نگاهی به شیمی ودنیای نانو

استیون هاوکینگ:
( Stephen Hawking )

متولد 8 ژانویه 1942
او از هر گونه تحرک عاجز است. نه می تواند بنشیند نه برخیزد. نه راه برود. حتی قادر نیست دست و پایش را تکان بدهد یا بدنش را خم و راست کند. از همه بدتر توانایی سخن گفتن را نیز ندازد. زیرا عضلات صوتی او که عامل اصلی تشکیل و ابراز کلمات اند مثل 99 درصد بقیه عضلات حرکتی بدنش در یک حالت فلج کامل قرار دارند. مشتی پوست و استخوان است روی یک صندلی چرخدار که فقط قلبش و ریه هایش و دستگاه های حیاتی بدنش کار می کنند و بخصوص مغزش فعال است. یک مغز خارق العلده که دمی از جستجو و پژوهش و رهگشایی بسوی معماها و نا شناخته ها باز نمی ماند.


این اعجوبه مفلوج استیفن هاوکینگ پرآوازه ترین دانشمند دهه آخر قرن بیستم است که اکنون در دانشگاه معروف کمبریج همان کرسی استادی را در اختیار داردکه بیش از دو قرن پیش زمانی به اسحق نیوتن کاشف قانون جاذبه تعلق داشت.همچنین وی را انیشتین دوم لقب داده اند زیرا می کوشد تئوری معروف نسبیت را تکامل بخشد و از تلفیق آن با تئوری های کوانتومی فرمول واحد جدیدی ارائه دهد که توجیه کننده تمامی تحولات جهان هستی از ذرات ریز اتمی تا کهکشان های عظیم باشد.
اینشتین معتقد بود که چنین فرمول یا قانون واحدی می بایست وجود داشته باشد و سالهای آخر عمرش را در جستجوی آن سپری کرد اما توفیقی نیافت.
استیفن هاوکینگ شهرت و اعتبار علمی خود را مدیون محاسبات ریاضی پیچیده و بسیار دقیقی است که در مورد چگونگی پیدایش و تحول سیاهچاله های آسمانی یا حفره های سیاه انجام داده است.این اجرام فوق العاده متراکم که به علت قدرت جاذبه بسیار قوی حتی نور امکان جدایی از سطح آن ها را نداردوجودشان بر اساس تئوری نسبیت انیشتین پیش بینی شده بود و به همین جهت هم سیاهچاله نامیده شدند.ردیابی و رویت آنها بوسیله قویترین تلسکوپ ها یا هر وسیله دیگر تا کنون ممکن نبوده است. با وجود این استیفن هاوکینگ با قدرت اندیشه و محاسبات ریاضی چون و چرا ناپذیرش- نه فقط وجود سیاهچاله ها را به اثبات رسانده و چگونگی شکل گیری و تحول آن ها را نشان داده بلکه به نتایج جالبی در رابطه این اجرام با کیفیت وقوع انفجار بزرگ Big Bang در آغاز پیدایش کیهان دست یافته است که در دانش فیزیک اختری و کیهان شناسی اهمیت بسزایی دارد و به عقیده صاحبنظران بنای این علوم را در قرن آینده تشکیل خواهد داد.

کتاب جدید هاوکینگ در این زمینه که بعنوان سیاهچاله ها و جهان های نوزاد انتشار یافت در محافل علمی جهان مثل یک بمب صدا کرد و شگفتی فراوان برانگیخت. اما قبل از اشاره خلاصه ای می آوریم از زندگی نویسنده اش که براستی از کتاب او شگفتی بر انگیز تر است .

استیفن هاوکینگ در 8 ژانویه 1942 در شهر دانشگاهی آکسفورد زاده شد و دوران کودکی و تحصیلات اولیه اش را در همان شهر گذرانید. از همان زمان به علوم ریاضیات علاقه داشت و آرزوی دانشمند شدن را در سر می پروراند اما در مدرسه یک شاگرد خودسر و بخصوص بد خط شناخته می شد و هرگز خود را در محدوده کتاب های درسی مقید نمی کرد بلکه چون با مطالعات آزاد سطح معلواتش از کلاس بالاتر بود همیشه سعی داشت در کتاب های درسی اشتباهاتی را گیر بیاورد و با معلمان به جر و بحث و چون و چرا بپر دازد !

