پایگاه خبری علمی، آموزشی و تحصیلات تکمیلی میگنا - آخرين عناوين فیزیک :: نسخه کامل http://migna.ir/Science-and-Medicine/Physics Sat, 06 May 2017 17:03:56 GMT استوديو خبر (سيستم جامع انتشار خبر و اتوماسيون هيئت تحريريه) نسخه 3.0 http://migna.ir/skins/default/fa/{CURRENT_THEME}/ch01_newsfeed_logo.gif تهیه شده توسط پایگاه خبری میگنا http://migna.ir/ 100 70 fa نقل و نشر مطالب با ذکر نام پایگاه خبری میگنا آزاد است. Sat, 06 May 2017 17:03:56 GMT فیزیک 60 نگاهی به دغدغه‌های فارغ التحصیلان رشته نجوم http://migna.ir/vdchzqnk.23nv-dftt2.html میگنا: محمدتقی میرترابی دکترای اخترفیزیک و عضو هیات علمی دانشگاه الزهرا درخصوص وضعیت رشته دانشگاهی نجوم بیان کرد: در کشور ما رشته مجزا تحت عنوان نجوم وجود ندارد و دانشجویان رشته فیزیک در مقطع کارشناسی تنها دو درسِ نجوم مقدماتی و اخترفیزیک را می‌گذارند.   دانشجویان رشته فیزیک تنها در مقطع تحصیلات تکمیلی می‌توانند گرایش نجوم را انتخاب کنند. همچنین در جامعه صنعت به طور مستقیم از دانش علوم پایه استفاده نمی‌کند و تن‌ها محصولات علوم پایه در اجتماع به کار برده می‌شود، بنابراین سرنوشت فارغ‌التحصیلان رشته فیزیک با گرایش نجوم کم و بیش شبیه فارغ‌التحصیلان رشته فیزیک است.   این عضو هیات علمی دانشگاه الزهرا با بیان اینکه دانشجویان رشته فیزیک با گرایش نجوم در صورتی که تحصیلات خود را تا مقطع دکترای ادامه دهند، می‌توانند به عنوان اعضای هیات علمی، معلم در مدارس یا پژوهشگر در مراکز تحقیقاتی مشغول به فعالیت شوند، عنوان کرد: در سال‌های اخیر در حوزه گردشگری علمی، تورهای گردشگری ایجاد شده است که این امر فرصت مناسبی را برای فعالیت کارشناسان رشته نجوم فراهم می‌کند.   وی افزود: اغلب مردم تمایل دارند که در مورد آسمان، اجرام آن و ستاره‌ها اطلاعاتی کسب کنند، بنابراین برای تحقق این هدف تصمیم می‌گیرند که در تورهای نجومی شرکت یا در کلاس‌های نجومیِ آموزشگاه‌های خصوصی حضور پیدا کنند.   میرترابی تاکید کرد: متاسفانه به دلیل کمبود امکانات علمی و پژوهشی در رشته دانشگاهی نجوم امکان ادامه تحصیل در این شاخه همچون سایر رشته‌ها با مشکل روبه‌رو است، از دیگر سو تجهیزات و امکانات پیشرفته برای رصد اجرام آسمانی در ایران وجود ندارد که متاسفانه به خاطر بودجه کم اختصاص داده شده به حوزه نجوم، طرح ساخت رصدخانه ملی در ایران هنوز ناتمام مانده است.   وی با اشاره به صندلی‌های خالی دانشگاه‌ها در تمامی رشته‌ها یادآور شد: در سال‌های اخیر گرایش جوانان برای ورود به دانشگاه با روند نزولی مواجه شده است که رشته دانشگاهی نجوم نیز از این قاعده مستثنی نیست. باشگاه خبرنگاران   ]]> اخبار علمی و فناوری Fri, 05 May 2017 08:36:17 GMT http://migna.ir/vdchzqnk.23nv-dftt2.html چگونه فیزیک بخوانیم؟ http://migna.ir/vdchxinx.23nwzdftt2.html برای مطالعه درس فیزیک نخست هرفصل را دقیق بخوانید و سپس وارد «مثال ها و تمرین های متن و پایان فصل مربوطه» شوید و در «مرحله اول» یک به یک مثال ها و تمرین ها را با جواب تشریحی آنها «بخوانید و یاد بگیرید» و در صورتی که اشکال و یا ایرادی داشتید به متن درس مراجعه نموده، تا اشکال و ایراد شما بر طرف شود و در «مرحله دوم»، دو مرتبه به مثال ها و تمرین ها برگردید و بدون این که به جواب ها نگاه کنید، «سئوال ها را برای خودتان حل کنید» و در پاسخ گویی در هر قسمتی از جواب شما که ابهامی وجود داشت، به جواب آن قسمت نگاه کرده و سپس دوباره خودتان به حل سئوال بپردازید و این کار را تا پایان تمرین های پایان هر فصل ادامه دهید و پس از این که به تمام مثال ها و تمرین ها «مسلّط شدید»، در «مرحله سوم» وارد «تست های کنکورهای سراسری و آزاد فصل مربوطه» شوید و تست ها را یک به یک «بخوانید و به حل آنها بپردازید» و سپس به پاسخ نامه مراجعه نموده و راه حل خودتان را با جواب تشریحی تست «مقایسه نمایید»؛ این روش مطالعه، روشی «اساسی و بنیادین» است و در مدت زمان خیلی کوتاه و اندکی «سرعت تست زنی» شما را «بالا» خواهد برد. - چگونه فیزیک بخوانیم؟ برای شروع مطالعه‌ فیزیک اولین و مهم‌ترین کار، مطالعه‌ جزوه‌ دبیر (که دانش‌آموز با آن احساس نزدیکی می‌کند) و کتاب درسی است. این مطالعه باید در چند مرحله انجام شود: مرحله‌ اول: مطالعه‌ سریع یا اصطلاحاً همان مطالعه‌ روزنامه‌ای از روی جزوه‌ دبیر و بعد کتاب درسی مرحله‌ دوم: بعد از مطالعه‌ روزنامه‌ای که مدت‌زمان زیادی لازم ندارد (معمولاً ۵ تا ۱۵ دقیقه)، مطالعه‌ عمقی مطالب آغاز می‌شود. در این قسمت باید مثال‌های حل‌شده در جزوه‌ دبیر و کتاب درسی به طور کامل بررسی شده و سپس مجدداً حل شوند. اثبات فرمول‌ها به درک بهتر و تجزیه و تحلیل راحت‌تر مسائل کمک می‌کند (یکاها و تبدیل واحدها اصل غیر قابل انکار در این مرحله است). مرحله‌ سوم: حالا باید یک بار دیگر متن و کتاب و جزوه‌ مطالعه شود و زیر نکات مهم خط کشیده شود و خلاصه‌نویسی انجام شود (برخی به‌اشتباه همان دفعه‌ اول اقدام به خط کشیدن و… می‌کنند که به این دسته از دوستان باید بگویم شما که هنوز به مطلب تسلط ندارید از کجا می‌دانید این قسمت مهم است یا نه؟) در این مرحله توجه به تضادها و تشابه‌ها، دسته‌‌بندی موضوعی، رسم شکل و نمودار، درخت دانش و... درک مطلب را کامل و ماندگاری آن را بیش‌تر می‌کند. مرحله‌ چهارم: دانش‌آموزان کنکوری باید به سراغ تست‌های کنکور ۱۰ سال اخیر و دانش‌آموزان دبیرستانی به سراغ سؤال‌های امتحانی سال‌های قبل بروند (با این کار تسلط روی مطالب بیش‌تر می‌شود). در مرحله‌ حل تست بهتر است همه‌ تست‌های یک موضوع را یک‌جا حل نکنید و این کار را در دو یا چند مرحله انجام دهید. - روش خواندن فیزیک کنکور درس فیزیک در کنکور سراسری اهمیت بسیاری دارد. اگر تمایل به قبولی در رشته های برتر دانشگاهی را دارید ،باید این درس را جدی بگیرید! برای اینکه بتوانید در این درس پیشرفت کنید و در مدت کوتاهی بتوانید به موفقیت برسید، باید روش مطالعه درس فیزیک برای کنکور و امتحانات نهایی را بدانید!   سعی کنید سرعت خود را در درس فیزیک و سؤال‌های محاسباتی افزایش دهید. مثلاً در کنکور ۸۹، خیلی از افراد به دلیل تعلل زیاد در برخی سؤال‌های فیزیک، حتی فرصت نکردند سؤال‌های شیمی را شروع کنند. برای افزایش سرعت نباید مثلاً یک روز ۲۰۰ تست بزنید و بعد بروید تا یک ماه دیگر. سعی کنید مثلاً یک روز در میان ۴۰ تا ۵۰ تا تست بزنید تا پیوسته مرور کرده باشید. فیزیک پیش‌دانشگاهی ۱ نیاز به تمرین و تست دارد و تقریباً بیش‌ترین تستی که من زدم مربوط به این قسمت بود. هر وقت لازم می‌دیدم،‌ در حد ۲۰ دقیقه،‌ کل خلاصه و فرمول‌ها را مرور می‌کردم و سپس حدود یک ساعت از یک کتاب، تست مضربی (حتی گاهی مضرب ۱۰) می‌زدم؛ اما فیزیک پیش‌دانشگاهی ۲ بیش‌تر خواندنی است. تا می‌توانید آن را از روی کتاب بخوانید و حفظ کنید. برای حل مسئله‌های فیزیک حتماً مرحله‌های زیر را دنبال کنید: 1. صورت مسئله را دقیق بخوانید و مبحث را شناسایی کنید و بفهمید مسئله از شما چه می‌خواهد. ۲. اگر لازم بود، شکل بکشید. ۳. فرمول مربوط به مسئله را یادآوری کنید. اگر خلاصه‌نویسی کرده باشید و زیاد آن را مرور کرده باشید،‌ برای‌تان خیلی راحت خواهد بود. 4. اگر نیاز به جابه‌جایی و تغییر در فرم اصلی فرمول وجود دارد آن‌ را انجام دهید. ۵. اگر داده‌های مسئله نیاز به تبدیل واحد دارند آن‌ها را انجام دهید. ۶. داده‌های مسئله را در فرمول جای‌گذاری کنید و مسئله را حل کنید. اگر احساس می‌کنید سرعت‌تان پایین است، پیوسته تست بزنید و سعی کنید بدون این‌که دقت‌تان کم شود، سرعت را زیاد کنید. این کار تنها با تست‌زنی زیاد و اصولی امکان‌پذیر است. بر اثر حل کردن تست‌های تکراری و مشابه، سرعت عمل افزایش می‌یابد. حتی اگر لازم دیدید می‌توانید چندین بار تست‌های کنکورهای سراسری سال‌های اخیر را پاسخ دهید. توجه کنید لازم نیست مسئله را به‌ صورت تشریحی حل کنید. اگر توانستید بی‌دقتی‌های خود را کنترل کنید و کاهش دهید. فرمول‌ها را در ذهن بیاورید و فقط محاسبه‌ها را روی کاغذ انجام دهید. توجه کنید که مرحله‌هایی را که احتمال خطا در آن‌ها زیاد نیست در ذهن انجام دهید و سایر مطلب‌ها (مثل محاسبه‌ها) را حتماً روی کاغذ انجام دهید. سعی کنید از شکل‌ها حداکثر استفاده را ببرید و سرعت حل مسئله‌ خود را با شکل افزایش دهید؛ چون خیلی به شما کمک خواهد کرد. -روش‌های مطالعه درس فیزیک از زبان رتبه‌های برتر کنکور در مطلب زیر رتبه‌های برتری که درس فیزیک نقطه قوت پایدار آن‌ها بوده (همیشه در آزمون‌ها و امتحان‌های مدرسه نتیجه‌ی خوبی از این درس می‌گرفته‌اند و در کنکور نیز درصد بالایی کسب کرده‌اند) به صورت تیتروار روش مطالعه خود را بیان کرده‌اند: محسن امیرسبتکی رتبه 5 منطقه 3 1-مهم‌ترین نکته‌ای که در حل سؤال‌های فیزیک به من کمک می‌کرد این بود که به آخر سؤال توجه می‌کردم و دقیقاً روی بدست آوردن جوابی کار می‌کردم که سؤال می‌خواهد نه جوابی که خودم پس از حل بر اساس دانسته‌های فکری ام بدست آورده‌ام. 2-پیش خوانی کتاب درسی قبل از کلاس برای من مؤثر بود. 3- تمرین و مثال کتاب درسی را حل می‌کردم. 4-ابتدا درسنامه کتاب آبی را می‌خواندم و سپس به حل تست می‌پرداختم. 5- فرمول‌هایی را که از حل تست‌ها یاد گرفته بودم ، در کتاب درسی می‌نوشتم. 6- پاسخ تشریحی کتاب آبی را تمام و کمال مطالعه می‌کردم. 7-از این درس زیاد تست می‌زدم. -حامد چوقادی رتبه 3 منطقه2 من به درس فیزیک علاقه داشتم، در کلاس درس را به خوبی گوش می‌دادم و در همان کلاس مطلب را یاد می‌گرفتم. به مسائل دید کلی و چند وجهی داشتم و بین مفاهیم مختلف فیزیکی ارتباط برقرار می‌کردم. به دلیل علاقه‌ام به فیزیک ، مطالعه آزاد هم در این زمینه داشتم. -احسان ابراهیمی رتبه 11 منطقه 2 من با وجودی که رشته ام تجربی بود به درس فیزیک علاقه زیادی داشتم،زیرا؛ الف) در درس فیزیک امکان لمس وقایع وجود دارد مخصوصاً در مبحث‌های حرکت و دینامیک. ب)امکان حل سؤال با روش های ابداعی و روش های خلاقانه وجود دارد. مواردی که باعث شد من در درس فیزیک قوی شوم این بود که: 1-فیزیک را مفهومی یاد می‌گرفتم و به حفظ فرمول نمی‌پرداختم. 2-منابع مطالعاتی استاندارد داشتم. با توجه به این که کتاب درسی فیزیک تغییرات چندانی نداشته، تست‌های کنکور در این درس بسیار زیاد است و من فقط با تست کنکور این درس را کار می‌کردم. - پوريا ياراحمدي رتبه 3 كشور در درس فيزيك بعد از تسلط بر مفاهيم ،با زدن تست زياد سرعت و مهارتم را افزايش دادم. بهنام اميني رتبه 7 منطقه 2 درس فيزيك را ابتدا عمقي می‌خواندم یعنی مطالب را به صورت مبحثي و ثابت كردن فرمول‌ها برای خودم یاد می گرفتم و بعد با كاركردن تست‌هاي كنكور تمرین می کردم. احسان صالحي رتبه 7 منطقه 3 قبل از حل تست، ابتدا درس نامه کتاب آبی را مطالعه‌ می‌کردم و سپس به حل سؤالات تشريحي می‌پرداختم و بعد از این مراحل به حل تست می‌پرداختم. علي كيهاني رتبه 6 شاهد اول كتاب درسی را مطالعه می‌کردم، سپس به حل تمرينات كتاب درسی می‌پرداختم و با تعمق گاهي به طرح سؤال می‌پرداختم (مثال و تمرین‌های كتاب را به تست تبدیل می‌کردم.) در مرحله آخر از روي كتاب آبي تست می‌زدم. -كانون قلمچي ]]> اخبار علمی و فناوری Wed, 23 Nov 2016 10:51:44 GMT http://migna.ir/vdchxinx.23nwzdftt2.html چرا صدایمان بعد از ضبط شدن تغییر می‌کند؟ http://migna.ir/vdcfyydm.w6d10agiiw.html تا به حال به این فکر کرده‌اید که: – چرا صدایمان وقتی که ضبط می‌شود فرق می‌کند؟ – صدا چطور به گوش داخلی می‌رسد؟ – صدای ضبط‌شده‌تان چه فرقی با صدایی که از خودتان در سرتان می‌شنوید دارد؟ صدایتان را دوست دارید؟ احتمالاً می‌گویید بستگی به این دارد که منظور صدایی است که از خودتان در گوشتان می‌شنوید یا صدایی که بعد از ضبط کردن می‌شنوید. همه ما احتمالاً آن لحظه … شنیدن صدای ضبط‌شده‌مان برای اولین بار را تجربه کرده‌ایم. «اوه! این منم؟ امکان نداره!» اینها احتمالاً فقط چند کلمه از صحبت‌هایی هستند که بعد از این تجربه از دهانتان خارج شده است. ولی اگر واقعیت را بخواهید، ضبط‌صوت دروغ نمی‌گوید! این دقیقاً صدای خودتان است. ولی چرا تا این اندازه با صدایی که در سرتان می‌شنوید فرق می‌کند؟ بیشتر چیزی که ما می‌شنویم نتیجه انتقال هوا است. چیزهایی که صدا ایجاد می‌کند باعث ایجاد امواج صوتی می‌شود که از طریق هوا منتقل می‌شوند. این امواج صوتی به گوش بیرونی شما می‌رسد، از پرده گوشتان عبور کرده و از گوش میانی وارد بخش حلزونی گوش می‌شوند که قسمتی پر از مایع در گوش داخلی است که این امواج صوتی را برای مغز ترجمه می‌کند. ولی فقط از طریق هوا نیست که صداها به گوش داخلی می‌رسند. استخوان‌ها و بافت‌های داخل سر هم می‌توانند امواج صوتی را مستقیماً به بخش حلزونی منتقل کنند. وقتی حرف می‌زنید، تارهای صوتی‌تان امواج صوتی‌ای ایجاد می‌کنند که از راه هوا به گوش داخلی‌تان می‌رسند. اما استخوان‌ها و بافت‌های داخل سرتان هم این امواج صوتی را به طور مستقیم به بخش حلزونی گوش می‌رسانند، به این ترتیب صدایی که موقع حرف زدن در سرتان می‌شنوید نتیجه هر دو این روش‌های انتقال است. وقتی صدایتان را روی ضبط‌‌صوت می‌شنوید، فقط آن را به روش انتقال از طریق هوا می‌شنوید. ازآنجاکه آن قسمت از صدا که از طرق استخوان‌ها و بافت‌های داخل سر منتقل می‌شود را نمی‌شنوید، صدایی که روی دستگاه می‌شنوید متفاوت به نظرتان می‌رسد. وقتی حرف می‌زنید و صدای خودتان را داخل سرتان می‌شنوید، استخوان‌ها و بافت‌های سرتان ارتعاشات با فرکانس‌های پایین‌تر را تقویت می‌کنند. این یعنی صدایتان معمولاً قوی‌تر و بم‌تر از آنچه واقعاً هست به نظرتان می‌رسد. به همین دلیل است که وقتی صدای ضبط‌شده‌تان را می‌شنوید، به نظر بلندتر و نازک‌تر از چیزی که فکر می‌کنید به نظرتان می‌رسد. اگر صدای ضبط‌شده‌تان به نظرتان خنده‌دار رسید نگران نباشید. همه این را تجربه می‌کنند. فقط به این خاطر که به نظر شما خنده‌دار و متفاوت می‌آید به این معنی نیست که بقیه هم آن را آنطور می‌شنوند. چیزی که شما الان شنیده‌اید چیزی است که آنها همیشه به عنوان صدای شما شنیده‌اند! امتحان کنید! برای بامزه‌تر کردن این تجربه می‌توانید این کارها را با دوستان یا اعضای خانواده‌تان امتحان کنید: – صدای ضبط‌شده‌تان را دوست دارید؟ اگر شما هم مثل بقیه آدمها باشید، ممکن است اصلاً از صدای ضبط‌شده‌تان خوشتان نیاید. فکر می‌کنید برای خواننده‌های معروف دنیا هم همینطور است؟ در اینترنت جستجو کنید تا ببینید نظر آنها درمورد صدای ضبط‌شده‌شان چیست. یافته‌هایتان را برای دوستان و اعضای خانواده‌تان تعریف کنید. – یک خودکار و کاغذ بردارید و آهنگ مورد علاقه‌تان را پخش کنید. با آن همخوانی کنید. هیمنطور که مشغول خواندن هستید، توصیفی از صدای خودتان که می‌شنوید یادداشت کنید. حالا یک وسیله ضبط صدا بردارید و دوباره همان آهنگ را همخوانی کنید و اینبار صدایتان را ضبط کنید. وقتی تمام شد، صدای ضبط‌شده‌تان را پخش کنید. به نظرتان یکسان می‌آید؟ یا توصیفی که از صدای اول نوشته‌اید کاملاً متفاوت با صدای ضبط‌شده‌تان است؟ چه تفاوت‌هایی دارد؟ – برای یک چالش آماده‌اید؟ با وسایل ضبط صوت مختلف صدایتان را ضبط کنید. مثلاً یک ضبط صوت قدیمی، گوشی موبایل، دوربین یا دستگاه‌های ضبط‌صدای دیجیتال. آنها را با هم مقایسه کنید. صدایتان در همه آنها یکسان است؟ اگر اینطور نیست، چه تفاوت‌هایی با هم دارند؟ از دوستانتان بخواهید آنها هم اینکار را انجام دهند و ببینید آنها چه نظری درمورد صدای ضبط‌شده‌شان دارند!- منبع مقاله : wonderopolis.org  مترجم : زینب آرمندمردمان ]]> اخبار علمی و فناوری Mon, 14 Nov 2016 10:30:54 GMT http://migna.ir/vdcfyydm.w6d10agiiw.html برندگان نوبل فیزیک 2016 معرفی شدند http://migna.ir/vdciqqap.t1avq2bcct.html به گزارش ایسنا، این جایزه برای کار این دانشمندان در زمینه فیزیک ماده چگال اعطا شد. جایزه نوبل فیزیک امسال در دو قسمت به دیوید تولس از دانشگاه واشنگتن و بطور اشتراکی به دونکان هالدین از دانشگاه پرینستون و مایکل کاستلریتز از دانشگاه براون اعطا خواهد شد.این دانشمندان توانستند رفتار کاملا غیرمنتظره‌ای از مواد جامد را کشف کنند و از چارچوب متاماده برای توضیح این ویژگی‌های عجیب استفاده کردند. این کشف، راه را برای طراحی مواد جدید با انواع ویژگی‌های بدیع هموار کرد. برندگان امسال درک جدیدی از جهانی ناشناخته ارائه کردند که در آن ماده می‌تواند حالت‌ها عجیب بگیرد. آن‌ها از روش‌های پیشرفته ریاضیاتی برای بررسی فازها یا حالت‌های غیرعادی ماده مانند ابرخازن‌ها، ابرسیالات یا فیلم‌های مغناطیسی نازک استفاده کردند. هر سه دانشمند از مفاهیم توپولوژیکی در فیزیک استفاده کردند. توپولوژی شاخه از ریاضیات است که ویژگیهایی را توصیف می‌کند که فقط به شکل گام به گام تغییر می‌کنند. آن‌ها با استفاده از توپولوژی به عنوان یک ابزار توانستند دستاورد شگفت‌انگیزی را به دنیا نمایش دهند.- از راست به چپ دیوید تولس، دونکان هالدین و مایکل کاستلریتز جایزه نوبل فیزیک سالانه توسط آکادمی سلطنتی علوم سوئد برای افرادی که برجسته‌ترین مشارکت را برای بشریت در حوزه فیزیک داشته‌اند، اهدا می‌شود. سال گذشته «تاکاگی کاجیتا» از دانشگاه توکیو در ژاپن و «آرتور بی مک‌دونالد» از دانشگاه کوئینز در کانادا برای کشف نوسانات نوترینو که نشان می‌دهد نوترینو دارای جرم است، توانستند جایزه نوبل فیزیک 2015 را دریافت کنند. نخستین نوبل فیزیک که بر اساس وصیتنامه آلفرد نوبل، شیمیدان سوئدی به بالاترین دستاورد این حوزه تعلق می‌گیرد، به «ویلهلم کوتارد رونتگن»، فیزیکدان آلمانی برای خدمات خارق‌العاده‌ای که با کشف پرتوهای ایکس ارائه کرده بود، اهدا شد. این جایزه توسط بنیاد نوبل اداره شده و بطور عمومی به عنوان معتبرترین جایزه‌ای که یک دانشمند می‌تواند در حوزه فیزیک دریافت کند، محسوب می‌شود. این جایزه در مراسمی در روز 10 دسامبر (19 آذر) – سالگرد فوت آلفرد نوبل - در استکهلم به همراه یک مدال طلا و دیپلم افتخار به برنده یا برندگان اعطا می‌شود. از مشهورترین برندگان  جایزه نوبل در حوزه فیزیک می‌توان به آلبرت اینشتین، نیلز بور، ماری کوری، جیمز چادویک، جوزف جان تامسون، اروین شرودینگر، رابرت میلیکان، مکس پلانک و ورنر هایزنبرگ اشاره کرد که سهم بسیار مهمی در درک علم فیزیک داشته‌اند. موسسه تامسون رویترز که هر ساله پیش‌بینی‌های خود را از برندگان احتمالی جوایز نوبل اعلام می‌کند، امسال "سلسو گریبوگی"، دانشمند برزیلی دانشگاه آبردین و از نظریه‌پردازان فرضیه هرج‌ومرج را به همراه دو دانشمند دیگر از دانشگاه مریلند برای کار در زمینه کنترل سیستم‌های هرج‌ومرج، از جمله شانس‌های برندگان نوبل فیزیک معرفی کرده است. این موسسه از سال 2002 تاکنون 39 برنده نوبل را با موفقیت پیش‌بینی کرده است. البته همه برندگان در همان سال پیش‌بینی شده توسط تامسون رویترز جایزه خود را دریافت نکرده بود. سال گذشته نیز این سازمان دو تن از برندگان نوبل را به درستی پیش‌بینی کرده بود که یکی از آن‌ها "آرتور مک‌دونالد" از دانشگاه کوئینز کانادا بود که جایزه  نوبل فیزیک 2015 را با تاکاکی کاگیتا برای کشف نوسانات نوترینو بدست بیاورد. البته موسسات دیگر نیز پیش‌بینی‌های خود را اعلام کرده‌اند که مهمترین آن‌ها، کشف امواج گرانشی توسط "رونالد درور"، "کیپ ترون" و "راینر وایز" است. "ورا رابینز" نیز می‌تواند شانس دیگر نوبل فیزیک 2016 در حوزه ماده تاریک باشد. "ویلیام بروکی" نیز می‌تواند برای طراحی تلسکوپ فضایی کپلر منتظر دریافت نوبل فیزیک باشد. نوبل فیزیک دومین جایزه نوبل در هفته فیزیک است. جایزه نوبل پزشکی 2016 روز گذشته (دوشنبه) به "یوشینوری اوسومی" از ژاپن برای کار در زمینه اتوفاژی (مکانیسم خودخواری اجزاء سلول) اعطا شد. جایزه نوبل شیمی 2016 نیز فردا (چهارشنبه) اعلام خواهد شد. از سال 1901 تاکنون 109 جایزه نوبل فیزیک اعطا شده است که از این میان، تنها 47 نوبل برنده انفرادی داشته و سایر آن‌ها مشترک بوده‌اند. جان باردین هم تنها دانشمندی است که دو بار موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شده است. همچنین دو زن در تاریخ توانسته‌اند این جایزه پرافتخار را از آن خود کنند که یکی ماری کوری و دیگری ماریا ژئوپرت مایر هستند. جوانترین برنده نوبل فیزیک، لاورنس برگ 25 سال بوده که در سال 1915 به همراه پدرش این جایزه را دریافت کرد. میانگین سنی برندگان نوبل فیزیک در سال‌های گذشته 55 سال بوده است.  ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 04 Oct 2016 10:31:54 GMT http://migna.ir/vdciqqap.t1avq2bcct.html تحلیل حواس و رابطۀ امر فیزیکی با امر روانی http://migna.ir/vdcjxvet.uqeoxzsffu.html نتایج درخشان علم فیزیک در دورۀ مدرن، تنها محدود به حوزۀ فیزیک نیست، بلکه علوم دیگری را نیزدر بر می‌گیرد. اما فیزیک، با وجود پیشرفت قابل توجه، تنها بخشی از بدنۀ مشترک و بزرگ‌تر دانش است و با ابزارهای فکریِ محدودش -که برای اهداف و مقاصد محدود و خاصی ایجاد شده است- قادر به پرداختن به تمامی موضوعاتِ محوریِ مورد بحث نیست؛ وقتی به این امور می‌اندیشیم درمی‌یابیم که این گرایش در نظر ما نباید به‌کلی مناسب باشد. ملاحظات ضد متافیزیکی مقدماتی ۱) نتایج درخشان علم فیزیک در دورۀ مدرن، تنها محدود به حوزۀ فیزیک نیست، بلکه علوم دیگری را نیز -که این نتایج را به کار می‌بندند- در بر می‌گیرد. این نتایج باعث شده است که روش‌های فیزیکیِ تفکر و شیوۀ فیزیکیِ فرایندها، در همۀ شاخه‌ها از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار شوند؛ همچنین انتظار می‌رود که کاربست این روش‌ها بزرگترین نیازها و توقعات را برآورده سازد. فیزیولوژی حواس، هماهنگ با تغییر و تحول پژوهشِ مدرن، تدریجاً روش پژوهشِ احساسات فی‌نفسه را رها کرده -روشی که افرادی چون گوته، شوپنهاور و دیگران، و البته یوهانس مولر۱، با بیشترین موفقیت، دنبال می‌کردند- و [بدین ترتیب] شخصیتی منحصراً فیزیکی را نیز فرض کرده است. اما فیزیک، با وجود پیشرفت قابل توجه، تنها بخشی از بدنۀ مشترک و بزرگ‌تر دانش است و با ابزارهای فکریِ محدودش -که برای اهداف و مقاصد محدود و خاصی ایجاد شده است- قادر به پرداختن به تمامی موضوعاتِ محوریِ مورد بحث نیست؛ وقتی به این امور می‌اندیشیم درمی‌یابیم که این گرایش در نظر ما نباید به‌کلی مناسب باشد. فیزیولوژی حواس می‌تواند، بدون چشم‌پوشی از پشتیبانی فیزیک، نه‌تنها روند توسعه و پیشرفت خود را دنبال کند، بلکه همچنین برای علم فیزیک دستیار قدرتمندی باشد. ملاحظات ساده‌ای که در ادامه می‌آید، در خدمت روشن ساختن نسبت میان این دو خواهد بود. ۲) رنگ‌ها، صداها، دماها، فشارها، مکان‌ها، زمان‌ها و غیره به طرق متعددی با یکدیگر مرتبط‌اند و خصلت‌های ذهن، عواطف و اراده‌ها با این‌ها در ارتباط‌اند. بیرون از این ساختار، آنچه نسبتاً باثبات‌تر و پایدارتر است به‌نحو مشهودی در جلو قرار می‌گیرد؛ خودش را در حافظه حک می‌کند و در زبان بیان می‌کند. در درجۀ اول ترکیب معینی از رنگ‌ها، صداها، فشارها و غیره پایداری نسبتاً بیشتری عرضه می‌کنند که عملاً در زمان و مکان به هم پیوسته‌اند و بنابراین نام‌های خاص دارند و اجسام۲ خوانده می‌شوند. چنین ترکیب‌هایی کاملاً پایدار نیستند. میز من در این لحظه روشن و در لحظه‌ای دیگر تاریک است؛ دمایش متغیر است؛ ممکن است یک لکه جوهر رویش بیفتد؛ یکی از پایه‌هایش ممکن است بشکند؛ ممکن است تعمیر شود؛ برق انداخته شود و اجزای دیگری جایگزین اجزای فعلی‌اش شوند. اما برای من، این میز همان میزی باقی خواهد ماند که روزانه برای نوشتن از آن استفاده می‌کنم. دوست من ممکن است یک کت جدید بپوشد؛ چهره‌اش ممکن است حالت جدی یا شادابی به خود بگیرد؛ پوست او ممکن است در اثر نور یا عواطف، تغییر رنگ دهد؛ شکل او ممکن است در اثر حرکت دگرگون شود یا آشکارا تغییر کند. با این حال، تعداد ویژگی‌های ثابتی که در او دیده می‌شود، در مقایسه با تعداد تغییرات تدریجی، همواره آنقدر بیشتر است که می‌توان تغییرات را نادیده گرفت. این همان دوستی است که روزانه با او قدم می‌زنم. کت من ممکن است لکه یا پاره شود. شیوۀ بیان این مطلب توسط من نشان می‌دهد که ما در اینجا با حاصل‌جمعِ ثبات سر و کار داریم، ثباتی که عنصری جدید به آن اضافه می‌شود و آنچه از آن کاسته می‌شود متعاقباً جدا می‌شود. الفت بیشتر ما با این حاصل‌جمعِ ثبات، و فزونیِ اهمیت آن برای من -که در تقابل با عنصر متغیر قرار دارد- ما را به سمت اقتصادِ تصور و نامگذاریِ ذهنی سوق می‌دهد و این اقتصاد -همانطور که در اندیشه و سخن معمولی خودش را نشان می‌دهد- تا حدودی غریزی و تا حدودی ارادی و آگاهانه است. آنچه در یک تصویر واحد بازنمایانده می‌شود، یک برچسب واحد، یک نام واحد را دریافت می‌کند. علاوه بر این، ترکیب خاطره‌ها و حالات و احساس‌ها که در یک بدن معین (بدن انسان) به هم ملحق شده‌اند و «من» یا «اگو»۳ نامیده می‌شود- خودش را به‌عنوان امری نسبتاً پایدار آشکار می‌کند. ممکن است من درگیر این یا آن موضوع باشم؛ ممکن است آرام و شاد یا هیجان‌زده و بدخلق باشم. اما جدا از موارد آسیب‌شناسانه، ویژگی‌هایی برای شناسایی اگو باقی می‌مانند که به‌اندازۀ کافی بادوام‌اند. البته اگو نیز از ثباتی نسبی برخوردار است. ثبات آشکار اگو عمدتاً مبتنی بر واقعیتی واحد است: تداوم و پیوستگی اگو و کندی و آهستگی تغییراتش. امور دیگری نیز در میان هستند که چارچوب اگو را تقویم می‌کنند: اندیشه‌ها و نقشه‌های متعدد دیروز که تا امروز ادامه یافته‌اند و محیط ما در ساعات بیداری به‌طور مداوم آن‌ها را به ما یادآوری می‌کند (زیرا در رؤیاها اگو می‌تواند بسیار گنگ، مضاعف یا کاملاً ناقص باشد) و عادات اندکی که به‌طور ناخودآگاه و غیرارادی برای دوره‌های زمانی طولانی تداوم یافته‌اند. تفاوت‌های موجود بین اگوهای افراد مختلف بیش از تفاوت بین اگوهای یک فرد در جریان سال‌ها حیات نیست. اگر زنجیرۀ خاطرات وجود نداشت، با صرف نظر از برخی ویژگی‌هایِ فردی اندک، وقتی به نوجوانی‌ام می‌اندیشم، باید آن پسری که آن زمان بودم را شخص دیگری قلمداد می‌کردم. بارها پیش آمده است که وقتی مقاله‌ای را می‌بینم که خودم بیست سال پیش نوشته‌ام، آنقدر به نظرم بیگانه می‌آید که مرا به شگفتی می‌اندازد. ویژگی تدریجی بودن تغییرات بدن نیز در ثبات اگو نقش دارد، اما این نقش بسیار کمتر از آن است که مردم تصور می‌کنند. چنین چیزهایی بسیار کمتر از اگوی عقلانی و اخلاقی تحلیل شده و مورد توجه قرار گرفته است. از حیث شخصی، مردم خود را بسیار کم می‌شناسند.۴ زمانی که این خطوط را در سال ۱۸۸۶ می‌نوشتم، کتاب کوچک و تحسین‌برانگیز ریبو۵ به نام بیماری‌های شخصیت۶ (ویرایش دوم، پاریس، ۱۸۸۸، شیکاگو، ۱۸۹۵) را ندیده بودم. ریبو نقش عمده را در حفظِ پیوستگیِ اگو به حساسیت عام۷ نسبت می‌دهد. در کل، من با نظرات او کاملاً موافقم.۸ اگو و بدن، هر دو، پایداری و ثباتِ کمی دارند. عملاً بسیار در زندگی رخ می‌دهد که ما از مرگ، از نابودی استمرار خویش، هراسان می‌شویم. آنچه برای ما باارزش‌ترین است، در نسخه‌های بی‌شمار محفوظ می‌ماند یا، در موارد فوق‌العاده ممتاز، حتی فی‌نفسه محفوظ می‌ماند. اما در بهترین انسان‌ها، خصیصه‌های فردی‌ای وجود دارد که فقدان آن‌ها نه خودشان و نه دیگران را متأسف نخواهد کرد. در واقع، گاهی مرگ، که به‌مثابۀ آزادی از فردیت دیده می‌شود، ممکن است حتی یک فکر دلپذیر باشد. البته چنین تأملاتی، تاب آوردن مواجهه با مرگ فیزیولوژیک را آسان‌تر نمی‌کند. پس از آنکه بازبینی اولیه‌ای، با تشکیل مفاهیم جوهری «بدن» و «اگو» (ماده و روح)، حاصل شد، اراده وادار به بررسی دقیق‌تر تغییراتی می‌شود که در این موجوداتِ نسبتاً باثبات رخ می‌دهد. مؤلفۀ تغییر در بدن‌ها و اگو، در واقع، دقیقاً آن چیزی است که اراده۹ را به این بررسی وامی‌دارد. در اینجا، اجزای سازندۀ ترکیب۱۰ نخست به‌مثابۀ ویژگی‌هایش نشان داده می‌شود. میوه شیرین است، اما می‌تواند تلخ هم باشد. migna.ir همچنین، میوه‌های دیگر نیز ممکن است شیرین باشند. رنگ قرمزی که ما در جست‌وجوی آن هستیم در بسیاری از اجسام یافت می‌شود. مجاورت با برخی اجسامْ خوشایند و مجاورت با برخی دیگر ناخوشایند است. بنابراین، به‌تدریج، ترکیب‌های مختلفی یافت می‌شوند که از عناصر و مؤلفه‌های مشترک ساخته شده‌اند. امرِ مشاهده‌پذیر، شنیدنی و لمس‌کردنی از بدن‌ها جدا است. امر مشاهده‌پذیر به رنگ‌ها و شکل تجزیه می‌شود. همچنین، در تنوع رنگ‌ها نیز -گرچه شاید تعدادشان کمتر باشد- اجزای سازندۀ دیگری چون رنگ‌های اصلی و غیره دیده می‌شوند. ترکیب‌ها قابل تجزیه به عناصر هستند،۱۱ یعنی به اجزای تشکیل‌دهندۀ نهایی‌شان، که تا این لحظه نتوانسته‌ایم بیش از آن تجزیه‌شان کنیم. نیازی نیست که فعلاً به ماهیت این عناصر بپردازیم؛ ممکن است پژوهش‌های آینده نوری بر این موضوع بیفکند. در حال حاضر این واقعیت نباید مزاحم کار ما شود که برای دانشمند، مطالعۀ نسبت‌های میان نسبت‌های این عناصر ساده‌تر از مطالعۀ نسبت‌های مستقیم میان آن‌ها است. ۳) عادت مفیدِ نامگذاری کردنِ چنین ترکیب‌های نسبتاً پایداری با نام‌های واحد و درک آن‌ها با اندیشه‌های واحد -بدون اینکه همواره زحمت تجزیه آن‌ها به عناصر تشکیل‌دهنده‌شان را به خود بدهیم- مستعد ناسازگاری عجیبی با تمایل به مجزا ساختن عناصر سازنده است. به نظر می‌رسد تصویر مبهمی که ما از یک ترکیب پایدارِ مفروض داریم -تصویری که وقتی این یا آن عنصر سازنده را جدا می‌کنیم به‌طور قابل ملاحظه‌ای تغییر نمی‌کند- چیزی است که در خودش وجود دارد. از آنجا که می‌توانیم هر جزءِ سازنده را یکی پس از دیگری برداریم -بدون اینکه ظرفیت تصویر را برای اینکه نمایندۀ تمامیت باشد مخدوش کنیم و تصویر باز هم قابل تشخیص باشد- تصور می‌شود که می‌توان تمامی اجزاء را جدا کرد و باز هم چیزی باقی بماند. بنابراین طبیعتاً مفهوم فلسفی «شیء فی‌نفسه»، که از پدیدارش متفاوت و ناشناختنی است، به میان می‌آید؛ مفهومی که در ابتدا جالب توجه است ولی سپس مشخص می‌شود که مهیب است.۱۲ شیء، جسم و ماده چیزی جدای از عناصر تشکیل‌دهنده‌شان، یعنی رنگ‌ها، صداها و غیره، نیستند و چیزی جدای از به اصطلاح ویژگی‌هایشان نیستند. مسئلۀ شبه فلسفی و متلونِ شئ واحد با ویژگی‌های فراوانش، کاملاً، از یک تفسیر اشتباه از این واقعیت برمی‌خیزد که ادراک کلی و تحلیل دقیق -گرچه هر دو عجالتاً و موقتاً برای بسیاری از مقاصدِ سودمند توجیه‌پذیرند- نمی‌توانند به‌نحوِ همزمان انجام شوند. یک بدن فقط تا زمانی که توجه به جزئیاتش غیرضروری است، واحد و تغییرناپذیر است. بنابراین، اگر از تمامی انحرافات از شکل کروی چشم‌پوشی کنیم و اگر دقت بیشتری ضروری نباشد، هم زمین و هم توپ بیلیارد کره هستند. اما زمانی که مجبور باشیم تحقیقاتمان را در کوه‌شناسی یا مطالعات میکروسکوپی پیش بریم، هردوِ این اجسام دیگر کروی نیستند. ۴) انسان به نحو بارزی این قدرت را دارد که به‌نحو ارادی و آگاهانه دیدگاه خویش را تعیین کند. او می‌تواند در یک زمان، مهم‌ترین ویژگی‌های یک شیء را نادیده بگیرد و بلافاصله پس از آن به ریزترین جزئیاتش توجه کند، برای مثال یک جریانِ ثابت را در نظر بگیرید، مهم نیست جریان چه چیزی (گرمای هوا، الکتریسیته یا یک مایع)، سپس عرض خط فرانهوفر را در اسپکتروم اندازه‌گیری کنید؛ انسان می‌تواند اراده کند که به کلی‌ترین انتزاعات بپردازد یا خودش را درگیر ریزترین جزئیات کند. درجۀ بهره‌مندی حیوانات از این قابلیت بسیار کمتر است. آن‌ها یک دیدگاه را مفروض نمی‌گیرند، بلکه معمولاً بسته به انطباعات حسی‌شان دیدگاهی بر آن‌ها تحمیل می‌شود. نوزادی که پدرش را با کلاه نمی‌شناسد و سگی که اگر صاحبش کت جدیدی بپوشد گیج می‌شود، هر دو تسلیمِ ناسازگاری و تقابل دیدگاه‌ها هستند. چه کسی چنین موقعیت بغرنجی را تجربه نکرده است؟ حتی فیلسوف هم گاه تسلیم نمایش‌ها می‌شود، مثل مسئلۀ مضحکی که در بالا بدان اشارت رفت. در این مورد اخیر، به نظر می‌رسد شرایطْ زمینه‌ای واقعی برای توجیه ایجاد می‌کنند. رنگ‌ها، صداها و بوی اجسام ناپایدارند، اما محسوس بودنشان -به‌مثابۀ نوعی هستۀ ثابت که به‌راحتی در معرض نابودی نیست- در پشت باقی می‌ماند و به‌مثابۀ وسیله‌ای برای حمل ویژگی‌های فرّار و ناپایدارتری به نظر می‌رسد که به آن منضم شده است. بنابراین، عادتِ فکر ما را محکم به این هسته‌های مرکزی منضم می‌کند، حتی زمانی که تشخیص می‌دهیم که دیدن، شنیدن، بوییدن و لمس کردن بسیار به هم شبیه‌اند. یک ملاحظۀ دیگر این است که پیشرفت فراوان و عجیب و غریب فیزیکِ مکانیکی نوعی واقعیت برتر را به امور زمانی و مکانی در مقایسه با رنگ‌ها، صداها و بوها اختصاص داده است؛ و موافق با این موضوع، اتصالات مکانی و زمانیِ رنگ‌ها، صداها و بوها واقعی‌تر از خود رنگ‌ها، صداها و بوها به نظر می‌رسند؛ گرچه فیزیولوژی حواس نشان می‌دهد که مکان‌ها و زمان‌ها ممکن است همانقدر به‌درستی احساس نامیده شوند که رنگ‌ها و صداها. دربارۀ این موضوع بعداً بحث می‌کنم. ۵) نه‌تنها رابطۀ بدن‌ها و اگو، بلکه خود اگو نیز موجب پدید آمدن شبه مسائل مشابهی می‌شود که ویژگی آن‌ها را می‌توان مختصراً به طریق زیر نشان داد: بیایید عناصری را که در بالا به آن‌ها اشاره شد با حروف A B C…, K L M…, α β γ... بنامیم و آن ترکیب‌های رنگ‌ها، صداها و غیره را که عموماً بدن [جسم] خوانده می‌شوند، به خاطر روشنی و وضوح بیشتر با A B C ..نشان دهیم؛ ترکیبی که به‌عنوان بدنمان شناخته شده است (که بخشی از یک ترکیب قبلی است که با خصیصه‌های معینی متمایز شده است) را می‌توانیم با... K L M نشان دهیم؛ ترکیب تشکیل‌شده از اراده‌ها، تصاویرِ حافظه و بقیه را با... α β γ نشان می‌دهیم. معمولاً ترکیب α β γ...K L M…، که اگو را می‌سازند در تضاد با ترکیب...... A B C هستند که جهان اشیای فیزیکی را می‌سازند؛ همچنین گاهی α β γ... به‌مثابۀ اگو در نظر گرفته می‌شود و K L M…A B C… به‌مثابۀ جهان اشیای فیزیکی. حال در نظر اول، A B C… مستقل از اگو و در تضاد با آن به‌عنوان یک موجود جداگانه به نظر می‌رسند. اما این استقلال و عدم وابستگی تنها یک امر نسبی است و با توجه بیشتر و دقیق‌تر از بین می‌رود. ممکن است تغییرات زیادی در ترکیب... α β γ رخ دهد، بدون اینکه تغییر محسوسی در... A B C صورت گیرد و بالعکس. اما تغییرات زیادی در... α β γ صورت می‌گیرد از طریق تغییرات در... K L M به... A B C و بالعکس (مثل زمانی که ایده‌های قدرتمند به عرصۀ عمل وارد می‌شوند یا زمانی که محیطِ ما تغییرات قابل توجه در بدن ما ایجاد می‌کند). در عین حال به نظر می‌رسد که گروه... K L M به نحو نزدیک‌تری با... α β γ و... A B C مرتبط است تا آخری با دو گروه دیگر، و نسبت میان آن‌ها خود را در گفتار و اندیشۀ متعارف اظهار می‌کند. اما اگر به نحو دقیق‌تر نظر شود، به نظر می‌رسد که گروه... A B C همواره باK L M متعین می‌شود. یک مکعب وقتی نزدیک به ما و در دستان ما است بزرگ به نظر می‌رسد و وقتی دور است کوچک به نظر می‌رسد؛ تصویرش برای چشم راست با تصویری که چشم چپ از آن دریافت می‌کند متفاوت است؛ گاهی اوقات دو برابر به نظر می‌رسد و وقتی چشمانمان را می‌بندیم ناپدید می‌شود. بنابراین، به نظر می‌رسد ویژگی‌های یک شیء با بدن خود ما تغییر می‌کند. اما حال همان شئ کجاست که این چنین متفاوت به نظر می‌رسد؟ همۀ آنچه می‌توان گفت این است که با هر K L M متفاوتی، ... A B C متفاوتی متناظر می‌شود.۱۳ یک طریق متداول و عامِ اندیشیدن و سخن گفتنْ در تقابل قرار دادن «پدیدار» با «واقعیت» است. مدادی که روبروی ما است به نظر صاف است؛ اگر آن را در آب فروبریم، شکسته به نظر می‌رسد. در این حالت می‌گوییم مداد خمیده به نظر می‌رسد اما در واقعیت صاف است. اما چه چیزی قانعمان می‌کند که یک حالت و نه حالت دیگر را به‌عنوان واقعیت در نظر بگیریم و دیگری را به سطح ظاهر و پدیدار تنزل دهیم؟ در هر دو مورد، ما با اموری سر و کار داریم که ترکیب‌های مختلفی از عناصر را به ما ارائه می‌کنند، ترکیباتی که در دو مورد به‌طور مختلف مشروط شده‌اند. مدادِ فرورفته در آب دقیقاً به خاطر محیطش خمیده دیده می‌شود اما از حیث بساوایی و از لحاظ متریک صاف است. یک تصویر در یک آینۀ مقعر یا تخت فقط قابل مشاهده است، در حالی که تحت شرایط دیگر، و در شرایط عادی، یک جسم محسوس هم متناظر با تصویر مشهود است. یک سطح درخشان در کنار یک سطح تیره درخشان‌تر به نظر می‌رسد و در کنار یک سطح درخشان‌تر از خود تیره‌تر به نظر می‌رسد. مطمئناً زمانی که به شرایط توجه کافی نداریم و موارد مختلف ترکیب را جایگزین یکدیگر می‌کنیم، انتظارات ما گمراه می‌شود و ما دچار خطای طبیعیِ انتظار آنچه به آن عادت کرده‌ایم می‌شویم، گرچه ممکن است این مورد یک مورد غیر معمول باشد. در این موارد، سخن گفتن از «پدیدار» ممکن است یک معنای عملی داشته باشد، اما نمی‌تواند دارای معنای علمی باشد. به‌طور مشابه، این سؤالِ رایج و متداول که آیا جهان واقعی است یا تنها در رویای ما است، خالی از هرگونه معنای علمی است. حتی وحشی‌ترین رویای ما به اندازۀ هر چیز دیگری واقعیت دارد. اگر رؤیاهای ما قاعده‌مندتر و مرتبط‌تر و باثبات‌تر بودند، برای ما دارای اهمیت عملی بیشتری نیز می‌بودند. در ساعات بیداری ما، رابطۀ میان عناصر و مؤلفه‌ها با یکدیگر در مقایسه با آنچه در رؤیا دیده‌ایم، بسیار تقویت می‌شود. ما رؤیا را به خاطر آنچه که هست تشخیص می‌دهیم. وقتی فرایند برعکس می‌شود، میدان دید روانی محدود می‌شود؛ تضاد و تقابل تقریباً به‌طور کامل مفقود است. جایی که هیچ تضاد و تقابلی وجود ندارد، تمایز بین رؤیا و بیداری، بین پدیدار و واقعیت، کاملاً غیر ضروری و بی‌ارزش است. مفهوم متداولِ آنتی‌تز بین پدیدار و واقعیت تأثیر بسیار زیادی بر تفکر علمی و فلسفی گذاشته است. این مطلب را مثلاً در اسطورۀ غنی و شاعرانۀ غار افلاطون ملاحظه می‌کنیم، که در آن پشتمان به آتش است و تنها سایۀ آنچه را که می‌گذرد می‌بینیم (Republic, vii. I). اما به لوازم نتایج نهایی این تصور به‌طور کامل اندیشه نشده است؛ این اسطوره تأثیر نامناسبی بر ایده‌های ما دربارۀ جهان گذاشته است. جهان - که ما نیز جزئی از آن هستیم - کاملاً از ما جدا می‌شود و در فاصلۀ بی‌نهایت دور قرار می‌گیرد. به‌طور مشابه، وقتی یک مرد جوان، برای نخستین بار، دربارۀ انکسار نور ستارگان می‌شنود، فکر می‌کند که باید به تمام علم نجوم شک کند، در حالی که تمام آنچه مورد نیاز است این است که اصلاح‌های کوچک و تأثیرگذاری انجام شود تا دوباره همه‌چیز درست شود. ۶) ما یک شیء را مشاهده می‌کنیم که نقطۀS روی آن است. اگر نقطه ٔS را لمس کنیم - یعنی آن را به بدنمان متصل کنیم - تیزی‌ای را حس می‌کنیم. ما می‌توانیم نقطۀS را بدون احساس تیزی ببینیم. اما به محض آنکه تیزی را حس کنیم، نقطۀ S را روی پوست خود می‌یابیم. بنابراین، نقطۀ قابل مشاهده هستۀ ثابتی است که تیزی بر حسب شرایط، و به‌مثابۀ چیزی تصادفی، به آن ضمیمه شده است. در نتیجۀ تکرار رخدادهای مشابه سرانجام خودمان را عادت می‌دهیم که تمام ویژگی‌های اجسام را به‌مثابۀ «تأثیراتی» در نظر بگیریم که از هسته‌های ثابت ناشی می‌شوند و از طریق واسطۀ بدن به اگو منتقل می‌شوند؛ آنچه تأثیر می‌گذارد را احساسات۱۴ می‌نامیم. البته در این فرایند، این هسته‌ها از کل محتوای حسی خود محروم‌اند و به سمبل‌های ذهنی صرف تبدیل می‌شوند. پس این اظهار درست است که جهان فقط از احساسات ما تشکیل می‌شود. در هر مورد ما فقط به احساسات علم داریم و فرضِ هسته‌هایی که به آن‌ها اشاره شد، یا کنش متقابل بین آن‌ها که فرایند احساس از آنجا آغاز می‌شود، تبدیل به چیزی کاملاً بیهوده و زائد می‌شود. چنین دیدگاهی تنها می‌تواند با یک رئالیسم یا نقد فلسفی سرسری متناسب باشد. ۷) معمولاً ترکیب α β ϒ…K L M… به‌مثابۀ اگو با ترکیب A B C… مقایسه می‌شود. در آغاز عادت می‌شود که فقط آن عناصری از A B C… که با شدت بیشتری α β ϒ… را به‌عنوان یک تیزی -یک درد- دگرگون می‌کنند به‌عنوان مؤلفه‌های اگو در نظر گرفته شوند. اما سپس از طریق مشاهداتی از آن دست که الساعه به آن‌ها اشاره شد، به نظر می‌رسد که حق الحاق کردن A B C… به اگو در هیچ کجا متوقف نمی‌شود. مطابق این دیدگاه، اگو می‌تواند آنقدر بزرگ شود که در نهایت همۀ جهان را در بر بگیرد.۱۵ مرزهای اگو دقیقاً خط‌کشی شده نیست؛ حدود آن بسیار مبهم است و به‌طور دلبخواهی تغییر می‌کنند. تنها با ندیده گرفتن این واقعیت و با محدود کردن ناخودآگاهِ آن حدها و توسعۀ همزمان آن‌ها است که، در تعارض دیدگاه‌ها، مشکلات متافیزیکی در این رابطه رخ می‌دهند. به محض اینکه دریافتیم وحدت‌های مفروض «بدن» و «اگو» موقتی و درگذرند و برای جهت‌گیری‌های موقت و اهداف عملی معینی طراحی شده‌اند (به این ترتیب می‌توانیم بر بدن‌ها تأثیر بگذاریم و در برابر درد و ...از خودمان مراقبت کنیم)، در بسیاری از تحقیقات پیشرفته‌تر علمی، خود را ملزم به رها کردن آن‌ها به‌مثابۀ اموری ناکافی و نامناسب می‌یابیم. در نتیجه، آنتی‌تز بین اگو و جهان، بین احساس (نمود) و شیء از بین می‌رود و باید تنها با ارتباط میان عناصر α β γ ...A B C ...K L M ...، سر و کار داشته باشیم، که این آنتی‌تز تنها یک بیان نسبتاً مناسب و ناکامل آن است. این ارتباط چیزی کمتر یا بیشتر از ترکیب عناصری که در بالا به آن‌ها اشاره شد با عناصر مشابه دیگر (زمان و مکان) نیست. علم باید این ارتباط را به‌سادگی بپذیرد و قبل از آنکه بخواهد وجودش را تبیین کند، جایگاه و حالاتش را در علم معین کند. در یک آزمون سطحی، به نظر می‌رسد که ترکیب... α β γ از عناصری بسیار ناپایدارتر از... A B C و... K L M، ساخته شده است که در آخری عناصر ظاهراً با ثبات بیشتر و در حالت پایدارتری با یکدیگر پیوند دارند (چنان‌که گویی به هسته‌های جامد پیوسته‌اند). گرچه در بررسی دقیق‌تر، ثابت می‌شود که عناصر تمامی ترکیب‌ها، همگن هستند، اما حتی زمانی که این امر تشخیص داده شد، مفهوم قبلی یک آنتی‌تز بدن و روح دوباره به‌آسانی ظاهر می‌شود. روح‌باورِ فلسفی اغلب از دشواری اعطای دوام و استحکام مورد نیاز، به جهان اجسامی که ساختۀ ذهن اوست، آگاه است؛ ماتریالیست هنگامی که می‌خواهد احساس را به جهان ماده اعطا کند، با یک کمبود و فقدان مواجه است. دیدگاه مونیستی که گسترش یافته است، به‌سادگی تحت تأثیر مفاهیم غریزی قدیمی‌تر و قدرتمندتر ما قرار می‌گیرد و توسط آن‌ها تیره و مبهم می‌گردد. ۸) مشکلی که به آن اشاره شد، مخصوصاً وقتی حس می‌شود که مورد زیر را در نظر بگیریم. در ترکیب... A B C، که آن را جهان ماده نامیده‌ایم، ما نه‌تنها بدن خودمان را (K L M . . .) بلکه بدن اشخاص دیگر و یا حیوانات را (K’ L’ M’ . . ., K” L” M” . . .) به‌عنوان بخشی از آن می‌یابیم، که با تمثیل α’ β’ γ’ . . ., α’’ β’’ γ’’ ... دیگری مشابه α β γ را تصور می‌کنیم که به آن ضمیمه شده است. تا زمانی که با K’ L’ M’ سروکار داریم، خود را در قلمرویی کاملاً آشنا می‌یابیم که هر نقطۀ آن برای حواسمان قابل دسترسی است. گرچه، هنگامی که در جست‌وجوی احساسات یا عواطفی که به بدن... K’ L’ M’ تعلق دارند برمی‌آییم، دیگر آن‌ها را در قلمرو حس نمی‌یابیم: آن‌ها را به اندیشه می‌افزاییم. نه‌تنها قلمرویی که اینک واردش شدیم، بسیار کمتر برایمان آشناست، بلکه گذار به درون آن نسبتاً ناامن است. احساسمان به‌گونه‌ای است که گویا در حال سقوط به پرتگاه بودیم.