پروفسور کامران وفا یکی از بزرگ‌ترین فیزیکدانان ایرانی و استاد دانشگاه هاروارد آمریکاست که در پیشبرد نظریه ریسمان نقش بسزایی داشته است. او یکی از شناخته‌ شده‌ترین دانشمندان در حوزه مطالعات میدان‌های کوانتومی و گرانش کوانتومی بوده و تا بحال موفق به دریافت جوایز متعدد در این شاخه شده است.

در این مقاله، خواهیم او گفت کامران وفا کیست و چه مسیری را برای دستیابی به جایگاه جاری خود در دنیای علم طی کرده است. علایق و کارهای پژوهشی او را مرور می‌کنیم و جوایز و افتخاراتش را برمی‌شمریم. این چنین نکاتی را درمورد عقاید او نسبت به سرزمین و مردم ایران و زندگی دانشگاهی خواهیم او گفت.

تولد و تحصیلات کامران وفا

دکتر «جواد وفا»، پدر پروفسور کامران وفا، یکی از افراد تحصیل‌کرده و شناخته‌شده در زمان خود می بود. او بعد از کسب مدرک لیسانس، برای تحصیل در مقاطع فوق‌لیسانس و دکتری به آمریکا مهاجرت کرد. او در آمریکا با خواهر یکی از دوستان ایرانی خود آشنا شد و ازدواج کرد. این زوج بعد از ازدواج به ایران بازگشتند تا زندگی خود را در وطن ادامه دهند. کامران وفا، فرزند این زوج، در تاریخ ۱۰ مرداد ۱۳۳۹ در تهران به دنیا آمد و در محله شمیران بزرگ شد. جواد وفا در زمان کودکی فرزندش پست‌های مهمی در دولت داشت؛ او در آخرین پست مهم خود سفیر ایران در اتحادیه اقتصادی اروپا در بلژیک می بود.

مدرسه و علاقه به ریاضی و فیزیک

کامران وفا درمورد ریشه علاقه‌اش به فیزیک می‌گوید: «از همان زمان کودکی سوال‌هایی زیاد ساده اما بنیادی در ذهنم تشکیل می‌شد. یکی از سوال‌های همیشگی‌ام این می بود که چرا ماه روی زمین سقوط نمی‌کند.» او این چنین می‌گوید: «یک سوال دیگر در یکی از کلاس‌های سوم دبستان برایم تشکیل شد؛ می‌خواستم بدانم که چرا تنها سه سپس طول، عرض و ارتفاع وجود دارد و ابعاد زیاد تر نیستند!»

وفا می‌گوید همین سوال‌ها می بود که ذهن او را به موضوعات بنیادی فیزیک علاقه‌مند کرد. این‌ها سوال‌هایی زیاد ساده بودند؛ اما اطرافیان او دلواپس سقوط ماه یا تعداد ابعاد فضا نبودند و این سوال‌ها را بی‌ربط می‌دانستند.

یکی دیگر از خاطرات او این است که در نوجوانی وقتی که با دوستان خود توپ بازی می‌کرد، یکی از پسرعموهای بزرگ‌ترش را دید که در گوشه‌ای سخت مشغول است. هنگامی وفا از او سوال کرد مشغول چه‌کاری است، فهمید که پسرعمویش دارد محل فرود توپ را با روابط ریاضی محاسبه می‌کند. او شیفته این ایده شد که می‌توان با منفعت گیری از یک کاغذ و فرمول‌های ریاضی حرکت یک جسم را پیش‌بینی کرد.

وفا تحصیلات خود را در دبیرستان البرز در ادامه گفت. آن زمان، این دبیرستان تحت مدیریت «دکتر محمدعلی مجتهدی» می بود. وفا کیفیت بالای آموزش در این مدرسه را یکی از عوامل پیروزی‌های تحصیلی بعدی خود می‌داند. او می‌گوید: «یکی از سرگرمی‌های من و دوستانم این می بود که مسائل خارج از درس هندسه را حل و قضایا را اثبات کنیم. بعضی اوقات پیش می‌آمد که برای اثبات یک قضیه چندین روز زمان صرف می‌کردیم.» این درگیری ذهنی و تلاش برای حل مسایٔل جهت شد تا او به لذت پژوهش‌های علمی و کشف حقایق خو بگیرد.

