نظریه میدان واحد، آخرین تلاش اینشتین

نظریه همه چیز

اینشتین پس از موفقیت‌های بزرگ پی‌درپی و تحولات شگرفی که در عرصه فیزیک ایجاد کرد، از تبیین حرکت براونی و اثر فتوالکتریک و مشارکت در پایه گذاری فیزیک کوانتومی گرفته تا ارائه نظریات نسبیت خاص (و عام به فکر یک اقدام بنیادین و انقلابی در فیزیک افتاد. از آنجا که اینشتین معتقد بود طبیعت و کل جهان، ساختاری واحد و به هم پیوسته دارد، پس نظریات مطرح در فیزیک نیز که سعی دارند رفتار جهان را در قالب روابط ریاضی تبیین کنند اساساََ نمی‌توانند نظریات مستقل و جدا از همی باشند و معتقد بود نیروهای الکتریسیته، مغناطیس و گرانش با هم رابطه مستقیم دارند و تفکیک ناپذیرند.

به عبارتی اینشتین به این نتیجه رسیده بود که به جای نظریات متفاوت و مستقل الکترومغناطیس، نسبیت عام و … باید نظریه واحدی در فیزیک وجود داشته باشد که بتواند رفتار تمامی پدیده‌های جهان را به طور یکپارچه توضیح دهد. به عنوان مثال این نظریه واحد باید بتواند رفتار تمامی نیروها و میدان‌های دخیل در جهان را با فرمول بندی ریاضی واحدی تبیین کند. بر همین اساس، اینشتین نام این نظریه آرمانی را "نظریه میدان واحد" گذاشته بود.

اینشتین جست و جو برای کشف و فرمول بندی نظریه میدان واحد را از اوایل دهه 20 میلادی آغاز کرده و نخستین مقاله خود را نیز در این مورد در سال 1922 منتشر کرده بود. البته از آنجایی که در آن زمان، تنها نیروهای شناخته شده جهان، دو نیروی گرانش و الکترومغناطیسی بودند و تنها ذرات کشف شده جهان نیز دو ذره الکترون و پروتون، طبیعی بود که نظریه ارائه شده اینشتین در آن زمان، نظریه جامع و کاملی نباشد. به موازات اینشتین، فیزیکدانان دیگری نیز نظیر هرمان وایل و تئودور کالوزا نیز تلاش برای فرمول بندی نظریه میدان واحد را آغاز کردند هر چند آن‌ها نیز به نتایج جالبی رسیدند اما با کشف نیروهای جدید و ناشناخته در جهان معلوم شد که هیچ کدام از این نظریات کامل نبوده‌اند.

در دهه 30 میلادی با کشف نیروی هسته‌ای مشخص شد که فرمول بندی نظریه میدان واحد، سخت‌تر از آن چیزی است که قبلاََ تصور می‌شد، چرا که رفتار این نیرو نسبت به نیروهای شناخته شده گرانش و الکترومغناطیسی بسیار متفاوت بود. با این حال اینشتین هیچ گاه از جست و جو برای کشف نظریه میدان واحد دست نکشید و تلاش برای فرمول بندی این نظریه آرمانی فیزیک را تا واپسین روزهای زندگی خود ادامه داد. او همواره به مسائل بنیادین و مفاهیم عمیق فلسفی مرتبط با نظریات علمی علاقه بسیار داشت، به طوری که زمانی در جمله مشهوری، هدف غایی خود از پژوهش علمی را چنین بیان کرد: «می‌خواهم اندیشه‌های خداوند را بشناسم، مابقی جزئیات است.»

شاید همین دیدگاه بود که او را قادر به فرمول بندی نظریه میدان واحد علاقمند کرده بود که تقریباََ تمامی 30 سال پایانی عمرش را وقف یافتن چنین نظریه‌ای کرد. هر چند او در سال 1949 نسخه کامل‌تری از نظریه میدان واحد خود را منتشر کرد، اما سرانجام نتوانست به نسخه جامع و کاملی از این نظریه اسرارآمیز دست پیدا کند. ولی خوشبختانه تلاشهای او که از زمان خودش جلو بود، چند دهه پس از مرگش به باز نشست و به یکی از مهم‌ترین نگرش‌های علمی عصر حاضر جهان تبدیل شد، به گونه‌ای که اکنون فیزیکدان‌های بسیاری در تلاشند تا به کمک نظریات نوینی همانند نظریه ابر ریسمان و نسخه تعمیم یافته آن یعنی نظریه M، آرزوی دیرینه اینشتین یعنی دستیابی به یک نظریه غایی در فیزیک که بتواند رفتار تمامی نیروهای جهان را در قالب ریاضی واحدی تبیین کند را محقق کنند.