دکتر «علی جوان»، فیزیک‌دان و مخترع برجسته ایرانی ساکن آمریکا و استاد بازنشسته دانشگاه «ام‌آی‌تی» که سال‌های متمادی در مؤسسه‌های پژوهشی و دانشگاهی آمریکا تحقیق و تدریس کرده بود، ٢٢ شهریور درگذشت.

به گزارش ال‌جی و به نقل از شرق، وی در دسامبر ١٩٦٠ نخستین لیزر گازی دنیا را که ترکیبی از دو گاز هلیوم و نئون بود، اختراع کرد که کاربردهای بسیاری یافت. به نظر کارشناسان، او بنیان‌گذار اصول لیزر گازی است. با آنکه «علی جوان»، یکی از برترین دانشمندان ایران در عرصه جهانی بود و جایزه‌های بسیاری هم دریافت کرد (مانند مدال بنیاد «فه‌نی و جان هرتز»، مدال فردریک ایوز و جایزه جهانی آلبرت اینشتین)، عموم نسل جوان، آشنایی چندانی با او فعالیت‌ها و دستاوردهای علمی‌اش ندارند. هرچند دکتر «جوان» بخش اصلی زندگی‌‌اش را در آمریکا گذراند، هیچ‌گاه از یاد وطن غافل نشد. زمانی که از او دعوت کردند که به ایران بیاید، کوله‌باری از ایده‌های علمی با خود به میهن آورد تا با تأسیس مؤسسه‌های علمی و پژوهشی، ایران را در ردیف کشورهای صاحب‌نام علم و فناوری قرار دهد؛ هرچند مشکلات تأمین بودجه برای پژوهش‌هایی در بالاترین سطح جهانی و همچنین دشواری‌های مدیریتی مانع از آن شد که رؤیاهای او در وطن به بار بنشیند. «علی جوان» نمونه‌ای است از انسان‌های چندبعدی. عشق او به ریاضی و فیزیک مانع از توجه او به عالم هنر نشد. در میان همه هنرها، او توجه خاصی به هنر موسیقی داشت، به گونه‌ای که به موازات تحصیل در رشته فیزیک دانشگاه کلمبیا، در کلاس‌های موسیقی این دانشگاه نیز شرکت می‌کرد. او در جایی گفته موسیقی باخ جلوه‌ای است از عالم ریاضی. آنچه در ادامه می‌خوانید، مرور کوتاهی است بر زندگی و فعالیت‌های علمی او.

«علی جوان»، پنجم دی ١٣٠٥ در تهران به دنیا آمد. بعد از اتمام دوره‌ ابتدایی، تحصیلات خود را در رشته‌ ریاضی- فیزیک در دبیرستان‌های فیروزبهرام و البرز ادامه داد. با پایان دوره متوسطه، در رشته فیزیک دانشگاه تهران قبول شد. او در سال ١٩٤٨ و پس از دریافت مدرک لیسانس و فوق‌لیسانس، راهی آمریکا شد و برای تحصیل در دوره‌ دکتراي فیزیک، در دانشگاه کلمبیا ثبت‌ نام کرد. «علی جوان» دوره دکترا را زیر نظر «چارلز تاونز» گذراند. (در مورد چارلز تاونز همین قدر بگوییم که در سال ١٩٦٤ جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. وی علاوه بر جایزه نوبل و تمپولتون و روم فورد، ٢٧ مدال افتخار از دانشگاه‌های مختلف و جوایز بسیاری از دولت‌ها و مؤسسات علمی دریافت کرده است. او در بسیاری از پروژه‌ها، از جمله در فرود اولین انسان به کره ماه شرکت فعال داشته و درباره سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌شناسی هم تحقیق کرده است.) «جوان»، پس از آن، تحقیق در دوره فوق‌دکترا را آغاز کرد. وی هم‌زمان با تحقیق در دوره فوق دکترا، به آزمایشگاه تحقیقاتی بل در نیوجرسی رفت و آنجا مهم‌ترین آزمایش‌هایش را انجام داد و به بزرگ‌ترین دستاوردهایش رسید. «علی جوان» در سال ١٩٦٠ و دو سال پس از پیوستن به آزمایشگاه بل، به همراه دو نفراز همکارانش به نام‌های «ویلیام بنت» و «دونالد هریوت» لیزر گازی هلیوم- نئون را اختراع کردند. زمانی که آنها لیزر گازی هلیوم- نئون را اختراع کردند، فقط چند ماه از زمانی که «تئودور مایمن»، مبانی نظری لیزر را مطرح کرده بود، می‌گذشت. فردای آن روز، «علی جوان» لیزر گازی خود را با ارسال یک پیام تلفنی آزمایش کرد. این اولین‌بار در تاریخ بود که یک مکالمه تلفنی با استفاده از پرتوهای لیزر انجام می‌شد. بسیاری از پژوهشگران اختراع لیزر گازی را نقطه عطفی در تاریخ فناوری‌های نوین می‌دانند. «جوان» یک سال بعد در ١٩٦١ با درجه‌ دانشیاری عضو هیأت علمی مؤسسه‌ فناوری ماساچوست (MIT) شد و خیلی زود در ١٩٦٤ به مرتبه استادتمام رسید.

