وداعاً أينشتاين.. اكتشاف علمي يثبت أن الواقع مجرد "خدعة رياضية"!

لو انت بتلعب لعبه كمبيوتر معقده جدا، لعبه قوانينها صعبه ومحتاجه منك تقرا كتالوج من 1000 صفحه علشان بس تعدي اول مرحله. فضلت شهور تذاكر القوانين دي وتحسب خطواتك علشان تكسب. وفجأة جه واحد صاحبك همس في ودنك بشفره او شيت كود من أربع حروف فقط. كتبت الشفره دي لقيت اللعبه كلها اتحلت قدامك في ثانية واحدة من غير ما تستخدم أي قانون من الكتالوج الكبير.

فـ عالم الفيزياء البحته بقى هو ده بالظبط وبالحرف اللي حصل. الفيزيائيين بقى لهم 60 سنة كاملين بيحسبوا تصادمات الجسامات الأولية بمعادلات معقدة جدا بتملأ مئات الصفحات. لحد ما ظهرت جوهرة هندسية متعددة الأبعاد بره حدود المكان والزمان. الجوهرة دي بتديك الحل في خطوة واحدة بس. ولكن الثمن كان مرعب. الثمن هو إنك تعترف إن المكان والزمان اللي إحنا عايشين فيهم دول هم مجرد وهم.

أهلاً وسهلاً بيكم، أنا عماد عصام وده موضوع جديد من العلم بالملعقة. لو انت لسه ما عملتش اشتراك في القناة، فأنت فايتك كتير جدا من أسرار الكون اللي بنفككها هنا حتة حتة وبنشرحها مع بعض بالتفصيل. فانزل دلوقتي واعمل اشتراك في القناة ودوس على الجرس وفعل كل الإشعارات. وجهز فنجان القهوة المظبوط علشان النهارده إحنا هنغوص في أعمق وأعقد اكتشاف رياضي في القرن الـ 21. إحنا النهارده هنمسك جوهرة الفيزياء اللي قلبت ميكانيكا الكم راساً على العقب. وهنعرف إزاي العلم بيقربنا من حقيقة لقيت إن الكون ده كله ممكن يكون مجرد شكل هندسي. فركز معايا لأننا هنطير بره الزمكان.

قبل ما نتعمق في حلقة النهارده، خليني أسألك سؤال يمكن يخليك تبص لنفسك في المراية بطريقة مختلفة. أنت متأكد إن العالم اللي أنت شايفه ده حقيقي؟ الألوان والأصوات وحتى إحساسك بمشاعرك كلها في النهاية شوية إشارات كهربائية وتفاعلات كيميائية بتحصل جوه جمجمتك في مسرح الدماغ. إزاي شوية خلايا ودهون وأملاح بيقدروا يكونوا الأنا بتاعتك؟ إزاي المادة بتشكل وعي؟ السؤال ده هو أعظم لغز في تاريخ البشرية. وعشان كده إحنا مش هنجاوب عليه. إحنا خصصنا له سلسلة كاملة هتنزل بشكل حصري على منصتنا العلم بالملعقة VIP.

فالمنصة دي هي التطور الطبيعي لكل واحد متابعنا هنا وحاسس إنه عايز مكان هادي وخالي من الإعلانات المزعجة. مليان سلاسل علمية متعوب عليها جداً. فلو دخلت المنصة النهاردة هتلاقي متاح حالياً أربع سلاسل كاملين تقدر تبدأ فيهم فوراً. سلسلة رحلة في عقل أينشتاين 10 حلقات. وكمان سلسلة شفره الكم ميكانيكا الكم 10 حلقات. وهتلاقي كمان سلسلة ملحمة الوجود قصة ميلاد الكون 10 حلقات. وفي كمان متاح سلسلة نظرية الأوتار 10 حلقات. فإحنا التزمنا في الموقع إننا كل شهر بننزل سلسلة تفتح آفاق جديدة. هسيب لك اللينك تحت الفيديو في الديسكربشن وفي أول تعليق.

