کتاب تاریخچه زمان و فضا‮‏‫

کتاب "تاریخچه زمان و فضا‮‏‫" حاصل هم‌نشینی فکری دو غول اندیشه در فیزیک نظری است-استیون هاوکینگ، پیشگام در کیهان‌شناسی کوانتومی، و راجر پنروز، معمار هندسی نسبیت عام. این اثر، که در قالب شش سخنرانی ارائه‌شده در موسسه ایزاک نیوتن در کمبریج تدوین شده، نه صرفا گردآوری آرا بلکه گفت‌وگویی زنده و تحلیلی درباره‌ی ژرف‌ترین پرسش‌های فیزیک است: از منشأ کیهان تا پیکان زمان، از تکینگی‌ها تا سیاه‌چاله‌ها.
کتاب، به‌طور متناوب، سخنرانی‌های هاوکینگ و پنروز را در پی یکدیگر قرار می‌دهد. هاوکینگ با تمرکز بر مدل‌های کیهان‌شناختی کوانتومی و سیاه‌چاله‌های تابان، نماینده‌ی رویکردی است که به نظریه میدان‌های کوانتومی در پس‌زمینه‌ی فضازمان خمیده تکیه دارد. در مقابل، پنروز با تاکید بر هندسه‌ی پیچیده‌ی فضا-زمان، نظریه‌ی توئیستر و مفهوم انحنای ویل، نگاهی عمیق به ساختارهای کلاسیک اما انعطاف‌پذیرتر می‌اندازد.
سخنرانی‌های ۱ و ۲: به نسبیت عام و ماهیت تکینگی‌ها اختصاص دارند. پنروز با اثبات‌های هندسی خود، اجتناب‌ناپذیری ریاضی تکینگی‌ها را شرح می‌دهد، در حالی که هاوکینگ چشم‌اندازی کوانتومی را ترسیم می‌کند.
سخنرانی‌های ۳ و ۴: به دنیای کوانتومی وارد می‌شوند. هاوکینگ از مدل "بدون مرز" جهان سخن می‌گوید و تابش سیاه‌چاله‌ای را تشریح می‌کند. پنروز ضمن ابراز تردید، ساختارهای توئیستر و مفهوم آنتروپی گرانشی را طرح می‌کند.
سخنرانی‌های ۵ و ۶: با تأمل در «پیکان زمان» و عدم تقارن بنیادی بین گذشته و آینده، به اوج نظری می‌رسند؛ دیدگاه‌ها در پایان کتاب در قالب یک مناظره‌ی فکری محترمانه اما صریح، به هم می‌رسند.
در تقابل فکری میان راجر پنروز و استیون هاوکینگ، چهار محور بنیادین برجسته می‌شود که هر یک تصویری از کشاکش‌های علمی پیرامون منشأ و سرنوشت کیهان ارائه می‌دهند. هر دو فیزیکدان می‌پذیرند که نظریه‌ی نسبیت عام به‌گونه‌ای اجتناب‌ناپذیر به سوی پیش‌بینی تکینگی‌هایی در ساختار فضازمان سوق می‌یابد؛ نقاطی از گسست که در آن قوانین شناخته‌شده‌ی فیزیک فرو‌می‌پاشند. اما درحالی‌که هاوکینگ امیدوار است نظریه‌ی کوانتوم بتواند در این نقاط بحرانی مداخله کند و شاید حتی آن‌ها را رفع یا بازتعریف کند، پنروز بر ماهیت هندسی و اجتناب‌ناپذیر این فروپاشی‌ها تأکید می‌گذارد و آن‌ها را بخشی لاینفک از منطق درونی نسبیت می‌داند. از همین نقطه، دیدگاه آن دو درباره‌ی آغاز جهان نیز واگرایی می‌یابد. هاوکینگ با طرح «شرط بدون مرز»، فرض می‌گیرد که کیهان می‌تواند از «هیچ» برآمده باشد-تصویری خیره‌کننده و جسورانه که مرز میان هستی و نیستی را از منظر فیزیکی حذف می‌کند. اما پنروز این رویکرد را بیش از حد ساده‌سازانه می‌داند و در برابر آن، با تمرکز بر انحنای ویل و مفهوم آنتروپی اولیه، مدلی را پیشنهاد می‌کند که در آن نظم آغازین جهان نه از غیاب، بلکه از ساختاری نهفته در هندسه‌ی فضازمان نشئت می‌گیرد. پرسش از «پیکان زمان» نیز یکی دیگر از چالش‌های فکری آن‌هاست: چرا زمان فقط به سوی آینده جریان دارد؟ هاوکینگ این جهت‌مندی را تابعی از شرایط اولیه‌ی کیهان می‌داند و آن را در چارچوب نظریه‌ی کوانتوم تبیین می‌کند. در مقابل، پنروز بر این باور است که پاسخ این پرسش باید عمیق‌تر از صرف شرایط اولیه باشد؛ او جهت‌داری زمان را به ساختارهای هندسی و توزیع آنتروپی در فضازمان نسبت می‌دهد و آن را بخشی از معماری کیهان می‌انگارد. و سرانجام، معمای اطلاعات در سیاه‌چاله‌ها، یکی از نقاط اختلاف کلیدی میان آن دو است. هاوکینگ مدعی است که اطلاعات درون سیاه‌چاله‌ها در فرآیند تبخیر، برای همیشه از میان می‌رود-دیدگاهی که مفهوم علیت و قطعیت در فیزیک را به چالش می‌کشد. اما پنروز با نگاهی محتاطانه‌تر، بر آن است که این مسئله شاید برخاسته از نارسایی‌های کنونی ما در فهم گرانش کوانتومی باشد؛ نه فقدان واقعی اطلاعات، بلکه فقدان نظریه‌ای جامع برای توصیف آن. این تفاوت‌ها، نه فقط نزاعی نظری، بلکه نمونه‌ای درخشان از چگونگی تعامل دیدگاه‌های فلسفی و ریاضی در فیزیک معاصرند-گفت‌وگویی میان دو ذهن بزرگ که هر یک با ابزارهایی متفاوت، در پی رمزگشایی از ژرف‌ترین اسرار هستی‌اند.