۱۶ افرادی که تنها این طریق اندیشیدن را می‌پذیرند، هرگز کاملاً از حس ناامنی رها نمی‌شوند و این یکی از سرچشمه‌های زایندۀ مشکلات توهمی است. اما، ما تنها به این مسیر محدود نیستیم. بیایید نخست روابط دو جانبۀ مولفه‌های ترکیب A B C . . . را بدون توجه به K L M … (بدنمان) در نظر بگیریم. همۀ پژوهش‌های فیزیکی از این سنخ‌اند. توپ سفیدی به یک توپ برخورد می‌کند؛ صدایی شنیده می‌شود. توپ در مقابل یک لامپ سدیم زرد می‌شود، در مقابل لامپ لیتیوم قرمز می‌شود. در اینجا به نظر می‌رسد که عناصر (A B C ...) فقط با یکدیگر مرتبط‌اند و از بدن ما (K L M ...) مستقل‌اند. اما اگر سانتونین۱۷ را انتخاب کنیم، توپ مجدداً زرد می‌شود. اگر یک چشم را از پهلو فشار دهیم، دو توپ را می‌بینیم. اگر کلاً چشمان خود را ببندیم، اصلاً هیچ توپی در آنجا نیست. اگر عصب شنوایی را قطع کنیم، هیچ صدایی شنیده نمی‌شود. بنابراین عناصر A B C … نه‌تنها با یکدیگر مرتبط‌اند بلکه با K L M نیز در ارتباط‌اند. تا این حد، و فقط تا همین حد، A B C … را احساسمی‌خوانیم، و A B C را متعلق به اگو قلمداد می‌کنیم. در آنچه پیش روست، هر کجا خواننده اصطلاحات «احساس»، «ترکیب احساس» را می‌یابد -که در کنار یا به‌جای عبارات «عنصر»، «ترکیب عناصر» به کار می‌روند- باید در نظر بگیرد که عناصر فقط در ارتباط و نسبت مورد بحث -فقط در وابستگی کارکردی‌شان- است که احساسات‌اند. آن‌ها در یک نسبت کارکردی دیگر هم‌زمان ابژه‌های فیزیکی‌اند. ما فقط اصطلاح افزودۀ «احساسات» را به کار می‌بریم تا عناصر را توصیف کنیم، چون اغلب مردم با عناصر مورد بحث بیشتر به‌مثابۀ احساسات (رنگ‌ها، اصوات، فشارها، مکان‌ها، زمان‌ها و غیره) آشنا هستند، در حالیکه بر حسب تصور عمومی این اجزاء ماده است که به‌عنوان عناصر فیزیکی در نظر گرفته می‌شود، که عناصر، در معنایی که در اینجا به کار می‌رود، به‌عنوان «ویژگی‌ها» یا «اثرات» به آن منضم می‌شوند.۱۸ نتیجتاً، در این شیوه، ما شکافی بین بدن‌ها و احساسات فوق الذکرنمی‌یابیم، بین چیزی که در بیرون است و چیزی که در درون است، بین جهان مادی و جهان روحی.۱۹ همۀ عناصر A B C …، K L M …، فقط جرمی منسجم و منفرد را تقویم می‌کنند، که در آن، وقتی هر یک از عناصر مختل می‌شود، همه به حرکت می‌افتند؛ جز اینکه اختلالی در K L M … کنشی گسترده‌تر و عمیق‌تر از اختلال در A B C … دارد. یک آهن‌ربا در همسایگی ما اجزاء آهن نزدیک خود را آشفته می‌کند؛ یک سنگ در حال سقوط زمین را می‌لرزاند؛ اما قطع شدن یک عصب منتهی به حرکت کل سیستم عناصر می‌شود. این نسبت اشیاء کاملاً به‌صورت غیر ارادی از تصویر یک جرم چسبناک حکایت می‌کند، که در مکان‌های معین (مثلاً در اگو) منسجم‌تر از مکان‌های دیگر است. من اغلب از این تصویر در سخنرانی‌ها سود جسته‌ام. ۹) بدین ترتیب، خلیج بزرگ بین پژوهش فیزیکی و روان‌شناختی فقط وقتی بر جا می‌ماند که مفاهیم کلیشه‌ایِ همیشگی را بپذیریم. رنگ ابژه‌ای فیزیکی است، به‌محض اینکه وابستگی آن را در نظر آوریم، به‌عنوان مثال وابستگی‌اش به منبع درخشنده‌اش را، وابستگی‌اش به دیگر رنگ‌ها را، وابستگی‌اش به دماها را، وابستگی‌اش به مکان‌ها را و غیره. اما وقتی وابستگی‌اش را به شبکیۀ چشم (عناصر K L M …) در نظر بگیریم، ابژه‌ای روان‌شناختی، [یعنی] یک احساس، است. نه موضوع، بلکه جهت پژوهش ما در دو حوزه متفاوت است. (Cp. also Chapter II., pp. 43, 44.) هم در استنتاج احساسات دیگر افراد یا حیوانات از مشاهدۀ بدن‌های آن‌ها و هم در پژوهش تأثیر بدن خودمان بر احساسات خودمان، باید واقعیات مشاهده‌شده را با تمثیل تکمیل کنیم. این امر وقتی مثلاً فقط با فرایندهای عصبی مرتبط می‌شود که نمی‌توان آن‌ها را به‌تمامه در بدن‌های خودمان مشاهده کرد -یعنی وقتی در حوزه‌ای آشناتر و فیزیکی‌تر انجام می‌شود- با آسایش و یقین بیشتر تکمیل می‌شود تا وقتی که به حوزۀ روانی گسترش می‌یابد، به احساسات و اندیشه‌های دیگر مردم. در غیر این صورت هیچ تفاوت ماهوی وجود ندارد. ۱۰) شکل شمارۀ ۱ ایده‌هایی که ارائه شد شدت و سرزندگی بیشتری خواهند یافت وقتی همان‌ها را نه‌تنها به شکلی انتزاعی بیان کنیم، بلکه مستقیماً واقعیاتی را که ظاهر می‌شوند مجسم کنیم. مثلاً من بر روی یک مبل لم می‌دهم و چشم راستم را می‌بندم؛ بدین ترتیب چشم چپ من تصویری را تمهید می‌کند که در شکل شمارۀ ۱ نمایانده شده است. در قابی که توسط مرز ابروانم، بینی و سبیلم شکل گرفته است، بخشی از بدن من - تا جایی که قابل رؤیت است - با پیرامونش نمایان می‌شود.۲۰ بدن من با بدن دیگران تفاوت دارد، همراه با شرایطی که هر ایدۀ محرک سرزنده‌تر بلادرنگ در حرکت بدن می‌گریزد، و اینکه لمس آن [بدن] تغییرات قابل ملاحظه‌تری را مشروط می‌کند تا لمس بدن‌های دیگر. در این شرایط است که [بدن] قطعه‌قطعه، و به‌ویژه بدون سر دیده می‌شود. اگر من عنصر A را در درون میدان بصری خود مشاهده کنم، و ارتباطش را با دیگر عنصر B در درون همان میدان بررسی کنم، از حوزۀ فیزیک به حوزۀ فیزیولوژی یا روانشناسی خارج می‌شوم، به‌شرط آنکه B، اگر از گفتۀ مناسب یکی از دوستانم۲۱ پس از دیدن این نقاشی استفاده کنم، از [روی] پوست من عبور کند.تأملاتی از قبیل تأملاتی که برای میدان بصری صورت گرفته است ممکن است در خصوص قلمرو لامسه و حوزه‌های ادراکی دیگر حواس نیز صورت بگیرد.۲۲ ۱۱) ارجاع از پیش به ویژگی متفاوت گروه‌های عناصر دلالت شده توسط A B C … و α β ϒ…انجام شده است. در واقع امر، وقتی درخت سبزی را در مقابل خود می‌بینیم، یا درخت سبزی را به یاد می‌آوریم، یعنی، درخت سبزی را برای خودمان حاضر می‌سازیم، کاملاً به تفاوت این دو نوع واقفیم. درخت حاضرشده صورتی کمتر معین و ناپایدارتر دارد؛ سبزی‌اش بسیار کمرنگ‌تر و فرّارتر است؛ و چیزی که نیازمند توجه ویژه است، آشکارا در دامنه‌ای متفاوت ظاهر می‌شود. حرکتی که می‌خواهیم انجام دهیم هرگز چیزی بیش از یک حرکت حاضرشده نیست، و در دامنه‌ای متفاوت از حرکت انجام شده ظاهر می‌شود که همواره وقتی اتفاق می‌افتد که تصویر به اندازه کافی زنده است. اکنون این اظهار که عناصر A و α در دامنه‌های متفاوت ظاهر می‌شوند، اگر به کنه آن برویم، به‌سادگی به این معنی است که این عناصر با دیگر عناصر متحد می‌شوند. بنابراین تا اینجا به نظر می‌رسد که مؤلفه‌های بنیادی A B C…، α β ϒ… یکی باشند (رنگ‌ها، اصوات، مکان‌ها، زمان‌ها، احساسات حرکتی...)، و فقط ویژگی پیوندشان متفاوت است. لذت و درد معمولاً متفاوت از احساسات لحاظ می‌شوند. با این حال نه‌تنها احساسات بساوایی، بلکه همۀ انواع دیگرِ احساسات، ممکن است به‌تدریج به لذت و درد ملحق شوند. لذت و درد نیز ممکن است به‌درستی احساسات نامیده شوند. فقط آن‌ها چندان خوب تحلیل نمی‌شوند و چندان شناخته شده نیستند، و نیز شاید مانند احساسات عادی به اعضای اندکی محدود نمی‌شوند.فی‌الواقع احساسات لذت و درد، هرچقدر که خفیف باشند، در واقع یک بخش اساسی محتوای همۀ به اصطلاح عواطف را تشکیل می‌دهند. وقتی متأثر از عواطفیم هر عنصر اضافی که درون آگاهی ظاهر می‌شود ممکن است به‌عنوان احساسات کمابیش پراکنده و نه احساسات صراحتاً موضعی شده توصیف شوند. ویلیام جیمز۲۳ و پس از او تئودول ریبو۲۴ مکانیسم فیزیولوژیک عواطف را مطالعه کرده‌اند: آن‌ها معتقدند چیزی که اساسی است تمایلات هدفمند بدن برای کنش است-تمایلاتی که متناظر است با شرایط و در ارگانیسم بیان می‌شود. فقط بخشی از این‌ها در آگاهی ظاهر می‌شود. جیمز می‌گوید ما غمگینیم چون گریه می‌کنیم، و نه برعکس. و ریبو به‌درستی ملاحظه می‌کند که یک دلیل وضعیت عقب‌ماندۀ شناخت ما از عواطف این است که ما همواره مشاهدۀ خود را به اکثر این فرآیندهای فیزیولوژیک آنگونه که در آگاهی ظاهر می‌شوند محدود کرده‌ایم. همزمان، او پیشتر می‌رود وقتی ادعا می‌کند که هر چیز روانی را برای امر فیزیکی صرفاً امر مضاعف۲۵ در نظر می‌گیرد، و مدعی است که فقط امر فیزیکی است که تأثیرات را ایجاد می‌کند. چنین تمایزاتی برای ما برقرار نیست. بنابراین ادراکات، تصورات، اراده‌ها، و عواطف، خلاصه کلّ جهان درونی و بیرونی از تعداد کمی عناصر مشابه در پیوندی فرّارتر و استوارتر گرد هم می‌آیند. معمولاً این عناصر احساسات نامیده می‌شوند. اما همانطور که بقایای یک نظریۀ یک‌جانبه همواره در آن اصطلاح وجود دارد، ترجیح می‌دهیم صرفاً از عناصر سخن بگوییم، همانطور که پیشتر انجام داده‌ایم. مقصود کل پژوهش روشن ساختن حالت پیوند این عناصر است.۲۶ اگر این پژوهش ثابت کرد که حل این مسئله با فرض یک مجموعه از چنین عناصری ناممکن است، آنگاه به‌ناچار بیش از یک [مجموعه] فرض خواهد شد.اما برای پرسش‌های مورد بحث نامناسب خواهد بود که مقدمتاً با انجام فرض‌های پیچیده آغاز کنیم. ۱۲) پیشتر اشاره شد که در این مجموعه عناصر -که اساساً فقط یکی است- نمی‌توان مرزهای بدن‌ها و اگو را به شیوه‌ای مشخص و بسنده برای همۀ موارد مستقر کرد. آشتی دادن عناصری که پیوند نزدیکی با لذت و درد دارند در یک واحد روانی‌اقتصادی، یعنی اگو، مهم‌ترین وظیفۀ کار عقل در خدمت ارادۀ [معطوف] به جلوگیری از درد و خوش‌گذرانی است. بدین ترتیب تعیین حدود اگو به‌طور غریزی انجام می‌شود، آشنا می‌شود، و احتمالاً از طریق وراثت تثبیت می‌شود. به دلیل اهمیت زیاد عملی آن‌ها، نه‌تنها برای افراد بلکه برای کلِ گونه، ترکیب‌های «اگو» و «بدن» به‌طور غریزی به‌خوبی ادعاهای خود را مطرح می‌کنند و خودشان را با نیروی ابتدایی اظهار می‌کنند. اما در موارد ویژه -که در آن غایات عملی مورد توجه نیست بلکه شناختْ غایتی فی‌نفسه است- ممکن است ثابت شود که تعیین حدود مورد نظر ناکافی، بازدارنده و غیر قابل دفاع است.۲۷ واقعیت اولیه اگو نیست، بلکه عناصر (احساسات) است. چیزی که پیشتر [در صفحۀ ۲۱ ترجمه انگلیسی و صفحۀ ۱۷ آلمانی] به‌عنوان اصطلاح «احساسات» گفته شد باید در ذهن زاده شود. عناصری که «من» را تقویم می‌کنند. من احساس سبز دارم دلالت دارد بر اینکه عنصر سبز در ترکیب مفروضی از دیگر عناصر (احساسات، خاطرات) رخ می‌دهد. وقتی من از داشتن احساس سبز دست می‌کشم - وقتی من می‌میرم - عناصر دیگر در همنشینی معمولی و آشنا رخ نمی‌دهند. کل مسئله این است. فقط یک وحدت اقتصادی‌ـ‌روانی مثالی، نه یک وحدت واقعی، از وجود داشتن دست کشیده است. اگو وحدتی معین، لایتغیر و آشکارا کرانمند نیست. هیچ‌کدام از این ویژگی‌ها مهم نیستند، چون همگی حتی در درون سپهر حیات فردی نیز تغییر می‌کنند؛ در واقع دگرگونی آن‌ها مطلوب امر فردی است. پیوستگی به‌تنهایی مهم است. این دیدگاه به طرز شگفت‌آوری با موقعیتی که وایزمان با پژوهش‌های بیولوژیک بدان دست یافته است هماهنگ است.۲۸ اما پیوستگی فقط وسیلۀ مهیا ساختن و حفظ چیزی است که در اگو مستمر می‌شود. این محتوا، و نه اگو، چیز اصلی است. اما این محتوا به امر فردی منحصر نمی‌شود، [بلکه] به استثنای برخی خاطرات شخصیِ بی‌اهمیت و بی‌ارزش، در دیگران حتی پس از مرگ امر فردی نیز به جا می‌ماند. عناصری که آگاهیِ یک امر فردیِ مفروض را می‌سازند، سرسختانه، با فرد دیگر متصل‌اند، اما با آگاهی‌های فرد دیگر به‌صورت خفیف متصل‌اند و این پیوند فقط به‌صورت علّی آشکار است. اما محتواهای آگاهی، که اهمیت عام دارند، بر این محدودیت‌های امر فردی غلبه می‌کنند و البته مجدداً به افراد منضم می‌شوند و می‌توانند -مستقل از شخصیتی که از طریق آن بسط می‌یابند- از وجود پیوستۀ امری غیر فردی، نوعی فراشخصی، برخوردار شوند. مشارکت در این امر بزرگترین خوشبختی هنرمند، دانشمند، مخترع، مصلح اجتماعی و غیره است. اگو باید رها شود. تا حدی ادراک این واقعیت و تا حدی ترس از آن است که به بیشترین افراط‌های بدبینی و خوش‌بینی و به پوچی‌های فراوان دینی، زاهدانه و فلسفی انجامیده است. در درازمدت قادر نخواهیم بود که چشمان خود را به این حقیقت ساده -که پیامد بی‌واسطۀ تحلیل روان‌شناختی است- ببندیم. پس ما دیگر چنین جایگاه والایی به اگو نخواهیم داد، که حتی در طی حیات فردی بسیار دگرگون می‌شود و در خواب یا در طی جذب در برخی تصورات، درست در خوشبخت‌ترین لحظات ما، ممکن است نسبتاً یا کاملاً غایب باشد. پس ما مایل خواهیم بود که از نامیرایی فردی چشم‌پوشی کنیم۲۹ و ارزش بیشتری به عناصر فرعی در مقایسه با عناصر اصلی ندهیم. بدین طریق ما به دیدگاهی آزادتر و روشن‌تر در باب حیات دست خواهیم یافت که از نادیده گرفتن دیگر اگوها و دست بالا گرفتنِ اگو خودمان ممانعت به عمل خواهد آورد. ایدئال اخلاقیِ مبتنی بر این دیدگاه در باب حیات به یک اندازه از ایدئال زاهدانه دور خواهد شد، که از حیث بیولوژیک برای کسی که به آن عمل می‌کند باورکردنی نیست و همزمان با نامرئی شدنش ناپدید می‌شود و از ایدئال ابرانسان بسیار مغرور نیچه‌ای نیز دور است که نمی‌تواند به‌وسیلۀ همنوعانش تحمل شود و امیدوارم نشود.۳۰ اگر شناختِ پیوند عناصر (احساسات) برای ما کافی نباشد و بپرسیم چه کسی دارای این پیوند احساسات است و چه کسی آن را تجربه می‌کند؟ آنگاه تسلیم عادت قدیمیِ قرار دادن هر عنصر (هر احساس) ذیل برخی ترکیبات تحلیل نشده می‌شویم و در حال عقب‌نشینی نامحسوس به دیدگاهی قدیمی‌تر، ضعیف‌تر و محدودتریم. اغلب اشاره می‌شود که یک تجربۀ روانی، که تجربۀ یک سوژۀ مشخص نیست، غیر قابل تصور است و ادعا شده است که در این طریقْ بخش اساسی، که توسط وحدت آگاهی بازی شده است، نشان داده می‌شود. اما آگاهی اگو می‌تواند درجات بسیار متفاوتِی از خاطرات تصادفی متکثر باشد. ممکن است کسی بگوید یک فرآیند فیزیکی که در یک محیط یا محیط دیگری، یا لااقل جایی در جهان، رخ نمی‌دهد غیر قابل تصور است. در هر دو مورد برای شروع پژوهش‌مان باید مجاز باشیم تا از محیط انتزاع کنیم، که در خصوص تأثیرش در موارد متفاوت ممکن است متفاوت باشد و در موارد خاص ممکن است به حداقل کاهش یابد. احساسات حیوانات پست‌تر را در نظر بگیرید، که سوژه‌ای با ویژگی‌های معین را به‌سختی بتوان به آن منسوب کرد. سوژه از احساسات ساخته می‌شود و وقتی ساخته شد بی‌شک سوژه به‌نوبت به احساسات واکنش نشان می‌دهد. عادت رفتار با مجموعه‌اگوی تحلیل نشده به‌مثابۀ وحدتی نامشهود بارها صورت‌های قابل ملاحظه در علم را فرض می‌کند. نخست، سیستم عصبی از بدن به‌عنوان جایگاه احساسات جدا می‌شود. در سیستم عصبی نیز مغز به‌عنوان عضوی که بیشترین شایستگی را برای این غایت دارد برگزیده می‌شود و سرانجام، برای حفظ وحدت روانی، نقطه‌ای در مغز به‌عنوان جایگاه روح جست‌وجو می‌شود. اما چنین تصورات خامی به‌سختی حتی برای خبر دادن از زمخت‌ترین طرح‌های کلی‌ای که پژوهش آتی برای پیوند امر فیزیکی و روانی انجام خواهد داد مناسب است. این واقعیت که بخش‌ها و عضوهای متفاوتِ سیستم عصبی از حیث فیزیکی به یکدیگر متصل‌اند و می‌توانند به‌سادگی توسط یکدیگر برانگیخته شوند شاید علت و منشأ مفهوم «وحدت روانی» باشد. یک‌بار پرسشی شنیدم که به‌شدت مورد بحث قرار گرفت، «ادراک یک درخت بزرگ چگونه می‌تواند در سر کوچک یک انسان جا بگیرد؟» باری، اگر چه این «مسئله» یک مسئله نیست، با این حال به‌وضوح می‌تواند ما را از پوچیِ اندیشیدن به احساسات از حیث مکانی درون مغز ملتفت سازد. وقتی از احساسات شخص دیگری سخن می‌گویم، البته آن احساسات در فضای بصری یا فیزیکی من نموده نمی‌شوند؛ آن‌ها دو به دو به هم ملحق می‌شوند و آن‌ها را به‌صورت علّی دریافت می‌کنم، نه به‌صورت مکانی؛ آن‌ها به‌صورت منظم شده به مغز مشاهده می‌شوند یا به عبارت دقیق‌تر به صورت کارکردی ارائه می‌شوند. وقتی از احساسات خودم حرف می‌زنم، این احساسات به‌صورت مکانی در سرم وجود ندارند، بلکه «سر» من در همان میدان مکانی با آن‌ها سهیم است؛ همانطور که در فوق توضیح داده شد. (مقایسه کنید با ملاحظات مربوط به شکل ۱.)۳۱ وحدت آگاهیْ استدلالی در خور نیست. چون آنتی‌تز آشکارِ بین جهان واقعی و جهان داده شده از طریق حواس کاملاً در حالت نگاه ما قرار دارد و هیچ شکاف بالفعلی بین آن‌ها وجود ندارد؛ فهم محتوای پیچیده و به طرق مختلف درهم‌تنیدۀ آگاهی دشوارتر از فهم در هم تنیدگی پیچیدۀ جهان نیست. اگر اگو را به‌مثابۀ وحدتی واقعی در نظر بگیریم، در دوراهی زیر گرفتار می‌شویم: یا باید جهانی از موجودات نادانستنی را در مقابل اگو قرار دهیم (که کاملاً بی‌اساس و بیهوده است) یا باید کل جهان، [یعنی] اگوهای دیگر افراد مشمول، را در مقایسه با اگو خودمان در نظر بگیریم (گزاره‌ای که پذیرش آن دشوار است). اما اگر اگو را به‌سادگی به‌عنوان وحدتی عملی فرض کنیم، روی هم رفته برای ارزیابی موقت، یا به‌عنوان مجموعه‌ای به‌شدت چسبناک از عناصر، که با شدت کمتری با دیگر گروه‌هایی از این نوع پیوند دارند، پرسش‌هایی مانند آن پرسش‌هایی که در فوق مورد بحث قرار گرفتند بر نخواهد خواست و پژوهشْ آینده‌ای غیر مسدود خواهد داشت. لیشتنبرگ در نکات فلسفی‌اش می‌گوید: «ما از تصورات معینی آگاه می‌شویم که وابسته به ما نیستند؛ از دیگرانی که لااقل فکر می‌کنیم وابسته به ما هستند. مرز کجاست؟ ما فقط وجود احساسات، تصورات و اندیشه‌های‌مان را می‌دانیم. ما باید بگوییم، فکر می‌کند، درست همانطور که می‌گوییم، می‌درخشد. گفتن کوژیتو بسیار راهگشا است، اگر کوژیتو را به می‌اندیشم ترجمه کنیم. فرض یا اصلِ اگو یک ضرورت عملی صرف است.» اگر چه روشی که لیشتنبرگ به این نتیجه دست یافت به نحوی متفاوت از روش ما است، با این حال ما باید نتیجۀ او را به‌طور کامل بپذیریم. ۱۳) بدن‌ها احساسات را تولید نمی‌کنند بلکه ترکیبات عناصر (ترکیبات احساسات) بدن‌ها را می‌سازند. اگر، برای فیزیکدان، بدن‌ها [اموری] واقعی، [یعنی] وجودهایی دائمی، به نظر می‌رسند، در خلال مدتی که «عناصر» صرفاً به‌عنوان ظهور گذرا و فانی در نظر گرفته می‌شوند، فیزیکدان در فرض چنین دیدگاهی فراموش می‌کند که همۀ بدن‌ها چیزی به‌جز سمبل‌‌اندیشه‌هایی برای ترکیبات عناصر نیستند (ترکیبات احساسات). در اینجا نیز عناصر مورد بحث بنیاد واقعی، بی‌واسطه و غایی را شکل می‌دهند، بنیادی که وظیفۀ پژوهش روان‌شناختی‌ـ‌فیزیکی پژوهش در آن‌ها است. با بازشناسی این واقعیت، بسیاری از وجوه فیزیولوژی و فیزیک صورت‌های متمایزتر و اقتصادی‌تری را فرض می‌کنند و [بدین ترتیب] از شر مسائل جعلی زیادی خلاص می‌شویم. بنابراین برای ما جهان متشکل از موجودات مرموزی نیست که با تعاملشان با موجود دیگری که به همان اندازه مرموز است، [یعنی] اگو، احساساتی را که به‌تنهایی قابل حصول‌اند تولید می‌کند. برای ما رنگ‌ها، اصوات، مکان‌ها، زمان‌ها... موقتاً عناصر نهایی‌اند و کار ما پژوهش پیوند مفروض آن‌ها است.۳۲ اکتشافِ واقعیت دقیقاً مبتنی بر این مطلب است. در این پژوهش نباید به خودمان اجازه دهیم که تلخیص‌ها و تحدیدهایی مانند بدن، اگو، ماده، روح و غیره - که برای مقاصد ویژه و عملی و با اهدافی کاملاً موقت و محدود شکل گرفته‌اند - برای ما به مانعی بدل شود. برعکس، مناسب‌ترین صورت‌های اندیشه باید در خود این پژوهش و توسط آن ایجاد شود، درست همانطور که در هر علم ویژه‌ای انجام می‌شود. به جای راه‌های سنتی و غریزی اندیشه، باید به‌طور کلی دیدگاهی آزادتر و تازه‌تر جایگزین شود که با تجربۀ پیشرفته سازگار است و فراتر از حیات عملی می‌رود. ۱۴) سرچشمۀ علم همواره در سازگاری اندیشه با قلمرو معینی از تجربه قرار دارد. نتایج این سازگاریْ عناصر اندیشه است که قادر به بازنمایی کل قلمرو است. البته پیامد، بر حسب کاراکتر و گسترۀ این قلمرو، متفاوت است. اگر قلمرو تجربه گسترش یابد یا اگر قلمروهای متعددِ تا کنون ناپیوسته متحد شوند، عناصر اندیشۀ سنتی و آشنا دیگر برای قلمرو گسترده شده کفایت نمی‌کنند. در نبرد عادت اکتسابی با تقلای پس از سازگاری، مسائلی به وجود می‌آید که وقتی سازگاری حاصل شد ناپدید می‌شوند و برای مسائل دیگری که در این حین به وجود آمده‌اند جا باز می‌کنند. برای فیزیکدان -از این حیث که فیزیکدان است- تصور یک «بدن» بی‌آنکه موجب آشفتگی بشود تسهیلی واقعی ایجاد می‌کند. بدین ترتیب کسی که غایات صرفاً عملی دارد، از حیث مادی با ایدۀ من یا اگو پشتیبانی می‌شود. زیرا مسلماً هر صورت اندیشه که عامدانه یا غیر عامدانه برای منظور خاصی ساخته شده باشد، برای آن منظور ارزشی پابرجا دارد. اما وقتی فیزیک و روانشناسی به هم می‌رسند، معلوم می‌شود که ایده‌هایی که در یک حوزه وجود دارد در حوزۀ دیگر غیر قابل دفاع است. از تلاش برای سازگاریِ متقابلْ نظریه‌های اتمی و تکینۀ متعددی به وجود می‌آید که با این حال هرگز به سرانجامشان نمی‌رسند. اگر احساسات را - در معنایی که در فوق تعریف شدند - به‌عنوان عناصر جهان در نظر بگیریم، به نظر می‌رسد مشکلاتی که بدانها اشاره شد از بیخ و بن رفع می‌شوند و اولین و مهم ترین نتیجه متعاقباً تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این دیدگاه بنیادی (بدون آنکه خود را به‌عنوان فلسفه‌ای ابدی جا بزند) می‌تواند در حال حاضر وفادار به همۀ قلمروهای تجربه باشد و نتیجتاً دیدگاهی است که خود را با کمترین هزینۀ انرژی وفق می‌دهد، یعنی اقتصادی‌تر از هر دیدگاه دیگری است، یعنی [خود را] با وضعیت جمعی و گذرای شناخت کنونی [وفق می‌دهد]. به‌علاوه، در آگاهی از کارکرد صرفاً اقتصادی‌اش این دیدگاه بنیادی به‌شدت اهل مدارا است. این دیدگاه خود را به قلمروهایی که در آن‌ها تصورات کنونی هنوز بسنده‌اند تحمیل نمی‌کند. این دیدگاه حتی آماده است که بر حسب گسترش‌های متعاقب قلمرو تجربه در مقابل تصوری بهتر عقب‌نشینی کند. ۱۵) تصورات و مفاهیم انسانِ معمولی از جهان نه‌تنها از طریق آرزوی کامل و صرف برای شناخت، به‌عنوان غایتی فی‌نفسه، بلکه از طریق نبرد برای سازگار کردن همدلانۀ خود با شرایط حیات شکل می‌گیرد و تفوق می‌یابد. نتیجتاً آن‌ها از دقت کمتری برخوردارند، اما هم زمان محفوظ از هیولاهای بی شاخ و دمی هستند که به‌سادگی از تعقیب یک‌طرفه و پرشور دیدگاهی علمی یا فلسفی نتیجه می‌شوند. انسان بی‌تعصب و با رشد روان‌شناختیِ نرمال عناصری را اتخاذ می‌کند که ما آن‌ها را A B C … نامیده‌ایم و از حیث مکانی مجاور و خارج از عناصر K L M … هستند، و آن‌ها این دیدگاه را بلادرنگ کسب می‌کند، و نه از طریق فرآیند فرافکنی روان‌شناختی یا برساخت یا استنباط منطقی؛ حتی اگر چنین فرآیندی وجود داشته باشد او یقیناً از آن آگاه نیست. پس او «جهانی خارجی»A B C … را می‌بیند که متفاوت از بدنش K L M … است و خارج از آن وجود دارد. همانطور که او در ابتدا وابستگی A B C … به K L M … را مشاهده نمی‌کند (که همواره خودشان را به همان طریق تکرار می‌کنند و نتیجتاً توجهی را جلب نمی‌کنند)، اما همواره به اتصال ثابت A B C … با یکدیگر فکر می‌کند، به نظرش می‌رسد که جهانی از اشیاء مستقل از اگوی او وجود دارد. این اگو با مشاهدۀ ویژگی‌های مخصوص شیء جزئی K L M … شکل می‌گیرد که درد، لذت، احساس، اراده و غیره عمیقاً به آن‌ها پیوسته است. مضاف بر اینکه، او ملتفت اشیاء خارجیK' L' M', K" L" M"می‌شود که به شیوه‌ای کاملاً مشابه با K L M رفتار می‌کنند و به‌محض اینکه به عواطف و احساسات مشابهی فکر کند رفتارشان را تمام و کمال می‌فهمد و همین که خودش را منضم و محصور در این عواطف و احساسات مشاهده کرد به همان طریق منضم و محصور در آن‌ها می‌شود. شباهتی که به‌ناچار وی را به این نتیجه سوق می‌دهد همان است که وی را به این تصمیم سوق می‌دهد، وقتی مشاهده می‌کند که یک سیم دارای کل ویژگی‌های یک رسانا است که با جریان الکتریکی شارژ شده است، به جز یکی که هنوز مستقیماً به نمایش درنیامده است، نتیجه می‌گیرد که سیم دارای این یک ویژگی نیز هست. بنابراین چون او احساسات همنوعانش یا احساسات حیوانات را دریافت نمی‌کند بلکه صرفاً با تمثیل و شباهت آن‌ها را تکمیل می‌کند، در حالیکه او از رفتار این همنوعان استنباط می‌کند که آن‌ها در همان موقعیت مقابل او قرار دارند، او به این امر سوق داده می‌شود که به احساسات، خاطرات و غیره یک A B C…K L M … ویژه با یک ماهیت متفاوت را منسوب کند، که همواره بر حسب درجۀ فرهنگ وی به‌صورت متفاوت درک می‌شود؛ اما این فرآیند -همانطور که در فوق نشان داده شد- غیر ضروری است و در علمْ منجر به هزارتویی از خطاها می‌شود، اگرچه این امر برای زندگی عملی اهمیت کمی دارد. این عوامل -که چشم‌انداز عقلی مردم ساده را تعیین می‌کنند- به‌تناوب و بر حسب نیازهای زندگی عملی نمودار می‌شوند و در یک حالت تقریباً توازن پایدار باقی می‌مانند. اما تصور علمی از دنیا گاه بر یک‌چیز تأکید می‌کند و گاه بر چیزی دیگر؛ گاه نقطه شروعش را بر یک‌چیز قرار می‌دهد و گاه بر چیز دیگر، و، در نبردش برای دقت، وحدت و سازگاری بیشتر، تلاش می‌کند، تا جایی که ممکن به نظر می‌رسد. بدین طریق سیستم‌های ثنوی و وحدت‌گرا به وجود می‌آیند. انسان ساده با کوری و ضعف آشنایند، و بر حسب تجربۀ روزانه‌اش می‌داند که دیدن اشیاء متأثر از حواس او است؛ اما هرگز برایش رخ نمی‌دهد که کل جهان را مخلوق حواسش در نظر بگیرد. او یک سیستم ایدئالیستی یا یک سیستم سولیپسیستیِ هیولاوار را در عمل غیر قابل تحمل خواهد یافت. وقتی مفهومی که سازگار با مقاصد خاص و اکیداً محدود است به چنان سطحی ارتقاء می‌یابد که شالودۀ کل پژوهش‌ها در نظریه‌پردازی علمیِ بی‌تعصب شود، ممکن است به‌سادگی به عنصری مزاحم بدل شود. مثلاً این امر وقتی اتفاق می‌افتد که همۀ تجربه‌ها به‌مثابۀ «تأثیرات» یک جهان خارجیِ ممتد در درون آگاهی لحاظ شود. این تصور ملغمه‌ای از مشکلات متافیزیکی به ما می‌دهد که حل آن‌ها ناممکن به نظر می‌رسد. اما این شبح وقتی ناپدید می‌شود که به موضوعاتْ در پرتو ریاضیات بنگریم و برای خودمان روشن کنیم که همۀ آنچه برای ما ارزشمند است کشف روابط بنیادی است و چیزی که می‌خواهیم بدانیم صرفاً وابستگی تجربه‌ها به یکدیگر است. پس آشکار می‌شود که ارجاع به متغیرهای ناشناختۀ بنیادی که داده نشده‌اند (اشیاء فی‌نفسه) صرفاً موهوم و زائد است. اما حتی اگر این توهمِ به‌راستی غیر اقتصادی بتواند وجود داشته باشد، می‌توانید مجموعه‌های مختلف وابستگی را در بین عناصر «واقعیات آگاهی» متمایز کنید؛ و برای ما فقط همین مهم است. سیستم عناصر در جدول فوق نشان داده شده است. در فضایِ محصور با یک خطِ مجزا عناصری قرار دارند که متعلق به جهان محسوس‌اند، عناصری که پیوند منظم‌شان و بستگی خاصشان به یکدیگر، هم، بیانگر اجسام فیزیکی (بی‌جان) است و، هم، بیانگر بدن انسان‌ها، حیوانات و گیاهان. باز هم همۀ این عناصر در یک رابطۀ وابستگی کاملاً ویژه با عناصر KLM …، یعنی اعصاب بدن ما، قرار دارند، که توسط آن‌ها تأثیرات فیزیولوژی حس بیان می‌شود. فضای محدود شده با خط مضاعف حاوی عناصر متعلق به حیات روانی بالاتر است، تصاویر حافظه و تصورات، حاوی آن چیزهایی که از حیات روانی همنوعانمان می‌سازیم. می‌توان این‌ها را با تأکید از هم متمایز کرد. این تصورات اگرچه به شیوه‌ای متفاوت (تداعی، خیال)به‌مثابۀ عناصر حسی ABC…KLMبا یکدیگر پیوند دارند، اما نمی‌توان تردید کرد که آن‌ها پیوستگی بسیار نزدیکی با دومی دارند، و دست آخر رفتارشان توسط ABC…KLM (کل جهان فیزیکی) تعیین می‌شود، و به‌ویژه با بدن و سیستم عصبی ما. تصورات α’ β’ γ’ از محتواهای آگاهیِ همنوعان ما برای ما بخشی از جانشینی‌های بی‌واسطه را بازی می‌کند، که به‌وسیلۀ آن رفتار همنوعان ما -رابطۀ کارکردی K' L' M' با ABC- قابل فهم می‌شود، تا آنجا که در و برای خود (از نظر فیزیکی) تبیین نشده باقی بماند. بنابراین برای ما مهم است که تشخیص دهیم در همۀ پرسش‌های مربوطه -که می‌توان به‌صورت قابل فهم پرسید و می‌تواند برای ما جالب باشد- ملاحظۀ متغیرهای بنیادی متعدد و روابط وابستگی متعدد وارد می‌شود. این نکتۀ اصلی است. هیچ‌چیز در واقعیات بالفعل یا در روابط کارکردی تغییر نخواهد کرد؛ خواه همۀ داده‌ها را به‌مثابۀ محتواهای آگاهی در نظر بگیریم؛ خواه بخشی از آن‌ها را اینگونه در نظر بگیریم؛ خواه آن‌ها را کاملاً به‌مثابۀ اموری فیزیکی لحاظ کنیم.۳۳ کارکرد بیولوژیک علم این است که برای انسانِ کاملاً رشد یافته تا جای ممکن یک جهت‌گیری کامل تمهید کند. هیچ ایدئال علمی دیگری نمی‌تواند محقق شود و هر چیز دیگری باید بی‌معنا باشد. دیدگاه فلسفیِ انسان معمولی -اگر بتوان این اصطلاح را برای واقع‌گرایی ساده‌لوحانۀ او به کار برد- مدعی بالاترین ارزش و اعتبار است.این امر در طی زمان طولانی و غیر قابل اندازه گیری بدون مشارکتِ قصدی انسان صورت گرفته است و محصول طبیعت است و توسط طبیعت حفظ می‌شود. هر چیزی که فلسفه انجام داده است -اگرچه ممکن است که توجیه بیولوژیک هر پیشرفتی را تصدیق کنیم حتی هر خطا را- در مقایسه با آن، چیزی به‌جز یک محصول نامهم و زودگذر هنر نیست. واقعیت این است که هر متفکری، هر فیلسوفی، لحظه‌ای که به خاطر ضرورت عملی مجبور به ترک اشتغال فکری‌اش شود، بلادرنگ، به دیدگاه عام نوع بشر برمی‌گردد. پروفسور X که از حیث نظری معتقد است یک سولیپسیست است، یقیناً در عمل اینگونه نیست، وقتی که ناچار است از یک وزیر برای اعطاء نشان خدمت تشکر کند یا وقتی که برای مخاطب سخنرانی می‌کند. شکاکی که در Moliere's Le Manage Forc'e مورد حمله قرار گرفته است نخواهد گفت «به نظر می‌رسد که مرا کتک زدی»۳۴، بلکه این کتک را به‌صورت واقعی دریافت می‌کند. مقصود این «ملاحظات مقدماتی» این نیست که دیدگاه انسان معمولی را بی‌اعتبار کند. وظیفه‌ای که خود را مقید بدان می‌دانیم صرفاً نشان دادن این است که چرا و برای چه منظوری به این دیدگاه در بیشتر جریان زندگی خود معتقدیم و چرا و به چه منظوری موقتاً ناچار به تعلیق آن می‌شویم. هیچ دیدگاهی اعتبار مطلق و همیشگی ندارد. هر دیدگاهی فقط برای غایت مفروضی مهم است. در باب عقاید پیش‌اندیشیده۳۵ ۱) فیزیکدان موقعیت‌های زیادی برای مشاهدۀ این امر دارد که تا چه حد دانش ما در برخی حوزه‌های پژوهشی ممکن است با مانع مواجه شود، وقتی، به جای تحقیقات عاری از تعصب در یک حوزه، دیدگاه‌هایی که در بخش‌های دیگر دانش ساخته و پرداخته شده‌اند وارد آن حوزه می‌شوند. یک امر بسیار جدی‌تر، سردرگمی‌ای است که از انتقال عقاید پیش اندیشیده از حوزۀ فیزیک به حوزۀ روانشناسی رخ می‌دهد. بگذارید این موضوع را با چند مثال، روشن کنیم. فیزیکدان تصویر وارونه‌ای را روی شبکیۀ چشم مشاهده می‌کند و به‌طور طبیعی این سؤال را از خود می‌پرسد که چگونه نقطه‌ای که در فضا در پایین قرار دارد، روی عنبیه در بالا منعکس می‌شود؟ او به این سؤال با هدف مطالعاتی در زمینۀ انکسار نور پاسخ می‌دهد. حال اگر این سؤال، که در حیطۀ علم فیزیک سؤالی کاملاً مجاز است، وارد حوزۀ روانشناسی شود، تنها ابهام ایجاد خواهد کرد. این سؤال که چرا ما تصویرهای وارونۀ شبکیه را وارونه نمی‌بینیم، به‌عنوان یک سؤال روانشناسانه، بی‌معنا است.احساس‌های نور در قسمت‌های مختلف شبکیه با احساس‌های فضا از همان آغاز با یکدیگر در ارتباطند و ما نام «بالا» را به آن نقاطی در فضا می‌دهیم که با نقاطی که در پایین شبکیه منعکس شده‌اند، متناظر هستند. در مورد موضوعِ داشتن احساس، چنین سوالی نمی‌تواند مرتبط باشد. همین امر در رابطه با نظریۀ معروف فرافکنی بیرونی نیز برقرار است. مسئلۀ فیزیکدان یافتن نقطۀ بیرونیِ متناظر با نقطۀ روی تصویر شبکیه از طریق امتداد دادن پرتوی است که از نقطۀ روی تصویر و مرکز چشم می‌گذرد. وقتی موضوع پژوهش داشتن احساس است این مسئله مطرح نیست، زیرا احساس‌های نور از آغاز با احساس‌های مکان معین مرتبط است. کل نظریۀ منشأ روانشناسانۀ جهان خارج توسط فرافکنی احساسات به سمت بیرون، تنها، بر مبنای کاربرد اشتباه دیدگاه‌های فیزیکی ایجاد شده است. حواس بصری و بساوایی ما با احساسات مختلف و متعدد مکان محصور می‌شود؛ یعنی آن‌ها در کنار یکدیگر و بیرون از یکدیگر وجود دارند. به عبارت دیگر آن‌ها در یک قلمرو مکانی وجود دارند که بدن ما تنها بخشی از آن را اشغال کرده است. پس بدیهی است که میز، خانه و درخت بیرون از بدن من هستند. مسئلۀ فرافکنی هرگز خودش را عرضه نمی‌کند و هرگز آگاهانه یا ناخودآگاهانه حل نمی‌شود. فیزیکدانی به نام ماریوت۳۶ کشف کرد که نقطۀ معینی در شبکیه کور است. فیزیکدان عادت دارد که هر نقطۀ مکانی را با نقطه‌ای بر روی تصویر شبکیه متناظر کند و همچنین به هر نقطۀ روی تصویر شبکیه نیز یک احساس [انطباع] را متناظر کند. حال این سؤال مطرح می‌شود که متناظر با نقطۀ کور چه می‌بینیم و چگونه این شکاف پر می‌شود؟ وقتی صورت غیر مُجاز طرح پرسش با اصطلاحات فیزیکی از تحقیقات روانشناسانه حذف می‌شود، درمی‌یابیم که اصلاً هیچ پرسشی در اینجا وجود ندارد. ما هیچ چیز در ناحیۀ کور نمی‌بینیم، شکاف در تصویر پر نمی‌شود یا به عبارت دیگر شکافی حس نمی‌شود؛ به این دلیل ساده که فقدان احساس نور در نقطۀ کور از آغاز همانقدر غیر قابل توجه است که کوریِ پوست کمر می‌تواند موجب ایجاد شکافی در میدان دید شود. من عمداً مثال‌های ساده و واضح را انتخاب کرده‌ام، زیرا آن‌ها به بهترین نحو نشان می‌دهند که چه سردرگمی غیرضروری‌ای با انتقال یک تصور یا شیوۀ تفکر، که با بی فکری صورت می گیرد، می‌تواند به وجود بیاید؛ تصور یا شیوه‌ای که در یک زمینه معتبر و کارامد است، در یک حوزۀ دیگر می‌تواند مشکل‌ساز باشد. اخیراً در یکی از آثار یک قوم‌نگار معروف آلمانی این جملات را خواندم: «این قبیله به علت در پیش گرفتن آدم‌خواری، عمیقاً، تنزل یافته است.» در کنار این کتاب، کتاب دیگری از یک محقق انگلیسی بود که به همین امر پرداخته بود. محقق انگلیسی در این کتاب پرسیده بود چرا برخی از ساکنان جزایر دریای جنوب آدم‌خوارند و در تحقیقات خود دریافته بود که اجداد خود ما در ابتدا آدم‌خوار بوده‌اند. او تلاش کرده بود که موقعیت هندوهای مورد بحث را درک کند، دیدگاهی که پسر پنج سالۀ من نیز هنگام خوردن یک تکه گوشت ناگهان ابراز کرد. او ناگهان از خوردن بازایستاد، شوکه شد و گریه کنان گفت «ما نسبت به حیوانات آدم‌خوار هستیم». «تو نباید انسان‌ها را بخوری» یک قانون تحسین برانگیز است، اما هنگامی که از دهان یک قوم شناس بیرون می‌آید حس خوشایند آزادی از پیش‌فرض‌ها را، که نشانۀ یک محقق واقعی است، نابود می‌کند. و اگر یک قدم جلوتر بگذاریم، باید بگوییم «انسان نباید از نسل میمون باشد»، «زمین نباید بگردد»، «ماده نباید به‌طور پیوسته فضا را پر کرده باشد»، «انرژی باید ثابت باشد» و .... به عقیدۀ من، وقتی برای نظریه‌هایی که در حوزۀ فیزیک به آن‌ها دست یافته‌ایم، ادعای اعتبار مطلق داریم و آن‌ها را بدون ارزیابی کارایی‌شان وارد حوزۀ روانشناسی می‌کنیم، روال کار ما تنها از لحاظ کمیت و درجه، و نه نوع و کیفیت، با آنچه توصیف کردم تفاوت دارد. در چنین مواردی، ما تسلیم حکم جزمی شده‌ایم، گرچه دگماتیسمی که اسیرش شده‌ایم، مثل احکام جزمی حکمت مدرسی، از بیرون بر ما تحمیل نشده است بلکه ساختۀ خود ماست. چه نتیجۀ تحقیقی وجود دارد که نتواند طی عادات طولانی به عقیدۀ جزمی تبدیل شود. مهارتی که برای پرداختن به موقعیت های فکری که به‌طور مکرر و ثابت رخ می دهند کسب کرده‌ایم، ما را از تازگی و باز بودن ذهن، که در موقعیت های جدید بسیار به آن نیازمندیم، محروم می‌کند. پس از این ملاحظات کلی، ممکن است بتوانم موضع خود را در رابطه با ثنویت امر فیزیکی و روانی توضیح دهم. این ثنویت به نظر من مصنوعی و غیرضروری است. ۲) در تحقیق در زمینۀ فرایندهای فیزیکی محض، عموماً، از مفاهیم بسیار انتزاعی استفاده می‌کنیم و به‌مثابۀ یک قاعده بسیار شتابزده و بی دقت به احساساتی (عناصر) که در بنیاد آن‌ها قرار دارد توجه می‌کنیم یا کاملاً آن‌ها را نادیده می‌گیریم. برای مثال، زمانی که این واقعیت را درمی‌یابم که یک جریان الکتریسیته با شدت جریان ۱ آمپر، ۱۰.۵ سانتی متر مکعب گاز اکسید هیدروژن در صفر درجۀ سانتیگراد و ۷۶۰ میلی متر فشار جیوه در یک دقیقه ایجاد می‌کند. به سهولت آماده‌ام تا به اشیاء واقعیتی کاملاً مستقل از احساسات من منسوب کنم. اما من مجبورم برای رسیدن به آنچه تعریف کرده‌ام، برای وجود چیزی که احساسات من تنها ضامن من هستند، در یک سیم مدور با شعاع معین جریان برق را برقرار سازم، به طوری که جریان، با فرض شدت مغناطیس زمین، سوزن مغناطیسی را تا زاویۀ معینی نسبت به نصف النهار بچرخاند. تعیین شدت مغناطیسی، تعیین حجم گاز اکسیهیدروژن و ...کمتر پیچیده نیست. تمام این گفته‌ها مبتنی بر یک سلسله تقریباً بی‌پایان از احساسات است، به‌ویژه اگر تنظیم تجهیزات را در نظر بگیریم که بر آزمایش عملی سبقه دارد. حال، به راحتی ممکن است برای فیزیکدانی که روانشناسی اعمالش را مطالعه نکرده است، پیش بیاید که (برعکس یک گفتۀ معروف) درخت را به خاطر شاخه نبیند (آنقدر درگیر کلیات باشد که جزئیات را نبیند) و از عناصر حسی که بنیاد کارش هستند، غفلت ورزد. من عقیده دارم که هر مفهوم فیزیکی چیزی جز نوع معین و خاصی از پیوند عناصر حسی که آن‌ها را با A B C . . .نشان داده‌ام، نیست. این عناصر، که هنوز هیچ تحلیل دقیق‌تری از آن‌ها داده نشده است، ساده‌ترین موادی هستند که جهان فیزیکی و روانی از آن‌ها ساخته شده است. تحقیق فیزیولوژیک نیز می تواند ویژگی کاملاً فیزیکی داشته باشد. من می‌توانم جریان یک فرایند فیزیکی را، در حالی که خودش را از طریق یک عصب حسی به سوی اندام مرکزی گسترش میدهد، دنبال کنم؛ سپس می‌توانم آن را از آنجا تا ماهیچه ها از طریق مسیرهای گوناگون ردیابی کنم که انقباض آن‌ها تغییرات جدید فیزیکی در محیط ایجاد می‌کند. با انجام چنین کاری، از فکر کردن به هر احساسی که توسط انسان یا حیوان تحت مشاهده حس می‌شود، جلوگیری می‌شود؛ و آنچه در حال بررسی آنم تبدیل به یک ابژۀ فیزیکی محض می‌شود. امور بسیاری در ادراک کامل ما از جزئیات این فرایند، غایب‌اند و اطمینان از اینکه همه چیز بستگی به «حرکت مولکولها» دارد نمی‌تواند مرا، با توجه به نادانی‌ام، دلگرم کند یا فریب دهد. مدت‌ها پیش از پیشرفت روانشناسیِ علمی، مردم دریافته بودند که رفتار یک حیوان را تحت تاثیرات فیزیکی، می‌توان درست‌تر پیش‌بینی کرد؛ یعنی می‌توان آن را بهتر فهمید، اگر ما احساسات و خاطرات حیوانات را شبیه به خودمان بدانیم. تا آنجا که من مشاهده کرده‌ام، باید به‌صورت ذهنی احساسات یک حیوان را که در میدان حواس خودم یافت نمی‌شوند، تأمین کنم. این آنتی‌تز برای آن پژوهشگر علمی که در مورد فرایند عصبی با استفاده از مفاهیم انتزاعی بی رنگ، تحقیق می‌کند و باید به آن فرایند، برای مثال احساس سبز را به‌طور ذهنی اضافه کند، غیرمنتظره‌تر خواهد بود. این امر ممکن است عملاً چیزی کاملاً جدید و عجیب به نظر برسد و ما از خود بپرسیم چگونه است که این چیز معجزه آسا از فرایندهای شیمیایی، جریان‌های برق و امثالهم تولید شده است. ۳) تحلیل روانشناسانه به ما آموخته است که این شگفت‌زدگی ناموجه است، زیرا فیزیکدان همواره با احساسات سر و کار دارد. همچنین یک تحلیل مشابه نشان می‌دهد که فرایند تکمیل ذهنیِ ترکیب‌های احساسات بر حسب تمثیل و به‌وسیلۀ عناصری که در آن لحظه دیده نمی‌شوند یا ممکن نیست مشاهده شوند، موضوعی است که فیزیکدان ها روزانه به آن می پردازند؛ برای مثال هنگامی که او ماه را یک جرم محسوس، ساکن و سنگین تصور می‌کند. در نتیجه ویژگی کاملاً عجیب موقعیت عقلی که در بالا توصیف شد یک توهم است. ملاحظۀ دیگری نیز وجود دارد که توهم را از میان بر می‌دارد، ملاحظه‌ای که بر قلمرو حسی مرا محدود می‌کند. مقابل من برگ یک درخت قرار دارد. سبزی (A) برگ با یک احساس بصری معین از فضا (B)، با یک احساس بساوایی(c) و با روئت‌پذیری خورشید یا لامپ (D) در ارتباط است. اگر زردی (E) یک شمع سودیمی جای خورشید را بگیرد، سبزی (A) به قهوه‌ای (f) تبدیل می‌شود. اگر دانه‌های کلروفیل با الکل از بین بروند (فرایندی که می‌توان آن را مانند همین فرآیندی که در جریان است با عناصر نشان داد)، سبزی (A) به سفیدی (G) تبدیل می‌شود. تمامی این مشاهدات، مشاهدات فیزیکی هستند. اما رنگ سبز (A) همچنین با فرایند معینی در شبکیۀ من مرتبط است. هیچ چیز نمی‌تواند مرا اصولاً از پژوهش در خصوص این فرایند در چشم خودم و تقلیل آن به عناصرX Y Z . . . ،درست به همان نحوی که در موارد قبلی گفته شد، باز دارد. اگر انجام این آزمایش روی چشم خودم سخت باشد، می توانم آن را روی شخص دیگری آزمایش کنم و شکاف موجود، دقیقاً مانند تحقیقات فیزیکی دیگر، با استفاده از مقایسه حل خواهد شد. (A) از نظر وابستگی‌اش به B C D یک عنصر فیزیکی است، در وابستگی‌اش به X Y Z یک احساس است و همچنین می‌تواند به‌مثابۀ یک عنصر روانی هم در نظر گرفته شود. اما سبز (A) به هیچ وجه به خودی خود تغییر نمی‌کند، خواه توجهمان را به یک شکل وابستگی معطوف کنیم یا به دیگر شکل وابستگی. در نتیجه تقابلی میان امر فیزیکی و روانی وجود ندارد، بلکه با توجه به این عناصر تنها اینهمانی وجود دارد. در محدودۀ حسی آگاهی من، هر چیزی همزمان هم فیزیکی و هم روانی است. (cp. P. 17) ۴) ابهام این وضعیت ذهنی تنها از انتقال یک گرایش فیزیکی به حوزۀ روانشناسی ناشی می‌شود. فیزیکدان می‌گوید: من در همه جا تنها بدن‌ها و حرکت بدن‌ها را می‌بینم و نه احساسات را؛ پس احساسات باید چیزی کاملاً متفاوت از ابژه‌های فیزیکی باشند که من با آن‌ها سر و کار دارم. روانشناس بخش دوم این سخن را می‌پذیرد. در نظر او، و به‌درستی، احساسات داده‌های اولیه‌اند؛ اما متناظر با آن‌ها یک امر فیزیکی رازآلود وجود دارد که، مطابق با این گرایش، باید چیزی کاملاً متفاوت از احساسات باشد. اما آنچه واقعاً رازآلود است چیست؟ امر فیزیکی است یا روانی؟ یا شاید هر دو؟ تقریباً این چنین به نظر می‌رسد، زیرا در این لحظه امر فیزیکی و در لحظۀ دیگر امر روانی است که دسترسی ناپذیر و دشوار و مبهم به نظر می‌رسد. یا یک روح شیطانی ما را گرفتار دور باطل کرده است؟ گمان می‌کنم که دومی درست است. به نظر من عناصر A B C... بی‌واسطه و بدون شک داده شده‌اند و هرگز نمی‌توانند پس از این با ملاحظاتی که نهایتاً همواره مبتنی بر وجودشان است تغییر داده شوند. وظیفۀ تحقیقات تخصصی در قلمرو حسیِ فیزیکی-روانی، که در این بررسی به اجمال بدان پرداخته شد، باید روش خاص ترکیب A B C ها را مشخص کند. این امر را می‌توان به نحو نمادین اینگونه بیان کرد که موضوع این تحقیقِ ویژه یافتن معادلاتی به‌صورت زیر است: f(A B C...) = 0 (zero). منبع: سايت ترجمان این مقاله ترجمه‌ای است از: Mach, Ernst, Sidney Waterlow, and Thomas S. Szasz. The Analysis of Sensations Ant Th Relation of the Physical to the Psychical. Edited by C. M. Williams. Dover, 1959. Pp. 1-46 پی‌نوشت‌ها: [۱] Johannes Peter Müller (1801-1858) [۲] bodies [۳] ego [۴] یک بار زمانی که مرد جوانی بودم، در خیابان به نیمرخی از یک چهره برخوردم که برایم بسیار ناخوشایند و آزارنده بود. لحظه‌ای بعد بسیار تحیر کردم چون متوجه شدم آن چهره، چهرۀ خودم بوده و زمانی که از مقابل یک مغازۀ آینه‌فروشی می‌گذشتم، از دو آینه که با زاویۀ مناسبی نسبت به هم قرار گرفته بودند منعکس شده است. چند وقت پیش، بعد از سفری شبانه با قطار، وقتی بسیار خسته بودم، وارد یک اتوبوس شدم. درست در همان زمان مرد دیگری در آن‌سوی اتوبوس پدیدار شد. با خودم گفتم چه معلم ژولیده و ژنده پوشی! آن مرد خودم بودم: در مقابل من آینه‌ای قدی قرار داشت. بر این اساس، من به چهره‌شناسیِ طبقۀ خودم، بهتر از چهره‌شناسی خودم علم داشتم. [۵] Théodule Ribot [۶] The Diseasesof Personality (second edition, Paris, 1888, Chicago, 1895) [۷] general sensibility [۸] Cp. Hume, Treatise on Human Nature, Vol. I. part iv,.P. 6; Gruithuisen, Beitrage sur Physiognosie und Eautognosie, Munich, 1812, pp. 37-58 [۹] نه به معنای متافیزیکی آن [۱۰] complex [۱۱] اگر این فرایند به‌مثابۀ انتزاع در نظر گرفته شود، همانطور که خواهیم دید، عناصر سازنده به هیچ وجه اهمیت خود را از دست نمی دهند Cp. The subsequent discussion of concepts in Chapter xIV [۱۲] مقایسه کنید با جدال Schuppe با Ueberweg که در این کار Brasch به آن اشاره شده است: Welt-iind Lebensanschauung Ueber-wegs, Leipzig, 1889; F.J. Schmidt, Das Aergernis der Philosophic: eine Kantstudie, Berlin, 1897. [۱۳] مدت ها پیش (در Vierteljahrsschrift fur Psychiatrie, Leipzig and Neuwied, 1868, art. ‘’Ueber die Abhangigkeit der Netzhautstellen von einander’’) من این فکر را اینگونه بیان کردم: عبارت «توهم حسی» اثبات می‌کند که ما کاملاً آگاه نیستیم یا حداقل هنوز وارد کردن واقعیت در زبان معمولی در نظرمان ضروری نیست، اینکه حواس چیزها را نه درست و نه غلط ارائه می‌کند. همۀ آنچه که می توان به‌درستی در مورد ارگان های حسی گفت این است که تحت شرایط مختلف حس ها و ادراک های مختلفی تولید می‌کنند. در حالی که همۀ این «شرایط»، که بسیار با یکدیگر متفاوتند، می توانند تا حدودی بیرونی باشند (مربوط به اشیا باشند)، تا حدودی درونی باشند (در ارگانهای حسی باشند) و تا حدودی داخلی باشند (در ارگانهای مرکزی فعالیت داشته باشند)، ممکن است گاهی وقتی ما فقط به شرایط بیرونی توجه داریم چنین به نظر برسد که گویی آن اندام حسی تحت شرایط یکسان متفاوت عمل می‌کند. و این متداول است که تأثیرات نامعمول را فریب یا توهم بنامیم. [۱۴] sensation [۱۵] وقتی من می‌گویم، میز، درخت و... احساسات من هستند، این جمله که در تضاد با شیوۀ بیان یک انسان معمولی است، در گسترش واقعی اگوی من دخیل است. همچنین در جنبۀ عاطفی نیز چنین گسترش‌هایی رخ می‌دهد. مثلاً در مورد نوازندۀ حرفه‌ای که در نواختن سازش همانقدر استاد است که بر بدنش تسلط دارد؛ یا یک سخنور حرفه‌ای که همۀ شنوندگان به او خیره شده‌اند و او فکر همه را کنترل می‌کند؛ یا سیاستمداری که حزب خویش را با مهارت هدایت می‌کند و... . از طرف دیگر، در هنگام افسردگی، همانطور که افراد عصبی اغلب از آن رنج می‌برند، اگو کوچک و منقبض می‌شود. گویی یک دیوار او را از جهان جدا می‌کند. [۱۶] زمانی که یک پسر بچۀ چهار، پنج ساله بودم و برای اولین بار از روستا به وین آمدم، پدرم مرا به بالای دیوارهای برج و باروی شهر برد. من از آنجا مردم را که آن پایین بودند نگاه می‌کردم و بسیارشگفت زده بودم و نمی‌توانستم بفهمم که چگونه آنها توانسته‌اند از اینجاکه من هستم، به آن پایین بروند، زیراهیچ راه دیگری برای پایین رفتن به ذهنم نمی‌رسید. یک دفعۀ دیگر، من متوجه همان نوع شگفت‌زدگی در پسرم شدم و آن زمانی بود که به همراه پسر سه ساله‌ام روی دیوارهای پراگ قدم می‌زدیم. هر زمان که در متنی عمیق می‌شوم، این احساس را به یاد می‌آورم و صادقانه اعتراف می‌کنم که این تجربۀ تصادفی به من در پذیرش عقیده‌ام در این موضوع کمک کرد. عادت ما در اینکه همیشه از یک مسیر تبعیت کنیم، چه مادی و چه روانی، بسیار مستعد آن است که زمینۀ بررسی ما را آشفته کند. یک بچه ممکن است در حالیکه مشغول سوراخ کردن دیوار خانه‌ای است که مدت ها در آن زندگی کرده، وسعت یافتن جهانش را تجربه کند و، به همین طریق، یک اشارۀ علمی جزئی ممکن است اغلب روشنگری بزرگی به همراه داشته باشد. [۱۷] جوهر درمنه، جوهر کرمکه از تخم درمنه میگیرند [۱۸] برداشتی از این نکتۀ بنیادی را، که در مبانی اینهمان است، اما صورتی را می‌گیرد که شاید برای دانشمندان قابل قبول‌تر باشد، می‌توان در این کتاب من یافت: Erkenntnis und Irrtum, Leipzig, 1905 (2nd edition,Leipzig, 1906.) [۱۹] مقایسه کنید با: Grundlinien der Lehre von den Bewegungsempfindimgen,Leipzig, Engelmann, 1875, p. 54. من در آنجا برای نخستین بار به‌طور مختصر دیدگاهم را بیان کردم، اما صراحتاً در این کلمات: «می‌توان نمود را به عناصر تقسیم کرد، تا جایی که آنها با فرآیندهای خاص بدن‌های ما مرتبطند، و می‌توان آنها را چنان در نظر گرفت که توسط این فرآیندها مشروط شده‌اند، که آنها را احساسات می‌نامیم.» [۲۰] بحثی دربارۀ قلمرو دوچشمیِ دیدن، با ویژگی‌های سه بعدی خاص خودش، در اینجا حذف شده است، چون اگرچه برای همه آشناست، چندان برای توصیف ساده نیست، و نمی‌توان با طرحی ساده آن را بیان کرد. [۲۱] J. Popper of Vienna [۲۲] حدود سال ۱۸۷۰ بود که ایدۀ این نقاشی از طریق یک اتفاق بامزه به ذهنم خطور کرد. آقای آل نامی که مدت مدیدی است مرده است و غرابت فراوانش به وسیلۀ شخصیت حقیقتاً شیرینش مرا رستگار کرد، وادارم کرد تا یکی از نوشته‌های سی افکراوس را بخوانم که در آن چنین چیزی اتفاق می‌افتد: «مسئله: انجام دادن خود-بازرسی اگو. راه حل: بلافاصله انجام می‌شود.» برای نمایش این هیاهوی فلسفی دربارۀ هیچ به شیوه‌ای مضحک و هم‌زمان نشان دادن اینکه خود-بازرسی اگو چگونه می‌تواند واقعاً انجام شود، به نقاشی فوق مبادرت کردم. مصاحبت با آقای الآموزنده‌ترین و محرک‌ترین برای من بود، به سبب سادگی‌ای که او با آن مفاهیم فلسفی را ادا می‌کرد که مستعد نادیده گرفته شدن محتاطانه در سکوت یا درگیر در ابهام بود. [۲۳] W. James, Psychology', New York, 1890, II., p. 442 [۲۴] Th. Ribot, La psychologic des sentiments, 1896. (English translation, The Psychology of'the Emotions> 1897.) [۲۵] surajouté [۲۶] این نکته را با نتیجۀ این رسالۀ من مقایسه کنید: Die Geschichte und die Wurzel des Satzes der Erhaltung der Arbeit, Prague, Calve, 1872. {History and Root ofthe Principle, ofthe Conservation of Energy. Translated and annotated by P. E. B. Jourdain, Chicago, Open Court Publishing Co., 1911.) [۲۷] به‌طور مشابه، آگاهی طبقاتی، تبعیض طبقاتی، احساس ملیت، و حتی متعصبانه‌ترین وطن پرستی محلی ممکن است برای اهداف خاص اهمیت به سزایی داشته باشد. اما چنین رویکردهایی بین پژوهشگران آزاد اندیش مشترک نخواهد بود، لااقل نه در لحظات پژوهش. کل چنین دیدگاه های خودبینانه‌ای فقط برای اهداف عملی کافی است. البته حتی این پژوهشگر نیز ممکن است مقهور عادت شود. فضل فروشی‌های بی اهمیت و بحث‌های بی معنی، تصرف زیرکانۀ اندیشه‌های دیگران همراه با سکوت جفاکارانه نسبت به منابع، وقتی کلمۀ تأیید باید داده شود دشواری پذیرفتن شکست یک نفر، و هم زمان اشتیاق عمومی به ملاحظۀ موفقیت رقیب در نوری غلط: همۀ اینها به وفور نشان می‌دهد که دانشمند و دانشور نیز ناچارند برای بقا بجنگند و حتی راه‌های علم نیز منجر به دهان می‌شود و محرک محض به سمت شناخت‌ها هنوز ایده‌آلی در شرایط فعلی اجتماعی ماست. [۲۸] "Zur Frage der Unsterblichkeit der Einzelligen," Biolog. Centralbl.^ Vol. IV., Nos. 21, 22 ; به ویژه مقایسه کنید با صفحات ۶۵۴ و ۶۵۵ که در آنها از تقسیم امر فردی به دو نیمه برابر صحبت می‌شود. [۲۹] در آرزوی حفظ خاطرات شخصی‌مان پس از مرگ، ما مانند اسکیموی زیرکی رفتار می‌کنیم که، با تشکر، از پذیرش هدیۀ نامیراییِ بدون فوک‌ها و شیرماهی‌ها سر باز زد. [۳۰] هر چقدر فاصله فهم نظری از رفتار عملی زیاد باشد، باز هم دومی نمی‌تواند در دراز مدت در مقابل اولی مقاومت کند. [۳۱] همزمان با نوشته‌هاییوهانس مولر، می‌توانیم از پیش تمایلی به دیدگاه‌هایی از این نوع بیابیم، اگر چه گرایش متافیزیکی او مانع آن رساندن آنها به نتایج منطقی‌شان توسط وی می‌شود. اما هرینگ (Hermann's Handb^tch der Physiologic, Vol. III., p. 345)) چنین قطعۀ ویژه‌ای دارد: «ماده‌ای که ابژه‌های بصری از آن تشکیل می‌شوند احساسات بصری است. غروب آفتاب به‌عنوان یک ابژۀ بصری قرصی صاف و مدور است که متشکل است از رنگ سرخ زردفام، یعنی متشکل است از یک احساس بصری. بنابراین ممکن است آن را مستقیماً به‌عنوان یک احساس مدور، سرخ و زردفام توصیف کنیم. این احساس را در همان مکانی داریم که خورشید برای ما ظاهر می‌شود.» باید اعتراف کنم که، تا آنجا که به آزمایش‌ها مربوط است و من موقعیت سخن گفتن داشته‌ام، اغلب مردم که با اندیشۀ جدی به این پرسش‌ها به سکونت‌گاه‌ها نزدیک نشده‌اند، این طریق نگریستن به موضوع را اعلام خواهند کرد تا بیشتر مته به خشخاش بگذارند. البته چیزی که اساساً مسئول برآشفتگی آنهاست آشفتگی عمومی بین مکان محسوس و مفهومی است. اما هر کسی که موضعش را مشخص می‌کند همانطور که من در خصوص کارکرد اقتصادی علم می کنم، که در خصوص آن چیزی مهم نیست مگر چیزی که بتواند مشاهده شود یا داده‌ای برای ما باشد، و هر چیز فرضی، متافیزیکی و زائد باید حذف شود، باید به همان نتیجه برسد. من فکر می‌کنم که دیدگاه مشابهی باید به آوناریوسمنتسوب شود، زیرا در کتاب مفهوم جهانی انسانی (Der menschlicheWeltbegriff, p. 76) او قطعۀ زیر به چشم می‌خورد: «مغز مکان سکونت نیست، جایگاه یا مولد اندیشه نیست؛ مغز ابزار یا عضو نیست، وسیله یا زیرلایۀ اندیشه نیست و غیره.» «اندیشه مقیم یا فرمانده نیست، اندیشه جنبه یا نیمۀ دوم نیست و فیره، همچنین اندیشه یک محصول نیست؛ حتی یک کارکرد روانی مغز نیست، اصلاً حالتی از مغز هم نیست.» من قادر نیستم یا نمی‌خواهم همۀ آنچه که آوناریوس می‌گوید یا هر تفسیری از آنچه وی می‌گوید را تأیید کنم، بلکه فقط به نظرم می‌رسد که تصور او نزدیکی و شباهت بسیاری با تصور خود من دارد. روشی که او «طرد درون فکنی (introjection)» می‌نامد فقط صورت خاصی از حذف امر متافیزیکی است. [۳۲] من همواره این را به‌عنوان خوش‌شانسی ویژه تلقی کرده‌ام که - در اوایل زندگی و در حدود سن پانزده سالگی - در کتابخانۀ پدرم توسط یک کپی از پیشگفتار برای هر متافیزیک آیندۀ کانت روشن شدم. کتاب در آن زمان تأثیری قدرتمند و ماندگار بر من گذاشت و چیزی شبیه آن را در هیچ یک از خوانش‌های فلسفی‌ام هرگز پس از آن تجربه نکردم. تقریباً دو یا سه سال بعد نقش بیش از اندازه‌ای را که «شیء فی نفسه» ایفا کرده بود ناگهان به ذهنم خطور کرد. در یک روز درخشان تابستانی در هوای آزاد، جهان همراه با اگوی من ناگهان برای من به‌مثابۀ یک تودۀ همگنِ احساسات ظاهر شد، فقط به‌صورت شدیدتر در اگو. اگر چه تکمیل واقعی این اندیشه تا دوره‌ای بعد رخ نداد اما این لحظه برای کل دیدگاه من تعیین کننده بود. پیش از توانایی برای حفظ تصور جدید در مورد سوژۀ جدیدم هنوز باید تلاش سخت و درازی می‌کردم. همراه با بخش‌های ارزشمند نظریه‌های فیزیکی ضرورتاً مقدار زیادی متافیزیک غلط را جذب می‌کنیم که جستجوی آن از آنچه شایستۀ حفظ شدن است بسیار دشوار است، به خصوص وقتی آن نظریه‌ها برای ما به اموری بسیار آشنا بدل شده باشند. گاه گاه نیز دیدگاه های سنتیِ غریزی با قدرت فراوان و قرار دادن موانعی بر سر راه من سبز می‌شوند. فقط با تناوب مطالعات فیزیک و فیزیولوژی حواس، و با پژوهش‌های تاریخی‌ـ‌فیزیکی (از سال ۱۸۶۳)، و پس از تلاش‌های بیهوده برای فیصله دادن به منازعات با یک مونادولوژی فیزیکی‌ـ‌روانشناختی (در سخنرانی‌هایم در باب امر فیزیکی‌ـ‌روانی درHeilkunde, Vienna, 1863, p. 364Zeitschriftfiirpraktische) به ثباتی قابل ملاحظه در دیدگاه‌هایم دست یافته‌ام. من در مقام فیلسوف هیچ خودنمایی نمی‌کنم. فقط تلاش می‌کنم تا در فیزیک دیدگاهی را اتخاذ کنم که نیازمند تغییر نیست لحظه‌ای که نظر ما به حوزۀ علم دیگری انتقال داده می‌شود؛ زیرا سرانجام همه باید یک کل را شکل بدهند. فیزیک مولکولی امروز یقیناً با این نیاز مواجه نیست. احتمالاً من اولین کسی نبوده‌ام که این مطلب را گفته‌ام. من نیز تمایل ندارم این تفسیر را به‌عنوان یک دستاورد ویژۀ خودم عرضه کنم. باور من این است که هر کسی که بررسی دقیقی از بدنۀ گستردۀ معرفت انجام دهد به دیدگاهی مشابه خواهد رسید. آوناریوس که با کارهایش در سال ۱۸۸۳ آشنا شدم، به دیدگاه من نزدیک می‌شود (Philosophic alsDenken der Welt nachdemPrincip des kleinstenKraftmasses, 1876). هرینگ نیز در مقاله‌اشدربارۀ حافظه (Almanack der Wiener Akademie, 1870, p. 258 ; English translation, O. C. Pub. Co., Chicago, 4th edition, enlarged, 1913)، و جی. پوپر در کتاب زیبایش، Das Rchtezuleben und die Pflichtzusterben (Leipzig, 1878, p.62، اندیشه‌های مشابهی را گسترش داده‌اند. همچنین مقایسه کنید با Ueber die okonomischeNatur der physikalischenForschung {Almanack der Wiener Akademie, 1882, p. 179, note ; English translation in my Popular Scientific Lectures, Chicago, 1894). سرانجام اجازه دهید در اینجا نیز به مقدمۀ و. پریر بر ReineEmpfindungshhre, to Riehl'sFreiburgerAntrittsrede, p. 40, and to R. Wahle'sGehirn und Bewusstsein, 1884 اشاره کنم. در سال‌های ۱۸۷۲ و ۱۸۷۵ به‌صورت مختصر به دیدگاه‌های اشاره شده است، و تا سال‌های ۱۸۸۲ و ۱۸۸۳ به‌صورت مفصل تشریح نشدند. اگر شناخت من از این ادبیات گسترده‌تر بود شاید موضوعات دیگری که کمابیش مشابه این خط فکری هستند را برای ذکرکردن داشتم. [۳۳] نگاه کنید به مقالۀ جی پتزولد: "Solipsismus auf praktischemGebiet" ( Vierteljahrsschriftfiirwissentschaftliche Philosophic, XXXV. ,3> P- 339) Schuppe," Der Solipsismus" (Zeitschr fUr immanentePhilosophie, Vol. III., p. 327). [۳۴] II me semblequevous me battez [۳۵] preconceived [۳۶] Mariotte   ]]> اخبار علمی و فناوری Sat, 27 Aug 2016 12:07:50 GMT http://migna.ir/vdcjxvet.uqeoxzsffu.html آلبرت اینشتین و ۵ آزمایش فکری جالب http://migna.ir/vdcftcdm.w6demagiiw.html آلبرت اینشتین بی‌شک از بزرگ‌ترین نظریه پردازان علم فیزیک نظری بوده است که در قرن بیستم با آزمایش‌های فکری پیش پا‌افتاده باعث غوغا در محافل علمی می‌شد. با ما همراه باشید تا با هم ۵ مورد از این آزمایش‌های به ظاهر کوچک، ولی انقلابی را مرور کنیم.   بزرگترین توانایی اینشتین، قابلیت توضیح و بسط مفاهیم فیزیک با اتفاقات روزمره بود، وی این مباحث را با نام آزمایش فکری منتشر می‌کرد. بعضا این آزمایش‌های فکری کوچک اینشتین باعث تغییر در بزرگ‌ترین و مشهورترین نظریات فیزیک، مانند نظریه کوآنتوم و نظریه نسبیت می‌شدند.  آزمایش فکری تعقیب نور   اینشتین این آزمایش را زمانی طراحی کرد که تنها ۱۶ سال داشت. چه اتفاقی می‌افتد اگر شما بتوانید با سرعت نور حرکت کرده و پرتویی از نور را دنبال کنید؟   اینشتین استدلال کرد که اگر شما بتوانید با این سرعت حرکت کرده و به آن پرتو برسید، احتمالا آن پرتو را به صورت ثابت و بی‌حرکت خواهید دید. اما مگر نور هم از حرکت می‌ایستد؟ اینشتین سپس به این نتیجه رسید که سرعت پرتویی از نور به هیچ عنوان قابل کاهش نیست و همواره با سرعت نور از منبع خود در حال گریز است. پس چیز دیگری باید تغییر کند، و آن مسلما زمان است. سپس وی از این آزمایش فکری استدلال کرد که زمان نیز به خودی خود مجبور به تغییر است و همین مفهوم، زمینه را برای نظریه نسبیت در ذهن اینشتین آماده کرد.  آزمایش فکری قطار و صاعقه   تصور کنید راهی سفری به وسیله راه‌آهن هستید، قطار به تازگی راه افتاده و با سرعت کمی در حال حرکت است، شما نیز در کنار پنجره قطار ایستاده و با دوست خود که از روی سکوی راه‌آهن برای شما دست تکان می‌دهد در حال خداحافظی هستید. هم‌زمان دو صاعقه به ابتدا و انتهای قطار برخورد می‌کنند، دوست شما هر دو صاعقه را در یک زمان خواهد دید اما شما در لحظه اصابت، به صاعقه‌ای نزدیک‌تر هستید که به ابتدای قطار برخورد کرده است و قطار به سوی آن حرکت می‌کند، پس آن صاعقه را زودتر می‌بینید.   این آزمایش به اینشتین نشان داد زمان برای فردی که در حال حرکت است، نسبت به فردی که حرکتی ندارد به صورت متفاوتی در گذر است و همین آزمایش به ظاهر کوچک، باور اینشتین مبنی بر رابطه و تقارن زمان و مکان را تغییر داد و سنگ بنایی شد برای ایجاد نظریه نسبیت.  آزمایش فکری دوقلوهای جدا از هم   این آزمایش یکی از آزمایشات اثبات کننده نظریه اتساع زمان اینشتین است. یک جفت دوقلو با فاصله بسیار کمی از یکدیگر متولد می‌شوند، یکی از آنها در همان لحظه تولد در فضاپیمایی قرار داده شده و با سرعت نور به فضا پرتاب می‌شود. بر طبق نظریه نسبیت اینشتین، اگر این فرد بعد از رسیدن به بلوغ در فضاپیما به زمین بازگردد، جفت زمینی او برای بازنشستگی خود آماده می‌شود. زیرا وقتی شما با سرعت نور در حرکت هستید، زمان با سرعت کمتری برای شما می‌گذرد.  آزمایش فکری آسانسور   تصور کنید که در یک آسانسور شناور هستید و از اتفاقات بیرون آن کاملا بی‌خبرید. ناگهان بر اثر یک جا‌به‌جایی به کف آسانسور برخورد می‌کنید. آیا این جاذبه است که در حال کشیدن آسانسور به سمت پایین است یا طناب آسانسور در حال بالا کشیدن شماست؟   این واقعیت که هردوی این علت‌ها می‌تواند معلول یکسانی داشته باشد، اینشتین را به این نتیجه رساند که میان جاذبه و شتاب تفاوتی وجود ندارد و این دو مفهومی یکسان هستند. از آزمایش قبلی نیز نتیجه گرفتیم که زمان و مکان مطلق نیستند، پس اگر جا‌به‌جایی می‌تواند روی زمان و مکان تاثیر بگذارد و همچنین جاذبه و شتاب مفهومی یکتا داشته باشند، در آن صورت جاذبه می‌تواند بر زمان و مکان تاثیر بگذارد. نتیجه گیری اینشتین از این آزمایش در آینده قسمت بزرگی از نظریه نسبیت را تشکیل داد.  آزمایش فکری دو روی سکه   اینشتین هیچگاه طرفدار نظریه کوآنتوم نبود و همواره با طرح آزمایشات و مسائل مختلف در پی به چالش کشیدن و رد این نظریه بود. اما آزمایش فکری دو روی سکه او توانست پیشگامان نظریه کوآنتوم را به چالش کشیده و آن‌ها را مجبور کند که این نظریه را گسترش دهند و با جزئیات بیشتری منتشر کنند.   تصور کنید شما سکه‌ای دارید که دو سوی آن به راحتی از یکدیگر جدا می‌شوند، سکه را بالا انداخته و پس از گرفتن آن، بدون آنکه به سکه نگاه کنید یک روی آن را به دوست خود می‌دهید و دیگری را در دست خود نگه می‌دارید. سپس دوست شما سوار بر فضاپیمایی شده و با سرعت نور از شما دور می‌شود. شما به سمتی که در دست خود دارید نگاه کرده و متوجه می‌شوید دارای قسمت شیر سکه شده‌اید و طبیعتا دوست شما نیز خط را در دست دارد. پس اگر دو سوی سکه را نامشخص در نظر بگیریم، سکه توانسته از سرعت نور پیشی بگیرد و هر نیمه، به عنوان پدیده‌ای مستقل، بدون توجه به اینکه چندین سال نوری از یکدیگر دور هستند روی نیمه دیگر تاثیر بگذارد. -   عصر ایران ]]> اخبار علمی و فناوری Mon, 01 Aug 2016 13:00:20 GMT http://migna.ir/vdcftcdm.w6demagiiw.html آیا در جهان هستی همه چیز به هم مرتبط است؟ http://migna.ir/vdcezz8x.jh8epi9bbj.html بااینکه این ایده ممکن است برای خیلی افراد دور از ذهن باشد، اما جزء بزرگترین جدال‌های ذهن‌های نابغه در تاریخ بوده است. آلبرت انیشتین در یکی از نوشته‌های مربوط به شرح‌حال زندگی خود، درمورد این عقیده‌اش صحبت می‌کند که ما تماشاچی‌هایی منفعل هستیم که در جهان هستی زندگی می‌کنیم، جهانی که به نظر می‌رسد ما هیچ تاثیری روی آن نداریم: «بیرون از اینجا این جهان پهناور بوده است که مستقل از ما انسان‌ها وجود دارد و مثل معمایی بزرگ و همیشگی پیش روی ما ایستاده است و تا حدی نسبی در دسترس ذهن ما قرار دارد.»  برخلاف دیدگاه انیشتین، که هنوز هم دانشمندان بسیاری به آن عقیده دارند، جان ویلِر (John Wheeler) فیزیک‌دان دانشگاه پرینستون و یکی از همکاران انیشتین، دیدگاه کاملاً متضاد خود را درمورد نقش ما در هستی ارائه می‌دهد. ویلر به زبانی رُک و راست می‌گوید، «ما این ایده قدیمی را داریم که جهانی آن بیرون هست و این هم انسانِ تماشاچی، که با دیوار شیشه‌ای شش اینچی دربرابر آن محافظت می‌شود.» براساس آزمایشات اخیر قرن بیستم که به ما نشان می‌دهد که چطور نگاه کردن به چیزی آن چیز را تغییر می‌دهد، ویلر ادامه می‌دهد، «حالا ما از جهان کوانتومی می‌آموزیم که حتی برای تماشا کردن چیزی کوچک مثل الکترون باید این دیوار شیشه‌ای را بشکنیم: باید به آنجا برسیم … بنابراین تماشاچی قدیمی هستی باید اسمی تازه بگیرد: شرکت‌کننده.» چه تغییری! ویلر در تفسیر کاملاً متفاوت از رابطه ما با جهانی که در آن زندگی می‌کنیم، می‌گوید، برای ما غیرممکن است که فقط آنچه در جهان پیرامون ما اتفاق می‌افتد را تماشا کنیم. درواقع آزمایشات فیزیک کوانتوم نشان می‌دهد که فقط نگاه کردن به چیزی، حتی به کوچکی الکترون، یعنی متمرکز کردن هوشیاری‌مان بر روی کاری که آن انجام می‌دهد حتی برای لحظه‌ای کوتاه، خواص ما را در زمان نگاه کردنمان به آن تغییر می‌دهد. این آزمایشات نشان می‌دهد که عمل مشاهده خود عمل خلق کردن است. این یافته‌ها پیشنهاد ویلر که ما نباید خودمان را فقط تماشاچی‌هایی بدانیم که هیچ تاثیری بر جهان ندارند را تایید می‌کنند. شاید اشیاء بتوانند سریع‌تر از حتی سرعت نور حرکت کنند و شاید هم بتوانند در یک لحظه در دو مکان باشند! و اگر اشیاء این توانایی را داشته باشند، ما چطور؟ اینکه فکر کنیم ما در خلقت شرکت داریم به جای اینکه فکر کنیم فقط عبورکننده‌ای در یک مقطع زمانی از آن هستیم، نیاز به درک جدیدی از عالم و کارکرد آن دارد. زمینه چنین جهان‌بینی رادیکالی پایه و اساس بسیاری کتاب‌ها و مقالات نوشته شده توسط یک فیزیک‌دان دیگر دانشگاه پرینستون و همکار انیشتین است. دیوید بوهم (David Bohm) که با به جا گذاشتن دو تئوری پیشگام چشم از جهان فرو بست، تئوری‌هایی که دیدگاهی متفاوت از جهان و نقش ما در آن ارائه می‌کنند. اولین تئوری درها را به سمت چیزی که بوهم آن را «اداره خلاقانه سطوح زیرین واقعیت» می‌نامد، باز کرد. تئوری دوم توضیحی از جهان بعنوان یک دستگاه طبیعت واحد و متحد بود و پایه دیدگاه تمامیت و نظم ضمنی را ایجاد کرد. در این دیدگاه بوهم عنوان می‌کند که اگر ما بتوانیم جهان را از دیدی بالاتر نگاه کنیم، همه چیز در دنیای ما انعکاسی از چیزهایی خواهند بود که در واقعیتی دیگر که برای ما قابل مشاهده نیست،  اتفاق می‌افتند. او هم دیده‌ها و هم نادیده‌ها را بعنوان نظمی عظیم‌تر و جهانی‌تر می‌بیند. از دیدگاه او، آنچه که ما بعنوان جهان می‌بینیم، انعکاسی از چیزی حتی واقعی‌تر است که در سطحی عمیق‌تر از خلقت اتفاق می‌افتد. درنتیجه، علم مدرن در صدد است یکی از بزرگترین رازهای همه زمان‌ها را حل کند. شاید درمورد این مسائل در اخبار شبانگاهی چیزی نشنوید، در روزنامه‌ها هم مطلبی در این مورد نمی‌خوانید. اما تقریباً هفتاد سال تحقیق در این حیطه علم که «فیزیک جدید» نامیده می‌شود به نتیجه‌ای اشاره دارد که نمی‌توانیم از آن فرار کنیم: هر چیز در جهان ما به هر چیز دیگر مرتبط است. این خبری است که همه چیز را تغییر می‌دهد و پایه‌های علمی که تا امروز می‌دانستیم را متزلزل می‌کند. یک «تغییر کوچک» که به آن نیاز داریم تا خودمان را بخشی از جهان بدانیم نه جدا از آن. ممکن است بگویید «باشه، قبلاً درمورد آن شنیده‌ایم.» اما چه موضوعی این نتیجه‌گیری را متفاوت‌تر می‌کند؟ این همه مرتبط بودن به چه معنی است؟ اینها سوالات بسیار خوبی هستند و پاسخشان ممکن است موجب تعجبتان شود. تفاوت بین اکتشافات جدید و آنچه قبلاً به آن باور داشتیم، این است که در گذشته فقط به ما گفته می‌شد که این ارتباط وجود دارد. از طریق عبارات فنی مثل «وابستگی حسی به شرایط اولیه» یا «اثر پروانه‌ای» و تئوری‌هایی که می‌گوید کاری که ما «اینجا» انجام می‌دهیم تاثیری «آنجا» خواهد داشت، می‌توانیم به طور مبهمی ارتباطی که در زندگی‌هایمان وجود دارد را ببینیم. اما آزمایشات جدید ما را یک قدم جلوتر می‌برد. تحقیقات جدید علاوه بر اینکه ثابت می‌کنند ما به همه چیز مرتبط هستیم، نشان می‌دهند که علت وجود این ارتباط ما هستیم. مرتبط بودن ما به ما این قدرت را می‌دهد که سکان کشتی را به نفع خودمان هدایت کنیم. در همه‌چیز از جستجو برای عشق تا برآورده شدن بزرگترین آرزوهایمان، ما بخشی مهم از همه رویدادهایی هستیم که هر روز تجربه می‌کنیم. این واقعیت که اکتشافات نشان می‌دهد که ما می‌توانیم از ارتباطمان به طور هوشمندانه استفاده کنیم، در را به سمت فرصتی باز می‌کند که قدرت تغییر کل جهان را داشته باشیم. من و همه انسان‌هایی که در این سیاره راه می‌روند، از طریق یگانگی که درون ما وجود دارد، خطی مستقیم به سمت همان نیرویی داریم که همه چیز را از اتم‌ها خلق کرده و از DNA زندگی آغاز می‌شود. اما یک نکته کوچک وجود دارد: قدرت ما برای این کار تا وقتیکه بیدارش نکنیم، خفته است. رمز کار برای بیدار کردن چنین قدرت عظیمی این است که تغییری کوچک در دیدگاهمان نسبت به جهان ایجاد کنیم. با یک تغییر نگرش کوچک می‌توانیم از قوی‌ترین نیروی جهان برای برخورد با موقعیت‌های حتی ناممکن استفاده کنیم. این زمانی اتفاق می‌افتد که به خودمان اجازه دهیم نقشی متفاوت برای خودمان در جهان ببینیم. ازآنجا که جهان به نظر جایی بسیار بزرگ می‌آید - آنقدر بزرگ که حتی نمی‌توانیم به آن فکر کنیم - می‌توانیم با متفاوت دیدن خودمان در زندگی روزمره‌مان شروع کنیم. «تغییر کوچک» که به آن نیاز داریم این است که خودمان را جزئی از جهان ببینیم نه جدا از آن. اینکه خودمان را متقاعد کنیم که ما با جهان یکی هستیم و هرچه که می‌بینیم و تجربه می‌کنیم برای این است که بفهیم این ارتباط چه معنایی دارد. از طریق ارتباطی که همه چیز را به هم وصل می‌کند، به نظر می‌رسد عناصری که جهان از آن ساخته شده است (موج‌ها و ذرات انرژی) قوانین زمان و مکانی که قبلاً باور داشتیم را می‌شکند. بااینکه این جزئیات به نظر داستانی علمی-تخیلی می‌آید اما بسیار واقعی هستند. بعنوان مثال، دیده شده است که ذرات نور (فوتون‌ها) می‌توانند دقیقاً در یک لحظه در دو جا وجود داشته باشند، حتی مایل‌ها جدا از هم. تحقیقات امروز علاوه بر اثبات اینکه ما به همه چیز مرتبط هستیم، نشان می‌دهند که علت این ارتباط، خود ما هستیم. از DNA بدن ما گرفته تا اتم‌های عناصر دیگر، همه چیز در طبیعت اطلاعات را بسیار سریعتر از آنچه انیشتین برای حرکت هر چیز پیشبینی می‌کرد، به اشتراک می‌گذارند - حتی سریعتر از سرعت نور. در بعضی آزمایشات، اطلاعات حتی قبل از اینکه محل قبلی خود را ترک کرده باشند، به محل مقصد رسیده‌اند! در گذشته چنین پدیده‌ای غیرممکن به نظر می‌رسید اما امروز نه تنها ممکن به نظر می‌رسد، بلکه نکته ای فراتر از یک ضدقانون جالب درمورد واحدهای کوچک ماده را به ما نشان می‌دهند. آزادی حرکت که ذرات کوانتوم نشان می‌دهند، آشکار می‌کند که وقتی فراتر از آنچه قبلاً درمورد فیزیک می‌دانستیم نگاه کنیم، چطور باقی جهان عمل خواهد کرد. بااینکه این نتایج یک اپیزود آینده‌نگر از فیلمی تخیلی به نظر می‌رسد، اما امروزه توسط دانشمندان تحت بررسی هستند. آزمایشاتی که این تاثیرات را ایجاد می‌کند، به تنهایی بسیار جالب و هیجان‌انگیز هستند و نیاز به تحقیقات بیشتر دارند. اما اگر همه آنها را با هم در نظر بگیریم، نشان می‌دهند که ما آنطور که باور داریم توسط قوانین فیزیک محدود نشده‌ایم. شاید اشیاء بتوانند سریعتر از سرعت نور حرکت کنند و یا شاید بتوانند در یک لحظه در دو جا باشند! و اگر اشیاء این توانایی را داشته باشند، ما چطور؟ اینها احتمالاتی هستند که مخترعین امروز را به هیجان می‌آورند و تخیل ما را هم همینطور. این جفت‌سازی تخیل است - ایده چیزی که می‌تواند وجود داشته باشد - با احساسی که به احتمالی وجود می‌دهد که به واقعیت تبدیل می‌شود. برای ایده‌های تخیلی که یک لحظه در زمان بتواند واقعیت یک لحظه دیگر شود، باید چیزی برای مرتبط کردن آنها با هم وجود داشته باشد. در لفافه جهان هستی باید ارتباطی بین تخیل‌های دیروز و واقعیت‌های حال و آینده وجود داشته باشد. انیشتین قویاً باور داشت که گذشته و آینده صمیمانه همدیگر را در آغوش گرفته‌اند و همانطور که مسائل مربوط به بعد چهارم، واقعیتی که آن را مکان-زمان می‌نامید. او می‌گوید، «تفاوت بین گذشته، حال و آینده، فقط یک خیال مداوم و لجباز است.» به این ترتیب، می‌فهمیم که ما نه تنها با همه چیزهایی که امروز در زندگی‌مان می‌بینیم در ارتباط هستیم، بلکه با هر چیزی که تا امروز وجود داشته است و چیزهایی که هنوز اتفاق نیفتاده‌اند هم مرتبطیم. و آنچه امروز تجربه می‌کنیم، نتیجه اتفاقاتی است که قبلاً در جایی از جهان افتاده که حتی قادر به دیدن آن نیستیم. آنچه می‌توان از همه اینها استنباط کرد بسیار گسترده است. در جهانی که یک منبع باهوش انرژی همه چیز را از صلح جهانی تا آرامش فردی به هم مرتبط می‌کند، چیزی که یک روز خیال و معجزه بود، به یکباره در زندگی‌مان ممکن خواهد شد.   ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 24 Nov 2015 06:35:42 GMT http://migna.ir/vdcezz8x.jh8epi9bbj.html لیست دانشمندانی که واحدهای SI به نام آنها نام گذاری شده http://migna.ir/vdcdnf0s.yt0xn6a22y.html نام گذاری اختراع :با توجه به اختراعی نام واحدهای اندازه گیری با حروف کوچک نوشته می‌شد اما نماد یک واحد اندازه گیری که از نام شخصی گرفته شده بود حرف اولش به صورت حرف بزرگ نوشته می‌شد. با گذر زمان، برخی از اسامی بودند که به راحتی از ذهن‌ها پاک نشده و فراموش نمی‌شدند. این اسامی به اشخاص مهمی تعلق داشتند که عمر و زندگی خود را صرف پیشرفت علم کرده بودند. آنچه که امروزه بشر توانسته به آن دست یابد مدیون تلاش‌های خستگی ناپذیر آنان است. در طول تاریخ، دانشمندان متعددی بودند که کارهای مهمی انجام دادند و با اینکه کار هر یک از این افراد به عنوان ابزاری برای پیشرفت بشر بوده است اما در میان آنها چند اشخاص برجسته بودند که افکار و ایده‌های نو آورانه‌ی آنها باعث تحولی کامل در خود علم شده است. به افتخار این دانشمندان، کمیته‌ی بین المللی جرم و اندازه گیری، نام این دانشمندان را به واحدهای بین المللی اندازه گیری نسبت داد. سیستم بین المللی واحدها که با عنوان SI شناخته می‌شود از کلمه‌ی فرانسوی سیستم بین المللی واحدها گرفته شده است و گسترده‌ترین سیستم استاندارد پذیرفته شده مربوط به واحدهای اندازه گیری است. این سیستم شامل هفت واحد اصلی و 22 واحد فرعی است که دو تا از این واحدهای اصلی و 17 واحد فرعی به نام دانشمندان نام گذاری شده است و باعث جاویدان شدن نام این دانشمندان شده است.   واحدهایی که به نام دانشمندان نام گذاری شده است : آنتونی هنری بکرل 1852 - 1908 واحد و نماد: بکرل (Bq) مقدار اندازه گیری شده: رادیو اکتیویته تعریف: بکرل یک واحد فرعی SI برای اندازه گیری رادیو اکتیویته است. یک Bq ، اکتیویته مقدار ویژه‌ای از ماده‌ی اکتویته را که در آن هسته در هر ثانیه متلاشی می‌شود را اندازه گیری می‌کند. اهمیت: این واحد به نام آنتونی هنری بکرل، کسی که جایزه‌ی نوبل را همراه با پیر و ماری کوری در سال 1903 به خاطر کشف پدیده‌ی رادیو اکتیویته دریافت کرد، نام گذاری شده است. آندره سلسیوس 1701 - 1744 واحد و نماد: درجه‌ی سلسیوس (?°) مقدار اندازه گیری شده: دما تعریف: درجه‌ی سلسیوس که قبلاً با سانتی گراد شناخته می‌شد، واحد و معیاری است که برای اندازه گیری دما به کار می‌رود. این واحد به یک دمای ویژه بر حسب معیار سلسیوس اشاره می‌کند و تفاوت بین دو دما را نشان می‌دهد. اهمیت: قبلاً از سانتی گراد، به عنوان واحد اندازه گیری دما استفاده می‌شد اما در سال 1948 به افتخار ستاره شناس سوئدی، آندره سلسیوس که معیار دمایی مشابه را ایجاد کرد، به درجه‌ی سلسیوس تغییر نام یافت. سِر اسحاق نیوتن 1643 – 1727 واحد و نماد: نیوتن (N) مقدار اندازه گیری شده: نیرو تعریف: نیوتن واحد فرعی SI برای نیرو است. یک نیوتن (1 N) نیروی لازم برای شتاب بخشیدن به جسمی به جرم یک کیلو گرم (1 Kg) و با سرعت یک متر مربع بر ثانیه (1 m/s2)است. اهمیت: این واحد در سال 1946 به افتخار فیزیک دان و ریاضی دان بزرگ انگلیسی، سِر اسحاق نیوتن که مسئول پایه گذاری قسمت عمده‌ای از مکانیک کلاسیک بود، نام گذاری شد. آندره – ماری آمپر 1775 – 1836 واحد و نماد: آمپر (A) مقدار اندازه گیری شده: جریان الکتریکی تعریف: آمپر واحد SI برای اندازه گیری جریان الکتریکی است. یک آمپر مساوی با یک کولمب (1 C) است و تقریباً با تعداد 6.241 × 1018 از حامل‌های بنیادی بار (الکترون‌ها یا پروتون‌ها) که در زمان یک ثانیه از یک نقطه مشخص عبور می‌کنند برابر است. اهمیت: فیزیک دان و ریاضی دان فرانسوی آندره – ماری آمپر یکی از بنیان گذاران الکترو مغناطیس کلاسیک که به عنوان الکترو دینامیک نیز شناخته می‌شود، بود. واحد اندازه گیری جریان الکتریکی به افتخار ایشان آمپر نام گذاری شده است. ویلیام توماس لرد کلوین 1824 – 1907 واحد و نماد: کلوین (K) مقدار اندازه گیری شده: دمای ترمو دینامیک تعریف: کلوین برای اندازه گیری دما بر اساس معیاری کامل به کار می‌رود و یک واحد SI برای دمای ترمو دینامیکی است. یک کلوین (1 K) به صورت 1/273.16 (3.6609 × 10-3) از دمای نقطه‌ی سه گانه‌ی ترمو دینامیکی آب خالص تعریف می‌شود. اهمیت: فیزیک دان، ریاضی دان و مهندس انگلیسی، لرد کلوین، کسی که این واحد به افتخار او نام گذاری شده است، در سال 1848 یک مقاله منتشر کرد که در آن از نیاز به معیاری که باید در آن نقطه‌ی منفی صفر کامل باشد و افزایش دما بر حسب درجه‌ی سلسیوس اندازه گیری شود، نوشته بود. لرد کلوین مقدار صفر کامل را نیز ?°273- محاسبه کرد. بلیز پاسکال 1623 – 1662 واحد و نماد: پاسکال (Pa) مقدار اندازه گیری شده: فشار تعریف: یک پاسکال به صورت یک نیوتن بر یک متر مربع (1N/m2)تعریف می‌شود و یک واحد فرعی SI برای اندازه گیری فشار، فشار داخلی، تنش، مدول یانگ و استحکام کششی نهایی است. اهمیت: بلیز پاسکال، فیزیک دان، ریاضی دان، نویسنده و مخترع فرانسوی و فیلسوف مسیحی کارهای مهمی در زمینه‌ی مکانیک سیالات به خصوص در مفهوم فشار و خلاء انجام داد. واحد فشار به افتخار ایشان پاسکال نام گذاری شده است. چارلز – آگوستین دی کولمب 1736 – 1806 واحد و نماد: کولمب یا کولن (C) مقدار اندازه گیری شده: بار الکتریکی تعریف: یک کولن واحد SI برای بار الکتریکی است و به صورت مقدار باری که بر اثر جریان ثابت یک آمپر در یک ثانیه منتقل می‌شود، تعریف می‌شود و تقریباً برابر با 1018 × 6.241 پروتون است و منفی یک کولن نیز تقریباً برابر با 1018 × 6.241 الکترون است. اهمیت: کولن یا کولمب به نام فیزیک دان فرانسوی چارلز – آگوستین دی کولمب نام گذاری شده است. او کارهای مهمی را در زمینه‌ی فیزیک شامل قانون کولمب و تعریف نیروی الکترو استاتیک (جذب و دفع) همانند مطالعه‌ی اصطکاک انجام داده است. جیمز وات 1736 – 1819 واحد و نماد: وات (W) مقدار اندازه گیری شده: توان تعریف: وات یک واحد فرعی SI برای توان است که به صورت ژول بر ثانیه تعریف می‌شود و معمولاً نشانگر نرخ انرژی‌ای است که با توجه به زمان تبدیل یا منتقل می‌شود. اهمیت: جیمز وات یک مهندس مکانیک و مخترع اسکاتلندی بود. او مسئول پیشرفت‌هایی در مفهوم اسب بخار و افزایش بازده ماشین بخار نیو کامِن بود و نقش مهمی در انقلاب صنعتی داشت. واحد توان به افتخار او وات نام گذاری شده است. الِساندرو ولتا 1745 – 1827 واحد و نماد: ولت (V) مقدار اندازه گیری شده: پتانسیل الکتریکی تعریف: ولت یک واحد فرعی SI برای اندازه گیری پتانسیل الکتریکی، اختلاف پتانسیل الکتریکی و نیروی محرکه‌ی الکتریکی است. اهمیت: الساندرو ولتا، کسی که واحد ولت به افتخار او نام گذاری شده است، فیزیک دان ایتالیایی بود که مسئول اختراع اولین باتری الکترو شیمیایی (پیل الکتریکی) است که باعث پیشرفت زمینه‌ی الکترو شیمی شد. جورج سیمون اهم 1789 – 1854 واحد و نماد: اهم (?) مقدار اندازه گیری شده: مقاومت الکتریکی تعریف: یک اهم واحد فرعی SI برای مقاومت الکتریکی است. مقاومت بین دو نقطه در یک سیم رسانا یک اهم است اگر اختلاف پتانسیل یک ولتی ثابت بین آنها اعمال شده و منجر به شارش جریانی به اندازه‌ی یک آمپر بین آنها شود. اهمیت: فیزیک دان و ریاضی دان آلمانی، جورج سیمون اهم به هنگام کار با باتری الکترو شیمیایی که به تازگی توسط الساندرو ولتا ابداع شده بود، کشف کرد که یک نسبت مستقیم بین اختلاف پتانسیل اعمال شده و مقدار شارش جریان وجود دارد. این رابطه امروزه به قانون اهم مشهور است و واحد اندازه گیری مقاومت به افتخار ایشان اهم نام گذاری شده است. مایکل فارادی 1791 – 1867 واحد و نماد: فاراد (F) مقدار اندازه گیری شده: ظرفیت خازن تعریف: فاراد یک واحد فرعی SI برای اندازه گیری ظرفیت الکتریکی خازن است و توانایی یک خازن برای ذخیره‌ی بار الکتریکی را نشان می‌دهد. مقدار ظرفیت یک فاراد است اگر یک خازن با یک ولت که حامل یک کولن بار الکتریکی است شارژ شود. اهمیت: مایکل فارادی کسی که واحد فاراد به افتخار او نام گذاری شده است، دانشمند انگلیسی و از تأثیر گذارترین دانشمندان در تاریخ علم بود. فارادی تحصیلات رسمی بسیار کمی داشت اما کارهای اساسی در زمینه‌ی الکترو مغناطیس و الکترو شیمی انجام داد. در بین یافته‌های او پدیده‌ی الکترولیز، دیا مغناطیس و القاء الکترو مغناطیس از مهم‌ترین یافته‌ها بودند. جوزف هنری 1797 – 1878 واحد و نماد: هنری (H) مقدار اندازه گیری شده: اندوکتانس یا ظرفیت القاء مغناطیسی تعریف: هنری یک واحد فرعی SI برای ظرفیت القای الکترو مغناطیسی است. اگر نرخ تغییر جریان یک آمپر در هر ثانیه منجر به نیروی الکترو مغناطیس القایی یک ولتی شود، در این صورت ظرفیت القایی در یک دوره یک هنری است. اهمیت: جوزف هنری یک دانشمند آمریکایی بود که با اختراع الکترو مغناطیس‌ها معروف شد، او معتقد بود که هم زمان با مایکل فارادی به طور مستقل القاء الکترو مغناطیس را کشف کرده است، بنابراین برای احترام گذاشتن به او، نام او برای واحد اندازه گیری ظرفیت القاء الکترو مغناطیس انتخاب شد. ویلهلم ادوارد وِبِر 1804 – 1891 واحد و نماد: وبر (Wb) مقدار اندازه گیری شده: شار مغناطیسی تعریف: در مطالعات فیزیک وبر واحد SI برای اندازه گیری شار مغناطیسی است و به این صورت تعریف می‌شود که اگر در یک دوره گردش شار مغناطیسی با نرخ ثابتی در طی دوره‌ی زمانی یک ثانیه، به صفر کاهش یابد منجر به تولید نیروی الکترو مغناطیس یک ولتی ‌شود. اهمیت: واحد وبر به نام فیزیک دان آلمانی ویلهلم ادوارد وبر نام گذاری شده است. او همراه با کارل فردریک گاوس اولین تلگراف الکترو مغناطیسی را کشف کرد. ارنست وِرنِر وون سیمِنز 1816 – 1892 واحد و نماد: سیمنز (S) مقدار اندازه گیری شده: ضریب هدایت تعریف: سیمنز واحد SI برای هدایت الکتریکی، سوسپتانس و ادمیتانس (هدایت ظاهری) است و به صورت مقاومت معکوس، رکتانس (مقاومت القایی یا خازنی) و یا امپدانس (مقاومت ظاهری) تعریف می‌شود. اهمیت: این واحد به نام مخترع و سرمایه دار آلمانی، ارنست ورنر وون سیمنز نام گذاری شده است. او مؤسس شرکت مخابراتی و الکتریکی سیمنز بود. جیمز پرسکات ژول 1818 – 1889 واحد و نماد: ژول (J) مقدار اندازه گیری شده: انرژی تعریف: در سیستم SI ژول یک واحد فرعی برای اندازه گیری انرژی، کار و گرماست و به صورت مقدار کار انجام شده یا انرژی منتقل شده وقتی که نیروی یک نیوتن به فاصله‌ی یک متری اعمال می‌شود یا جریان یک آمپر از مقاومت یک اهمی در مدت زمان یک ثانیه عبور می‌کند، تعریف می‌شود. اهمیت: دانشمند انگلیسی، جیمز پرسکات ژول رابطه‌ی بین گرما با کار مکانیکی را بررسی کرد. یافته‌های او منجر به کشف قانون تبدیل انرژی و متعاقباً قانون اول ترمو دینامیک شد. واحد انرژی به احترام کارهای او ژول نام گذاری شد. نیکولا تسلا 1856 – 1943 واحد و نماد: تسلا (T) مقدار اندازه گیری شده: چگالی شار مغناطیسی تعریف: تسلا یک واحد فرعی برای نشان دادن چگالی شار مغناطیسی است. یک تسلا برابر با یک وبر بر یک متر مربع است. اهمیت: این واحد به افتخار مخترع آمریکایی – صربستانی، مهندس مکانیک، مهندس برق و فیزیک دان، نیکولا تسلا و به خاطر شناخت آیندگان از کارهای بسیار مهم او در زمینه‌ی فیزیک به خصوص طراحی و تأمین جریان متناوب الکتریکی پیشرفته، تسلا نام گذاری شد. لوئیس هارولد گرِی 1905 – 1965 واحد و نماد: گرِی (Gy) مقدار اندازه گیری شده: غلظت پرتو جذب شده تعریف: یک گرِی به صورت جذب یک ژول انرژی پرتو توسط یک کیلو گرم ماده تعریف می‌شود و یک واحد فرعی SI برای اندازه گیری یونیزاسیون غلظت پرتو است. اهمیت: واحد گرِی به افتخار فیزیک دان انگلیسی لوئیس هارولد گرِی، که به طور گسترده در زمینه‌ی تأثیرات پرتو بر سیستم‌های بیولوژیکی کار کرد و باعث ایجاد رشته‌ی رادیو بیولوژی شد، به نام او، نام گذاری شد. رولف ماکسیمیلیان سیورت 1896 – 1966 واحد و نماد: سیورت (Sv) مقدار اندازه گیری شده: اکیوالانت غلظت پرتو تعریف: سیورت واحد فرعی SI برای اندازه گیری جذب پرتو یونیزه شده است. یک سیورت به صورت مقدار پرتوی که در حدود یکی اکیوالانت از تأثیرات بیولوژیکی یک گرِی پرتو گاماست، تعریف می‌شود. اهمیت: پروفسور رولف ماکسیمیلیان سیورت، فیزیک دان در زمینه پزشکی و اهل سوئد بود و کارهای مهمی در زمینه‌ی مطالعه‌ی تأثیرات بیولوژیکی پرتو انجام داد. واحد سیورت به احترام کارهای او نام گذاری شده است. هنریک رودولف هرتز 1857 – 1894 واحد و نماد: هرتز (Hz) مقدار اندازه گیری شده: فرکانس تعریف: یک هرتز به صورت یک تناوب در هر ثانیه تعریف می‌شود و واحد فرعی SI برای اندازه گیری فرکانس است. اهمیت: هنریک رودولف هرتز، فیزیک دان آلمانی، اولین کسی بود که وجود امواج الکترو مغناطیس را که قبلاً توسط جیم کلارک ماکسول توسط تئوری الکترو مغناطیس پیش بینی شده بود به طور گسترده اثبات کرد. به افتخار کارهای او واحد فرکانس، هرتز نام گذاری شد. جان ناپیر 1550 – 1617 واحد و نماد: نپر (Np) مقدار اندازه گیری شده: مقدار بر حسب لگاریتم طبیعی تعریف: نپر واحد SI نیست اما همراه با واحدهای دیگر SI به کار می‌رود و یک واحد لگاریتمی بدون بعد است که نسبت اندازه گیری‌های فیزیکی و مقادیر توان مثل کاهش یا افزایش سیگنال‌های الکترونیکی را نشان می‌دهد و از لگاریتم طبیعی بر مبنای عدد اویلر استفاده می‌کند. اهمیت: جان ناپیر که لقب مرچیستون شگفت انگیز را داشت، فیزیک دان، ریاضی دان و ستاره شناس اسکاتلندی بود که لگاریتم را ابداع کرد و این واحد به افتخار او نام گذاری شد. الکساندر گراهام بل 1847 – 1922 واحد و نماد: بل (B) و دسی بل (dB) مقدار اندازه گیری شده: مقدار برحسب لگاریتم معمولی تعریف: همانند نپر، بل و دسی بل واحدهای SI نیستند و همراه با واحدهای دیگر SI به کار می‌روند. بل و دسی بل واحدهای لگاریتمی برای بیان نسبت بین دو مقدار فیزیکی مثل توان یا شدت هستند. عدد دسی بل 10 برابر لگاریتم بر مبنای 10 نسبت بین دو مقدار توان است. 10 دسی بل برابر با یک بل است. اهمیت: بل و دسی بل به افتخار دانشمند بزرگ انگلیسی، الکساندر گراهام بل که تلفن را اختراع کرد نام گذاری شده‌اند.     ]]> اخبار علمی و فناوری Thu, 23 Jul 2015 04:42:19 GMT http://migna.ir/vdcdnf0s.yt0xn6a22y.html قانون هابل چیست؟ http://migna.ir/vdcbs8bf.rhb58piuur.html رابطه سرعت - فاصله، قانون هابل نام دارد و با فرمول بسیار ساده ای بیان می شود.سرعت مساوی است با حاصلضرب فاصله در یک مقدار ثابت (H). کشف این رابطه و تعیین مقدار H توسط اخترشناسان آمریکایی به نام ادوین هابل انجام گرفت و از این رو، H را ثابت هابل می نامند. - در فواصل نزدیکتر، یعنی در محدوده ای که برای تعیین فاصله از نورانی ترین ستارگان و ستارگان متغیر استفاده می شود، سرعت گریز کهکشان ها حدود چند کیلومتر در ثانیه است. در خوشه های دوردست کهکشان ها که نورانی ترین کهکشان خوشه به عنوان ملاک فاصله استفاده می شود، سرعت گریز بسیار بیشتر است و به حدود ۱۰۰,۰۰۰ کیلومتر در ثانیه می رسد. سرعت گریز دورترین اجرامی که می توان در حال حاضر رصد کرد، اندکی کمتر از سرعت نور است. با تعیین مقدار H, رابطه ی هابل به صورت فرمولی دقیق، سرعت یا فاصله ی کهکشان ها را مشخص می کند. مثلا خوشه بزرگ کهکشان ها در صورت فلکی سنبله را در نظر بگیرید که در فاصله ۲۰ میلیون پارسک قرار دارد. سرخ گرایی آنها نیز سرعتی حدود ۱,۱۰۰ کیلومتر در ثانیه را نشان می دهد. با جایگذاری این اعداد در رابطه ی هابل، V=Hd، مقدار H به دست می آید (V سرعت و d فاصله است) که معادل است با ۵۵ کیلومتر در ثانیه در هر میلیون پارسک. حال می توانیم قانون هابل را در مورد هر کهکشان دیگر به کار بریم. برای مثال، خوشه ی کهکشان های بسیار دوردستی را در نظر بگیرید که به دست آوردن طیف اعضای آن برای بزرگترین تلسکوپ های جهان نیز کاری مشکل باشد. در این صورت، حتی اگر نتوانیم فاصله خوشه را اندازه گیری کنیم، قادر به استفاده از قانون هابل خواهیم بود. زیرا با محاسبه مقدار جا به جایی دوپلری می بینیم که سرخ گرایی مثلا حدود ۱,۰۰۰ آنگستروم، یعنی معادل سرعتی در حدود ۶۰,۰۰۰ کیلومتر در ثانیه است. با جایگذاری مقدار H و سرعت رابطه هابل، فاصله خوشه تقریبا یک میلیارد پارسک به دست می آید. رابطه ی مورد بحث در این گفتار، حالت ساده شده ای از یک فرمول بسیار پیچیده است و بنابراین نمی توان در مورد سرعت های بسیار زیاد از آن استفاده کرد. زیرا عوامل زیادی از جمله هندسه جهان نیز وارد محاسبات می شوند و فرمول را بغرنج تر می کنند. منبع: ساختار ستارگان و کهکشان ها نوشته: پاول هاج ترجمه: توفیق حیدرزاده ]]> اخبار علمی و فناوری Sun, 19 Jul 2015 18:32:21 GMT http://migna.ir/vdcbs8bf.rhb58piuur.html عکس پژوهشگر جوان برجسته کشور در رشته فیزیک http://migna.ir/vdcb8fbf.rhb8apiuur.html در مراسم اعطای جایزه ابوریحان بیرونی که روز پنجشنبه 21 خردادماه به همت گروه علوم پایه فرهنگستان علوم برگزار می‌شود از پنج پژوهشگر جوان برجسته علوم پایه در رشته های فیزیک، شیمی، زیست شناسی، زمین شناسی و ریاضی تقدیر می شود.   دکتر یاسمن فرزان در دوران دانش آموزی در سال 1372 به‌ عنوان نخستین دانش آموز دختر ایرانی در قالب تیم پنج نفره‌ی المپیاد جهانی فیزیک به این رقابتها اعزام شد که ضمن کسب مدال نقره به‌ عنوان بهترین دانش‌اموز دختر شرکت‌کننده انتخاب شد.   وی در سال 1373 تحصیلات دانشگاهی خود را در رشته فیزیک در دانشگاه صنعتی شریف آغاز کرد و پس از طی تحصیلات کارشناسی و کارشناسی ارشد در کشور تحصیلات دکتری و پژوهش‌های‌ خود را در قالب برنامه‌ی دکتری «سیسا» (SISSA) دانشکده‌ بین‌المللی برای تحصیلات پیشرفته ایتالیا زیرنظر پروفسور «آ. یو. سمیرنف» - استاد برجسته‌ فیزیک نوترونی - پی گرفت.   یک‌ سال بعد (سال 1380) در پی اعطای بورس فوق دکتری فیزیک دانشگاه استنفورد به همسرش - دکتر «شیخ‌جباری» فیزیکدان جوان پژوهشگاه دانش های بنیادی و برنده‌ی «جایزه عبدالسلام» (ICTP) و جایزه‌ی فیزیک «سازمان کنفرانس اسلامی» در سال 1386 (2007 میلادی) - راهی آمریکا شد و پروفسور «مایکل پسکین» رئیس گروه نظری مرکز «شتاب‌دهنده‌ی خطی استنفورد» (SLAC) - که پیش از سفر با فرزان تماس داشت - وی را تشویق کرد تا تز خود را به‌ عنوان مهمان در این مؤسسه‌ تکمیل کند.   فرزان در سال 1383 به ایتالیا بازگشت و از تز خود دفاع کرد و پس از آن اگرچه از چندین مؤسسه در سراسر جهان از جمله دانشگاه «کالیفرنیا» (UCLA)، دانشگاه «هاوایی» و «ساکلی» فرانسه بورس فوق‌دکتری داشت ترجیح داد به ایران بازگردد و در «پژوهشگاه دانش‌های بنیادی» (IPM) کار کند.   دکتر فرزان که در حال حاضر عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی است در سال 2008 به عنوان برنده نخستین دوره جایزه دانشمند جوان اتحادیه بین‌المللی فیزیک محض و کاربردی(آیوپاپ) در زمینه تئوری فیزیک ذرات و در سال 2013 به عنوان برنده جایزه مرکز بین المللی فیزیک نظری عبدالسلام (ICTP) تقدیر شده است.   ]]> اخبار علمی و فناوری Sat, 06 Jun 2015 14:43:33 GMT http://migna.ir/vdcb8fbf.rhb8apiuur.html صداي سفيد چيست ؟ http://migna.ir/vdcc1sq1.2bqxe8laa2.html اگر شما تمام صداهاي قابل تصور كه يك انسان ميتواند بشنود را با همديگر تركيب كنيد صداي سفيد ايجاد خواهد شد . صفت سفيد به همان دليل براي توصيف اين نوع صدا انتخاب شده است كه براي توصيف نور سفيد . -میگنا: همانطور كه ميدانيد نور سفيد از تركيب تمام رنگها (فركانسها) ايجاد ميشود ، پس صداي سفيد نيز از تركيب تمامي فركانسهاي مختلف صوتي ايجاد ميشود . چون صداي سفيد از تركيب فركانسهاي مختلف صوتي ايجاد ميشود ، از آن براي پوشش دادن ساير فركانسها استفاده ميشود . مثلاً اگر شما در اتاق هتلي مشغول استراحت هستيد و صدايي از اتاق مجاور آرامش شما را به هم ميزند ، شما ميتوانيد با روشن كردن يك پنكه صداي مزاحم را پوشش دهيد . در اينجا پنكه تقريباً اين صداي سفيد را براي شما ايجاد كرده و شما صداي مزاحم را كمتر ميشنويد . براي توضيح بيشتر به اين مثال نيز توجه كنيد: اگر دو نفر همزمان با شما صحبت كنند ، مغز شما ميتواند حرفهاي يكي از آنها را دنبال كند و اگر سه نفر با شما صحبت كنند نيز اين جريان صادق است ، ولي تصور كنيد هزار نفر همزمان با شما صحبت كنند ، در اين حالت مغز شما ديگر قادر به تشخيص درست صدايي خاص نيست . در مورد پنكه نيز جريان همينطور است ، پنكه هزار نوع فركانس صوتي مختلف ايجاد ميكند كه با صداي اتاق مجاور ميشود هزار و يك صدا ، بنابراين مغز شما از دنبال كردن صداي اتاق مجاور ناتوان ميشود . از اين خصوصيت براي درمان بيماراني كه به بيماري تينيتوس (Tinnitus) مبتلا هستند نيز استفاده ميشود . اين بيماري باعث ميشود كه بيماران گاهي اوقات يا همواره صداي وزوزي را در گوش خود احساس كنند كه بسيار آزار دهنده و گاهي غيرقابل تحمل ميشود(مخصوصاً موقع خواب باور بفرمائيد بيچاره كننده است !! ) . براي معالجه اين افراد از يك نوع سمعك خاص استفاده ميشود كه بطور دائم فركانسهاي صوتي خاصي ايجاد ميكند و اين صداها باعث كمتر شنيده شدن صداهايي ميشود كه بيمار در گوش خود احساس ميكند . - به طور کلی بیشتر پژوهش های انجام شده نشانگر این است که صداهای بلند موجب کاهش عملکرد می شوند اما صدای بلند به روش های گوناگون بر کار و وظیفه شغلی اثر می کذارد. 1- صدای بلند تمرکز فرد را کاهش می دهد. تقلیل تمرکز موجب اشتباه در کار و تکرار آن می گردد. اشتباه هم موجب اتلاف وقت خواهد شد و گاهی موجب بروز سانحه می گردد. 2- صدای بلند یکنواخت، روی آهنگ سرعت کار، حتی سرعت راه رفتن در فضای کاری اثر فزاینده ای دارد. 3- صداهای مزاحم موجب کاهش به هم خوردگی پلک چشم ها می شود که در نتیجه خستگی چشم را به دنبال دارد . این خستگی ادراک دیداری را مختل می کند. 4- صدای بلند، عملکرد شغلی را در مشاغلی که جنبه ذهنی و شناختی دارند ؛ کاهش می دهد. زیرا در عدم تمرکز در وظایف ایجاد اختلال می نماید. 5- صدای مزاحم در محیط کار موجب کاهش خرسندی از کار می شود. زیرا هنگامی که در محیط کار صدای آزار دهنده وجود داشته باشد فرد دچار تنش شده و از لحاظ روانی از وضعیت بهینه خارج می شود. صدای سفید یکی از اقدامات فنی است که برای کاهش صدای محیط از ان استفاده می گردد. دراین روش از صدای جریان هوا استفاده می گردد که اصطلاحا به آن صدای سفید می گویند. صدای ملایم و یکنواخت جریان هوا توسط دستگاههای تهویه در محیط کار ، صدای محیط کار را تا حدودی تحت اشعاع قرار داده و اثر آنرا بر فرد کاهش می دهد. - پخش صدای سفید برای بهبود خواب و استراحت انسان اگر حساسیت زیادی به صداهای اطرافتان دارید (از صدای خر و پف همسرتان گرفته تا صدای فوتبالی که نیمه شب از تلویزیون پخش می‌شود و همسرتان دیوانه‌ی تماشای آن است و هر صدای دیگری که ممکن است خواب و آرامش شما را به هم بزند)، بهتر است که سری به سایت WhiteNoisePlayer بزنید. این سایت با پخش کردن اصواتی که اصطلاحاً به آنها صدای سفید یا نویز سفید گفته می‌شود به شما کمک می‌کند تا استراحت و خواب خوبی داشته باشید و صداهای مزاحم اطرافتان را نشنوید. کار با این سایت بسیار راحت است. کافی است به آدرس اصلی سایت بروید و ساعتی که در آن وجود دارد را مطابق میل خود تنظیم کنید. برای مثال می‌توانید تعیین کنید که از الآن که می‌خواهید بخوابید تا ساعت 6 صبح که قصد بیدار شدن دارید، یک نویز سفید از صدای اقیانوس یا بارش باران یا شش گزینه دیگری که وجود دارد با بلندی صدای مشخصی در اتاق شما پخش شود. اما نویز سفید چطور می‌تواند باعث شود صداهای مزاحم به گوش شما نرسند؟ اگر بخواهیم خیلی ساده حرف بزنیم، نویز سفید به ترکیبی از صداهایی با فرکانس‌های مختلف که به صورت همزمان به گوش ما برسند گفته می‌شود. تصور کنید دو نفر بطور همزمان مشغول صحبت با شما هستند. شما فقط صحبت‌های یکی از این دو نفر را می‌توانید درک کنید و روی صحبت‌های فرد دوم نمی توانید تمرکز کنید. حال تصور کنید که این دو نفر تبدیل به ۱۰۰۰ نفر شوند که همزمان با شما صحبت می‌کنند. آنچه شما در این وضعت خواهید شنید چیزی مشابه یک نویز سفید است و دیگر مغز شما توانایی تفکیک این صداها را نخواهد داشت. بنابراین نویز سفید با ترکیبی از انواع فرکانس‌های مختلف صدا باعث می‌شود که همه‌ی صداهای دیگر در درون این نویز غرق شوند و دیگر چیزی توسط گوش شما شنیده نشود. به همین سادگی. ارسال از : بهار فارسی  (با اعمال تغییرات) منابع: - مقدمی پور، مرتضی، روان شناسی کار، تهران، موسسه کتاب مهربان نشر، 1382 - خنیفر، حسین، روانشناسی کار، تهران، تهران؛ انتشارات دانشگاه تهران، 1390 - ویکی پدیا   http://en.wikipedia.org/wiki/White_noise ]]> اخبار علمی و فناوری Fri, 03 Apr 2015 11:28:14 GMT http://migna.ir/vdcc1sq1.2bqxe8laa2.html با واحدهای اندازه گیری در اختر فیزیک آشنا شوید http://migna.ir/vdcf1vd0.w6de0agiiw.html بطور کل ستاره شناسان از ۳ مبنای: واحد نجومی، سال نوری و پارسک برای محاسبه فواصل زیاد بین ستارگان و کهکشان ها استفاده می کنند، که در زیر به اختصار شرح داده شده است. 1- واحد نجومی (AU): از این واحد معمولا در مقیاسهای منظومه شمسی استفاده می شود، همچنین برای بیان فواصل ستاره های دوتایی نزدیک بهم و سیارات فرا خورشیدی نیز از این واحد استفاده می شود. بعنوان مثال به فاصله زمین تا خورشید یک واحد نجومی (Astronomical unit) گفته میشود که برابر با ۱۵۰ میلیون کیلومتر است و کوچکترین واحد فواصل نجومی محسوب میشود. طبق این واحد فاصله پلوتو تا زمین ۴۰ واحد نجومی میباشد. 2- سال نوری (LY): سال نوری (Light year) یکی از یکاهای پر کاربرد در سنجش فاصله اجرام فضایی و کیهانی میباشد. سال نوری طبق تعریف برابر است با مسافتی که نور در خلاء در مدت یک سال طی می‌کند. بعنوان مثال نزدیک ترین سامانه ستاره ای به ما یعنی آلفا قنطورس حدود ۴٫۳ سال نوری با ما فاصله دارد، یعنی اگر شما با سرعت نور که ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه است، به سمت این سامانه ی ستاره ای حرکت کنید از دید ناظر ۴٫۳ سال زمینی در راه هستید. در این تصویر فاصله خورشید تا منظومه آلفا قنطورس را مشاهده می کنید که بر حسب واحد نجومی مشخص شده است. 3- پارسک (PC) : واحد دیگری که از سال نوری بزرگتر است پارسک (Parsec) نام دارد، هر پارسک برابر ۳٫۲۶ سال نوری یا ۳۱ تریلیون کیلومتر است. در واقع اگر شما از منظومه‌ی شمسی چنان دور شوید که وقتی به مدار زمین نگاه کنید، اندازه شعاع مدار آن به اندازه یک ثانیه قوسی دیده شود، شما در فاصله‌ی یک پارسکی از زمین قرار گرفته‌اید! بعنوان مثال بر حسب پارسک فاصله ستاره آلفا قنطورس با زمین ۱٫۳ پارسک است. برای فواصل دورتر از کیلو پارسک که برابر ۱۰۰۰ پارسک و یا مگاپارسک که برابر با ۱۰۰۰۰۰۰ پارسک است استفاده می شود. ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 04 Nov 2014 20:03:11 GMT http://migna.ir/vdcf1vd0.w6de0agiiw.html نظریه 80 ساله فیزیک رد شد http://migna.ir/vdcjvoe8.uqexizsffu.html دو دانشمند به نام های «جی بریت» و «جان ویلر» در سال 1934 نظریه ای را مطرح کردند که بر اساس آن ساده ترین روش تبدیل نور به ماده، در هم کوبیدن فقط دو ذره از نور (فوتون ها) برای خلق یک الکرتون و یک پوزیترون است اما این پدیده هرگز در آزمایشگاه دیده نشد و بررسی های گذشته برای آزمایش آن نیازمند افزودن ذرات بسیار پرانرژی تری بود. - اکنون پژوهشگران دانشگاه امپریال کالج لندن، این نظریه را در آزمایشگاه فیزیک این دانشگاه رد کردند. این آزمایش می بایست فرایندی را بازسازی می کرد که برای 100 ثانیه نخست کائنات ضروری است و همچنین آنچه که در انفجار پرتوی گاما نیز دیده شده است یعنی بزرگ ترین انفجار در کائنات و یکی از بزرگ ترین رازهای سر به مهر فیزیک. این آزمایش شتابگر ذرات دو گام مهم دارد. نخست دانشمندان می بایست از یک لیزر بسیار قدرتمند و بسیار شدید برای سرعت بخشیدن به الکترون ها به درست زیر سرعت نور، استفاده می کردند. این الکترون ها می بایست به یک صفحه از طلا برای خلق پرتویی از فوتون ها که یک میلیارد برابر پرانرژی تر از نور مرئی بود، شلیک می شد. مرحله دوم شامل یک قوطی طلایی کوچک موسوم به تابشگر کامل است. دانشمندان باید یک لیزر پرانرژی را به سطح داخلی این قوطی شلیک می کردند تا یک میدان تابش حرارتی، خلق و نوری را که شبیه نور متساطع از ستاره ها است تولید کنند. پرتوی فوتون ناشی از مرحله اول آزمایش، می بایست از طریق مرکز این قوطی هدایت شده و موجبات برخورد فوتون ها از دو منبع را فراهم می آورد تا الکترون ها و پوزیترون ها را شکل دهد. سپس تشخیص شکل گیری الکترون ها و پوزیترون ها وقتی که در قوطی ایجاد می شوند امکان پذیر خواهد شد. پروفسور «استیو رز» از دانشکده فیزیک دانشگاه امپریال کالج لندن گفت: وقتی «بریت» و «ویلر» این نظریه را مطرح کردند هرگز انتظار نداشتند که نظریه شان در آزمایشگاه، آزمایش شود. وی افزود: امروز ما این اثبات کردیم این نظریه اشتباه است. آنچه که برای ما بسیار شگفت انگیز بود، این بود که چگونه می توانیم ماده را از مستقیما از نور و با استفاده از فناوری که امروزه در اختیار داریم بسازیم. اکنون به لطف وجود فناوری «شتابگر فوتون – فوتون» می توان مستقیما نور را به ماده تبدیل کرد و نیازی به آزمایش دو مرحله ای بالا نیست، زمینه ای که می تواند نوع جدیدی از آزمایش فیزیک پر انرژی را فراهم آورد.(مهر) ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 20 May 2014 05:03:32 GMT http://migna.ir/vdcjvoe8.uqexizsffu.html چرا «نسبیت عمومی» اینشتین هنوز بی‌رقیب است؟ http://migna.ir/vdcgut9x.ak9xx4prra.html بنا به یک گزارش منتشره می پردازد که چرا نسبیت عمومی اینشتین کماکان رقیب‌ناپذیر است.    "اخترفیزیکدانان" به صورت هفتگی از افرادی ایمیل دریافت می‌کنند که مدعی‌اند ثابت کرده‌اند اینشتین در نظریاتش دچار اشتباه شده است. این ادعاها اغلب از عباراتی مانند "مشخص است که…” استفاده می‌کنند یا این که دارای صفحاتی مملو از معادلات پیچیده به همراه ده‌ها اصطلاح علمی هستند که به شیوه‌های غیرسنتی به کار رفته‌اند.   به گفته ی محققان این ادعاها به سرعت حذف می‌شوند، نه به این دلیل که اخترفیزیکدانان در نظریه‌های تثبیت‌شده غرق شده‌اند، بلکه به این دلیل که هیچ یک از آن‌ها شیوه ارائه‌شده برای جایگزین‌شدن تئوری اینشتین را نمی‌پذیرند.   در اواخر دهه ۱۷۰۰ نظریه حرارتی موسوم به «کالری» (caloric) وجود داشت که بر اساس آن، مایعی وجود دارد که خود را دفع می‌کند، بدین معنا تا جایی که ممکن بود بسط می‌یافت. این مایع قابل‌دیدن نبود، اما هر چه ماده‌ای کالریک‌تر می‌بود، دمای بالاتری داشت. از این نظریه می‌توان چندین پیش‌بینی را داشت که همگی کارساز هستند؛ به این دلیل که نمی‌توان «کالری» را خلق یا نابود کرد، گرما (انرژی) حفظ می‌شود و چنانچه جسمی سرد در مجاورت جسمی داغ قرار داده شود، کالری موجود در جسم داغ به جسم سرد منتقل می‌شود تا زمانی که به دمای یکسان برسند. همچنین زمانی که هوا منبسط می‌شود، بسیار رقیق‌تر می‌شود و دما افت می‌کند؛ زمانی هم که هوا فشرده می‌شود، کالری بیشتری در واحد حجم وجود دارد و دما بالا می‌رود.   در واقع، "مایع حرارتی” موسوم به «کالری» وجود ندارد و حرارت، ویژگی حرکتی (انرژی حرکتی) اتم‌ها یا مولکول‌ها در یک ماده است؛ با این حال، این مدل پیش‌بینی‌هایی می‌کند که صحیح هستند و مدل کالری امروزه به خوبی اواخر سال ۱۷۰۰ صحت دارد. اما از این مدل دیگر استفاده نمی‌شود، زیرا مدل‌هایی وجود دارند که عملکرد بهتری دارند. این موضوع یکی از جوانب اساسی نظریه‌های علمی است و چنانچه فردی بخواهد یک نظریه علمی قدرتمند را با نظریه جدیدی جایگزین کند، نظریه جدید باید قوی‌تر از تئوری قدیمی باشد. همچنین زمانی که فردی نظریه قدیمی جایگزینی را ارائه می‌دهد، از محدودیت‌های آن نظریه و اینکه چگونه می‌توان از آن فراتر رفت، آگاهی دارد. حتی در مواردی زمانی که نظریه قدیمی جایگزین می‌شود، استفاده از آن ادامه می‌یابد. می‌توان نمونه‌ای از این دست را در قانون نیوتن درباره جاذبه مشاهده کرد. زمانی که نیوتن نظریه‌اش در باب گرانش جهانی را در اواخر دهه ۱۶۰۰ ارائه داد، جاذبه را به عنوان نیروی جذب بین تمامی اجرام توصیف کرد. این امر امکان پیش‌بینی صحیح حرکت سیارات و "کشف نپتون"، ارتباط اساسی بین جرم یک ستاره و دمای آن و بسیاری نکات دیگر را فراهم کرد. جاذبه نیوتنی در آن زمان قدرتمند بود و امروزه نیز قدرتمند است.   سپس، در اوایل دهه ۱۹۰۰ اینشتین مدل متفاوتی موسوم به «نسبیت عمومی» را پیشنهاد داد. فرضیه اساسی این نظریه آن است که جاذبه به دلیل انحنای فضا و زمان توسط اجرام رخ می‌دهد و گرچه مدل اینشتین به طور قابل‌توجهی متفاوت از مدل نیوتن است، ریاضیات آن نشان می‌دهد معادلات نیوتن راه‌حل‌های نزدیکی به معادلات اینشتین هستند. در واقع، هر مولفه‌ای که جاذبه نیوتن پیش‌بینی می‌کند، نظریه اینشتین نیز آن را پیش‌بینی می‌کند؛ با این حال، اینشتین امکان مدلبندی‌کردن صحیح سیاهچاله‌ها، انفجار بزرگ، مدار عطارد و زمان را نیز فراهم می‌کند و تمامی این ادعاها از لحاظ تجربی اثبات شده‌اند. بنابراین، اینشتین از نیوتن پیشی می‌گیرد؛ اما کارکردن با مدل اینشتین برای انجام محاسبات (به طور مثال، حرکت ماهواره‌ها یا سیارات فراخورشیدی) بسیار دشوارتر از کارکردن با مدل نیوتن است و چنانچه به دقت اینشتین نیازی نباشد، می‌توان برای بدست‌آوردن پاسخ مناسب از مدل نیوتن استفاده کرد. بنابراین، این نظریه هنوز هم به اندازه زمان مطرح‌شدنش کارآمد و دقیق است.   اشتباه‌بودن جاذبه اینشتین توسط یک نظریه اثبات نمی‌شود، بلکه شواهد تجربی نیاز است که نشان ‌دهد پیش‌بینی‌های نسبیت عمومی کارساز نیستند. نظریه اینشتین تا زمان یافتن شواهد تجربی و آزمایشگاهی که با نظریه اینشتین موافق و با نظریه نیوتن مخالف بود، جایگزین نظریه نیوتن نشد. بنابراین تا زمانی که شواهدی آزمایشگاهی پیدا نشود که به وضوح نسبیت عمومی را نقض کند، ادعاهای "ردکردن اینشتین” بی‌نتیجه خواهند بود. راه دیگر برای به زیرآوردن اینشتین توسعه نظریه‌ای است که به وضوح نشان دهد چگونه نظریه اینشتین تقریبی از نظریه جدید است یا این که ثابت کند آزمون‌های تجربی که نسبیت عمومی از سرگذرانده است، نظریه جدید نیز آن‌ها را سپری می‌کند. درحالت ایده‌آل، نظریه جدید همچنین پیش‌بینی‌های نوینی انجام خواهد داد که به شیوه‌ای معقول قابل‌آزمودن هستند. چنانچه بتوان این کار را انجام و ایده‌های نو ارائه داد، اخترفیزیکدانان به این ایده‌ها گوش فرا خواهند داد. نظریه ریسمان و جاذبه نمونه‌هایی از مدل‌هایی هستند که در تلاش برای انجام این کار هستند. اما حتی چنانچه فردی موفق به خلق نظریه‌ای بهتر از نظریه اینشتین شود، تئوری اینشتین مانند همیشه معتبر باقی خواهد ماند و این نظریه هرگز اشتباه خوانده نخواهد شد، بلکه فقط محدودیت‌های آن آشکار خواهد شد.منبع: باشگاه خبرنگاران ]]> اخبار علمی و فناوری Wed, 19 Feb 2014 18:53:22 GMT http://migna.ir/vdcgut9x.ak9xx4prra.html آیا عالم مرز دارد؟ http://migna.ir/vdcefx8w.jh8wzi9bbj.html به گزارش باشگاه خبرنگاران، در نظریه ی گرانش کلاسیکی که بر فضا ـ زمان واقعی استوار است، رفتار عالم فقط دو حالت ممکن می تواند ممکن باشد: یا عالم برای زمانی نامتناهی وجود داشته است یا اینکه در زمانی نامتناهی در گذشته آغازی در تکینگی داشته است، در واقع قضایای تکینگی نشان می دهد که امکان دوم در کار است. یا از سوی دیگر در نظریه ی کوانتومی گرانش، امکان سومی مطرح می شود. چون از فضا ـ زمان اقلیدسی استفاده می شود ممکن است گستره ی فضا - زمان متناهی باشد و با این همه تکینگی ای (بیگ بنگی) نداشته باشد که مرز و یا لبه ای را تشکیل داده باشد. اختر شناسان می گویند فضا ـ زمان مانند سطح زمین است اما با دو بعد بیشتر، گستره ی سطح زمین متناهی است، اما مرز و یا لبه ایی هم دارد. اگر به سوی غروب خورشید حرکت کنید از لبه ایی سقوط نخواهید کرد یا به تکینگی ای وارد نخواهید شد. از طرفی استیون هاوکینگ می گوید من می دانم زیرا دور دنیا را گشته ام! اگر فضا ـ زمان های اقلیدسی به زمان مجازی نامتناهی باز گردند یا در تکینگی آغاز شده بودند، ما همان مشکل مشخص کردن حالت اولیه ی عالم در نظریه ی کلاسیکی را داشتیم. از سوی دیگر نظریه ی کوانتومی گرانش امکان جدیدی معرفی کرده است: در این نظریه مرزی برای فضا ـ زمان وجود ندارد بدین ترتیب نیازی به مشخص ساختن رفتار عالم در مرز وجود ندارد. تکینگی ای وجود نداشته که در آن قوانین علم در هم بشکند و لبه ی فضا ـ زمانی در کار نبوده و می توان گفت: " شرط مرزی عالم آن است که شرطی نداشته باشد " عالم کاملا " خود گنجا " ( self - contained ) بوده است و هیچ چیز بیرون از خود آن بر روی آن اثری نداشته است. استیون هاوکینگ باید تاکید کنم این اندیشه که زمان و فضا باید متناهی و بدون مرز باشند فقط یک پیشنهاد است.نمی توان آن را از اصل دیگری استنتاج کرد.مانند هر نظریه ی علمی دیگری ممکن است در آغاز به دلایل زیبا شناختی یا متافیزیکی مطرح شده باشد. اما آزمون واقعی آن است که آیا پیش بینی هایی انجام می دهد که با مشاهده در توافق باشد؟ تعیین این امر در مورد گرانش کوانتومی به دو دلیل دشوار است: نخست ما هنوز مطمئن نیستیم که دقیقا کدام نظریه، نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با موفقیت با هم ترکیب می کند. دوم، هر مدلی که کل عالم را در جزئیات توصیف کرده باشد از نظر ریاضی پیچیده تر از آن است که بتوانیم پیش بینی های دقیق آن را محاسبه کنیم. دانشمندان با وجود این فرضیات به دنبال پاسخ مناسب و جوابهایی برای این همه پرسش هستند. ]]> اخبار علمی و فناوری Sat, 15 Feb 2014 17:48:02 GMT http://migna.ir/vdcefx8w.jh8wzi9bbj.html آزمایش جالب تولید کف / تصویرمتحرک http://migna.ir/vdcizrar.t1arr2bcct.html واکنش فوق ازجمله واکنش هایی است که منجر به تولید کف می شود .تصویر کمکی ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 11 Feb 2014 18:12:54 GMT http://migna.ir/vdcizrar.t1arr2bcct.html معمای اسرارآمیز مثلث برمودا http://migna.ir/vdcae6nu.49nue15kk4.html هرچند شایعه‌های مختلف و نظریه‌های علمی فراوانی از سوی دانشمندان و محققان درباره ناپدید شدن اسرارآمیز آنها مطرح شده است.هرچند برخی کارشناسان، موقعیت‌های ویژه جغرافیایی، یا نیروی جاذبه زمین و جذر و مد اقیانوس‌ها در رابطه با جاذبه‌ها و عوامل فراطبیعی را دلیل چنین پدیده‌ اسرارآمیزی می‌دانند. با این حال معمای مثلث شیطانی برمودا همچنان در پس پرده‌ای از ابهام باقی مانده است.برمودا منطقه‌ای مثلثی شکل است که در بخش غربی اقیانوس آتلانتیک شمالی (اطلس) قرار دارد و نیروی دریایی امریکا تاکنون وجود چنین منطقه‌ای را به رسمیت نشناخته است و براساس مطالعه صندوق جهانی طبیعت در سال 2013 میلادی که عمده فعالیت‌آن در خصوص حفاظت از محیط زیست تعریف شده، در فهرست مربوط به خطرناک‌ترین مناطق آب و هوایی جهان نامی از مثلث برمودا قید نشده است.هر ساله 10 منطقه از بدترین و مرگبارترین نقاط جوی برای آگاهی خلبانان، کاپیتان‌های کشتی‌ها و رانندگان ترانزیت از سوی صندوق جهانی طبیعت معرفی می‌شود.اما به‌رغم گزارش‌های ارسال شده درباره حوادث اسرارآمیز برمودا وجود چنین منطقه‌ای هنوز هم در هاله‌ای از ابهام باقی مانده است. حتی برخلاف تصور بسیاری از مردم جهان، شرکت‌های بیمه اجازه ندارند برای عبور و مرور کشتی‌های تجاری از منطقه پراسرار مثلث برمودا مبلغ بیشتری از بازرگانان بابت بیمه کالا دریافت‌کنند. نخستین نشانه‌های مثلث برمودا اولین بار «وینسنت گادیس» در شماره 1964 مجله Argosy (کشتی بزرگ) منطقه‌ای مثلثی و شبه جزیره‌ای را در محدوده میامی، فلوریدا و پورتوریکو در میان اقیانوس اطلس به‌ثبت رساند.اما کارشناسان بعدی از مناطق جغرافیایی و اضلاع مثلث وی پیروی نکردند.این منطقه یکی از پر رفت‌ و آمد‌ترین خطوط حمل‌ونقل در جهان است و اغلب محموله‌های تجاری اروپا، امریکا و جزایر کارائیب با کشتی‌ها یا هواپیماها از این مسیر به سراسر جهان انتقال می‌یابد.اخبار ضد و نقیض ناپدید شدن کشتی‌ها و هواپیماها نخستین‌گزارش از ناپدید شدن کشتی در 16 سپتامبر سال 1950 میلادی، (26 شهریور 1329) توسط «ادوارد ون وینکل جونز» در نشریه آسوشیتدپرس به چاپ رسید. دو سال بعد مجله «فیت» با چاپ مقاله‌ای کوتاه از «جورج ایکس»، تحت عنوان «رمز و رازهای دریا» اسرار منطقه برمودا را فاش کرد.در این مقاله به‌طور اجمالی به ناپدید شدن پرواز شماره 19 درباره پنج هواپیمای نظامی امریکایی و ناپدید شدن تیم 13 نفره از اعضای نیروی دریایی امریکا اشاره شده است. در آوریل سال 1962 میلادی مجله «لژیون» امریکایی ادعا کرد نکته مهمی در علل سقوط یا ناپدید شدن پرواز شماره 19 وجود داشته که اسرار‌آمیز است. طبق ادعای مدیران این مجله و تحقیق‌های به عمل آمده، پنج هواپیمای نظامی هم پیش از ناپدید شدن، ورود به منطقه‌ای عجیب را به برج مراقبت گزارش داده بودند. اما مجله «ارگزوا» در مقاله‌ای به نام «مثلث برمودای قاتل» و انتشار کتابی در این زمینه، برمودا را به ‌غولی آدمخوار تشبیه کرد.جنجال رسانه‌ای در مثلث شیطان و راز پرواز شماره 19تکرار وقوع حوادث اسرارآمیز و ناپدید شدن هواپیماها و کشتی‌های بزرگ تجاری از یک سو و انتشار اخبار وحشتناک مرگ ملوانان و خلبانان از سوی دیگر، موجی از ناآرامی و ترس را در میان شهروندان امریکایی و مردم سراسر جهان برانگیخت و طبق گزارش‌های به‌عمل آمده، حل معمای پرواز شماره 19 به جنجالی‌ترین خبر دهه 40‌تا 50 تبدیل شد. در این حادثه پنج فروند هواپیمای نظامی از نوع «تی‌بی‌ام افینگر 3» در پنج دسامبر سال 1945 میلادی برای اجرای یک عملیات اکتشافی همزمان به سمت برمودا به پرواز درآمدند. ساعتی پس از این پرواز اسرارآمیز «چارلز تیلور» افسر خلبان در تماس با برج مراقبت وضعیت جوی نامساعدی را گزارش داد و گفت همه قطب‌نماها، ودستگاه‌های مغناطیسی از کار افتاده‌اند.افشای راز مثلث برمودا«لورنس دیوید کخ» پژوهشگر دانشگاه ایالتی آریزونا و نویسنده کتاب «راز مثلث برمودا» در سال 1975 میلادی ادعا کرد: نکات ناگفته بسیاری در گزارش‌های ثبت شده وجود دارد. وی نوشته‌های «گاریس» و سایر نویسندگان درباره مثلث برمودا را اغراق آمیز دانست. این نویسنده معروف، اشتباه‌ها و تناقض‌های فراوانی را در اظهارات «چارلز برلیتز» و سایر شاهدان و بازماندگان کشف کرد. وی در بخشی از آخرین یافته‌هایش این طور عنوان کرده‌است:1-‌ کشتی‌ها و هواپیماهای ناپدید شده در مثلث برمودا گرفتار توفان گرمسیری شده‌اند و قطعات تکه‌تکه شده آنها کیلومترها دورتر پیدا شده‌است.2-‌ برلیتز و سایر نویسندگان با ذکر نکردن وقوع توفان، بر وحشت مردم افزوده‌اند و آن را یک رویداد ماورایی قلمداد کرده‌اند.3-‌ برخی اطلاعات موجود در خصوص مفقود شدن کشتی‌ها و قایق‌ها اغراق‌آمیز بوده مثلاً یک کشتی ناپدید می‌شد، اما کشتی‌ها و هواپیماهای دیگری که از همان مسیر عبور می‌کردند، چگونه در دام مثلث برمودا گرفتار نمی‌شدند؟4-‌ افسانه مثلث برمودا موضوعی جنجالی برای شهرت نویسندگان بوده است.با این همه تناقض‌ها در گزارش‌های کارشناسان فن و تحلیلگران علمی، معمای مثلث برمودا همچنان ناگشوده باقی‌مانده است.نظریه‌های دانشمندان و راز مثلث برموداناهنجاری‌های مغناطیسی، توفان‌های گرمسیری، وزش بادهای ویرانگر، شرایط جوی بسیار سرد و ناپایدار امواج سرکش و از همه مهم‌تر وجود میدان‌های گازی هیدرات متان توسط دانشمندان و محققان در خصوص راز مثلث برمودا ارائه شدند. آزمایش‌های محققان استرالیایی ثابت کرد وجود حباب در آب، سبب کاهش چگالی و در نتیجه فرورفتن کشتی‌ها در اعماق آب خواهد شد. در این فرضیه گاز متان به صورت «گل‌افشان» به‌صورت کف در سطح آب پدیدار می‌شود و بدین ترتیب هر شناوری بر سطح آب غرق خواهد شد. انتشار گزارش سازمان زمین‌شناسی امریکا نیز وجود گاز متان در بسیاری از آب‌های جهان از جمله منطقه «ریج بلیک» در ساحل جنوب شرقی امریکا را به تأیید رسانده است. این سازمان با انتشار مقاله‌ای رویداد گاز متان در برمودا را در حدود 15 هزار سال پیش به اثبات رساند.یکی دیگر از دلایل غرق شدن کشتی‌ها در برمودا وجود پدیده «گلف استریم است»، یک جریان اقیانوسی عمیق که از خلیج مکزیک سرچشمه می‌گیرد و از راه تنگه فلوریدا به اقیانوس اطلس شمالی جریان می‌یابد. در حقیقت یک رودخانه در اعماق این اقیانوس وجود داردکه موجب انتقال تکه‌های کشتی‌ها با سرعت 5/2 متر در ثانیه خواهد شد./ ایران   ]]> اخبار علمی و فناوری Sat, 08 Feb 2014 19:56:56 GMT http://migna.ir/vdcae6nu.49nue15kk4.html جهان از چه مواد و ساختاری تشکیل شده ؟ http://migna.ir/vdca0wnu.49nuw15kk4.html به گزارش باشگاه خبرنگاران، مکس تگمارک کیهان‌شناسی است که از دیدگاهش همه‌چیز در جهان، از جمله انسان، بخشی از ساختاری ریاضیاتی است، می‌گوید همه مواد از ذرات تشکیل شده‌اند که از خصوصیاتی مانند بار و چرخش برخوردارند اما این ویژگی‌ها کاملا ریاضیاتی هستند. فضا نیز از دیدگاه وی ویژگی‌های مختص به خود را دارد اما مانند مابقی جهان از ساختاری مبتنی بر ریاضیات ساخته شده‌است. تگمارک براساس کتابی که به تازگی منتشر کرده می‌گوید اگر این نظریه را بپذیرید که فضا و تمامی محتوای درون آن به خودی خود به جز خصوصیات ریاضی از هیچ ویژگی دیگری برخوردار نیست، در این صورت ریاضی بودن همه‌چیز کمتر غیرقابل تصور به نظر خواهد آمد. وی می‌گوید اگر این نظریه نادرست باشد فیزیک محکوم به فنا خواهد بود. اما اگر جهان واقعا ریاضیات باشد هیچ‌چیز غیرقابل درکی در آن وجود نخواهد داشت . این نظریه درپی مشاهداتی که از شکل‌ها و الگوهای بی‌نهایت طبیعت انجام شده مطرح شده‌است، ساختارهایی مشابه توالی فیبوناچی، مجموعه‌ای از اعداد که در آن هر عدد مجموع دو عدد قبلی است. فرایند گل‌دهی در گیاه آرتیشو یا کنگر فرنگی همین توالی را دنبال می‌کند. جهان غیر زنده نیز براساس اصول ریاضی رفتار می‌کند. اگر یک توپ بیسبال را به هوا بیاندازید، این توپ در مسیری سهمی‌وار حرکت می‌کند و سیاره‌ها و دیگر اجرام کیهانی نیز در مدارهای بیضی‌شکل حرکت می‌کنند. به گفته تگمارک در طبیعت سادگی و زیبایی وجود دارد که نقشه‌ها و الگوهای مبتنی بر ریاضی که برای ذهن انسان قابل درک هستند، آنها را آشکار می‌کنند. یکی از عواقب ریاضیاتی بودن طبیعت جهان این است که دانشمندان قادر خواهند بود هرنوع مشاهده یا محاسبه‌ای را در فیزیک پیش‌بینی کنند. تگمارک می‌گوید این ریاضی بود که وجود سیاره نپتون، امواج رادیویی و بوزون هیگز با اعلام کرد . برخی براین باورند ریاضی ابزاری است که توسط دانشمندان برای توضیح جهان طبیعی ابداع شده‌است. اما تگمارک اصرار دارد ساختارهای مبتنی بر ریاضیاتی که در طبیعت وجود دارند نشاندهنده این موضوع هستند که ریاضی تنها محدود به ذهن انسان نیست بلکه پدیده‌ای جهان‌شمول است. از زاویه‌ای دیگر، برخی مغز انسان را پیچیده‌ترین ساختار جهان می‌دانند، در حقیقت این ذهن انسان بوده‌است که بار انجام تمامی پیشرفت‌های بزرگ در راستای شناخت جهان را به دوش کشیده‌است. به گفته تگمارک روزی دانشمندان قادر خواهند بود با استفاده از ریاضی مفاهیمی مانند آگاهی را نیز توضیح دهند . اما اگر مغز صرفا ریاضی باشد، این به آن معنی خواهد بود که اراده وجود ندارد زیرا حرکات ذرات را می‌توان با کمک معادلات ریاضی محاسبه کرد؟ تگمارک با این فرضیه مخالف است. به گفته وی اگر رایانه‌ای تلاش کند تا نیت انسانی را شبیه‌سازی کند، محاسبه آن دست‌کم به همان اندازه زمان و انرژی مصرف خواهد کرد که انجام آن زمان می‌برد. به همین دلیل برخی از افراد اراده را ناتوانی پیش‌بینی عمل فرد پیش از آنکه اتفاقی رخ دهد معنی می‌کنند. اما این به آن معنی نیست که انسان قدرتی ندارد، تگمارک از سخنان خود این نتیجه را می‌گیرد که بشر نه‌ تنها قدرت درک جهان را دارد،‌ بلکه می‌تواند آن را متحول ساخته و بهبود ببخشد . ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 04 Feb 2014 07:47:24 GMT http://migna.ir/vdca0wnu.49nuw15kk4.html آزمونی عملی برای نظریه ریسمان http://migna.ir/vdcgun9x.ak9qx4prra.html به گزارش ایسنا، این نظریه مبتنی بر حرکات سیارات، قمرها و سیارک‌ها بوده و تداعی‌کننده آزمون مشهور گالیله در خصوص گرانش با پایین‌ انداختن توپ‌هایی از برج پیزاست. نظریه ریسمان یک چهارچوب نظری برای درک تمامی نیروها در جهان است که نمی‌توان آن را با ابزار کنونی آزمود، زیرا سطح انرژی و مقیاس اندازه‌ برای مشاهده اثرات نظریه ریسمان بسیار بی‌نهایت هستند. این تئوری همچنین «نظریه همه‌چیز» خوانده می‌شود. دانشمندان دانشگاه توسون با الهام از گالیله و نیوتن بر این باورند که اندازه‌گیری‌های دقیق از مکان‌های اجرام منظومه شمسی می‌تواند هر تفاوت جزئی در آنچه توسط نظریه نسبیت عمومی پیش‌بینی می‌شود را آشکارسازی یا محدودیت‌های جدیدی را برای اندازه‌گیری اثرات نظریه ریسمان ایجاد کند. نظریه ریسمان به دنبال ارائه پلی بین دو نظریه ناسازگار یعنی نظریه نسبیت عمومی انشتین (نظریه غالب گرانش) و مدل استاندارد فیزیک بنیادی یا نظریه میدان کوانتومی است. نظریه ریسمان به این موضوع اشاره می‌کند که تمامی ماده و انرژی در جهان از ریسمان‌های تک‌بعدی ساخته شده‌اند. تصور می‌شود، این ریسمان‌ها یک کوینتیلیون برابر کوچک‌تر از اتم هیدروژن بی‌نهایت کوچک باشد و بنابراین، برای شناسایی‌شدن غیرمستقیم، بیش از اندازه کوچک هستند. همچنین یافتن شواهدی از ریسمان‌ها در یک شتاب‌دهنده ذرات نیازمند میلیون‌ها برابر انرژی بیشتری در مقایسه با آنچه که برای شناسایی ذره مشهور بوزون هیگز لازم بود، است. دکتر جیمز اودوین از گروه فیزیک، نجوم و دانشگاه توسون و نویسنده ارشد این مقاله، گفت: آنچه ما شناسایی کرده‌ایم شیوه‌ای مستقیم برای کشف ترک‌هایی در نسبیت عمومی است که می‌توان آن‌ها را با نظریه ریسمان توضیح داد. اودوین و تیم تحقیقاتی‌اش نظریه‌ای را بسط داده‌اند که توسط گالیله و نیوتون برای توضیح گرانش استفاده شد. گالیله دو توپ با وزن‌های مختلف را از فراز برج پیزا به پایین انداخت تا نشان دهد که آن‌ها چگونه همزمان به زمین برخورد می‌کنند. نیوتون نیز سال‌ها بعد متوجه شد که همان آزمایش توسط طبیعت و در تمامی زمان‌ها در فضا صادق است؛ جایی که قمرها و سیاره‌ها منظومه شمسی به طور مداوم به سمت یکدیگر و همزمان با مدارگردی‌ در اطراف مراکز جرمی‌شان سقوط می‌کنند. نیوتون با استفاده از تلسکوپ مشاهده کرد که مشتری و قمرهای گالیله با شتاب یکسان به سمت خورشید حرکت می‌کنند. همین آزمایش را می‌توان در مورد نظریه ریسمان به کار برد. میدان گرانشی به تمامی اشکال ماده و انرژی با نیروی دقیقا یکسان جفت می‌شود و این مشاهده منجر به ارائه نظریه نسبیت عمومی توسط اینشتین شد که هم‌اکنون در فیزیک به عنوان اصل هم ارزی مشهور است. نظریه ریسمان نقض اصل ‌هم‌ارزی را پیشنهاد می‌دهد، زیرا شامل میدان‌های جدیدی است که با طور متفاوتی به اشیای دارای ترکیب‌های مختلف جفت می‌شود و موجب می‌شود که آن‌ها به صورت مختلف حتی در میدان گرانشی یکسان، شتاب بگیرند. تیم دانشگاه توسون یافته‌های خود را در نشست انجمن نجوم امریکا ارائه داد و آن‌ها را در مجله Classical and Quantum Gravity منتشر کرد. ]]> اخبار علمی و فناوری Sat, 18 Jan 2014 06:04:00 GMT http://migna.ir/vdcgun9x.ak9qx4prra.html نمايش حرکت تند شونده وکند شونده در فيزيك http://migna.ir/vdcf0mdy.w6d1yagiiw.html  ]]> اخبار علمی و فناوری Sun, 08 Sep 2013 10:50:30 GMT http://migna.ir/vdcf0mdy.w6d1yagiiw.html سخنراني ريچارد فاينمن در هنگام دريافت جايزه ي نوبل http://migna.ir/vdcgqq9q.ak9yn4prra.html متني که پيش رو داريد متن سخنراني «ريچارد فاينمن» فيزيکدان نامي معاصر است که در هنگام دريافت جايزه ي نوبل فيزيک در سال 1965 ميلادي در ميان جمعي از دانشمندان ايراد کرده است. فاينمن و همکارانش، «جولين شوينگر» از آمريکا و «سين ايتيروتومونگا» از ژاپن، به خاطر ايجاد اولين يگانگي موفقيت آميزِ نسبيت خاص و مکانيک کوانتومي موفق به دريافت اين جايزه گشتند.اين نظريه که «الکتروديناميک کوانتومي (QED)» نام دارد، برحسب معيارهاي امروزي در عرصه ي کوچکي سهم داشت و تنها برهم کنش هاي فوتون و الکترون را مورد بررسي قرار مي داد (نيروهاي هسته اي قوي و ضعيف و به طريق اولي گراني را شامل نمي شد). اما اين اکتشاف که پس از سال ها نااميدي به ثمر رسيد، اولين پيشرفت اساسي در زمينه ي يگانگي نسبيت خاص و مکانيک کوانتومي بود. فاينمن فيزيکدان شوخ طبعي بود و از شيرين کاري هاي او باز کردن در گاوصندوق ها بود که در اين کار مهارت خارق العاده اي داشت! همچنين او به خاطر توانايي اش در انتقال مفاهيم پيچيده ي فيزيک به زبان ساده به دانشجويان مشهور است. وي در سخنراني اش درباره ي اين سؤال که «علم چيست؟» و حواشي آن صحبت مي کند و سعي کرده است که ذات علم را توصيف کند. متن سخنراني :  خُب، به نظر شما علم چيست؟ عقل سليم مي گويد که شما معلم هاي علوم جواب اين سؤال را خيلي خوب مي دانيد. اگر هم احياناً جوابش را نمي دانيد، در همه ي کتاب هاي راهنماي معلمِ کتاب هاي درسي درباره ي اين مسئله به اندازه ي کافي بحث شده است. در اين صورت، من چه مي توانم بگويم؟ حالا که اين طور است، دلم مي خواهد برايتان تعريف کنم که چطور ياد گرفتم که علم چيست. چيزي را که برايتان تعريف مي کنم ممکن است کمي بچگانه به نظر برسد، چون آن را موقعي که بچه بودم ياد گرفتم و از همان اول در خونم بود. شايد فکر کنيد مي خواهم بهتان ياد بدهم که چطور درس بدهيد؛ من اصلا و ابدا چنين قصدي ندارم. فقط مي خواهم با گفتن اينکه چطور آن را ياد گرفتم، به شما بگويم که علم چيست. راستش را بخواهيد، ياد دادنش کار پدرم بود و به زماني برمي گردد که مادرم من را حامله بود! البته اين حرف ها را بعداً شنيدم، چون آن موقع از صحبت هايشان بي خبر بودم! پدرم مي گفت : «اين بچه اگر بزرگ شود يک دانشمند درست و حسابي مي شود!» چطور اين حرف درست از آب درآمد؟ او هيچ وقت به من نگفت که بايد حتما يک دانشمند بشوم. خودش که اصلاً دانشمند نبود؛ يک تاجر بود، مدير فروش در شرکتي که لباس هاي يک شکل توليد مي کرد. ولي تا دلتان بخواهد عاشق علم بود و زياد مي خواند. موقعي که خيلي کوچک بودم و هنوز در صندلي بچه غذا مي خوردم، بعد از شام پدرم با من بازي مي کرد. او تعداد زيادي کاشي هاي ريزِ کف حمام آورده بود. من آنها را روي هم مي چيدم و اين اجازه را داشتم که آخري را فشار بدهم تا ببينم چطوري همه چيز فرو مي ريزد. خُب، تا اينجا اوضاع روبه راه بود. بعداً بازي ما پيشرفته تر شد. کاشي ها رنگارنگ بودند و اين دفعه من بايد يک کاشي سفيد، دو کاشي آبي، يک کاشي سفيد، دو کاشي آبي و همين طور تا آخر روي هم مي چيدم. من دوست داشتم يک کاشي آبي بگذارم، اما نمي شد؛ حتماً بايد دو تا مي گذاشتم. حالا ديگر فکر کنم متوجه کلک پنهان اين بازي شده ايد : اول بچه را گرفتار بازي مي کنيد، بعد آرام آرام چيزهايي را که ارزش آموزشي دارند به او تزريق مي کنيد! خُب، مادرم زن حساسي بود و متوجه اين کوشش هاي موذيانه شد و گفت : «مل! لطفاً بگذار اگر بچۀ بيچاره دلش مي خواهد کاشي آبي بگذارد.» پدرم هم مي گفت : «نه! دلم مي خواهد متوجه طرح ها بشود. اين پايين ترين سطح رياضي است که مي توانم بهش ياد بدهم.» اگر هدفم اين بود که بهتان بگويم «رياضي چيست؟»، تا حالا بايد گرفته باشيد : رياضي پيدا کردن طرح هاست. آموزشِ او برايم خيلي مؤثر بود. اولين کسب موفقيت از اين آموزش، موقعي بود که به مهد کودک رفتم. ما در مهد کودک چيزهايي را مي بافتيم. به ما مي گفتند کاغذهاي رنگي را مثل نوارهاي عمودي ببافيم و از بافتن آنها طرح هايي به دست بياوريم. (الان ديگر از اين کارها نمي کنند؛ مي گويند براي بچه خيلي سخت است.) معلم مهد به قدري از کار من تعجب کرد که نامه اي به خانه فرستاد و اعلام کرد که اين يک بچه ي استثنايي است، چون قبل از بافتن مي تواند تجسم کند که طرحش چه شکلي مي شود و بلد است طرح هاي پيچيده و شگفت انگيز درست کند! معلوم مي شود که بازي کاشي براي من خيلي مؤثر بود. حالا مي خواهم درباره ي تجربه هاي رياضي ام در نوجواني حرف بزنم. چيز ديگري که پدرم گفت و من نمي توانم آن را کامل و خوب توضيح بدهم، اين بود که نسبت محيط به قطر همه ي دايره ها هميشه بدون توجه به اندازه ي آنها مساوي است. اين نظر به عقيده ي من اصلاً بديهي نبود، ولي اين نسبت يک خصوصيت جالب داشت : يک عدد خيلي جالب و عجيب و غريب به نام پي. درباره ي اين عدد معمايي وجود داشت که من در نوجواني اصلاً نمي توانستم بفهمم. اما خيلي جالب بود و به همين خاطر همه جا دنبال پي بودم. بعدها زماني که در مدرسه ياد گرفتم چطور مي شود اعداد کسري را به اعشاري تبديل کرد و چطور سه و يک هشتم برابر 3,125 مي شود، يکي از دوستانم نوشت که اين عدد مساوي پي است، يعني نسبت محيط به قطر دايره. معلممان آن را به 3,1416 تصحيح کرد. اين قصه ها را مي گويم تا روي يک نکته تأکيد کنم : براي من مهم نبود که خود عدد چه است، مهم اين بود که درباره ي اين عدد معما و شگفتي وجود داشت. بعداً وقتي در آزمايشگاه آزمايش مي کردم -منظورم آزمايشگاه شخصي ام است که در آن براي خودم مي پلکيدم و راديو و وسايل مختلف درست مي کردم آرام آرام با استفاده از کتاب ها و دستورالعمل ها کشف کردم که در الکتريسيته فرمول ها و روابطي وجود دارند که جريان، مقاومت و... را به هم ربط مي دهند. يک روز با نگاه کردن به کتاب فرمول ها، فرمولي براي بسامد يک مدار تشديدي کشف کردم که به صورت خودالقايي عمل مي کرد و C ظرفيت خازنِ آن بود. آن ميان، سروکله ي پي هم پيدا شده بود. ولي دايره کجا بود؟ هان؟ داريد مي خنديد؟ ولي من آن موقع خيلي جدي بودم . پي يک چيزي بود که به دايره مربوط مي شد و حالا آنجا از مدار الکتريکي سر درآورده بود. شماها که داريد مي خنديد اصلاً مي دانيد سر و کلۀ پي از کجا پيدا مي شود؟! من عاشق اين موضوع شده بودم. دنبال جواب آن مي گشتم و هميشه هم به آن فکر مي کردم. بعداً فهميدم که پيچه ها به شکل دايره ساخته مي شوند. شش ماه بعد يک کتاب پيدا کردم که خودالقاييِ پيچه هاي دايره اي و مربعي را داده بود و در پي همه ي فرمول ها وجود داشت. باز فکر کردم و فهميدم که پي به پيچه هاي دايره اي مربوط نيست. حالا کمي بهتر آن را مي فهمم، ولي ته دلم هنوز نمي دانم دايره کجاست و پي از کجا سر درآورده است. آن وقت ها که خيلي جوان بودم -يادم نمي آيد چند سالم بود واگني داشتم که يک توپ در آن بود و من آن را مي کشيدم. حين کشيدن، متوجه موضوعي شدم. پيش پدرم رفتم و به او گفتم : «وقتي واگن را مي کشم توپ عقب مي رود، ولي وقتي با واگن مي دوم و مي ايستم توپ جلو مي رود. چرا؟ چه جوابي مي دهي؟» گفت : «هيچ کس دليل اين را نمي داند، با اينکه اين يک موضوع کلي است و هميشه هم اتفاق مي افتد. هر چيزي که حرکت مي کند مي خواهد که به حرکت خودش ادامه بدهد، هر چيز ساکني هم دلش مي خواهد وضعيت خودش را حفظ کند و ساکن بماند. اگر خوب نگاه کني، مي بيني که وقتي از حالت سکون شروع به حرکت مي کني توپ عقب نمي رود، بلکه يک کمي هم جلو مي رود، ولي نه با سرعت واگن. به خاطر همين، قسمت عقب واگن به توپ مي خورد. اين اصل را اينرسي مي گويند.» من دويدم تا قضيه را امتحان کنم و البته توپ اصلاً عقب نمي رفت. پدر بين «آنچه مي دانيم» و «اسمي که برايش مي گذاريم» خيلي فرق قائل بود. دربارة اسم ها و واژه ها يک داستان ديگر برايتان تعريف مي کنم. من با پدر روزهاي آخر هفته براي گردش به جنگل مي رفتيم و آنجا چيزهاي خيلي زيادي درباره ي طبيعت ياد مي گرفتيم. دوشنبه ها، با بچه ها توي مزرعه بازي مي کرديم. يک بار پسري به من گفت : «آن پرنده را مي بيني که روي چمن ها نشسته است؟ اسمش چيست؟» گفتم : «هيچ چيز از آن نمي دانم!» برگشت و گفت : «اسمش باسترک گلوقهوه اي است. پدرت به تو چيزي ياد نداده است؟» توي دلم به او خنديدم. پدر قبلاً به من ياد داده بود که اسم، هيچ چيز دربارة آن پرنده به من ياد نمي دهد. او به من ياد داده بود که : «آن پرنده را مي بيني؟ اسمش باسترک گلوقهوه اي است. توي آلمان بهش هالتسِن فلوگل مي گويند و در چين چونگ لينگ. ولي اگر تو همۀ اسم هاي آن پرنده را هم بداني، هنوز چيز زيادي درباره ي آن پرنده نمي داني. فقط مي داني که مردم آن را چه صدا مي کنند. ولي باسترک آواز مي خواند و به جوجه هايش ياد مي دهد که چطوري پرواز کنند و در تابستان کيلومترها پرواز مي کند و هيچ کس هم نمي داند که از کجا راهش را پيدا مي کند.» و خيلي چيزهاي مشابه اين. تفاوتي اساسي وجود دارد بين اسم يک چيز و آن چيزي که واقعاً وجود دارد. حالا که بحث به اينجا رسيد، دلم مي خواهد چند کلمه درباره ي واژه ها و تعاريف برايتان بگويم. بنابراين، بحث را به طور موقت قطع مي کنم. ياد گرفتن واژه ها خيلي لازم است، اما اين کار علم نيست. البته منظور من اين نيست که چون علم نيست نبايد آن را ياد بدهيم. ما درباره ي اين که چه چيزي را بايد ياد بدهيم حرف نمي زنيم؛ درباره ي اين بحث مي کنيم که علم چيست. اين که بلد باشيم چطور سانتي گراد را به فارنهايت تبديل کنيم علم نيست. البته دانستنش خيلي لازم است، ولي دقيقا علم نيست. براي صحبت کردن با همديگر بايد واژه داشته باشيم، کلمه بلد باشيم و درست هم همين است. ولي خوب است بدانيم که فرق «استفاده از واژه» و «علم» دقيقا چيست. در اين صورت، مي فهميم که چه وقت ابزار علم مثل واژه ها و کلمه ها را تدريس مي کنيم و چه وقت خود علم را ياد مي دهيم. براي آموزش من، پدرم با مفهوم انرژي ور مي رفت و کلمه را پس از اين که ايده اي دربارة آن به دست مي آوردم به کار مي برد. کاري را که مي کرد خوب يادم هست. يک روز به من گفت : «سگ عروسکي حرکت مي کند، چون خورشيد مي تابد.» من جواب دادم : «نه خير هم! حرکت آن چه ربطي به تابيدن خورشيد دارد؟ سگ براي اين حرکت مي کند که من کوکش کرده ام.» پدر گفت : « ... و واسه ي چي، دوست من، مي تواني فنرش را کوک کني؟» گفتم : «چون غذا مي خورم.» پرسيد : «چي مي خوري دوست من؟» جواب دادم : «گياهان را.» دوباره پرسيد : « ... و گياهان چطوري رشد مي کنند؟» گفتم : گياهان رشد مي کنند چون خورشيد مي تابد.» و همين طور سگ. درباره ي بنزين چه؟ انرژي ذخيره شده ي خورشيد که گياهان آن را گرفته اند و در زمين ذخيره شده است. همه ي مثال هاي ديگر هم به خورشيد ختم مي شود. همه ي چيزهايي که حرکت مي کنند، حرکتشان به خاطر تابيدن خورشيد است. همين طور ارتباط يک منبع انرژي با منبع ديگر روشن مي شود و دانش آموز دقيقا مي تواند آن را تکذيب کند : «فکر نکنم به خاطر تابيدن خورشيد باشد.» و به اين ترتيب بحث شروع مي شود. اين هم يک مثال از فرق بين تعريف ها-که البته لازم هستند و علم است. در پياده روي هايي که در جنگل با هم داشتيم چيزهاي زيادي ياد گرفتم. درباره ي پرندگان، مثالي را پيش از اين طرح کردم، ولي باز يک مثال از پرنده هاي جنگل مي آورم. پدرم به جاي نام بردنِ آن ها مي گفت : «نگاه کن! مي بيني که پرنده ها خيلي به پرهايشان نوک مي زنند. فکر مي کني براي چي به پرهايشان نوک مي زنند؟» حدس زدم که پرهايشان ژوليده شده اند و پرنده مي خواهد با اين کار آن ها را مرتب کند. گفت : «خب، فکر مي کني پرها کِي نامرتب مي شوند؟ يا چطوري ژوليده مي شوند؟» گفتم : «قبل از اين که پرواز کنند و اين طرف و آن طرف بروند، پرهاشان مرتب است، ولي وقتي پرواز مي کنند پرها به هم مي ريزند و ژولي پولي مي شوند.» گفت : «پس حدس مي زني وقتي پرنده از پرواز برگشته است بايد بيشتر به پرهايش نوک بزند تا موقعي که فقط مدتي براي خودش اين طرف و آن طرف راه رفته و آنها را مرتب کرده است. خبُ بگذار ببينيم.» يک مدت نگاه کرديم و پرنده ها را پاييديم. معلوم شد که پرنده ها، خواه روي زمين راه بروند يا از پرواز برگشته باشند، يک اندازه نوک مي زنند. پس حدس من غلط بود. پدرم گفت پرنده به اين علت به پرهايش نوک مي زند که شپش دارد. پوسته ي کوچکي از ريشۀ پرِ پرنده خارج مي شود که خوراکي است و شپش آن را مي خورد. از بين پاهاي شپش مومي خارج مي شود که غذاي کرم هاي کوچکي است که آنجا زندگي مي کنند. اين غذا براي کرم خيلي زياد است و نمي تواند آن را خوب هضم کند. بنابراين، از بدنش مايعي بيرون مي آيد که شکر زيادي دارد و موجود خيلي کوچولويي از آن شکر تغذيه مي کند و... . چيزي که گفتم درست نيست، ولي روح مطلب درست است. در اين مورد، من اولين چيزي که درباره ي انگل ها ياد گرفتم اين بود که يکي از آنها روي يکي ديگر زندگي مي کند. دوم اين که هر جايي در دنيا منبعي از چيزي وجود دارد که قابل خوردن است و مي تواند باعث ادامه ي زندگي شود. يعني موجود زنده اي پيدا مي شود که از آن استفاده کند و هر چيز کوچکي که باقي مي ماند يک موجود ديگر آن را مي خورد. نتيجه ي اين مشاهده، حتي اگر به نتيجه گيري درست و حسابي هم نرسد، گنجينه اي از طلاست! باور کنيد که نتيجه ي بسيار جالبي است. فکر کنم خيلي مهم است -دست کم از نظر من که اگر مي خواهيد به مردم ديدن و آزمايش کردن را ياد بدهيد، به آن ها نشان بدهيد که از اين کارها چيز قابل توجهي بيرون مي آيد. آن موقع بود که ياد گرفتم علم چيست. علم حوصله بود؛ علم شکيبايي بود. اگر نگاه مي کرديد و مواظب بوديد، توجه مي کرديد و حواستان جمع بود، چيز خوبي گيرتان مي آمد، اگرچه نه هميشه. در جنگل چيزهاي ديگري هم ياد گرفتم. ما به جنگل مي رفتيم، چيزهاي زيادي مي ديديم و درباره ي آن ها با هم حرف مي زديم. راجع به گياهان، مبارزه ي آن ها براي نور، اينکه چگونه تلاش مي کنند تا ارتفاع بيشتري بالا بروند و مشکل بالا بردن آب به ارتفاع بيش از 10 تا 12 متر را حل کنند، گياهان کوچکي که دنبال نور کمي بودند و اين که نور چطور از آن بالا به لاي برگ ها نفود مي کرد... . يک روز بعد از ديدن همه ي اين ها، پدرم دوباره مرا به جنگل برد و به من گفت : «در تمام مدتي که به جنگل نگاه مي کرديم، فقط نصف آن چيزي را که اتفاق مي افتاد مي ديديم. دقيقا نصف!» گفتم : «منظورت چيست؟» گفت : «ما فقط مي ديديم که چيزها چگونه رشد مي کنند. ولي براي هر رشد بايد به همان اندازه مرگ و فروپاشي هم وجود داشته باشد، وگرنه مواد هميشه مصرف مي شوند. درخت هاي خشک شده با تمام موادي که از هوا، زمين و جاهاي ديگر گرفته اند، آنجا افتاده اند. اگر اين مواد به هوا يا زمين برنگردند هيچ چيز جديد ديگري به وجود نمي آيد، چون مواد لازم وجود ندارند. به همين علت، بايد به همان اندازه، فروپاشي هم وجود داشته باشد.» از آن به بعد ما در گردش هايمان در جنگل کُنده هاي پوسيده را مي شکستيم و موجودات ريز و قارچ هاي بامزه اي را مي ديديم که رشد مي کردند. او نمي توانست باکتري ها را به من نشان بدهد، ولي اثر نرم کننده ي آن ها را به من نشان مي داد. مي ديديم که چطور جنگل مدام دارد مواد را به يکديگر تبديل مي کند. چيزهاي خيلي زيادي وجود داشت. وصف چيزها به روش هاي عجيب و غريب. شايد هم فکر کنيد که سرانجام چيزي عايد پدرم شد. من به MIT رفتم و بعد به پرينستون. به خانه که برگشتم، پدرم گفت : « هميشه دلم مي خواست چيزي را بدانم که هيچ وقت ازش سر در نياوردم. خبُ پسر جان! حالا که علوم را بهت ياد داده اند، مي خواهم آن را برايم روشن کني.» گفتم : «بله» گفت : « تا آنجايي که مي فهمم، مي گويند نور وقتي از اتم گسيل مي شود که اتم از يک حالت به حالت ديگر مي رود؛ از حالت برانگيخته به حالتي با انرژي کمتر.» گفتم: «درست است.» گفت : «و نور نوعي ذره است: فوتون. فکر مي کنم به آن فوتون مي گويند» گفتم : «بله» ادامه داد : «پس اگر فوتون موقعي که اتم از حالت برانگيخته به حالت پايين تر مي رود از آن بيرون بيايد، بايد در حالت برانگيخته در اتم وجود داشته باشد.» گفتم : «خُب، نه!» گفت : «خُب، پس چطوري توجيه مي کني که فوتون مي تواند از اتم بيرون بيايد بدون اينکه در حالت برانگيخته در آن باشد؟» چند لحظه فکر کردم و گفتم : «متأسفم، نمي دانم و نمي توانم توجيهش کنم.» بعد از آن همه سال که سعي کرده بود چيزي را به من ياد بدهد، از اين که به نتيجه اي چنين ضعيف رسيده بود خيلي نااميد شد. داشتن گنجينه اي از انبوه معلومات که بتواند از نسلي به نسل ديگر منتقل شود چيز جالبي است. اما يک آفت بزرگ دارد : امکانش هست که ايده هايي که منتقل مي شوند زياد براي نسل بعدي مفيد نباشند. هر نسلي ايده هايي دارد، اما اين ايده ها لزوماً مفيد و سودمند نيستند. زماني مي رسد که ايده هايي که به آرامي روي هم تل انبار شده اند، فقط يک مشت چيزهاي عملي و مفيد نباشند؛ انبوهي از تعصبات و باورهاي عجيب و غريب هم در آنها وجود داشته باشند. بعد از آن، راهي براي دوري از اين آفت کشف شد و آن راه، ترديد در مورد چيزي است که از نسل گذشته به ما منتقل شده است. جريان از اين قرار است که هر کس به جاي اطمينان به تجربيات گذشته، تلاش کند تا موضوع را خودش تجربه کند و اين است آنچه «علم» ناميده مي شود؛ نتيجه ي اکتشافي که ارزش امتحان کردنِ دوباره با تجربه ي مستقيم را دارد، و نه اطمينان به تجربه ي نسل گذشته. من آن را اين گونه مي بينم و اين بهترين تعريفي است که مي دانم. قشنگي ها و شگفتي هاي اين دنيا با توجه به تجربه هاي جديد کشف مي شوند. اِعجاب از چيزهايي که برايتان گفتم : اينکه چيزها حرکت مي کنند چون خورشيد مي تابد. (البته همه چيز به خاطر تابيدن خورشيد حرکت نمي کند؛ زمين مستقل از تابيدن خورشيد مي چرخد و واکنش هاي هسته اي مي توانند بدون توجه به خورشيد انرژي توليد کنند و احتمالا آتشفشان ها را چيزي جز تابيدن خورشيد به تلاطم و خروش درمي آورد.)دنيا پس از آموزش علوم متفاوت تر به نظر مي رسد. مثلاً درخت ها از هوا ساخته شده اند. وقتي مي سوزند به هوا برمي گردند. در گرماي شعله، گرماي خورشيد آزاد مي شود. اين گرما در تبديل هوا به درخت در آن نهفته شده بود. در خاکستر درخت بخش کوچکي باقي مي ماند که به خاطر هوا نيست، بلکه از زمين به آن اضافه شده بود. همه ي اين چيزها قشنگند و علم به طور اعجازآميزي سرشار از همه ي اين هاست. آن ها الهام برانگيزند و مي شود آنها را به ديگران هم بخشيد. ما خيلي مطالعه مي کنيم و در طي آن مشاهداتي انجام مي دهيم، فهرست هايي فراهم مي آوريم، آمارهايي مي گيريم و خيلي کارهاي ديگر. اما علم واقعي از اين راه به دست نمي آيد و معلومات حقيقي از اين کارها بيرون نمي زند. اينها فقط قالب تقليدي علم هستند. مثل فرودگاه هاي جزاير درياي جنوب با برج هاي راديويي و چيزهاي ديگري که همه از چوب ساخته شده بودند. ساکنان جزيره آمدن هواپيماهاي بزرگ را انتظار مي کشيدند. آنها حتي هواپيمايي چوبي به شکل هواپيماهايي که در فرودگاه هاي خارجي ديده بودند ساخته بودند. اما هواپيماي چوبي آنها پرواز نمي کرد! شما معلم هايي که در پايين هرم به بچه ها درس مي دهيد، شايد بتوانيد بعضي وقت ها درباره ي متخصصان شک کنيد. از علم ياد بگيريد که بايد به متخصصان شک کنيد. در واقع، مي توانم علم را جور ديگري هم تعريف کنم : علم اعتقاد به ناآگاهي متخصصان است. وقتي يک نفر مي گويد «علم اين و آن را ياد مي دهد.» کلمه را درست به کار نبرده است؛ علم چيزي ياد نمي دهد، تجربه است که به ما ياد مي دهد. اگر به شما بگويند «علم اين و آن را نشان داده است.» مي توانيد بپرسيد که «علم چطور آن را نشان داده است؟ چطور دانشمندان فهميده اند؟ چطور؟ چه؟ کجا؟» نبايد بگوييم «علم نشان داده است.»، بايد بگوييم «تجربه اين را نشان داده است.» و شما به اندازه ي هر کس ديگر حق داريد که وقتي چيزي درباره ي تجربه اي مي شنويد، حوصله داشته باشيد و به تمام دلايل گوش فرا دهيد و قضاوت کنيد که آيا نتيجه گيري درست انجام شده است يا نه. در زمينه هايي که آن قدر پيچيده اند که علم واقعي نمي تواند کار خاصي بکند، بايد به نوعي حکمت قديمي، نوعي درستکار بودن تکيه کنيم. مي خواهم اين فکر را در معلم ها القا کنم که به اعتماد به نفس، عقل سليم و هوش طبيعي اميدوار باشند. پس ... ادامه بدهيد. متشکرم! ]]> فیزیک Mon, 26 Aug 2013 19:02:00 GMT http://migna.ir/vdcgqq9q.ak9yn4prra.html کوانتوم به زبان ساده http://migna.ir/vdcgyu9q.ak97x4prra.html مقدمهتا قبل از تولد فیزیك كوانتوم؛ دیدگاه ما نسبت به جهان بر مبنای فیزیك نیوتونی استوار بود. این دیدگاه برای جهان یك ماهیت ماشینی و مكانیكی قائل و معتقد بودجهان قابل پیش بینی است تا حدی كه وجود یا عدم وجود انسان هیچ تاثیری در عملكرد جهان ندارد. باتولد فیزیك كوانتوم و با ورود علم به دنیای درون اتم چیزهایی آنچنان شگفت آور كشف شدند كه جهان بینی انسان نسبت به هستی و نسبت به خودش تغییر كرد. ماهیت ماشین وار جهان جای خود را به عالمی زنده ، آگاه ، غیر قابل پیش بینی و در عین حال كاملاً پاسخگو داد. فیزیك كوانتوم ذهن و آگاهی انسان را وارد بر واقعیتهای جهان می داند بطوریكه معتقد است بدون وجود انسان واقعیتها یعنی دنیای ماده اینگونه كه مشاهده می شوند، وجود نمی داشتند. و مهمتر از همه نقش سطح آگاهی انسان در تاثیر گذاری بر وقایع جهان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از نگاه فیزیك كوانتوم جهان درون اتم بیشتر شبیه سرزمینی سحر آمیز است تا ادامه جهان طبیعی. قلمرویی عجیب كه در آن نیروهای راز آمیز به مثابه چیزهای عادی قلمداد می شود و منطق دنیای ماده در آن جای ندارد.یكی از كشفیات حیرت انگیز فیزیكدان های كوانتوم این بود كه اگر شما ماده را به تكه های كوچك تقسیم كنید، سرانجام به جایی می رسید كه آن تكه ها ، الكترونها ، پروتونها و غیره دیگر حاوی ویژگیهای شیء مادی نخواهند بود. مثلاً ما غالباً الكترون را به مثابه یك گوی كوچك در حال چرخش می پنداریم ، ولی این پندار از حقیقت بسیار دور است. گرچه الكترون گاه چنان عمل می كند كه گویی یك ذره كوچك منسجم است، ولی فیزیكدانها دریافته اند كه الكترون تقریباً واجد هیچ بعدی نیست. درك و تصور این گفته برای اغلب ما مشكل است چون هرچیزی در سطح وجود انسانی واجد بعد است با این حال چنانچه بخواهید عرض یك الكترون را اندازه بگیرید هرگز نمی توانید. چون یك الكترون مثل اشیای معمولی دیگری كه می شناسیم نیست. كشف دیگر فیزیكدانها این بود كه الكترون قادر است هم به صورت ذره و هم به صورت موج نمود كند كه به نظریه مكمل یا دوگانگی موج – ذره مشهور است. اگر الكترونی را به سوی صفحه تلویزیون خاموش پرتاب كنیم، یك ذره نورانی پدیدار می شود كه از اصابت الكترون به مواد فسفری كه پشت صفحه تلویزیون را فرا گرفته به وجود آمده است. نقطه حاصل از اصابت الكترون بروشنی وجه ذره‌ای ماهیت آن را آشكار می سازد. اما این تنها شكلی نیست كه الكترون قادر است به خود بگیرد. چه الكترون می تواند به توده ابر مانندی از انرژی بدل شود و چنان عمل كند كه انگار موجی است گشوده در فضا. هر گاه الكترون به صورت موج نمود كند، كاری می كند كه از هیچ ذره‌ای بر نمی آید. مثلاً اگر به مانعی كه دو شكاف دارد بر خورد كند، می تواند همزمان از هر دو شكاف گذر كند. هرگاه الكترونهای موج گونه به هم اصابت كنند بی درنگ الگوهای متداخل تولید می كنند. این خصلت دوگانه الكترون را نیز می توان در تمام ذرات زیر اتمی و در همه آن چیزهایی كه تصور می شد تنها به صورت موج متجلی می شوند مانند نور، اشعه های گاما، امواج رادیویی و اشعه ایكس نیز باز یافت و همه اینها می توانند از حالت موج گونه به ذره بدل شوند. امروزه فیزیكدانها معتقدند كه پدیده زیر اتمی را نمی باید تنها به عنوان موج یا ذره طبقه بندی كرد، بلكه باید به عنوان چیزهایی در نظر گرفت كه همواره به نوعی قادرند هر دو باشند. این چیزها كوانتا ( quanta ) نام دارند و فیزیكدانها معتقدند كه كوانتا در حكم ماده اولیه ای است كه كل جهان از آن به وجود آمده است. (quanta جمع quantum است یك الكترون یك كوانتوم است . چند الكترون مجموعه كوانتاهاست. واژه كوانتوم مترادف با ذرات موج گونه است؛ واژه ای كه در ارجاع به چیزهایی به كار می رود كه واجد هم جنبه ذره ای است و هم موج گونه .) شاید اعجاب آورتر از همه این باشد و همه شواهد و مدارك هم موید آن است كه كوانتا ( كوانتوم ها) تنها زمانی به صورت ذره نمود می كنند كه ما بدانها می نگریم. برای مثال وقتی كسی به الكترون نگاه نمی كند، آزمایشها نشان می دهند كه همواره موج است. این اصل چه می خواهد بگوید و معنای آن در دنیای اتم و زندگی روزمره ما چیست؟ در واقع فیزیك كوانتوم می گوید كه اتم هیچ محدوده معینی ندارد مگر اینكه مورد مشاهده قرار گیرد. بدون شما ( ناظر) همه اتم ها با سرعتی فوق العاده به درون جهان گسترده می شوند. عمل مشاهده و توجه دقیق است كه گسترش مكانی اتمها را كاهش می دهد و آنها راتبدیل به واقعیتهای ملموس می كند. باز به بیان ساده تر می گوید اتم و الكترونهای اتم كه در یك محدوده مكانی مشخص به دور هسته (ذرات بنیادی) در گردش هستند و ما به آن ماده می گوئیم اگر انسان ( در فیزیك به آن ناظر و مشاهده‌گر گفته می شود) وجود نداشته باشد اتم محدوده مشخص خود را از دست می دهد و الكترونها و ذرات بنیادی تبدیل به موج شده با سرعت زیاد شروع می كنند به دور شدن از یكدیگر و به این ترتیب همه واقعیتهای ملموس ناپدید می شوند.بنابراین بر خلاف دیدگاه فیزیك نیوتونی ( و آنچه به آن عادت داریم) كه واقعیات (جهان ماده) مستقل از ما هستند در فیزیك كوانتومی واقعیات وابسته به ما هستند. در واقع بدون ذهن ناظر وعمل تفكر هیچ ذره ، هیچ اتم و هیچ جهان مادی وجود ندارد و واقعیت با فعالیت های ذهنی ما ساخته و پرداخته می شود. اگر یك اتم مورد مشاهده قرار نگیرد اتم به اندازه یك میلیاردم از یك میلیارد قسمت یك ثانیه طول می كشد تا گسترده شده و محو گردد. این گستردگی تا آن زمان ادامه می یابد كه آن را مشاهده كنید. فیزیكدانها این محو شدگی را عدم قطعیت می نامند. نیلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)، از بنیانگذاران فیزیک کوانتوم، در مورد چیزی که بنیان گذارده است، جمله ای دارد به این مضمون که: "اگر کسی بگوید فیزیک کوانتوم را فهمیده، پس چیزی نفهمیده است." ما هم در اینجا می خواهیم چیزی را برایتان توضیح دهیم که قرار است نفهمید! تقسیم ماده:  بیایید از یک رشته‌ی دراز ماکارونی پخته شروع کنیم. اگر این رشته‌ی ماکارونی را نصف کنیم، بعد نصف آن را هم نصف کنیم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف کنیم و... شاید آخر سر به چیزی برسیم البته اگر چیزی بماند! که به آن مولکولِ ماکارونی می‌توان گفت؛ یعنی کوچکترین جزئی که هنوز ماکارونی است. حال اگر تقسیم کردن را باز هم ادامه بدهیم، حاصل کار خواص ماکارونی را نخواهد داشت، بلکه ممکن است در اثر ادامه‌ی تقسیم، به مولکول‌های کربن یا هیدروژن یا... بربخوریم. این وسط، چیزی که به درد ما می خورد یعنی به دردِ نفهمیدن کوانتوم!این است که دست آخر، به اجزای گسسته ای به نام مولکول یا اتم می رسیم. این پرسش از ساختار ماده که «آجرک ساختمانی ماده چیست؟»، پرسشی قدیمی و البته بنیادی است. ما به آن، به کمک فیزیک کلاسیک، چنین پاسخ گفته ایم: "ساختار ماده، ذره ای و گسسته است"؛ این یعنی نظریه‌ی مولکولی. تقسیم انرژی:  بیایید ایده‌ی تقیسم کردن را در مورد چیزهای عجیب تری به کار ببریم، یا فکر کنیم که می توان به کار برد یا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم این نیست که داخل یک قوطی جیغ بکشیم و در آن را ببندیم و سعی کنیم جیغ خود را نصف ـ نصف بیرون بدهیم. صوت یک موج مکانیکی است که می تواند در جامدات، مایعات و گازها منتشر شود. چشمه های صوت معمولاً سیستم های مرتعش هستند. ساده ترین این سیستم ها، تار مرتعش است، که در حنجره ی انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتی(!) و بر اساس مکانیک کلاسیک می توان نشان داد که بسیاری از کمیت های مربوط به یک تار کشیده مرتعش، از جمله فرکانس، انرژی، توان و... گسسته (کوانتیده) هستند. گسسته بودن در مکانیک موجی، پدیده ای آشنا و طبیعی است (برای مطالعه‌ی بیشتر می توانید به فصل‌های ۱۹ و ۲۰ «فیزیک هالیدی» مراجعه کنید). امواج صوتی هم مثال دیگری از کمیت های گسسته (کوانتیده) در فیزیک کلاسیک هستند. مفهوم موج در مکانیک کوانتومی و فیزیک مدرن جایگاه بسیار ویژه و مهمی دارد که جلوتر به آن می رسیم و یکی از مفاهیم کلیدی در مکانیک کوانتوم است. پس گسسته بودن یک مفهوم کوانتومی نیست. این تصور که فیزیک کوانتومی مساوی است با گسسته شدن کمیت های فیزیکی، همه‌ی مفهوم کوانتوم را در بر ندارد؛ کمیت های گسسته در فیزیک کلاسیک هم وجود دارند. بنابراین، هنوز با ایده‌ی تقسیم کردن و سعی برای تقسیم کردن چیزها می‌توانیم لذت ببریم! مولکول نور: خوب! تا اینجا داشتیم سعی می کردیم توضیح دهیم که مکانیک کوانتومی چه چیزی نیست. حالا می رسیم به شروع ماجرا: فرض کنید به جای رشته‌ی ماکارونی، بخواهیم یک باریکه‌ی نور را به طور مداوم تقسیم کنیم. آیا فکر می کنید که دست آخر به چیزی مثل «مولکول نور» (یا آنچه امروز فوتون می‌نامیم) برسیم؟ چشمه های نور معمولاً از جنس ماده هستند. یعنی تقریباً همه‌ی نورهایی که دور و بر ما هستند از ماده تابش می‌کنند. ماده هم که ساختار ذره ای ـ اتمی دارد. بنابراین، باید ببینیم اتم ها چگونه تابش می کنند یا می توانند تابش کنند؟ تابش الکترون: در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش ‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر ، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند. اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌‌ مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش ‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسبهای رمزینه‌ای (barcode) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند. یعنی یک اتم خاص ، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سؤالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی 1890 بود. فاجعه‌ی فرابنفش: ماکسول (۱۸۷۹-۱۸۳۱) نور را به صورت یک موج الکترومغناطیس در نظر گرفته بود. از این رو، همه فکر می کردند نور یک پدیده‌ی موجی است و ایده‌ی «مولکولِ نور»، در اواخر قرن نوزدهم، یک لطیفه‌ی اینترنتی یا SMS کاملاً بامزه و خلاقانه محسوب می شد. به هر حال، دست سرنوشت یک علامت سؤال ناجور هم برای ماهیت موجی نور در آستین داشت که به «فاجعه‌ی فرابنفش» مشهور شد: یک محفظه‌ی بسته و تخلیه‌شده را که روزنه‌ی کوچکی در دیواره‌ی آن وجود دارد، در کوره ای با دمای یکنواخت قرار دهید و آن‌قدر صبر کنید تا آنکه تمام اجزا به دمای یکسان (تعادل گرمایی) برسند. در دمای به اندازه‌ی کافی بالا، نور مرئی از روزنه‌ی محفظه خارج می‌شود، مثل سرخ و سفید شدن آهن گداخته در آتش آهنگری. در تعادل گرمایی، این محفظه دارای انرژی تابشی‌ای است که آن را در تعادل تابشی - گرمایی با دیواره ها نگه می‌دارد.به چنین محفظه‌ای «جسم سیاه» می‌گوییم. یعنی اگر روزنه به اندازه‌ی کافی کوچک باشد و پرتو نوری وارد محفظه شود، گیر می‌افتد و نمی‌تواند بیرون بیاید. نمودار انرژی تابشی در واحد حجم محفظه، برحسب رابطه رایلی- جینز در فیزیک کلاسیک و رابطه پیشنهادی پلانک فرض کنید میزان انرژی تابشی در واحد حجمِ محفظه (یا چگالی انرژی تابشی) در هر لحظه U باشد. سؤال: چه کسری از این انرژی تابشی که به شکل امواج نوری است، طول موجی بین ۵۴۶ (طول موج نور زرد) تا ۵۷۸ نانومتر (طول موج نور سبز) دارند؟ جوابِ فیزیک کلاسیک به این سؤال برای بعضی از طول موج‌ها بسیار بزرگ است! یعنی در یک محفظه‌ی روزنه دار که حتماً انرژی محدودی وجود دارد، مقدار انرژی در برخی طول موج‌ها به سمت بی نهایت می‌رود. این حالت برای طول موج‌های فرابنفش شدیدتر هم می‌شود. رفتار موجی ـ ذره‌ای: [ماکس پلانک] در سال ۱۹۰۱ ماکس پلانک (Max Planck: ۱۹۴۷-۱۸۵۸) اولین گام را به سوی مولکول نور برداشت و با استفاده از ایده‌ی تقسیم نور، جواب جانانه ای به این سؤال داد. او فرض کرد که انرژی تابشی در هر بسامد v ــ بخوانید نُو ــ به صورت مضرب صحیحی از h است که در آن h یک ثابت طبیعی ــ معروف به «ثابت پلانک» است. یعنی فرض کرد که انرژی تابشی در بسامد از «بسته های کوچکی با انرژی h» تشکیل شده است. یعنی اینکه انرژی نورانی، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژی به تنهایی در فیزیک کلاسیک حرف ناجوری نبود‌ (همان‌طور که قبل‌تر در مورد امواج صوتی دیدیم)، بلکه آنچه گیج‌کننده بود و آشفتگی را بیشتر می‌کرد، ماهیت «موجی ـ ذره‌ای» نور بود. این تصور که چیزی مثلاً همین نور  هم بتواند رفتاری مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاری مثل «ذره»، به طرز تفکر جدیدی در علم محتاج بود. ذره چیست؟ ذره عبارت است از جرم (یا انرژیِ) متمرکز با مکان و سرعت معلوم.----- موج چیست؟ موج یعنی انرژی گسترده شده با بسامد و طول موج. ذرات مختلف می‌توانند با هم برخورد کنند، اما امواج با هم برخورد نمی‌کنند، بلکه تداخل می‌کنند . نور قرار است هم موج باشد هم ذره! یعنی دو چیز کاملاً متفاوت. ]]> فیزیک Wed, 31 Jul 2013 05:16:18 GMT http://migna.ir/vdcgyu9q.ak97x4prra.html همه چیز درباره نحوه کار ساعت اتمی http://migna.ir/vdci5vaz.t1aqu2bcct.html وقتی که برق می رود و دوباره می آید، یا اینکه باتری ساعت تان تمام شده و آن را عوض می کنید، از کجا می دانید که ساعت تان را روی چه زمانی تنظیم کنید؟ اصلا از کجا می دانید که گذر زمان چگونه بوده است؟ یا اینکه چگونه می توان گذر دقیق زمان را بدون اشتباه اندازه گرفت؟ در حالی که ساعت های ما مرتبا عقب مانده یا جلو می روند؟ اصلاً چطور می توانیم این طور دقیق برای تحویل سال به ساعت مان اعتماد کنیم؟! در ایالات متحده زمان استاندارد بر اساس ساعت مرجع رصدخانه نیروی دریایی (USNO) که مرجع رسمی زمان برای وزارت دفاع است، تنظیم می شود. و تاثیر این مکانیسم در تمامی ساعت های مچی، زنگ دار، کامپیوترها، منشی های تلفنی خودکار و برنامه های زمان بندی این کشور قابل مشاهده است. و به همین ترتیب در تمام دنیا ساعت های مرجع این چنینی برای تنظیم زمان وجود دارند. اما این ساعت ها چقدر دقیق اند و از چه نوعی هستند که این گونه با اعتماد کامل تمام محاسبات زمان دنیا را بر دوش آنها گذارده اند؟ جواب کوتاه «ساعت اتمی» است.آیا ساعت های اتمی رادیواکتیو هستند؟ساعت های اتمی بهتر از هر ساعت دیگری زمان را نگه می دارند. آنها حتی بهتر از چرخش زمین و حرکت ستارگان حساب گذر زمان را دارند. بدون ساعت های اتمی، مسیریابی با GPS تقریبا غیرممکن است، اینترنت ممکن است همگام نشده و محتوای منطبقی نداشته باشد ، و حتی تعیین موقعیت سیاره ها برای سفینه های فضایی و ربات های کاوشکر به طور دقیق امکان پذیر نگردد. ساعت های اتمی رادیواکتیو نیستند. آنها دارای چرخه فروپاشی اتمی نیستند. و البته همانند ساعت های معمولی پاندول نوسانگر یا فنر ارتجاعی هم ندارند. بزرگترین تفاوت میان ساعت اتاق شما و یک ساعت اتمی این است که نوسان در یک ساعت اتمی، میان هسته یک اتم و الکترون های اطراف آن اتفاق می افتد. این نوسان دقیقا همانند چرخ بالانس و فنر مویی ساعت کوکی نیست، اما در واقع هر دو این ساعت ها از شمارش نوسان ها برای اندازه گیری زمان استفاده می کنند. فرکانس های نوسان درون اتم توسط حجم هسته و جاذبه الکترواستاتیک میان قطب مثبت هسته و ابر الکترونی اطراف آن تعیین می شوند.انواع ساعت های اتمیامروزه انواع مختلی از ساعت های اتمی تولید شده اند که البته همگی بر پایه یک قانون بنا گردیده اند. در این میان تفاوت اصلی در عنصر مورد استفاده و شیوه آشکارسازی هنگام تغییر سطح انرژی است. انواع مختلف ساعت اتمی را می توان شامل این گروه ها دانست: ساعت های اتمی سزیمی: که یک پروتو از اتم های سزیم را به خدمت گرفته اند. در این ساعت اتم های سزیم مختلف با سطوح متفاوت انرژی توسط میدان مغناطیسی از یکدیگر جدا می شوند. ساعت های اتمی هیدروژنی: که اتم های هیدروژن با سطح خاصی از انرژی را درون محفظه ای با دیوارهایی از فلز ویژه نگهداری می کنند، تا اتم ها نتوانند سطح انرژی بالای شان را با سرعت زیادی از دست دهند. ساعت های اتمی رادیومی: که ساده ترین و فشرده ترین نوع هستند و از یک سلول شیشه ای گاز رادیوم تشکیل شده اند. تغییرات در میزان جذب نور در رادیوم با فرکانس نوری متفاوت هنگامی که توسط مایکروویو با فرکانس صحیح احاطه شده باشد، باعث کارکرد ساعت می شود. دقیق ترین ساعت های اتمی امروزه از اتم سزیوم و میدان های مغناطیسی معمولی به همراه آشکارسازها استفاده می کنند. علاوه بر این، اتم های سزیم توسط اشعه لیزر تحت تاثیر واقع نمی شوند. و اثر دوپلر تاثیر بسیار کمی روی آنها دارد.ساعت اتمی چه زمانی اختراع شد؟در سال ۱۹۴۵ پروفسور ایسیدور رابی، فیزیکدان دانشگاه کلمبیا پیشنهاد کرد می توان با استفاده از تکنیکی که وی در سال ۱۹۳۰ آن را توسعه داده و «رزنانس مغناطیسی شعاع اتمی» نامیده بود، یک ساعت ساخت. در سال ۱۹۴۹ اداره استاندارد اعلام کرد اولین ساعت اتمی جهان را راه اندازی کرده که از ملکول آمونیاک به عنوان منبع نوسان بهره می برد. و در سال ۱۹۵۲ این اداره اعلام کرد اولین ساعت اتمی به اتم های سزیم به عنوان منبع ارتعاش مجهز شده است: NBS-۱ در ۱۹۵۵ لابراتوار ملی فیزیک انگلیس اولین ساعت پرتو سزیم را تولید کرد. آنها از آن به عنوان مرجع درجه بندی و کالیبراسیون استفاده می کردند. طی یک دهه بعدی، انواع پیشرفته تری از ساعت های اتمی خلق شدند. در ۱۹۶۷، سیزدهمین کنفرانس اوزان و مقیاس ها، مرجع اندازه گیری SI ثانیه را بر حسب ارتعاش اتم سزیم تعریف کرد. از این پس دیگر سیستم وقت نگهدار جهانی بر اساس ستاره شناسی و نجوم نبود. NBS-۴ به عنوان پایدارترین ساعت سزیمی دنیا در سال ۱۹۶۸ کامل شد و تا دهه ۱۹۹۰ به عنوان بخشی از سیستم زمانی NIST مورد استفاده قرار می گرفت. در سال ۱۹۹۹ ساعت NIST-F۱ با ضریب خطای یک ثانیه در بیست میلیون سال شروع به کار کرد و تبدیل به یکی از دقیق ترین ساعت های جهان شد. و البته این تنها تاریخچه ساعت های ایالات متحده است و دیگر نقاط دنیا هم همپای این کشور به ساخت ساعت های اتمی بسیار دقیق مشغول هستند .زمان اتمی چگونه اندازه گیری می شود؟فرکانس دقیق رزونانس سزیم ویژه مورد استفاده در ساعت های اتمی طبق یک توافق بین المللی ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ هرتز است. و هنگامی اعداد را تقسیم کنیم، خروجی دقیقا یک هرتز یا یک سیکل در ثانیه خواهد بود. دقت طولانی مدت قابل دستیابی با ساعت های اتمی سزیمی مدرن (تقریبا در تمامی آنها)، تقریبا در حد یک ثانیه در یک میلیون سال است. ساعت های اتمی هیدروژنی البته دقت کوتاه مدت (یک هفته ای) بسیار بهتری داشته و حدودا ۱۰ مرتبه دقیق تر هستند. در نتیجه اندازه گیری زمان با ساعت های اتمی دقت کار را حدود یک میلیون بار نسبت به روش های قدیمی استفاده از تکنیک های نجومی بهبود بخشیده است. در آمریکا، اولین ساعت های اتمی تجاری را در ماساچوست با استفاده از سزیم تولید کردند. امروزه هم این ساعت ها توسط شرکت های گوناگونی در سراسر دنیا تولید می شوند که از مشهورترین آنها می توان به HP و FTS اشاره کرد. و البته تکنولوژی جدید دائما در حال بهبود کارایی این ساعت ها است. بسیاری از ساعت های اتمی سزیمی آزمایشگاه های دقیق هزاران بار بهتر از نمونه های تجاری هستند. اگر به خاطر داشته باشید پیش از این کاربرد ساعت اتمی در ماهواره های جی پی اس و سرورهای اسپنر گوگل را مثال زدیم. و البته حتی کامپیوتر شما هم از طریق سرور مایکروسافت ، خود را با ساعت های اتمی دنیا تنظیم می کند. شما چه کاربردهایی را برای این زمان سنجی دقیق متصور هستنید؟ ]]> اخبار علمی و فناوری Tue, 19 Mar 2013 10:32:36 GMT http://migna.ir/vdci5vaz.t1aqu2bcct.html همه چیز درباره سلول خورشیدی http://migna.ir/vdcjoaev.uqemozsffu.html سلول خورشیدی یکی از عباراتی است که بسیار آن را می شنویم و همیشه به عنوان یکی از راه حل های دنیای آینده برای تامین انرژی روی آن تاکید می شود. اما در قدم اول لازم نیست آن را چیز چندان پیچیده ای بدانیم. حتما شما ماشین حساب های با سلول خورشیدی را دیده اید. ابزارهایی که هیچ گاه به باتری و چیزهایی مانند این نیازی پیدا نمی کنند و دکمه خاموش و روشن هم ندارند. تا زمانی هم که نور کافی در محیط باشد، آنها برای همیشه به کار خود ادامه می دهند. شاید هم پنل های بزرگتر خورشیدی را دیده باشید. مثلا روی علائم و تابلوهای جاده ای و چراغ های سه رنگ راهنمایی سر چهارراه ها. اگر چه این پنل های بزرگتر در دور اطراف ما همانند ماشین حساب های خورشیدی زیاد نیستند و عمومیت ندارند، اما اگر بدانید کجا دنبال آنها بگردید، به راحتی می توانید یکی از آنها را ببینید. در حقیقت ابزارهای فتو ولتائیک که زمانی منحصرا در فضا و برای تامین نیروی سیستم های الکتریکی ماهواره ها مورد استفاده قرار می گرفتند (از سال ۱۹۵۸) روز به روز استفاده های معمولی و ساده تری پیدا می کنند. تکنولوژی همیشه راه خود را به ابزارهای بیشتری باز می کند، از عینک های افتابی گرفته تا ایستگاه های شارژ ماشین های الکتریکی. و اکنون چند دهه است که انسان با امید به یک «انقلاب خورشیدی» و ایده اینکه روزی ما خواهیم توانست تمام انرژی الکتریسیته مان را از خورشید تهیه کنیم، زندگی می کند. این یک وعده اغوا کننده است، زیرا در یک روز روشن و آفتابی، امواج خورشید تقریبا ۱۰۰۰ وات برمتر مربع انرژی را روی سطح زمین رها می کنند. اگر روزی بتوانیم تمام این انرژی را جمع آوری و مهار کنیم، نیروی لازم برای تمام خانه ها و ادارات ما به طور رایگان تامین خواهد شد. در این مقاله قصد داریم به توضیح چگونگی تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته توسط سلولهای خورشیدی بپردازیم. پس در ادامه مطلب با نارنجی همراه باشید.سلول های فتو ولتائیک: تبدیل فتون ها به الکترون هاسلول های خورشیدی که در ماشین حساب ها و ماهواره ها می بینید، با نام سلول های photovoltaic یا «قدرت زای نوری» هم شناخته می شوند. این نام از آنجا نشات گرفته که photo به معنی نور و voltaic به معنی الکتریسیته است، این سلول ها قرار است که نور خورشید را مستقیما تبدیل به الکتریسیته کنند. یک ماژول از گروهی سلول های متصل الکتریکی تشکیل شده و در یک فریم قرار گرفته است که بیشتر به عنوان یک پنل خورشیدی شناخته می شود. این پنل ها در گروه های بزرگ آرایه های خورشیدی در کنار یکدیگر قرار می گیرند و همگی همانند یک جسم واحد عمل می کنند. سلول های فتو ولتائیک از مواد ویژه ای ساخته شده اند که آنها را semiconductor یا نیمه رسانا می نامیم. از این مواد می توان به سیلیکون اشاره کرد که اکنون بسیار پرکاربرد است. در اصل هنگامی که نور با سلول برخورد می کند، مقدار مشخصی از آن توسط مواد نیمه رسانا جذب می شود. این یعنی انرژی جذب شده از نور به نیمه رسانا منتقل می شود. انرژی به الکترون های سست ضربه می زند و اجازه می دهد که آنها آزاد شده و به گردش در آیند. سلول های فتو ولتائیک همچنین دارای یک میدان الکتریکی هستند که به عنوان یک اجبار برای الکترون های آزاد شده توسط نور جذب شده عمل می کند و آنها را در جهت معینی به جریان می اندازد. این گردش الکترون ها یک جریان ایجاد می کند و با قرار دادن اتصال های فلزی در پایین و بالای سلول فتو ولتائیک می توانیم این جریان را برای مصارف مختلف بیرون بکشیم. این جریان، به همراه ولتاژ درون سلول ها (که در نتیجه میدان یا میدان های الکتریکی درونی سلول ایجاد می شود) قدرت یا ولتاژ تولیدی توسط یک سلول خورشیدی را تعریف می کنند. این فرآیند اساسی است که در یک سلول خورشیدی اتفاق می افتد، اما واقعیت بسیار پیچیده تر و بیشتر از آن است. در ادامه به شکل دقیق تر و عمیق تر نگاهی به یک سلول فتو ولتائیک می اندازیم: یک سلول سیلیکونی تک-کریستال.چگونه سیلیکون تبدیل به سلول خورشیدی می شود؟