دشواری‌های پژوهش

‌یکی از دشواری‌های پژوهش‌های پیشگام، شک و تردیدی است که در میانه‌های راه، ذهن و فکر پژوهشگر را به خود مشغول می‌کند. پژوهشگر همیشه از خود می‌پرسد آیا این آزمایش به نتیجه می‌رسد؟ آیا این راه، بهترین مسیر است؟ آیا می‌توان این آزمایش را به گونه‌ای دیگر هم انجام داد؟ «علی جوان» هم می‌گوید، موضوع ترس و تردید بیشتر برای کسانی پیش می‌آید که در حال پژوهش برای کشف و اختراع پدیده‌های جدید هستند. آنها در بسیاری مواقع نامطمئن و مضطرب هستند. کسانی که از همان ابتدا نظر من را می‌دانستند، خیلی به آن بدبین بودند. حتی آنهایی که در گروه من بودند و با من کار می‌کردند، به نتیجه کار من شک داشتند. من این شک را در بسیاری از آنها می‌دیدم. حتی فیزیک‌دانان برجسته هم بعضی وقت‌ها به‌ درستی عقایدشان شک می‌کنند و ممکن است با یک تردید نابجا، متزلزل شوند. یادم می‌آید موقعی که با یکی از شاگردانم در زمینه لیزر گازی پژوهش می‌کردیم، درست زمانی که دستگاه را برای آزمایش نهایی آماده کرده بودم، به شوخی به او گفتم: «اگر کلید را بزنم و دستگاه کار نکند، چه؟» ناگهان صورتش سفید شد، انگار ترسیده بود. اما من خندیدم و با اطمینان‌ خاطر به او گفتم: «نه، خیالت راحت، دستگاه حتما درست کار می‌کند». بعد کلید را زدم و دستگاه هم خیلی خوب کار کرد.

موفقیت در آستانه تعطیلی

«علی جوان» بعدها در خاطراتش تعریف کرد که خیلی خوب یادم هست درست ساعت ٤:٢٠ بعدازظهر سرد و برفی ١٢ دسامبر ١٩٦٠ بود که لیزر گازی هلیوم- نئون کارش را شروع کرد. ساعت کار آزمایشگاه ٤:٣٠ به پایان می‌رسید. زمانی که من از آزمایشگاه بیرون آمدم، هیچ‌کس در راهروها نبود، همه رفته بودند. از منشی سراغ رئیس را می‌گیرد، منشی ‌می‌گوید جلسه مهمی در جریان است و رئیس هم با مدیر کل آزمایشگاه‌ها جلسه دارند. متوجه می‌شود که افراد مهم دیگری هم در این جلسه هستند، پس حتما جلسه مهمی است. کاغذی از منشی می‌گیرد و رویش می‌نویسد: «لیزر کارش را شروع کرد». و از منشی می‌خواهد که همین الان، این کاغذ را به مدیر کل آزمایشگاه برساند. «جوان» می‌گوید خیلی خوب یادم هست که همه سراسیمه به آزمایشگاه آمدند و طرز کار دستگاه را از نزدیک دیدند. اما نکته جالب‌تر آنکه، دوستانش بعدها به او گفتند موضوع این جلسه آن بود که مدیران آزمایشگاه بل به این نتیجه رسیدند که بودجه زیادی صرف شده است، اما تاکنون نتیجه‌ای نداشته است، پس بهتر است که این پروژه متوقف شود. تنها یک چیز باقی مانده بود: کریسمس خبر تعطیلی پروژه را به «علی» بدهند یا ژانویه؟ در آن جلسه به این نتیجه رسیدند که ژانویه این خبر را به «علی» بدهند. آنها دو سال در انتظار پرتوهای نور لیزر بودند تا از آن در مخابرات استفاده کنند. البته «تد مایمن»، سه ماه قبل، لیزر یاقوت را ساخته بود. اما لیزر یاقوت، ‌نوسانی بود که می‌تابید و زود خاموش می‌شد. یک فلاش شدید و بعد هم تمام. دوباره باید روشنش می‌کردند. آنها دیگر امیدی به استفاده از لیزر در صنایع مخابرات نداشتند، اما «علی» نشان داد همیشه راه‌ حلی هست.

