بالعربي

النظرية المطلقة (كل شيء) (Absolute theory )

هي نظرية واحدة شاملة لكل النظريات المُترابطة التي حاولت تفسير وربط الظواهر الكونية من جميع الجوانب الفيزيائية للكون .لك في نطاقي الأجسام ذات الأحجام الكبيرة وذات الكُتل الثقيلة مثل : النجوم ، المجرات ، وتجمع (عناقيد) المجرات ، الخ . من ناحية اخرى فإن نظرية المجال الكمي على النقيض من النظرية الاولى إذ أنها تُركز على القوى الثلاث في الكون (غير الجاذبية) لفهم الكون في نطاقي الأجسام ذوات الاحجام الصغيرة وذات الكُتل الصغيرة مثل : الذرات ، الجزيئات والجزيئات الذرية الخ .

اُطلق اسم (نظر ية التوحيد العُظمى) على نظرية المجال الكمي لانها نجحت في وضع النموذج القياسي والذي يربط ويفسر العلاقات والتفاعلات بين القوى الثلاث : الضعيفة ، القوية والكهرومغناطيسية .

عبر سنوات من البحث قام الفيزيائيون باثبات كل توقعات هاتين النظريتين بدقة هائلة تقريباُ في المجالات التطبيقية المتاحة . بالاستناد الى النتائج التي حصل عليها العلماء فان هاتين النظريتين متناقضتين أي لا يمكن أن تكون كلاهما صحيحة في آنٍ واحد .  بما ان مجالات التطبيق لهاتين النظريتين مختلفة جداً لذا تتطلب معظم الظروف استخدام نظرية واحدة فقط أي إستصلاح واحدة منهما وإقصاء الاخرى . يظهر التناقض الكبير بينهما في نطاق المقاييس الصغيرة والكتل الكبيرة ( مثل الأجسام في الثقب الأسود أو أثناء المرحلة التأسيسة للكون أي اللحظة التي عقبت تماماُ الانفجار العظيم ) . لحل هذه المشكلة كان يجب وضع نظرية لإيجاد قاعدة تفاعلات مشتركة بين الجاذبية والقوى الثلاث الاخرى ، ولإيجاد تناغم سلس بين نظريتي (النسبية العامة ) و ( نظرية المجال الكمي) . في سبيل هذا الهدف يتم العمل حالياُ على إيجاد نظرية جديدة تسمى ( نظرية الجاذبية الكمية ) والتي من المفترض أن تكون شاملة لكلا النظريتين كما يظهر من التسمية.

في العقود القليلة الماضية ، برز تفسير يُعرف ب نظرية السلسلة ، من المفترض أن تكون هذه النظرية المطلقة والشاملة لتفسير الكون .

يؤمن بعض الفيزيائيون ، انه عند نشأة الكون أي عند اللحظة ( 10 ̄ ⁴³ ثانية ) بعد الإنفجار العظيم ، كانت القوى الأربعة الاساسية قوة أساسية واحدة إستناداُ إلى نظرية السلسلة  .

 

الأسلاف التاريخيون

من اليونان القديمة إلى آينشتاين

كان ارخميدس اول عالم يقوم بوصف الطبيعة من خلال الاعتماد على  البديهيات (المسلمات) ومن ثم استنتاج القوانين بناءً عليها ، وهكذا فقد حاول وصف ” كل شيء” إستناداُ على البديهيات والمسلمات لذا ولكي نحصل على نظرية تكون فعلاُ نظرية كل شيء فانه يجب أن تكون مبنية على البديهيات لكي تتمكن من تفسير كل الظواهر المُشاهدة .

كان العالم اليوناني ديموقريطوس أول من إقترح مفهوم الذرة ، وقد فسر كل الظواهر من حولة بحركة الذرات .  كان تخمين الفلاسفة في اليونان القديمة أن كل الظواهر من حولهم منشأها من نوع قوة واحد وهي القوة الناتجة عن إحتكاك وتلامس الذرات المباشر ببعضها بعضاً

لاحقاُ ، وفي القرن السابع عشر إفترضت فلسفة الميكانيكا أن جميع القوى يمكن ارجاعها الى الإحتكاك بين الذرات ، ومن ثم جاء تصور الذرات على انها جسيمات صلبة صغيرة .

في اواخر القرن السابع عشر جاء اكتشاف اسحاق نيوتلتي كانت سائدة ، إذ ان وصف الجاذبية يقود الى حقيقة مفادها أن القوى الموجودة في الطبيعة لا تنشأ جميعها من الاحتكاك المباشر بين الذرات ، قام نيوتن أثناء صياغة مبدأه بالتعامل مع أمثلة تدل جميعها على وجود قوة واحدة عالمية ، من هذه الامثلة دراسات غاليليو على وجود قوة جذب للأرض ، قوانين كيبلر على حركة الكواكب وظاهرة المد والجزر ، ومن خلال دراسة وتفسير هذه الظواهر خرج لنا نيوتن بقانون واحد وهو ” الجاذبية العالمية ” .

في عام 1814 وبناءً على هذه النتائج إقترح العالم لبلاس المبدأ التالي ” إن عقلاً ذكياً يمكن أن يعرف في أي لحظة كل القوى المسؤولة عن الحركة في الطبيعة ، وكل مواقع العناصر التي تكونها ، وإن كان هذا العقا ذكياً بما فيه الكفاية لتحليل هذه المعلومات ، فإنه يمكن ترتيب هذه المعلومات في صيغة واحدة لتصف حركة أعظم الأجسام وصولاً إلى أصغر الذرات . بالنسبة إلى عقل كهذا لن يكون أي شيء غير حتمي بل إنه يمكن له التنبؤ بالكون مستقبلاً ” .

