علم الكون الكمي ومسألة الخلق من العدم
الموجز
طُرحت عدة اقتراحات كونية من القرن العشرين كونها تقدم تفسيرات طبيعية لكيفية نشوء الكون "من العدم". فنموذج فيلينكين للنفق الكمي من العدم (1982)، واقتراح هارتل وهوكينغ لعدم الحدود (1983)، والأكثر شهرة كتاب لورنس كراوس "كون من العدم" (2012) قد استُخدمت بهذه الطريقة. ضمن المسلك الثاني (الكوني)، يتعامل الإطار مع هذه الاقتراحات كفيزياء جدية مع تحديد الخلط الفلسفي الذي يتكرر في العروض الشعبية: الخلط بين "العدم الفيزيائي" (الفراغ الكمي، طاقة-مادة صفرية، لا زمكان كلاسيكي) وبين العدم الميتافيزيقي (الغياب الحرفي لكل ما يوجد). كما تُعرض مبرهنة بورد-غوث-فيلينكين بدقة، مع ملاحظة تحذيرات فيلينكين نفسه.
معنيان متمايزان لـ"العدم"
تكمن جوهر المسألة الفلسفية في التمييز بين معنيين متمايزين لـ"العدم".
العدم الفيزيائي. في الفيزياء المعاصرة، يشير "العدم" عادة إلى إحدى عدة حالات تقنية:
- الفراغ الكمي — حالة أدنى طاقة ممكنة في نظرية المجال الكمي. إذ إنّ الفراغ الكمي ليس "عدماً" بالمعنى الميتافيزيقي؛ بل هو حالة ذات بنية غنية تتميز بطاقة النقطة الصفرية وأزواج الجسيمات الافتراضية وبنية المجالات الأساسية.
- مادة-طاقة صفرية — غياب المادة الماكروسكوبية، ولكن ليس غياب القوانين الأساسية أو المجالات أو الشروط الابتدائية.
- لا زمكان كلاسيكي — غياب الهندسة الكلاسيكية الناعمة التي تميز كوننا الحالي، بيد أنّه متسق مع حالة جاذبية-كمية لها بنيتها الخاصة.
فكل من هذه الأعدام التقنية هو حالة فيزيائية أو رياضية ذات بنية. ولا يمثل أيٌّ منها الغياب الحرفي لكل الحقيقة.
العدم الميتافيزيقي. يشير المفهوم الفلسفي التقليدي للعدم إلى الغياب الحرفي لكل ما يوجد — لا مادة، لا طاقة، لا مجالات، لا قوانين، لا مكان، لا زمان، لا بنى منطقية أو رياضية. وبهذا المعنى القوي، "العدم" هو ما كان سيكون الحال عليه لو لم يكن هناك أي شيء قط.
إنّ هذا التمييز مهم لأنّ الخلق من العدم بالمعنى اللاهوتي التقليدي يشير إلى الخلق من العدم الميتافيزيقي — فالله ينتج الكون دون أي ركيزة مادية أو بنيوية أو صورية موجودة مسبقاً. ذلك أنّ العقيدة التقليدية ميتافيزيقية، وليست فيزيائية.
عندما يصف الفيزيائيون النماذج الكونية بمصطلحات "الخلق من العدم"، فإنهم يعنون عادة الخلق من أحد الأعدام الفيزيائية — وليس من العدم الميتافيزيقي. إنّ الخلط بين هذين المعنيين هو الاهتمام المستمر للإطار في هذا المجال.
اقتراح النفق الكمي لفيلينكين
اقترح ألكسندر فيلينكين في "خلق الأكوان من العدم" (مجلة الفيزياء B، 1982) أنّ الكون يمكن أن ينبثق من خلال حدث نفق كمي من حالة لا زمكان كلاسيكي فيها إلى حالة مع التوسع التضخمي الذي يؤدي إلى الكون المرصود.
إنّ "العدم" الذي ينبثق منه كون فيلينكين هو حالة مع صفر زمكان كلاسيكي — غير أنّه حالة تحكمها قوانين الجاذبية الكمية، حيث تحدد بنية تلك القوانين احتمال وخصائص حدث النفق الكمي. وعليه فإنّ "عدم" فيلينكين هو حالة فيزيائية تقنية، وليس عدماً ميتافيزيقياً.
