کد مطلب: ۲۴۴۶۵۵
در این نوشته با کامران وفا، نظریه پرداز ریسمان و یکی از پیشگامان حوزه فیزیک آشنا میشوید.

مجله خبری-سبک زندگی نگار: کامران وفا در سال ۱۳۳۹ در تهران متولد شد. در دبیرستان البرز درس خواند و دیپلم گرفت. در ۱۷ سالگی (۱۳۵۶) به آمریکا رفت تا تحصیلات عالی خود را انجام دهد. در دوره‌ی لیسانس، در دانشگاه ام‌آی‌تی، هم زمان دو رشته‌ی ریاضی و فیزیک را انتخاب کرد و در ۱۹۸۱ مدارک خود را گرفت.

وفا علوم نظری را دوست داشت و دلش می‌خواست جلوتر از مسائل عملی حرکت کند؛ برای همین از دانشگاه مهندسی ام‌آی‌تی به دانشگاه پرینستون رفت و همانجا با راهنمایی استادش، ادوارد ویتن، دکترای خود را در زمینه‌ی فیزیک گرفت. این استاد و شاگرد با هم پژوهش‌های زیادی انجام دادند؛ حتی یک قضیه در فیزیک نظری به نام آن‌ها (ویتن-وفا) ثبت شده است. وفا با پایان تحصیلاتش مانند بسیاری دیگر از دانشمندان علوم نظری به دانشگاه هاروارد رفت و خیلی زود به عضویت ابتدایی هیأت علمی آن‌جا در آمد. از سال ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۰ استادیار این دانشگاه بود و در کنار کار‌های پژوهشی تدریس می‌کرد. با پشتکار، نبوغ بالا و علاقه وفا به فیزیک، طولی نکشید (۱۹۹۰) که در دانشگاه بزرگ هاروارد صاحب کرسی شد.

افتخارات و جوایز

کامران وفا تاکنون بیش از ۲۵۰ مقالهٔ علمی نوشته است. او در سال ۱۹۸۹ جایزهٔ «محقق جوان» ریاست جمهوری آمریکا را دریافت کرد. در همان سال جایزه‌های آلفرد پی اسلون و بنیاد پاکار هم به او اعطا شد. وفا عضو فرهنگستان علوم ایالات متحده آمریکا است و با آکادمی هنر و علوم این کشور نیز همکاری می‌کند. در سال ۲۰۰۸ به خاطر تلاش‌هایش در زمینهٔ ریاضی و فیزیک جایزهٔ AMS لئونارد ایسنبود را به دست آورد. در همان سال جایزهٔ مرکز بین‌المللی فیزیک نظری (ICTP) موسوم به دیراک هم به او تعلق گرفت.

در سال ۲۰۱۶ جایزهٔ دنی هاینمن در زمینه فیزیک ریاضی هم به او داده شد. در سال ۲۰۱۶ کامران وفا به اتفاق اندرو اشترومینگر و جوزف پولچینسکی برندهٔ جایزهٔ سه میلیون دلاری «پیشگامان علم» (Breakthrough Prize) شدند. این بزرگترین جایزه علمی جهان است که از سال ۲۰۱۲ کار خود را آغاز کرده و توسط صاحب‌نامانی از سیلیکون، ولی مثل یوری میلنر، سرگئی برین و مارک زاکربرگ تأمین مالی می‌شود. مراسم سال ۲۰۱۶ آن در مرکز تحقیقاتی ایمز (Ames) ناسا واقع در کالیفرنیا برگزار شد.

برخی از افتخارات و جایزه‌های وی عبارتند از:

• جامعهٔ اعضای دانشگاه هاروارد، عضو تازه‌وارد، ۱۹۸۵–۱۹۸۸

• جایزه محقق جوان ریاست جمهوری امریکا، ۱۹۸۹

• جایزه آلفرد پی اسلون، ۱۹۸۹

• جایزه بنیاد پاکار، ۱۹۸۹

• همکاری با آکادمی هنر و علوم آمریکا، ۲۰۰۵

• نوبل AMS لئونارد ایسنبود برای ریاضی و فیزیک، ۲۰۰۸

• مدال دیراک از آی سی تی پی، ۲۰۰۸

• عضو آکادمی ملی علوم، ۲۰۰۹

• جایزه پیشگامان علم فیزیک بنیادی ۲۰۱۶

معرفی کامران وفا دانشمند ایرانی

کامران وفا به همراه دوتن دیگر جایزه سه میلیون دلاری پیشگامان علم در حوزه‌ی فیزیک بنیادین را برد

کامران وفا به همراه اندرو اشترومینگر و جوزف پولچینسکی جایزه سه میلیون دلاری پیشگامان علم در حوزه‌ی فیزیک بنیادین را برد.

