ماهنامه‌ی دانشمند - سید ایمان ضیابری: براي من هم 9 ماه دوري از "دانشمند"، دشوار و تلخ بود. برای من که همچون همه‌ی شما "دانشمند" را خانه‌ی خود می‌دانم، این 9 ماه با فراز و نشیبهای فراوانی طی شد و من توفیق آن را نداشتم که در کنار شما باشم. انجام چند ماموریت مطبوعاتی برای شبکه‌های خبری و نشریات انگلیسی زبان باعث شد تا حلقه‌ی وصل خود با شما را از دست بدهم و از همین رو بود که مجموعه گفت‌وگوهای اختصاصی "دانشمند" با برندگان جوایز نوبل در رشته‌های مختلف، برای مدتی متوقف شد. در این مدت، ما را از نظر لطف و محبت خود محروم نکردید و در ایمیلهای خود، از گفت‌وگو با برندگان جوایز نوبل پرسیدید و اینکه آیا این گفت‌وگوها ادامه خواهد یافت یا نه. و پاسخ قطعاً مثبت است. این مجموعه گفت‌وگوها، دینی است که این حقیر به "دانشمند" و "دانشمند" به جامعه‌ی علمی ایران ادا می‌کند و عزم ما بر این است تا از این شماره، گفت‌وگو با برندگان جوایز نوبل بلاانقطاع و بدون وقفه ادامه یابد.

همواره افتخارم این بوده که گفت‌وگوهای اختصاصی با برندگان جوایز نوبل را با ماموریت از طرف ماهنامه‌ی "دانشمند" انجام می‌دهم. ماهنامه‌یی که جای خود را در قلبهای عاشقان علم در سراسر ایران‌زمین باز کرده و رسانه‌یی است برای فرصتهای برابر و عادلانه. شما را به خواندن گفت‌وگوی اختصاصی دانشمند با فرانک ویلچک (Frank Wilczek)، یکی از سه برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک سال 2004 میلادی دعوت می‌کنم.

فرانک ویلچک کیست؟

پروفسور فرانک ویلچک، متولد 15 می 1951 در مینه‌اولای نیویورک است. رشته‌ی اصلی او فیزیک نظری است و در حال حاضر به عنوان استاد موسسه‌ی فناوری ماساچوست (دانشگاه MIT) فعالیت می‌کند. ویلچک به همراه دیوید گراس و دیوید پولیتزر، جایزه‌ی نوبل فیزیک سال 2004 را به دلیل کشف "آزادی مجانبی" در تئوری نیروی هسته‌ای قوی دریافت کرد.

ویلچک از والدینی ایتالیایی و لهستانی متولد شد. تحصیلات دبیرستان خود را در کویینز از توابع نیویورک و در مدرسه‌ی Martin Van Buren High School گذراند. او مدرک کارشناسی خود را در رشته‌ی ریاضی از دانشگاه شیکاگو در سال 1970 میلادی دریافت کرد، تحصیلات تکمیلی خود در کارشناسی ارشد ریاضیات را در دانشگاه پرینستون به پایان رساند و دکترای فیزیک را نیز از همین دانشگاه دریافت کرد.

او استاد فیزیک مرکز فیزیک نظری MIT است و سابقه‌ی فعالیت در موسسه‌ی تحقیقات پیشرفته‌ی دانشگاه پرینستون و انیستیتوی فیزیک نظری در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا را نیز دارد.

او در سال 2002 به افتخار دریافت Lorentz Medal نایل شد. این مدال هر چهار سال یک بار توسط آکادمی سلطنتی علوم و هنرهای هلند به پرافتخار ترین دانشمند فیزیک نظری اعطا می‌شود. ویلچک در سال 2003 جایزه‌ی Lilienfeld Prize که توسط جامعه‌ی فیزیک آمریکا اعطا می‌شود را دریافت کرد. در همین سال، او مدال یادبود دانشکده‌ی ریاضیات و فیزیک دانشگاه چارلز پراگ در جمهوری چک را به دست آورد. فرانک ویلچک تحصیلات دکترای خود را زیر نظر پروفسور دیوید گراس به پایان برد. او در سال 2004 میلادی، نیمی از جایزه‌ی نوبل فیزیک را با پروفسور گراس تقسیم کرد.

پروفسور ویلچک در تشریح و کشف اکسیون‌ها، آنیون‌ها، آزادی مجانبی و سایر جنبه‌های نظریه‌ی میدانهای کوانتومی فعالیتهای فراوانی انجام داده است. در حال حاضر، او بر روی موضوعاتی از قبیل کاربردهای فیزیک ذرات در کیهان‌شناسی، تئوری کوانتومی سیاه‌چاله‌های فضایی، کاربرد تکنیک‌های نظریه‌ی میدان در فیزیک ماده‌ی چگال و رفتار ماده‌ها تحقیق می‌کند.