ژنرال‌ها وارد می‌شوند

به محض اینکه نخستین دستگاه لیزر گازی جهان کارش را شروع کرد، «جوان» جزئیات دستاورد بزرگ خود را در مقاله‌ای برای نشریه «فیزیکال ریویو لترز» ارسال کرد و آماده شد تا در کنفرانس علمی‌ای که چند روز بعد برگزار می‌شود، شرکت کند. اما پیش از انتشار مقاله، سردبیر وقت نشریه به «جوان» اطلاع می‌دهد که مأموران دولتی با مراجعه به دفتر نشریه، هر سه نسخه موجود از مقاله را ضبط کرده و اطلاعات آن را محرمانه و مختص کاربری‌های نظامی تشخیص دادند. در پی اطلاع از این تصمیم، «بیل بیکر»، رئیس وقت آزمایشگا‌ه‌های بل، با این استدلال که دولت در این پژوهش اصلا سرمایه‌‌گذاری نکرده است، تأکید کرد که همه حقوق معنوی این طرح دومیلیون‌دلاری به آزمایشگاه‌های بل تعلق دارد و ضمن هشدار به کاخ سفید، از جوان خواست تا خبر رسمی ابداع نخستین لیزر گازی را در همان کنفرانس پیش‌رو به شکل شفاهی اعلام کند و نسخه‌های کپی‌شده مقاله خود را نیز در اختیار شرکت‌کنندگان آن نشست قرار دهد.

طرز کار لیزر گازی

لیزرهای گازی دسته‌ای از لیزرها هستند که در آنها از یک گاز (یا ترکیب چند گاز مانند هلیوم-نئون) استفاده می‌کنند که درون یک لوله‌ شفاف، مانند لامپ‌های لوله‌ای فلورسنت، قرار دارد. عبور جریان الکتریکی از این لوله باعث رفت‌وآمد فوتون (ذرات نور) می‌شود. لیزری که «علی جوان» ساخت، اولین لیزری بود که می‌توانست پیوسته کار کند و به همین دلیل توجه‌ بسیاری را به خود جلب کرد. در نوع دیگر این لیزر‌ها، از کربن دی‌اکسید (CO٢) استفاده می‌کنند که می‌تواند نور لیزری با توان بالا تولید کند. از این لیزرها در رادارها، جوشکاری و برشکاری دقیق استفاده می‌کنند.

کاربردهای لیزر  گازی

لیزر گازی مبنای ارتباط از طریق فیبر نوری است. در زمانی که زندگی می‌کنیم ارتباط‌های لیزری به وسیله فیبرهای نوری، شبکه جهانی اینترنت را به هم متصل می‌کند. لیزرهای گازی هلیوم-نئون از نخستین لیزرهایی بود که به تولید انبوه رسید. از این لیزر‌ها در همه‌جا استفاده می‌شود، از دستگاه‌های اسکنر و پخش‌کننده‌های انواع دیسک‌ها گرفته تا پزشکی و پرینت و فناوری‌های نظارتی. البته کم‌کم فناوری جدیدتر لیزرهای حالت جامد و دیودهای لیزری جای دستگاه‌های قدیمی‌تر را گرفت.

کنفرانس لیزر در اصفهان

در سال ١٩٧١ بسیاری از فیزیک‌دانان جهان از جمله «چارلز تاونز» (که او را با نام پدر لیزر می‌شناسند)، «الکساندر میخایلوویچ پروخورف»، «علی جوان» و ده‌ها فیزیک‌دان دیگر به ایران آمدند و در نخستین سمپوزیوم لیزر (سمپوزیوم فیزیک بنیادی و کاربردی لیزر) که در اصفهان برگزار شد، شرکت کردند. در این سمپوزیوم، درباره تحقیقات نظری مبنی بر امکان نشر لیزری در ناحیه پرتو ایکس تبادل نظر شد و «جوان» درباره رزونانس‌های اتمی و مولکولی درباره شیوه‌های طیف‌سنجی لیزری صحبت کرد. «علی جوان» در این گردهمایی گفت، اکنون امیدوارانه به دنبال آن هستیم که در دهه کاربرد طیف‌سنجی و دستیابی به دقت در اندازه‌گیری با مرتبه‌های بسیار بالا، از این شیوه‌ها بهره‌برداری کنیم. برای این کار باید به عنصرهای ساده بازگردیم و طیف آنها را دوباره بررسی کنیم. اتم هیدروژن و هلیوم خنثی و یونیده را باید دوباره بررسی کرد. این کار مطمئنا به تعیین دگرباره ثابت‌ها و فرایندهای بنیادین، با دقتی بیشتر منجر می‌شود و به‌زودی مقدار نهایی سرعت نور را به دست خواهیم آورد. این امر به همراه توانایی ما در اندازه‌گیری دقیق بسامد در ناحیه مرئی و فروسرخ، به دستیابی به ساعت‌های اتمی بسیار پیشرفته منجر خواهد شد. این موفقیت می‌تواند آزمون‌های بهتری در ارتباط با قوانین بنیادین طبیعت و حتی پیش‌بینی‌هایی از نسبیت عام را به دست دهد. این سمپوزیوم تابستان سال ١٩٧١ با حمایت دانشگاه آریامهر تهران (صنعتی شریف کنونی) و با همکاری دانشگاه اصفهان و مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) در دانشگاه اصفهان برگزار شد.