فیزیک در گوشت و پوست

کامران وفا در مورد علاقه شدید خود به فیزیک به خبرنگاران می‌گوید: «علاقه من به فیزیک به خیلی وقت پیش بر می‌گردد. به یاد دارم زمانی که کلاس اول دبستان بودم هر زمان که به ماه نگاه می‌کردم این سوال که چرا ماه به زمین نمی‌افتد اذیتم می‌کرد! و این که چرا دیگران از این موضوع اذیت نمی‌شوند و مثل اینکه اینگونه سوالات نامربوط هستند! این نوع سوالات بودند که بعد از دوران کودکی مرا به فیزیک علاقه‌مند کردند.»

کامران وفا هم اکنون موفق به کسب کرسی استادی در درس فیزیک نظری انرژی زیاد و به ویژه تئوری ریسمان دانشگاه هاروارد شده است. او یکی از پژوهشگران اصلی و یکی از رهبران مهم پژوهش در نظریه ریسمان است که یکی از نظریه‌های مهم فیزیک مدرن برای توصیف نیرو‌های طبیعت است. این نظریه ناهماهنگی میان نظریه نسبیت اینشتین و مکانیک کوانتوم را حل کرده است و پیش بینی می‌کند که ذرات اولیه به جای متمرکز بودن در یک نقطه از ریسمان‌های یک بعدی بسیار کوچکی تشکیل شده اند.

پژوهش‌های تخصصی استاد

دکتر کامران وفا یک نظریه پرداز ریسمان است. تمرکز تحقیقات او بر ماهیت گرانش کوانتومی و رابطه بین هندسه و نظریه‌های میدان‌های کوانتومی قرار دارد. دکتر وفا در جامعه فیزیکدانان «نظریه ریسمان» به خاطر نظریاتی که به اتفاق همکارش دکتر اشترومینگر ارائه دادند، به شهرت رسیدند. طبق نظریه ریسمان تمام نیرو‌ها و ذرات طبیعی از ریسمان‌های بسیار کوچک لرزانی ساخته شده اند. این نظریه، کل درک انسان از جهان و به خصوص سیاهچاله‌ها را دگرگون می‌کند.

معرفی کامران وفا دانشمند ایرانی

دکتر کامران وفا یک نظریه پرداز ریسمان است

یکی از نظریه پردازان ریسمان به نام پولچینسکی نشان داده که این نظریه شامل ذراتی دو بعدی یا چند بعدی است که «شامه» نامیده می‌شوند. شامه یا برین که خلاصه شده واژه membrane است، در اصل به معنای غشا است. این نظریه به ایجاد شاخه کاملا جدیدی در کیهان شناسی منجر شد که در آن ممکن است شامه‌ها جهان‌هایی جزیره وار باشند که در بُعد دیگر فضا شناور هستند و با یکدیگر برخورد می‌کنند یا ممکن است در بعد بالاتری با هم ارتباط برقرار کنند.

دکتر وفا علاوه بر آنچه گفته شد به خاطر توضیح رابطه بین هندسه و نظریه‌های میدان که از دوگانگی‌های ریسمان‌ها بر می‌آید، شناخته می‌شود. دستاورد‌های او و یکی دیگر از همکارانش در این زمینه در قالب فرضیه‌ای به نام گوپا کومار – وفا معرفی شده. این موضوع با عنوان «مهندسی هندسی نظریه‌های میدان کوانتومی» شناخته می‌شود.

