شكر
أود أن أشكر رولف ستكلير بالمؤسسة القومية للعلم لإرساله الأشرطة الصوتية
لندوة «حافة العلم» التي قدت في اجتماع للجمعية الأمريكية لتقدم العلم في
وبالإضافة؛ فإني أود أن أشكر العلماء الآتية أسماؤهم لما أرسلوه من نسخ
لأوراق بحوثهم بعد أو قبل طبعهاء أو لأنهم ناقشوا معي أعمالهم؛ وهم:
المؤلف

المحتويات
مقدمة الطبعةالبريطانية
1 علم الفيزياء وعلم الكونيات اليوم
‎)١(‏ طبيعة المادة
( النموذج العياري.
(© الانفجار الكبير
منطقة التخوم من العلم
(3) ما بعد النموذج العياري
© الكون غير المرثي
( أبعدالأشياء في الكون
3 ما بعد منطقة التخوم: على حدود العلم
الأوتار الفائقة: أهي فيزياء القرن الواحد والعشرين
أم لاهوت العصور الوسطى؟.
4 هوامش وحواف العلم.
(10) على الحافة
معجم
مراجع مختارة

مقدمة للطبعة البريطانية
التي تتقدم سريعاً؛ وأن أناقش بعض ما يشغل تفكير العلماء الذين ينشدون التقدم
وليس من السهل أن يلاحق المرء كل ما يحدث. فأثناء قيامي بالمراجعات
النهائية مخطوطة الكتاب» حدث تدفق من الاكتشافات الجديدة. وتم إعلان
اكتشافات أخرى جديدة بعد أن أرسلت الكتاب لناشري الأمريكي؛ ووجدت
نفسي أضيف مواد جديدة خلال عملية الطبع.
في الولايات المححدة. وقد يظن المرء أنه قد تم أثناء ذلك تسجيل عدد من النتائج
ولست أعني هنا التلميح بأن البحث في المواضيع التي أناقشسها قد وصل إلى
والتجارب تجرى» وأوراق البحث تنشر في المجلات العلمية. وإنما الأمر فقط أنه لم
تختص بطبيعة الكون.

النظرية والعجربة:
قبل أن أناقش طبيعة هذه الأسرارء مسيكون من الضروري طرح بعض
الكونيات وعلم فيزياء الجسيمات ذات الطاقة العالية. وأعتقد أن أسباب ذلك
واضحة. فهذان المجالان العلميان ليسا فقط أسرع ما يتقدم في المجالات العلمية في
المجالين يجهدون لفهم طبيعة الواقع الفيزيائي. وعلماء الكونبات يحاولون فهم
طبيعة الكون؛ بينما علماء فيزياء الجسيمات يحاولون اكتشضاف أسرار الطبيعة.
التجربة وأخذ العلماء ينظرون ليخمنوا أفكاراً لا يمكن بعد اختبارها في المعمل.
وفي بعض المجالات ذهب تخمين النظريات أماماً إلى مدى بعيد حتى أن العلماء
يخشون من إن بعض الأفكار الجديدة لن يتم إخضاعها للفحص السجربي إلا في
وقت ما من القرن التالي.
اتخاذ سمة ميتافيزيقية (ولعله ينبغي علي هنا أن أبين أني أستخدم كلمة
مقدورهم رؤية أوجه للتوازي ما بين نظريات الفيزياء وبين الأفكار التي تصاحب
الميتافيزيقية. فهم يسألون كيف نشاً الكون؛ ويطرحون أسئلة عن طبيعة المكات

خلال سياق النظريات الرياضية الموجودة. وإذا غامر المرء بالدخول إلى مناطق لم
ادهاء فإن من الضروري الإبقاء على روابط تربط بالعالم المعروف.
طتعيفة على وجه الخصوص. وحتى يصبح من الممكن تقويتهاء فإنه سيكون من
الضروري الحصول على مزيد من المعطيات التجريية. فالنظرية قد تحركت أماماً
بسرعة هائلة؛ ويجب الآن إعطاء الفرصة للتجربة حتى تلحق بهاء
يسبق
سر طبيعة المادة:
فيزياء الجسيمات ذات الطاقة العالية سوف يتعرض سريعاً لتغير عنيف. وفي خلال
سنوات معدودة؛ سوف يمكن تشغيل جهاز جديد لتعجيل الجسيمات له قوة هائلة.
وقد سمي بالمعجل فائق التوصيل والاصطدام أو إس إس سي (©55)
سوف يستهلك 0© مليون وات من الطاقة؛ وسوف يمك العلماء من سير
المادة بعمق يصل إلى مناطق هي أصفر بئات آلاف المرات من قطر البروتون.
وما أن تتاح الفرصة للعلماء لإجراء تجارب على جهاز إس إس سي فإنه سينتج
عنه فيما يحتمل سلسلة من الاكتشافات الجديدة. وقد بين علماء الفيزياء النظرية أن
ثمة أسباباً معقولة تدعو إلى الإيمان بوجود حشد الأصناف المختلفة من الجسيمات
الأفكار السائدة الآن عن طبيعة المادة سيتم تأكيدهاء فيستطيع العلماء المنظرون البدء