رصدخانه‌ای که ساخته نشد

یکی از نکات جالب در پرونده فعالیت‌های علمی «علی جوان» این است که در دوره‌ای قرار بود پروژه‌های علمی-پژوهشی سطح‌بالای علمی را در ایران اجرا کند. «آیت‌الله هاشمی‌رفسنجانی»، رئیس‌جمهور وقت هم، دستور پیگیری طرح‌های او را صادر می‌کند، اما متأسفانه در نهایت این طرح هم مانند بسیاری از طرح‌ها و برنامه‌های علمی-پژوهشی دیگر کم‌کم فراموش شد و این چهره برجسته علمی بدون آنکه بتواند رویاهای علمی خود را محقق کند، بار دیگر به آمریکا رفت. «هاشمی‌رفسنجانی» در بخشی از کتاب خاطرات خود نوشته است: «آقای [احمد] جلالی آمد. پیشنهاد جذب نخبگان ایرانی موجود در خارج، من‌جمله دکتر [علی] جوان برای صنعت لیزر را داد. به آقای [حمید] میرزاده گفتم پیگیری کند. » ماجرا از این قرار بود که در سال ١٣٧٠ وزارت فرهنگ و آموزش عالی ایران، از علی جوان (که در آن زمان دانشمند نامداری در سطح جهان بود)، دعوت کرد که به ایران سفر کند و پژوهش‌هایی را در زمینه‌های فناوری و علوم لیزر در ایران به انجام برساند. «علی جوان» این دعوت را می‌پذیرد و با دست پر به ایران می‌آید. او چند طرح بزرگ علمی، از جمله طرح ساخت «تداخل‌سنج امواج گرانشی» را همراه خود به ایران آورد. گفتنی است که بحث درباره «تداخل‌سنج امواج گرانشی» آن روزها تازه در محافل بزرگ علمی جهان مطرح شده بود. طرح او که ساخت یک رصدخانه برای شکار امواج گرانشی بود (همان تداخل‌سنج امواج گرانشی)، با تحقیقات بسیار وسیع در زمینه فناوری لیزر همراه بود چراکه برای ساخت این تداخل‌سنج باید از پیشرفته‌ترین علوم و فناوری‌های روز دنیا استفاده کرد. از آنجا که این موضوع در آن زمان تازه کشف شده بود، در صورت اجراشدن چنین طرحی در ایران، جهش‌های بسیار بزرگ و سریعی را برای ایران و دانشمندان ما به ارمغان می‌آورد. نتیجه این جلسات این شد که یک مرکز تحقیقاتی برای رصدخانه امواج گرانشی در ایران ایجاد شود. «آیت‌الله هاشمی‌رفسنجانی» در جلسه‌ای با حضور آقای «علی جوان» و وزیر علوم وقت، دکتر «مصطفی معین»، دستور اجرای این پروژه بزرگ ملی را می‌دهد. بودجه مصوب آن در سال اول مبلغ ١٠٠‌ میلیون دلار بود که تأمین شد. اما مدتی بعد به دلایل نامعلوم (شاید ارزیابی کارشناسان از سنگین‌بودن بودجه این طرح) به سرانجام نمی‌رسد. اما مدتی بعد، طرح ساخت تداخل‌سنج امواج گرانشی در کنگره آمریکا تصویب شد. این رصدخانه را مدتی بعد در آمریکا ساختند و چندی پیش هم اخبار کشفیات این رصدخانه در رسانه‌های علمی جهان منتشر شد که لقب یکی از بزرگ‌ترین کشف‌های علمی را از آن خود کرد، «کشف امواج گرانشی با استفاده از تداخل‌سنج امواج گرانشی لایگو» یک‌بار دیگر نشان داد نظریه نسبیت اینشتین درست است.