همسر فرانک ویلچک، بتسی دیوین، روزنامه‌نگار و وبلاگ‌نویس آمریکایی است که به همراه او یک کتاب نیز منتشر کرده است.  

لطفاً کمی از دوران کودکی‌تان برایمان بگویید. روزهای کودکی را چگونه سپری می‌کردید؟ آیا در آن دوران، میل و علاقه‌ی خاصی به علم و موضوعات مربوط به علوم داشتید؟

من در لانگ آیلند، کمی دورتر از مرزهای شهر نیویورک متولد شدم. وقتی سه و نیم سال داشتم، خانواده‌ام به نیویورک نقل مکان کردند و من در مدارس دولتی آنجا تحصیل کردم. دوران کودکی‌ام به کلی خالی از رویدادهای خارجی خارق‌العاده بود. من خیلی خوش‌شانس بودم که در یک خانواده‌ی مستحکم و البته نه چندان ثروتمند رشد کردم و معلمانی بسیار عالی داشتم. تا جایی که یادم می‌آید، همیشه شیفته‌ی این بودم که وسایل مختلف چگونه کار می‌کنند و همینطور علاقه‌ی زیادی به ریاضیات و پازل داشتم. در دوران کودکی علاقه‌ی خاصی داشتم که اجزای مکانیکی و مدلها را خراب و دوباره سر هم بندی کنم.

چه طور شد که به فیزیک علاقه‌مند شدید؟ چه چیزی در فیزیک و ریاضی دیدید که شما را به سمت خود کشاند؟ در بیوگرافی خود ذکر کرده بودید که در دوران جوانی به علم ساختار مغز هم علاقه‌مند شده بودید. چه شد که راه فیزیک را به طور حرفه‌یی در پیش گرفتید؟

 تمایلات طبیعی من بیشتر ریاضی محور و همینطور تا حدودی "فلسفی" بودند که در آن علاقه داشتم تا سوالات بسیار مهم را پاسخ دهم. وقتی وارد کالج شدم، فکر کردم که می‌توانم تلاش کنم و دریابم که ذهن چگونه کار می‌کند. در آن زمان در کالج متوجه شدم که وضعیت آن رشته‌ی خاص در تحلیل‌های ریاضی جایی نداشتند. بعد از کمی تجربه همینطور دریافتم که از عهده‌ی کار در آزمایشگاه بر نمی‌آیم. در نتیجه آن رشته را به طور حرفه‌یی دنبال نکردم هر چند که همچنان علاقه‌ام به آن ادامه داشت. در نتیجه تلاش کردم تا به تحصیل در آنچه که شما می‌توانید ریاضیات کاربردی بنامید بپردازم و در نتیجه این سوال که ریاضیات چه کاربردی دارد را کنار گذاشتم. به عنوان یک دانشجوی کارشناسی ریاضی به دانشگاه پرینستون رفتم اما همچنان به دنبال کاربردها بودم. دریافتم که اتفاقات بزرگی در فیزیک بنیادی روی می‌دهد و در آن بخشی از ریاضیاتی که تحصیل کرده بودم و دوست داشتم، مورد استفاده قرار می‌گرفت. در نتیجه وارد این رشته شدم. به محض اینکه وارد دنیای فیزیک نظری شدم، دریافتم که در آن بسیار خوب عمل می‌کنم و همان ایده منجر به ایده‌های بعدی شد، و تا امروز در این رشته باقی مانده‌ام.

 ایده‌ی قرینگی و نظریه‌ی گروه‌ها از کجا آمد؟ ممکن است کمی درباره‌ی این نظریات صحبت کنید؟ این نظریات نمایانگر چه چیزی هستند؟

