بیستم فروردین‌ماه ۱۴۰۳، پیتر هیگز، استاد برجسته فیزیک نظری دانشگاه ادینبرو و برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۳ درگذشت. عمده‌ترین عامل شهرت هیگز به پیشنهادی بازمی‌گردد که او در قالب نظریه بوزون و در حوزه فیزیک ذرات بنیادی به جهان دانش اراعه کرد؛ نظریه‌ای راجع به یک بوزون که بتواند نحوه راه اندازی جرم در ماده را توضیح بدهد. او در سال ۱۹۶۴ مکانیسم خود را اراعه کرد اما در سال ۲۰۱۲ می بود که بوزون مد نظر هیگز بعد از سال‌ها و با هزینه‌ای ۱۳میلیارد دلاری کشف شد و به نام خود او بوزون هیگز نام گرفت.

به همین مناسبت با دکتر موسی اکرمی، استاد فلسفه علم و متخصص در حوزه فیزیک و فلسفه او مباحثه کردیم و از او درمورد اهمیت نظریه پیتر هیگز و اثری که بر نظریه‌های علمی و فهمیدن ما از جهان هستی بر جای می‌گذارد، پرسیدیم.

دکتر اکرمی نیز با احاطه همه‌جانبه‌ای که بر حوزه‌های علم فیزیک و فلسفه علم دارد، به سوال‌های ما  جواب داد و ضمن بازدید اهمیت این نظریه و کشف بوزون هیگز، اهمیت تعامل های علمی و دقت به پژوهش‌های بنیادی را متذکر شد و درنهایت ابتکار علمی قابل ستایش هیگز را تاییدیه‌ای دیگر بر نظریه واقع‌گرایی علمی در حوزه فلسفه علم دانست.

*‌نظریه محوری پیتر هیگز و علت اهمیت آن چیست؟

نظریه هیگز درمورد کشف نظری، سپس کف تجربی ذره‌ای است که به نام خود او «بوزون هیگز» نامیده شده است. قبل از توضیح نظریه هیگز اما ملزوم است که با ادبیات نوشته آشنا شویم. همه ذرات جهان در درجه اول به دو نوع تقسیم خواهد شد: الف) ذرات کلاسیک که ذرات راه اندازی‌شده از اتم و مولکول به بالا می باشند و جهان ماکروسکوپیک را راه اندازی خواهند داد.

همه این ذرات در حرکت گروهی خود از آمار ماکسول ـ بولتسمان (Maxwell-Boltzmann Statistics) پیروی می‌کنند. ب) ذرات بنیادی، که در حالت ساده یا مرکب جهان زیراتمی را راه اندازی خواهند داد. این ذرات خود دو نوع می باشند: ب ـ۱) بوزون‌ها که از آمار بوزـ آینشتاین (Bose–Einstein Statistics) پیروی می‌کنند و ب ـ۲) فرمیون‌ها که پیرو آمار فرمی ـ دیراک (Fermi-Dirac Statistics) می باشند.

*‌پیش از مطرح سوال درمورد تفاوت بوزون‌ها و فرمیون‌ها خوب است از ذرات بنیادی بگویید.

ذرات بنیادی که در فیزیک ذرات یا فیزیک ذرات بنیادی یا فیزیک انرژی بالا بازدید خواهد شد به‌کلمه خشت‌های اولیه جهان ماده و میدان‌ها می باشند و فکر این است که خود تجزیه‌ناپذیر به اجسام کوچکتر از خودند. بر پایه آنچه امروزه نظریه استاندارد فیزیک ذرات نامیده می‌شود جهان ما از بوزون‌های حامل میدان‌ها و فرمیون‌های سازنده ماده راه اندازی خواهد شد.

بعد بوزون ذره‌ای بنیادی است که حامل یک میدان یا نیرو از چهار میدان یا نیروی شناخته‌شده فیزیکی در جهان است: ۱) فوتون (یک نوع بوزون خاص)، حامل میدان الکترومغناطیسی، ۲) بوزون‌های Z و ±W، حامل میدان هسته‌ای ضعیف، ۳) گلوئون، حامل میدان هسته‌ای قوی و ۴) گراویتون، حامل میدان گرانشی که تا این مدت آشکار نشده است. فرمیون‌های که ذرات بنیادی راه اندازی‌دهنده ماده می باشند دو نوع‌اند: ۱) کوارک‌ها و پادکوارک‌ها که سازنده نوترون‌ها و پروتون‌هایند، ۲) لپتون‌ها که عبارت هستند از؛ الکترون، تائون، موئون و ضد یا پاد آن‌ها، این چنین نوترینوهای وابسته به آن‌ها. پروتون‌ها و نوترون‌ها هسته اتم‌ها را می‌سازند که با الکترون‌ها خود اتم‌ها یا ماده باریونی ساخته خواهد شد.