سیلیکون برخی خصوصیات شیمیایی ویژه و منحصر به فرد دارد. به ویژه اینکه در حالت کریستالی باشد. یک اتم سیلیکون ۱۴ لکترون دارد که در سه پوسته مختلف مرتب شده اند. دو لایه اول که دو و هشت الکترون دارند کاملا پر هستند. لایه یا پوسته بیرونی تنها نیمی از ظرفیتش با چهار الکترون پر شده است. اتم سیلیکون همواره به دنبال راهی است تا لایه آخر خود را کامل کند. و برای انجام این کار الکترون های خود را با چهار اتم کناری اش به اشتراک می گذارد. مانند اینکه هر اتم با اتم های کناری دست به دست هم داده و با چهار همسایه اش متحد شوند. این همان چیزی است که آن را ساختمان متبلور یا کریستالی می خوانند و این ترکیب است که در این نوع از سلول فوتو ولتائیک اهمیت فراوانی پیدا می کند. تنها مشکل این است که سیلیکون کریستالی خالص رسانای الکتریسیته ضعیفی است، زیرا بر خلاف مواد رسانایی همچون مس، هیچ یک از الکترون های آن برای انتقال الکتریسیته آزاد نیستند. برای حل این مشکل، سیلیکون مورد استفاده در سلول خورشیدی با برخی اتم های دیگر ترکیب شده و ناخالصی موجود کمی شیوه کار اتم های سیلیکون را تغییر می دهد. سیلیکون را با تعداد کمی اتم های فسفر تصور کنید. شاید یک اتم به ازای هر یک میلیون اتم سیلیکون. فسفر در لایه بیرونی خود بر خلاف ۴ الکترون سیلیکون، ۵ الکترون دارد. اما هنوز با سیلیکون های همسایه اش باند شده و تشکیل اتحاد می دهد. اما به شکلی منطقی، فسفرها هنوز یک الکترون آزاد دارند که به هیچ جا متصل نیست. و عضو هیچ اتحادی هم نیست. اما در هسته فسفر پروتون مثبتی قرار دارد که آن را در جای خود نگه می دارد. هنگامی که انرژی به سیلیکون خالص اضافه می شود، برای مثال به شکل فوتون، باعث می شود که برخی الکترون ها باندها و ارتباطات شان را شکسته و آزاد شوند. و در پس هر یک از این موارد شکست، یک حفره باقی می ماند. این الکترون ها «حاملان آزاد» نامیده می شوند و سپس به صورت تصادفی درون شبکه متبلور و کریستالی سرگردان خواهند بود و به دنبال حفره دیگری هستند تا درون آن افتاده و جریان الکتریکی را هدایت کنند. به هر صورت در سیلیکون خالص تعداد کمی از اینها وجود دارد که نمی توانند چندان مفید باشند. اما سیلیکون ناخالص همراه با اتم های فسفر داستان متفاوتی دارد. این ترکیب به انرژی بسیار کمتری نیاز دارد تا یکی از الکترون های اضافی فسفر را از دست دهد. زیرا آنها به جایی وصل نبوده و در اشتراک با دیگر اتم ها نیستند. در نتیجه بسیاری از این الکترون ها به سادگی می شکنند. در نتیجه نسبت به سیلیکون خالص، تعداد بسیار بیشتری حامل آزاد خواهیم داشت. فرآیند اضافه کردن ناخالصی را تغلیظ می نامند و هنگامی که این کار توسط فسفر انجام شود به سیلیکون تولید شده توسط این فرایند N-type می گویند که حرف n از کلمه negative گرفته شده است. زیرا این کار باعث از دست دادن الکترون می شود. سیلیکون تغلیظ شده N-type رسانای بسیار بهتری نسبت به سیلیکون خالص است. بخش دیگر سلول های خورشیدی معمول، سیلیکون تغلیظ شده با عنصر بور است. بور در لایه بیرونی خود تنها سه الکترون دارد. در این حالت سیلیکون تولیدی را P-type می نامند که از کلمه Positive گرفته شده است. زیرا این سیلیکون در لایه آخر خود جای خالی برای یک الکترون داشته و با جذب حامل ها بار مثبت پیدا می کند. حال بگذارید ببینیم هنگامی که این دو بخش در کنار هم قرار گرفته و به تعامل با هم می پردازند چه اتفاقی می افتد.آناتومی یک سلول خورشیدیاکنون می دانیم که دو بخش سیلیکونی ما به صورت مجزا ماهیت و طبیعت الکتریکی دارند. اما بخش جالب ماجرا وقتی شروع می شود که آنها را در کنار هم قرار دهید. زیرا بدون یک میدان الکتریکی، سلول کار نمی کند. و این میدان هنگامی شکل می گیرد که سیلیکون های P-type و N-type در ارتباط با هم باشند. ناگهان، الکترون های آزاد تمام حفره های خالی را پر می کنند؟ خیر. اگر چنین اتفاقی بیفتد، دیگر این دم و دستگاه چندان مفید و بدرد بخور نخواهد بود. البته درست در محل اتصال، آنها با هم ترکیب شده و یک سد می سازند. در نتیجه هر لحظه عبور الکترون ها از سمت N و رسیدن آنها به سمت P سخت تر و سخت تر می شود. سرانجام موازنه برقرار می شود. ما یک میدان الکتریکی مجزا در دو سو داریم. این میدان الکتریکی همچون یک «دیود» عمل می کند و به الکترون ها اجازه می دهد (و آنها را مجبور می کند) تا از سمت P به سمت N جریان پیدا کنند. اما در خلاف این جریان حرکتی نخواهیم داشت. این درست مانند یک تپه است که الکترون ها می توانند به راحتی از آن پایین بیایند (سمت N) اما امکان بالارفتن از آن را ندارند (سمت P). هنگامی که نور به شکل فوتون به سلول خورشیدی برخورد می کند، انرژی آن جفت های الکترون-حفره را از هم می شکند. هر فوتون با انرژی کافی معمولا می تواند یک الکترون را آزاد کند. اگر این اتفاق به اندازه کافی نزدیک به میدان الکتریکی باشد، یا اینکه الکترون و حفره آزاد شده سرگردان باشند، میدان الکتریکی موجود الکترون آزاد شده را به سمت N و حفره را به سمت P می راند. حال اگر یک مسیر جریان خروجی تهیه ببینیم، الکترون ها از سمت P به واحد الکتریکی جریان می یابند و کاری را که ما می خواهیم انجام می دهند. گردش الکترون ها تولید جریان می کند و میدان الکتریکی سلول باعث تولید ولتاژ می گردد. با جریان و ولتاژ، ما نیرو را خواهیم داشت که محصول هر دو است. البته هنوز برقی قطعات دیگر باقی مانده اند تا ما واقعا بتوانیم از سلول خورشیدی مان استفاده کنیم. سیلیکون ها مواد بسیار درخشانی هستند که می تواند قبل از اینکه فوتون ها کارشان را انجام دهد باعث بازتاب آنها شوند. یک پوشش ضد انعکاس لازم است تا تلفات را به حداقل برساند. مرحله آخر هم نصب چیزی است که از سلول ها در برابر محیط محافظت کند. این محافظ اغلب یک روپوش از طلق شیشه ای است. ماژول های فوتو ولتائیک معمولا از اتصال چندین سلول مجزا به یکدیگر برای دستیابی به سطح قابل قبولی از کاربردپذیری و میزان جریان و ولتاژ ساخته می شوند. و با قرار دادن آنها در یک فریم محکم و قوی به همراه ترمینال های مثبت و منفی داستان را کامل می کنند. اکنون این سلول فوتو ولتائیک ما چه میزان انرژی خورشید را جذب می کند؟ متاسفانه شاید این میزان چندان زیاد نباشد. برای مثال در سال ۲۰۰۶ اغلب پنل های خورشیدی تنها بازده ۱۲ تا ۱۸ درصدی داشتند. آنچه که امروزه به عنوان بهترین راندمان سلولهای خورشیدی مطرح می شود و رکوردی برای بازده است، ۴۰ تا ۴۰.۷ درصد است.اتلاف انرژی در یک سلول خورشیدینور مرئی تنها بخشی از طیف الکترومغناطیس است. تشعشع الکترومغناطیس تک رنگ نیست و از دامنه ای از طول موج های مختلف تشکیل شده و در نتیجه سطوح انرژی متفاوتی دارد. نور را هم می توان به طول موج های گوناگونی تجزیه کرد که ما آن را به شکل رنگین کمان می بینیم. از آنجایی که سلول ما توسط فوتون هایی با دامنه انرژی های متفاوت مورد اصابت قرار می گیرد، لذا برخی از آنها انرژی لازم برای شکست پیوند الکترون-حفره را ندارند. آنها به سادگی از درون سلول می گذرند، درست انگار که از یک شیشه شفاف عبور کرده اند. در حالی که برخی دیگر از فوتون ها انرژی بسیار زیادی دارند. تنها میزان مشخصی از انرژی، که با الکترون ولت اندازه گیری شده (و میزان لازم برای مواد درون سلول ما هم مشخص است) می تواند بر الکترون های اتم های سیلیکون سلول خورشیدی ما اثر گذارد. ما این را band gap energy می نامیم. اگر فوتونی انرژی بیش از میزان لازم داشته باشد، پس انرژی اضافی هدر می رود. مگر اینکه فوتون انرژی دو برابر میزان مورد نیاز داشته و بتواند به طور همزمان دو الکترون را رها کند که این هم چندان زیاد نیست که معنی دار محسوب شود. به این صورت است که تقریبا ۷۰ درصد انرژی تابشی دریافتی توسط سلول ما در واقع تلف می شود و کارایی ندارد. چرا نمی توانیم موادی را انتخاب کنیم که band gap پایینی داشته باشند و از فوتون های بیشتری بهره ببریم؟ متاسفانه band gap ما توسط قدرت یا ولتاژ میدان الکتریکی مان هم محدود شده است و اگر بسیار پایین باشد، جریانی که توسط جذب فوتون های بیشتر تولید می شود، ولتاژ بسیار پایین تری تولید خواهد کرد. و شیوه کار فعلی بهینه ترین حالت ممکن برای تولید ولتاژ و جریان مناسب است. ما همچنین تلفات دیگری هم در این میان داریم. الکترون های ما توسط یک مدار بیرونی از یک سوی سلول به سوی دیگر جریان پیدا می کنند. ما می توانیم بخش پایینی را با فلز پوشانده و رسانایی مناسبی را تامین کنیم. اما اگر بخش بالایی را کامل بپوشانیم، آنگاه فوتون ها نمی توانند از درون رسانای مات عبور کنند و ما تمامی جریان را به کلی از دست می دهیم. در برخی از سلول های خورشیدی در بالا از رساناهای شفاف استفاده می شود. اگر هم نقاط تماس مان را در دیواره های سلول قرار دهیم. الکترون ها راه واقعا طولانی را لازم است برای رسیدن به نقاط تماس طی کنند. به خاطر داشته باشید که سیلیکون یک نیمه رسانا است و همانند فلز از پس عبور جریان بر نمی آید. و مقاومت داخلی آن نسبتا بالا است. و مقاومت بالا به معنی اتلاف انرژی بالا است. برای به حداقل رساندن این اتلاف، سلول ها را توسط شبکه فلزی می پوشانند که فاصله سفر الکترون ها تا نقاط تماس را به حداقل می رساند. البته این مورد هم باعث بلوکه شدن برخی فوتون ها می شود که اگرچه خیلی کم نیست، اما از مقاومت داخلی نیمه رساناها بسیار کمتر است. اکنون می دانیم که یک سلول خورشیدی چگونه کار می کند. اجازه دهید ببیینیم چگونه می توان انرژی یک خانه را با این تکنولوژی تامین کرد.تامین انرژی خانه با سلول خورشیدیبرای تامین انرژی خانه مان با انرژی خورشیدی به چه چیزی نیاز داریم؟ اگر چه کار به سادگی نصب چند ماژول بر روی پشت بام خانه نیست. و البته چندان هم متفاوت با آن نیست. اول از همه، تمامی پشت بام ها جهت مناسب یا زاویه و شیب لازم برای استفاده کامل از نور خورشید را ندارند. سیستم های فوتو ولتائیک ثابت که امکان رهگیری نور خورشید را ندارد، باید در جهت مناسبی نصب شوند که بیشترین مدت روز و بیشترین مدت سال از نور مستقیم خورشید بهره مند شوند. البته هنگام نصب این نکته هم باید در نظر گرفته شود که شما می خواهید حداکثر برق را در صبح تولید کنید یا هنگام عصر آن را در اختیار داشته باشید. از خانه در زمستان بیشتر استفاده می شود یا تابستانه است. و مطمئنا پنل ها نباید توسط سایه درختان اطراف خانه یا خانه های همسایه ها پوشانده شوند. اگر هم پشت بام شما در جهت مناسبی قرار ندارد، اکنون لازم است درباره اندازه سیستم انتخابی تان تصمیم گیری کنید. این موضوع وقتی پیچیده تر می شود که حقایق دیگری را هم در داستان دخالت دهیم. مثلا اینکه تولید الکتریسیته بستگی به آب و هوا هم دارد که اصلا نمی توان آن را پیش بینی کرد. یا اینکه میزان مصرف الکتریسیته شما کاملا متغیر است. خوشبختانه این موانع به سادگی قابل حل هستند. اطلاعات هواشناسی به ما امکان سنجش میزان تابش ماهیانه خورشید را می دهند. همچنین دیگر فاکتورهای مهم چون روزهای بارانی، ابری و میزان رطوبت را هم برای مان پیش بینی می کنند. شما باید سیستم را بر اساس بدترین ماه طراحی کنید، پس از آن در تمام سال انرژی کافی و حتی اضافی در اختیار خواهید داشت. با در اختیار داشتن این اطلاعات و دانستن میانگین نیاز خانه تان، به راحتی می توانید محاسبه کنید که به چه تعداد ماژول فوتو ولتائیک نیاز دارید. همچنین باید در خصوص ولتاژ سیستم هم از همان ابتدا تصمیم گیری کنید. این چیزی است که با تعداد ماژولی که به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند کنترل می شود. البته در این میان مشکلاتی هم وجود دارند. اول از همه، هنگامی که خورشید نمی تابد باید چه کنیم؟حل مشکلات سیستم تامین نیروی خورشیدیزندگی کردن بر اساس حدس و گمان های یک هواشناس احتمالا چندان جذاب و خواستنی به نظر نمی رسد. اما شما چند گزینه اصلی دیگر را پیش رو دارید تا هنگامی که خورشید با شما همراهی نمی کند، از تامین انرژی لازم خانه تان اطمینان داشته باشید. اگر می خواهید کاملا ارتباط تان را با شبکه برق قطع کنید، اما به پنل های خورشیدی هم به طور کامل اعتماد ندارید، پس باید یک جانشین هم برای آنها داشته باشید. برای مثال می توانید از یک ژنراتور کوچک (موتور برق خانگی) استفاده کنید تا هنگام کم شدن برق پنل های خورشیدی به کمک تان بیاید. دومین راه حل استفاده از سیستم ذخیره انرژی به شکل باتری است. متاسفانه باتری ها می توانند هزینه و دردسر نگهداری زیادی را به سیستم فوتو ولتائیک وارد کند، اما در حال حاضر آن را می توان یک ضرورت دانست. یک راه حل دیگر اتصال خانه به شبکه برق شهری است. هنگامی که برق نیاز دارید، آن را می خرید و هنگامی که برق اضافی تولید می کنید آن را می فروشید. با چنین سیستمی شما در واقع از یک سیستم ذخیره بی انتها بهره می برید که هزینه نگهداری چندانی هم ندارد. البته این موضوع بستگی به قوانین و آیین نامه های دولتی و موقعیت مکانی شما هم دارد. در صورتی هم که تصمیم دارید از باتریها استفاده کنید، به خاطر داشته باشید که باتری به نگهداری و سرکشی دائمی و همچنین جایگزینی دوره ای نیاز دارند. پنل های خورشیدی معمولا عمر ۳۰ ساله دارند، اما عمر باتری ها بسیار کمتر است. از سویی هم به دلیل استفاده از الکترولیت های اسیدی باتری ها به تهویه خوب نیاز داشته و باید از فلزات دور نگه داشته شوند.پیشرفت های تکنولوژی سلول خورشیدیتا به اینجای کار بیشتر درباره شیوه کارکرد یک سلول خورشیدی یا سیستم فوتو ولتائیک معمولی صحبت کردیم. اما مشکلات و نگرانی ها در زمینه هزینه تمام شده و به صرفه نبودن این سیستم باعث شده که همچنان تحقیقات پایان ناپذیری در خصوص پیدا کردن راه های جدیدی برای مهار انرژی خورشید در جریان باشد تا به آن، امکان رقابت با دیگر منابع انرژی متداول را بدهد. برای مثال سیلیکون تک-کریستال تنها ماده مورد استفاده در سلول های فوتو ولتائیک نیست. سیلیکون های پلی کریستال هم محصول دیگری هستند که برای کاهش هزینه تولید، مورد استفاده قرار می گیرند. البته سلول های تولیدی به اندازه سیلیکون تک-کریستال بازده ندارند. دومین نسل تکنولوژی سلول خورشیدی را با نام سلول های خورشیدی فیلم-نازک می شناسیم. در این سلول ها راندمان قربانی شده، اما محصول تولیدی ارزان تر از کار در آمده و ساخت آن آسان تر شده است. و در نتیجه به طور کلی بازده بهتر می شود. این نسل جدید از سلول های خورشیدی را می توان از مواد مختلفی تولید کرد. از این مواد می توان به سیلیکون غیر متبلور، ارسنیک گالیوم، ایندیوم مس و تلوریوم کادمیوم اشاره کرد. یک استراتژی دیگر برای افزایش راندامان استفاده از دو یا چند لایه مختلف مواد با band gap های متفاوت است. به یاد دارید که بسته به ساختار، فوتون های با انرژی های مختلف را می توان جذب کرد. لذا با قرار دادن مواد با band gap بالاتر بر روی سطح می توان فوتون های با انرژی بالا را جذب کرد و فوتون های با انرژی کمتر را توسط لایه های پایین تر و مواد با band gap کمتر جذب کرد. این گونه کارایی و راندمان بسیار بهتر خواهد بود. به چنین سلول هایی، سلول چند تقاطعی می گویند. این سلول ها می توانند بیش از یک میدان الکتریکی داشته باشند. تکنولوژی فوتو ولتائیک متمرکز یکی دیگر از میادین کاری برای توسعه شیوه دریافت انرژی خورشیدی است. به جای شیوه ساده جمع آوری و تبدیل هر میزان از نور خورشید که به زمین می تابد و تبدیل مستقیم آن به الکتریسیته، در سیستم های فوتو ولتائیک متمرکز، از تجهیزات نوری اضافی همانند لنزها و آیینه ها استفاده می شود تا میزان بیشتری از انرژی خورشید برای راندمان بیشتر بر روی سلول های خورشیدی متمرکز شود. علاوه بر اینکه تولید این سیستم ها گران تر از کار در می آید، آنها برخی مزیت ها هم نسبت به سیستم های مرسوم دارند و همین باعث شده که تحقیقات همچنان بر روی آنها ادامه یابد. همه این نسخه های مختلف تکنولوژی سلول های خورشیدی توسط شرکت های مختلفی حمایت شده و آنها محصولات مختلفی را بر این پایه تولید می کنند. از هواپیماهای مجهز به پنل های خورشیدی تا ایستگاه های فضایی مجهز به سلول خورشیدی و کاربردهای روزمره ای چون پرده ها، لباس ها و کیس های کامپیوتر مجهز به سلول های فوتو ولتائیک. و حتی محققان همچنان به دنبال کشفیاتی جدید تر همچون سلول های خورشیدی اورگانیک هستند.هزینه های انرژی خورشیدیشاید تا اینجا شما هم ایده استفاده از انرژی خورشیدی را در سرتان پرورانده باشید. درست است که نور خورشید رایگان است، اما الکتریسیته تولیدی توسط سیستم های فوتو ولتائیک این گونه نیست. فاکتورهای زیادی در نصب سیستم های فوتو ولتائیک تاثیر دارند که مهم ترین آنها قیمت است. اولین سوال این است که شما در کجا زندگی می کنید. افرادی که در شهرها و مناطق آفتابی زندگی می کنند، مزیت های بیشتری داشته و انرژی بیشتری هم نسبت به مناطق ابری تولید خواهند کرد. البته قیمت تجهیزات اگر چه در مناطق مختلف متفاوت است، اما در همه جا مهم ترین گزینه است. اما بگذارید به قیمت بپردازیم. با توجه به قیمت های سال ۲۰۰۹، هزینه راه اندازی پنل های خورشیدی خانگی تقریبا ۸ تا ۱۰ دلار به ازای هر وات است. سیستم های بزرگ تر، هزینه بر وات کمتری دارند. اما این را هم باید به خاطر داشت که تقریبا هیچ سیستم انرژی خورشیدی پوشش ۱۰۰ درصدی را برای تان فراهم نمی آورد. لذا هنوز هم شما باید قبض برق را پرداخت کنید، اما میزان آن بسیار کمتر خواهد شد. البته سیستم های خورشیدی هنوز راه درازی دارند تا بتوانند با شرکت های توزیع برق رقابت کنند. اما به لطف تحقیقات و بهبود تکنولوژی قیمت ها دائما کاهش می یابند. و روزی خواهد آمد که سیستم های فوتو ولتائیک از نظر قیمت در مناطق شهری به صرفه خواهند شد. یکی از مشکلات کارخانه ها این است که حجم تولید باید بسیار بالا رود تا هزینه ها به صرفه شود. و فعلا چنین درخواستی برای فوتو ولتائیک وجود ندارد و قیمت هنوز به سطح رقابتی نرسیده است. اما جهان روز به روز بیشتر نگران مشکلات زیست محیطی پیش آمده توسط منابع انرژی معمول می شود و توجه بیشتری به انرژی های تجدید پذیر چون نور خورشید دارد. و در اینده این داستان جدی تر هم می شود.داستان انرژی خورشیدی در ایرانتحقیقات روی انرژی های تجدید پذیر و به خصوص انرژی خورشید در ایران هم روز به روز جدی تر شده و اکنون به مرحله ای رسیده است که تولید پنل های خورشیدی هم در ایران انجام می شود. و جالب اینکه مراکز مختلفی هم به این کار مشغول هستند. از سوی دیگر، امسال از نظر حمایت دولتی هم یک نقطه عطف برای انرژی خورشیدی در ایران بود. طبق آیین نامه ها و قوانین فعلی هر کاربر خانگی در ایران اکنون می تواند از وام های خاص بانکی برای راه اندازی نیروگاه خورشیدی خانگی استفاده کرده و به تولید انرژی مورد نیاز خود بپردازد. و جالب تر اینکه وزارت نیرو ، برق مازاد تولیدی را هم با قیمت مناسبی از کاربران خانگی خریداری می کند. اگر چه به عنوان یک درآمد بر روی این کار نمی توان فکر کرد، اما شاید بتواند گوشه ای از هزینه ها را جبران کند. ]]> فیزیک Sun, 17 Mar 2013 18:52:32 GMT http://migna.ir/vdcjoaev.uqemozsffu.html محبوب‌ترین معادلات ریاضی برای دانشمندان کدامند؟ http://migna.ir/vdcfcmdy.w6dvcagiiw.html معادلات ریاضی نه تنها کاربردی، بلکه بسیار زیبا هستند و دانشمندان زیادی اذعان کرده‌اند که اغلب آنها شیفته فرمولهای خاص نه به دلیل کاربرد بلکه به دلیل فرم و حقایق ساده و شاعرانه درونشان می‌شوند.به گزارش ایسنا، در حالیکه برخی معادلات مشهور مانند معادل‌بودن جرم با انرژی، یا E = mc^2 اینشتین بیشتر افتخار بشری را به خود اختصاص داده‌اند، بسیاری از فرمولهای کمتر شناخته شده از اهمیت خاص خود در میان دانشمندان برخوردارند.در این گزارش از فیزیکدانان، ستاره‌شناسان و ریاضیدانان در مورد معادلات مورد علاقه آنها سوال شده و برترین‌ها به نمایش درآمده است.- نسبیت عاماین معادله توسط اینشتین به عنوان بخشی از نظریه چشمگیر نسبیت عام در سال 1915 طراحی شد. این نظریه درک دانشمندان را از گرانش با توصیف نیرو به عنوان یک خمیدگی تار و پود فضا و زمان متحول کرد.ماریو لیویو، فیزیک‌اخترشناس موسسه علمی تلسکوپ فضایی که این معادله را عنوان معادله محبوب خود معرفی کرده، اظهار کرد. بخش راست این معادله به توصیف محتویات انرژی جهان مانند ماده تاریک و بخش چپ آن به هندسه فضا-زمان پرداخته است. این معادله این حقیقت را منعکس می‌کند که در نسبیت عام اینشتین، جرم و انرژی به تعیین هندسه و بطور همزمان انحنا پرداخته که یکی از مظاهر آنچه گرانش می‌خوانیم، است.- مدل استانداردمدل استاندارد یکی دیگر از نظریات حاکم بر فیزیک است که مجموعه ذرات بنیادی سازنده جهان را توصیف می‌کند. این نظریه را می‌توان در مدل استاندارد لاگرانژی قرار داد.این در حالیست که مدل استاندارد هنوز با نظریه نسبیت متحد نشده و از آن جهت نمی‌تواند گرانش را توصیف کند.- حساباندر حالیکه دو معادله اول جنبه‌های خاص جهان را توصیف می‌کنند، معادله دیگر مورد علاقه دانشمندان می‌تواند بر تمامی شکلهای شرایط اعمال شود. قضیه بنیادی حسابان، ستون اصلی شیوه ریاضیاتی حساب و دیفرانسیل را تشکیل داده و دو ایده اصلی آن یعنی مفهوم انتگرال و مشتق را مرتبط می‌کند.پایه‌های حسابان در روزگاران قدیم چیده شده اما بسیاری از آن در قرن 17 میلادی توسط نیوتون در کنار هم قرار گرفت که از حسابان برای توصیف حرکات سیارات در اطراف خورشید استفاده کرده است.- قضیه فیثاغورثیکی از معادلات قدیمی اما خوب، قضیه معروف فیثاغورث است که تمام دانش‌آموزان با آن یادگیری هندسه را آغاز می‌کنند.این فرمول به توضیح این مطلب می‌پردازد که در هر مثلث قائم‌الزاویه، توان دوم طول وتر(بلندترین ضلع مثلث) با جمع توان دوم طول دو ضلع دیگر برابر است.- 1=0.9999999این معادله ساده که مقدار 0.9999 را که با تعداد بی‌نهایت از 9 دنبال شده، مساوی با یک می‌داند، یکی دیگر از معادلات محبوب دانشمندان بوده است.- نسبیت خاصاینشتین یکبار دیگر نام خود را در لیست مورد علاقه‌ها با فرمول نسبیت خاص تکرار کرده که بر اساس آن مفاهیم فضا و زمان مطلق نبوده بلکه بر اساس سرعت مشاهده‌گر تا حدی مرتبط هستند. این معادله نشان می‌دهد که هرچه سرعت فرد در هر جهت بیشتر باشد، زمان آهسته‌تر می‌شود.- معادله اویلر-لاگرانژ یا معادله اویلراین فرمول ساده در نوع خود، موردی ناب درباره ذات کره است. اگر سطح یک کره را به وجوه، لبه‌ها و رئوس تقسیم کرده و F را بعنوان عدد وجوه، E را برای لبه‌ها و V را برای عدد رئوس انتخاب کنیم، همیشه این معادله را خواهیم داشت: V – E + F = 2- قضیه ی نوترقضیه نوتر بر این اساس است که برای هر تقارن پیوسته ای، کمیت پایسته ای در سیستم وجود دارد. این فرمول که شکل جدیدت معادله لاگرانژی است، پس از قرن 20 میلادی توسط امی نوتر، ریاضیدان آلمانی طراحی شده است. این فرمول برای فیزیک و نقش تقارن بسیار اهمیت دارد.- معادله کالان-سیمانزیکمت استراسلر، فیزیکدان نظری دانشگاه راتگرز اظهار کرد: معادله کالان-سیمانزیک یکی از معادلات اساسی اصول اول از سال 1970 بوده که برای توصیف چگونگی شکست انتظارات ساده در یک جهان کوانتومی نقش مهمی داشت.این معادله از کاربردهای زیادی مانند ارزیابی اندازه و جرم پروتون و نوترون توسط فیزیکدانان برخوردار است.فیزیک پایه بر این اساس است که نیروی گرانشی و نیروی الکتریکی بین دو جسم با معکوس مجذور فاصله بین آنها متناسب است. در یک سطح ساده، این امر برای نیروی اتمی نیرومندی که پروتونها و نوترونها را برای شکل‌دادن به هسته اتمها پیوند داده، نیز مشابه است. با این حال، نوسانات ریز کوانتومی می‌تواند وابستگی یک نیرو به مسافت را تغییر داده که عواقب چشمگیری بر نیروی قدرتمند اتمی دارد.آنچه معادله کالان-سیمانزیک انجام می‌دهد، ارتباط دادن این تاثیر چشمگیر و غیرقابل محاسبه به تاثیرات کوچکتر و قابل محاسبه‌تر با قابلیت سنجش در مقیاسهای کوچکتر از پروتون است.- معادله سطح حداقلدر ریاضیات، سطح حداقل به سطحی گفته می‌شود که بصورت محلی خود را کوچک می‌کند. این امر برابر با داشتن یک میانگین انحنای صفر است.- خط اویلرخط اویلر نشان می دهد در هر مثلث مرکز ارتفاعی، مرکز دایره محیطی و مرکز ثقل بر یک خط واقع هستند و این پاره خط توسط مرکز ثقل به نسبت 2 بر 1 تقسیم می شود.گلن ویتنی، موسس موزه ریاضی در نیویورک این معادله را به عنوان فرمول محبوب خود انتخاب کرده که نام خود را از لئونارد ایولر، ریاضیدان و فیزیکدان سوئیسی در قرن 18 گرفته است.به گفته ویتنی این نظریه دربرگیرنده زیبایی و قدرت ریاضی بوده که اغلب الگوهای شگفت‌انگیز را در شکلهای ساده و آشنا به نمایش می‌گذارد. ]]> فیزیک Sat, 02 Feb 2013 06:06:54 GMT http://migna.ir/vdcfcmdy.w6dvcagiiw.html دانستني‌هاي جالب درباره كره زمين http://migna.ir/vdceww8z.jh8pei9bbj.html زمين يگانه كره‌اي است كه روي آن اقيانوس وجود دارد و داراي هوايي به نسبت چهار پنجم ازت و يك پنجم اكسيژن است.خورشيد را ۹ سياره احاطه كرده‌اند كه در بين آنها كره زمين از نظر فاصله با خورشيد، سومين كره است و از چهار سياره داخلي بزرگ‌تر است.از پنج سياره بيروني، چهار تاي آنها از كره زمين بزرگ‌تر هستند. زمين در مداري گردش مي‌كند كه هيچ وقت از ۵/۹۱ ميليون مايل به خورشيد نزديك‌تر نمي‌شود و از ۵/۹۴ ميليون مايل دورتر نمي‌شود.جالب‌تر اينجا است كه اين مدار تقريباً دايره مانند است و اگر غير از اين بود زندگي روي كره زمين غير ممكن مي‌شد زيرا حيوانات و گياهان در زمستان از سرما يخ مي‌زنند و در تابستان از گرما كباب مي‌شدند. ‏زمين در مقايسه با كائنات يك كره جوان و جديد است با اين حال زمين حدود ۵/۴ هزار ميليون سال عمر دارد. كشف اين موضوع از بررسي‌هاي انجام شده توسط راديواكتيو كه در تعيين عمر سنگ‌ها از آن استفاده مي‌شود، به دست آمده است.تمامي عناصر راديواكتيو همانند اورانيوم كه براي عكس العمل تعيين شده به كار مي‌رود، به عناصر مختلف در ميزان ثابتي، تغيير شكل مي‌دهند.به وسيله اندازه گرفتن اين دو، يعني مقدار عنصر راديواكتيو اصلي و عنصر راديواكتيو تغيير شكل يافته، مي‌توان عمر تشكيل سنگ را حساب كرد. قديمي‌ترين سنگ‌هايي كه تا كنون به دست آمده‌اند حدود ۳ هزار ميليون سال عمر داشته‌اند ولي به طور يقين زمين سال‌هاي طولاني قبل از اين كه سطح سنگ‌ها شروع به تشكيل يافتن كنند، وجود داشته است. ‏اگر چه ستاره شناسان و سياره شناسان چندين تئوري درباره چگونگي بوجود آمدن زمين و بقيه سيارات منظومه شمسي ارائه داده‌اند ولي هنوز شك و ترديد فراواني در رابطه با مبدأ تشكيل زمين وجود دارد.هر كدام از اين تئوري‌ها بايد شامل اين واقعيت باشد كه تمامي سياره‌هاي بزرگ‌تر در مدار دايره مانندي در اطراف خورشيد گردش مي‌كنند و اين مدارها تقريباً در يك سطح نزديك هم قرار مي‌گيرند. حقيقت ديگري كه بايد توضيح داده شود اين است كه تمامي كرات در يك جهت به دور خورشيد مي‌چرخند و آن در جهتي است كه خورشيد به تناوب دور مي‌زند.حتي عجيب‌تر اين كه فاصله كرات مختلف از خورشيد از نظر رياضي به وسيله يك معادله ساده با هم نسبت دارند و به نام قانون «باد» ناميده مي‌شود. البته ممكن است اين فقط يك تصادف و اتفاق باشد يا احتمال دارد رابطه با مبدأ اصلي منظومه شمسي داشته باشد. ‏در اينجا دو تئوري اصلي به وجود مي‌آيد يكي اين كه يك رشته طولاني از بخار داغ به وسيله نيروي جاذبه سياره ديگري كه از نزديكي خورشيد مي‌گذشته از خورشيد جدا شده و پايين افتاده است سپس به تدريج بخار داغ، خنك و منقبض شده و تبديل به گلوله‌هاي جامدي شده است كه همان كرات هستند.تئوري ديگر كه احتمال بيشتري دارد عبارت است از اين كه در اصل يك توده بخار و غبار وجود داشته كه در حال چرخش دايره مانند بوده است.چرخش‌ها و گردبادهاي اين توده تكامل حاصل كرده و هسته‌هاي مركزي كرات ايجاد شده است. هر كدام از اين هسته‌ها به تدريج بزرگ‌تر شدند زيرا نيروي جاذبه آنها هر زمان بيشتر و بيشتر اجسامي را كه در فضاي لايتناهي اطرافشان پراكنده بودند به طرف خود جذب مي‌كردند.خورشيد در مركز اين دايره‌اي كه بخار و غبار به صورت ابر تيره در آمده واقع شده بود، زمين يكي از گرد بادها بوده است.‏كره زمين با سرعت ۵/۱۸ مايل در ثانيه به دور خورشيد در حال حركت است. همانند تمامي اجسام ديگري كه در مدارهاي هيأت، حركت و راهشان از قوه ميل به مركز پيروي مي‌كنند درست همانند پوست حلزون بسيار بزرگي كه روي يك نخ نامريي قرار داشته باشد.همان طور كه كره دور مي‌شود نيروي ميل به مركز به وسيله كشش نيروي جاذبه زمين بين خورشيد و كره زمين ايجاد مي‌شود. اگر كره زمين از دور زدن باز بايستد روي خورشيد سقوط خواهد كرد. ‏خوشبختانه در فضا بخار آن قدر وجود ندارد كه گردش زمين را آهسته كند و فقط از اندازه مدار زمين به طور بسيار ملايمي كاسته مي‌شود.‏زمين در فضا به شكل مارپيچ در حال حركت است به علاوه اين كه كره زمين از مغرب به مشرق روي محور خودش هر بيست و چهار ساعت يك بار مي‌چرخد.‏‎ ‎اندازه گيري‌هاي جديد صورت گرفته نشان مي‌دهند كه محور شمالي جنوبي كره زمين جنبش نسبتاً مختصر و نامنظمي دارد. همچنين ساعت‌هاي بسيار دقيق نشان مي‌دهند كه طول روزها به طور بسيار ملايمي تغيير مي‌كند.البته به عقيده بسياري از صاحب نظران اين طولاني شدن ملايم روزها به دليل زياد شدن جزر و مدهاي انرژي محرك گردش زمين است. البته اساس جزر و مدهاي دريا به واسطه كشش نيروي جاذبه ماه است.‏خوشبختي بشري كه روي زمين زندگي مي‌كند در اين است كه زمين تندتر نمي‌چرخد وگرنه وقتي كه نيروي گريز از مركز از نيروي جاذبه بيشتر مي‌شد زمين و تمامي متعلقاتش در فضا پخش مي‌شدند. ‏يك نكته جالب در مورد زمين اين است كسي كه روي خط استوا زندگي مي‌كند در واقع از كسي كه در هر يك از قطب‌هاي زمين است تندتر حركت مي‌كند. حركت زمين در خط استوا تندتر از دو قطب است.‏اندازه گيري‌هايي كه روي حركت و جنبش ستاره‌هاي كوچك مصنوعي كه به وسيله راكت به فضا پرتاب شده‌اند نشان مي‌دهند كه نه فقط زمين در دو قطب كمي پهن‌تر است بلكه كمي هم به شكل گلابي است.زمين يگانه كره‌اي است كه روي آن اقيانوس وجود دارد و داراي هوايي به نسبت چهار پنجم ازت و يك پنجم اكسيژن است. همچنين زمين شامل هسته مركزي مذابي است به قطر ۳ هزار مايل و به طور قطع حرارت مركز آن چندين هزار درجه سانتي گراد است.به احتمال زياد قسمت بزرگي از اين حرارت از راديواكتيو معادن داخل زمين حاصل مي‌شود.‏قشر زمين يا ورقه رويي آن حدود ۲۵ مايل ضخامت دارد. فاصله بين قله اورست تا «مارياناز ترانش» گودترين نقطه اقيانوس آرام، حدود ۱۲ مايل است و نيز تقريباً ۷۸ درصد سطح زمين از آب پوشيده شده است.‏   افكارنيوز ]]> فیزیک Sat, 19 Jan 2013 04:06:01 GMT http://migna.ir/vdceww8z.jh8pei9bbj.html تاریخچه عدد صفر http://migna.ir/vdcb55b8.rhb08piuur.html یکی از معمول ترین سئوالهائی که مطرح می شود این است که: چه کسی صفر را کشف کرد؟ البته برای جواب دادن به این سئوال بدنبال این نیستیم که بگوئیم شخص خاصی صفر را ابداع و دیگران از آن زمان به بعد از آن استفاده می کردند. اولین نکته شایان ذکر در مورد عدد صفر این است که این عدد دو کاربرد دارد که هر دو بسیار مهم تلقی می شود یکی از کاربردهای عدد صفر این است که به عنوان نشانه ای برای جای خالی در دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) بکار می رود. بنابراین در عددی مانند 2106 عدد صفر استفاده شده تا جایگاه اعداد در جدول مشخص شود که بطور قطع این عدد با عدد 216 کاملاً متفاوت است. دومین کاربرد صفر این است که خودش به عنوان عدد بکار می رود که ما به شکل عدد صفر از آن استفاده می کنیم. هیچکدام از این کاربردها تاریخچه پیدایش واضحی ندارند. در دوره اولیه تاریخ کاربرد اعداد بیشتر بطور واقعی بوده تا عصر حاضر که اعداد مفهوم انتزاعی دارند. بطور مثال مردم دوران باستان اعداد را برای شمارش تعداد اسبان، ... بکار می برند و در اینگونه مسائل هیچگاه به مسئله ای برخورد نمی کردند که جواب آن صفر یا اعداد منفی باشد. بابلیها تا مدتها در جدول ارزش مکانی هیچ نمادی را برای جای خالی در جدول بکار نمی بردند. می توان گفت از اولین نمادی که آنها برای نشان دادن جای خالی استفاده کردن گیومه (") بود. مثلاً عدد6"21 نمایش دهنده 2106 بود. البته باید در نظر داشت که از علائم دیگری نیز برای نشان دادن جای خالی استفاده می شد ولیکن هیچگاه این علائم به عنوان آخرین رقم آورده نمی شدندبلکه همیشه بین دو عدد قرار می گیرند بطور مثال عدد "216 را با این نحوه علامت گذاری نداریم. به این ترتیب به این مطلب پی می بریم که کاربرد اولیه عدد صفر برای نشان دادن جای خالی اصلاً به عنوان یک عدد نبوده است. البته یونانیان هم خود را از اولین کسانی می دانند که درجای خالی ,صفر استفاده می کردند اما یونانیان دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) مثل بابلیان نداشتند. اساساً دستاوردهای یونانیان در زمینه ریاضی بر مبنای هندسه بوده و به عبارت دیگر نیازی نبوده است که ریاضی دانان یونانی از اعداد نام ببرند زیر آنها اعداد را بعنوان طول خط مورد استفاده قرار می دادند. البته بعضى ازریاضی دانان یونانی ثبت اطلاعات نجومی را بر عهده داشتند. در این قسمت به اولین کاربرد علامتی اشاره می کنیم که امروزه آن را به این دلیل که ستاره شناسان یونانی برای اولین بار علامت 0 را برای آن اتخاذ کردند، عدد صفر می نامیم. تعداد معدودی از ستاره شناسان این علامت را بکار بردند و قبل از اینکه سرانجام عدد صفر جای خود را بدست آورد، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت و سپس در ریاضیات هند ظاهر شد. هندیان کسانی بودند که پیشرفت چشمگیری در اعداد و جدول ارزش مکانی اعداد ایجاد کردند هندیان نیز از صفر برای نشان دادن جای خالی در جدول استفاده می کردند. اکنون اولین حضور صفر را به عنوان یک عدد مورد بررسی قرار می دهیم اولین نکته ای که می توان به آن اشاره کرد این است که صفر به هیچ وجه نشان دهنده یک عدد بطور معمول نمی باشد. از زمانهای پیش اعداد به مجموعه ای از اشیاء نسبت داده می شدند و در حقیقت با گذشت زمان مفهوم صفر و اعداد منفی که از ویژگیهای مجموعه اشیاء نتیجه نمی شدند، ممکن شد. هنگامیکه فردی تلاش می کند تا صفر و اعداد منفی را بعنوان عدد در نظر بگیرید با این مشکل مواجه می شود که این عدد چگونه در عملیات محاسباتی جمع، تفریق، ضرب و تقسیم عمل می کند. ریاضی دانان هندی سعی بر آن داشتند تا به این سئوالها پاسخ دهندو در این زمینه نیز تا حدودى موفق بوده اند . این نکته نیز قابل ذکر است که تمدن مایاها که در آمریکای مرکزی زندگی می کردند نیز از دستگاه اعداد استفاده می کردند و برای نشان دادن جای خالی صفر را بکار می برند. بعدها نظریات ریاضی دانان هندی علاوه بر غرب، به ریاضی دانان اسلامی و عربی نیز انتقال یافت. فیبوناچی، مهمترین رابط بین دستگاه اعداد هندی و عربی و ریاضیات اروپا می باشد. ]]> فیزیک Wed, 16 Jan 2013 03:23:56 GMT http://migna.ir/vdcb55b8.rhb08piuur.html انسان‌ در ‌محاصره ‌امواج http://migna.ir/vdcf1vdy.w6djvagiiw.html از ابتداي خلقت، همواره زمين و ساكنان زميني در معرض تابش مستقيم اشعه خورشيد و امواج كهكشاني بوده‌اند و براي نور، امواج راديويي و حتي اشعه فرابنفش خورشيد مجالي براي رسيدن به سطح زمين وجود داشته است. البته جو زمين همچون پوششي از ورود بسياري از امواج خطرناك مانند اشعه ايكس و گاما كه در فضا وجود دارد و از خورشيد يا ديگر ستاره‌ها منشاء مي‌گيرد و به محدوده اطراف زمين مي‌رسد، ممانعت به عمل مي‌‌آورد و به اين ترتيب ساكنان اين كره خاكي مي‌توانند همچنان زير اين چتر محافظ به حيات خود ادامه دهند، اما امروزه در زندگي روزمره با وسايل الكترونيكي سر و كار داريم كه گرچه نقش مهمي در تسهيل زندگي داشته، اما مباحث زيادي پيرامون مضرات آنها مطرح شده كه نگراني‌هايي را به همراه داشته است. ابزارهاي الكترونيكي از رايانه و تلويزيون تا گوشي‌هاي تلفن همراه و بسياري از ديگر لوازم الكترونيكي و همچنين سيستم‌هاي گيرنده و فرستنده يا آنتن‌هايي كه براي انتقال اطلاعات از آنها استفاده مي‌شود، منبع توليدكننده امواجي است كه به گفته برخي محققان مي‌تواند سلامت عمومي انسان را با خطرات جدي مواجه كند.در سال‌هاي اخير با نفوذ تلفن همراه در جوامع مختلف گفته‌هاي بسياري درباره مضرات و آسيب‌هاي احتمالي ناشي از امواج گوشي‌هاي تلفن همراه مطرح شده است، اما به گفته محققان انگليسي شواهد قابل قبولي مبني بر تائيد آسيب‌هاي‌ استفاده ‌از تلفن همراه بر سلامت انسان ارائه نشده است. براساس گزارشي كه در وب سايت نيوساينتيست آمده است نتايج به دست آمده از بررسي صدها تحقيق و مطالعه در اين زمينه نشان مي‌دهد، تاكنون هيچ‌گونه ارتباط مستقيمي ميان استفاده از تلفن همراه و افزايش خطر ابتلا به بيماري‌هاي روحي و رواني، سرطان و همچنين ناباروري وجود ندارد. با وجود اين محققان اعلام كرده‌اند، لازم است بررسي‌هاي دقيق‌تري درباره اثرات استفاده طولاني‌مدت از تلفن همراه بر سلامت انسان‌ها انجام شود تا بتوان به نتايج قطعي‌تري در اين زمينه دست يافت.سلامت عمومي و فناوريپرتوها و امواج در زندگي ما كاربرد وسيعي دارد، اما متاسفانه با وجود كاربرد روزافزون وسايل پرتوزا و سيستم‌هايي كه مولد اين امواج است، رعايت اقدامات حفاظتي و امنيتي در برابر اين امواج چندان مورد توجه قرار نگرفته است كه اين بي‌توجهي مي‌تواند عوارض و پيامدهاي خطرناكي به همراه داشته باشد. گرچه خورشيد منبعي از اين پرتوهاست، اما جو زمين تا حد زيادي مانع رسيدن پرتوهاي مضر به سطح زمين مي‌شود، در حالي كه در كنار ما سيستم‌ها يا دستگاه‌هايي وجود دارد كه به طور مصنوعي اين پرتوها را ايجاد مي‌كند. در 50 سال اخير ميزان انرژي‌اي كه به هر سانتي‌متر مربع از سطح بدن ما مي‌خورد از 15 ميلي‌وات به ده‌ها وات افزايش يافته است. گرچه پرتوهايي مانند پرتوهاي فرابنفش، امواج راديويي و امواج مايكروويو از انواع پرتوهاي غيريونيزه است كه قدرت يون‌سازي ندارد، اما اين پرتوها نيز با ‌اين‌كه در مقايسه با پرتوهاي يونيزه، انرژي كمتري دارد، در بلندمدت ممكن است به بدن آسيب برساند.‌گفته مي‌شود امواج الكترومغناطيسي تلفن همراه بخش‌هايي از مغز را كه در نزديكي گوشي قرار دارد تحت تاثير قرار داده و احتمال ايجاد تومورهاي سرطاني در اين بخش را افزايش مي‌دهد، اما مطالعات جديد اين موضوع را رد مي‌كند. اين امواج مي‌تواند اين بخش‌ از مغز را فعال‌تر كند و هيچ نشانه‌اي از آسيب‌ديدگي مشاهده نشده است. به گفته محققان، امواج گوشي و آنتن‌هاي همراه در محدوده طول موج امواج غيريونيزه است كه اثر تخريبي نداشته و تنها دماي قسمتي از بدن را كه در معرض تابش اين امواج است، افزايش مي‌دهد. گفته‌هاي ضد و نقيض مطرح شده در اين زمينه به علت اختلاف‌نظر دانشمندان درباره افزايش ميزان فعاليت سلول‌هاي مغزي است. عده‌اي افزايش سوخت و ساز سلول‌هاي مغزي‌ را زمينه‌ساز ابتلا به تومورهاي مغزي مي‌دانند و اين در حالي است كه عده‌اي ديگر افزايش سوخت و ساز را به منزله فعال‌تر شدن مغز مي‌دانند. در حقيقت امواج پيرامون ما انسان‌ها كه به آساني از طريق پوست و بافت‌هايي كه در معرض تابش امواج قرار مي‌گيرند جذب مي‌شود، موجب افزايش دماي موضعي شده و در نتيجه افزايش دما، سرعت جريان خون در اين منطقه نيز افزايش مي‌يابد كه در نهايت به افزايش سوخت و ساز سلول‌هاي مغزي و افزايش مصرف انرژي منجر خواهد شد.روشنايي هم مي‌تواند دردسرساز شودشايد درباره خطرات و آسيب‌هاي احتمالي لامپ‌هاي كم‌مصرف، مطالب زيادي شنيده باشيد. در حقيقت لامپ‌هاي كم‌مصرف نيز منبعي براي انتشار امواج فرابنفش است كه مي‌تواند به پيري پوست، ابتلا به آب مرواريد و همچنين ايجاد لكه‌هاي پوستي منجر شود. لامپ‌هاي كم‌مصرف يا فلوئورسنت مانند ديگر منابع نوري، تركيبي از نورهاي مرئي، فرابنفش و فروسرخ است كه اگر استانداردهاي لازم در ساخت اين لامپ‌ها رعايت نشود، سلامت افراد به خطر مي‌افتد. گرچه گفته مي‌شود مقدار اشعه مضر لامپ‌هاي فلوئورسنت بسيار كم است، اما چون اغلب افراد مدت زمان بسيار طولاني در معرض نور اين لامپ‌ها قرار مي‌گيرند بايد پيامدهاي آن را جدي گرفت. از اين‌رو توصيه مي‌شود لامپ‌‌ فلوئورسنت در محفظه‌اي مشبك قرار گيرد تا پرتوهاي مستقيم نور را هنگام عبور بشكند. امواج لامپ‌هاي فلوئورسنت مي‌تواند قدرت بينايي را نيز كاهش دهد. بر اين اساس گفته مي‌شود احتمال ابتلا به آب مرواريد در افرادي كه روزانه بيش از هشت ساعت در معرض تابش امواج فرابنفش اين لامپ‌ها قرار مي‌گيرند پنج برابر است. گرچه اين روزها به دليل صرفه‌جويي در مصرف انرژي، استفاده از لامپ‌هاي كم‌مصرف در بسياري از كشورها مورد توجه قرار گرفته است، اما بايد به اين موضوع نيز توجه كرد كه استفاده از اين گروه از لامپ‌ها كه ميزان پرتوي ناشي از آنها از لامپ‌هاي معمولي بيشتر است، مي‌تواند با عوارض بسيار ناگواري همراه باشد. بسياري از پيامدهاي ناشي از قرار گرفتن در معرض امواج لامپ‌هاي فلوئورسنت با گذشت زمان نمايان مي‌شود و نبايد آن را ناديده گرفت. از آن گذشته در ساخت اين لامپ‌ها از گاز جيوه استفاده مي‌شده كه بر اثر شكستن لامپ در محيط رها مي‌شود. اين گاز بشدت سمي است و مي‌تواند اثرات مخربي روي بدن ‌به جاي بگذارد . به همين دليل توصيه مي‌شود به جاي لامپ‌هاي فلوئورسنت از لامپ‌هاي LED استفاده شود. اين لامپ‌ها نه‌تنها اشعه ماوراء‌بنفش توليد نمي‌كند، بلكه در ساخت آنها از بخارات سمي جيوه نيز خبري نيست.   از امواج الكترومغناطيس در امان هستيددر سال‌هاي اخير به موازات رشد روزافزون فناوري‌هايي كه عملكردشان مبتني بر انتقال امواج الكترومغناطيس است، نگراني‌ها درباره آثار و پيامدهاي مخرب اين امواج بر سلامت انسان به مراتب افزايش يافته است. بسياري از فناوري‌هاي نوين مانند گوشي‌هاي تلفن همراه، امواج الكترومغناطيس از خود ساطع مي‌كنند كه مقاديري از آن جذب بدن مي‌شود. به طور كلي امواج منتشر شده در اطراف انسان را مي‌توان در قالب دو گروه، امواج نوري و مايكروويو يا همان راداري تقسيم كرد. بسياري از برنامه‌هاي تلويزيوني از طريق امواج مايكروويو از ماهواره‌ها به گيرنده‌هاي تلويزيوني منتقل مي‌شود. سيگنال‌هاي ماهواره‌اي كه از فاصله حداقل 36 هزار كيلومتري زمين منتشر مي‌شود، در زمان رسيدن به آنتن‌هاي گيرنده به قدري ضعيف است كه ضرري ندارد. با توجه به اهميت اين موضوع سازمان جهاني بهداشت از سال 1996 يك طرح بين‌المللي درباره ميادين الكترومغناطيسي را در دستور كار خود قرار داد تا به شواهدي درباره تاثير اين امواج بر سلامت انسان‌ها دست يابد، اما براساس اعلام رسمي اين سازمان تاكنون هيچ دليل قابل قبولي در اين زمينه ارائه نشده است. البته بايد اين نكته را نيز مدنظر قرار داد كه بروز سرطان روندي تدريجي دارد و گاه بيش از يك دهه طول مي‌كشد تا اين بيماري قابل تشخيص شود و از آنجا‌ كه از گسترش تلفن‌هاي همراه كمتر از بيست سال مي‌گذرد، نمي‌توان با قطعيت تاثير امواج تلفن‌هاي همراه بر سلامت انسان‌ها را رد كرد‌ يا مورد تائيد قرار داد. تاثير بيولوژيكي امواج بر سلامت انسان‌ها موضوعي است كه همچنان بحث‌هاي زيادي پيرامون آن وجود دارد و مستلزم بررسي‌هاي بيشتر است. گرچه تاثير گرمايي امواج براساس استانداردهاي موجود، قابل اندازه‌گيري و كنترل است، اما هنوز علم درباره تاثيرات بيولوژيك اين امواج به قطعيت نرسيده است.     