 نظریه‌ی گروه‌ها ابزار ریاضی مناسب برای مطالعه‌ی قرینگی است. بیشتر افراد یک دیدگاه کلی درباره‌ی معنای قرینگی دارند: تعادل، هارمونی و تناسب بین بخشهای مختلف. در ریاضیات، یک دیدگاه بسیار دقیق درباره‌ی قرینگی وجود دارد. یک شیء قرینه یا دارای قرینگی نامیده می‌شود اگر عملیات ریاضی وجود داشته باشند که می‌توانند آن را تغییر بدهند، اما در واقع این تغییر را اعمال نمی‌کنند. در نتیجه، برای نمونه از دیدگاه ریاضی، و همینطور به از دیدگاه عمومی، یک دایره به طور کامل قرینه است، چرا که شما می‌توانید آن را به طور مرکزش بچرخانید و همچنان همان دایره را داشته باشید. هیچ شکل هندسی دیگری چنین خصوصیتی ندارد. ما همچنین می‌توانیم قرینگی نظام‌های معادلات یا قوانین فیزیک را داشته باشیم. ما می‌توانیم بگوییم که یک سیستم معادلات یا قوانین دارای قرینگی است اگر بتوانیم روی آن عملیاتی را انجام بدهیم که می‌توانند محتوای آن را تغییر دهند، اما در واقع این کار را نمی‌کنند. یک موضوع مهم فیزیک مدرن این است که طبیعت به وسیله‌ی معادلاتی بنیادین تفسیر می‌شود که میزان بسیار قابل توجهی قرینگی دارند. ما با موفقیت شگفت‌آوری از این ایده استفاده کرده‌ایم تا قوانین جدید را حدس بزنیم.

 یکی از رویدادهای مهم در ابتدای فعالیت علمی شما که خود آن را "فوق‌العاده" توصیف کرده‌اید، کمک به کشف نظریه‌ی بنیادین نیروی هسته‌یی قوی یا نظریه‌ي‌ کرومودینامیک کوانتومی است. ممکن است کمی بیشتر درباره‌ی این نظریه و پایه‌های آن صحبت کنید؟

 ما چهار نیروی پایه را می‌شناسیم: گرانش و الکترومغناطیس که از قرن‌های پیش شناخته شده بودند و نیروهای قوی و ضعیف که در قرن بیستم شناخته شدند. مشاهده‌ی عملکرد نیروهای قوی و ضعیف در شرایط روزمره چندان آسان نیست، اما این نیروها به ویژه نیروی قوی، رفتار ماده در داخل هسته‌ی اتم، شتاب‌دهنده‌های انرژی، ستاره‌ها و جهان هستی را تحت تاثیر عمیق خود قرار می‌دهند. همانطور که ما امروزه درک می‌کنیم، نیروی قوی بهتر از همه در قالب ذراتی که کوارک و گلوئون نامیده می‌شوند قابل درک هستند. کوارک‌ها و گلوئون‌ها از معادلات نظریه‌ی کرومودینامیک کوانتومی (QCD) پیروی می‌کنند که بسیار زیبا هستند و نوشتن آنها هم در حد منطقی آسان است، هرچند که حل دقیق آنها کمی سخت است. پروتون‌ها و نوترون‌ها از کوارک‌ها و گلوئون‌ها ساخته می‌شوند. آنها ذرات آشناتری برای ما هستند، اما از معادله‌های ساده و زیبا پیروی نمی‌کنند. هسته‌ی اتم از پروتون‌ها و نوترون‌ها ساخته شده که به وسیله‌ی نیروی قوی به همدیگر متصل می‌شوند. خانواده‌ی معادلات QCD شباهت خاصی به معادلات الکترودینامیک دارد اما غنی‌تر است. در QCD، سه نوع بار وجود دارد که بار رنگ نامیده می‌شود حال که در الکترومغناطیس تنها یک بار الکتریکی داریم.

 قبل از شما عبدالسلام، شلدون گلاشو و استیون واینبرگ جایزه‌ی نوبل فیزیک در سال 1979 را به دلیل تلاشهایی که در زمینه‌ی یکپارچه‌سازی اثر الکترومغناطیسی ضعیف در میان ذرات بنیادی انجام داده بودند، برنده شدند. آیا پژوهشهای شما چیزی به نتایج دستاورد آنان افزود؟ ممکن است در این مورد کمی بیشتر توضیح دهید؟

 ما نظریه‌ی یک نیروی کاملاً‌ متفاوت را مطرح کردیم در نتیجه من کار خود را افزایشی بر نتایج تحقیقات آنها نمی‌دانم بلکه یک دستاورد کاملاً تازه می‌نامم. کارهای ما تاثیر بسیار مهمی در مطالعه‌ی سایر نیروها بر جای می‌گذارد، با این حال به نظر می‌رسد که همه‌ی آنها به وسیله‌ی معادلات ریاضی مشابهی توضیح داده می‌شوند. در نتیجه ایده‌ی ارایه‌شده توسط ما برای توضیح اینکه نیروهای قوی چگونه کار می‌کنند، در مورد نحوه‌ی عملکرد سایر نیروها نیز چیزهایی به ما می‌گوید، به ویژه در مورد اینکه آنها در سطوح بالای انرژی چگونه کار می‌کنند. این موضوع در کیهان‌شناسی بسیار مهم است. ما باید بدانیم که همه‌ی نیروها در سطوح بالای انرژی چگونه کار می‌کنند به ویژه اگر شما بخواهید که نخستین لحظات "بیگ بنگ" (انفجار بزرگ) را درک کنید که در آن دمای جهان هستی بسیار بالا بود.