پدر و مادرش از طبقه متوسط بودند با یک زندگی ساده در خانه اس شلوغ و فرسوده اما مملو از کتاب که عادت به مطالعه را در فرزندانشان تقویت می کرد. فرانک پدر خانواده پزشک متخصص در بیماری های مناطق گرمسیری بود و به همین جهت نیمی از سال را به سفرهای پژوهشی در مناطق آفریقایی می گذرانید. این غیبت های متوالی برلی بچه ها چنان عادی شده بود که تصور می کردند همه پدر ها چنین وضعی دارند. و مانند پرندگان هر ساله در فصل سرما به مناطق آفتابی مهاجرت می کنند و بعد به آشیانه بر می گردند. در عین حال غیبت های پدر نوعی استقلال عمل و اتکا به نفس در بچه ها ایجاد می کرد.

استیفن در 17 سالگی تحصیلات عالیه را در رشته طبیعی آغاز کرد و از همان زمان به فیزیک اختری و کیهان شناسی علاقه مند شد زیرا در خود کنجکاوی شدیدی می یافت که به رمز و راز اختران و آغاز و انجام کیهان پی ببرد. سالهای دهه 60 عصر طلایی کشف فضا- پرتاب اولین ماهواره ها و سفر هیجان انگیز فضانوردان به کره ماه بود و بازتاب این وقایع تاریخی در رسانه ها جوانان را مجذوب می کرد. بعلاوه استیفن از کودکی عاشق رمان های علمی تخیلی بود و مطالعه آن ها نیز بر اشتیاق او به کسب معلومات بیشتر در فیزیک و نجوم و علوم دیگر می افزود. او دوره سه ساله دانشگاه را با موفقیت به پایان برد و آماده می شد تا دوره دکترا را در رشته کیهان شناسی آغاز کند اما . . .



اما به دنبال احساس ناراحتی هایی در عضلات دست و پا استیفن در ژانویه 1963 یعنی آغاز بیست و یکسالگی مجبور به مراجعه به بیمارستان شد و آزمایش هایی که روی او انجام گرفت علائم بیماری بسیار نادر و درمان ناپذیری را نشان داد. این بیماری که به نام ALS شناخته می شود بخشی از نخاع و مغز و سیستم عصبی را مورد حمله قرار می دهد و به تدریج اعصاب حرکتی بدن را از بین می برد و با تضعیف ماهیچه ها فلج عمومی ایجاد می کند بطوریکه بمرور توانایی هرگونه حرکتی از شخص سلب می شود. معمولا مبتلایان به این بیماری بی درمان مدت زیادی زنده نمی مانند و این مدت برای استیفن بین دو تا سه سال پیش بینی شده بود.

نومیدی و اندوه عمیقی را که پس از آگاهی از جریان بر استیفن مستولی شد می توان حدس زد. ناگهان همه آرزوهای خود را بر باد رفته میدید. دوره دکترا-رویای دانشمند شدن - کشف رمز و راز کیهان - همگی به صورت کارکاتورهایی در آمدند که در حال دورشدن و رنگ باختن به او پوزخند می زدند. بجای همه آن خیال پروریهای بلند پروازانه حالا کاری بجز این از دستش بر نمی آمد که در گوشه ای بنشیند و دقیقه ها را بشمارد تا دوسال بعد با فلج عمومی بدن زمان مرگش فرا برسد.

به اتاقی که در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهایی ساعتها متفکر و بی حرکت ماند. خودش بعدها تعریف کرده است که آن شب دچار کابوسی شد و در خواب دید که محکوم به اعدام شده است و او را برای اجرای حکم می برند و در آن موقعیت حس کرد که هر لحظه زندگی چقدر برایش ارزشمند است. بعد از بیداری به یاد آورد که در بیمارستان با یک جوان مبتلا به بیماری سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فریادهایی می کشید. پس خود را قانع کرد که اگر به بیماری لادرمانی مبتلاست اما لااقل درد نمی کشد. بعلاوه طبع لجوج و نقادش که هیچ چیز را به آسانی نمی پذیرفت هشدار داد که از کجا معلوم که پیش بینی پزشکان درست از کار در بیاید و چه بسا که از نوع اشتباهات کتب درسی باشد!

اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بیشتری برای مبارزه با نومیدی و بدبینی داد آشنایی اش در همان ایام با دختری به نام (جین وایلد) بود که عد ها همسرش شد و نقش فرشته نگهبانش را به عهده گرفت. جین اعتقادات مذهبی عمیقی داشت و معتقد بود که در هر فاجعه ای بذراهی امید وجود دارد که با استقامت و قدرت روحی خود می تواند رشد کند. و بارور شود. باید به خداوند توکل داشت و از ناکامیهایی که پیش می آید خیزگاههایی برای کامیابی ساخت.

جین دانشجوی دانشگاه لندن بود اما تحت تاثیر هوش فوق العاده و شخصیت استثنایی استیفن چنان مجذوب او شده بود که هر هفته به سراغش می آمد و ساعتی را به گفتگوی با او می گذرانید و آمپول خوشبینی تزریق می کرد.آنها پس از چندی رسما نامزد شدند و استیفن تحصیلات دانشگاهی اش را از سر گرفت زیرا برای ازدواج با جین می بایست هرچه زودتر دکترای خود را بگیرد و کار مناسبی پیدا کند.

و او طی دو سال با اشتیاق و پشتکار این برنامه را عملی کرد در حالیکه رشد بیماری لعنتی را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به کمک یک عصا و سپس دو عصا راه می رفت. ازدواجش با جین در سال 1965 صورت گرفت و او چنان غرق امید و شادی بود که به پیش بینی دو سال پیش پزشکان در مورد مرگ قریب الوقوعش نمی اندیشید.

پروفسور استیفن هاوکینگ اکنون 61 سال داردو ظاهرا بیش از یک ربع قرن قاچاقی زندگی کرده است. البته اگر بتوان وضع کاملا استثنایی او را در حال حاضر زندگی نامید.!

پیش بینی پزشکان در مورد بیماری فلج پیش رونده او نادرست نبود و این بیماری اکنون به همه بدنش چنگ انداخته است. از اواخر دهه 60 برای نقل مکان از صندلی چرخدار استفاده می کند و قدرت تحرک از همه اجزای بدنش بجز دو انگشت دست چپش سلب شده است. با این دو انگشت او می تواند دکمه های کامپیوتر بسیار پیشرفته ای را فشار دهد که اختصاصا برای او ساخته اند و بجایش حرف می زند. و رابطه اش را با دنیای خارج برقرار می کند زیرا از سال 1985 قدرت تکلم خود را هم ازدست داده است.

در آن سال او پس از بازگشت از سفری به درو دنیا برای مدتی در ژنو بسر می برد که مرکز پژوهشهای هسته ای اروپاست و دانشمندان این مرکز جلسات مشاوره ای با او داشتند. یک شب که استیفن هاوکینگ تا دیر وقت مشغول کار بود ناگهان راه نفس کشیدنش گرفت و صورتش کبود شد بیدرنگ او را به بیمارستان رساندند و تحت معالجات اضطراری قرار دادند. معمولا مبتلایان به بیماری ALS در مقابل ذات الریه حساسیت شدیدی دارند و در صورت ابتلای به آن میمیرند که این خطر برای استیفن هاوکینگ هم پیش آمده بود و گرفتن راه تنفس او ناشی از ذات الریه بود. پس از چند روز بستری بودن در بخش مراقبتهای ویژه بیمارستان سرانجام با اجازه همسرش تصمیم گرفته شد که با عمل جراحی مخصوص مجرای تنفس او را باز کنند اما در نتیجه این عمل صدای خود را برای همیشه از دست می داد