مهاجرت به آمریکا و تحصیلات دانشگاهی

کامران وفا در سال ۱۳۵۵، یک سال پیش از آخر تحصیلاتش در دوره دبیرستان، به آمریکا مهاجرت کرد. مقصد او تحصیل در دانشگاه «MIT»، یکی از بهترین دانشگاه‌های دنیا می بود. وفا از دانشگاه هاروارد نیز پذیرفتن داشت، اما از آنجایی که هاروارد دروس انسانی را نیز برای دانشجویان خود الزامی می‌دانست و او به‌قدر کافی زبان انگلیسی نمی‌دانست، MIT را انتخاب کرد.

او ناآشنایی با سیستم آموزشی آمریکا و سطح زبان را بزرگ‌ترین چالش‌های خود در سال‌های اولیه مهاجرت می‌داند. با این که سطح زبان وفا زمان ترک ایران خوب می بود، اما برای فهمیدن مباحثی که در کلاس‌ها نقل می‌شد کافی نبوده است. چندین ماه زمان ملزوم می بود تا او بتواند بفهمد که در کلاس‌های دانشگاه دقیقاً چه می‌گذرد. چالش دیگر این می بود که او باید در دانشگاه درس‌هایش را انتخاب می‌کرد. این مسئله که مسئولیت انتخاب واحدهای درسی بر مسئولیت خود او می بود، علتشد که انتخاب دروس برای او به یک امر چالش‌برانگیز تبدیل شود.

با این که وفا ابتدا به رشته‌های مهندسی برق و اقتصاد علاقه داشت، کم‌کم در MIT به موضوعات بنیادی‌ فیزیک جذب شد. او تحصیلات کارشناسی خود را در فیزیک و ریاضی به آخر رساند. بااین‌حال، زیاد تر دروسی که او گذرانده می بود مربوط به هندسه و ریاضی می‌شد و او اطلاعات تخصصی درمورد موضوعات فیزیک مدرن، ازجمله «نسبیت عام»، «مکانیک کوانتوم» و «نظریه ریسمان‌ها» نداشت.

تحصیل در مقطع دکتری در رشته فیزیک

کامران وفا برای ادامه تحصیل در مقطع تحصیلات تکمیلی یک دوراهی بر سر راه خود می‌دید. او باید بین ریاضی و فیزیک یک رشته را انتخاب می‌کرد. با این که او در ریاضی توانایی بالاتری داشت و مطالعه ریاضی برایش ساده‌تر می بود، رشته فیزیک را انتخاب کرد. علت انتخابش این می بود که دانستن سازوکار عالَم برای او دلنشین‌تر و ارزشمندتر از مسائل انتزاعی ریاضی می بود.

بااین‌حال، ریاضی و فیزیک چندان دور از هم نیستند. او دوره دکتری خود را نزد یکی از بزرگ‌ترین اساتید فیزیک دنیا، «ادوارد ویتن» (Edward Witten) در دانشگاه پرینستون گذراند که به‌علت توانایی‌های بالای خود در ریاضی مشهور است.

یکی از چالش‌های ابتدایی وفا در دوران دکتری، تلاش او برای فهمیدن «نظریه میدان کوانتومی» به زبان ریاضی می بود. در زمان مطالعات وفا روی این نظریه، استاد او یعنی ادوارد ویتن اغاز به مطالعه نظریه ریسمان کرد و با فهمیدن این که این نظریه می‌تواند دنیای فیزیک را منقلب کند، کامران را با آن آشنا کرد و به او نظر داد تا روی این نظریه مطالعه کند. وفا که تلاش می‌کرد در دنیای فیزیک کارهای بزرگ و چشمگیری انجام دهد، با انرژی و اشتیاق مضاعف تلاش کرد تا دنیای نظریه ریسمان را منقلب کند.