 هدف نهایی شما از مطالعه‌ی فیزیک چیست؟ آیا شما علم را صرفاً برای علم محض می‌خواهید یا معتقدید که علم باید نتایج عملی برای افراد جامعه داشته باشد و به آنها سود برساند؟

 من می‌خواهم جهان را بهتر بفهمم و آن را بهتر کنم. در نتیجه تلاش می‌کنم معادلات بهتری طراحی کنم و از معادلاتی که موجود هستند، استفاده‌ی خلاقانه‌تری کنم. با این حال، هرچند که اینها اهداف نهایی من هستند، برای امور روزمره هم به لذت بردن از زندگی اهمیت می‌دهم، که برای من یعنی حل کردن معماهای جالب.

 آیا هیچ وقت در طول فعالیت علمی‌تان، رویای برنده شدن جایزه‌یی مثل جایزه‌ی نوبل را در سر داشتید؟ به طور کلی، آیا هیچ وقت کار کرده‌اید تا برنده‌ی جایزه شوید؟

 بله، مطمئناً چنین آرزویی داشته‌ام، اما هیچ وقت مستقیماً کار نکردم تا برنده‌ی جایزه‌یی شوم. تنها تلاش کرده‌ام تا کار بزرگی انجام دهم، به این امید که جایزه‌ها خود فرا می‌رسند.

 در یکی از مقالات خود، شما این بحث را مطرح کردید که جهان ما یک ابررسانای چندلایه، چند رنگ و کیهانی است. شما گفته‌اید که این فرضیه قابل اثبات هم هست. لطفاً کمی بیشتر در این باره بگویید. آیا واقعاً ممکن است که جهان ما یک ابررسانای غول پیکر باشد؟

 یک دسته ماهی را تصور کنید که بسیار باهوش هستند و می‌خواهند فیزیک بخوانند! به آنها مجموعه‌یی از قوانین پیچیده‌ی حرکت را می‌دهیم چرا که حرکت اجسام در درون آب بسیار پیچیده است. در نهایت، برخی از ماهی‌های نابغه در می‌یابند که می‌توان یک توضیح زیباتر و در نهایت ساده‌تر از حرکت بر اساس قوانین بنیادین حرکت (قوانین نیوتون) به دست آورد، اما این را هم در نظر می‌گیریم که یک واسطه یعنی آب، همه‌ی فضا را پر می‌کند و چگونگی حرکت اجسام را تغییر می‌دهد.

این چیزی است که در فیزیک مدرن رخ می‌دهد. ما کشف کرده‌ایم که می‌توانیم جهان را با معادلاتی زیبا و نسبتاً ساده توضیح دهیم، اگر فرض کنیم که فضا با واسطه‌یی پر شده است که چگونگی حرکت ذرات را تغییر می‌دهد. به طور دقیقتر، ما می‌توانیم معادلات بسیار زیبایی برای ذرات با جرم صفر به دست بیاوریم، اما بسیاری از ذرات و حتی بنیادین‌ترین آنها، جرم غیر صفر دارند. در نتیجه ما به برخی تغییرات نیاز داریم تا بتوانیم معادلات زیبا را با واقعیتی که مشاهده می‌کنیم، تطبیق دهیم. مشخص می‌شود که مدل مورد نظر، معادلاتی هستند که برای یک هدف کاملاً متفاوت طراحی شده بودند، یعنی برای توضیح ابررسانگی. بر اساس این معادلات، فوتون‌های داخل یک ابررسانا به گونه‌یی رفتار می‌کنند که گویی جرم دارند حال که در خارج از ابررسانا، جرم آنها صفر است. اگر ما در یک ابررسانا زندگی می‌کردیم، فوتون‌ها را ذراتی با جرم غیر صفر در نظر می‌گرفتیم.

با استفاده از تخیل خود همچون ماهی‌های نابغه، و با الهام از نظریه‌ی موفق ابررسانایی، ما می‌توانیم به این دیدگاه فکر کنیم که کل جهان نوعی ابررسانا است، اما نه برای جریان برق بلکه برای سایر نیروهایی که دیده شده فوتون‌های آنها جرم غیر صفر دارند. اجرای این نظریه، به معادلات خاصی منجر شده که بسیاری از پیش‌بینی‌های موفقیت‌آمیز بر آن صحه می‌گذارند مانند جرم بوزون‌های W و Z و سایر ذراتی که در شتاب‌دهنده‌ها کشف می‌شوند.