وهكذا تصور لبلاس مزيجاً من قوانين الجاذبية وقوانين الميكانيكا كـ ” نظرية كل شيء ” .

تنص ميكانيكا الكم الحديثة على أنه لا مفر من اللاحتمية ، لذا يجب أن يتم تعديل نموذج لبلاس . إنما يجب على نظرية كل شيء أن تتضمن الجاذبية وميكانيكا الكم .

في عام 1820 قام هانز كريستين بإيجاد الصلة بين الكهرباء والمغناطيسية ، وقد توجت عقود من العمل بنظرية ماكسويل للكهرومغناطيسية .

خلال القرنين التاسع عشر والعشرين ، بدأت تظهر تدريجياً أنواع مختلفة من القوى مثل : التلامس ، اللزوجة ، المرونة ، الإحتكاك والضغط ، والتي تنتج جميعها من التفاعلات الكهربائية بين أصغر جزيئات المادة .

خلال تجاربه الممتدة من 1849-1950 حاول العالم مايكل فارادي إيجاد رابط بين القوى الكهربائية ، الجاذبية والمغناطيسية ، إلا أنه فشل في إيجاد أي رابط .

في عام 1900 قام العالم ديفيد هيلبرت بنشر قائمة تضم عدداً من المسائل الرياضية والتي كان يتحدى بها المجتمع العلمي آنذاك ، في سؤاله السادس تحدى العلماء والباحثين بإيجاد أساس منطقي لكل الفيزياء في الكون ، في هذا التحدي كان يطلب إيجاد  ما نُطلق عليه اليوم ” نظرية كل شيء” .

في أواخر العشرينات من القرن الماضي ، أظهرت ميكانيكا الكم الحديثة أن الروابط الكيميائية بين الذرات ما هي إلا مثال على القوى الكهربائية المُكممة ، مما يبرر تباهي العالم ديراك حين قال : أن جميع العلوم الاخرى تقوم على الفيزياء .

بعد عام 1915 قام آينشتاين بنشر نظرية ” النسبية العامة ” ، ومن وقتها عاد البحث عن نظرية موحدة تجمع بين الجاذبية والكهرومغناطيسية يحظى بالاهتمام من جديد . في ذاك الوقت لم تكن القوى الضعيفة  والقوية قد اُكتشفت بعد .كان آينشتاين يحاول البحث عن ما يدعى نظرية المجال الموحدة وقد إستغرقه هذا البحث ثلاثون عاماً . مما أدى إلى إنعزاله عن التيار الأساسي للفيزياء في عقوده الأخيرة ، إذ كان التيار الأساسي للفيزياء وقتها يدور حول نظرية ميكانيكا الكم التي كانت حديثة الظهور آنذاك وكان المجتمع الفيزيائي باكمله متحمساً لها ، كتب آينشتاين إلى صديقة في الأربعينات :

” أشعر أنني أصبحت ُ فصلاً قديماً ووحيداً ، يُثير الإهتمام فقط لإنه لا يرتدي الجوارب والذي يكون موضعاً للفضول في بعض المناسبات الخاصة ” .

إستمر عمل إينشتاين بجد وبشكلٍ مكثف لإيجاد نظرية موحدة لكنه لم يُفلح . بعد أكثر من نصف قرن أصبح حلم آينشتاين بإيجاد نظرية موحدة هو الكأس المقدسة للفيزياء الحديثة .

القرن العشرين والتفاعلات النووية

في القرن العشرين أدى إكتشاف القوى النووية ( الضعيفة والقوية ) إلى إنقطاع طرق البحث عن نظرية موحدة .

يمكن أن تتعايش القوى الكهرومغناطيسية والجاذبية بسلام في قائمة القوى الكلاسيكية ، إلا أنه ولعدة سنوات لم يكن ممكناً إدراج القوى الجاذبية ضمن النظرية الكمية ، ولهذا السبب تحديداً – أي العمل على توحيد هذه القوى – تم التركيز في أغلبة دراسات القرن العشرين على فهم القوى الكمية الثلاث ، أي الكهرومغناطيسية ، الضعيفة والقوية .

وفِقَ العلماء شيلدون غلاشوا ، ستيفن واينبرغ وعبدالسلام ما بين عامي 1967-1968 في دمج القوى الضعيفة مع الكهرومغناطيسية ، ,اطلقوا على هذا المزيج إسم ” الكهرباء الضعيفة ” .

إن هذا الدمج هو تماثل غير تام وغير مكتمل ذلك لأن القوى الضعيفة والكهرومغناطيسية تختلفان عن بعضهما في مستويات الطاقة المنخفضة ، ذلك لان الجسيمات التي تحمل طاقة القوى الضعيفة ( البوزونات ) لديها كُتل تتراوح بين 80.4 و 90.2  GeV/c2

بينما لا تمتلك الفوتونات التي تحمل طاقة القوى الكهرومغناطيسية أي كٌتلة .  تبدأ الطبيعة المشتركة بينهما بالظهور في مستويات طاقة أعلى .

على الرغم من أنه يمكن دمج القوى الكهرومغناطيسية والضعيفة والقوية في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، إلا أنها تبقى مختلفة جداً عن بعضها بعضاً .

هناك عقبتان أساسيتان تقفان في طريق الوصول إلى نظرية كل شيء ، هما :

  • لم يتم تحقيق دمج ناجح لكل من القوى القوية وقوى الكهرباء الضعيفة .
  • لم يتم تحقيق دمج ناجح بين كل من القوى السابقة وقوى الجاذبية .

 

 

 

الفيزياء الحديثة

التسلسل التقليدي للنظريات

إن نظلرية كل شيء من شأنها توحيد كل التفاعلات الأساسية في الطبيعة ، أي التفاعلات ما بين كل من الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى الضعيفة والقوية . إن التفاعلات الضعيفة تستطيع تحويل الجسيمات الأولية من نوع إلى آخر ، لذا يجب أن تقدم نظرية كل شيء فهماً عميقاً للأنواع المختلفة للجسيمات المحتمل الحصول عليها .

