واجهت نظرية الأوتار عقبة أخرى حين اكتُشف أنه لا توجد نظرية واحدة فقط، بل خمس. لفترة من الوقت بدا أن تعدد النظريات هذا، إلى جانب العدد الكبير من أشكال الاندماج البديلة، سيقوض الفكرة بأكملها. لكن في الوقت الذي بدأ الحماس فيه يفتر، جاء الإنقاذ من ناحية غير متوقعة تمامًا. ففي أواسط الثمانينيات اقترحت مجموعة صغيرة من العلماء أن الأوتار التي تتحرك في عشرة أبعاد (تسعة مكانية وواحد زماني) ربما يمكن وصفها بشكل أكثر أناقة على صورة صفحات، أو أغشية، تتحرك في أحد عشر بُعدًا (فالصفحة حين تُطوى كالماصة ستبدو مثل الوتر).⁸ لسنوات لم تحظ فكرة الغشاء باهتمام كبير، لكن في أواسط التسعينيات وجد جو بولشينسكي من معهد كافلي للفيزياء النظرية في سانتا باربرا أنه في النظريات التي لم تكن فيها الأوتار مغلقة على شكل حلقات، بل كانت نهاياتها مفتوحة، كانت تلك النهايات تنتهي في أغشية.⁹
قلبت تلك الطفرة الموازين بين عالم الفيزياء الرياضية اللامع إد ويتن، من معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، أن وصف الغشاء يوحد النسخ الخمس المختلفة من نظرية الأوتار. وقد أطلق على هذا المشروع الذي بثت فيه الحياة من جديد اسم النظرية، حيث يرمز الحرف M إلى Membrae بمعنى الغشاء، أو Mystery بمعنى الغموض، أو Magic بمعنى السحر، حسبما يروق لنا أكثر خيار مناسب هنا هو الغموض؛ لأن البنية الرياضية للنظرية M تظل محيرة وغير مكتشفة بالكامل بعد تعد نظريات الأوتار الخمسة السابقة بمنزلة خمسة أركان للنظرية، حيث يمكن فيها إجراء الحسابات إلا أنه لم يدون أحد إلى الآن المعادلات التي تحكم النظرية M تدوينا كاملا، ناهيك عن حلها. رغم هذا الإبهام فقد ولدت النظرية حماسًا هائلا إن الاكتشافات التي تمت فيما يخص البنية الرياضية للنظرية مفاجئة وواعدة بدرجة كبيرة حتى إنها توصف بالمعجزة (معجزة بالإنجليزية تعني Miracle ها هو سبب آخر لتسميتها بالحرف M). هذه الشذرات الرياضية تقدم لمحات مغرية عن هذه النظرية ذات القوة والأناقة الاستثنائية التي لم تخضع للاستكشاف الكامل بعد، والتي قد تكون مفتاح فهمنا لهذا الكون.
رغم أن النظرية M تعد تقدمًا دون شك، فإنها تستخدم فروعًا من الرياضيات ليست فائقة التجريد وحسب، بل يغلب عليها الغموض بشكل كبير. وفي الحقيقة وجب اختراع بعض القواعد الرياضية مع تقدم النظرية. هذه الصعوبة البالغة تجعل كثيرًا من الفيزيائيين (وبالتأكيد أنا منهم) عاجزين عن ملاحقتها، وهو ما يجعل علماء نظرية الأوتار / النظرية M يفقدون ارتباطهم بالواقع. لا أحد يعرف إلى أين ينتهي المطاف بهذه النظرية. ربما عثر أصحاب نظرية الأوتار / النظرية M بالفعل على كأس العلم المقدسة، وفي هذه الحالة قد يخبرون بقيتنا يومًا ما عن كيفية عملها. ومن الجائز أيضًا أنهم لا يطاردون إلا سرابًا. الوقت وحده سيعرفنا الحقيقة عبر ميشيو كاكو، أحد مناصري نظرية الأوتار، عن مخاوفه في مقال قريب له قائلًا: «إذا كانت نظرية الأوتار نفسها خاطئة فهذا يعني أن ملايين الساعات وآلاف الأبحاث العلمية، ومئات المؤتمرات، وعشرات الكتب (من بينها كتابي هذا ضاعت سدى. وأن ما ظننا أنها «نظرية كل شيء» اتضح أنها «نظرية للا شيء».)¹⁰ مهما تكن نتيجة هذا المشروع الضخم فهو على الأقل يستحق أن يوصف بأنه «محاولة طيبة». وبالتأكيد من المبكر للغاية غض الطرف عنه باعتباره شطحة علمية جامحة أخرى؛ إذ إنه إلى وقتنا هذا يعد أفضل أمل للوصول إلى نظرية نهائية موحدة. لكن ملاحظة مرئية واحدة تساوي ألف نظرية عبقرية، وبينما كان أصحاب نظرية الأوتار يطورون دون كلل نماذجهم المجردة، حقق علماء الفلك سلسلة من الاكتشافات التي انفجرت كالقنبلة في أسس الفيزياء النظرية، مزلزلة أركان نظرية الأوتار، وعلم الكونيات أيضًا.
هوامش
(8) Amazingly, the idea of “an extensible model of an electron” as a membrane was introduced into theoretical physics as long ago as the 1960s, by Paul Dirac. In the 1980s the class of extended objects was generalized from strings and membranes to any number of higher dimensions that is less than the dimensionality of the space in which they moved. This wider class became known as p-branes. The early history of branes is reviewed by Michael Duff in “Benchmarks on the Brane” (hep-th/0407175v3; February 23, 2005)
. (9) Polchinski called these membranes D-branes, as distinct from p-branes, and like p-branes they can be generalized to three, four, and so on, dimensions.
(10) Michio Kaku, “Unifying the Universe,” New Scientist, April 16, 2005.