عمل جراحی با موفقیت صورت گرفت و بار دیگر استیفن از خطر مرگ جست. هر چند قدرت تکلم خود را از دست داد اما با جایگزینی کامپیوتر مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافیانش حتی بهتر از سابق شد زیرا قبلا بعلت ضعف عضلات صوتی با دشواری و نارسایی زیاد صحبت می کرد. کامپیوتر سخنگو را یک استاد آمریکایی کامپیوتر در کالیفرنیت برای او ساخت و تقدیمش کرد. برنامه ریزی این دستگاه شامل سه هزار کلمه است و هر بار که استیفن بخواهد سخنی بگوید می بایست با انتخاب کلمات و فشردن دکمه های کامپیوتر به کمک دو انگشتش که هنوز کار می کنند جمله مورد نظرش را بسازد و صدای مصنوعی به جای او حرف می زند. البته اینگونه سخنگویی ماشینی طولانی تر است اما خود استیفن که هرگز خوشبینی اش را از دست نمی دهد عقیده دارد که به او وقت بیشتری می دهد برای اندیشیدن آنچه می خواهد بگوید و سبب می شود که هرگز نسنجیده حرف نزند.

ویلچر یا صندلی چرخدار استیفن که بوسیله آن رفت و آمد می کند نیز از پیشرفته ترین پدیده های تکنولوژی است و با نیروی الکتریکی حرکت می کند. وی اتکای زیادی به ویلچر خود دارد چون علاوه بر حرکت با آن وسیله ای برای ابراز احساساتش نیز محسوب می شود. مثلا اگر در یک میهمانی به وجد آید با ویلچرش به سبک خاص خود می رقصد و چنانچه صبر و حوصله اش را در مورد یک شخص مزاحم از دست بدهد در یک مانور سریع از روی پاهای او رد می شود !!! بسیاری از شاگردانش ضربه چرخهای ویلچر او را تجربه کرده اند و به گفته خودش یکی از تاسف هایش این است که طعم این تجربه را به مارگارت تاچر نچشانده است !

یکی از شگفتیهای این آدم مفلوج و نحیف که به ظاهر باید موجودی تلخ و غمزده و منزوی باشد شوخ طبعی و شیطنت کودکانه اوست که بخصوص در برق نگاه هوشمندانه و رندانه اش دیده می شود. در حالیکه اجزای چهره اش بی حرکت و فاقد هرگونه واکنش احساسی و عاطفی هستند اما چشمانش می درخشند.


انگار به هزار زبان با مخاطب سخن می گویند. او بهیچوجه خودش را منزوی نکرده است. به کنسرت و پارک می رود. در رستوران غذا می خورد. در انجمن های دانشجویان شرکت می کند. و سر به سر شاگردانش که همیشه او را سوال پیچ می کنند می گذارد. شیوه شیطنت آمیزش اینست که پاسخگویی را گاهی عمدا کش می دهد و در حالیکه پرسش کنندگان پس از چند دقیقه انتظار پاسخ مفصلی را برای سوال خود پیش بینی می کنند با یک کلمه بله یا نه از کامپیوتر سخنگویش همه را به خنده می اندازد.

این اعجوبه فاقد تحرک عاشق جنب و جوش و گشت و سیاحت است و تا کنون دوبار به سفر دور دنیا رفته و حتی از چین و دیوار باستانی آن دیدن کرده است. همچنین در صدها کنفرانس و سمینار علمی شرکت کرده است و به ایراد سخنرانی پرداخته است. که البته این سخنرانی ها قبلا در نوار ضبط و در روز کنفرانس پخش می شود.


پرفروشترین کتاب علمی

از نکات جالب دیگر در زندگی استیفن هاوکینگ یکی هم اینست که او در سالهای اولیه زناشویی اش با جین وایلد از او صاحب سه فرزند شد یک دختر و دو پسر. لذت پدری و احساس مسئولیت در تامین زندگی فرزندان یکی از مهمترین انگیزه هایی بود که او را در مقابله با مشکلاتش یاری داد زیرا با طبع لجوج و بلندپروازش اصرار داشت که بهترین امکانات زندگی و تحصیل را برای بچه هایش فراهم کند و این امر مخارج هنگفتی روی دستش می گذاشت. هزینه خودش هم کم نبود چون می بایست به دو پرستار تمام وقت و یک دستیار حقوق بپردازد و درامد استادی دانشگاه کفاف این مخارج را نمی داد. به همین جهت در اواسط دهه 80 به فکر نوشتن کتاب افتاد و در سال 1988 کتاب معروف خود به نام ( تاریخ کوتاهی از زمان) را منتشر کرد.{بزودی این کتاب را در سایت خواهیم آورد}