ما همچنین می‌توانیم این ایده را بسط دهیم تا یک دیدگاه منسجم درباره‌ی سه مورد از چهار نیروی بنیادین طبیعت یعنی نیروهای قوی، ضعیف و الکترومغناطیسی به دست بیاوریم. این نیروها بسیار متفاوت به نظر می‌رسند، اما مجدداً می‌توان وجود تفاوت را به گردن یک واسطه‌ی نسبتاً ساده انداخت که فضا را پر می‌کند و انواع بیشتری از ابررسانایی به دست می‌دهد.

 فیزیک چگونه در زندگی روزمره‌ی ما تاثیر می‌گذارد؟ آیا ما فیزیک را برای این یاد می‌گیریم که تنها معادلات را حل کنیم، فرمول‌ها را به خاطر بسپاریم و جواب‌ها را به دست بیاوریم؟ در واقع، منظور من این است که آیا ما فیزیک را در انزوا می‌آموزیم یا می‌توانیم آثار و نتایج آن را به جامعه هم برسانیم؟ فیزیک چه دستاوردی برای زندگی روزمره‌ی ما دارد؟

 خوب، ببینید، من با شما از طریق کامپیوترم در ارتباط هستم که مبتنی بر میکروالکترونیک است و بدون مکانیک کوانتومی هرگز برقراری این ارتباط ممکن نمی‌شد. آنچه که من به الکترونهای درون کامپیوترم می‌گویم، از طریق انتقال میکروویو‌هایی به شما می‌رسد که ماهواره‌ها مخابره می‌کنند، آنتن‌ها دریافت می‌کنند و میزرها آن را تقویت می‌کنند. وجود همه‌ی این تکنولوژی مبتنی بر استفاده‌ی پیچیده از معادلات فیزیک است به ویژه جنبه‌های بسیار متعددی که ابتدا در قرن بیستم مطرح شدند. من می‌توانم نمونه‌های مشابهی در زندگی روزمره از جمله پزشکی، انرژی، حمل و نقل و... برای شما بیان کنم. به طور خلاصه اینکه زندگی مدرن بدون وجود فیزیک فقیر باقی می‌ماند و بس.

این رویکردها در آینده گسترش پیدا خواهند کرد. کامپیوترها و وسایل ارتباطی سریعتر، ارزانتر و قدرتمندتر، منابع انرژی ارزانتر و پاکتر، تشخیص‌های پزشکی، درمانها و داروهای ارزانتر و کارآمدتر. همه‌ی اینها از طریق درک بهتر فیزیک و توسعه دادن کاربردهای آن محقق می‌شود.

یک جنبه‌ی کاملاً متفاوت که به همین اندازه اهمیت دارد، جنبه‌ی فرهنگی است. مردم می‌توانند حقیقتاً تخیل و درک خود از جهان را با یادگیری برخی از ایده‌های زیبا، شگفت‌آور و الهام‌بخش که فیزیک مدرن نشان داده برای تشریح واقعیت ملموس ضروری هستند، غنی کنند. نظریه‌ی کوانتومی به طور خاص در این زمینه به شکل شگفت‌آوری ذهن را بارور می‌کند.

 شما یک فیزیکدان هستید و یک درک واضح و روشن از جهان ما و آنچه که آن را می‌سازد دارید. چه چیزی در جهان ما پنهان است که دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند آن را درک کنند؟ سرنوشت کره‌ی خاکی ما چه خواهد بود؟ آیا باید در انتظار انفجار بزرگ دیگری باشیم که حیات را بر روی سیاره‌ی ما به پایان خواهد رساند؟

 سوالات بی‌پاسخ فراوانی در مرزهای فیزیک وجود دارند. ما چیزهای فراوانی درک کرده‌ایم و ماهیت بخش عمده‌ی رفتار فیزیکی را به چند معادله‌ی ساده و زیبا محدود کرده‌ایم. اما همچنان اشکالات آزاردهنده‌ی کوچکی وجود دارند. تئوریهای بنیادین ما همچنان بخشهای مجزای متعددی دارند. ما می‌خواهیم که یک نظریه‌ی یکپارچه‌ی کامل به دست بیاوریم. همانطور که پیشتر ذکر کردم، ایده‌های خوبی در این جهت یعنی نظریه‌های یکپارچه وجود دارند. در زمینه‌ی درک اینکه چرا قوانین بنیادین فیزیک وقتی ما در زمان به عقب برمی‌گردیم، تقریباً بدون تغییر باقی می‌مانند نیز مشکلاتی وجود دارد.

