Cosmology

ادوارد ویتن، فیزیکدانی که مرز میان فیزیک و ریاضیات را جابه‌جا کرد ادوارد ویتن (Edward Witten)، یکی از تأثیرگذارترین فیزیکدانان نظری معاصر، در سال ۱۹۵۱ در بالتیمور آمریکا متولد شد. نکته جالب درباره مسیر علمی او این است که برخلاف بسیاری از فیزیکدانان، ابتدا در رشته تاریخ تحصیل کرد و حتی مدتی به روزنامه‌نگاری و اقتصاد علاقه داشت؛ اما سرانجام به فیزیک نظری روی آورد و در سال ۱۹۷۶ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه پرینستون دریافت کرد. اما دلیل شهرت ویتن فقط فعالیتش در فیزیک نیست. او از معدود دانشمندانی است که توانسته است ایده‌های عمیق فیزیک نظری را به ابزارهایی برای حل مسائل بنیادی ریاضیات تبدیل کند. 🔹 نخستین فیزیکدانی که مدال فیلدز گرفت در سال ۱۹۹۰، ویتن موفق به دریافت مدال فیلدز شد؛ معتبرترین جایزه ریاضیات که معمولاً از آن به‌عنوان «نوبل ریاضیات» یاد می‌شود. او نخستین فیزیکدان تاریخ بود که این مدال را دریافت کرد. کمیته مدال فیلدز درباره او تأکید کرد که توانایی‌اش در تبدیل ایده‌های فیزیکی به زبان ریاضی کم‌نظیر است. یکی از نمونه‌های مشهور این توانایی، استفاده از نظریه میدان کوانتومی و ابرتقارن برای مطالعه توپولوژی و هندسه است. کارهای او ارتباطات عمیقی میان فیزیک کوانتومی، هندسه دیفرانسیل و توپولوژی ایجاد کرد؛ از جمله در نظریه مورس، نظریه‌های میدان توپولوژیک و نظریه گره‌ها. ویتن همچنین در سال ۱۹۸۱ روش جدیدی برای اثبات قضیه انرژی مثبت در نسبیت عام ارائه کرد. نتیجه‌ای که به پایداری فضای تخت مینکوفسکی مربوط می‌شود و نشان می‌دهد چگونه ایده‌های ابرگرانش می‌توانند در یک مسئله کاملاً کلاسیک از نسبیت عام به کار گرفته شوند. اما شاید مشهورترین دستاورد ویتن در فیزیک، نقش او در شکل‌گیری M-theory باشد. در میانه دهه ۱۹۹۰، پنج نظریه ابرریسمان متفاوت وجود داشت: Type I، Type IIA، Type IIB، SO(32) heterotic و E₈×E₈ heterotic به نظر می‌رسید این‌ها پنج نظریه متفاوت باشند. ویتن در سال ۱۹۹۵ نشان داد که این تصویر می‌تواند کاملاً متفاوت باشد: این نظریه‌ها ممکن است در واقع حدها یا توصیف‌های متفاوتی از یک چارچوب بنیادی‌تر باشند. چارچوبی که بعدها با نام M-theory شناخته شد. این ایده آغازگر چیزی شد که از آن با عنوان «انقلاب دوم نظریه ابرریسمان» یاد می‌شود. اهمیت این دیدگاه فقط در «یکی کردن پنج نظریه» نیست، بلکه نشان داد چیزی که در یک رژیم فیزیکی یک نظریه به نظر می‌رسد، ممکن است در رژیم دیگری با نظریه‌ای کاملاً متفاوت توصیف شود. این همان ایده عمیق دوگانگی‌ها (Dualities) است که امروز یکی از مفاهیم مرکزی در نظریه ریسمان و نظریه‌های کوانتومی میدان به شمار می‌رود. 🔹 فیزیک، زبان جدیدی برای ریاضیات از دیگر دستاوردهای مهم ویتن می‌توان به ارتباط میان نظریه چرن–سایمونز و چندجمله‌ای جونز در نظریه گره‌ها، نظریه Seiberg–Witten، نظریه‌های میدان توپولوژیک، دوگانگی‌های گیج و ارتباطات میان نظریه میدان کوانتومی و هندسه اشاره کرد. بسیاری از این ایده‌ها بعدها به شاخه‌های فعال و مستقلی در ریاضیات تبدیل شدند. به همین دلیل، اهمیت ویتن را نمی‌توان صرفا با فهرست مقالات یا جوایزش سنجید. ویژگی منحصر به ‌فرد او این است که نشان داد فیزیک می‌تواند نه ‌تنها از ریاضیات استفاده کند، بلکه می‌تواند پرسش‌ها و ساختارهای کاملاً جدیدی برای ریاضیات ایجاد کند. فهرست افتخارات او نیز کم‌نظیر است: • مدال فیلدز – ۱۹۹۰ • مدال ملی علوم آمریکا – ۲۰۰۲ • جایزه کرافورد در ریاضیات – ۲۰۰۸ • مدال لورنتس – ۲۰۱۰ • مدال نیوتن – ۲۰۱۰ • جایزه Breakthrough در فیزیک بنیادی – ۲۰۱۲ • جایزه کیوتو در علوم بنیادی – ۲۰۱۴ • Albert Einstein World Award of Science – ۲۰۱۶ • و ده‌ها جایزه و عضویت علمی دیگر. امروز، ادوارد ویتن همچنان استاد مؤسسه مطالعات پیشرفته پرینستون (IAS) است، همان مؤسسه‌ای که آلبرت اینشتین نیز سال‌های پایانی زندگی علمی خود را در آن گذراند. شاید بهترین توصیف از جایگاه ویتن همان چیزی باشد که ریاضیدان برجسته، مایکل آتیاه، در زمان اعطای مدال فیلدز درباره او گفت: ویتن یک فیزیکدان است، اما توانایی او در فهم و به‌ کارگیری ریاضیات در سطحی است که با معدود ریاضیدانان قابل مقایسه است و بارها ایده‌های فیزیکی او به کشف نتایج عمیق ریاضی منجر شده‌اند. @cosmos_physics