تحلیل علمیTENET؛ بررسی آخرین دستپخت نولان از نگاه دانش

مقدمه: یکی از مشکلات جدی مخاطبان با آثار علمی تخیلی سخت (آثاری که در آن دقت علمی بسیار زیاد است و همین سبب میشود که مخاطب در مواجهه با حجم زیادی از تئوری و نظریه علمی و عدد و رقم سردرگم شود) این است که فیلم بر مبنای فرضیاتی بنا شده که مخاطبان گاها تا همان لحظه آغاز فیلم از آنها بی اطلاع بوده و چیزی در موردشان نمیدانسته است. فیلم تنت نیز چنین اثری است و به خاطر همین من تلاش کردم در این متن با بررسی بسیاری از مفاهیم، کاری کنم که حداقل ایده اصلی فیلم ( یعنی وارونگی زمان) برای مخاطبان گنگ نباشد.برای این که بفهمیم آخرین ساخته کریستوفر نولان از نظر علمی چه قدر دقیق است، نیاز داریم از یکسری مفاهیم پایه علمی باخبر باشیم و با اطلاع از آنها به شكلي تدريجي برسيم به مسئله ي كاركرد علم در آثار سينمايي نولان. به خاطر همین من تلاش کردم تمامی این موارد را به صورت خلاصه و ساده برای شما یادآوری کنم:1) نظم و بی نظمی:نظم و بی نظمی از دیدگاه علم ترمودینامیک به سادگی برداشت ما از این کلمات در زندگی روزمره نیست. برای مثال یک واگن پر از مسافر مترو را در شلوغترین بازه زمانی شبانه روز تصور و تلاش کنید این تصویر را در ذهنتان با همان واگن، این بار در خلوت ترین حالت ممکن در ابتدای روز یا انتهای شب مقایسه کنید. با یک دیدگاه غیر تخصصی بدیهی است اگر فکر کنیم بی نظمی واگن مترو در حالت اول خیلی بیشتر از بی نظمی همین واگن در حالت دوم است، ولی این طرز فکر کاملا غلط است زیرا علم ترمودینامیک بی نظمی را با توجه به مفهومی به نان آنتروپی بررسی میکند؛ با توجه به مفهوم آنتروپی وقتی واگنی خلوت باشد، برای هر مسافر جدیدی که وارد قطار میشود انتخاب های بیشتری برای نشستن وجود دارد، زیرا صندلی های زیادتری خالی هستند اما در حالت شلوغ تر، به خاطر اینکه فضای کمتری وجود دارد و جا به جایی سختتر است، پخش شدن و انتشار یافتن دشوارتر خواهد بود. 2) آنتروپی:حالا با رسیدن این مثال وقتش رسیده که کمی درباره آنتروپی صحبت کنیم. احتمالا شما هم وقتی که این دیالوگ دانشمند فیلم تنت را شنیدید به خاطر دارید که وقتی میخواست فلسفه حرکت معکوس زمانی فیلم را توضیح دهد، به آنتروپی منفی اشاره کرد. فعلا کاری به پسوند منفی نداریم، ولی واقعا کلمه آنتروپی که در ابتدای این عبارت به کار گرفته میشود به چه معناست؟ آیا میشود آنتروپی را معادل همان بی نظمی درنظر گرفت؟ راستش در اینجا هم پاسخ تقریبا خیر است. در دوران مدرسه و دانشگاه، کتاب‌های درسی ما، انتروپی را به‌عنوان معیاری برای سنجش بی‌نظمی معرفی کرده‌اند و این جمله‌ی معروف را بارها شنیده‌اید که انتروپی و بی‌نظمی جهان رو به افزایش است. البته چنین تعریفی نادرست نیست؛ اما درک خاصی از انتروپی به ما نمی‌دهد. حالا آنتروپی واقعا به چه معنا است؟ در واقع، انتروپی مفهومی است که به انرژی معنا می‌دهد؛ زیرا انرژی زمانی قابل استفاده است که قابلیت پخش شدن داشته باشد. انتروپی همان میزان تمایل، به پخش و انتشار یک انرژی انباشته شده است. در بسیاری از کتاب‌های درسی برای معرفی انتروپی از تمثیل اتاق مرتب و اتاق نامرتب استفاده می‌کنند و این‌طور نتیجه‌گیری می‌کنند که اتاق نامرتب انتروپی بیشتری از اتاق مرتب دارد. در صورتی که این نتیجه‌گیری دقیق نیست. بی‌نظمی انتروپی از جنس بی‌نظمی