فرانك فراهاني‌جم / جام جم ]]> فیزیک Sat, 13 Oct 2012 06:39:52 GMT http://migna.ir/vdcf1vdy.w6djvagiiw.html قوانین نیوتن http://migna.ir/vdcjvvev.uqextzsffu.html مدت‌ها بود كه مسأله ارتباط نیرو و حركت امری ناشناخته قلمداد می‌شد، البته از زمان ارسطو تا گالیله نظریاتی در این مورد مطرح شد بود. اما نیوتن ( صاحب عكس مقابل) قوانین خیلی خوبی را در این باره كشف نمود.   اهمیت قوانین نیوتن در جهان شمول بودن آنها است. تفکیک نیروها و در نتیجه پیدا کردن نیروی موثر بر یک جسم برای  بررسی و پیشگویی حرکت آتی جسم، اهمیت زیادی دارد. همین تشخیص نیروی موثر وارد بر جسم است که جهان شمول بودن قوانین نیوتن و زیبایی آن را جلوه گر می سازد. زیبایی و جذابیت این قوانین در ظاهر ساده و مفاهیم عمیق و بنیادی آن است که وجوه مشترک و تفاوت های حرکت یا سکون سنگی بر سطح زمین را با گردش سیاره ای غول پیکر به دور یک ستاره را تحت قوانینی خاص توضیح می دهد. این دست آورد بزرگ نتیجه کار و کوشش چند هزار ساله ی اندیشمندان بود که سرانجام توسط نیوتن تدوین شد. نگاهی گذرا به تاریخ علم فیزیک، نشان می دهد که انسانهای اندیشمند چه زحمات طاقت فرسایی را تحمل کردند و چه هزینه ی سنگینی را پرداختند تا معادلات حرکت شناخته و مطرح گردد. نیوتن با سه قانون معروف خود درباره حرکت پایه‌های مکانیک کلاسیک را طوری مستحکم کرد که هنوز هم با گذشت سالها این قوانین در زندگی روزمره بشر و در علوم مختلف کاربردهای فراوانی دارند. این قوانین در مورد حرکت و نیروهای دخیل در آن می‌باشد.   اسحق نیوتن (1643-1727)نیوتن در سال 1687 م.  "اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعی" را به نگارش درآورد. در این کتاب او مفهوم گرانش عمومی را مطرح ساخت و با تشریح قوانین حرکت اجسام، علم مکانیک کلاسیک را پایه گذاشت. نیوتن همچنین در افتخار تکمیل حساب دیفرانسیل با ویلهلم گوتفرید لایب نیتز ریاضیدان آلمانی شریک است. نام نیوتن با انقلاب علمی در اروپا و ارتقاء تئوری خورشید- مرکزی (heliocentrism)  پیوند خورده  است. او نخستین کسی است که قواعد طبیعی حاکم بر گردشهای زمینی و آسمانی را کشف کرد. وی همچنین توانست برای اثبات قوانین حرکت سیّارات کپلر برهان‎های ریاضی بیابد. در جهت بسط قوانین نامبرده، او این جستار را مطرح کرد که مدار اجرام آسمانی ( مانند ستارگان دنباله دار) لزوما بیضوی نیست بلکه می تواند هذلولی یا سهمی نیز باشد. افزون بر اینها، نیوتن پس از آزمایش‎های دقیق دریافت که نور سفید ترکیبی است از تمام رنگ های موجود در رنگین‌کمان. در آن دوران دروس دانشکده عموما بر پایه‎ ی آموزه‌های ارسطو تنظیم می‎شد ولی نیوتن ترجیح می‎داد که با اندیشه ‎های مترقی‎ تر فیلسوفان نوگرایی چون دکارت، گالیله، کپرنیک و کپلر آشنا شود. در 1665 م. او موفق به کشف قضیه‌ی دو جمله‌ای در جبر شد. یافته ‎ای که بعدها به ابداع حساب دیفرانسیل انجامید. در سال 1684 م. نیوتن که مطالعات خود را درباره‌ی گرانش و چگونگی حرکت سیارات کامل کرده بود، رساله ای در این مورد نوشت که بسیار مورد توجه ادموند هالی منجم معروف انگلیسی قرار گرفت. با تشویق و پیگیری او سرانجام نیوتن کتابش را تکمیل و با سرمایه هالی منتشر کرد.  کتاب (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعی بر جهان علم بویژه فیزیک تأثیری عظیم گذاشت و بعضی آن را بزرگترین کتاب علمی تاریخ دانسته اند.کپلر نتوانسته بود توضیح دهد که چرا مدار سیاره‌ها بیضی است و چه نیرویی آنها را به حرکت در می‌آورد. همچنین مشخص نبود که به چه علت سرعت مداری سیارات وقتی به خورشید نزدیکتر می شوند، افزایش می‌یابد.نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی به تمامی این پرسش ها پاسخ گفت. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی، طبق قانون " عکس مربع" عمل می‎کند یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و یک سیاره متناسب است با عکس مجذور فاصله میان آن دو. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع به ناگزیر مسیر حرکت سیاره ها را بیضی می‎سازد. آنگاه او گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را وضع کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی کششی وارد می‎کند و مقدار این نیرو با رابطه‎ ی نامبرده محاسبه‌پذیر است. در بخش دیگری از کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی، نیوتن چگونگی جنبش اجسام را در قالب سه قانون توصیف کرده است. ارسطو بر این باور بود که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی‌ بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن می‌شود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند:     از لحاظ وضعیت حركت، یك جسم می‌تواند 3 حالت داشته باشد. قانون اوّل و دوّم نیوتن، جداگانه به بررسی این 3 حالت می‌پردازد. قانون اوّل نیوتناین سنگ چرا ساكن است؟ چرا ضربه زدن به آن كار سختی است؟ قانون اول نیوتن:هر جسم که در حال سکون یا حرکت یکنواخت در راستای خط مستقیم باشد، به همان حالت می‌ماند مگر آنکه در اثر نیروهای بیرونی ناچار به تغییر آن حالت شود.دومین قانون به این پرسش پاسخ می‌دهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود. آیا تصویر این فضاپیما (از كتاب علوم سوّم راهنمایی) را یادتان هست. فضاپیمایی كه در دور دست، بدون این كه هیچ نیرویی آن را به سمت جلو برده یا جلوی حركت آن را بگیرد، در فضای بیكران در حال حركت است. چرا تندی فضاپیما ثابت است؟ و چرا در مسیر مستقیم به حركتش ادامه می‌دهد؟ برای مشاهده فیلمی در این رابطه کلیک کنید. نیوتن بهترین جواب را برای این پرسش‌ها ارائه داد، پاسخ او تحت عنوان قانون اوّل نیوتن ثبت شد: یك جسم در حالت سكون باقی می‌ماند یا به حركت یكنواخت بر خط راست ادامه می‌دهد مگر آن كه نیروی برآیندی به آن وارد گردد و جسم را مجبور به این تغییر حالت‌ها بكند.   در فیزیك، به تمایل اجسام به حفظ حالت كنونی یا اوّلیه (سكون یا تندی ثابت)، اینرسی یا لَختی می‌گویند.در فیلم زیر تمایل اجسام به حفظ وضعیت حركت خودشان را می بینید.برای مشاهده فیلم کلیک کنید. مقدار لَختی هر جسم را با جرم آن اندازه می‌گیرند. اجسام پر جرم لَختی زیاد دارند، یعنی برای تغییر وضعیت (سكون یا حركت) آن ها نیروی زیادی لازم است، واحد جرم در سیستم SI كیلوگرم (kg) می‌باشد.   قانون دوم نیوتن: آهنگ تغییر اندازه‌ی حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد. فرمولی که از این قانون برمی‌آید.F=maدر این رابطه F برایند نیروهای وارد بر جسم، m جرم جسم و a شتاب است. این رابطه به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم. معمولاً قانون دوم نیوتن را با استفاده از اندازه حرکت تعریف می کنند. اندازه حرکت جسمی به جرم m که با سرعت v حرکت کی کند از رابطه زیر تعریف می شود:p=mvکه در آن p اندازه ی حرکت است با توجه به اینکه شتاب مشتق سرعت است خواهیم داشت:F=dp/dtسومین قانون می‌گوید که هرگاه جسمی به جسم دیگری نیرو وارد کند، جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در سوی مخالف بر جسم اول وارد می‌کند و برآیند کنش همزمان این دو نیرو باعث حرکت شتابدار می‌شود. قانون سوم: برای هر کنشی همواره یک واکنش برابر ناهمسو وجود دارد.قبل از ادامه ی بحث لازم است اشاره ی کوتاهی به حرکت دورانی داشته باشیم. هرگاه جسمی در مسیر دایروی حرکت کند، برای آن سرعت زاویه ای و شتاب زاویه ای نیز قابل تعریف است. شکل زیرروابط بالا نشان می دهد که چگونه می توان از کمیتهای خطی در حرکت دورانی استفاده کرد. بنابراین گردش ماه بدور زمین را نیز می توان با توجه به سرعت خطی آن توصیف کرد. قانون جهانی گرانشپرتابه ای که بطور افقی پرتاب می شود، مسیری سهمی شکل را بطرف زمین می پیماید و سرانجام به سطح زمین سقوط می کند. اما چون زمین به شکل کره استّ، سطح آن انحنا دارد.  حال اگر پرتابه ای باسرعت زیاد از بالای یک قله پرتاب شود، تحت تاثیر گرانش مسری منحنی را طی خواهد کرد. اگر سرعت این پرتابه به اندازه ی کافی باشد، می تواند یک دایره ی کامل را حول زمین طی کند و دائم دور زمین بچرخد. شکل زیرنیوتن فرض کرد که نیروی گرانش زمین مانند کره ای بزرگ و در حال انبساط در همه جهات پراکنده است. بنابراین مساحت این کره برابر است با وی سپس استدلال کرد که نیروی گرانشی که بر سطح این کره پراکنده شده است، می بایست متناسب با مجذور شعاع آن ضعیف شود. درست مانند شدت نور و صوت. به این ترتیب برای نیوتن آشکار شد که ماه بایستی تحت اثر این نیروی گرانش کشیده شود. سپس استدلال کرد چنانچه ماه با نیروی معینی بوسیله زمین کشیده می شود، زمین نیز بایستی با همان اندازه بوسیله ماه کشیده شود. آنگاه نتیجه گرفت که نیروی گرانشی میان هر دو جسمی که در جهان است، مستقیماً متناسب با حاصلضرب جرمهای آنهاست. این نتیجه را قانون جهانی گرانش می نامند که بصورت زیر بیان می شود.قانون جهانی گرانش نیوتنG= 6.672 x 10-11 N2/kg2در این رابطه m1, m2  بترتیب جرم دو جسم، G ثابت جهانی گرانش و r فاصله ی دو جسم است. لازم به ذکر است که نیوتن فرض کرد جرم اجسام که به یکدیگر نیروی گرانش وارد می کنند(مثلاً زمین و خورشید)، در مرکز آنها متمرکز شده و از این نظر مانند دو ذره عمل می کنند. با گذشت زمان مشخص شد که  سیارات و ستارگان از این قانون تبعیت می کنند. نیوتن هیچگاه قوانین خود را بصورت تحلیلی ننوشت، این کار اولین بار توسط اویلر انجام شد. شدت میدان گرانش را می توان بصورت زیر محاسه کرد:با توجه به شکل بالا و قانون دوم نیون، نیروی جانب مرکز را می توان بصورت زیر حساب کرد:F=ma=GmM/R2 این روابط نشان می دهد که شدت گرانش وارد از طرف زمین بر اجسام مستقل از جرم آنها است و تنها به جرم زمین و فاصله آنها دارد. بنابراین گفته ی ارسطو را که اجسام سنگین تر زودتر سقوط می کنند، باطل می کند. F12 = -F21 = -Gm1m2 r/r3در حرکت دایروی جرم m2 اندازه ی حرکت بدور m1 شتاب جانب مرکز با توجه به قانون نیوتن از رابطه ی زیر به دست می آید:a = -Gm1r/ r3 اندازه حرکت زاویه m2  بدور m1 برابر است با: L = r x p = r x mv = mr x v با توجه به اینکه هیچ نیروی خارجی بر سیستم m1 و m2 اعمال نمی شود، لذا گشتاور خارجی وجود ندارد. بنابراین اندازه حرکت زاویه ی سیستم ثابت است و خواهیم داشت:اگر سیستم متشکل از زمین و خورشید را در نظر بگیریم، نیروی جانب مرکز دوران زمین بدور خورشید نیروی گرانش است. چون این سیستم منزوی است ( نیروی خارجی بر آن اعمال نمی شود)، لذا اندازه حرکت زاویه ای زمین L بدور خورشید نیز ثابت است. بنابراین با توجه به رابطه ی L=mrv با کاهش فاصله، سرعت افزایش می یابد. در واقع زمین بدور مرکز خوشید نمی گردد، بلکه بدور مرکز جرم سیستم (زمین و خورشید) می گردد، لذا با تغییر موقعیت زمین نسبت به خورشید، مرکز جرم نیز تغییر می کند و مدار حرکت از حالت دایره خارج شده و به بیضی تبدیل می شود و چنین بنظر میرسد که خورشید همواره در یکی از کانونهای بیضی است.مسیر حرکت زمین بدور خورشید دایره نیست، زیرا زمین بدور مرکز جرم مشترک (زمین و خورشید) می چرخد.این مرکز جرم نیز با تغییر موقعیت زمین نست به خورشید، تغییر می کند. لذا مسیر حرکت از حالت دایروی خراج می شود.  حرکت اجرام بدور خورشید یکی از شکل های مقاطع مخروطی است که بیضی حالت خاصی از آن است. تصویر منظومه شمسی، هر یک از سیارات علاوه بر خورشید تحت تاثیر جاذبه ی دیگر سیارات هستند. بنابراین مدار حرکت آنها را باید با توجه به حرکت سایر سیارات محاسبه کرد. زمینه تاریخی قانون جهانی گرانش نیوتنبعد از ارائه ی قوانین کپلر و کشفیات پر اهمیت گالیله، ریاضیدانان و فیزیکدانان علاقه زیادی به موضوع های اختر شناسی پیدا کردند. در این زمینه نظریه های مختلفی داده شد. رابرت هوک و ادموند هالی به این نظر باقی بودند که نیرویی که سیاره ها را بطرف خورشید می کشد، آنها را در مدار خود نگاه می دارد. از این گذشته آنها گمان می کردند که این نیرو باید با دور شدن از خورشید و به نسبت مربع فاصله ضعیف شود. کپلر نیز وجود این نیرو را قبول داشت و تصور می کرد که این نیرو به نسبت فاصله ضعیف می شود. بنابراین داستان افتادان سیب و توجه نیوتن به گرانش از این نظر می تواند واقعی باشد که نیوتن تلاش کرد نیرویی که زمین به سیب وارد می کند، همان ماهیتی را دارد که زمین به ماه وارد می کند. اما اگر ادعا شود که نیوتن یک تنه و با توجه به سقوط سیب قانون جهانی گرانش را کشف کرد، شناختن روند تکامل علم را مختل می کند. حتی 50 سال قبل ازنیوتن، گالیله به شتاب گرانش توجه داشت و آن را بیان کرده بود. اما امتیاز نیوتن در این بود که اثر همه ی نیروها را تحت قانون کلی توضیح داد و بصورت ریاضی بیان کرد. علاوه بر آن نیوتن با یک فرض اساسی که قبل از وی به آن توجه نشده بود توانست قانون جهانی گرانش را فرمول بندی کند. وی فرض کرد که جسمی کروی که چگالی آن در هر نقطه به فاصله آن تا مرکز کره بستگی دارد، یک ذره ی خارجی را طوری جذب می کند که گویی همه جرم آن در مرکز متمرکز شده است. این قضیه توجیه وی را از قوانین حرکت سیارات کامل کرد، زیرا انحراف جزئی خورشید از کرویت واقعی در اینجا قابل صرف نظر کردن است. پس از آنکه نیوتن قانون جهانی گرانش را مطرح کرد، رابرت هوک ادعا کرد که نیوتن کشف قانون گرانش وی را دزدیده و به نام خود ارائه داده است. به همین دلیل مشاجره شدیدی بین نیوتن و هوک در گرفت که موجب رنجش و حتی بیماری نیوتن گردید. دانلود قوانين نيوتن :      تبیان ]]> فیزیک Fri, 21 Sep 2012 12:56:17 GMT http://migna.ir/vdcjvvev.uqextzsffu.html مشهور‌ترین عکس دنیای فیزیک! http://migna.ir/vdcb9zb8.rhbf5piuur.html کلیک - از اینجا عکس را در سایز بزرگتر ببنید  / عکس بزرگ  موسسه بین‌المللی فیزیک و شیمی سالوی (Solvay) در سال ۱۹۱۲ در بروکسل بلژیک و پس از برگزاری نخستین کنفرانس بین‌المللی سالوی در ۱۹۱۱ تاسیس شد. این موسسه در نیمه اول قرن بیستم بسیار مشهور بود و کنفرانس‌های بین‌المللی آنکه هر چند سال یک‌بار برگزار می‌شد، شاهد دستاوردهای بسیار بزرگی بود. مشهور‌ترین این کنفرانس‌ها، پنجمین کنفرانس سالوی بود که در اکتبر ۱۹۲۷ / مهر ۱۳۰۶ با موضوع الکترون‌ها و پروتون‌ها برگزار شد. از ۲۹ نفر فیزیک‌دان حاضر در کنفرانس، ۱۷ نفر برنده جایزه نوبل شده بودند یا در سال‌های بعد از کنفرانس برنده اینجایزه شدند. موضوع این کنفرانس، بحث و بررسی در مورد نظریه کوانتومی بود که به‌تازگی ارایه شده بود. این تصویر که همیشه نسخه سیاه و سفید آن دست به دست می‌چرخید، به تازگی رنگ‌آمیزی شده و جلوه‌ای دیگر یافته است. حاضران در عکس، از راست به چپ از این قرارند: ردیف سوم (ایستاده): لئون بریلوئین - رالف فاولر - ورنر هایزنبرگ (نوبل فیزیک ۱۹۳۲/۱۳۱۱) - ولفگانگ پائولی (نوبل فیزیک ۱۹۴۵/۱۳۲۴) - ژولز امیل ورشافلت - اروین شرودینگر (نوبل فیزیک ۱۹۳۳/۱۳۱۲) - تئوفیل دی‌داندر-ادوارد هرزن - پل اهرنفست- امیل هنریوت- آگوست پیکاردردیف دوم: نیلز بوهر (نوبل فیزیک ۱۹۲۲/۱۳۰۱) - مکس بورن (نوبل فیزیک ۱۹۵۴/۱۳۳۳) - لوییس دی‌بروگلی (نوبل فیزیک ۱۹۲۹/۱۳۰۸) - آرتور کامپتون (نوبل فیزیک ۱۹۲۷/۱۳۰۶) - پل دیراک (نوبل فیزیک ۱۹۳۳/۱۳۱۲) - هنریک کرامرز - ویلیام براگ (نوبل فیزیک ۱۹۱۵/۱۲۹۴) - مارتین نادسن - پی‌تر دبیه (نوبل شیمی ۱۹۳۶/۱۳۱۵) ردیف اول: اوون ریچاردسون (نوبل فیزیک ۱۹۲۸/۱۳۰۷) - چارلز ویلسون (نوبل فیزیک ۱۹۲۷/۱۳۰۶) - چارلز گویه - پل لانگه‌وین - آلبرت انیشتین (نوبل فیزیک ۱۹۲۱/۱۳۰۰) - هنریک لورنتز (نوبل فیزیک ۱۹۰۲/۱۲۸۱) - ماری کوری (نوبل فیزیک ۱۹۰۳/۱۲۸۲ و نوبل شیمی ۱۹۱۱/۱۲۹۰) - مکس پلانک (نوبل فیزیک ۱۹۱۸/۱۲۹۷) - اروینگ لنگ‌مویر (نوبل شیمی ۱۹۳۲/۱۳۱۱) ]]> فیزیک Tue, 04 Sep 2012 13:18:04 GMT http://migna.ir/vdcb9zb8.rhbf5piuur.html انرژي درماني(انرژی ریکی) http://migna.ir/vdcg3t9q.ak9ww4prra.html انرژي درماني يا شفا از قوانين و انرژيهاي طبيعي هستند. در بدن ما نيروهايي وجود دارد كه به ما كمك مي‌كند تا بيماريها و زخم‌هايمان خوب شوند، همين انرژي درماني است. بنابراين انرژي درماني چيزي جز استفاده از قانون Self healing يا قانون خود بهبودي نمي‌باشد. --قانون نيروي حيات و قانون خود بهبودي از اصول انرژي درماني هستند. بنابراين انرژي درماني چيزي جز استفاده از قانون‌هاي شفاي طبيعي نمي‌باشند. گاهاً ممكن است بعضي افراد يا حتي سازمانها با انرژي درماني مخالفت كنند و يا آنرا رد كنند.انرژي درماني چيزي نيست كه بشود آن را رد كرد به خاطر همين كسانيكه آن را رد مي‌كنند يا اطلاعي ندارند يا اينكه به صلاحشان است انرژي درماني را رد كنند. به هر حال انرژي درماني در ميان دوستان و مخالفان راه خود را پيدا كرده است. البته كساني بوده‌اند كه از موضوع انرژي درماني و عدم اطلاع مردم از انرژي درماني سوء استفاده‌هاي كرده‌اند. اما انرژي درماني يك مبحث كاملاً علمي است. هر چند در ايران آن را بعنوان يك علم نمي‌شناسند ولي در كشورهاي ديگر جز علوم مكمل مي‌باشد. زمانيكه ما روشهاي درماني بوعلي سينا را مورد برسي قرار مي‌دهيم مي‌بينيم كه او نيز از انرژي درماني بي بهره نبوده است و سعي مي‌كند علاوه بر دارو چيز ديگري نيز در اختيار بيمارش قرار دهد تا به بهبودي او كمك كند. بنابراين انرژي درماني در فرهنگ ايراني نيز وجود داشته و دارد.استاد آرام از جمله كساني است كه از سالها پيش مبحث انرژي درماني را با ترجمه كتابهاي در اين زمينه بصورت علمي و عملي به آن پرداخته‌اند. استاد آرام كتاب انرژي درماني مقدماتي را در سال 1379 به چاپ رساندند. در كتاب انرژي درماني مقدماتي، بحث انرژي درماني بصورت ساده، علمي و عملي مطرح شده است و تمرينات آن را هر كسي در طي چند ساعت مي‌تواند انجام دهد و از آن براي بهبودي بيماريهاي خود و ديگران استفاده كند. در كتاب علاوه بر اصول علمي انرژي درماني در مورد روشهاي ساده و ابتدايي انرژي درماني كه هر كسي با كمي تمرين مي‌تواند بر روي آنها تسلط يابد صحت شده است. در كتاب انرژي درماني مقدماتي كه تنها 270 صفحه دارد علاوه بر بحث انرژي درماني، ارتباط انرژي درماني با وضو گرفتن را مورد برسي قرار گرفته است كه اين فصل كتاب تحقيق و پژوهش مترجم مي‌باشد. انرژي درماني نه تنها با درمان در ارتباط است بلكه با تمام كيفيت‌ها و اصولهاي زندگي كردن نيز در ارتباط مي‌باشد. روشهاي ارائه شده در كتاب انرژي درماني بسيار كارآمد مي‌باشد. هر كسي با تمرين و ممارست متوسط مي‌تواند بر روي آنها تسلط يابد و خود و خانواده خود تنها با انرژي حيات كه در دسترس همگان مي‌باشد، مدارا كند. انرژي درماني نيازي به لمس كردن ندارد. بنابراين انرژي درماني يك روش بدون لمس مي‌باشد كه تنها از طريق انتقال انرژي(نيروي حيات، پرانا، چي يا كي)اقدام به درمان مي‌كند. كه اين مكانيسم از طريق فعال كردن سيستم ايمني و قانون خود بهبودي بدن صورت مي‌گيرد. انرژي درماني با هيچ روش درماني مخالفت يا مبارزه نمي‌كند. اساس انرژي درماني بر پاكسازي انرژي هاي كثيف از بدن و جايگزين كردن انرژي هاي تميز مي‌باشد. روشهايي براي تشخيص بهتر در انرژي درماني بنام اسكن كردن وجود دارد. تكنيك‌هاي اسكن به ما كمك مي‌كند كه مطمئن شويم چه جاهايي از بيمار دچار مشكل شده است. يا چه جاهايي از نظر انرژيكي آسيب ديده است. پس انرژي درماني براي خود اصولي دارد و كسانيكه ادعا مي‌كنند توانايي انجام اين روش را دارند بايد با تكنيك‌هاي علمي و عملي آن كاملاً آگاه باشند و بر روي آنها تسلط يابند. بهر حال انرژي درماني پس از طي شايد ده هزار سال هم اكنون به اينجا رسيده است كه مورد نقد و برسي ما قرار مي‌گيرد. اين علم كهن همراه با تاثيرات عالي پرانا و انرژي حيات وارد تمام سيستم‌هاي درماني ما شده است كه ممكن است از آن اطلاعي نداشته باشيم. اما روشهايي همانند، طب گياهي، ماساژ، شياتسو، هميوپاتي، مغناطيس درماني، روشهاي الكساندر، كاپروپرانيك، هاله درماني، چاكرا درماني، يوگا درماني، شفاي لمسي، شفاي كوانتومي و بسياري از آنها كه قابل ذكر در اينجا نيستند همه از قوانين پرانا يا انرژي درماني استفاده مي‌كنند. باشد كه انرژي درماني بتواند زندگي شما را متحول نمايد و در درمان بيماريهاي خودتان و عزيزانتان شما را ياري دهد.     توجیه علمی انرژی ریکی ریکی (به چینی باستان: 靈氣، ساده شده: 灵气) تمرین باطنی است که در سال ۱۹۲۲ توسط میکائو اوسویی ابداع شد. او بعد از سه هفته روزه داری و مدیتیشین در کوهستان کوراما ادعا کرد که توانایی شفا بدون تخلیه انرژی را کسب کرده است. در بخشی از این روش (تنوهیرا یا شفای دست) ادعا می‌شود که در آن انرژی شفابخش از طریق دست‌های کسی که انرزیش با انرژی حیاتی کیهانی همسو شده‌است به بدن شخص گیرنده انرژی منتقل می‌شود. در واقع شفا دهنده تنها به عنوان یک کانال و یک واسطه برای انتقال انرژی کی (Ki) عمل می‌کند. هیچ یافته علمی مبنی بر وجود انرژی کی (ki) یا روشهای تاثیر بر آن یافت نشده و در یک کارآزمایی بالینی تصادفی شده در سال ۲۰۰۸ هیچ اثر درمانی یا توصیه‌ای مبنی بر استفاده از ریکی در هیچ از بیماری‌ها و اختلالات یافت نشد. آموزه‌های ریکی به کاربرندگان ریکی آن را انتقال انرژی کیهانی و متمرکز کردن آن می‌دانند. انرژی کیهانی به صورت طبیعی از طریق چاکراها به بدن منتقل می‌شود و انرژی لازم برای فعالیت‌های بدن را تامین می‌کند. با بهره از ریکی جریان انرژی بدن به حالت طبیعی باز می‌گرداند و بیماری‌ها را درمان می‌کند. در ریکی علت بیماریها به هم خوردن این جریانهای انرژی دانسته می‌شود. کسی که کانال ریکی می‌شود به صورت مداوم در این جریان قرار می‌گیرد و سطح انرژی حیاتی بدنش افزایش میابد. ریکی کمک می‌کند توان شهودی و حسی فرد افزایش یابد و به رشد معنوی برسد. ریکی در تمام ابعاد وجودی انسان تاثیر می‌گذارد. هر انسان زنده‌ای می‌تواند ریکی را بیاموزد و یادگیری ریکی ارتباطی به طرز فکر، اعتقادات، دین، جنسیت، ملیت، فرهنگ و... ندارد. ریکی بسیار ساده‌است و اساس آن بر سادگی استوار است. یه هیچ تکنیک خاصی نیاز ندارد و برای همه قابل استفاده‌است. یادگیری ریکی بسیار ساده‌است و در مدت زمان بسیار اندکی فرد می‌تواند این انرژی را انتقال دهد. ریکی حالتی است که هر فرد و انسانی می‌تواند به راحتی آن را تجربه کند. احتیاج به ریاضت‌های سخت ندارد. نیاز به یادآوری است که انتقال انرژی تنها از طریق دست صورت نمی‌گیرد. انتقال انرژی به فاصله‌های بسیار دور و برای افرادی که تا به حال ندیدیمشان امکان پذیر و عملی است.ریکی به عنوان یکی از شاخه‌های طب جایگزین شمرده می‌شود.پیرامون واژه ریکی از دو کلمه ژاپنی Rei به معنای «کیهان»، «جهان»، «کائنات» و Ki به معنای روح و انرژی (نیروی) حیاتی (معادل «چی» در طب سوزنی چینی، «پراناً در یوگا و»ناً یا «رمق» در طب سنتی ایرانی) که به طور بینهایت و برای همه در سراسر کره زمین در دسترس است. این دو حرف ژاپنی در کنار هم مفهوم یکی شدن روح و انرژی ما با روح و انرژی جهانی را می‌رسانند. مکتب‌های ریکیامروزه مکتبهای متعددی از ریکی وجود دارند که معروفترینشان ریکی سنتی ژاپنی و ریکی غربی است که در ایران و سایر کشورها ریکی غربی راه یافته است. در روش غربی باید فرد در دوره هایی شرکت کند تا سطحش در آموزش و توانایی درمانی بالا برود. از الزامات این ارتقا درجه پرداخت هزینه خاصی است. هزینه مشابهی ممکن است در درمان بیمار طلب شود و لذا مساله پرداخت پول اختلاف نظرهایی را به وجود آورده است. مراحل ریکی غربیریکی در چهار سطح آموزش داده می‌شود. در سطح یک ریکی فرد قدرت انتقال انرژی از طریق دست به صورت مستقیم را پیدا می‌کند. فاصله زمانی بین سطح یک و دو ۲۱ روز می‌باشد. در سطح دو فرد با استفاده از سمبل‌ها می‌تواند به فواصل دور (زمانی و مکانی) انرژی ارسال کند. در سطح سه، فرد با استفاده از سمبل‌های جدید می‌تواند جراحی حاله انجام دهد، مراقبه‌های ریکی را می‌آموزد و کار با سیستم کریستال را فرامیگیرد. در هر سطح میزان قدرت انتقال انرژی افزایش پیدا می‌کند. در سطح چهارم (مستری) فرد توانایی کانال کردن دیگران را پیدا می‌کند. (بازکردن چاکرا) همسویی ریکیهمسویی ریکی شامل تغییرات بسیار بزرگ در سیستم انرژی بدن می‌باشد که به واسطه استاد به شاگرد می‌رسد. در جریان همسویی استاد تنها به عنوان یک واسطه عمل می‌کند. در هر همسویی یک سپر حفاظتی برای فرد ایجاد می‌شود که در مراحل بالا تر تقویت می‌شود. احساسی که فرد هنگام همسویی دارد کاملا منحصر به فرد است و برای هر فرد متفاوت است. کل جریان همسویی بیش از بیست تا سی دقیقه طول نمی‌کشد و فرد بلافاصله بعد از تمام شدن همسویی می‌تواند انرژی را منتقل کند.پس از فرآیند همسویی در ریکی، شاگرد یک مرحله ۲۱ روزه را می‌گذراند. در این فرآیند بر اثر افزایش سرعت ارتعاش بدن‌های فیزیکی و اتری، انرژی‌های منفی متراکم، کهنه و به ناچار «به سطح» می‌آیند و رها می‌شوند.   سمبل‌های ریکی این سمبل‌ها مثل کلیدهایی عمل می‌کنند که کارهای متفاوتی را انجام می‌دهند. با وارد کردن آدرسی خاص در سیستم می‌توانید نتیجه‌ای خاص را دریافت کنید به همین صورت با رسم یک سمبل می‌توانید اثری خاص را دریافت کنید. سمبل‌ها در مرحله دو و سه آموزش داده می‌شوند. بعضی از اساتید سمبل قطع انرژی را در مرحله یک آموزش می‌دهند. کاربر درمانی ریکیکاربران ریکی توصیه می‌کنند که از برای هر مشکل سلامتی به عنوان درمان مقدماتی استفاده نمی‌شود و ترجیحا درمان متمم و مکمل برای اقدامات پزشکی رایج و معالجات قبلی که انجام شده‌است باشد. ریکی برای درمان شکستگی استخوان، دردهای حاد یا هر وضعیتی که کمکهای فوری را طلب می‌کند به عنوان تنها درمان پیشنهاد نمی‌شود بلکه بهتر است به موازات مراجعه به پزشک انجام گیرد. یک درمانگر ریکی متعهد و راستین، به هیچ عنوان بیمار خود را از جستجوی پزشک برای درمان دلسرد نمی‌کند. در بسیاری از بیماری‌ها لحظه‌ها تعیین کننده هستند و جلو گیری از مراجعه به پزشک می‌تواند عواقب جبران نا پذیری داشته باشد. ریکی فقط به عنوان مکمل طب استفاده می‌شود نه به عنوان درمان اصلی.     امروزه ، علم بشر به واسطة پیشرفتهای اخیرخود ، به درک بعضی ازابعاد شفابخشی(Healing) نائل آمده است. یکی از روشهای بسیار کهن شفابخشی با قدمت چندین هزارساله که از حدود صد سال پیش تاکنون در سراسر دنیا و به خصوص در کشورهای پیشرفته ( درزمینة طب و تکنولوژی بشری) موردتوجه بسیار قرار گرفته ، سیستم انرژی بخشیِ ریکی می باشد . در این مقاله و همینطور در مقالات بعدی به دیدگاههای علمی و تحقیقات بالینی معتبری که شفابخشی و به خصوص سیستم ریکی ( یک روش ساده ، جامع و درعین حال قدرتمند) را توجیه می نمایند ،خواهیم پرداخت . در حال حاضر ، مهمترین دیدگاه برای فرمول بندی کردن نحوة عملکرد ریکی ، میدانهای الکترومغناطیسی حاصله از کلیة موجودات زنده است . پروفسور جیمز اوشمن(James Oschman Ph.D).در کتاب اخیر خود به نام “ مبانی علمی طب انرژی بخشی” Energy Medicine, The Scientific Basis") “(به این موضع شگفت انگیز اشارهمی کند . البته حضور و انتشار جریانهای الکتریکی در بدن انسان ، از مدتها پیش به یک حقیقت علمی تبدیل شده است . این جریانها که در مسیر سیستم عصبی حرکت می کنند ، یکی از راههای خود تنظیمی بدن برای رسیدن به تعادل و هماهنگی لازم محسوب می شوند . به عبارت دیگر پیامهای عصبی که از مغز منشاء می گیرند ، از طریق سیستم عصبی که با تمامی بافتهای بدن در ارتباط می باشد به کلیة اعضا و اندامها رسیده و موحب تنظیم فعالیتهای بدن می شوند . از سوی دیگر الکتریسیتة قلب نیز توسط پلاسمای خون و از راه عروق و مویرگهای خونی که مجموعاً بیش از 50000 مایل ( هر مایل معادل 1609 متر) درازا دارند به سایر قسمتهای بدن منتشر می گردد . این راه ، دومین مسیر ( البته به صورت فرعی) برای جاری شدن جریانهای الکتریکی به حساب می آید . این جریانها نه تنها در داخل سلولها بلکه در اطراف همة سلولهای بدن انتشارمی یابند . از طرفی بسیاری از سلولها ، حاوی کریستالهایی به فرم مایع می باشند . این کریستالهای زنده ، در غشاهای سلولی ، غلاف های میلین اعصاب و بسیاری از نقاط دیگر به طور پراکنده یافت می شوند . تمامی کریستالها ، هنگامی که به نوعی تحت فشار قرارگیرند ، در پاسخ واکنشی تحت عنوان « تأثیرات پیزوالکتریک»از خود نشان خواهند داد . به همین ترتیب ، کریستالهای مایع درون سلولهای بدن انسان نیز به طور مداوم در حال تولید جریانهای الکتریکی همگرایی می باشند که همانند لیزر ، فرکانسهای حاصله از آنها در محدودة مشخصی قرار دارد . این ارتعاشات لیزر مانند قادرند علاوه بر حرکت در درون بدن ، به محیط اطراف نیز منتشر شوند . این واقعیت ،‌ تداعی کنندة تأثیرات بالقوه‌ شفا دهندة کوبش بر روی طبل است . هنگامی که فشارهای کوبشی حاصل از ضربان طبل به بافتهای بدن انسان می رسد،‌ جریانها و میدانهای الکتریکی آهنگین ( ریتمیک )‌ خاصی دربدن ایجاد می شود که بطور مستقیم درفعالیت بیولوژیک آن بافتها تأثیرمی گذارد . دومین محیط از سیستم عصبی بدن انسان ،‌ غلاف عصبی (‌ پری نوریوم)‌ نام دارد که متشکل از یک لایه بافت همبندی و پوشانندة سیستم عصبی است . رابرت بکر( Robert o. Becker ) در مجموعه ای از مقالات به شرح این موضوع پرداخته است : "بیش از نیمی از سلولهای مغزی را سلولهای پری نوریال تشکیل می دهند . پری نوریوم که توسط امواج مغزی کنترل می شود با تأثیر بر جریانهای الکتریکی ، مستقیماً‌ در فرایند شفابخشی دخالت دارد . هرگاه یکی از قسمتهای بدن دچار آسیب می گردد ، سیستم پری نوریال در آن موضع خاص ، نوعی پتانسیل الکتریکی به وجود می آورد که اولاً بدن را نسبت به آسیب وارده آگاه می سازد و ثانیاً‌ سلولهای بازسازی کننده نظیر گلبولهای سفید خون ، فیبرو بلاستها و ماکروفاژها را به محل مورد نظر جذب می نماید و در نهایت همگام با ترمیم یافتن ضایعه ، پتانسیل الکتریکی موضع نیز تغییر می یابد . سیستم پری نوریال ، همچنین نسبت به میدانهای مغناطیسی بیرونی بسیار حساس و پاسخگو است ." هنگامی که جریان الکتریکی از داخل یک جسم هادی الکتریسیته عبور می کند ، یک میدان مغناطیسی در اطراف آن جسم تشکیل می گردد . به همین نحو ،‌ جریانهای الکتریکی که در درون بدن انسان در حرکت می باشند نیز در داخل و اطراف بدن ، میدانهای مغناطیسی خاصی به نام ‌میدانهای بیومغناطیسی (Biomagnetic Fields)به وجود می آورند . دکتر جان زیمرمن (Dr. John Zimmerman)در دانشکدة پزشکی دانشگاه کلرادو در شهرDenverایالات متحده. به منظور درک بهتر نحوة عملکرد بدن وتشخیص عمیقتر بیماریها ، با استفاده از دستگاهی به نام (Super Conducting Quantum Interference Device) SQUIDیادستگاه فوق هادی با تداخل کوانتومی ) اقدام به اندازه گیری دقیق میدانهای بیومغناطیسی بسیاری از اعضای بدن ، از جمله مغز و قلب نموده است . قلب دارای میدان مغناطیسی پرقدرتی است که تا فاصلة 15 فوتی ( هر فوت معادل 48/30 سانتیمتر )‌ ادامه دارد . مغز و کلیة ارگانهای بدن نیز دارای میدانهای بیومغناطیسی مخصوص به خود هستند که آنها را احاطه نموده و با یکدیگردر تعامل می باشند . هرارگان ، فرکانس ویژة خود را دارد که بیانگر وضعیت سلامت آن است . اما در شرایط بیماری ، این فرکانس دچار تغییرمی شود . مجموعة تمامی میدانهای بیومغناطیسی بدن ، تشکیل یک میدان بیومغناطیسی تجمع یافتة بزرگ را می دهد که بدن انسان را احاطه می نماید و در واقع بسیار مشابه با همان پدیده ای است که هاله Aura) ) نامیده می شود . به این ترتیب ، میدان بیومغناطیسی مورد نظر می تواند یکی از اجزای مهم هاله قلمداد شود ، گر چه که ممکن است ابعاد دیگری نیز در این مقوله دخیل باشند . میدان های بیومغناطیسی انسان با میدانهای مشابه در اطراف او نظیر میدانهای بیومغناطیسی سایر انسانها در تعامل متقابل است . این اصل در علم فیزیک ،‌ القاء ( (Induction نامیده می شودوبه این معنی است که هر میدان مغناطیسی می تواند باعث القای تغییراتی در قدرت و نیز فرکانس جریانهای الکتریکی در جسم هادی مر بوط به میدان مغناطیسی مجاور خود (‌ در اینجا بدن انسان دیگر ) ‌گردد . به همین منوال . میدان بیومغناطیسی یک فرد هم قادر است از طریق فرایند القاء ،‌ تأثیراتی را بر روی میدان مغناطیسی فرد دیگرچه از نظرذهنی_روانی ( دگرگونی در احساس سلامت ، میزان احساس خوشایند او ...) و چه از لحاظ جسمی (کیفیت عملکرد ارگانها و بافتهای بدن وی) ، بگذارد . آگاهی از این اصل . از یک سو تعریف مناسبی را از واژة مصطلح شخصیت مغناطیسیMagnetic Personality) ) خاص هر انسان ، برایمان ارائه می دهد و از سوی دیگر ، ‌نحوة‌ ایجاد تأثیرات درمانی مستقیم یک انسان بر روی انسان دیگر را به صورت علمی توجیه می کند . تا به اینجا دریافتیم که از دیدگاه علمی ،‌ وجود یک انسان به محدودة پوست او ختم نمی شود بلکه به فضای اطراف او نیز گسترش می یابد . تا بحال همه ما هنگامی که حضور فرد دیگری را بدون دیدن او در نزدیکی خودمان احساس کرده ایم ،‌ بر این واقعیت صحه گذاشته ایم ، اما امروزه این مقوله به عنوان یک اصل علمی پذیرفته و ثابت شده است .دستها نیز توسط میدان مغناطیسی مخصوص به خود احاطه می شوند . بررسی میدان مغناطیسی حاصل از دستان یکفرد شفاگر( Healer)در حین انجام درمان نشان می دهد که این میدان به وضوح قوی تر از میدان مغناطیسی دستان افراد معمولی است . در این بررسی از یک مغناطیس متر ساده ، شامل دو عدد سیم پیچ 80 هزار دور متصل به یک تقویت کننده استفاده شد و نتیجة حاصله ، گویای این واقعیت بود که دستانِ فردِ شفاگر دارای میدانی با قدرت 002/0 گاس (gauss ) بود که هزار بار قوی تر از هر میدان مغناطیسی دیگری است که از بدن انسان به بیرون امتداد می یابد . فرکانس این میدان نیز متغیر ( بین 3/0 تا 30 هرتز) و عمدتاً‌ در محدودة 8 ـ 7 هرتز در نوسان بود . انرژیِ شفادهندة‌ دستها حداقل تا حدودی توسط سیستم پری نوریال ایجاد می شود . این سیستم همان طور که قبلاً توضیح داده شد ، رشته های عصبی را پوشانیده و ‌در بدن به عنوان مسیری برای هدایت جریانهای الکتریکی تحت کنترل تالاموس مغز ، عمل می کند . پاره ای از شواهد حاکی از این است که سایر فرمهای انرژی به غیر از نوع بیومغناطیسی‌ نظیر امواج مادون قرمز ،‌ مایکروویو و بعضی دیگر از پرتابهای فوتونی ‌نیز از دستها خارج شده ، تأثیرات درمانی خود را در سیستمهای بیولوژیک ( زیست شناختی )‌ بدن به دنبال دارد. این دستاورد با تئوری متافیزیکی(و کل نگر) رایج مبنی بر اینکه بیماری ابتدا در هالة انرژی یا میدان بیو مغناطیسی انسان ایجاد شده و سپس در جسم فیزیکی بروز می کند ، کاملاً هماهنگ و مطابق است . هنگامی که شفاگر، دستان خود را به منظور درمان در مجاورت یک عضو غیر سالم قرار داده ،‌ شروع به شفابخشی می کند ، میدانِ مغناطیسیِ خارج شده از دستان او که به مراتب قویتر از میدانِ مغناطیسی حاصل از عضو بیمار می باشد ، با دربرداشتن فرکانسهای طبیعی و سلامت بخش مورد نیاز آن عضو، تأثیر درمانی خود را آغاز می کند و نهایتاً‌ با مکانیسمِ القایی ، فرکانسِ طبیعی را به عضو بیمار بازمی گرداند . این تنظیمِ فرکانس ، به نوبة خود بر جریانهای الکتریکی سلولها و سیستمِ عصبیِ عضوِ مربوطه و همینطور فعالیتِ بیولوژیک آن عضو تأثیر می گذارد و به این ترتیب ، درمان صورت می گیرد . تحقیقات به عمل آمده نشان می دهد که فرکانسهای شفابخش برای بافتهای مختلف بدن عبارتند از : فرکانسِ معادلِ دو هرتز برای رشته های عصبی ، فرکانسِ معادلِ هفت هرتز برای استخوانها ، فرکانسِ معادلِ ده هرتز برای رباطها و فرکانسِ معادلِ پانزده هرتز برای مویرگها . درهنگامیکه شفاگر به منظور یافتن نواحی نامتعادل و گرفتار در یک بیمار ، به اسکن نمودن بدن او می پردازد ، فرایند القای میدانهای بیومغناطیسی در جهت معکوس اتفاق می افتد . در این شرایط ، شفاگر کف یک یا دو دست خود را در فاصلة چند سانتیمتری بدنِ بیمار به آرامی حرکت می دهد و درهمین حال به احساسی که درکفِ دستِ او ایجاد می شود توجه می کند ( اسکن بیوسن )‌ . در این حین ، میدان بیومغناطیسی بیمار تغییراتی را در میدانِ کفِ دستِ شفاگر ایجاد می کند و این تغییرات توسط شفاگرحس می شود و به این ترتیب او قادر خواهد بود نواحی دچار عدم تعادل و تحت فشار را در میدان بیومغناطیسی بیمار تعیین نماید . یکی از ویژگیهای منحصر به فرد رِیکی این است که برای انجام آن باید ابتدا توسط استاد، یک جلسة همسویی Attunement)) برای شفاگر برگزار گردد . همچنین برای انجام رِیکی نیازی به ذهنِ آگاهِ شفاگر نیست ، بلکه انرژیِ رِیکی خود به خود جریان می یابد و به هیچ عنوان از انرژی شخصی فردِ شفاگر استفاده نمی کند .حال ببینیم فرایند همسویی و درمان در رِیکی چگونه صورت می پذیرد . همسویی می تواند ابعادی نهفته از درون هر یک از ما را که دارای درک بالاتری از کلیت وجود ، سلامت و شفای واقعی است ،‌ بیدار نماید . با توجه به اینکه آگاهی ، از فضایی ورای ذهن هوشیار ما منشاء‌ می گیرد ،‌ می توانیم چنین نتیجه گیری کنیم که سرچشمة آگاهی در واقع همان منشاء اَبَر هوشیارِ درونِ وجود ماست . از سوی دیگر ، با دانستن اینکه رِیکی از انرژی فردِ شفاگر نمی کاهد ، به این نتیجه می رسیم که پدیدة همسویی در واقع انرژی متفاوتی را نسبت به آنچه برای فعالیتهای روزمره مان استفاده می کنیم ، فعال می سازد . همة ما انسانها پتانسیلهای نهفته ای داریم که در اکثریت افراد غیر فعال است و نیاز به بیدار شدن دارد .ابرهوشیاری می تواند عملکرد تالاموس و سیستم پری نوریال را به نحوی هدایت کند که انرژیِ رِیکی را ایجاد و آنرا از طریق دستانِ فردِ شفاگر به عضو مبتلا برساند . با بیانساده ترمی توان انرژی رِیکی را مجموعه ای ویژه از انرژی بیومغناطیسی و سایرانرژی هایی دانست که ذهن اَبَرهوشیار،‌ کیفیت آنها را دقیقاً متناسب با نیازِ عضوِ مبتلا که در زیرِ دستانِ شفاگر قرار دارد ، تعیین نموده و فرایند درمان را آغاز و تکمیل می نماید . بنابراین می توان چنین تصور کرد که هر چه ابعاد عالی ترِ ذهنِ اَبَرهوشیار برای ایجاد مجموعه هایی قویتر و مؤثرتر از انرژی از لحاظ فرکانس و قدرت ، بیدار شود ، می توان در موارد بیماریهای سخت و پیچیده ، با سرعت بیشتری به درمان بیماری پرداخت . در این صورت شفابخشی ، شامل ترکیبی از عشق ، همدردی و محبت خواهد بود که عضو آسیب دیده را هر چه بیشتر برای ترک الگوهای قدیمی و بازگشت به سلامتی تشویق می کند . یک درمانِ شفابخشیِ مؤثر و قوی ، قابل تشبیه به تعمیرکارِ فوق العاده ماهری است که بر اساس تجربه و درک بیشتر خود ،‌ قادر به انجام تعمیراتی می باشد که از عهدة‌ سایر تعمیرکاران خارج بوده است . وقتی به تدریج آگاهی خود را افزایش داده و عمیقتر از پیش به شفابخشی خود می پردازیم ، پتانسیلی که در درونمان به عنوان یک شفاگر وجود داشته ،‌ هر چه بیشتر بیدار می شود تا جایی که ما را قادر می سازد با ابعادی متعالی تر از ذهن اَبَرهوشیارمان ارتباط برقرار نموده ، مهارتهای والاتری را کسب نماییم . یکی از توانایی های بسیار جالب رِیکی همچون سایر روشهای انرژی بخشی ، درمان از راه دور است . همانگونه که پیشتر توضیح داده شد ، نحوة درمان از طریق دستها هنگامی که شفاگر در مجاورت فرد بیمار قرار گرفته باشد از طریق تأثیرات القایی میدانهای بیومغناطیسی آنها قابل درک است ، اما درمان از راه دور را درشرایطی که ممکن است شفاگر نه تنها کیلومترها از بیمار خود فاصله داشته باشد بلکه نسبت به هم در دو سوی مختلف کرة زمین باشند ، از نظر علمی چگونهمی توان توجیه کرد ؟‌ احتمالاً‌ درمان از راه دور بواسطة امواجِ اسکالر ( ٍScalar Waves : امواج الکتریکی با پایداری بالا که می توانند بدون نیاز به سیم برق و بدون تبعیت از معادلة ریاضی انتشار امواج با سرعتی معادل یک و نیم برابر سرعت نور در فضا حرکت کنند . کشف این امواج ، دستاوردی مهم و نوین در فیزیک مدرن بشمار می آید )صورت می گیرد . هنگامی که دو میدان مغناطیسی متمایز،‌ دارای فرکانسی کاملاً‌ مشابه بوده و دقیقاً از فاز خود خارج باشند ، نهایتاً یکدیگر را حذف می کنند ،‌ اما این حذف متقابل ، تأثیرات آن دو میدان را از بین نمی برد ، بلکه پتانسیل آنها همچنان موجود است و این پدیده منجر به ایجاد امواج اسکالرمی گردد که برخلاف امواج مغناطیسی (‌ که با الکترونها در ارتباطند )‌ با هستة اتمها د رتعامل قرار می گیرند . این امواج نه تنها توسط قفسهای الکتزیکی فارادی Faraday Cages [1] یا سایر موانع شناخته شده متوقف نمی شوند ، بلکه خود را بدون کوچکترین افت انرژی و با همان قدرت اولیه (صرفنظر از بعد مسافت) ، به هدف مورد نظر می رسانند . همچنین ثابت شده است که امواج مورد نظر،‌ با تأثیر بر روی بافتهای زندة بیولوژیک ، روند ترمیم و درمان را تسریعمی نمایند . بنابراین ممکن است همانطور که دکتر جیمز اوشمن معتقد است امواجِ اسکالر،‌ منشاء بنیادینِ درمان و ترمیم در بدن موجودات زنده باشند . علیرغم اینکه تئوریهای حاضر ، تا حدودی توجیه کنندة مکانیسم درمان از طریق شفابخشی می باشند ،‌ هنوز یک جنبه از شفا بخشی و کار فراطبیعی (معنوی) به صورت رازی بزرگ باقی مانده است . تولید میدانهای بیومغناطیسی و امواجِ اسکالر ر وابسته به جسم فیزیکی انسان و یا دستگاههای فیزیکی است ، در حالیکه بسیاری از شفاگرهای روحی، برای دریافت و هدایت انرژی ، با موجوداتی متعالی تر، که فاقد هر گونه جسم فیزیکی می باشند ارتباطی مستقیم برقرار می کنند . از دیدگاه علمی نه تنها مکانیسم ایجاد انرژی توسط این موجودات ، بلکه حتی وجود آنها نیز، قابل توجیه نمی باشد . لذا هنوز برای درک عمیق تر شفابخشی و طبیعت آگاهی ، زمینه های تحقیقاتی گسترده ای در پیش روی علم نوین قرار دارد . بافتهای زندة بدن که متشکل از ملکولها و اتم ها هستند ،‌ مستقیماً‌ در اتصال و تأثیرپذیری از تمامی نیروهای موجود در طبیعت می باشند . همگام با تکامل موجودات زند ه ، نیروهای مختلف ، اعم از نیروهای شناخته شده و نیروهای مرموز و ناشناخته برا ی عملکرد بدن با یکدیگر ترکیب شده اند و طبیعتاً‌ با مطالعه موجودات زنده و به ویژه انسان ،‌ فرصتی بسیار خوب برای درک عمیق ترین و مرموز ترین نیروهای کیهانی به ما عطا خواهد شد . این شانس برای ما وجود دارد که همگام با پیشرفت تحقیقات علم بشری در مورد شفاگری و عوالم روحی ،‌ کشفیات حیرت آوری به وقوع بپیوندد که با گسترش آگاهی ذهن ما انسانها ،‌ تحولی متعالی را برای ادامة حیات بر روی کرة زمین برایمان به ارمغان آورد .   