علشان تحس بعظمة الزلزلة اللي عملتها الجوهرة دي، لازم الأول تفهم الفيزيائيين كانوا بيعذبوا نفسهم إزاي قبلها. ففي مصادم الهدرونات الكبير الـ LHC في سيرن، العلماء بيجيبوا جسيمات صغيرة جداً ويخبطوها في بعض بسرعات بتقارب سرعة الضوء. وبعدين يشوفوا إيه اللي هيطلع من الخبطة دي. وعشان الفيزياء تكون علم محترم لازم تقدر تتنبأ باحتمالية النتائج دي. يعني لو خبطنا جسيمين جلوون مثلاً في بعض علشان يطلعوا أربع جسيمات جلوون، إيه احتمالية إن ده يحصل؟ الحسبة دي بيسموها بسعة التشتت أو السكاترينج أمبليتيود.

وفي الأربعينات العالم العبقري ريتشارد فاينمان علمنا طريقة سحرية علشان نحسب بيها الاحتمالات دي. الطريقة دي اتعرفت باسم فاينمان داياجرامز أو مخططات فاينمان. فاينمان قال لك بدل ما نكتب معادلات مكلكعة، إحنا هنرسم رسمة بسيطة خطين داخلين يخبطوا في بعض وخطوط طالعة. وكل خط وتقاطع في الرسمة دي بنحوله لمعادلة رياضية ونحسبها. لحد كده الكلام جميل وزي الفل لو بنخبط جسيمين يطلعوا اتنين.

ولكن الطبيعة ما بتلعبش اللعبة السهلة دي. ففي ميكانيكا الكم الجسيمين اللي داخلين دول قبل ما يطلعوا النتيجة النهائية بيمروا بعدد لا نهائي من الاحتمالات والسيناريوهات في النص. يعني الجسيمين ممكن يتبادلوا جسيم تالت والجسيم التالت يختفي ويظهر مكانه جسيمين والجسيمين يخبطوا في بعض تاني. شبكة معقدة جداً من التفاعلات الوهمية أو الفيرتشوال بارتكلز بتحصل في أجزاء من المليار من الثانية. وعشان تحسب النتيجة بدقة فاينمان بيقول لك لازم ترسم كل السيناريوهات المحتملة دي وتحسب المعادلة بتاعة كل رسمة وتجمعهم بعد كده كلهم على بعض.

لو عايز تحسب احتمالية تصادم بسيط بين جسيمين جلوون مثلاً علشان يطلعوا أربعة، أنت محتاج ترسم 220 مخطط فاينمان. وكل مخطط بيترجم لتكاملات رياضية معقدة جداً. يعني محتاج تملأ حوالي 100 صفحة من المعادلات الرياضية الكابوسية. وممكن بعد كل ده تغلط في إشارة سالب أو موجب فتبوظ النتيجة كلها. فالفيزيائيين كانوا بيقعدوا شهور وسنين علشان يحلوا تصادم واحد بس.

طيب ماذا بقى لو قلت لك إن كل الـ 100 صفحة دول وكل الـ 220 رسمة معقدة دول بمجرد ما الفيزيائيين بيجمعوهم على بعض في النهاية بالكمبيوتر، النتيجة بيتم اختصارها فجأة وبشكل سحري لسطر واحد بس معادلته في منتهى البساطة والأناقة. السطر البسيط ده بقى خلى العلماء يضربوا كف على كف. الطبيعة أكيد ما بتعملش كل اللكلكة والتعقيد ده علشان في الآخر تطلع نتيجة بسيطة كده. أكيد في طريق مختصر إحنا مش شايفينه.

وهنا ومن قلب الفوضى دي ظهرت الجوهرة اللي غيرت كل شيء. في سنة 2013 عالم الفيزياء النظرية العبقري نيما أركاني حامد ومعاه العالم يروسلاف تارينكا فجروا قنبلة في الأوساط العلمية. نشروا ورقة بحثية تكشف عن وجود هيكل رياضي شكل هندسي متعدد الأبعاد أطلقوا عليه اسم الأمبليتو هيدرون. علشان نفهم الاسم، هو متكون من مقطعين. أمبليتو جاية من كلمة أمبليتيود اللي هي سعة التشتت أو احتمالية التصادم. وهيدرون اللي هو اللاحقة اللي بتتحط للأشكال الهندسية زي الهرم متعدد الأسطح.