تعریف شده در ذهن ما نیست. سیستمی که حجم بیشتری دارد، مکان‌های بیشتری هم برای حضور مولکول‌ها خواهد داشت و مولکول‌ها موقعیت‌های بیشتری برای جابه‌جایی دارند؛ پس در مقایسه ی این دو اتاق، انتروپی اتاقی بیشتر است که فضای بیشتری داشته باشد. در واقع مفهوم آنتروپی در تاریخ علم بشریت، با توجه به نیازهای بشر در دوران انقلاب صنعتی شکل گرفت. زیرا در این دوران انرژی هدر رفته حین کار کردن ماشین ها، به صورت گرما بروز پیدا میکرد و این گرما هم در حالت عادی به صورت متمرکز منتشر نمیشد که این مسئله راندمان ماشینها در آن زمان را به شکل قابل توجهی کاهش میداد.3) آنتروپي يك پديده آماري است:فرض كنيد شما از آن دسته افرادي هستيد كه عاشق حل پازل هستند و به همين خاطر يك پازل نصفه و نيمه را با حدود هزار قطعه در بالاي كمد خود نگه داشته ايد تا در وقت آزادتان حلش را شروع كنيد. حالا دوباره فرض كنيد كه در اتاق شما زلزله اي رخ بدهد و تمام قطعات پازل از بالاي كمد پايين بريزند و روي زمين ولو شوند. به نظر شما احتمال اينكه قطعات جوري روي زمين بيفتند و در كنار هم قرار بگيرند كه پازل تكميل شود و تصوير مد نظر طراح پازل ساخته شود چه قدر است؟ يك بر هزار؟ يك بر ميليون؟ ميليارد؟ تيليارد؟ آيا ميشود گفت كه اين احتمال صفر است؟ صفر حدي شايد، ولي صفر مطلق خير. حالا يك ليوان آب جوش را در نظر بگيريد كه روي يك ميز قرار داده شده است. تمام ايده ها و دانسته هاي قبلي تان را دور بريزيد و تصور كنيد جزو مردمان غارنشيني هستيد كه تا به حال در زندگيشان آب جوش نديده اند و فقط مفهوم آبي كه تا اين حد داغ باشد را درك ميكنند. حالا در اين حالت اگر از شما بپرسند كه با گذشت زمان دماي آب چه تغييري ميكند، آيا باز هم با قاطعيت ميتوانيد بگوييد آب داغ خنك تر ميشود؟ اصلا چرا در اين زمان نبايد اين احتمال به ذهنتان خطور كند كه با گذشت زمان دماي آب بالاتر نرود و داغ تر نشود؟ خب اگر حتي مرتكب اين اشتباه هم ميشديد و تصور ميكرديد كه در گذر زمان به داغتر شدن آب بيانجامد، با صرف نظر كردن از قانون دوم ترموديناميك كه در ادامه سراغش خواهيم رفت باز هم تصورتان غلط نبود، زيرا با توجه به مفهوم آنتروپي كه آن را شاخصی برای اندازه‌گیری میزان پخش و انتشار انرژی در نظر گرفتيم، ميتوان گفت یک انرژی انباشته راه‌های زیادی برای آزاد شدن دارد و به همين خاطر است كه می‌توانید این احتمال را بپذیرید که امکان داغ‌تر شدن آب جوش داخل فنجان هم وجود دارد، زيرا از نقطه نظر آماری انرژی ناشی از برخوردهای مولکولی داخل فنجان می‌تواند متمرکز شده و چای را داغ‌تر کند. اما این احتمال عددی یک روی چند تریلیارد است! زیرا راه‌های آزاد شدن انرژی بیشتر از متمرکز شدن آن است، ولي خب به هر حال چنين احتمالي وجود دارد و اين مسئله فقط و فقط به خاطر آماري بودن مفهوم آنتروپي است. 4) قانون دوم ترموديناميك:قانون دوم ترموديناميك، با توجه به متن عيني كتاب اسميت ون نس، جلد اول صفحه 177 مطابق زير تعريف ميشود: (( امكان ندارد هيچ دستگاهي وجود داشته باشد كه تنها عمل آن اتقال گرما از يك منبع با دماي پايين تر به منبعي با دماي بالاتر باشد )) با توجه به اين تعريف است كه ما نميتوانيم هيچ وقت يك ليوان آب جوش را در محيط عادي قرار دهيم و انتظار داشته باشيم بر اثر جنب و جوش مولكولهاي هوا دماي آن افزايش يابد؛ زيرا طبق قانون دوم