نظرية كل شيء

المسار الإعتيادي المفترض للنظريات معطى في المخطط التالي :

 

العديد من النظريات الموحدة العظمى تم إقتراحها لتوحيد القوى الكهرومغناطيسية والضعيفة والقوية ، إن التوحيد الأعظم يفترض وجود قوى كهرونووية ، والتي من المفترض أن تكون ذات طاقات هائلة أي في نطاق 10قوى كهرونووية ، والتي من المفترض أن تكون ذات طاقات هائلة أي في نطاق 10 ⁶ˡ Gev   ، أي اكثر بكثير مما يستطيع أي مسارع جسيمات على الأرض الوصول اليه .

النظريات الموحدة فائقة التناظر تبدو معقولة ليس بسبب جمالها النظري فقط ، لكن لإنها تنتج بطبيعتها كميات كبيرة من المادة الداكنة  .

إلا أن النظرية الموحدة ليست الجواب النهائي ، إن النموذج القياسي الحالي وكل النظريات الموحدة المقترحة كلاهما من ضمن نظريات المجال الكمي أي أنها تحتاج لإعادة التطبيع للوصول إلى نتائج معقولة .

الخطوة النهائية في الرسم البياني تتطلب حلاً للإختلاف بين ميكانيكا الكم والجاذبية ، يركز العديد من الباحثين جهودهم على هذه الخطوة تحديداً ، ومع ذلك لم توجد بعد نظرية مقبولة للجاذبية الكمية أو نظرية لكل شيء . يفترض أن تكون نظرية كل شيء قادرة على حل مشكلات النظرية الموحدة العظمى .

بالإضافة إلى شرح وتفسير القوى المدرجة في المخطط السابق فإن نظرية  كل شيء ربما تحل وتفسر القوى المرشح أن يتم إدراجها من قبل علم الكونيات الحديث وهي ( القوى التضخيمية والطاقة المُظلمة ) وعلاوة ً على ذلك فإن التجارب الكونية قد اقترحت وجود المادة المظلمة التي من المفترض أن تتكون من الجسيمات الأولية خارج مخطط النموذج القياسي ، إلا أنه لم يتم إثبات وجود هذه الجزيئات حتى الآن .

نظرية الأوتار المتعددة

في تسعينيات القرن الماضي إفترض العلماء نظربة الإحدى عشر بعداً ، والتي وصفت بانها واحدة من النظريات الخمس للأوتار فائقة الإضطراب ، وصنفت في مواطن اخرى بانها نظرية كل شيء ، ومع ذلك ليس هناك إجماع واسع النطاق بشأن هذه المسألة .

إن المدهش في هذه النظرية هة تطلبها لأبعاد إضافية لكي تتحقق وفي هذا الصدد يمكن إعتبارها مبنية على نظرية كلاين كالوزا والتي كانت تنص على أن تطبيق النسبية العامة على كون خُماسي الأبعاد يبدو من منظور رباعي الأبعاد مثل نظرة نظرية ماكسويل للديناميكا الكهربائية إلى نظرية النسبية العامة . وهذا بالطبع يضفي مصداقية على فكرة توحيد تفاعل الجاذبية مع أبعاد إضافية ، إلا أن هذه النظرية لم تتناول تفاصيل المتطلبات التجريبية . ومن الخواص المهمة لنظرية الأوتار المتعددة هي التماثل الفائق والتي تكون جنباً إلى جنب مع الأبعاد الإضافية المقترحات الرئيسية لحل مشكلة التسلسل الهرمي للنموذج القياسي ، كمان أنها تٌجيب عن تساؤل : لماذا الجاذبية أضعف بكثير من باقي القوى ؟

إنه وبحسب هذه النظرية فإن وجود أبعاد إضافية تسمح للجاذبية بالإنتشار خلالها يؤدي إلى توزعها وإضعافها ، بينما تبقى القوى الاخرى محصورة في الزمكان رباعي الأبعاد  .

شُجعت البحوث في نظرية الأوتار المتعددة من قبل مجموعة متنوعة من العوامل التجريبية والنظرية ، إلا أنه وفي اواخر التسعينيات لوحظ أن أحد العقبات الأساسية في طريق هذه النظرية هو العدد الهائل جداً للأكوان رباعية الأبعاد المحتملة ، وإمتلاك كل منها جسيمات ذات خصائص مختلفة ووجود نماذج لانهائية من القوى فيها ، إن هذه النماذج هي ما تعرف بنظرية الأوتار المتعددة .

إحدى الحلول المقترحة للتغلب على العقبة السابقة هو أن العديد أو كل هذه الإحتمالات تتحقق في واحد او في آخر من الأكوان البالغة عددها عدداً هائلاً إلا أن عدداً قليلاً منها قابل للسكن .

كان هذا مأخذاً على نظرية الأوتار المتعددة وقد أدى إلى إنتقادها ذلك لانها لا يمكن أن تقدم تنبؤات مفيدة أو يمكن التحقق منها بأي طريقة ، البعض قال بأنها زائفة .

على النقيض مما سبق ، فإن البعض يتفق معها ، عموماً لا زالت هذه النظرية مثاراً نشطاً للجدل ويتم التحقق منه في الفيزياء النظرية .

حلقة الجاذبية الكمية

البحوث الجارية حالياً على حلقة الجاذبية الكمية قد تلعب دوراً أساسياً في  نظرية كل شيء ، إلا أنها هذا ليس هدفها الوحيد ،إنها تحاول أن تجد الحدود الدُنيا في مقاييس الأطوال ، أيضاً هناك إدعائات بأن حلقة الجاذبية الكمية قد تكون لها مميزات مثل تلك الموجودة لدى النموذج القياسي .