وفا در سال ۱۹۹۷ به همراه رابرت برندنبرگ نظریه F را ارائه داد؛ نظریه‌ای که با افزودن یک بعد جدید به نظریه M تصویری ۱۲ بعدی از کائنات ارائه می‌دهد. نظریه پردازان از نظریه F استقبال خوبی کردند چرا که این نظریه با بعد اضافی خود، مسائل باقی مانده در نظریه M را به خوبی حل می‌کند، اما از آنجا که بعد اضافی مطرح شده در نظریه F، بعد مکانی نیست، این احتمال مطرح می‌شود که زمان دو بعدی باشد.

در این صورت زمان، به جای خطی، صفحه‌ای خواهد بود. به این ترتیب نه تنها امکان سفر در زمان و رفتن به گذشته و آینده وجود خواهد داشت، بلکه حتی می‌توان درون تک تک لحظه‌ها در جهت عمود بر سیر زمان نیز حرکت کرد؛ بنابراین شاید درون هر لحظه، ابدیتی نهفته باشد و با افزودن یک بعد زمانی جدید به معادله‌های توصیف کننده کائنات بتوان بسیاری از مسائل حل نشده فیزیکِ امروز را حل کرد.

کامران وفا در مسیر پژوهش‌های خود کوشیده راهی برای فهمیدن معانی نهفته دوگانگی‌های ریسمان‌ها و همچنین به کارگیری نظریه ابرریسمان برای حل مسائل حل نشده در فیزیک ذرات بنیادی پیدا کند و مشارکت‌های گسترده‌ای هم در زمینه نظریه‌های ریسمان توپولوژیک و فهمیدن تقارن آینه‌ای و ساخت مدار – خمینه در نظریه ریسمان، داشته است.

معرفی کامران وفا دانشمند ایرانی

در نظریه ریسمان تمام نیرو‌ها و ذرات وحدت می‌یابند

نظریه ریسمان‌ها

در نظریه ریسمان تمام نیرو‌ها و ذرات وحدت می‌یابند. در نتیجه می‌توان توجیه جامع و کاملی از کیهان را در تئوری ریسمان پیدا کرد. به این دلیل گاهی آن را تئوری همه چیز می‌نامند. سالیان سال تصور فیزیکدان‌ها آن بود که فضا سه بعدی است، اما از ابتدای قرن بیستم این تصور کم کم تغییر کرد.

در ابتدا این نظریه مطرح شد که شاید فضا چهار بعدی باشد، ولی با گذشت زمان تعداد ابعاد فضا باز هم بیشتر شد. در سال ۱۹۸۴ انقلاب ابرریسمان‌ها به وقوع پیوست. نظریه ریسمان‌ها تمامی جهان را متشکل از ریسمان‌های انرژی مرتعش یک بعدی می‌داند که در ۹ بعد مکانی و یک بعد زمانی در حال ارتعاش هستند. سپس در سال ۱۹۹۵، «ادوارد ویتن» از موسسه پژوهش‌های پیشرفته پرینستون آمریکا و «پائول تاونسند» از دانشگاه کمبریج بعد فضایی دیگری را نیز به نظریه ریسمان‌ها اضافه کرده و نظریه دیگری به نام نظریه M را ارائه کردند.

این نظریه در واقع تعمیمی از نسخه‌های متفاوت نظریه ریسمان بود، اما به رغم موفقیت‌های ارزنده نظریه M، این نظریه نیز نتوانست تفاوت‌های موجود میان نسخه‌های مختلف نظریه‌های ریسمان را حذف کند و دقیقا در همین جا بود که سر و کله کامران وفا و نظریه اش یعنی نظریه F پیدا شد؛ نظریه‌ای که با افزودن یک بعد جدید به نظریه M، تصویری ۱۲ بعدی از کائنات ارائه می‌دهد. نظریه پردازان مشتاقانه از نظریه F استقبال کردند چرا که این نظریه با بعد اضافی خود، مسائل باقیمانده در نظریه M را به خوبی حل می‌کند، اما از آنجایی که بعد اضافی مطرح شده در نظریه F، نه یک بعد مکانی بلکه یک بعد زمانی است، بنابراین نظریه مزبور، پیامد‌ها و چالش‌های فلسفی عمیقی را نیز با خود به میدان آورده است.