لقد كان فيلينكين نفسه أوضح من كثير من مروجيه الشعبيين في هذه النقطة. ففي كتاباته الأحدث (خاصة "عوالم كثيرة في واحد"، 2006)، يناقش ما يعنيه "العدم" في اقتراحه ويعترف بأنّ الاقتراح يتطلب خلفية جاذبية-كمية.
كفيزياء، يُعدّ اقتراح النفق الكمي أحد عدة مقاربات لعلم الكون الكمي. كميتافيزيقا، لا يثبت الخلق من العدم بالمعنى الفلسفي.
اقتراح هارتل-هوكينغ لعدم الحدود
اقترح جيمس هارتل وستيفن هوكينغ في "دالة موجة الكون" (مجلة المراجعة الفيزيائية D، 1983) علم كون كمي مختلف. في نموذجهما لعدم الحدود، الكون ليس له بداية زمنية بالمعنى الكلاسيكي: ينبثق الزمن بسلاسة من نطاق إقليدي (خالد)، دون حد يمكن أن توجد فيه "البداية".
في العروض الشعبية (خاصة كتاب هوكينغ "تاريخ موجز للزمن"، 1988)، يُوصف هذا أحياناً بأنّ الكون "مكتف بذاته" ولا يتطلب خالقاً. غير أنّ العرض إشكالي فلسفياً مرة أخرى. فاقتراح هارتل-هوكينغ يفترض بنية رياضية محددة (دالة موجة الكون، معرّفة بتكامل مسار محدد) وقانون جاذبية-كمي أساسي. إنّ "الاكتفاء الذاتي" داخلي في النموذج؛ أما وجود النموذج — بما في ذلك القوانين والتكامل المساري والنطاق الإقليدي — فلا يُفسَّر بالنموذج نفسه.
إنّ اقتراح هارتل-هوكينغ، كاقتراح فيلينكين، فيزياء معقدة لا تتناول المسألة الميتافيزيقية لـلماذا يوجد أي شيء على الإطلاق.
كراوس والخلط الشعبي
جلب كتاب لورنس كراوس "كون من العدم: لماذا يوجد شيء بدلاً من لا شيء" (2012) فكرة "الخلق من العدم" إلى الانتباه الشعبي. يحتج الكتاب بأنّ الفيزياء المعاصرة تفسر كيف يمكن لكون أن ينبثق من العدم.
لقد انتُقد الكتاب على نطاق واسع من قبل الفلاسفة (مراجعة ديفيد ألبرت في نيويورك تايمز 2012 هي النقد الأكثر اقتباساً) لتحديداً الخلط المذكور أعلاه. إنّ "عدم" كراوس يتبين، عند الفحص، أنه إما الفراغ الكمي، أو المكان الفارغ، أو المكان الفارغ-بلا-زمكان-كلاسيكي — وكلها حالات فيزيائية ذات بنية، وليست العدم الميتافيزيقي للسؤال الفلسفي التقليدي.
كان نقد ألبرت مباشراً: حجة كراوس تعيد تعريف "العدم" فعلياً ليعني "بعض الحالة الفيزيائية ذات البنية" ثم تدعي أنها فسرت الخلق من "العدم". إلا أنّ السؤال الفلسفي الفعلي — لماذا يوجد أي شيء على الإطلاق بدلاً من لا شيء مطلقاً؟ — لا يُتناول.
طبعات كراوس اللاحقة وردوده تعاملت مع بعض هذا النقد، بنجاح متفاوت. موقف الإطار أنّ الخلط الشعبي يستمر في كثير من الكتابة العلمية الشعبية وينبغي التمييز بعناية بينه وبين الفيزياء التقنية الحقيقية.
مبرهنة بورد-غوث-فيلينكين
نتيجة كونية مختلفة لكن متصلة هي مبرهنة بورد-غوث-فيلينكين (بورد وغوث وفيلينكين، "الزمكانات التضخمية غير مكتملة في الاتجاهات الماضية"، مجلة رسائل المراجعة الفيزيائية، 2003).