در این کتاب که به فارسی هم ترجمه شده است استیفن هاوکینگ به زبان ساده و قابل فهم عامه پیچیده ترین مسائل فیزیک جدید و کیهان شناسی و بخصوص ماهیت زمان و فضا را بررسی کرده و نظریات و محاسبات خودش را شرح داده است. بی آنکه خواننده را با فرمولها و معادلات ریاضی بغرنج گیج کند. اما به رغم سادگی بیان و جذابیت مباحث بسیاری از مردم از آن سر در نمی آورند. زیرا ایده های مطرح شده در کتاب در سطح بالای علمی است. با وجود این کتاب مزبور 8 میلیون نسخه به فروش رفته و 183 هفته در لیست 10 کتاب پرفروش جهان قرار داشته است و طبعا چنین موفقیت بیمانندی مشکلات مادی استیفن را برای همیشه حل می کند.

کتاب جدید استیفن به نتایج پژوهشها و یافته های او درباره ی سیاهچاله ها اختصاص دارد. این اجرام مرموز و فاقد نورانیت آسمانی که بر اساس تئوری پذیرفته شده ای در سالهای اخیر از فروریزی و تراکم ستارگان سنگین وزن پس از اتمام سوخت هسته ای آن ها پدید می آیند ستارگان دیگر را در اطراف خود می بلعند و با افزایش جرم و در نتیجه دستیابی به نیروی جاذبه قویتر به تدریج ستارگان دورتر را به کام می کشند. بدینگونه در سیاهچاله ها ماده به حدی از تراکم می رسد که هر سانتی متر مکعب آن می تواند میلیونها و حتی میلیاردها تن وزن داشته باشد و نیروی جاذبه آنچنان قوی است که نور و هیچگونه تشعشعی امکان خروج از سطح آن ها را ندارد. به همبن جهت ما هرگز نمی توانیم حتی با قویترین تلسکوپها این غولهای نامرئی را ردیابی کنیم.

اما استیفن هاوکینگ در کتاب تازه اش برداشتهای متفاوتی از سیاهچاله ها ارائه داده است و با محاسبات خود به این نتیجه می رسد که این اجرام بکلی فاقد نورانیت نیستند و بعلاوه موادی را که از ستارگان دیگر جذب و بلع می کنند در مرحله نهایی تراکم به حالتی انفجار گونه از یک کانال دیگر بیرون می ریزند. منتها آنچه دفع می شود به همان صورتی نیست که بلعیده شده است. به عبارت دیگر سیاهچاله ها نوعی بوته زرگری هستند که طلا آلات مستعمل را به شمش تبدیل می کنند. از کانال خروجی عناصر تازه در یک جهان نوزاد تزریق می شود که می توان آن را در مقابل سیاهچاله ( سپید چشمه) نامید.

شاید سالها طول بکشد تا صحت و سقم نظزیه های جدید استیفن هاوکینگ روشن شود زیرا آنقدر تازگی دارد که عجیب به نظر می رسد. اما عجیب تر از آن مغز این مرد است که این نظزیه پردازی ها و رهگشائیها از آن می تراود. او برای محاسبات طولانی و پیچیده ریاضی و نجومی خود حتی از نوشتن ارقام روی کاغذ محروم است و باید همه این عملیات بغرنج را در مغز خود انجام بدهد و نتایج را در حافظه اش نگهدارد بدینگونه فقط با مغزش زنده است و به قول دکارت چون فکر می کند پس وجود دارد.

اما این موجود این آدم معلول و نحیف و عاجز از تحرک و تکلم یک سرمشق است . . . .

برای آن ها که با امید و استقامت و تلاش بیگانه اند . . .

برای آن ها که تواناییهای انسان و ارزش اندیشه سالم و سازنده را دست کم می گیرند . . .

برای بدبین ها و منفی باف ها که در افق دید خود جهان را به گونه سیاهچاله ای مخوف و ظلمانی می بینند . . . .

به سخن استیفن هاوکینگ : ( در آنسوی هر سیاهچاله سپید چشمه ای وجود دارد )