موسی اکرمی

*‌به‌جز این که بوزون‌ها حامل میدان‌ها و فرمیون‌ها سازنده ماده‌اند تفاوت بنیادی فیزیکی آن‌ها در چیست؟

هر ذره زیراتمی دارای اعداد مشخصه‌ای به نام اعداد کوانتومی است که نحوه تعامل آن را با ذرات دیگر تعیین می‌کنند. یکی از این اعداد به چرخش ذره به دور خود ربط دارد و «اسپین» نامیده می‌شود که درواقع با اندازه حرکت زاویه‎ای پیوند دارد و مقدار آن صفر یا عدد صحیح یا نیم‌ عدد صحیح مثبت (برای مثالً یک‌دوم، سه‌دوم، پنج‌دوم) است. اسپین همه بوزون‌ها عدد صحیح می باشند. برای مثالً اسپین فوتون و گراویتون به ترتیب ۱ و ۲ است.

اما اسپین فرمیون‌ها نیم عدد صحیح است. حال همه ذراتی که به نام بوزون شناخته خواهد شد، یعنی از آمار بوز ـ آینشتاین پیروی می‌کنند و اسپین آن‌ها صفر یا عدد صحیح است، هر تعداد آن‌ها که دارای همه اعداد کوانتومی یکسان باشند، می‌توانند با یکدیگر در یک جا جمع شوند. برای نمونه هر تعداد از فوتون‌ها یا همان ذرات نور که یک نوع بوزون می باشند، می‌توانند با اعداد کوانتومی یکسان در کنار هم قرار گیرند.

ولی هیچ دو فرمیونی در جهان هستی اشکار نمی‌شود که همه اعداد کوانتومی آن‌ها یکسان باشد و در یک‌جا با همدیگر جمع بشوند. برای نمونه اگر دو الکترون یا دو پروتون یا دو نوترون داشته باشیم، برای قرار گرفتن در یک‌جا باید دست‌کم یک عدد کوانتومی از چهار عدد کوانتومی آن‌ها با هم متفاوت باشد.

در درس شیمی وقتی که اوربیتال‌ها را برای دو الکترون‌ در نظر می‌گیریم، باید اسپین یکی از الکترون‌ها به سمت بالا و اسپین فرد دیگر به سمت پایین باشد. این پیروی از مهم است که «اصل طرد پائولی» نامیده می‌شود.

*‌بوزون هیگز در این بین چه جایگاهی دارد؟

بوزون هیگز که در سال ۱۹۶۴ از سوی پیتر هیگز، استاد دانشگاه ادینبرو، دانش‌آموخته کینگز کالج لندن، در مطرح مکانیسم موسوم به مکانیسم هیگز نظر شد، یک بوزون ساده دارای جرم با بار الکتریکی صفر و اسپین صفر است که می‌تواند چگونگی پیدایش جرم بوزون‌های دارای جرم W و Z و فرمیون‌ها را توضیح دهد. این ذره حامل میدانی متفاوت با چهار میدان دیگر به نام میدان هیگز است که همه جهان را فراگرفته است. یعنی امکان پذیر در جایی هیچ‌یک از آن چهار میدانی که قبلاً گفتم وجود نداشته باشد ولی در آنجا و همه جا میدان هیگز وجود دارد.

*‌آیا این او گفت و گو ربطی به نظریه مهبانگ یا Big Bang هم دارد؟

بله. کاملاً ! اصولاً مباحث فیزیک ذرات و مباحث کیهان‌شناسی در نخستین لحظات پیدایش جهان ما با هم پیوند تنگاتنگ دارند. با اهمیت ترین محل ظهور ذرات بنیادی زیراتمی، جهان داغ آغازین با دمای چند هزار میلیارد درجه است که به ذرات انرژی و شدت زیاد بسیاری، نزدیک به شدت نور می‌داده است. ظرف جهان آغازین محل پیدایش و کنش و عکس العمل این ذرات بوده است.