از دیدگاه مشاهده‌يی، ما معمای "ماده‌ی تاریک" و "انرژی تاریک" را داریم که اخترشناسان نیاز دارند تا آن را حل کنند. به نظر می‌رسد که حجم زیادی از ماده در جهان هستی وجود دارد که به وسیله‌ی گرانش، مواد عادی را تحت تاثیر قرار می‌دهد، اما با نور و سایر کاوش‌هایی که منجمان مورد استفاده قرار می‌دهند، تعامل بسیار ضعیفی برقرار می‌کند. ما می‌خواهیم یک درک غنی‌تر از اینکه آن مواد چه هستند، همانند درکی که از مواد عادی داریم، به دست بیاوریم. همینطور این سوال را در زمره‌ی سوالات فیزیکی قرار نمی‌دهند، اما برای من این یک مساله‌ی بسیار قابل توجه است که دریابم حداقل در یک قالب کلی، ذهن در سطح مولکولی چگونه کار می‌کند.

 در یکی از مصاحبه‌های خود گفته بودید که دیدگاهها درباره‌ی ابرتقارن و یکپارچه‌سازی و تولید ذرات Higgs که شما در حدود 20 یا 30 سال پیش آن را ارایه کردید نهایتاً آزمایش می‌شوند که اگر نتیجه‌ی آزمایشها مثبت باشد، یک پیشرفت عمده در درک ما از جهان هستی روی خواهد داد. ممکن است در این باره توضیحات بیشتری بدهید؟ اگر نتیجه‌ی آزمایشها مثبت باشد، درک ما از جهان چگونه تغییر می‌کند؟

 این در واقع آزمایش نظریه‌یی است که من قبلاً به آن اشاره کردم یعنی همین دیدگاه که ما در یک ابررسانای کیهانی زندگی می‌کنیم. معادلات ما، به ویژه معادلات مربوط به نیروی ضعیف، مبتنی بر این ایده هستند. آنها بسیار موفق عمل کرده‌اند، اما یک درک ملموس از اینکه چه چیزی ابررسانای کیهانی را تشکیل می‌دهد، به ما ارایه نمی‌کنند، مثل دیدگاهی که ما از ابررساناهای معمولی داریم و می‌دانیم که از طریق الکترونها منتقل می‌شوند. هیچ کدام از ذرات شناخته‌شده ویژگی این را ندارند که ابررسانای کیهانی را به وجود بیاورند. در نتیجه ما به چیزی فراتر نیاز داریم. ساده‌ترین امکان، ذره‌ی جدیدی است که Higgs particle نامیده می‌شود. این ذره تا امروز مشاهده نشده،‌ و اگر وجود داشته باشد، Large Hadron Collider که یک شتاب‌دهنده‌ی مستقر در ژنو سوییس است و به تازگی فعالیت خود را آغاز کرده، آن را کشف می‌کند. نقش من در این داستان نبستاً اندک اما قابل توجه است. من فرایند اصلی که ذرات Higgs را ایجاد می‌کند و امتزاج گلوئون‌های رنگی است شناسایی کرده‌ام.

 برای مدتها اینگونه تصور می‌شد که ذرات یا بوزون هستند و یا فرمیون. اما در دهه‌ی 80 میلادی، شما نظریه‌يی جایگزین معرفی کردید و دریافتید که احتمالات دیگری هم وجود دارند. این احتمالات چه هستند؟

 این احتمالات جدید، آنیون‌ها نامیده می‌شوند. یک توضیح مناسب در مورد اینکه آنها چه هستند، نیاز به یک گردش مفصل در دنیای نظریه‌ی بنیادین کوانتومی دارد، که من در اینجا از آن صرف نظر می‌کنم. من تنها دو مثال ارایه می‌کنم. وقتی من مشغول کار کردن بر روی آنیون‌ها بودم،‌ فکر می‌کردم که در حال تفریح هستم و احتمال‌های نظری عجیبی را کاوش می‌کنم که فیزیک کوانتومی می‌توانست با آنها کنار بیاید. اما در عرض چند ماه، برخی از ما متوجه شدیم که آنیون‌ها در واقع در طبیعت و در قالب انواع مشخصی از مواد در دماهای پایین ظهور می‌کنند. در سالهای اخیر هم افرادی تلاش کرده‌اند تا از آنیون‌ها برای تکنولوژی به ویژه برای ساختن کامپیوترهای جدید و بسیار قدرتمندی استفاده کنند که کامپیوترهای کوانتومی نامیده می‌شوند. یک رشته‌ی کلی که من مایلم آن را آنیونیک بنامم، شامل الکترونیک می‌شود و در حال شکل گیری است.