او در همین میانه، در همکاری با ویتن به یافته‌های ارزشمندی در نظریه «کرومودینامیک کوانتومی» (QCD) دست یافت و آن‌ها را در مقالات بسیاری به چاپ رساند تا این که درنهایت در سال ۱۳۶۳ مدرک دکتری خود را در رشته فیزیک دریافت کرد.

دوران بعد از تحصیل

کامران وفا مدام علاقه بسیاری به فرهنگ و شعر و ادب فارسی دارد و تلاش می‌کند تا زندگی در آمریکا، او را از این علاقه دور نکند. او در سال سوم تحصیل در پرینستون، در یک کلاس شعر ایرانی ثبت‌نام کرد که نهایتاً تبدیل آشنایی او با دختری ایرانی به نام «آفرین صدر» شد که مشغول تحصیل در همین دانشگاه در رشته مهندسی برق می بود. آشنایی آن‌ها بعدها تبدیل ازدواج این دو با یکدیگر شد.

هنگامی که وفا در پرینستون مشغول کار روی رساله دکتری خود می بود، دانشمندان موفق شدند اولین اثبات‌های انقلابی خود در نظریه ریسمان را ارایٔه دهند. این اتفاق جهت شد که وفا مجدداً روی نظریه ریسمان متمرکز شود. او می‌گوید در سال آخر تحصیل در پرینستون تماماً روی نظریه ریسمان‌ها کار می‌کرده است.

علاقه به ادامه پژوهش روی نظریه ریسمان علتشد تا وفا تصمیم بگیرد که کار خود را به‌گفتن پژوهشگر فوق‌دکتری ادامه دهد. او به این منظور بعد از پایان دوره دکتری در پرینستون به دانشگاه هاروارد رفت. در این دانشگاه به او نظر دادند که به‌گفتن دستیار آموزشی مشغول به کار در دانشکده فیزیک شود.

کامران وفا از آن زمان تا بحال در این دانشگاه مشغول پژوهش و تدریس بوده و اکنون یکی از اساتید به‌نام و شناخته‌شده این دانشگاه است. کامران وفا تا به امروز با بیشتر از ۱۵۰ فیزیکدان و ریاضیدان سرشناس همکاری کرده که در ادامه به بخشی از دستاوردهای علمی این فعالیت‌ها اشاره می کنیم.

پژوهش‌های کامران وفا

کامران وفا در عرصه‌های نظریه ریسمان، گرانش کوانتومی و نظریه میدان‌های کوانتومی پژوهش می‌کند. علاقه و تخصصی که وفا از ابتدای تحصیلات خود به ریاضیات و خصوصاً هندسه داشت، علتشد که هندسه دیفرانسیل در کارهای او نقشی پررنگ داشته باشد. او تلاش دارد تا با کشف ربط هندسه با فیزیک فضا-زمان به نتایجی تازه در نظریه میدان‌های کوانتومی و گرانش کوانتومی برسد. این پژوهش‌ها را طبق معمولً «مهندسی هندسه نظریه‌های میدان کوانتومی» می‌نامند.

قضیه وفا-ویتن

وفا در طول دوران حرفه‌ای خود با فیزیکدانان و ریاضیدانان بزرگی همکاری کرده است. ادوارد ویتن، که شرح همکاری او و وفا در رساله دکتری وفا اراعه شد، یکی از مشهورترین فیزیکدانان نظری جهان است.

آن‌ها طی مقالاتی که نهایتاً تبدیل رساله دکتری وفا شد، قضایایی در دنیای نظریه کرومودینامیک کوانتومی نقل کردند که امروزه با گفتن قضیه «وفا-ویتن» در دنیای فیزیک شناخته خواهد شد.

ثوابت گوپاکومار-وفا

همکاری‌های وفا با «راجش گوپاکومار»، فیزیکدان نظری اهل هند، در حوزه توپولوژی به معارفه ثابت‌های «گوپاکومار-وفا» انجامید. این ثوابت در نظریه میدان‌های کوانتومی توپولوژیکی کاربرد دارند و در تفسیر دوگانگی ریسمان مورد منفعت گیری قرار می‌گیرند.