طيب إيه بقى يا عمده الأمبليتو هيدرون ده؟ ده مش شكل هندسي تقدر ترسمه على ورقة ثنائية الأبعاد ولا حتى مجسم ثلاثي الأبعاد تقدر تمسكه في إيدك. ده شكل هندسي موجود في فضاء رياضي متعدد الأبعاد. نيما أركاني حامد وفريقه بقى اكتشفوا حاجة جنونية. إن لو أنت عايز تحسب احتمالية تصادم الجسيمات اللي الفيزيائيين كانوا بيقعدوا فيها شهور بـ 100 صفحة معادلات، أنت كل اللي محتاج تعمله إنك تحسب حجم هذا الشكل الهندسي الأمبليتو هيدرون.

فبمجرد ما تحسب حجم الجوهرة دي بالرياضيات، الرقم اللي بيطلع لك هو بالظبط وبالمللي نفس الرقم اللي بيطلعه كابوس مخططات فاينمان. خطوة واحدة، شكل هندسي واحد بيختصر آلاف العمليات الحسابية المتعبه. الجوهرة دي هي الشفرة اللي حلت اللعبة المعقدة في ثانية واحدة.

علشان أقرب لك الفكرة دي وتستوعب العظمة اللي حصلت، تخيل إن معاك ورقة مرسوم عليها مضلع هندسي مجنون شكل فيه آلاف الزوايا والتعرجات. وطلبت منك تحسب مساحة الشكل ده. فبالطريقة القديمة اللي هي مخططات فاينمان، أنت هتمسك قلم وتقسم الشكل العجيب ده لملايين المثلثات الصغيرة جداً. وبعدين تحسب مساحة كل مثلث لوحده. وبعدين هتجمع مساحة الملايين من المثلثات دي على بعض علشان تجيب المساحة الكلية. طريقة مملة ومرهقة ونسبة الخطأ فيها كبيرة جداً.

ولكن بالطريقة الجديدة اللي هي طريقة الأمبليتو هيدرون، أنت مش محتاج تقسم الشكل ولا ترسم المثلثات من الأساس. الشكل الهندسي ده في حد ذاته ليه معادلة حجم واحدة بتوصفه كله على بعضه ككيان واحد. هتعوض في المعادلة دي، هتاخد المساحة الكلية في سطر واحد. الفيزيائيين اكتشفوا إن مخططات فاينمان المعقدة دي كانت مجرد محاولة بشرية يائسة لتكسير الأمبليتو هيدرون لحتت صغيرة علشان عقلنا بس يقدر يفهمها. إحنا كنا بنعذب نفسنا في حين إن الطبيعة بتستخدم الهيكل الهندسي الكامل الجميل ده بره حدود فهمنا الكلاسيكي.

لحد هنا الاكتشاف ده بيعتبر اختراق رياضي عظيم هيوفر على العلماء سنين من الحسابات وهيخلي السوبر كمبيوتر يحسب تصادمات معقدة جداً في ثواني. بس القصة مش قصة توفير وقت وحبر. الجوهرة دي علشان تشتغل فرضت على الفيزيائيين شرط قاسي جداً ومخيف. الجوهرة دي قالت لهم: علشان أديكم الحل البسيط ده، لازم ترموا بره الشباك أكتر حاجتين مقدستين في الفيزياء: المكان والزمان.

طيب إزاي بقى شكل هندسي يلغي وجود الزمكان؟ ركز معايا علشان إحنا داخلين في منطقة فلسفية مرعبة. الفيزياء كلها من أيام نيوتن لحد أينشتاين وميكانيكا الكم مبنية على عمودين خرسانة ما فيش عالم يجرؤ إنه يهدّهم. العمود الأول هو اللوكاليتي أو المحليه. طيب يعني إيه؟ يعني الأشياء بتحصل في مكان محدد؟ الجسيمات لازم تقرب من بعض وتخبط في بعض في نقطة معينة في الفضاء علشان تتفاعل. ما فيش حاجة بتأثر في حاجة تانية عن بعد سحري باستثناء التشابك الكمي اللي ليه قصة تانية خالص.