ترموديناميك اين فرآيند به شكل خود به خود انجام نميشود و نيازمند عمل ديگري همانند كار است. حالا بياييد قانون دوم را با توجه به آنتروپي تعريف كنيم. در اين حالت ميتوان گفت كه قانون دوم ترمودینامیک‌ با تمام هیاهویش فقط در یک جمله خلاصه ميشود: انتروپی جهان در حال افزایش است! يعني که انرژی در جهان مادی، به هر شکلی که باشد، یا پراکنده می‌شود یا گسترش پیدا خواهد کرد. به همين خاطر است كه ليوان آب جوش با گذر زمان سردتر خواهد شد، زيرا انرژي گرمايي درون ليوان تمايل به پخش شوندگي دارد و همين افزايش تمايل يا آنتروپي است كه باعث ميشود دماي ليوان به عنوان سيستم كاهش پيدا كند و دماي هواي اطراف آن به عنوان محيط افزايش! اين بدين معناست كه هر چيزي در اين جهان به عنوان سيستم تمايل دارد تا به شكل پايدارتري وجود داشته باشد، يعني به شكلي كه انرژي آن كمتر باشد نه بيشتر.5) پيكان زمان: زمان در همواره در حال جریان است و فقط یک جهت رو به جلو دارد. به این ترتیب، هر گذشته اي را به سمت آينده می‌برد. آرتور ادینگتون، ستاره شناس بریتانیایی، این رفتار زمان را پیکان زمان نامیده است. پيكان زمان همان چيزي است كه نولان در فيلمهاي اخيرش بارها با آن بازي كرده است. اگر پيكان زمان را با توجه به قانون دوم ترموديناميك براي خودمان بازآفريني كنيم، از آنجا كه آنتروپي جهان به شكل مداوم در حال افزايش است ميتوان گفت هر ماده فرضي اولي كه پايداري كمتري (يا انرژي بيشتري) نسبت به ماده فرضي دومي داشته باشد، از نظر زماني از ماده دوم قديمي تر است و بالعكس. بنابراين وقتي ميگوييم در فيلم تنت قرار است جريان زمان تغيير كند، دقيقا داريم به همين مفهوم اشاره ميكنيم. مثلا وقتي در جايي از فيلم مامور اصلي بي نام و نشان ماشه را فشار ميدهد و گلوله شليك شده به سر جايش در درون اسلحه بازميگردد، در واقع ماده دارد از حالتي با انرژي كمتر ( گلوله شليك شده ) به حالتي با انرژي خيلي بيشتر ( گلوله آماده شليك درون اسلحه) گذر ميكند كه اين امر ممكن نيست مگر با معكوس شدن جريان زمان. يعني ميتوان گفت كه حركت وارونه زمان ممكن است، صد البته اگر و فقط اگر آنتروپي مفهومي آماري داشته باشد كه همان طور كه قبلا روي اين مسئله بشدت تاكيد كرديم، آنتروپي مفهومي آماري است.خب حالا كه همه اين مفاهيم را با هم مرور كرديم نوبت آن رسيده كه از خودمان اين سوال را بپرسيم: ايده اصلي فيلم نولان از كجا مي آيد؟ بايد بگويم از تئوري پردازي ها و كشفيات دو تن از بزرگترين فيزيكدانان تاريخ بشريت، يعني ريچارد فاينمن و جيمز كلارك ماكسول. فاينمن فهميد كه يك ذره و پاد ذره و يا ماده و پادماده كه در يك ميدان حاوي انرژي قرار ميگيرند، اگر با هم تبادل انرژي داشته باشند ميتوانند دچار حركت معكوس در جريان زمان بشوند، به نحوي كه يكي از آنها حركتش را به سمت آينده ادامه دهد و ديگري به سمت گذشته حركتي معكوس داشته باشد.