ازاین‌رو مطرح این ذرات به‌صورت نظری خود یکی از مباحث بین‌رشته‌ای مشترک بین فیزیک ذرات و کیهان‌شناسی است. حال اگر بخواهیم به بوزون هیگز بپردازیم باید دقت کنیم که در الگوی استاندارد فیزیک ذرات، یک حلقه مفقوده وجود داشت، یک خلأ اطلاعاتی، یک نقطه ضعف نظری، که عبارت می بود از تبیین چگونگی جرم‌دار شدن ذرات. می‌دانیم فوتون و هر ذره فرد دیگر با شدت فوتون دارای جرم حالت سکون صفر است.

ذرات دیگر که از شدت نور یا نزدیک به نور برخوردار بوده‌اند، در لحظات آغازین جهان، جرم نداشته‌اند. فیزیکدانان ‌باید مکانیسمی را می‌یافتند تا چگونگی پیدایش جرم را نشان دهند. این بخت نصیب پیتر هیگز شد که قدم نظری این چنین مهمی را بردارد. یقیناً بعداً چند نفر دیگر نیز به همان دستاورد نظری رسیدند که برجسته‌ترین‌شان فرانسوا انگلرت بلژیکی می بود که شریک هیگز در جایزه نوبل ۲۰۱۳ شد.

در توضیح زیاد تر باید او گفت، در الگوی استاندارد کیهان‌شناسی، جهان ما با رویدادی به نام مهبانگ (Big Bang) در ۷/۱۳ میلیارد سال پیش پدید آمده است. در شعاع نزدیک به صفر، چگالی انرژی نزدیک به بینهایت و دما نیز زیاد زیاد بوده است؛ چیزی نزدیک به ۱۰ به توان ۲۸ درجه. جهان از همان لحظه مهبانگ اغاز به انبساط کرده. با انبساط جهان دمای آن پایین آمده و ذرات راه اندازی شده‌اند بی‌آن‌که جرم داشته باشند. با سردشدن و کم‌شدن شدت، ذرات ‌باید جرم اشکار می‌کردند. حال سوال بزرگ این خواهد شد که این ذرات چطور جرم اشکار کردند؟

میدان عظیمی که در لحظات آغازین جهان هستی وجود داشت و گویی همه به طور انرژی متجلی می بود چطور به جرم تبدیل شد؟ نظر هیگز و افرادی چون انگلرت در چارچوب الگوی استاندارد ذرات و برای نجات این الگو به پشتیبانی خودش این می بود که یک میدان بوزونی همه جهان ما را در برگرفته می بود و در برگرفته است؛ همانند وضعیتی که هوا همه اطراف ما را در برگرفته است. یک بوزون خاص مسئولیت‌دار دادن جرم به ذرات بوده است که در یک پیکو (یعنی یک تریلیونیم، ۱۰ به توان منهای ۱۲) ثانیه بعد از مهبانگ ذرات طی مکانیسم هیگز، در کنش و عکس العمل‌های اختصاصی با بوزون هیگز دارای جرم شده‌اند.

هیگز پیش‌بینی کرده می بود که اگر بتوان شرایط خاصی را در آزمایشگاه پدید آورد، می‌توان این بوزون هیگز را تشکیل و کشف کرد. تشکیل آن در برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) از طریق فروپاشی دو گلوئون به دو زوج کوارک ـ پادکوارک سر (top quark)، سپس ترکیب یک زوج تازه از کوارک‌ها و پادکوارک‌ها و راه اندازی بوزون هیگز صورت گرفت. به‌هرحال فرضیه هیگز از لحاظ نظری زیاد قوی می بود چون با نظریه‌های پذیرفته‌شده الگوی استاندارد ذرات کاملاً همخوانی داشت.

*‌نحوه آزمودن این مکانیسم چطور می بود؟

آزمایش آن زیاد دشوار می بود چون باید ذرات بنیادی ذی‌ربط را با شدت زیاد زیاد به هم برخورد داد تا احتمالا در این حالت بوزون موردنظر هیگز آشکار شود. سال‌ها فکر این می بود که برای راستی‌آزمایی این فرضیه و تشکیل آزمایشی بوزون هیگز نیاز به شتاب‌دهنده‌ای چنان بزرگ است که ذره بتواند در درون آن، به آن شدت برسد.