الى حد الان فان الجيل الاول فقط من الفرميونات ذات خصائص التكافؤ الصحيحة تمت صياغته من قبل صندانس بيلسون طومسون باستخدام البريونات ، ومع ذلك ليس هناك اشتقاق لاغرانجي يمكنه أن يصف هذه التفاعلات وليس ممكناُ أيضاً إظهار أن هذه الجسيمات هي فرميونات

ان حوسبة المفاهيم الكمية جعلت من الممكن إثبات أن هذه الجسيمات قادرة النجاة من التقلبات الكمية هذا  النموذج يؤدي الى تفسير الشحنة الكهربائية كـ كميات طبولوجية  ، ورد في ورقة بحث بيلسون طومسسون الاصلية ان الجيل المتقدم من الفرميونات يمكن أن يتم تمثله تعرجات أكثر تعقيداً على الرغم من أنه لم يعط ولم يفسر ماهية هذه الإنشاءات ،

.  تتشابه هذه الفرميونات مع فرميونات الجيل الاول بعدة خصائص مثل الشحنة الكهربائية ، اللون وغيرها

تم تعميم النموذج لعدد لا نهائي من الأجيال ولبوزونات القوة الضعيفة في ورقة بحث بيلسون طومسون، هاكيت، كوفمان وسمولين والتي نشرت عام 2008

 

محاولات اخرى

من التطورات الحديثة في هذا المجال هي نظرية سببية الفرميون ، والتي تعبر عن  النظريات الثلاث الحالية (ميكانيكا الكم،  نظرية النسبية العامة و نظرية المجال الكمي) بانها حالات خاصة .

محاولة جديدة وواعدة اُطلق عليها اسم المجموعات السببية ، ان الهدف المباشر لهذه النظرية ليس تحقيق نظرية كل شيء بالضرورة ، ولكنها تسعى في المقام الاول للوصول الى نظرية فااعلة للجاذبية الكمية ، والتي قد تشمل في نهاية المطاف النموذج القياسي و يصبح مرشحاًةً لتصبح نظرية كل شيء ، مبدأ هذه النظرية الأساسي أن الزمكان منفصل أساساً

وأن احداث الزمكان مرتبطة بترتيب جزئي  ، هذا الترتيب الجزئي يمتلك المعنى المادي لسببية العلاقات بين الماضي النسبي وأحداث الزمكان المميزة في المستقبل بعيداُ عن المحاولات المذكورة مسبقاً .

الوضع الحالي

حالياً ، لا يوجد نظرية مرشحة لتكون نظرية كل شيء وتشمل النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات والنسبية العامة ، على سبيل المثال ، لا توجد نظرية مرشحة تستطيع حساب البنية الدقيقة او الكتلة للالكترون.

يتوقع معظم علماء فيزياء الجسيمات أن نتائج التجارب الحالية – البحث عن جسيمات جديدة في مسارعات الجسيمات الكبيرة وعن المادة المظلمة – يحتاج اليها من أجل توفير مدخلات اضافية لنظرية كل شيء.

 

 

الفلسفة ونظرية كُل شيء 

تم مناقشة الاثار الفلسفية لنظرية كل شيء باستمرار ، على سبيل المثال اذا كانت الفلسفة الفيزيائية (,وهي الفلسفة القائلة بان كل شيء في هذا العالم يتبع للفيزياء وأن كل هذا العالم مبني على الفيزياء) صحيحة ، فان نظرية كل شيء من ناحية فيزيائية سترتبط مع ذات النظرية من الناحية الفلسفية ،  تحاول الميتافيزيقيا الإجابة عن جميع الاسئلة بطريقة مترابطة ، عن طريق تقديم صورة متكاملة للكون ، يمكن القول بان افلاطون وأرسطو قد قدما أمثلة في وقت سابق عن النظم الشاملة. .

في الحقبة الحديثة المبكرة (القرنين السابع عشر والثامن عشر ) غالباُ كان يتم ربط الفلسفة بأسلوب عقلاني فلسفي ، والتي تعرف بانها طرقة لإستنتاج طبيعة العالم من الأمثلة على ذلك فلسفة لايبنز ،  إزدواجية ديكارت واحادية إسبينوزا ،فلسفة هيغل عن المثالية المطلقة وفلسفة الأسلوب لدى وايتهيدز جائت في وقتٍ لاحق.

آراء ضد نظرية كُل شيء

نظرية عدم الإكتمال لـ غودل

إن عدداً من العلماء يدعون أن نظرية عدم الإكتمال لـ غودل  تشير إلى أن أي محاولة لبناء نظرية كل شيء  محكوم عليها بالفشل ، تنص هذه النظرية على أن ” أي نظرية مولدة بشكل كفء قادرة على التعبير عن الحساب الابتدائي لا يمكن أن تكون كاملة وراسخة في وقت واحد. على وجه الخصوص، من أجل أي نظرية راسخة مولدة بشكل كفء والتي تبرهن حقيقة حسابية بسيطة، فإنه يوجد عبارة حسابية تكون محققة ولكنها غير مبرهنة بالنظرية” .

 

أشار ستانلي جاكي في كتابه ” صلة الفيزياء ” في عام 1966 ، إلى أن أي نظرية كل شيء تكون متكاملة رياضياً وغير تافهة لن تكون مكتملة حتماً ! ويدعي أن هذا يحكم على عمليات البحث بالهلاك . لاحقاً وبعد إعادة التفكير قال جاكي أنه من الخطأ القول أن الوصول الى نظرية نهائية امر مستحيل.

