کتاب معمای بی‌نهایت اثر فرانک کلوز، ترجمه تورج حوری، انتشارات مازیار

بهترین درک انسان از فیزیک بر پایه‌ی نظریه‌ای استوار است که آن را «نظریه میدان کوانتومی» می‌نامند. این نظریه، چارچوبی قدرتمند برای توضیح رفتار ذرات بنیادی و نیروهای میان آن‌ها فراهم می‌کند. با این حال، در شکل خام و ابتدایی خود از نظر منطقی ناسازگار است؛ زیرا نتایج محاسبات آن در مواردی به مقادیر بی‌نهایت می‌انجامد، در حالی که بر اساس درک فیزیکی ما باید مقادیر ساده و متناهی، مانند عدد ۱، به دست آید. به همین دلیل شاخه‌ای از فیزیک که بوزون هیگز نیز در آن جای دارد، به دنبال مفهوم «عادی‌سازی مجدد» است؛ روشی که نظریه میدان کوانتومی را وادار می‌کند جواب‌هایی ارائه دهد که با دنیای واقعی سازگار باشند. کتاب «معمای بی‌نهایت» با عنوان فرعی «نظریه میدان کوانتومی و پژوهشی در نظم عالم»، روایت شکل‌گیری و پذیرش یکی از پرچالش‌ترین ایده‌های تاریخ فیزیک است. در این میان، «الکترودینامیک کوانتومی» یا QED که تعامل میان نور و ماده را توضیح می‌دهد، دقیق‌ترین نظریه علمی شناخته‌شده است؛ نظریه‌ای که پیش‌بینی‌های آن با آزمایش‌ها، تا حدی باورنکردنی، تطابق دارد. با وجود این دقت حیرت‌انگیز، در میانه‌ی قرن بیستم، QED با بحرانی جدی روبه‌رو شد. حتی محاسبه‌ی ساده‌ترین فرآیندهای زیراتمی، مانند جذب یا گسیل یک فوتون توسط یک الکترون، مقادیر بی‌معنی و بی‌نهایتی به دست می‌داد که هیچ نسبتی با نتایج تجربی نداشت. این بی‌نهایت‌ها همچون لکه‌هایی تیره بر پیکره‌ی نظریه‌های فیزیکی سایه انداختند و برخی فیزیک‌دانان را به این نتیجه رساندند که شاید مسیر علم فیزیک اساساً اشتباه باشد. اما امید در راه بود. برای رهایی از این بی‌نهایت‌ها و بازگرداندن نظریه به چارچوبی منطقی، نسل تازه‌ای از دانشمندان درخشان پس از جنگ جهانی دوم پدید آمدند که مجموعه‌ای از روش‌های خلاقانه را ابداع کردند. این روش‌ها که «عادی‌سازی مجدد» نام گرفتند، نه‌تنها مسئله‌ی بی‌نهایت‌ها را در الکترودینامیک کوانتومی حل کردند، بلکه به معیار اصلی اعتبار هر نظریه بنیادی فیزیکی تبدیل شدند؛ تا جایی که هر نظریه جدید باید از آزمون عادی‌سازی مجدد سربلند بیرون آید. در ادامه، این روش در موفقیت‌هایی چشمگیر به کار گرفته شد؛ از جمله در اتحاد دو نیروی الکترومغناطیسی و ضعیف و سپس در توضیح نیروی قوی که پروتون‌ها و نوترون‌ها را در هسته‌ی اتم کنار هم نگه می‌دارد. فرانک کلوز، نویسنده‌ی کتاب «معمای بی‌نهایت»، در روایت خود به‌روشنی بیان می‌کند که این پیشرفت‌ها چگونه رخ دادند و چگونه فیزیک مدرن مسیر تازه‌ای در شناخت جهان هستی گشود.