استیون هاوکینگ در اواخر دهه ۱۹۸۰ کتابی خوشخوان نوشت به نام «تاریخچه زمان» و در آن مدعی شد، اگر قرار باشد این چنین ذراتی تشکیل و کشف شوند، شعاع شتاب‌دهنده باید از زمین تا خورشید باشد؛ یعنی ۱۵۰ میلیون کیلومتر! با پیشرفت فناوری معلوم شد که با ساختن شتاب‌دهنده‌ای به محیط ۲۷ کیلومتر می‌توان در شرایطی حساب‌شده، مکانیسم هیگز را برقرار کرد و در آن صورت اگر بوزون هیگز به‌راستی وجود داشته باشد، باید تشکیل و آشکار شود.

ازاین‌رو سرن (CERN)، یعنی سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای، به‌گفتن بزرگ‌ترین آزمایشگاه فیزیک ذره‌ای جهان تصمیم گرفت یک شتاب‌دهنده بزرگ اختصاصی بسازد که امکان پژوهش در ذرات بنیادی در آن فراهم باشد. آمریکا خود شتاب‌دهنده‌ای به نام آزمایشگاه فرمی داشت که توان تشکیل و آشکارسازی ذره‌ای چون بوزون هیگز را نداشت.

به این علت نهایتاً سرن توانست در فاصله سال‌های ۱۹۹۸ تا ۲۰۰۸ میلادی برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) را با همکاری نزدیک به ۱۰ هزار پژوهشگر از ده‌ها دانشگاه و پژوهشگاه بیشتر از ۱۰۰ سرزمین در محیطی برابر ۲۷ کیلومتر در ۱۷۵ متری زیر زمین، به‌گفتن بزرگ‌ترین برخورددهنده ذرات با بیشترین انرژی بسازد. گردآوری بودجه آن خود یک چالش جدا می بود.

برای مثالً با خانم مارگارت تاچر او مباحثه شده می بود تا انگلستان سهم خود را بپردازد. خانم تاچر را با زبانی در سطح افراد معمولی مالیات‌دهنده جامعه قانع کرده بودند. خوشبختانه تعداد بسیاری از کشورها و حتی کشورهای جهان سوم هم حاضر شدند در این پروژه شراکت کنند.

در زمان ریاست‌جمهوری آقای خاتمی، دکتر معین وزیر علوم و دکتر منصوری معاون ایشان دراین‌عرصه تلاش کردند و اگر نادرست نکنم ایران نزدیک به ۴۵۰ میلیون دلار به این پروژه پشتیبانی کرد. یقیناً سرن کوشید پشتیبانی ایران و هر سرزمین دیگر را جبران کند. برای نمونه بلافاصله سپس از پشتیبانی ایران، قراردادی ۱۵۰ میلیون دلاری با شرکت آذر آب اراک بسته شد تا این شرکت یک قطعه مهم دوهزار تنی را برای این پروژه بسازد.

می‌انها گفتند تنها ۲۰۰کیلو وزن اسناد و مدارک فنی این قطعه بوده است. این محموله بعد از ساخته‌شدن با شرایطی اختصاصی به اروپا فرستاده شد. از آن بعد مدام پژوهشگرانی در سطح دکتری و پسادکتری از مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات یا پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM)، این چنین دانشگاه‌هایی چون صنعتی شریف به سرن رفته و در پژوهش‌هایی شرکت داشته‌اند.

فیزیکدانانی که دانسته یا نادانسته واقع‌گرای علمی بودند و طبق معمولً فیزیکدان چه بدانند، چه ندانند واقع‌گرای علمی می باشند وجود آن را پذیرفتند و نزدیک نیم‌قرن برای مشاهده آن کوشیدند 

*‌نتیجه این همه فعالیت به کجا رسید؟

بعد از افتتاح شتاب‌دهنده در سال ۲۰۰۸ و چندین آزمایش، سرانجام در ژوئیه ۲۰۱۲ اظهار شد یک بوزون معادل ۱۲۵ گیگا الکترون ولتی مشاهده شده ‌است. در مارس ۲۰۱۳ (یادم هست که ۲۴ اسفندماه ۱۳۹۱ می بود)، خبر کشف بوزون هیگز رسماً اظهار شد. این به معنی راست‌آزمایی نظریه هیگز و دیگران، تشکیل و کشف بوزون هیگز، پیروزی الگوی استاندارد فیزیک ذرات و تکمیل آن می بود.