يكون ثمة مكسب من ذلك بالنسبة للمعرفة العلمية. وسوف يعرف العلماء أن من
يصبحون مشغولين بخاصة لو حدث أن اكتشفوا جسيمات لم يكونوا يتوقعونهاء
الأمر الذي حدث في مرات كثيرة من قبل في تاريخ الفيزياء.
سر طبيعة الكون:
إذا كان علماء فيزياء الجسيمات يتطلعون إلى المستقبل في توقع للأحداث» فإن
الوضع الحالي في مجال علم الكونيات يمكن أن يوصف بأنه وضع «مشوش».
فخلال العام الماضي أو ما يقرب من ذلك؛ لم يحدث إلا تقدم قليل في سبيل حل
بعض ألغاز علمية معينة محيرة. وعلى العكس» فإن الأسرار زادت غوراً.
وأحد هذه الأسرار يتعلق بحقيقة أن العلماء مازالوا لا يعرفون بعد مما قد صنع
الكون. وقد لاحظ علماء الفلك أن ثمة شسيعاً ما هناك يمارس شداً جاذيياً على
الغامض؛ فهو موجود بمقدار أكبر كثيراً مما هو موجود من المادة الممتادة» أي ذلك
كذلك» وهي في الحقيقة غير مرتية بلمرة.
ومن الجائز أن المادة المظلمة قد تكون مصنوعة من سحب كثيفة من بعض نوع
في العجارب التي سشجري على معجل اس اس سي فربما سيحدث أن تشحرك
خطوة تقرياً من فهم طبيعة المادة المظلمة أيضاً. على أنه من المؤكد غالباً أن ستظل
هناك أسرار عميقة باقية.
والمشكلة المميرة بأكشر من هذه المشاكل هي مشكلة تكون المجرات. والنجرات
مجموعات هائلة من النجوم. ومجرتناء أي مجرة درب النبانة؛ تحوي حوالي ماثة
والمجرات هي أكثر ملامح الكون أهمية. وعندما يرصد علماء الفلك أعماق الفضاء

بالتليسكوبات القوية؛ فإنهم لا يكادون يرون شيا سوى مجرات من أشكال
وأحجام مختلفة.
والمشكلة هي كالتالي: لقد قرر علماء الفلك أن امجرات قد تكونت خلال آلاف
معدودة من ملايين السنين بعد الانفجار الكبير الذي يحدد نشأة الكون. وبلغة علم
أعظم عدد من المؤيدين ‏ هي نظرية «المادة المظلمة الباردة»» التي تم توصيفها في
الفصل السادس. على أنه أثثاء كتابتي لهذاء توصل العلماء بصورة أو بأخرى إلى
الإجماع على أن هذه النظرية سيلزم نبذها. والمشكلة هي أنه كلما رصد علماء
الفلك مشاهدات أكثر» فإن فترة تكوين المجرات تدفع وراء إلى أزمنة أكثر وأكثر
تبكيراً. وفي كل مرة يحدث فيها هذاء تصبح نظرية المادة المظلمة الباردة نظرية
تقل قدرتنا على الدفاع عنها بعض الشيء. وفي أول الأمر بدا وكأن فكرة تكوين
ولم تمكن أي نظرية مما سأناقئسه في هذا الكتاب من أن تجمع حولها قدراً
وبعض هذه النظريات فيها مشساكل أشضد خطورة من المشاكل التي تصاحب
نظرية المادة المطلسة الباردة. وبعض النظريات الأخرى لا تبدو من غير المعقول»

نعم الانفجار الكبير قد حدث.
المواضيع العلسية همي أحياناً مما لا يتم تحريره في وسائل الإعلام العامة بصورة
عند إعلان أفكار علسية جديدة أن يسيء العلماء أنفسهم تفسير بعضهم للبعض.
وإذن فلن يكون من المدهش حقاً أن نكتشف أن المحققين الصحفيين الذين يجروت
المقابلات مع العلماء يمكن أحياناً إدانتهم بتهم عدم الدقة.
نظرية المادة المظلسة الباردة تسجل أحياناً على أنها مشاكل في نظرية الانفجار
الكبير نفسها.
وأود إذن أن أؤكد على أن البرهان على أن الكون قد بدأ بانفجار كبير منذ ما
يقرب من خمسة عشر ألف مليون سنة» مازال يبدو برهاناً ساحقاً. ومن المؤكد أن
الأفكار العلمية هي مما يتغير فعلاً» وكثيراً ما تنبذ النظريات. وليس مما لا يقبل
التصور أن هذا قد يحدث في النهاية لنظرية الانفجار الكبير. على أنه لا يوجد إلا
قلة من العلماء يؤمنون بأن هذا مما يحتمل أن يحدث في أي وقت عاجل, هذا إن
كان سيحدث على الإطلاق. ومازال البرهان على وجود انفجار كبير يدو برهاناً
والمشكلة وحسب هي أن نظرية الانفجار الكبير لا تتوافق بسهولة مع ظاهرة
تكوين المجرات. وليست هذه مشكلة بسيطة. والحقيقة أنه قد يكون من الشيق أن
نبين في هذا السياق أنه لو كانت المجرات غير موجودة (كما تقول النظرية بأنها
مجرات» وليس في تلك المناطق الممشدة الباردة المعادية الشي تشغل الفضاء ما بين

علم الفيزياء
وعلم الكونيات اليوم