 

علق فريمان دايسون على نظرية جوديل قائلاً : ” إن نظرية جوديل تدل على أن الرياضيات البحنة لا تنضب ، لا يهم كم مشكلة نستطيع أن نحل ، سيكون هناك مشكلة جديدة دائماً لا نستطيع حلها بالقوانين الحالية ، ينطبق الامر كذلك على الفيزياء”.

 

كان ستيفن هوكينج أصلاً مؤمناً في نظرية كل شيء ، لكن بعد النظر في نظرية جوديل ، استنتج أنه لن يكون من الممكن الحصول على واحدة ، وعقب على ذلك قائلاً : ” سيصاب العديد من الناس بخيبة أمل إن لم تكون هناك نظرية في نهاية المطاف ، كنت من هؤلاء الذين آمنوا بوجود نظرية كل شيء ، لكنني غيرت رأيي . ”

 

أما موقف يورغن شميدهوبر فهو على النقيض مما سبق ، فقد قال 1997 :” إن نظرية غودل غير متصلة بالفيزياء المحسوبة” ، في عام 2000  اسس شميدهوبر نهاية قابلة للحساب للأكوان الحتمية شبه العشوائية الغير قابلة للتحديد ، لكن ذلك لا يمنع وجود نظرية كل شيء على الرغم من صعوبة تحديد حلول للمشكلات في هذا السياق .

 

بما إن معظم علماء الفيزياء لا زالوا يفكرون في القواعد الأساسية لتحقيق نظرية كل شيء ، فإن معظم الفيزيائيين يقولون إن نظرية غودل لا تعني عدم إمكانية وجود نظرية كل شيء . من ناحية اخرى فان  بعض العلماء ممن يدعمون نظرية غودل – في بعض الحالات – يقولون أنها لا تشير اللى القواعد الأساسية ولكنها تشير الى طريقة فهم سلوك كل الأنظمة الفيزيائية ، قد يفسر هذا التعريف سبب الخلاف القائم بين الباحثين حول نظرية كل شيء ومدى إنطباق نظرية غودل عليها .

 

محددات الدقة الأساسية

لا يوجد نظرية فيزيائية أثبتت دقتها تماماً الى الآن ، عوضاً عن ذلك قامت الفيزياء من خلال سلسلة من ” التقريبات المتتابعة بالحصول على المزيد والمزيد من التنبؤات الأكثر دقة على نطاق أوسع وأوسع من الظواهر.

ويعتقد بعض علماء الفيزياء أنه لذلك كان من الخطأ الخلط بين النماذج النظرية طبيعة الواقع الحقيقية ، وأن سلسلة التقريبات لن تتقاطع مع الواقع . آينشتاين ذاته قد اعرب عن رأيه بهذا الصدد في عدة مناسبات . بعد هذا الرأي نحن نأمل الحصول على نظرية كل شيء تكون قادرة على الدمج بين كل القوى المعروفة حالياً ، لكن وللمنطقية يجب ألا ننتظر أن تكون هي الجواب النهائي .

من جانب آخر ، لطالما تم الإدعاء أنه على  الرغم من التعقيدات المتزايدة للحسابات الرياضية لكل نظرية جديدة ، إلا انه بمعنى أكثر عمقاً مرتبط بالتماثل الأساسي وبعدد الثوابت الفيزيائية الأساسية ، فإن النظريات أصبحت أبسط . اذا كان هذا هو الحال فإنه لا يمكن الإستمرار بعمليات التبسيط الى المالانهاية .

هناك جدل فلسفي داخل المجتمع الفيزيائي حول ما إذ كانت نظرية كل شيء تستحق أن تُسمى القانون الأساسي للكون .

من ناحية فإن الموقع الإختزالي لنظرية كل شيء كي تكون نظرية تعبر عن كل شيء وتكون كل النظريات الاخرى المطبقة في الكون هي نتيجة لها .

رأيٌ آخر يقول أن القوانين الطارئة، التي تحكم سلوك الأنظمة المعقدة ،ينبغي أن يُنظر اليها باعتبارها قوانين أساسية بالتساوي مع نظرية كل شيء  من الأمثلة على القوانين الطارئة ، هو القانون الثاني للديناميكا الحرارية ونظرية الإنتقاء الطبيعي ،  يجادل مؤيدو القوانين الناشئة في أن القوانين الطارئة بالذات الك التي تصف النظم المعقدة هي مستقلة عن لقوانين المجهرية أي أن خلاصة هذا الرأي أن القوانين الناشئة هي أساسية بالتساوي مع نظرية كل شيء.

هذا الجدل القائم لا يقوم حول نقطة معينة واضحة في المشكلة ، ربما القضية الوحيدة الموضوعة على المحك هي الحق في إطلاق تسمية ” أساسية ” على نظرية كل شيء  كان هذا الجدل قائماً بين ستيفن وينبيرغ وفيليب أندرسون

 

إستحالة أن تكون كل شيء

على الرغم من أن مسمى ” كل شيء ” يتضمن الحتمية إلا أن هذا يعطي إنطباع مضلل للغاية ، تُثبط الحتمية أمام الطبيعة الإحتمالية الغير مؤكدة لطبيعة التنبؤات لميكانيكا الكم ، بالإضافة الى وقوف حساسية الشروط الأولية – المؤدية الى الفوضى الرياضية – عائقاً أمام الحتمية ، ومن الأسباب الاخرى التي تقف عائقاً امام الحتمية ، المحددات القائمة بسبب افق الأحداث ، وصعوبة الحسابات الرياضية المتعلقة بالنظرية . وهكذا ، وعلى الرغم من أن النموذج القياسي الحالي لفيزياء الجسيمات تقريباً يتنبأ بكل الظواهر – الغير متعلقة بالجاذبية – ، عملياً لم يُستمد سوى عدد قليل من النتائج من النظرية الكاملة ، وهذه النتائج هي أقل دقة من القياسات التجريبية الحالية إن نظرية كل شيء ستكون صعبة التطبيق على توقعات النتائج التجريبية ، ويضاف هذا إلى لائحة العقبات .