بدین‌ترتیب نظریه استاندارد ذرات پرقدرت از پیش نمود کرد به‌گونه‎ای‌که اینک این نظریه هم می‌تواند چگونگی پدیدآمدن جرم را توضیح دهد، هم از پتانسیل ملزوم برای توضیح چند نوشته دیگر نیز برخوردار است. اگر گراویتون هم کشف شود، جدول ذرات بنیادی متشکل از بوزون‌ها و فرمیون‌ها تکمیل خواهد شد. این چنین اگر بتوان نشان داد که بین بوزون‌ها و فرمیون‌ها، یعنی کوارک‌ها و لپتون‌ها، بین‌کنش‌هایی برقرار است، آنگاه احتمالا بتوان این ذرات بنیادی جاری را به یک ذره یا تعداد کمتری ذره فروکاست.

دراین‌عرصه هم‌اکنون مقالاتی وجود دارند که نشان خواهند داد این قابلیت در بوزون هیگز وجود دارد که پل رابطی بین بوزون‌ها، لپتون‌ها و کوارک‌ها باشد. این نوید فوق الاده است که الگوی استاندارد ذرات را بتوان استوارتر ساخت تا سوال‌های بنیادی فرد دیگر را نیز جواب دهد. همان‌گونه که گفتم، هیگز و انگلرت سال ۲۰۱۳ برای کشف نظری مکانیسم جرم‌دار‌شدن ذرات زیراتمی برنده جایزه نوبل فیزیک در همان سال ۲۰۱۳ شدند؛ مکانیسمی که نوع انسان در سیمای هزاران دانشمند برای مشاهده آن و آشکارسازی بوزون هیگز، ۴۸ سال را در انتظار همراه با تلاش جدی، با صرف میلیاردها دلار، گذرانده می بود.

*‌بر پایه برآورد مجله فوربس، این کشف درمجموع نزدیک به ۱۳/۲۵ میلیارد دلار هزینه داشته است.

بله. مراکز پژوهشی کشورهای پیشرفته، به‌اختصاصی آمریکا و اتحادیه اروپا در عرصه‌های علمی به‌طور عام و در عرصه‌های کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات بینادی به‌طور خاص زیاد هزینه می‌کنند. اتحاد شوروی اسبق نیز دراین‌عرصه‌ها نسبتاً فعال می بود.

امروزه ژاپن، چین، هند و حتی روسیه جاری نیز دراین‌عرصه‌ها هزینه‌های قابل توجهی دارند تا دانشمندان چه در خود آن کشورها، چه از کشورهای دیگر در بزرگترین پژوهش‌های نظری و آزمایشگاهی فعالیت کنند. دولت‌ها هرچه دموکراتیک‌تر باشند و از رشد اقتصادی بالاتری برخوردارتر باشند به این پروژه‌ها در قالب مطرح‌های ملی و فراملی پشتیبانی می‌کنند.

این هم به نام خود آن کشورهاست، هم به نام انسانیت که مرزهای علم در نوردیده خواهد شد و دستاورهای عظیم نظری، عملی و فناورانه در پی دارند. مردمان آن کشورها نیز طبق معمولً در جریان آن هزینه‌ها می باشند و می‌پذیرند که دولت‌های‌شان چه به نام علم، چه برای رقابت دراین‌عرصه‌ها اندوخته‌گذاری کنند. برخی از دستاوردها نظری و بنیادی و برای کشف حقایق جهان هستی‌اند. این برنامه‌ها سود مستقیم و بلافاصله مادی ندارند، ولی جایگاه آن کشورها را در پژوهش علمی بنیادی تثبیت می‌کنند و به طوری غیرمستقیم در رشد حوزه‌های فرد دیگر که با اقتصاد ربط دارند پشتیبانی می‌کنند.

پژوهشگاه‌های بزرگ دارای چنان موقعیتی می باشند که در پژوهش‌ها همکارانی از کشورهای دیگر نیز دارند، چنان‌که برای نمونه ایران در برنامه برخورددهنده بزرگ هادرونی شرکت کرد. فکر می‌کنم شراکت پاکستان حتی زیاد تر از ایران می بود.

