هل الكون مكتوب بلغة الرياضيات؟

لطالما استخدم العلماء الرياضيات في التعبير عن الخصائص الفيزيائية للكون.. لكن ماذا لو أن الكون بأسره بناء رياضي! هذا ما يؤمن به عالم الكونيات ماكس تيجمارك.

يرى تجمارك أن كل شيء في الكون، بما في ذلك الإنسان، هو جزء مِن بناء رياضي (mathematical structure)، قد يرى المرء أن المادة مكوَنة من جزيئات وأن للجزيئات خصائص مثل الشحنة الكهربائية والحركة، لكن تجمارك يجادل بأن هذه الخصائص هي محض رياضيات. كذلك الكون، أحد خصائصه الأبعاد، إلا إنه محض بناء رياضي.

’’لو بدأت في النظر للكون بكل ما يحتويه على إنه محض بناء رياضي، وأن لا خصائص له سوى الخصائص الرياضية. ستبدو فكرة أن كل شيء "رياضي" أقل جنونًا‘‘ .. يقول تجمارك في لقاء له اعتمادًا على كتابه "عالمنا الرياضي: سعيي لفهم طبيعة الواقع" (Our Mathematical Universe:  My Quest For The Ultimate Nature Of Reality)

يقول تجمارك ’’لو أن أفكاري خاطئة، فإن الفيزياء ستُسحق كليًا.‘‘ مضيفًا ’’لكن لو أن الكون كله محض رياضيات، لن يكون هناك شيء عصيّ على الفهم.‘‘

Photo Credit

الطبيعة مكتوبة بلغة الرياضيات..
يقوم هذا الاستنتاج على فكرة أن الطبيعة مليئة بالأنماط، مثل متتالية فيبوناتشي، حيث كل عدد هو نتاج مجموع العددين السابقين له. على سبيل المثال، فإن الخرشوف يُثمر عندما تكون المسافة في الأرض بين كل بذرة والأخرى متطابقة مع أرقام المتتالية.

ينطبق نفس المبدأ على عوالم غير الأحياء، فلو رميت كرة بسيبول في الهواء ستتبع مسار شديد المحاكاة لمسار الكواكب والأجرام السماوية في مداراتها البيضاوية.

’’تكشف الأنماط والأشكال الرياضية للطبيعة عن بساطة شديدة الجمال والأناقة، وتستطيع عقولنا رؤية هذا جليّ،‘‘ يقول تجمارك الذي يحب الرياضيات لدرجة إنه وضع صور المعادلات الشهيرة في غرفة معيشته. 

من الناحية النظرية، سيُمكن التعامل مع الكون ككيان رياضي العلماء من توقع كل ملاحظة وقياس في الفيزياء. يشير تجمارك إلى أن الرياضيات توقعت بشكل نظري وجود كوكب نبتون، كما استطعنا حساب كتلة الجسيمات عن طريق موجات الراديو وجسيم بوزون هيجز.

يرى البعض أن الرياضيات ما هي إلا أداة اخترعها العلماء لتفسير العالم الطبيعي. ولكن بالنسبة لتجمارك الكيان الرياضي المؤسس للعالم الطبيعي يؤكد أن الرياضيات موجودة كواقع وليست في خيال الإنسان فقط.

وبالحديث عن العقل البشري هل نستطيع استخدام الرياضيات في فهم دماغ الإنسان؟

رياضيات الوعي..
يتم وصف دماغ الإنسان على أنه أكثر الكيانات تعقيدًا في الكون بأسره. في الواقع، قام العقل البشري بطفرات عظيمة في فهم عالمنا.

يقول تجمارك، يوما ما، سيتمكن العلماء من شرح العقل الواعي باستخدام الرياضيات، مستشهدًا بعبارة كارل ساجان، "الدماغ البشري عبارة عن نطاق واسع للغاية، في مساحة صغيرة جدا". (The brain is a very big place in a very small space)

’’أليس الوعي هو ما تشعر به المعطيات لدينا عندما يتم معالجتها بطرق معقدة معينة،‘‘ يقول تجمارك، الذي يشير إلى أن العديد من القفزات العلمية في الفيزياء جاءت بالنظر بعين التجانس بين أمور لطالما ظننا أنها منفصلة: مثل الطاقة والمادة، الفضاء والوقت، الكهرباء والمغناطيسية. يتوقع تجمارك كذلك أن العقل، وهو الشعور الواعي بالذات، سيتم النظر له بعين التجانس مع الجسد كمجموعة من الجزيئات المتحركة.

لكن إذا كان الدماغ البشري محض رياضيات، فهل يعني هذا أن إرادة الإنسان الحرة لا وجود لها، لأن حركة الجسيمات يمكن حسابها بالمعادلات؟ ليس بالضرورة، يقول تجمارك.

يمكن توضيح هذا الأمر بمثال بسيط، لو أن حاسب آلي حاول محاكاة أحد الأفعال البشرية، فسيستغرق تقريبا نفس الفترة التي يستغرقها الإنسان للقيام بالفعل. لذلك، يرى بعض الناس أن الإرادة الحرة ما هي إلا قدرة المرء على التنبؤ بأفعال الآخريين قبل وقوعها.

’’لكن هذا لا يعني أن البشر عاجزون،‘‘ يختم تجمارك حديثه بدعوة للعمل: ’’البشر ليس فقط لديهم القدرة على فهم عالمنا، لكن على تشكيله وتحسينه أيضًا.‘‘
______________________________________________________________________

  هذا المقال مترجم عن موقع LiveScience نُشر بعنوان

What's the Universe Made Of? Math, SaysScientist