إن الدافع وراء السعي لنظرية كل شيء ، وبصرف النظر عن الإرضاء الفكري لإستكمال السعي لقرون طويلة ، هو أن أمثلة سابقة قد توقعت ظواهر جديدة – مثل المولدات الكهربائية مثلاً – وأن هذه الظواهر أثبتت أهميتها عملياً . ومثل هذه الأمثلة السابقة فإن نظرية كل شيء ربما ستسمح لنا بثقة أن نحدد مجال الخطأ لتوقعات الطاقة المنخفضة للنظرية كاملة .

 

عدد لا نهائي من طبقات البصل !

يقول لي سمولين أن طبقات الطبيعة قد تكون مثل طبقات البصل ، وأن عدد الطبقات قد يكون لانهائي ، وهذا بالتالي من شأنه أن ينطوي على عدد لا حصر له من النظريات الفيزيائية لم يتم قبول هذا الرأي عالمياً ، لانه من غير الواضح أن اللانهائية هو مبدأ يتم تطبيقة على أسس الطبيعة .

 

إستحالة الحساب

يشير واينبرغ إلى أن حساب الحركة لمقذوف بدقة  في الغلاف الجوي الأرضي أمر مستحيل ، فكيف يمكننا إذاً أن نعرف أننا نمتلك نظرية صحيحة لوصف حركة المقذوف ؟ يضيف واينبرغ أننا نعرف المبادئ الصحيحة بشكلٍ كافٍ لتطبق على الأمثلة البسيطة ، مثل حركة الكواكب في الفراغ ،  هذه المبادئ كانت صحيحة عندما طُبقت على أمثلة بسيطة لذا يمكننا أن نثق – بناءً على المنطق- بانها ستكون صحيحة فيما لو طُبقت على أمثلة أكثر تعقيداً ، على سبيل المثال ، على الرغم من أن نظرية النسبية العامة تشتمل على معادلات ليس لها حلول مُحدة ، إلا أنها مقبولة بشكل كبير لإن معادلاتها ذات الحلول المُحددة أثبتت صحتها وتم التأكد منها تجريبياً ،  كذلك الحال مع نظرية كل شيء ، يجب أن تُثبت صحتها على الأمثلة البسيطة أولاً حتى نستطيع أن نكون واثقين من صحة تطبيقها على كل الحالات الفيزيائية .

أُنظر أيضاً

  • Absolute (philosophy)
  • Argument from beauty
  • Attractor
  • Biocentric universe
  • Beyond black holes
  • Beyond the standard model
  • Big Bang
  • Bit-string physics
  • cGh physics
  • Chronology of the universe
  • Electroweak interaction
  • Holographic principle
  • Mathematical beauty
  • Mathematical universe hypothesis
  • Multiverse
  • Penrose interpretation
  • Scale relativity
  • Standard Model (mathematical formulation)
  • Superfluid vacuum theory (SVT)
  • The Theory of Everything (2014 film)
  • Timeline of the Big Bang
  • Unified Field Theory
  • Zero-energy universe