با همه مسائل سیاسی‌ که برای عبدالسلام تشکیل کردند مدام نفوذ معنوی او در بین استادان کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات پاکستان، به این علت در پژوهشگاه‌های مرتبط با آن‌ها، زیاد بوده و هست و پاکستان هم به نسبت اقتصادش در این‌گونه برنامه‌ها شراکت دارد.

* به نظرتان ما در عرصه تحقیقات بنیادی‌ چه باید بکنیم؟

طبیعی است که اگر بتوانیم قسمت تحقیقات بنیادی داشته باشیم امری زیاد مطلوب است. این چنین امری اما نیازمند اندوخته‌گذاری‌هایی کلان است و احتمالا ایران نتواند راساً دراین‌عرصه عمل کند، هرچند یکی از اهداف حرف های و ناگفته مرکزی چون پژوهشگاه دانش‌های بنیادی همین بوده است. اگر دولتی باشد که بپذیرد و بتواند برای این‌گونه تحقیقات هزینه کند، آنگاه احتمالا بتوان از قابلیت جذب شرکایی در منطقه منفعت گیری کرد.

برای نمونه می‌توان پژوهشگاه منطقه‌ای ساخت و روی پشتیبانی‌های کشورهای عربی، ترکیه، پاکستان و کشورهای آسیای میانه حساب کرد و بدین‌ترتیب پروژه‌های منطقه‌ای را اجرا کرد. در این چنین حالتی امکان پذیر کشورهای اروپایی و حتی آمریکا هم ترغیب شوند که به این پروژه‌ها بپیوندند. به‌هرحال می‌دانیم که یکی از آکادمی‌های علمی مهم جهان، آکادمی علوم جهان سوم است.

مقر این آکادمی فعلاً در ایتالیاست. به یاد دارم که پیش از انقلاب محمد عبدالسلام، فیزیکدان مشهور پاکستانی، به ایران آمد و از ایران پشتیبانی می‌خواست که یا به پایگاه و مقر مهم این آکادمی بدل شود یا شریک بخشی از فعالیت‌های آکادمی شود. ایران پذیرفت که حداقل در قسمت شیمی اندوخته‌گذاری کند. درهمین‌عرصه دانشگاه شیراز نیز تعیین شد. این توافق اما با انقلاب ۱۳۵۷ مصادف شد.

سپس از انقلاب ایتالیا قبول کرد که دراین‌عرصه همکاری کند. ۲۵۰ میلیون دلار به عبدالسلام داده شد و شهر تریست در شمال شرقی سرزمین ایتالیا را برای راه اندازی مرکزی به نام «مرکز بین‌المللی فیزیک نظری عبدالسلام» (Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics) نظر داد. اینک این مرکز یکی از مراکز زیاد مهم در حوزه پژوهش‌های فیزیک است و به‌طور عمده نیز با حمایتیونسکو خدمات قابل‌توجهی به دانشمندان جهان سوم و ازجمله ایرانیان می‌دهد.

فکر می‌کنم در دهه ۱۳۸۰ می بود که به ایران نظر داده شد در عرصه فیزیک ذرات اندوخته‌گذاری کند و پایگاه منطقه‌ای پژوهش‌ها و همایش‌های این حوزه بشود. متأسفانه این اتفاق نیفتاد. حال اگر دولتی به‌راستی دراین‌عرصه اراده‌ای داشته باشد، می‌تواند اقداماتی انجام بدهد و حداقل همسایگانش را به این کار راضی کند. اما متاسفانه حتی بودجه‌های پژوهشی مراکز علمی دانشگاه‌ها برای پژوهش حداقلی داخلی هم بسیار پایین است و چیزی نزدیک به ۳۰ صدم‌درصد تشکیل ناخالص ملی است که اگر هم تعلق یابد، زیاد کم است.

*‌نظریه هیگز چه اثری بر فهمیدن از هستی و نظریه‌های خلقت بر جای می‌گذارد؟

در او گفت و گو فلسفی، من به‌شخصه نظر فیلسوفانی چون هگل را در یگانه‌گرایی (Monism) ‌می‌پذیرم و معتقدم، جهان مادی را باید بتوان از یک بنیاد یگانه استنتاج کرد. همان‌گونه که گفتم، مطابق نظریه ذرات بنیادی در الگوی استاندارد ما فعلاً با بوزون‌ها، کوارک‌ها و لپتون‌ها مواجه هستیم. آرمان من این است که این سه به یکی فروکاسته شوند. اگر این اتفاق بیفتند آنگاه موفقیتی عظیم برای نگرش مونیستی رقم خواهد خورد و ما به یک ذره بنیادی واقعی دست می‌یابیم.