 دستاوردی که شما برای آن جایزه‌ی نوبل فیزیک را دریافت کردید، زمانی اتفاق افتاد که شما تنها 21 سال سن داشتید. در نتیجه از ابتدا شما یک دانشمند واقعی بودید. آیا هرگز در زمانی که روی پروژه‌ی دکتری خود کار می‌کردید، انتظار داشتید که جایزه‌یی همانند جایزه‌ی نوبل را دریافت کنید؟

 وقتی من و پروفسور دیوید گراس، آنچه که امروز تئوری نیروی قوی نامیده می‌شود را مطرح کردیم و این تئوری درست از آب درآمد، من متوجه شدم که در نهایت احتمال دارد جایزه‌ی نوبل را برنده شویم. و این اتفاق افتاد. و باید اضافه کنم آزمایشهایی که صحت نظریه‌ی ما را ثابت کردند، قطعاً به شتاب‌دهنده‌های با انرژی بالا نیاز داشتند در نتیجه مدت زمانی زیادی از ارایه‌ی دستاورد ما تا زمان تایید نظریه‌مان سپری شد.

 شما مهمترین قله‌یی که یک دانشمند می‌تواند فتح کند را پیموده‌اید، یعنی دریافت جایزه‌ی نوبل. آیا همچنان برای کار و مطالعه و اکتشاف انگیزه دارید؟ آیا فکر می‌کنید می‌توانید همانند ماری کوری، دو بار برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک شوید؟ چه انگیزه‌یی شما را همچنان علاقه‌مند به فعالیتهای علمی نگاه می‌دارد؟

 هرچند که برنده شدن جایزه‌ی نوبل فیزیک یک اتفاق شگفت‌انگیز بود، و چیزی بود که من به صورت مبهم از دوران کودکی‌ام و از دوران نوجوانی به صورت جدی آرزوی آن را داشتم، اما این تنها هدفم نبود و نمی‌تواند هم هدفی باشد که کار آدم را به صورت روزمره هدایت کند. ما نیاز داریم که دیدگاههای مشخص‌تر و ملموس‌تری درباره‌ی کار خود داشته باشیم. سبک علمی من همیشه این بوده که به دنبال فرصتهایی بگردم تا دانش خود را از جهان افزایش دهیم و یا از درک عمیق خود بهره ببریم تا رفتارها و آزمایشهای جدید را ارایه کنیم. این کار برای من یک ماجراجویی بسیار ارزنده است و برایم به یک عادت خوب تبدیل شده، و قصد ندارم که به این زودی‌ها آن را کنار بگذارم.

همینطور که گفت‌وگوی ما پیش می‌رود، باید اضافه کنم که پس از انجام تحقیقات اولیه‌یی که نهایتاً منجر به دریافت جایزه‌ی نوبل شد، من حجم زیادی از کار پژوهشی قابل توجه را انجام داده‌ام و چه کسی می‌‌داند،‌اگر آزمایشها خوب پیش برود،‌ شاید جایزه‌های بعدی هم در کار باشند. اما این موضوع خود به خود اتفاق خواهد افتاد. چیزی که من می‌توانم بر آن مسلط باشم و با آن تفریح کنم، کار کردن بر روی ایده‌های جدید است.

 تصور کنید که این مصاحبه کلاسی است و خوانندگان هم دانشجویان آن هستند. چه پیامی برای این دانشجویان دارید؟ یک پیام که همیشه در ذهن‌شان باقی بماند و آن را فراموش نکنند.

 چه سوال سختی! بگذارید تلاشم را بکنم: ویژه‌ترین و ارزشمندترین هدیه‌یی که انسانها دارند، تخیل است. از آن استفاده کنید! به ویژه، آینده‌های ممکن برای خودتان را تصور کنید. پنج، ده و بیست سال بعد را. در این آینده‌ها کاوش کنید و آن چه که فکر کردن درباره‌ی آن شما را خوشحال و هیجان‌زده می‌کند، بیابید. سپس سعی کنید تا آن اتفاق را رقم بزنید.

 کتابهای فرانک ویلچک

 پروفسور ویلچک کتابهای فراوانی به رشته‌ي تحریر در آورده و در آنها تلاش کرده تا علم فیزیک را به زبان ساده برای مخاطبان عام توضیح دهد. او معتقد است که باید بتوانیم میان مردم و دانشمندان علوم مختلف پل بزنیم و زوایای پنهان علم را برای آنان روشن کنیم.

