تخيل لو أتيحت لك فرصة تعديل الكون بالشكل الذي يحلو لك، لكن مع الحفاظ على خاصية ملاءمة الكون للحياة. إن الكون على شكله الحالي جيد بما يكفي، لكن ما هو مقدار التغييرات الممكن عملها دون إفساده؟ يمكنك التخلص من بعض المجرات أو بعض الثقوب السوداء العملاقة، أيضًا من الممكن الاستغناء عن بعض النجوم الصغيرة والكواكب الضخمة. لكن على المستوى الذري لن تستطيع إلا التخلص من قلة من العناصر؛ إذ إن أغلبها له دور يلعبه في قصة الحياة.1 أما على المستوى الأصغر فيفضل أن تترك الأمور دون المساس بها. إن التخلص من الإلكترونات مثلا سيكون أمرًا كارثيا؛ إذ سيستحيل وقتها إجراء التفاعلات الكيميائية أيضًا سينجم عن التخلص من النيوترونات إفساد كل العناصر الكيميائية خلا الهيدروجين. إن مخزون الجسيمات الأساسية ليس بالمكان الذي يفضل العبث به، بل إن حتى تعديل خصائص هذه الجسيمات سيكون أمرًا خطيرًا.
في ظل ضرورة الحفاظ على الأمور على حالها، يتداعى للعقل السؤال عن سبب تالف الكون من العناصر التي يتألف منها. لماذا توجد الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات وغيرها من المكونات الذرية؟ لماذا تتمتع هذه الجسيمات بالخصائص التي تملكها؟ لم تمتلك جميع الجسيمات كتلا وشحنات كهربية محددة، وليس غيرها؟ منذ خمسين عاما لم يهتم أحد بالتفكير في مثل هذه الأسئلة، لكن اليوم يوجد إحساس عام بين علماء الفيزياء بأنه من المفترض بنا أن نكون قادرين على الإجابة عليها؛ بمعنى أن جميع الجسيمات الأساسية وخصائصها ليست اعتباطية، بل من المفترض أن تكون قابلة للتفسير في ضوء نظرية أعمق؛ نظرية توحد جميع مكونات المادة على اختلافها أحيانًا ما تسمى المحاولات الهادفة لذلك، بقدر من المبالغة، بنظريات كل شيء.
في القرن الخامس قبل الميلاد قدم الفيلسوفان الإغريقيان ليوسيبوس وديموقريطس تفسيرًا كاملا للعالم المادي. عاش هذان الفيلسوفان القديمان في زمن يسبق وجود أي شيء يشبه العلم ولو من بعيد، إلا أنهما كانا يتمتعان بقوة الملاحظة ومهارة التفكير كما المنطقي. هو الحال معنا، تفكر هذان الفيلسوفان في أسئلة كبيرة تتعلق بالكيفية التي يُبنى بها الكون، ومن أين أتى، ومِمَّ يتألف. وصل هذان الفيلسوفان إلى مراتب عالية في التفكير المنطقي والرياضي والغيبي وآمنا بأن الكون يمكن فهمه عن طريق التطبيق الحريص المنهجي للنقاش المنطقي.
كانت المشكلة المزعجة التي استدعت تفكيرًا عميقًا من فلاسفة الإغريق تتمثل في طبيعة التغيير. كيف تستطيع جوزة البلوط التحول إلى شجرة؟ كيف يتحول الماء إلى بخار؟ وبصفة عامة، كيف يمكن لشيء أن يصير شيئًا آخر؟ تكمن الصعوبة، كما رآها الإغريق في أن الأجسام المادية لها هويات (وبهذه الكيفية نستطيع تسميتها). لذا، إذا كان شيء ما هو (أ)، فكيف يتحول إلى (ب) دون أن يكون (ب) من الأساس؟ كيف يمكن أن يتحول الشيء إلى ما ليس عليه؟ خلص بعض الفلاسفة من هذه المعضلة المحيرة إلى أن التغيير ليس إلا وهما، وذهب آخرون إلى العكس تمامًا زاعمين أن لا شيء له هوية ثابتة، وأن كل شيء في حالة من التقلب المستمر.
وجد ليوسيبوس وديموقريطس طريقًا بارعًا للخروج من هذا المستنقع الفلسفي، بأن افترضا أن الكون يتألف من لا شيء سوى جسيمات ضئيلة غير قابلة للتقسيم تتحرك في فراغ. الجسيمات نفسها لا تتغير؛ إذ إنها كيانات بدائية غير قابلة للتحلل تحتفظ بهوية ثابتة على الدوام. نفس الشيء ينطبق على الفراغ؛ إذ إنه غير قابل للتغيير. إلا أن «حركة» هذه الجسيمات داخل الفراغ هي التي تسبب تغير مظهرها وفق هذا النظام تتكون المادة على اختلافها من ترتيبات متباينة من الجسيمات، وما عملية التغيير إلا عملية إعادة ترتيب للجسيمات. أطلق الفلاسفة على هذه الجسيمات اسم الذرات، أو atomos (وهي الكلمة المؤلفة من مقطعين هما a بمعنى لا وtomos بمعنى «متجزئ»)، ومن هذه الكلمة جاءت الكلمة الإنجليزية للذرة atom
هدفت النظرية الذرية للمادة إلى إعطاء تفسير كامل موحد للعالم المادي. كانت طبيعة الذرات غير القابلة للتقسيم جانبًا حيويًا في هذه النظرية؛ إذ إنها اعتمدت على أن للذرات هوية ثابتة. وإذا كان بالإمكان تقسيم الذرات فهذا يعني أن بمقدورها أن تتغير، وهو ما سيعود بالفلاسفة لنقطة البداية؛ حيث يكون عليهم محاولة تفسير كيفية تحول الشيء إلى آخر. كانت فكرة أنصار النظرية الذرية تقضي بأن الذرات تأتي في أشكال وأحجام متنوعة، لكنها في حدود بعينها كانت متطابقة. وبهذا يمكن أن تكتمل النظرية فقط بجرد جميع أنواع الذرات المختلفة، وتحديد أشكالها وأحجامها، ثم تحديد كيفية التصاقها معًا. عندئذ، نظريًا، يمكن تفسير كل شيء، وكل عملية فيزيائية في العالم، في ضوء مكوناتها الذرية.
هوامش
(1) Even uranium plays a role in life on Earth. Its slow radioactive decay over billions of years keeps the interior of our planet hot, driving the convection currents that move the continental crust around, an essential process for recycling carbon and other substances used to maintain our ecosystem.
