كتابه الفي.المعلومات من قبل ر

. مهما١٠١٢٠ تشمل أنظمة معقدة حيث يكون الحد حاالت قد تكون هناك مع ذلك- ٤٠ تصف بشكل أعظمي اقترح بينيوف معيارا لالتساق هو أن على النظرية أن- ٤٢

. قوتها الكافيةصحتها الذاتية وتسافر الولذا. شعة الضوء من قبل حواجز مادية مثل حواف شقأيمكن حني - ٤٨

.دوما في خطوط مستقيمة تماماأجريت . يتطلب الميكانيك الكمومي أن يكون للجسيمات جميعها طبيعة موجية- ٤٩

. لكتروناتإلتجربة الشقين على سبيل المثال بنجاح على افقط للعبور من يستغرق الفوتون في تجربة مخبرية عملية بضع نانو ثانية - ٥٠

ستطيع أي مجرب بشري أن يتخذ قرارا محوما بدقة ي الالشق إلى اللوحة ولكن . بحيث يحدث بعد عبور الفوتون الشق ولكن قبل أن يصل إلى اللوحة

يمكن للمرء من حيث المبدأ أن يجعل المسافة إلى لوحة . هذه مراوغة ثانوية . الصورة بالطول الذي يشاء

العديد من التجارب يو ويالت الجيدة على هذا السينارهناك الكثير من التعد- ٥٢وفي .الفعلية بما فيها تلك التي يصنع فيها الشريك سجال ثم يمحوه

الحاالت كلها ال يمكن إعادة أية معلومات في الزمن المناسب بواسطة هذا .النوع من الترتيب

-٣٧٤-

تأتي طريقة طبيعية العتبار تجربة الخيار المؤجل مما يدعى التفسير التحليلي - ٥٣ الفكرة الرئيسة هي أن .الكمومي لجون كريمر من جامعة واشنطنللميكانيك لذرة يتطلب عمليات تتجه تخافت الكترون وإلشتيت الكمومي مثل تالحادث اللو طبق التفسير التحليلي على . الخلف في الزمن بسرعة الضوءلألمام و

التحدي عندئذ سيكون إثبات أن هذا و. الكون ككل فربم قدم وصفا متسقا . لوصف فريدا

السحري القديم الرمز الدارة التي تفسر نفسها في ينعكس مفهوم- ٥٥ لألوروبوروس الممثل على شكل ثعبان يأكل ذنبه

على سبيل المثال استنتج فرد هويل بأن . لدى علماء آخرين أفكار مماثلة- ٦٦كل شيء يوجد ... .الكون يرى على شكل دارة متصلة ال يمكن الخروج منها

. كل شيء آخربسبببأن نتائج المالحظات الكمومية أكد ويلر . وصل ويلر إلى موقف مماثل- ٦٧

دارة « أن تعني شيئا قبل أن يمكن القول بأن الكون تحقق بالكامل في بدال بينما ينشئ »المعنى« و»عملية المالحظة« حيث ينشئ العالم المادي»المعنى

. المعنى العالم الماديالمالحظون و تلعب التقاليد في الثقافة البشرية الدور نفسه الذي تلعبه الجينات في علم - ٧٠

تتكاثر . أنظمة اعتقادعلى سبيل المثال عادات وأزياء وقد تكون . الوراثة . التقاليد وتنتشر وتتنافس ضمن المجتمع

تفسيرات نهائية: خاتمة ألنه نعم بحسب الفيلسوف جون ليزلي الذي تزعم نظرية وجود الكون-٣

ويبرز التحدي في إقناع . وهي فكرة تعود إلى أفالطون– أن يوجد »جيد« قوة غير رسمية »المتطلبات األخالقية«الفيزيائيين أن لل

-٣٧٥-

N الصفحة

٥.................................................. مقدمة وكلمات شكر ١٣.............................................. األسئلة الكبيرة -١ ٣٣................................................ شرح الكون -٢ ٧٣.............................................. كيف بدأ الكون -٣

١٢١................ بعضامم صنع الكون وكيف ينسجم مع بعضه -٤

١٤٥......................................... إغراء التوحيد الكلي -٥

١٦١..................................... القوى المعتمة في الكون -٦

١٧٧.......................................... كون مناسب للحياة -٧

٢٠٧............................... ؟هل يحل كون متعدد المعضلة -٨

٢٥٩......................... تصميم ذكي وتصميم غير ذكي تماما -٩

٢٩٩....................................... ؟ الوجودوصلكيف - ١٠

٣٤٩................................................ تفسيرات نهائية: خاتمة

٣٦٠ ......................................................الحواشي

-٣٧٦-

التعريف باملرتجم

. ١٩٤٦ سعد الدين خرفان من مواليد حمص الدكتور -حصل على اإلجازة في الهندسة الكيميائية من جامعة ليذر ببريطانية عام -

والماجستير في الهايدروكربونات من جامعة مانشستر عام . ١٩٦٩١٩٧٠ .

. ١٩٧٣-١٩٧٠عمل في وزارة النفط والثروة المعدنية مهندسا من عام -دكتوراه في هندسة المفاعالت من جامعة نيوكاستل في حصل على ال -

ن مدرسا في المعهد العالي للهندسة الكيميائية ي وع١٩٧٦بريطانية عام . ١٩٧٧والبترولية عام

جامعة البعث كما عمل مديرا يا أستاذا في الهندسة الكيميائية في ليعمل حا - . للبحوث في هيئة الطاقة الذرية

يد من المؤتمرات العلمية والفكرية وله العديد من البحوث شارك في العد - .المنشورة في المجالت المحلية واألجنبية

تغير المناخ ومستقبل :ألف وترجم العديد من الكتب العلمية والفكرية منها - .الطاقة، رؤى مستقبلية، اهللا والعقل والكون، البوذية، من أجل البقاء أحياء

٢٠١١/ الطبعة األوىل نسخة١٠٠٠عدد الطبع