يتعامل الإطار مع هذه المبرهنة بعناية لأنها كانت إحدى طرق الفشل المعلمة للإطار أن يُساء تمثيلها.
ما تُظهره المبرهنة فعلاً: أنّ أي زمكان معدل توسعه المتوسط إيجابي عبر تاريخه الماضي كله (تحت شروط تقنية محددة) هو غير مكتمل جيوديسياً في الماضي. وهذا يعني: الجيوديسيات (مسارات الحركة بالقصور الذاتي) لا يمكن مدها إلى ما لا نهاية في الماضي؛ بل تصل إلى حد أو تنتهي.
ما لا تُظهره المبرهنة: أنّ للكون بداية مطلقة، بمعنى النشوء من العدم أو الخلق. فعدم الاكتمال الجيوديسي الماضي خاصية تقنية لبنية الزمكان؛ ولا يستتبع بذاته استنتاجات ميتافيزيقية حول الخلق.
ما يقوله فيلينكين نفسه: في مناقشاته للمبرهنة، يحرص فيلينكين على ملاحظة حدودها. فالمبرهنة تنطبق على النماذج التضخمية ذات التوسع الإيجابي المتوسط؛ النماذج الكونية البديلة (النماذج الدورية، النماذج الإيكبيروتية) قد تتفاداها. حتى حين تنطبق المبرهنة، فهي تُظهر عدم الاكتمال الجيوديسي الماضي، وليس البداية المطلقة. إنّ التزامات فيلينكين الميتافيزيقية الخاصة طبيعية؛ وقد اقترح نموذج النفق الكمي من العدم تحديداً لتناول ما يحدث "عند" الحد الماضي.
موقف الإطار: مبرهنة BGV نتيجة كونية حقيقية ينبغي الاستشهاد بها بدقة، دون مبالغة. وهي تساهم بتواضع في الحجة الكونية للكلام (مقترحة أنّ صنفاً واسعاً من النماذج الكونية له حد ماض) دون أن تكون برهاناً حاسماً.
ما تثبته هذه الاقتراحات
تقييم الإطار لهذه الاقتراحات:
- إنها فيزياء جدية ولا ينبغي تجاهلها.
- تساهم في تطوير علم الكون الكمي كبرنامج بحثي.
- لا تتناول، عند القراءة الدقيقة، المسألة الميتافيزيقية لماذا يوجد أي شيء على الإطلاق. بل تفسر انتقالات من حالة ذات بنية إلى أخرى؛ ولا تفسر وجود القوانين ذات الصلة أو المجالات أو الخلفية الجاذبية-الكمية.
- العروض الشعبية كثيراً ما تخلط بين العدم الفيزيائي والعدم الميتافيزيقي، مولدة خلطاً فلسفياً ينبغي للتعامل الدقيق أن يقاومه.
الصلة ببرهان الإمكان
هذه الاقتراحات الكونية تترك برهان الإمكان سليماً إلى حد كبير. فالحجة من الإمكان (انظر ابن-سينا-الواجب-الوجود وحجة-الإمكان المنشورة) لا تتطلب أن يكون للكون بداية زمنية. حتى كون موجود أزلياً (أو كون متعدد أزلي) من الكائنات الممكنة يتطلب أساساً واجباً.
الاقتراحات الكونية الكمية التي تفترض ركيزة جاذبية-كمية أو دالة موجة للكون لا تجيب بذاتها على سؤال لماذا توجد الركيزة أو دالة الموجة. فحجة الإمكان تنطبق عليها كما تنطبق على أي حقيقة ممكنة.
ما تثبته هذه المقالة
المساهمات:
- تمييز دقيق بين العدم الفيزيائي والعدم الميتافيزيقي.
- عرض دقيق للاقتراحات الكونية الكمية الرئيسية.
- عرض دقيق لمبرهنة BGV مع تحذيرات فيلينكين الخاصة.
- تحديد الخلط الشعبي المستمر في كثير من الكتابة العلمية.