المراجع

  1. Jump up^Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory: The Scientist’s Search for the Ultimate Laws of Nature. Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN 978-0-307-78786-6.
  2. Jump up^Stephen W. Hawking (28 February 2006). The Theory of Everything: The Origin and Fate of the Universe. Phoenix Books; Special Anniv. ISBN 978-1-59777-508-3.
  3. ^ Jump up to:ab Carlip, Steven (2001). “Quantum Gravity: a Progress Report”. Reports on Progress in Physics 64 (8): 885. arXiv:gr-qc/0108040Bibcode:..64..885C.doi:10.1088/0034-4885/64/8/301.
  4. Jump up^Susanna Hornig Priest (14 July 2010). Encyclopedia of Science and Technology Communication. SAGE Publications. ISBN 978-1-4522-6578-0.
  5. Jump up^Ellis, John (2002). “Physics gets physical (correspondence)”. Nature 415 (6875): 957.Bibcode:415..957Edoi:10.1038/415957b.
  6. Jump up^Ellis, John (1986). “The Superstring: Theory of Everything, or of Nothing?”. Nature 323(6089): 595–598. Bibcode:323..595Edoi:10.1038/323595a0.
  7. Jump up^Rorres, Chris (2009). “ARCHIMEDES AND THE QUEST FOR THE THEORY OF EVERYTHING”.
  8. ^ Jump up to:ab Chris Impey (26 March 2012). How It Began: A Time-Traveler’s Guide to the Universe. W. W. Norton. ISBN 978-0-393-08002-5.
  9. Jump up^William E. Burns (1 January 2001). The Scientific Revolution: An Encyclopedia. ABC-CLIO. ISBN 978-0-87436-875-8.
  10. Jump up^Shapin, Steven (1996). The Scientific Revolution. University of Chicago PressISBN 0-226-75021-3.
  11. Jump up^Newton, Sir Isaac (1729). The Mathematical Principles of Natural Philosophy II. p. 255.
  12. Jump up^Sean Carroll (7 January 2010). From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time. Penguin Group US. ISBN 978-1-101-15215-7.
  13. Jump up^Faraday, M. (1850). “Experimental Researches in Electricity. Twenty-Fourth Series. On the Possible Relation of Gravity to Electricity”. Abstracts of the Papers Communicated to the Royal Society of London 5: 994–995. doi:1098/rspl.1843.0267.
  14. Jump up^Gorban, Alexander N.; Karlin, Ilya (2013). “Hilbert’s 6th Problem: Exact and approximate hydrodynamic manifolds for kinetic equations”. Bulletin of the American Mathematical Society 51 (2): 187. doi:1090/S0273-0979-2013-01439-3.
  15. Jump up^Dirac, P.A.M. (1929). “Quantum mechanics of many-electron systems”. Proceedings of the Royal Society of London A 123 (792): 714. Bibcode:123..714D.doi:10.1098/rspa.1929.0094.
  16. Jump up^Abraham Pais (23 September 1982). Subtle is the Lord : The Science and the Life of Albert Einstein: The Science and the Life of Albert Einstein. Oxford University Press.ISBN 978-0-19-152402-8.
  17. Jump up^Weinberg (1993), Ch. 5
  18. Jump up^Holloway, M (2005). “The Beauty of Branes” (PDF). Scientific American (Scientific American) 293 (4): 38. Bibcode:293d..38H.doi:10.1038/scientificamerican1005-38PMID 16196251. Retrieved August 13, 2012.
  19. Jump up^Nilles, Hans Peter; Ramos-Sánchez, Saúl; Ratz, Michael; Vaudrevange, Patrick K. S. (2008). “From strings to the MSSM”. The European Physical Journal C 59 (2): 249.arXiv:3905Bibcode:2009EPJC…59..249Ndoi:10.1140/epjc/s10052-008-0740-1.
  20. Jump up^Beasley, Chris; Heckman, Jonathan J; Vafa, Cumrun (2009). “GUTs and exceptional branes in F-theory — I”. Journal of High Energy Physics 2009: 058. arXiv:3391.Bibcode:2009JHEP…01..058Bdoi:10.1088/1126-6708/2009/01/058.
  21. Jump up^Donagi, Ron; Wijnholt, Martijn (2008). “Model Building with F-Theory”.arXiv:2969v3 [hep-th].
  22. Jump up^Heckman, Jonathan J.; Vafa, Cumrun (2008). “Flavor Hierarchy from F-theory”. Nuclear Physics B 837: 137–151. arXiv:2417v3doi:10.1016/j.nuclphysb.2010.05.009.
  23. Jump up^Strominger, Andrew; Vafa, Cumrun (1996). “Microscopic origin of the Bekenstein-Hawking entropy”. Physics Letters B 379: 99. arXiv:hep-th/9601029.Bibcode:.379…99Sdoi:10.1016/0370-2693(96)00345-0.
  24. Jump up^Horowitz, Gary (1996). “Gravitational Wave Astronomy”. The Origin of Black Hole Entropy in String Theory. Astrophysics and Space Science Library 211. p. 95. arXiv:gr-qc/9604051doi:1007/978-94-011-5812-1_7ISBN 978-94-010-6455-2.
  25. Jump up^Greene, Brian R.; Morrison, David R.; Strominger, Andrew (1995). “Black hole condensation and the unification of string vacua”. Nuclear Physics B 451: 109. arXiv:hep-th/9504145Bibcode:451..109Gdoi:10.1016/0550-3213(95)00371-X.
  26. Jump up^Aspinwall, Paul S.; Greene, Brian R.; Morrison, David R. (1994). “Calabi-Yau moduli space, mirror manifolds and spacetime topology change in string theory”. Nuclear Physics B416 (2): 414. arXiv:hep-th/9309097Bibcode:416..414A.doi:10.1016/0550-3213(94)90321-2.
  27. Jump up^Adams, Allan; Liu, Xiao; McGreevy, John; Saltman, Alex; Silverstein, Eva (2005). “Things fall apart: Topology change from winding tachyons”. Journal of High Energy Physics 2005(10): 033. arXiv:hep-th/0502021Bibcode:..10..033Adoi:10.1088/1126-6708/2005/10/033.
  28. Jump up^Smolin, Lee (2006). The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next. Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-55105-7.
  29. Jump up^Duff, M. J. (2011). “String and M-Theory: Answering the Critics”. Foundations of Physics43: 182. arXiv:0788Bibcode:2013FoPh…43..182Ddoi:10.1007/s10701-011-9618-4.
  30. Jump up^Potter, Franklin (15 February 2005). “Leptons And Quarks In A Discrete Spacetime”(PDF). Frank Potter’s Science Gems. Retrieved 2009-12-01.
  31. Jump up^Bilson-Thompson, Sundance O.; Markopoulou, Fotini; Smolin, Lee (2007). “Quantum gravity and the standard model”. Classical and Quantum Gravity 24 (16): 3975–3994.arXiv:hep-th/0603022Bibcode:.24.3975Bdoi:10.1088/0264-9381/24/16/002.
  32. Jump up^Castelvecchi, Davide; Valerie Jamieson (August 12, 2006). “You are made of space-time”. New Scientist (2564).
  33. Jump up^Sundance Bilson-Thompson; Jonathan Hackett; Lou Kauffman; Lee Smolin (2008). “Particle Identifications from Symmetries of Braided Ribbon Network Invariants”.arXiv:0037 [hep-th].
  34. Jump up^ Finster; J. Kleiner (2015). “Causal fermion systems as a candidate for a unified physical theory”. Journal of Physics: Conference Series 626 (2015): 012020.arXiv:1502.03587doi:10.1088/1742-6596/626/1/012020.
  35. Jump up^ G. Lisi (2007). “An Exceptionally Simple Theory of Everything”. arXiv:0711.0770[hep-th].
  36. Jump up^Jaki, S.L. (1966). The Relevance of Physics. Chicago Press. pp. 127–130.
  37. Jump up^Stanley L. Jaki (2004) “A Late Awakening to Gödel in Physics”, pp. 8–9.
  38. Jump up^Freeman Dyson, NYRB, May 13, 2004
  39. Jump up^Stephen Hawking, Gödel and the end of physics, July 20, 2002
  40. Jump up^Schmidhuber, Jürgen (1997). A Computer Scientist’s View of Life, the Universe, and Everything. Lecture Notes in Computer ScienceSpringer. pp. 201–208.doi:1007/BFb0052071ISBN 978-3-540-63746-2.
  41. Jump up^Schmidhuber, Jürgen (2002). “Hierarchies of generalized Kolmogorov complexities and nonenumerable universal measures computable in the limit”. Sections in: Hierarchies of generalized Kolmogorov complexities and nonenumerable universal measures computable in the limit. International Journal of Foundations of Computer Science ():587-612 (2002). Section 6 in: the Speed Prior: A New Simplicity Measure Yielding Near-Optimal Computable Predictions. in J. Kivinen and R. H. Sloan, editors, Proceedings of the 15th Annual Conference on Computational Learning Theory (COLT 2002), Sydney, Australia, Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages 216–228. Springer, 2002 13 (4): 1–5.arXiv:quant-ph/0011122.
  42. Jump up^Feferman, Solomon (17 November 2006). “The nature and significance of Gödel’s incompleteness theorems” (PDF)Institute for Advanced Study. Retrieved 2009-01-12.
  43. Jump up^Robertson, Douglas S. (2007). “Goedel’s Theorem, the Theory of Everything, and the Future of Science and Mathematics”. Complexity 5 (5): 22–27. doi:1002/1099-0526(200005/06)5:5<22::AID-CPLX4>3.0.CO;2-0.
  44. Jump up^Hawking, Stephen (20 July 2002). “Gödel and the end of physics”. Retrieved2009-12-01.
  45. Jump up^Einstein, letter to Felix Klein, 1917. (On determinism and approximations.) Quoted in Pais (1982), Ch. 17.
  46. Jump up^Weinberg (1993), Ch 2.
  47. Jump up^Weinberg (1993) p. 5