در واقع بعد زمانی جدید مطرح شده توسط وفا ویژگی‌های آنچنان اسرارآمیزی به جهان می‌دهد که فیزیکدان‌ها را از واقعی پنداشتن آن نگران می‌کند. به عنوان مثال در حالی که در نظریه ۱۱ بعدی M اصل نسبیت «اینشتین» همچنان پابرجاست، در نظریه ۱۲ بعدی وفا این اصل اعتبار خود را از دست می‌دهد. همین امر یکی از عواملی است که فیزیکدان‌ها را در پذیرش بعد زمانی جدید دچار تردید می‌کند. رابرت برندنبرگر و کامران وفا، به دنبال پاسخ اینکه چرا ما در فضا- زمان چهار بعدی زندگی می‌کنیم، تصور کردند که شاید این به دلیل خواص ریسمان‌ها باشد. در سناریوی آنها، جهان در تقارن کامل شروع شده و تمام ابعاد بالاتر در مقیاس پلانک پیچیده شده اند. آنچه که جهان را از انبساط بازداشته حلقه‌هایی از ریسمان‌ها بوده که به دور ابعاد مختلف محکم حلقه شده اند. [نظریه ریسمان‌های دکتر “کامران وفا”]

معرفی کامران وفا دانشمند ایرانی

پروفسور وفا آینده نظریه ریسمان را نامعلوم، اما هیجان انگیز می‌داند

آن‌ها نشان دادند که در ابعاد فضایی سه یا کمتر، احتمال بیشتری وجود دارد که ریسمان‌ها و ضد ریسمان‌ها با یکدیگر برخورد کنند. هر بار که این تصادف رخ دهد، ریسمان‌ها از هم باز شده و ابعاد به بیرون می‌جهاند. ویژگی جالب این سناریو این است که با استفاده از توپولوژی ریسمان‌ها می‌توان بطور تقریبی توضیح داد که چرا ما در اطراف خود، این فضا- زمان چهار بعدی آشنا را می‌بینیم. با اینکه جهان‌های با ابعاد بالاتر، محتمل هستند، اما احتمال کمی وجود دارد که شاهد وجود آن‌ها باشیم، زیرا هنوز به وسیله ریسمان‌ها و ضد ریسمان‌ها به سختی بسته و محکم شده اند.

اما خود کامران وفا به گونه‌ای دیگر می‌اندیشد. هر چند او نیز قبول دارد که بُعد زمانی اضافی از بسیاری جهات به یک ابزار ریاضی انتزاعی شبیه‌تر است تا به یک هویت فیزیکی واقعی، ولی در عین حال معتقد است چنین برداشتی در آینده نزدیک تغییر خواهد کرد. وفا در این باره می‌گوید: «در حال حاضر شاید به نظریه F صرفا به عنوان یک ساز و کار ریاضی مناسب‌تر برای تبیین رفتار کیهان نگاه شود، اما فراموش نکنیم که در تاریخ فیزیک، همواره پشت سر سازوکار‌های ریاضی جدید، پدیده‌های فیزیکی جدیدی نیز کشف شده اند.»

پروفسور وفا در این مورد به عنوان مثال به کوارک‌ها اشاره می‌کند. تا همین چند دهه قبل به کوراک‌ها صرفا به عنوان یک ساز و کار ریاضی برای تبیین رفتار ذراتی نظیر پروتون‌ها نگاه می‌کردند، اما امروزه اغلب فیزیکدان‌ها معتقدند کوراک‌ها واقعا در جهان وجود دارند. ممکن است مشابه چنین سرنوشتی در انتظار بعد زمانی جدید و اسرارآمیز نظریه F نیز باشد. پروفسور وفا آینده نظریه ریسمان را نامعلوم، اما هیجان انگیز می‌داند. وی می‌گوید: «این نظریه، فیزیکدانان را به بینش‌های فیزیکی درخشانی هدایت کرده و همچنین دارای ساختار بسیار غنی ریاضی است، طوری که تاکنون در عالم ریاضیات چندین انقلاب فکری به وجود آورده است و این بینش و اتصالی که در ریاضیات و فیزیک به وجود آورده ما را بیشتر به اعتبار آن مطمئن می‌سازد.»

 

منبع: بیتوته

ارسال نظرات
نام:
ایمیل:
* نظر:
قوانین ارسال نظر