از طرفي هم از آنجا كه در قسمتي از فيلم روي ديوار دفتر لارا، جدولي مربوط به آزمايش ماكسول به چشم ميخورد، ميتوان گفت كه نولان هنگام پي ريزي ايده اصلي فيلم تنت، نگاهي هم به اين آزمايش ذهني داشته است. جیمز کلارک ماکسول در سال ۱۸۶۷ یعنی در ۱۴۹ سال پیش، یک آزمایش فکری جالب به نام شیطان ماکسول را مطرح کرد كه برای اثبات نقض قانون دوم ترمودینامیک طراحی شده بود. همانطور كه اشاره كرديم، قانون دوم ترمودینامیک می گوید در جهان هستي انتروپی همیشه افزایش می یابد. اما ماکسول با مطرح کردن این آزمایش فکری، سعی کرد تا چگونگی نقض این قانون را نشان دهد. ماکسول می گوید فرض کنید جعبه ای داریم که حاوی ملکول های گاز در حال تعادل است. این جعبه توسط یک دیواره ی عایق به دو قسمت مساوی A و B تقسیم شده است. حالا فرض کنید درست در همین دیواره ی عایق، یک درب وجود دارد که توسط دربانی به نام شیطان ماکسول باز و بسته می شود. همه چیز در اختیار شیطان ماکسول است. او قسمت A را بیشتر دوست دارد و به ملکول هایی که سرعت بیشتری نسبت به سرعت متوسط ملکول ها دارند اجازه می دهد تا وارد آن (A) شوند. از طرفی به ملکول هایی که دارای سرعت متوسط کمتری نسبت به سرعت متوسط ملکول ها دارند، فقط اجازه ی رفتن به قسمت B را می دهد. به این ترتیب، قسمت A رفته رفته، گرم تر و قسمت B سردتر می شود، زيرا جنب و جوش گازها در قسمت A بیشتر است و در قسمت B کمتر. در نتیجه بدیهی است که انتروپی قسمت B کاهش می یابد ( یادتان نرود که آنتروپی را به صورت تمایل انرژی به انتشار تعریف کردیم.) در این آزمایش و در پایان فرآیند، می توان از این نیروی اجباری شیطان ماکسول، کار هم استخراج کرد که این اتفاق در تناقض با قانون دوم ترمودینامیک است. پس میتوان گفت که در آزمایش شیطان ماکسول پیکان زمان معکوس میشود و فرد فرضی میتواند با استفاده از این اتفاق به آینده یا گذشته سفر کند که این امر در فیلم توسط نوعی دروازه صورت میپذیرد که دو در دارد، یک در برای ورود و دیگری برای خروج تا بتوان مطمئن بود فرد با نسخه خودش در گذشته یا آینده تماسی ندارد و جهان در اثر این تماس منفجر و متلاشی نمیشود.وسواس نولان؛ احمقانه و خنده دار:حالا میرسیم به جایی که نولان به شدت در آن اشتباه بزرگی انجام میدهد. اشتباهی که راستش را بخواهید حین مطالعه بحث و گفتگویی که در پیج سعید سیمرغ، مترجم مشهور علمی تخیلی رخ داده بود به آن پی بردم. نولان در این فیلم دنیای معکوسی را در نظر میگیرد که در آن پیکان زمان وارونه است و قانون دوم ترمودینامیک هم در آن صدق نمیکند. بیایید اسم این حالت از جهان را بگذاریم دنیای وارونه. نولان در این فیلم تاکید میکند که اکسیژن دنیای وارونه قابل تنفس نیست و به همین خاطر است که شخصیتهای اصلی فیلم که وارونه نیستند، وقتی وارد این دنیا میشوند با خودشان کپسول اکسیژن حمل میکنند، زیرا این گونه فرض میشود که اکسیژن دنیای وارونه قابل تنفس نیست. خب در این حالت چرا اصلا باید فوتونهای دنیای وارونه توسط گیرنده های عصبی چشمان افراد وارونه دریافت شود؟ چرا آنها باید قادر باشند امواج صوتی در دنیای وارونه را بشنوند؟ مگر غیر از این است که طبق منطق فیلم زمان در دنیای وارونه معکوس است و به خاطر همین برای فردی که از دنیای عادی به اینجا آمده حرکت فوتونها یا امواج صدا به جای آنکه از منبع موج شروع شود و به مقصد برسد، کاملا وارونه است و فوتونها از مقصد به مبدا میرسند؟ در این صورت چرا دنیای وارونه برای افراد عادی تاریک نیست؟ چرا گنگ نیست و میتوان صداها را در آن شنید؟ این ایرادی است که خود نولان عرصه را برای مطرح کردن آن باز میگذارد، وقتی که با این لحن اینقدر یقین دارد که مو لای درز کارش نرفته و حتی عدم امکان تنفس اکسیژن وارونه را هم در نظر گرفته، خب مشخص است که بشود از باقی عرصه ها نیز چنین مواردی را بررسی کرد.