- الربط بحجة الإمكان.
الحدود:
- المقالة لا تحكم في كل تفصيل تقني لعلم الكون الكمي المعاصر.
- المقالة لا تدعي أنّ أي نموذج كوني محدد زائف كفيزياء. فالنقد الفلسفي يتعلق بـاستخدام هذه النماذج في الحجج الميتافيزيقية.
الصلات بالمسالك الأخرى
- المسلك الثاني (هذا المسلك): مصاحب لـ
الأصول-الكونيةالمنشور ولـفرضية-الكون-المتعدد-والضبط-الدقيقفي هذه المجموعة. - المسلك الأول (الفلسفي والميتافيزيقي): حجة الإمكان تنطبق على هذه الاقتراحات. انظر
ابن-سينا-الواجب-الوجودوحجة-الإمكانوالحجة-الكونية-للكلامالمنشورة.
التمييزات الأساسية
- العدم الفيزيائي (الفراغ الكمي، صفر زمكان كلاسيكي، لا مادة-طاقة) مقابل العدم الميتافيزيقي (الغياب الحرفي لكل شيء)
- نفق فيلينكين الكمي (من حالة جاذبية-كمية، وليس من العدم)
- عدم حدود هارتل-هوكينغ (مكتف بذاته في النموذج، لكن النموذج نفسه ليس ذاتي التفسير)
- "عدم" كراوس (عرض شعبي؛ إشكالي فلسفياً) مقابل الفيزياء التقنية (علم مشروع)
- مبرهنة BGV كعدم اكتمال جيوديسي ماض مقابل التفسير المفرط كبرهان على البداية
- النماذج الكونية بلا بداية (دورية، إيكبيروتية، تضخمية أزلية؛ حجة الإمكان ما تزال تنطبق)
المؤيدون الرئيسيون
- ألكسندر فيلينكين — عوالم كثيرة في واحد (2006)؛ اقتراح النفق الكمي
- جيمس هارتل وستيفن هوكينغ — "دالة موجة الكون" (1983)
- ستيفن هوكينغ — تاريخ موجز للزمن (1988)
- لورنس كراوس — كون من العدم (2012)
- شون كارول — من الأزل إلى هنا (2010)؛ متغيرات الكون الأزلي
النقاد الرئيسيون
- ديفيد ألبرت — مراجعة نيويورك تايمز لكراوس (2012)؛ نقد الخلط
- وليم لين كريغ — تعامل واسع مع علم الكون الكمي في الحجة الكونية للكلام (1979) والأعمال اللاحقة
- روبن كولينز — تعامل مع علم الكون الكمي في عمله حول الضبط الدقيق
- روجر بنروز — اقتراحات كونية بديلة (علم الكون الدوري التطابقي)
- جون بولكينغورن — تعامل لاهوتي مع علم الكون الكمي
قراءات إضافية
- ألكسندر فيلينكين، عوالم كثيرة في واحد: البحث عن أكوان أخرى، هيل ووانغ، 2006
- ستيفن هوكينغ، تاريخ موجز للزمن، بانتام، 1988
- جيمس هارتل وستيفن هوكينغ، "دالة موجة الكون"، مجلة المراجعة الفيزيائية D 28 (1983)
- لورنس كراوس، كون من العدم، فري برس، 2012
- ديفيد ألبرت، "حول أصل كل شيء"، نيويورك تايمز، 23 مارس، 2012
- أرفيند بورد وآلان غوث وألكسندر فيلينكين، "الزمكانات التضخمية غير مكتملة في الاتجاهات الماضية"، مجلة رسائل المراجعة الفيزيائية 90 (2003)
- وليم لين كريغ وجيمس د. سنكلير، "الحجة الكونية للكلام"، في رفيق بلاكويل للاهوت الطبيعي، 2009
- شون كارول، من الأزل إلى هنا، داتون، 2010
- روجر بنروز، دورات الزمن: نظرة جديدة استثنائية للكون، نوف، 2011
- جورج ف. ر. إليس، "قضايا في فلسفة علم الكون"، في دليل فلسفة العلم