ترکیب ترمودینامیک سیاه‌چاله‌ها و نظریه ریسمان

کامران وفا در همکاری مورد قیمت فرد دیگر با یک فیزیکدان سرشناس آمریکایی موفق شد مطالعاتی روی آنتروپی سیاه‌چاله داشته باشد و با پشتیبانی این مطالعات، حالت‌های خاصی از موج را در نظریه اَبَرریسمان شرح دهد.

نظریه F

این نظریه یکی از ابداعات مشهور کارمان وفاست. سخن F در این نظریه مخفف پدر (Father) است. نظریه F یک نظریه ۱۲ بعدی است که می‌توان آن را به نظریه ابرریسمان ۱۰ بعدی نوع IIB فشرده ساخت. این نظریه سازگاری‌های بسیاری با مدل استاندارد ذرات دارد و فیزیکدانان اخیراً از آن برای گسترش نظریه «وحدت بزرگ» منفعت گیری کرده‌اند. در نظریه وحدت بزرگ، دانشمند تلاش می‌کنند چهار نیروی بنیادی عالم ازجمله نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی گرانش و نیروی الکترومغناطیس را با یکدیگر پیوند دهند.

کامران وفا این چنین شراکتهایی در موضوعات «تقارن آینه‌ای»، «گرانش ضعیف»،« نظریه‌های ریسمان توپولوژیکی» و «کاربرد نظریه ریسمان در سوال‌های بی‌جواب فیزیک ذرات بنیادی» دارد.

افتخارات و جوایز کامران وفا

کامران وفا در سال ۲۰۰۳ در هاروارد به درجه استاد همه یا پروفسور رسید. او اکنون صاحب یکی از کرسی‌های تاریخی دانشکده فیزیک هاروارد است. وفا یکی از معدود ایرانی‌هایی است که در آکادمی‌های هنر و علوم آمریکا و آکادمی ملی علوم این سرزمین عضویت دارد.

وفا در طول این سال‌ها موفق به دریافت جوایز متعدد شده است. از بین این جوایز می‌توان به «مدال دیراک» اشاره کرد که هرساله از طرف جامعه فیزیکدانان بریتانیا و ایرلند به برجسته‌ترین فیزیکدانان نظری دنیا اهدا می‌شود. دریافت جایزه از بین‌المللی مطالعات فیزیک نظری در ایتالیا نیز در کارنامه وفا است. کامران وفا این چنین برنده جایزه «مصطفی (ص)» در ایران شده و همه مبلغ هدیه خود را به گروه‌های عام‌المنفعه گسترش علوم بنیادی ایرانی اهدا نموده است.

عقاید کامران وفا درمورد ایران

با دقت به تعداد اندک ایرانیان در جامعه فیزیک، او خود را نماینده ایرانی‌ها در بین فیزیکدانان می‌داند و تلاش می‌کند که اصالت ایرانی خود را نگه داری کرده و آن را به مردم دیگر کشورها معارفه کند.

او نظر دارد دانشگاه‌های ایرانی درزمینه علوم پایه سطح خوبی دارند و دانشجویان می‌توانند بدون نیاز به تحصیل در دانشگاه‌های تراز اول دنیا به پیروزی برسند. او پیشنهاد می‌کند که دانشجویان بیشتر از محل تحصیل، به علاقه درونی خود برای رشته‌ای که در آن مشغول می باشند اهمیت دهند. این چنین به اساتید پیشنهاد می‌کند که دانشجویان را از لحاظ فکری در سطح خود ببینند و کیفیت آموزش را فدای نگارش مقالات و کتاب‌ها نکنند.

جمع‌بندی

در این بیوگرافی مختصر تلاش کردیم با کامران وفا، فیزیکدان نظری بزرگ ایرانی-آمریکایی، آشنا شویم. دیدیم که کامران وفا کیست و با ماجرای تحصیلات او آشنا شدیم. این چنین اشاره‌ای مختصر به پژوهش‌های مشهور او درزمینه نظریه ریسمان، نظریه میدان‌های کوانتومی و گرانش کوانتومی کردیم. آشنایی با افتخارات و جوایز وفا و این چنین باور او درمورد ایران از دیگر مباحث نقل شده است.

سؤالات متداول