إن الفيزياء ، ودراسة ما نلاحظه ، والرياضيات ، ودراسة العلاقات ، متشابكة بشكل وثيق. في كثير من الأحيان حيث يذهب أحدهما ، يتبع الآخر بسرعة. يمكن للمرء أن يضع عمل الإطار ، في حين أن الآخر يزيل النغمة والملمس. روجر بنروز ، أستاذ الرياضيات الفخري في كرة القدم بجامعة أكسفورد ، يحاضر منذ أوائل الستينيات على الأقل. شغفه هو نظرية twistor ، وهو بديل للزمكان المستمر المعاصر المرتبط بنظرية آينشتاين وميكانيكا الكم القياسية. تتطلع نظرية تويستور وغيرها إلى تحديد نظرية توحيد كبرى (الرياضيات) للجمع بين الزمكان والجاذبية والخصائص الاحتمالية للكميات (المرصودة).
ومع ذلك ، لا يدفع بنروز في كتابه القارئ إلى النهاية العميقة للنظريات دون أي تعويم. نظرية Twistor ، نظرية الأوتار وغيرها تكمن في النهاية. تغطي البداية الرياضيات الأولية. باستخدام اللغة النوعية والتعبيرات مثل "جميل" و "أنيق" ، يعود إلى الإغريق ونظرية الأعداد ، ثم بعد ذلك من خلال الهندسة (مثلثات مماثلة) والأرقام المعقدة (i) للحصول على وظائف. بالطبع ، الوظائف ليست بحد ذاتها وجهة ، فهي مجرد نقطة انطلاق للتفاضل والتكامل والأسطح والمتشعبات والمساحات. باستخدام جميع الحيل في تجارة المحاضر ، يقوم بنروز بعمل رائع في نقل المعرفة فقط من الصفحات. الرسوم البيانية والرسوم البيانية تجلب الرؤية إلى المفاهيم المجردة للمساحات اللانهائية ، والحزم ، والأسطح n والمشابهات. تخطيطات تجارب الفكر (مثل سفر الفوتون إلى تيتان) تنقل عرضًا بسيطًا للعديد من الحجج. المشاكل التي تم رشها في الكتاب ، مثل المهام المنزلية ، تجبر القارئ على الخوض في وجهات نظر معينة بشكل أعمق. وبالطبع ، فإن المراجع الغزيرة ، سواء كانت المقالات الرئيسية التي كتبها نيوتن أو الحسابات الحديثة التي كتبها باحثو اليوم ، تملأ الفقرات وهذه كل أثر لملاحظات توسعية في نهاية الفصل. بالنظر إلى هذه المساعدة ، ليس هناك بالتأكيد سبب للغرق أثناء الخوض في تعقيد الأفكار في الداخل.
نعم ، الأفكار في الداخل معقدة. على الرغم من عدم وجود معرفة مسبقة ، فإن بعض التدريب الرسمي في الرياضيات أو الفيزياء سيساعد القارئ بالتأكيد. إن الأهمية والقيمة النسبية لسطوح ريمان ، والتخطيطات المطابقة والوظائف الهولومورفونية لا تظهر بسهولة للمبتدئين في الرياضيات على الرغم من أن لكل منها أهمية. لكن لا تفزع ، لأن الرياضيات هي الأساس ، لا يتم تقديمها من أجلها ، بدلاً من قيمتها في المساهمة في معرفتنا بالفيزياء. على سبيل المثال ، أدت الرياضيات والفيزياء المناسبة إلى علاقة الطاقة بالمادة التي أدت إلى مجال العلوم النووية. تتقدم الحوسبة الكمومية على نفس المنوال. تتم مناقشتها بالإضافة إلى الثقوب السوداء والموجة المزدوجة وطبيعة الجسيمات للفوتونات ، والطبيعة الباطنية للجاذبية والتدفق الكوني. لأن صفات هذه العناصر ، مثل صفاتها الانعكاسية أو الثابتة ، يجب أن تنعكس في العلاقات الرياضية التي تمثلها. على الرغم من كون العرض معقدًا ، بالنسبة لأولئك الذين يستمتعون بهذا الموضوع ، إلا أن العرض التقديمي ينشط ، ويسير بخطى جيدة وشاملة.
ومع ذلك ، هناك لمسة معترف بها من التحيز في أن بنروز أكثر تناقضًا من الداعم عندما يتعلق الأمر بالاتجاه الذي اتخذه بعض الباحثين اليوم. وهو بالتأكيد لا يدعم نظرية الأوتار. يقرأ العديد من العيوب القصيرة من هذا بالإضافة إلى نظريته المفضلة ، نظرية twistor. نظريات أخرى تحصل على عقابهم. في قسم فلسفي ، يذهب إلى حد التفكير في مراجعة القواعد الحالية لنمذجة الفيزياء أو إعادة فحص معنى الواقع. ربما يكون هذا هو المكان الذي نشأ فيه عنوان الكتاب ، ولكن لا يزال العنوان يبدو خارج المكان قليلاً. لا يظهر موضوع الطريق في الكتاب مطلقًا ، كما أنه ليس موضوعًا حقيقيًا مدرجًا في الواقع. ومع ذلك ، يوفر هذا الكتاب أساسًا رياضيًا كبيرًا لمتابعة التحقيق في الفيزياء. لا تتهرب من إثارة الصعوبات أو الطرق المسدودة أو المجهول التام. مع الاستشهادات والموضوع الأكثر حداثة بشكل تدريجي ، يمكن للقارئ الغوص بسهولة لمعرفة المزيد أو ربما لتحديد منطقة لتقديم مساهمته الخاصة.
نظرية التوحيد الكبرى هي جزء من الكأس المقدسة لبعض علماء الرياضيات والفيزيائيين. يتم الترويج للتقدم المستمر من خلال المجلات ، وربما تكون النظرية قريبة جدًا. للاستعداد لهذا ، أو ربما للنظر في تقديم مساهمتك الخاصة ، اقرأ الطريق إلى الواقع بقلم روجر بنروز ، كتاب مكتوب بسلاسة ومحدود بدقة يوضح المساهمات التي تقدمها الرياضيات في هذا البحث وغيره من عمليات البحث عن فيزياء الطبيعة.
مراجعة مارك مورتيمر.