وتاني عمود هو اليونيتيريتي أو الوحدوية. وده مبدأ مرتبط بالزمان. يعني احتمالات إن أي حاجة تحصل لازم في النهاية يكون مجموعها 100% أو واحد صحيح. والزمان بيمشي في اتجاه واحد للأمام علشان يضمن إن السبب بيجي قبل النتيجة. مخططات فاينمان الكابوسية دي كانت مبنية أساساً على العمودين دول. فاينمان كان بيرسم الجسيمات بتتحرك في الزمكان اللي هما المكان والزمان. علشان كده كانت بتتعقد وتكلكع وتعمل 100 صفحة.

لكن الصدمة الكبرى في الأمبليتو هيدرون إن الشكل الهندسي ده لا يعترف بوجود المكان والزمان أصلاً. الجوهرة دي مش موجودة جوه الزمكان بتاعنا، دي موجودة في فضاء رياضي مجرد تماماً. فـ علشان تحسب حجم الجوهرة دي وتطلع النتيجة، أنت مش محتاج تستخدم أي متغيرات بتدل على المكان اللي حصل فيه التصادم أو الزمن اللي استغرقه التصادم. الجوهرة بتديك احتمالات التصادم بدقة خارقة للعاده من غير ما تسأل فين وإمتى. الأمبليتو هيدرون بيدوس المحليه والوحدويه تحت رجليه وبيعتبرهم مجرد آثار جانبية مزعجة مالهاش لازمة في الحسابات الحقيقية للكون.

طيب لو إحنا نقدر نوصف حركة جسيمات الكم بدقة تامة من غير ما نستخدم قوانين المكان والزمان، فهنا في سؤال مهم بيزل دماغ العلماء: هل المكان والزمان دول أشياء أساسية في الكون فعلاً؟ الفيزيائيين النهاردة وعلى رأسهم نيما أركاني حامد بدأوا يوصلوا لاستنتاج بيغير شكل العلم. الزمكان محكوم عليه بالفناء. السبيس تايم أو الزمكان اللي أينشتاين صدعنا بيه ده مش هو نسيج الكون الحقيقي. الزمكان ده هو مجرد وهم أو شيء منبثق.

طيب يعني إيه عمده بقى منبثق؟ فكر كده في درجة الحرارة. لو أنت معاك ذرة واحدة بس من الهوا، هل تقدر تقيس درجة حرارتها؟ أكيد لأ. الذرة المفردة مالهاش درجة حرارة. بس لو جبت بقى ترليونات الذرات وخليتهم يتحركوا ويخبطوا في بعض، هيتولد إحساسنا بالحرارة. إذاً الحرارة مش شيء أساسي في الكون، دي شيء منبثق من حركة الذرات. نفس الفكرة بالظبط بتنطبق على الزمان والمكان.

كان فيه في أعماق وأصغر مستويات الواقع اللي هو مستوى الجسيمات الأولية والتصادمات الكمية، ما فيش حاجة اسمها فوق وتحت ولا قبل وبعد. ما فيش مكان ولا زمان. في بس هندسة بحتة في الجوهرة العظيمة دي اللي هي الأمبليتو هيدرون. ولما الجوهرة دي بتعكس خصائصها وبتتفاعل مع مليارات الجسيمات، بيتولد عندنا إحساسنا الوهمي بأننا عايشين في مكان وإن في وقت بيمر. إحنا عايشين في سراب كوني. الزمكان هو الشاشة اللي بنشوف عليها الفيلم، بس السيرفر الحقيقي اللي بيشغل الفيلم واللي بيحسب كل حركة فيه هو الأمبليتو هيدرون اللي موجود بره الشاشة دي تماماً.