به نظر می‌آید بوزون هیگز این قابلیت را دارد که در کنش و عکس العمل با برخی کوارک‌ها و حتی لپتون‌ها امکان این فروکاست ذرات بنیادی جاری به یکدیگر را نشان بدهد. دراین‌عرصه یقیناً می‌توان به نظریه ابرریسمان‌ها یا ابرتارها (Superstring theory) هم اشاره کرد. این نظریه یقیناً زیاد تر ریاضیاتی است. در این نظریه یک‌سری ریاضیاتی داریم که هر تار نماینده بخشی از یک سری و حالتی از ارتعاش یک تار اولیه است که گویی همه تارها و ذرات بعدی از آن پدید آمده‌اند. پژوهش‌هایی برای پیوند دادن الگوی استاندارد ذرات و نظریه ابرتارها وجود دارد که همه در راستای آن یگانه‌گرایی فلسفی‌اند. ابرتارها به یک معنی بنیادی‌تر از ذرات بنیادی جاری‌اند.

‌*دریافت فلسفی جالبی از نقش این نظریه‌ها و بوزون هیگز ارانه دادید. آیا مباحث فلسفی فرد دیگر نیز در عرصه بوزون هیگز نقل می باشند؟

بله. اهمیت نظریه هیگز و تشکیل و کشف نهایی بوزون هیگز برای فلسفه علم زیاد زیاد است. من برای واقع‌گرایی علمی (Scientific Realism) اعتبار بسیاری قائلم. به‌نظرم واقع‌گرایی علمی در چندین جبهه مهم هستی‌شناختی، شناخت‌شناختی، راه حلشناختی و معناشناختی سخن اول را می‌زند. در این دیدگاه با احتیاط ملزوم، وجود واقعی هستومندها یا موجودات نظری مشاهده‌‌ناپذیری را که در یک علم همانند فیزیک ذرات یا کیهان‌شناسی لحظات آغازین یا ژنتیک در زیست‌شناسی بر پایه نظریه‌های پذیرفته‌شده مطرح خواهد شد تا رویدادهای مشاهده‌پذیر را بهتر تبیین کنند، می‌پذیریم.

در برابر واقع‌گرایی علمی، طیفی از پادواقعی‌گرایی‌ها همانند ابزارانگاری یا عملیاتی‌انگاری وجود دارند که هیچ شأن واقعی‌ای برای هستومندی نظری مشاهده‌ناپذیر مطرح‌شده قائل نیستند، یا شناخت واقع‌گرایانه از آن‌ها را ممکن نمی‌دانند. اکنون اگر به بوزون هیگز دقت کنیم این بوزون هم در اغاز، یعنی سال ۱۹۶۴، یک ذره مشاهده‌ناپذیر نظری می بود.

فیزیکدانانی که دانسته یا نادانسته واقع‌گرای علمی بودند و طبق معمولً فیزیکدان چه بدانند، چه ندانند واقع‌گرای علمی می باشند وجود آن را پذیرفتند و نزدیک نیم‌قرن برای مشاهده آن کوشیدند (از سال ۱۹۶۴ تا ۲۰۱۲).

این پروژه تا بحال بزرگترین پروژه آزمایشی انسان بوده که انسان و علم او از آن سرفراز بیرون آمده‌اند. در حوزه کیهان‌شناسی، اخترشناسی و اخترفیزیک هم اندوخته‌گذاری‌های زیاد کلانی صورت می‌گیرند. به‌هرحال تشکیل و کشف بوزون هیگز تأییدی زیاد مهم برای واقع‌گرایی علمی می بود.

*‌چرا بوزون هیگز به «ذره خدا» شهرت یافته است؟

لئون لدرمن، رئیس قبل آزمایشگاه فرمی و برنده جایزه نوبل در سال ۱۳۶۷ که به سرنوشت بوزون هیگز علاقه بسیاری داشت، بعد از آشکارسازی آن کتابی با گفتن «The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?» (ذره خدا: اگر جهان جواب است، سوال چیست؟) انتشار کرد. او در اصل به علت دشواربودن آشکارسازی یا چموش‌بودن این ذره، لقب the Goddamn Particle یعنی «ذره ملعون خدا» را برایش برگزیده می بود.