"در آرزوی هماهنگی‌ها" (Longing for Harmonies) کتابی است که ویلچک به همراه همسرش نگاشته و روزنامه‌ی نیویورک تایمز آن را یکی از کتابهای ستایش‌شده‌ی سال معرفی کرده است. مجله‌ی نیویورکر نیز کتاب پرفسور ویلچک را اینچنین تحسین کرده: "هر از گاهی، یک کتاب علمی برای مخاطبان عام منتشر می‌شود که هم دانشمندان و هم غیردانشمندان می‌توانند با لذت آن را بخوانند و از آن بهره ببرند، و این کتاب یکی از آنهاست."

سایت آمازون که کتاب "در آرزوی هماهنگی‌ها" را برای فروش روی اینترنت قرار داده است، آن را اینچنین توصیف می‌کند: "فرانک ویلچک برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک سال 2004 و همسرش بتسی دوین از شگفتی و لذت خود درباره‌ی اسرار بنیادین هستی می‌نویسند. آنها همچنین می‌خواهند به مخاطبان عادی نشان دهند که چگونه یک درک عمیق می‌تواند به موضوعات همیشگی جهان مادی پاسخ دهد. برای نمونه، آنها می‌خواهند نشان دهند که حتی عجیب‌ترین تئوری‌ها هم همیشه اثبات می‌کنند که قوانین فیزیکی در سراسر جهان هستی به طور دقیق یکسان هستند. آنها همچنین توضیح می‌دهند که چگونه پرحجم‌ترین ستارگان گداخته و ریزترین ذرات یخ‌زده از لحاظ فیزیکی با یکدیگر در هماهنگی هستند. در توضیح جزییات این جهان که ما تنها نیمی از آن را شناخته‌ایم، ویلچک و دوین همه‌ی ما را با زیبایی نظم جاودان آشنا می‌کنند و به ما می‌گویند که هر شروع و هر پایانی، در پس خود منطقی ناگزیر دارد."

دیگر کتاب پروفسور ویلچک "واقعیتهای شگفت‌آور" (Fantastic Realities) نام دارد. این کتاب که به قیمت 31 دلار و 38 سنت فروخته می‌شود، مجموعه‌یی است که راز موفقیت پروفسور ولیچک را به خوانندگان معرفی می‌کند. واقعیت شگفت‌آور این است که فیزیک مدرن برای کاوش همچنان قابل دسترس است و این واقعیت را یکی از مفسران و معماران بزرگ فیزیک مدرن یعنی پروفسور فرانک ویلچک به ما می‌آموزد. در این کتاب، او از لطیفه‌ها، مقاله‌ها و اشعار مختلفی استفاده کرده تا به ما نشان دهد که در طول مسیر زندگی خود چه گامهایی برداشته که وی را به برنده‌ی بزرگترین و عالی‌ترین جایزه‌ي علمی جهان مبدل کرده است. در این کتاب از فلسفه و تاریخ و علوم طبیعی سخن به میان آمده و چه منبعی بهتر از این می‌توان یافت تا با راز موفقیت یک فیزیکدان بزرگ آشنا شد؟

پروفسور لارنس ام. کراوس، استاد دانشگاه Case Western Reserve آمریکا درباره‌ی این کتاب می‌نویسد: "این مجموعه‌ی مقالات برای همه‌ی خوانندگان این فرصت را فراهم می‌آورد تا رویکرد سرزنده و البته جدی فرانک به واقعیت را تجربه کنند."

پروفسور برایان گرین، استاد فیزیک و ریاضی دانشگاه کلمبیا نیز درباره‌ی این کتاب می‌نویسد: "واقعیتهای شگفت‌آور یک جواهر است و به علاقه‌مندان بافرهنگ و همچنین دانشمندان حرفه‌یی، گنجینه‌یی از درون‌بینی‌های ظریف را ارایه می‌کند."

جملاتی از پروفسور فرانک ویلچک

 * اگر شما اشتباه نمی‌کنید، این یعنی روی موضوعاتی که سخت هستند کار نمی‌کنید. و این خود یک اشتباه بزرگ است.

 * در فیزیک، نیازی نیست که شما بروید و برای خودتان دنبال دردسر بگردید، طبیعت این کار را برای شما انجام می‌دهد!

 * در فیزیک، راه حل شما باید یک فرد منطقی را قانع کند. در ریاضیات، باید کسی را قانع کنید که تلاش می‌کند تا دردسر درست کند. در نهایت، در فیزیک شما به دنبال این هستید که طبیعت را قانع کنید. و من طبیعت را بسیار منطقی یافته‌ام!