الكلام ده ممكن يبان إنه فلسفة أو شطحات خيال علمي، بس دي رياضيات صارمة بتتحل كل يوم النهاردة في أقوى جامعات العالم. لو كان الكون في جوهره مش مكان وزمان ولا حتى جسيمات، لو كان الكون في جوهره مجرد شكل هندسي، فده بيرجعنا لنقطة الصفر. لنظرية قديمة جداً من آلاف السنين. نظرية كنا بنضحك عليها وبنعتبرها تخاريف أجدادنا.

طيب إيه هي النظرية دي؟ وإزاي الفيزياء الحديثة بتعتذر للفلاسفة القدام؟ خلينا بقى نربط كل الخيوط دي ببعض. من أكتر من 2000 سنة الفيلسوف اليوناني العظيم فيثاغورس وبعده أفلاطون قالوا جملة العالم كله اعتبرها شطحة فلسفية: العالم كله عبارة عن رياضيات وأشكال هندسية. أفلاطون كان مقتنع إن الواقع المادي اللي بنشوفه ده هو مجرد ظلال أو انعكاسات مشوهة لعالم مثالي من الأشكال الهندسية موجود بره إدراكنا.

العلم الحديث لف لفة طويلة جداً. اخترعنا الجاذبية والكهرومغناطيسية والنسبية وميكانيكا الكم ونظرية الأوتار وعقدنا الدنيا بمعادلات مالهاش آخر. وفي النهاية بعد كل الرحلة دي، اكتشاف الأمبليتو هيدرون بيخلي علماء الفيزياء يقفوا انتباه ويضربوا تعظيم سلام لأفلاطون وفيثاغورس. فالفيزياء البحتة في السنين الأخيرة بتتحول تدريجياً لرياضيات بحتة وهندسة مجردة. الجسيمات ما بقتش كور صغيرة بتخبط في بعض في فراغ. الجسيمات ما بقتش حتى أوتار بتهتز في 11 بعد. الجسيمات وتفاعلاتها وكل اللي بيحصل في الكون طلع مجرد أحجام وأوجه لجوهرة هندسية مقدسة بتسبح في فضاء رياضي مالوش علاقة بالمكان والزمان بتوعنا.

الاكتشاف ده بيقول لنا إننا لسه على شط المعرفة. وإننا كل ما بنغوص أعمق في محاولة فهم "من نحن" و"أين نحن"، بنكتشف إن السؤال نفسه غلط. لأن السؤال بيفترض وجود مكان، والمكان نفسه طلع كتبة هندسية. الجوهرة دي رسمتها علشان عقلنا المحدود يقدر يستوعب الواقع. الجوهرة دي بتعلمنا إن البساطة والأناقة هم الحقيقة الوحيدة في الكون. فلما بنلاقي معادلاتنا بقت مكلكعة ومعقدة وفيها مئات الصفحات واللا نهايات، ده مش معناه إن الكم معقد، ده معناه إن نظارتنا البشرية هي اللي محتاجة تتنظف. وإننا باصين من الزاوية الغلط. ولما بنغير الزاوية ونبص للكون كهندسة مجردة، كل الكلكعة بتختفي وبيظهر سطر رياضي واحد بيوصف كل شيء.

لو عجبتك الحلقة وحسيت إن دماغك بدأت تنور من عظمة الكون وروعة الرياضيات، فأنت أكيد واحد من اللي بيعشقوا يفهموا أصل الحكاية. فما تنساش تدعمنا بعمل لايك وتعمل شير للحلقة مع أصحابك المهتمين بالنوعية دي من المعلومات. وقول لي في التعليقات: هل تفتكر إن العقل البشري اللي قدر يكتشف الجوهرة دي هو مجرد انعكاس هندسي؟ ولا إحنا الكيان الوحيد اللي بره الجوهرة دي وبنتفرج عليها؟ هستنى أشوف آرائكم في التعليقات. وكالعادة هسيب لك المصادر تحت الفيديو في الديسكربشن. وأشوفكم قريب قريب على خير في فيديو جديد ومفيد إن شاء الله.