ناشر کتاب نپسندید و damn را حذف کرد و از آن بعد بوزون هیگز به «ذره خدا» شهرت یافت که احتمالا نظر به جایگاه بنیادینی که فیزیک ذرات برای دادن جرم به ذرات و پیدایش مواد باریونی و جهان مادی دارد، عده‌ای، به‌اختصاصی خداباوران، این لقب را برایش بپسندند.

*‌ضمن اشاره‌ای به دیدگاه عقل‌گرایی انتقادی افرادی چون کارل پوپر دراین‌باره، اگر جمع‌بندی نهایی دارید، بفرمایید.

پوپر را می‌توان از لحاظ فلسفی به‌طور کلی واقع‌گرای هستی‌شناختی دانست، ولی اصولاً در شناخت‌شناسی علمی معتقد به امکان دستیابی به حقیقت راستین نیست و در معناشناسی صدق را نمی‌پذیرد و حداکثر از چیزی به‌گفتن نزدیکی به صدق و درجات نزدیکی به صدق سخن می‌گوید. رئالیست است، اما رئالیستی که دستیابی به صدق را زیاد دشوار می‌داند.

فلسفه فیزیک با طیفی رنگارنگ از ناواقع‌گرایان علمی نیز روبه‌روست که هر یک به‌طوری از ابزارانگاری درمورد نظریه‌ها یا از آنارشیسم در راه حلشناسی یا از صرف کفایت تجربی نظریه‌ها دفاع می‌کنند. برای نمونه ارنست ماخ، پدر معنوی حلقه وین، درحالی‌که الکترون کشف شده می بود، به الکترون باور نداشت چون معتقد می بود، باید الکترون دیده شود.

نگاه حس‌گرایانه او یقیناً افراطی می بود چون به‌زعم او تا چیزی به حس درنیاید و یکی از حواس پنجگانه به وجود آن حاضر شهادت ندهد، نمی‌توان از وجود آن سخن او گفت. او در سنت نوکانت‌گرایی جای داشت که در پژوهش فیزیکی به پدیدارگرایی و صرف دقت به پدیدارها ختم می‌شد. یا می‌توان به فیلسوفان نامداری چون فایرابند و وَن فراسِن اشاره کرد. ولی من مواضع آنان را دفاع‌پذیر نمی‌دانم و آزمایش‌های بزرگ فیزیک، به‌اختصاصی در کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات بنیادی در نفی آن‌ها و قبول واقع‌گرایی علمی بوده‌اند.

در سال ۱۹۱۹ نتیجه رصد روی خورشیدگرفتگی یک گروه اعزامی به جنوب آفریقا قبول پیش‌بینی نظریه نسبیت عام اینشتین در خمش نور در میدان گرانشی می بود. وقتی که خبرش به آینشتاین رسید به‌سادگی فقط شانه بالا انداخت و او گفت: «می‌دانستم». این مطمعن به نظریه مبتنی بر نظریه‌های آزموده قبل می بود. واقع‌گرایی علمی تأییدهای دورانساز فرد دیگر همانند مشاهده امواج گرانشی مرتبط با سیاه‌چاله‌ها یا مشاهده کوارک‌ها را هم دارد.

برای نمونه کوارک‌های سر و ته در سال ۱۳۵۲ از سوی کوبایاشی و ماسکاوا نقل شدند. آشکارسازی آن‌ها در ۱۳۷۴ در آزمایشگاه فرمی آمریکا صورت گرفت. من در آن زمان در سمیناری در دانشگاه صنعتی شریف بودم که از دکتر اردلان خواستند به بیرون از سالن برود.

وقتی که برگشت خبر آشکارسازی این کوارک‌ها داد. کوبایاشی و ماسکاوای در سال ۱۳۸۷ برنده جایزه نوبل شد. تاریخ فیزیک به‌اختصاصی تاریخ کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات درواقع تایید واقع‌گرایی علمی و تضعیف هرگونه پادواقع‌گرایی هستی‌شناختی، شناخت‌شناختی، رو‌ش‌شناختی و معناشناختی در علم است.