 

 

 

وصلات خارجية

  • The Elegant Universe, Nova episode about the search for the theory of everything and string theory.
  • Theory of Everything, freeview video by the Vega Science Trust, BBC and Open University.
  • The Theory of Everything: Are we getting closer, or is a final theory of matter and the universe impossible? Debate between John Ellis (physicist), Frank Close and Nicholas Maxwell.
  • Why The World Exists, a discussion between physicist Laura Mersini-Houghton, cosmologist George Francis Rayner Ellis and philosopher David Wallace about dark matter, parallel universes and explaining why these and the present Universe exist

اسم المترجم: سها عبد الكريم أبوزنيمة

تعليق 2

  • بسم الله الرحمن الرحيم
    أرجو أن نتعاون في تعريف المجتمع العلمي بـ(نموذج الإعصار ونظرية الدوامات المادونية، رحلة جديدة نحو توحيد الفيزياء)

    كتاب(نموذج الإعصار ونظرية الدوامات المادونية، رحلة جديدة نحو توحيد الفيزياء)
    إِنَّ تَوْحِيدَ القُوى الأَسَاسِيَّةِ الأربعِ ليسَ كافيًا لتوحيدِ الفيزياءِ ، بَل لا بُدَّ أنْ يشملَ التوحيدُ قوانينَ الديناميكا الحراريةِ وقوانينَ الحركةِ، ويَجِبُ تفسيرُ نشأةِ الكونِ أيضًا تفسيرًا يتفقُ مَعَ ذَلكَ التَّوْحِيدِ.
    إنَّ الفيزياءَ مليئةٌ بالرموزِ والأرقامِ، وكانَ الواجبُ أنْ تكونَ مليئةً بالصُّورِ التي تُصَوِّرُ ذلك الشيءَ الذي يُكوِّنُ الظواهرَ الفيزيائيةَ من المجرةِ إلى ما دونَ الذرةِ. ومِنْ ثَمَّ فإنَّ نَموذجَ الإعصارِ المادونيِّ ونظريةَ الدواماتِ المادونيَّةِ هما احتمالٌ فيزيائيٌّ تَصَوُّرِيٌّ لذلك الشيءِ الذي يُكوِّنُ الظواهرَ الفيزيائيةَ من المجرةِ إلى ما دونَ الذرةِ، عَلَى أَنَّ التَّصَوُّرَ مَهْمَا كَانَ وَاضِحًا فَلَنْ يَكُونَ بِوُضُوحِ الرُّؤْيَةِ.
    تَقْترحُ نظريةُ الدواماتِ المادونيَّةِ أنَّ كلَّ الأجسامِ الكبيرةَ في المجرةِ وكلَّ الجسيماتِ الصغيرةِ في الذَّرْةِ مُحاطةٌ بدواماتٍ مادونيَّةٍ ضمنَ إعصارٍ مادونيٍّ أكبرَ، فإذا عَرَفْنا آلية عملِ تلكَ الدواماتِ والأعاصيرِ استطَعْنا أنْ نُفسِّرَ سببَ ظهورِ الظواهرِ الفيزيائيةِ على تلك الهيئةِ التي ظهرتْ عليها، أما المادوناتُ فهي جُسيماتٌ متناهيةٌ في الصِّغَرِ، أعدادُها هائلةٌ تتحركُ حركةً دورانيةً مُكونِّةً إعصارًا يتضمنُ دواماتٍ.

    وهنا رابط للكتاب .
    https://drive.google.com/file/d/0B3Bztdt5kHVWc1FrOU9rbDVBckk/view?usp=sharing
    واليك هنا الروابط التي توصل الى الصفحات الخاصة بالكتاب،
    https://www.amazon.com/dp/1780582781
    https://books.google.co.ma/books?id=-TA1DwAAQBAJ
    https://play.google.com/store/books/details?id=-TA1DwAAQBAJ

آخر المقالات