بیولوژی ریکی درمانییاخته های اندام ها هر کدام دارای یک میدان انرژی الکترو مغناطیسی با بسامد (فرکانس) ویژه خود است که کارکرد یاخته بر پایه آن بسامد بر نامه ریزی شده است. اطلاعات انرژیکی که در آن یاخته بصورت میزان و بسامد موج الکترو مغناطیسی ذخیره شده، وظیفه آن یاخته را تعریف می کند. یاخته ها و در نتیجه بافت ها در تعادلی انرژیکی در پیوند با هم قرار دارند و برای اینکه بتوانند وظایف خود را در سامانه ایمنی بدن انجام دهند، این تعادل باید همیشه برقرار باشد. جریانی که یاخته را بهم پیوند می ده وبه آنها آب ، اکسیژن و پروتئین می رساند و پروتئین های مرده را با خود می برد، سیستم آبگون لنف LYMPH خوانده می شود که مانند یک شبکه رودخانه ای در سراسر بدن گسترده است. بیماری هنگامی رخ می دهد که بدلیل عدم تعادل میدان های انرژی یاخته و بافتها ، آن یاخته یا بافت توان دفع پروتئین هایمرده را از دست می دهد؛ یا اینکه سطح اکسیژن به حدی بالا می رود که به رادیکال های آزاد آسیب می رساند. پرو تئین های مرده هم خود میدان الکترومغناطیسی دارند که بوسیله آن پروتئیین های زنده در حال کار و بنابراین  آب را به خود جذب می کنند. نیروی ربایش الکتریکی آنها آب را نگه می دارد. گرد آوری آب باعث تورم می شود و تورم ایجاد انسداد بیشتر می کند. این چرخه مانند یک دوره باطل پیاپی انجام می گیرد تا اینکه بیماری ویژه آن بخش از بد نمایان می گردد. بسیار از عوامل بیماری زا نمی توانند در یک محیط اکسیژنی زنده بمانند؛ بنابراین، هر گاه راه رسیدن به یاخته بسته می شود عوامل بیماری  زایی که در آن جا لانه کرده اند به فعالیت می پردازند. از سوی دیگر سطح اکسیژن در مسیر بسته قرار می گیرد و بالا می رود و به رادیکالهای آزاد آسیب می رساند و در نتیجه سامانه ایمنی بدن آسیب میبیند   با وارد کردن انرژی به محل اسیب دیده یا به شبکه پخش انرژی بدن یک میدان امواج فوتونی درپیرامون یاخته ای که از تعادل خارج شده ایجاد می شود و به یاخته اجازه میدهد که شارژ الکترو مغناطیسی خود را اصلاح کند و به تعادل برساند تا بتواند وظیفه برنامه ریخته شده خود را انجام دهد . وقتی انرژی الکترو مغناطیسی یاخته اصلاح شد ،میدان یاخته از بی ثباتی و عدم تعادل خارج می شود ،پروتئین های مرده ازانباشت خود جدا می شوند،سازه های تصادفی و اب جمع شده ازاد می شوند  وابگونی جریان lymph بازمی گردد ، که بوسیله آن پروتئن های مرده به ارگان ها و گیرنده هایی در بدن که مسئول دفع آنها هستند رسانده می شوند. یاخته های تندرست آب را به خود جذب نمیکنند چون در تعادل هستند ، و چون در تعادل قرار می گیرند دیگر انرژی کوانتومی فوتون افزون بر نیاز خود را دریافت نمیکنند . یکی از ویژگی های یاخته های اندام اینست که هر کدام شارژ و بسامد ویژه ای که برای انجام وظیفه اش ضروری است را دارد، و وقتی انرژی دهنده جریان انژی را وارد میکند ، یاخته از آن جریان فقط آن نشانگر انرژی را دریافت میکند که همساز با بسامد ویژه ی خودش باشد ، و بقیه را پس میزند. یاخته ها بسیار گزینشی عمل می کنند و فقط موج انرژی با بسامد و لرزشی را می پذیرند که بتواند میدان انرژی یا الکترو مغناطیسی آنها را به تعادل برساند . از آنجا که اسیژن در سطح انرژی کوانتومی از راه میدان الکترومغناطیسی به یاخته رسانده میشود و نه از راه بدن  در سطح ماده ،هیچ گونه عوارضی در انرژی درمانی وجود نمی اید .در درمان با روش هومیوپاتی نیز از نشانگرهای انرژی ماده ،ویژگی یا شعور ماده ، استفاده می شود نه خود ماده ، زیرا با رقیق سازی زیاد و مکرر دارو های هو میو پاتی چیزی از ماده ان دارو باقی نمی ماند وهمانچه  باقی میماند اطلاعات انرژیکی وگوهر ان داروست که باعث درمان می شود. در روش هومیوپاتی انرژی از راه دارو به بدن وارد می شودولی در روش ریکی درمانی می توان انرژی را مستقیما به یاخته ها یا بافت های بیمار که نیاز به انرژی دارند تاباند. هر دو روش درمان از دید دانش تجربی پذیرفته شده و در گستره ی پزشکی کل نگر هستند. در این روش ها، زیست نیروی موجود در یاخته ها ، بافت ها یا اندام های بدن تحریک و بسیج می شوند که خود به ترمیم و بازسازی خود بپردازند و تندرست شوند. سامانه خود درمانی و خودسازی بدن اینگونه عمل می کند که وقتی یاخته ای دچار افت انرژی یا بهم خوردن تعادل در پیوند با یاخته های پیرامونی می شود، یاخته های سالم با القای انرژی از خود به یاخته های ناتوان شده افت انرژی آنها را جبران می کنند و تعادل و توان بازسازی را به آنها باز می گردانند. به این ترتیب است که نشانه های بیماری بروز نمی کند ویا اگر بروز کرده ، پس از مدتی خودبخود ناپدید می شود. بروز نشانه خبر از وجود نارسایی ناهماهنگی و بیماری در سامانه تن، ذهن و روان است. به عبارت دیگر این نشانه هازبان تن برای براز دشواری ایجاد شده است. سرکوب این نشانه ها بدون درمان ریشه دشواری مانند بریدن زبان تن است. در بسیاری از شیوه های درمانی پزشکی رایج، بویژه روش آنتی پاتی ، نشانه های بیماری به وسیله داروهای شیمیایی سرکوب می شوند، ولی عامل های ایجاد آنها از بین نمی روند و توانایی بازیابی تندرستی بوسیله خود بدنافزایش نمی یابد. عناصر و عوامل بیماری زا، مانند ، ویروس ها، میکروب ها، انگل ها، قارچ ها، آنزیم ها و غیره که به بدن انسان وارد می شوندیا در بدن انسان لانه می کنند فرصت طلب هستند. تا هنگامی که بدن تندرست و زیست نیروی بدن قوی است، سامانه ایمنی بدن پادزهر مناسب را تولید و آنها را نابود می کند یا از فعالیت می اندازد . سامانه ایمنی بدن در دوره جنینی با یاری و هدایت غده تیموس یاخته های T (T cells) شناسنامه پیدا می کنند، بنابراین، هر یاخته نا آشنایی که وارد بدن شود بیدرنگ بیگانه شناخته شده و یاخته های آشنا در برابر آن واکنش نشان می دهند .غذای ناسالم، اندیشه ناسالم، داروهای شیمیایی، مواد اعتیاد آور، شرایط زیست محیطی ناسالم، شرایط اجتماعی و خانوادگی تنش زا و غیره سامانه ایمنی بدن را ناتوان می سازد و به عوامل بیماری زا فرصت می دهند که از این ناتوانی استفاده کرده و به بدن حمله کنند . انرژی درمانی باعث تقویت زیست نیرو افزایش پایداری بدن ، شادابی ،  حس یکپارچگی شخصیت، هماهنگی و همبستگی همه اندام های بدن، اندیشه ها و احساسات  می شود و توان رویارویی با بیماری را به بدن باز می گرداند. سرکوب بیماری ها در برخی بافت ها بوسیله دارو های شیمیایی از آنجا که اثر ناتوان کننده روی بافت های دیگر بدن داردبنبراین ، زمینه را برای بروز بیماری هایی از نوع دیگر و سخت تر فراهم می نماید.هر چند تشخیص بیماری ها، تجویز دارو با درمان پزشکی کلاسیک است، ولی انرژی درمانی نیز با اکسیژن  رسانی و سم زدایی یاخته ها و تنظیم کارکرد آنها و تقویت زیست نیرو ، همراه با پزشکی کلاسیک می تواند بیماران را در رهایی از بیماری و کوتاه کردن دوره نقاهت کمک کند. تجربه نشان داده که انرژی درمانی نه تنها در سم زدایی و بازگشت یاخته ها  به عملکرد طبیعی خود موثر است ، بلک متابولیزم را نیز از تنبلی و سستی رها می کند. اخیرا دستگاه ساخته شده و به بازار آمده که می تواند بطور موضعی موج فوتون کوانتومی به یاخته های بیمار بتاباند. این دستگاه، که هنوز مراحل نخستینی آزمایشی خود را می گذراند، قصد دارد کار انرژی درمانی را بطور مکانیکی انجام دهد. فیزیولوژی ریکی درمانی پژوهش های زیادی درباره ارتباط بدن انسان و موج های انرژی یا الکترو مغناطیس انجام گرفته که جملگی پس زمینه علمی انرژی درمانی را تشکیل می دهند. در دهه 1980، دکتر رابرت بکر (Dr Robert Becker) و دکتر جان زیمر من(Dr John Zimmerman)  پژوهش مستقلی را در باره عملکرد ریکی درمانی انجام دادند. آنان دریافتند که هنگام انرژی درمانی ، موج های مغزی درمانگر با موج های مغزی انرژی گیرنده در سطح آلفا(ناخود آگاه) هماهنگ می شوند و با میدان مغناطیسی زمین (رزونانس شومان schuman Resonancr) همزمان می تپند. سطح آلفا ، شرایط نیمه بیدار یا نیمه هوشیار است که انسان پیش از به خواب فرو رفتن یا هنگام آرامش عمیق، نیایش یا مراقبه در آن قرار می گیرند و طول فرکانس موج مغز از 12 تا 14 تپ در ثانیه در حالت بیداری به حدود 8 تپ در ثانیه در این حالت کاهش پیدامیکند در ای لحظات، میدان بیومغناطیسی دستان درمان گر ریکی یک هزار برابر حالت طبیعی است که این نمی تواند از منبع جریان انرژی درون بدن باشد. در سال 1997، تونی بل (Tony Bunnel) اینگونه توجیه کرد که پیوند خوردن میدان انرژی درمانگر با میدان زمین به درمانگر اجازه می دهدکه از سرچشمه بی پایان انرژی یا از میدان انرژی کیهانی از طریق رزونانس شومان جذب انرژی کند.در 1991، پروفسور پال دیویز(Prof Paul Davies) ودکتر جان گریبن (Dr john Gribben) در کتاب ((افسانه جرم The Matter Myth" دیدگاه فیزیک کوانتوم را درباره "کیهان زنده" بحث می کنند که در آن همه چیز در یک شبکه بهم وابسته زنده با هم پیوند دارند. همه اینها تجربه "یگانگی" و "گستره هشیاری" را که در ریکی درمانی احساس می شود تایید می کرد. در سال 1990، زیمر من (Zimmerman) در آمریکا و در سال 1991، سه تو (seto) در ژاپن میدان های بزرگ شده تپنده بیومغناطیسی را که از دستان درمانگران ریکی در حال کار می تابد بررسی کردند. آنان کشف کردند کهاین تپش ها همان بسامد را دارند که موج های مغزی دارند. این بسامد بین 3/0 تا 30 هرتز در نوسان هستند، ولی بیشتر آنه در محدوده 7 تا 8 هرتز ، یعنی سطح آلفا قرار دارند. پژوهش های پزشکی نشان داده که این طیف بسامد جریان درمان را در بدن تحریک می کند، و این که بسامد های مشخص برای بافت های مختلف بدن مناسب است. برای مثال، بسامد 2 هرتز باز سازی عصب ها را یاری می دهد، 7 هرتز برای رشد استخوان مفید است، 10 هرتز برای لیگامنت، و 15 هرتز برای ایجاد آوند ها. امروزه ، دستگاه های فیزیوتراپی بر پایه این یافته برای بازسازی بافت های نرم طراحی می شوند، و تگنولوژی لیزر و اولترا ساوند (فرا آوا درمانی) برای از بین بردن التهاب تاندون ها و مفصل ها و برای باز کردن رگهای بسته و خرد کردن سنگهای کلیه به کار می روند. همچنین ، سالهاست که درمانگران می دانند که با قرار دادن یک سیم پیچ برقی گرد استخوانی که ترک خورده یا شکسته شده باشد ، می توان رشد و بازسازی استخوان را تحریک کرد. بکر (Becker) شرح داد که "موج های مغزی" محدود به مغز نیستند بلکه در سراسر بدن بوسیله سامانه بافت های عصبی جریان پیدا می کنند. سامانه بافت های عصبی بافت هایی هستند که پیرامون رشته های عصبی را گرفته  و آنها را به دیگر اعضای بدن پیوند می دهند. در طول درمان، این موج ها بصورت تپ های نسبتا خفیف در غده تالاموس مغز درمانگر آغاز می شوند و همان گونه که در سامانه اعصاب بدن ، ازجمله دستها، جریان پیدا می کنند، انباشت قدرت می کنند . همین اثرات در بدن درمان شونده منعکس می شود. بکر پیشنهاد می کند همین سامانه است که بیش از روش های دیگری که برای ترمیم و بازسازی بکار می رود، تعادل را در بافت آسیب دیده تنظیم می کند. این فرآیند، ویژگی ریکی است که این روش درمان را کارآمد می سازد، زیرا هنگام ریکی درمانی، درمانگر و بیمار هر دو از درمان سود می برند. قابل توجه است که دکتر بکر پژوهش خود را به صورت جهانی و روی افراد گوناگون با انواع فرهنگ ها و حتی با آداب و آیین های متضاد انجام داد. همه آزمایش ها به همان نتیجه رسیدند. بخشی از محبوبیت ریکی به این دلیل است که باور های خاصی را تحمیل نمی کندو بنابراین قابل کاربرد توسط مردم هر فرهنگ ، مذهب و باور می باشد، وابسته نمودن ریکی به باور های دینی و اعتقادی ، آنرا بعنوان یک روش درمانی پزشکی مطرح می سازد. افزون بر آن، اثر مثبت ریکی درمانی بر جانوران و گیاهان نشان می دهد که این روش درمانی بر پایه تلقین نیست.   برگرفته از نوشته تامیشا سابرینا- فدراسیون ریکی انگلستانمنبع:زیست انرژی،دانش و کاربرد ریکی/مهناز خادمپور،کورش زعیم   - نویسنده : ویلیام لی رند- برگرفته از کتاب جوهرة رِیکی تالیف والتر لوبک. فرانک آرجاوا پیتر. ویلیام لی رند - منابع و مآخذ مقاله: ویکی‌پدیا •Bouligand,Y.:”Liquid Crystals and their Analogs in Biological Systems,” Liquid Crystals, solid State Physics, 14-1978, pages 259-294 . •Becker R.O.:”Evidence for a PrimitiveDC Electrical Analog System Controlling Brain Function,” Subtle Energies, 2(1)-1991, pages 71-88 . •Cohen D., Edelsack E.A., .Zimmerman J.E.: “Magnetocardiograms Taken inside a Shielded Room With a Superconducting Point-Contact Magnetometer,” Applied Physics Letter, 16-1970, pages 278-280. •Smith C.W.:“Biological Effects of Weak electromagnetic Fields.”, Bioelectrodynamics and Biocommunication,World Scientific,Singapore, 1994,ch.3, pages 81-107. •Kusaka C., NakazatoS. Et al:”Detection of Extraordinary Large Biomagnetic Field Strength From Human Hand,” Acupuncture and Electro Therapeutics Research International Journal,1992,, pages 17,75-94. •Andersen P.Andersson S.A.:”Physiological basis of the Alpha Rhythm,” Appleton-Century Crofts, New York, 1968. •Frohlich H.:”Coherent Electric Vibrationsin Biological Systems and the Cancer Problem,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques MTT, 26-1978, pages 277-285. •Sisken B.F., Walker J.:”Therapeutic Aspects of Electromagnetic Fields For Soft Tissue Healing.”, Electromagnetic Fields: Biological Interactions and Mechanisms.Advances in Chemistry series 250.American Chemical Society, Washington DC, 1995, pages 277-285. •Rein G.”Biological Effects of Quantum Fields and Their Role in the Natural Healing Process,” Frontier Perspectives, 7(1)-1998, pages 16-23. •Oshmann J : “EnergyMedicine-The Scientific Basis,” Chrchill Livingstone Edinburgh, 2000, page 206. ]]> فیزیک Tue, 21 Aug 2012 11:57:52 GMT http://migna.ir/vdcg3t9q.ak9ww4prra.html نظریه ریسمان http://migna.ir/vdcbwgb8.rhbfgpiuur.html نظریهٔ ریسمان (به انگلیسی: String Theory) شاخه‌ای از فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست.این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی هسته‌ای قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای ۱۹۸۰ دوباره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاری‌های تئوری ابر گرانش وارد صحنه شد.- بنابر آن ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. یعنی تمام ذرات بنیادین (مثل الکترون، پوزیترون و فوتون) اگر با بزرگنمایی خیلی خیلی زیاد نگریسته‌شوند ریسمان‌دیس هستند. ریسمان می‌تواند بسته (مثل حلقه) یا باز (مثل بند کفش) باشد. همانطور که حالت‌های مختلف نوسانی در سیمهای سازهای زهی مثل گیتار صداها(نتها)ی گوناگونی ایجاد می‌کند، حالتهای مختلف نوسانی این ریسمانهای بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر می‌شود. خاصیت مهم اَبَرْریسمان که فیزیکدانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی نیروی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی) را توصیف می‌کند به هم مرتبط می‌سازد. تا همین اواخر، دانشمندان نتوانسته بودند تقریبا هیچ چیزی را با استفاده از نظریه ریسمان (استرینگ تئوری) که بعضی‌ها به آن «نظریه همه چیز» هم می‌گویند، توضیح دهند؛ ولی در کارگاه انستیتوی فیزیک نظری کاولی در سانتاباربارای کالیفرنیا که این هفته برگزار شد، دانشمندان از این نظریه برای پیشرفت در حل یکی از بزرگ‌ترین معماهای فیزیک ماده چگال استفاده کردند: منشا و ریشه ابررسانایی گرم. نظریه ریسمان چنین بیان می‌کند که ریسمان‌های مرتعشی که در ده بعد وجود دارند، پایه و اساس دنیای قابل مشاهده را تشکیل می‌دهند و چگونگی ارتعاش آنها، ذرات یا نیروهای بین آنها را تفکیک می‌کند. به رغم این‌که این فرض پایه‌ای هنوز در شک و تردید است و با دانسته‌ها و تجهیزات فعلی بشر هم آزمایش تجربی آن محال است؛ بعضی از ابزارهای ریاضی که در چند سال گذشته در نظریه ریسمان استفاده شده بودند، برای توضیح رفتار مواد داغ حالت پلاسما و شبکه‌های فوق سرد اتم‌ها به‌کار گرفته شدند. آخرین ادعا در مورد نظریه ریسمان، ابزاری کلیدی در توضیح رفتار معمولی موادی است که در دماهای نسبتا بالا، الکتریسیته را بدون هیچ مقاومتی از خود عبور می‌دهند. این حالت را ابررسانایی می‌نامند و نظریه‌ای که ابررسانایی مرسوم را در دماهایی نزدیک به صفر مطلق (منفی 273 درجه سانتی‌گراد) توجیه می‌کند، نظریه کاملی است؛ ولی نظریه‌ای که رفتار گروه دوم موادی را که در دمای تقریبا 79 کلوین (منفی 194 درجه سانتی‌گراد) خاصیت ابررسانایی را از خود بروز می‌دهند، توجیه کند، هنوز به صورت یک معما باقی مانده است. نظریه‌پردازان فعال در نظریه ریسمان امیدوارند که با توضیح رفتار معمولی این مواد، در دمایی فقط کمی بالای دمایی که در آن دما، این مواد از خود ویژگی ابررسانایی را بروز می‌دهند، بتوانند خود پدیده ابررسانایی در دمای بالا را بهتر کنترل کنند. سابیر ساچدف، از نظریه‌پردازان ماده‌چگال در دانشگاه هاروارد که از برگزارکنندگان کارگاه نیز بود، می‌گوید: «این بدین معنا است که ما با استفاده از توضیح نظریه ریسمان، در آستانه درک حالت جدیدی از ماده قرار داریم». در این کارگاه، ساچدف و همکارانش، از هر یک از حضار خواستند که مدل ادعایی خود را برای توجیه ابررسانایی در دمای بالا با استفاده از نظریه ریسمان ارایه دهند و برای ثبت آن، برگه‌ای را دست به دست بین شرکت‌کنندگان چرخاندند که در ابتدا هیچ چیزی روی آن نوشته نشده بود. شان هارتنول محقق دوره فوق‌دکترای دانشگاه هاروارد، که یکی دیگر از برگزار کنندگان این کارگاه بود نیز بر این باور است که یافتن کاربردهای جدید برای ریاضیات نظریه ریسمان، انرژی تازه‌ای را وارد این حوزه می‌کند. او می‌گوید: «اکنون به نظر می‌رسد که با دیگ جوشانی از افکار و نظرات جدید روبرو هستیم». به طور سنتی فضایی که ریسمان‌ها در آن می‌زیند بیست و شش بعدی است (البته همیشه اینطور نیست چنان که در زیر توضیح داده خواهد شد). عدد بیست و شش از روی ضوابط ریاضی و نظریهٔ گروهها (برای حفظ تقارن لورنتس) به دست می‌آید. این امر ممکن است در ابتدا کمی ثقیل و مشکل‌زا به نظر برسد چرا که به هرحال ما در اطراف خود چهار بعد (سه بعد مکانی و یک بعد زمانی) بیشتر احساس نمی‌کنیم پس این بعدهای اضافه کجایند؟ پاسخی که معمولاً به این پرسش داده می‌شود اینست که این بعدها برخلاف چهار بعد دیگر) کوچک و نیز فشرده (معادل انگلیسی compact) هستند. فشرده یعنی آنکه اگر در جهت آنها به اندازهٔ کافی پیش‌روی کنید به جای اول خود باز می‌گردید. کوچک بودن هم معنایش اینست که برای آنکه به جای نخست بازگردید باید مسافت خیلی کمی را طی کنید. برای نمونه یک لولهٔ بینهایت دراز را در نظر بگیرید. سطح این لوله مسلما دوبعدی است. یعنی مورچه‌ای که روی سطح این لوله قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. فرض کنید که سر مورچه در راستای طول لوله‌است. مورچه می‌تواند یا عقب-جلو برود یا چپ و راست. اما اگر به‌فرض این مورچه به اندازهٔ کافی (یعنی به اندازهٔ محیط لوله) در جهت چپ حرکت کند به جای اول خود باز می‌گردد اما قضیه در مورد عقب جلو رفتن صدق نمی‌کند. پس یکی از بعدهای این فضای دوبعدی (یعنی یکی از بعدهای سطح لوله) فشرده و یکی نافشرده است. اینک فرض کنید که این مورچه روی یک توپ قرار دارد. باز هم می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند منتهی این‌بار در هر جهتی روی سطح کره مستقیم حرکت کند، پس از طی مسافتی (برابر با محیط دایرهٔ عظیمهٔ کره) به جای نخست بازمی‌گردد. پس این بار هر دو بعد این فضای دوبعدی (یعنی سطح توپ) فشرده است. بازگردیم به فضای دوبعدی سطح لوله. این بار فرض کنید که محیط این لوله خیلی کم باشد یا مثلاً به جای لوله یک کابل برق داشته‌باشیم. برای مورچه (اگر به اندازهٔ کافی کوچک باشد)این کابل هنوز یک سطح دو بعدی است یعنی وقتی که روی سطح کابل قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. اما برای ما انسان‌ها کابل برق یک شی یک بعدی محسوب می‌شود چون فقط درازای آن قابل درک است. حالتی بسیار شبیه به این در مورد این بعدهای اضافه در نظریه ریسمان رخ می‌دهد. به این معنی که ما به خاطر اندازهٔ بزرگ خود از درک این ابعاد اضافی عاجز هستیم اما این ابعاد برای بعضی از ذره‌ها با انرژی زیاد قابل دسترسی است. تئوری ریسمان در ابتدا برای شرح بوزون ها ( حاملان نیرو ) به ویژه هادرون ها که ذراتی سنگین در حمل نیروی قوی هسته ای هستند ارائه شده بود . از جهتی این تئوری به راحتی می توانست تئوری میدان های کوانتومی که در رابطه با به وجود آمدن ذرات و واکنش های بین آنها را شرح دهد دانشمندان بر آن شدند تا به وسیله ی این تئوری تئوری گرانش کوانتومی را تعریف کنند . به همین دلیل آن را یک گزینه برای نظریه ی همه چیز دانستند . برای این که این تئوری کامل شود می بایست فرمیون ها نیز به آن وارد می شدند با ورود این ها تئوری با نام ابر ریسمان به وجود آمد که در مقالات بعدی آن را شرح خواهیم داد . یکی از مؤلفه های مهم و چشم گیر تئوری ریسمان ابعاد اضافی آن است که تعداد آنها برابر 10 و 11 و 26 تاست . زیرا این تئوری برای شرح موضوعات نیاز به این ابعاد دارد . این بحث آن قدر جزئیات دارد که باید آن را در یک مقاله ی جدا شرح دهیم . اما جالب است که بدانیم خود ریسمان ها دو نوع هستند که عبارتند از : 1- ریسمان های باز که دارای دو نقطه ی پایانی مشخص هستند 2- ریسمان های بسته که در آن نقاط پایانی اش به هم پیوسته و یک حلقه ی کامل را تشکیل می دهند این ها دارای خواص هستند که اندکی با هم تفاوت می کند و در همیشه در تمام 6 تئوری ریسمان و ابر ریسمان با هم نمی آیند . از طرفی طول ریسمان معادل طول پلانک که در حدود  10 ^ -35 می باشد که با تکنولوژی ها کنونی اصلا قابل تصور هم نیست . از دیگر ویژگی های تئوری ریسمان دو گانگی ها است که آنها را در مقاله ای جدا گانه با وردشیت و ریسمان های آن شرح خواهیم داد . با این وجود گفتنی است که تئوری ریسمان دارای چندین اشکال اساسی است که در یک مقاله قابل شرح هستند . برای مثال هیچ یک از معادلات آن قادر به توجیه رفتار آن در فصا نیست .   - از آنجا كه يك سر يك ريسمان مي توانست به سر ريسمان ديگر متصل شود، پس دو سر يك ريسمان هم مي توانند به هم متصل شوند . كه در اين صورت يك ريسمان بسته تشكيل مي شود . بنابر اين دو نوع ريسمان وجود دارد : باز و بسته    - تئوری ابر ریسمان تئوری ابر ریسمان کوششی از سوی متخصصان تئوری ریسمان است تا تمام ذرات بنیادی در طبیعت در قالب تئوری ریسمان بگنجند . همانطور که می دانیم تئوری ریسمان برای بوزون ها یا حاملان نیرو مطرح شد اما در آن فرمیون ها جایی نداشتند . در ابر ریسمان فرمیون ها یا همان ماده ساز وارد قلمرو ریسمان وارد شدند و بخشی از ارتعاش ریسمان ها را برای ساخت آنها در نظر گرفتند . در ابتدا تصور می شد که این یکی از قدرتمند ترین تئوری ها برای گرانش کوانتومی است که همه چیز را در قالب یک نظریه ی وا حد شرح می دهد . نام ابر ریسمان بر گرفته از ابرتقارن تئوری ریسمان است . از این جهت آن را ابر تقارن تئوری ریسمان نام گذاری کردند که ابر ریسمان به وسیله ابر تقارن فرمیون ها را در خود جای داد . ممکن برای شما این سؤال مطرح شده باشد که چرا دانشمندان برای داشتن یک تئوری واحد تلاش می کنند ؛ نسبیت و مکانیک کوانتوم هر یک در جای خود کار خود را می کنند ؟ در پاسخ باید گفت که این دو تئوری انقلابی در نقاطی با یکدیگر تناقص دارند پس باید متحد شوند تا دنیای ما به طرز درستی شرح داده شود. در واقع با توسعه میدان های کوانتومی می توان موضوع را برای نیروهای الکترومغناطیسی و قوی و ضعیف هسته ای بسط داد اما نه برای گرانش زیرا در گرانش معنای دیگری می یابد . موفقیت اصلی تئوری ریسمان که موجب شد تا آن را کاندیدای تئوری گرانش کوانتومی قرار دهند تبدیل نمودارهای فاینمن به صورت دو بعدی بود که مشکی بی نهایت شدن انتگرال را برای آن حل می کرد زیرا دیگر نقطه صفری در آن خود نمایی نمی کرد . پس تئوری ریسمان یکی از بحران ها را رد کرد در این صورت بود که می توانست به این صورت مهم جلوه گر شود . تئوریهای ابر ریسمان در تئوری M  به هم می پیوندند که ما بعدا این تئوری را شرح می دهیم . انواع نظریه ریسمان باید گفت که چندین نظریه ریسمان وجود دارد.اما تنها تعداد کمی از آنها می‌توانند نامزدی برای توصیف طبیعت باشند. برای مثال نظریهٔ ریسمانی که در طیف ذراتش (یعنی در حالت‌های مختلف نوسانی‌اش) ذره‌ای دارد که سریع‌تر از نور حرکت می‌کند نمی‌تواند مدل خوبی از طبیعت باشد. چون به سرعت بیشتر از سرعت نور اشاره دارد که درکش سخت تر است اما حتی نظریه‌های ریسمانی که مدل خوبی از طبیعت نیستند می‌توانند به فهم فیزیکدانان از این نظریه و نظریه‌هایی که می‌توانند به فهم طبیعت کمک کنند. به طور کلی دو گونه نظریه ریسمان وجود دارد: 1.ریسمان بوزونی 2.اَبَرریسمان انواع تئوری ریسمان همانطور که ذکر شد این تئوری اصولا برای شرح رفتار بوزون ها ارائه شد . از این جهت یکی از شاخه های این تئوری به بزون ها اختصاص دارد . این شاخه بوزونیک نامیده می شود که در آن تنها بوزون ها نقش ایفا می کنند یعنی فقط بوزون ها را شامل می شود و در آن هر دو نوع ریسمان ها ؛ یعنی ریسمان ها باز و بسته وجود دارد . در این نوع تئوری تاکیون ها نیز دارای نقش هستند . تاکیون ها ذراتی با جرم فرضی هستند که تصور می شوند . از این جهت تصور می شوند که هرگز مشاهده نشده اند همچنین این تئوری ذرات فرشی و غیر فیزیکی دیگر به نام گاستس یا شبح را پیش بینی می کند . در این نوع از تئوری تعداد ابعاد از تمام انواع این تئوری بیشتر است و بیست و شش بعد است . این در واقع نوع اصلی این تئوری می باشد . نوع دیگر تئوری ریسمان که دارای 10 بعد است ماده و نیرو را در بر می گیرد یعنی هم فرمیون ها و هم بوزون ها در آن نقش دارند و به وسیله ی ابر تقارن که در دیگر مقالات به آن خواهیم پرداخت به هم ربط داده می شوند . البته این نوع تئوری ابر ریسمان نامیده می شود که تئوریی تعمیم یافته است . در این تئوری که نوع I  نامیده می شود هر دو نوع ریسمان باز و بسته نقش دارد ولی در آن تاکیونی وجود ندارد و همچنین تقارن آن از نوع SO ( 32 )   است. نوع دیگر تئوری ریسمان که IIA نامیده می شود دارای 10 بعد است که طبق معمول نه بعد فضایی و یک بعد زمان دارد . در این نوع تنها ریسمان های بسته خودنمایی کرده و نقش ها را بر عهده می گیرند . در آن تاکیون وجود ندارد . در آن نیرو و ماده به عبارت دیگر فرمیون ها و بوزون ها نقش دارند . ولی فرمیون ها بدون جرم و با اسپین دو جهته فرض می شوند . در آن ابر تقارن نقش مهمی دارد . نوع چهارم تئوری ریسمان تفاوتی اندکی با نوع سوم دارد . این نوع تئوری که IIB نامیده می شود در واقع ابر ریسمان است زیرا در آن ماده و نیرو به وسیله ابر تقارن با یکدیگر پیوسته شده اند و در قالب یک تئوری ریسمان در آمده اند . ابعاد در این نوع 10 تا است . در آن تاکیون بی نقش و اثر است . ریسمان های بسته نقش ها را بر عهده می گیرند . اما تفاوت آن در اسپین آن با تئوری قبلی است . یعنی دارای فرمیون های بدون جرم است که تنها در یک جهت اسپین دارند . نوع پنجم را HO می نامند این هم نوعی ابر ریسمان است که در آن ماده و نیرو به وسیله ی ابرتقارن به هم پیوند یافته اند . ابعاد در این تئوری معادل سه مدل قبلی یعنی 10 تا است نوعی تئوری اکتشافی ( هتروتیک ) است . اما به چه معنا است ؟ یعنی میان حرکت ریسمان در جهات مختلف مثلا چپ و راست با یکدیگر تفاوت دارد . گروه تقارن در آن مانند نوع دوم است یعنی SO (32)  است . در آن تاکیون وجود ندارد و فقط ریسمان های بسته نقش دارند . نوه دیگر که HE نامیده می شود دارای 10 بعد می باشد و مانند چهار نوع قبلی ابر ریسمان است و شامل نیرو ماده است که به وسیله ی ابر تقارن به هم پیوند یافته اند با این تفاوت که گروه تقارن آن از نوع E8×E8  است . در آن تاکیونی وجود ندارد . همچنین در آن فقط ریسمان های بسته وجود دارند این نوع نیز مانند نوع پنجم هتروتیک یا اکتشافی است . Super string or string theory Type of String Tachyon Spacetime dimensions Type String T Both of them Yes 26 Bosonic Superstring T Both of them No 10 I Superstring T Closed string No 10 IIA Superstring T Closed string No 10 IIB Superstring T Closed string No 10 HO Superstring T Closed string No 10 HE اما ممکن است برای شما این سؤال مطرح شده باشد گروه های تقارن چیست . در ریاضیات گروه های تقارن وجود دارد که انواع متفاوتی دارد و از آنجایی که زبان فیزیک ، ریاضی است ما از آنها در این جا استفاده می کنیم .   ریسمان بوزونی نخستین و ساده‌ترین گونهٔ نظریه‌ٔ ریسمان است. به طور سنتی احتیاج به ۲۶ بعد برای همخوانی با ضوابط و پیش‌فرضهای فیزیکی (مانند تقارن لورنس) دارد. متاسفانه در طیف ذرات آن تاکیون (ذره‌ای که سریعتر از نور حرکت می‌کند) وجود دارد بنابراین نمی‌تواند مدلی از طبیعت باشد. همچنین از آمار بوز (در مقابل فِرْمی در مکانیک آماری) پیروی می‌کند بنابراین به طور طبیعی نمی‌تواند توصیف‌گر ذراتی مثل الکترون باشد.البته این نظریه در توصیف ذرات میدانی مانند گراویتون‌ها و فوتون‌ها موفق است. ابرریسمان با استفاده از فرض ابرتقارن (یعنی در مقابل هر ذره بوزی ذره‌ای فرمیی داریم) گونه‌ای نظریه است که قابلیت آن را دارد که توصیف‌گر طبیعت باشد. تعداد ابعاد مورد نیاز در ابرریسمان غالبا ده است. در حال حاضر پنج نظریهٔ ابرریسمان وجود دارند که می‌توانند توصیف‌گر طبیعت باشند. این پنج نظریه شامل گونهٔ I، ‏ IIA ‏ IIB و دو نظریهٔ ابرریسمان دیگر که به هتروتیک معروف‌اند می‌شود. د-وسته مفهوم دیگری که وابستگی به ریسمان دارد د-وسته است. د-وسته‌ها اشیایی هستند که دو سر ریسمانهای باز روی آنها می‌لغزند. این اشیا می‌توانند صفر-بعدی تا تعداد ابعاد-فضایی(غیر زمانی)-بعدی باشند. به د-وستهٔ دو بعدی یعنی شکلی مثل یک صفحه‌کاغذ با ضخامت صفر «پوسته» یا د۲-وسته (تلفظ می‌شود دال-دووسته) می‌گویند. (نام د-وسته هم به قرینهٔ پوسته انتخاب شده‌است). د۱-وسته (خوانده می‌شود دال-یکوسته) خود به شکل ریسمان است. به همین منوال می‌توانیم د۰-وسته(دال-صفروسته) د۳-وسته(دال-سووسته) د۴-وسته و ... داشته‌باشیم. حرف «د» که در ابتدای این کلمه‌ها می‌آید حرف نخستین نام دریشله(ریاضیدان‌) است. بنابراین د-وستهٔ هرچند بعدی که داشته‌باشیم آن را به صورت «د تعداد ابعاد-وسته» می‌نویسیم. در سال‌های اخیر د-وسته‌ها اهمیت فزاینده‌ای یافته‌اند و به خودی خود اهمیت دارند. یعنی اهمیت آنها دیگر فقط به خاطر این نیست که دو سر ریسمان‌ها روی آنها می‌لغزد. مثلاً با چیدن د-وسته‌ها در فضا و از این رو محدود کردن جاهایی که ریسمان می‌تواند آغاز یا انجام یابد می‌توان نظریه‌های پیمانه‌ای مختلف ایجاد کرد. همچنین می‌توان کنش توصیف‌کنندهٔ یک د-وسته را نوشت. تاریخچه نظریه ریسمان نظریه ریسمان نخستین بار برای توضیح نیروی بین‌هسته‌ای قوی پیشنهاد شد. لیکن معلوم شد که مدل کرومودینامیک کوانتومی (QCD) که اینک بخشی از مدل استاندارداست در توضیح این پدیده بسیار موفق‌تر است. طبیعتاً نظریهٔ ریسمان به نفع کرومودینایک کوانتوم وانهاده شد. بعدها نظریهٔ ریسمان به عنوان یک تئوری نامتناقض گرانش کوانتومی از نو توسط گرین و شوارتز مطرح شد. این‌بار اندازه و مقیاس ریسمان‌ها بسیار کوچک‌تر از آنِ ریسمان‌های توضیح‌دهندهٔ نیروی ضعیف در نظر گرفته شد. به این احیای مجدد نظریهٔ ریسمان اصطلاحاً انقلاب نخست ابرریسمان گفته می‌شود. پیشوند ابر در ابتدای کلمهٔ ریسمان به این دلیل آمده‌است که برای داشتن یک نظریهٔ ریسمان فاقد تناقض و همچنین امکان داشتن ریسمان‌های فرمیونی (که در نهایت به توضیح خواص ذرات فرمیونی خواهد پرداخت)، نیاز به معرفی یک تقارن جدید موسوم به ابرتقارن در کنش ریسمان داریم. به این موضوع پیشتر اشارهٔ گذرایی شد. به هرحال چنان که پیشتر اشاره شد تنها پنج نظریهٔ ریسمان نامتناقض داریم. و این سؤال هم مطرح بود که کدام یک از این نظریه‌ها توصیف‌گر طبیعت‌اند. نظریه-م (M-Theory) در سال ۱۹۹۵ ادوارد ویتن و دیگران ثابت کردند که پنج نظریهٔ ابرریسمان موجود بی‌ارتباط به هم نیستند و با گونه‌ای روابط همزادی (duality) به هم مربوط می‌شوند. ایشان نشان دادند که این پنج نظریه درواقع پنج «نمود» (=جلوه) گوناگون از یک نظریهٔ مادر و بزرگ‌تر هستند. یعنی این نظریهٔ مادر که آن را نظریه-م (تلفظ می‌شود نظریهٔ میم) نام نهادند در شرایط خاص به هر یک از این پنج نظریه تقلیل می‌یابد (بسته به شرایط به نظریه‌های مختلف). عموماً از این واقعه با عنوانانقلاب دوم ابرریسمان یاد می‌شود. فیزیکدانان هنوز شناخت کاملی از نظریه-م ندارند حتی بر سراینکه «م» در نام نظریه دقیقا مبین چیست اختلاف نظر وجود دارد. بعضی می‌گویند «م» به معنی مادر است. برخی می‌گویند «م» مخفف «ماتریس» است. برخی دیگر (البته به شوخی) می‌گویند «م» (M) از واژگون‌کردن حرف نخست نام ویتن (W) می‌آید. هرچه هست هم‌اکنون بسیاری از فیزیکدانان به دنبال کشف و درک نظریه-م هستند. احتمالاً یافتن نظریه-م از بزرگ‌ترین دستاوردهای بشر خواهد بود زیرا این نظریه قادر خواهد بود تمام دنیا را در بنیادین‌ترین حالت توصیف کند. باید توجه داشت که نظریهٔ ریسمان (و به تبع آن نظریه-م)، نظریه‌ای فاقد پارامتر آزاد است. یعنی جایی برای تنظیم پارامترها به کمک آزمایش باقی نمی‌گذارد. به بیان روشن‌تر خواص تمام ذرات باید از روی معادلات ریاضی درآورده شود. بنابراین مثلاً این نظریه باید بگوید چرا الکترون وجود دارد و چرا جرم آن فلان اندازه و چرا اسپین آن یک‌دوم و چرا بار الکتریکی آن بهمان مقدار است. پیچیدگی نامتناسب نظریه ریسمان در اواخر دهه 1960 و به عنوان ابزاری برای توضیح نیروهای قوی بین ذرات اتمی شکل گرفت، ولی در دهه 1970 با نظریه موفق‌تر کرومودینامیک کوانتومی جایگزین شد. نظریه ریسمان نیز به راه خودش رفت و لایه‌های عجیب و غریب‌تری از پیچیدگی‌های ریاضی را کسب کرد. بعضی از فیزیک‌دانان آن را نفرین‌شده خواندند، زیرا برای آزمایش نظریه‌های منتج از آن به انرژی‌هایی خیلی بیشتر از آن چیزی نیاز است که می‌توان در شتاب‌دهنده‌های ذرات به آنها دست یافت. ولی در سال 2005، نظریه ریسمان راه خود را البته به طور غیر مستقیم؛ به داخل یک شتاب‌دهنده باز کرد: برخورد دهنده یون‌های سنگین نسبیتی، RHIC در آزمایشگاه ملی بروک‌هیون نیویورک. دانشمندان کشف کردند که نظریه ریسمان می‌تواند به اندازه کرومودینامیک کوانتوم در توضیح نیروهای قوی هسته‌ای در یک پلاسمای کوارک-گلوئون موثر باشد. این حالت جدید ماده که شامل اجزای سازنده پروتون‌ها و نوترون‌ها است، در ترکیبات یون‌های داغ طلا که در شتاب‌دهنده تولید شده بود شکل گرفت. کلید این کشف یک تکنیک ریاضی در نظریه ریسمان بود که اصول هالوگرافی را شکل می‌دهد که در آن، اطلاعات موجود در یک چند بعدی می‌تواند در یک بعد پایین‌تر از آن نگاشته شود؛ مثل تصویری سه بعدی که می‌توان آن را در یک تصویر هالوگرام مسطح دو بعدی ذخیره کرد. از آن زمان، پژوهشگرانی مانند ساچدف و هارتنول تکنیک‌های هالوگرافی را به حوزه سرد‌تر ماده‌چگال گسترش دادند. همان ابزارهای نظریه ریسمان که برای توضیح رفتار ذرات در شتاب‌دهنده استفاده شده بود، کمک کرد که بتوان رفتار نقاط بحرانی کوانتومی را توجیه کرد؛ تغییرات در موادی که تا نزدیک به نقطه صفر مطلق سرد می‌شدند و در آن هنگام تاثیرات مکانیک کوانتوم بر رفتار آن غالب می‌شد. در عوض، این به فیزیک‌دان‌ها کمک کرد تا رفتار کوانتومی را در بسیاری از سیستم‌ها تشریح کنند که شامل شبکه‌های فوق سرد اتمی تحریک شده با لیزر می‌شد و اکنون هم ابررسانایی دمای بالا به آن اضافه شده است. پیتر وویت، از منتقدان سرشناس نظریه ریسمان و از ریاضی‌دانان دانشگاه کلمبیا در نیویورک، می‌گوید که این نحوه استفاده از نظریه ریسمان به عنوان یک ابزار می‌تواند مفید باشد، ولی به هیچ عنوان آزمایشی برای خود نظریه ریسمان محسوب نمی‌شود. او می گوید: «فقط به این دلیل که یک مدل در زمینه خود خوب کار می‌کند، به این معنی نیست که شما می‌توانید کل فیزیک را یک‌پارچه کنید و به نظریه‌ای پایه‌ای که همه چیز از آن ناشی شود، برسید». جوزف پولچینسکی، از نظریه‌پردازان نظریه ریسمان در انستیتوی کاولی و سومین برگزارکننده کارگاه، چنین اسدلال می‌کند که اگر ابزارهای مشابه نظریه ریسمان که برای تشریح سیاه‌چاله‌ها استفاده شده‌اند، بتوانند رفتار الکترون‌ها را در یک فلز توجیه کنند؛ این تقاطع می‌تواند کاربردهای نظریه ریسمان را در یک حوزه را برای کاربرد در دیگر حوزه‌ها نیز ممکن سازد. او اضافه می‌کند که هیجان همچنان در حال افزایش است. این انستیتو 110 تقاضا برای کارگاه دریافت کرده بود، در حالی که تنها برای 30 نفر جا وجود داشت و تا آنجا که او به یاد می‌آورد، ورود به هیچ کارگاهی سخت‌تر از این نبوده است. در توضیح اهمیت آن همین بس که وقتی فراخوان این کارگاه 18 ماه اعلام شد، تعداد مقالاتی که در این زمینه نوشته شده بود به کمتر از انگشتان دو دست می‌رسید. پولچینسکی می‌گوید: «کاملا آشکار است که حوزه جدید و جذابی از علم در این جا گشوده می‌شود». آیا حقیقتاً نظریهٔ ریسمان علمی‌است؟ بعضی از فیزیکدانان معتقدند که نظریهٔ ریسمان اصولا نظریه‌ای علمی نیست چرا که هیچ پیش‌بینی ابطال‌پذیری نمی‌کند و در بهترین شرایط تنها به توضیح واقعیات موجود می‌پردازد. نظریه-م و مسایل فلسفی مربوط به آن و سرنوشت ناپیدایش در اینجا طنز کوچکی مطرح می‌شود: ما انسان‌ها یا قابلیت آن را داریم که به کشف نظریه-م نایل شویم یا نه. یعنی نظریه-م اصولا یا قابل کشف/فهم هست یا نیست. در نهایت به نظر می‌آید که این نظریه-م است که در مورد قابل کشف/فهم بودن یا نبودن خود تصمیم گرفته است! چون بالاخره ما انسان‌ها محصول جهانی هستیم که بر اساس قوانین نظریه-م کار می‌کند. به علاوه این پرسش بنیادی‌تر هم مطرح است که آیا اصلاً نظریه-م وجود دارد؟ چرا طبیعت باید موجودی قانونمند و در درجهٔ بعد قابل فهم باشد. اینشتین معتقد بود که غیرقابل‌فهم‌ترین چیز در مورد طبیعت این‌است که طبیعت قابل فهم است. متاسفانه یا خوشبختانه از هیچ‌کجا آیه نیامده‌است که نظریه-م به عنوان نظریهٔ همه چیز یا نظریهٔ وحدت‌بخش وجود دارد تا حالا ما به دنبال آن باشیم. هرچند که به نظر می‌آید تمام فیزیکدانان ریسمان‌کار به طور ضمنی معتقد ( خستو ) اند که نظریه-م وجود دارد و همچنین قابل درک برای ما انسان‌ها است وگرنه بعید بود عمر خود صرف آن کنند. اما این فرض تماما برخاسته از خوشبینی مفرط است که خوشبختانه تاکنون خلاف آن ثابت نشده‌است. همچنین این احتمال (هرچند بسیار اندک) وجود دارد که روزی ثابت شود نظریهٔ ریسمان اساسا نادرست است. اتفاقی شبیه این امر در مورد نظریهٔ متغیر پنهان چندین سال قبل رخ داد. ریسمان‌کارها معتقدند که شانس از بیخ و بن نادرست بودن نظریهٔ ریسمان بسیار بسیار اندک و حتی نزدیک صفر است. چرا که تاکنون شواهد بسیار زیادی مبنی بر صحت آن یافت شده‌است. ممکن است آزمایش‌های آینده جهت تحقیقات را تغییر دهد ولی احتمال تکذیب این نظریه چنانکه که گفته شد تقریباً صفر است.   ابعاد اضافی در تئوری ریسمان همانطور که در مقالات بخش نسبیت ذکر کردیم اینشتین کیهان را چهار بعدی فرض کرد که سه بعد فضایی دارد و یک بعد زمانی پیوسته به آنها که بافت فضا – زمان را به وجود می آورند . در مقاله ی انواع تئوری ریسمان ذکر کردیم که حد اقل ابعاد در تئوری ریسمان 20 تا است که می تواند تا 26 بعد نیز افزایش یابد . حال سؤال این جا است که این ابعاد از کجا آمده اند و اصولا تئوری ریسمان برای آنها چه توجیه منطقی دارد ؟ تئوری بوزونیک ریسمان ابعاد خود را به وسیله ی معادله ی پلایکف شرح می دهد که به شرح زیر است : اما در رابطه با توجیه تئوری ریسمان می توان این گونه گفت . در این تئوری تعداد ابعاد آن قدر زیاد است که باید تعداد آنها را با انگشتان دست درج کرد . همانطور که مشاهده شد تعداد ابعاد به وسیله ی رابطه ی بالا قابل محاسبه است . این بدان معنا است که اگر شما فاصله ی بین دو نقطه را اندازه گیری کنید سپس با زاویه ی مشخصی دوران کنید و دوباره فاصله را اندازه گیری کنید آنگاه فاصله یکسان خواهد بود اگر این ابعاد خاص را در نظر بگیریم . در این شرایط ابعاد جهان به جای چهارتا به بیست وشش تا می رسد . هر چند که تئوری M که در دیگر مقالات آن را شرح خواهیم داد تعداد آنها به 10 الی 11 عدد می رسد . متخصصان تئوری ریسمان برای شرح این موضوع دو راه مختلف را در نظر می گیرند . راه اول فشرده گی ابعاد است که می گوید تعداد ابعاد اضافی که 6 تا 7 عدد هستند آن قدر فشرده و کوچک هستند که در دوران ما در پدیده ها قابل کشف نیستند . یعنی این 6 یا 7 بعد در این لوپ بر روی یکدیگر فشرده اند . برای درک بهتر یک تکه چوب را تصور کنید . اگر شما در یک فاصله ی معین از آن قرار داشته باشید شما چوب را در یک بعد مشاهده می کنید که همان طول آن است . اگر شما از آن فاصله کمی جلو تر آیید می توانید بعد دوم آن را نیز مشاهده کنید که با هم محیط چوب مورد نظر را می سازند ؛ و اگر به همین ترتیب نزدیک و نزدیک تر شوید ابعاد اضافی را مشاهده خواهید کرد . تئوری ریسمان نیز برای مشاهده ی این ابعاد چنین توجیهی می کند . در واقع هر نقطه از این در روی تکه چوب مورد نظر عدد هر بعد را برای ما مشخص می کند . برای مثال یک عدد مکان در بعد اول را مشخص می سازد دیگری مکان را در بعدی دیگر مشخص می کند . در واقع این شماره ها برای ابعاد اضافی نیز وجود دارد که در حوضه ی دید کنونی ما نیستند و در هم فشرده شده اند . دیگر توجیه این است که در دنیای 1+3 خود فرو رفته ایم . در این صورت این فرض یک چیز ریاضی به نام D – Brane  را وارد می کند که دنیا ما بر اساس تئوری جهان برین است . ما در این رابطه در مقاله ی جداگانه سخن خواهیم گفت . زیرا یک تئوری که اخیرا دانشمندان در رابطه با جهان پنج بعدی مطرح کرده اند تقریبا با این موضوع تطابق دارد که می گوید ما در دنیای خود فرو رفته ایم و ابعاد بزرگتر را نمی بینیم . مثلا گرانش که یک نیروی بنیادی در طبیعت است یک بعد مخفی فرض می شود نیروهای بنیادی دیگر را تولید می کند . در مورد این موضوع که گرانش نیرو های دیگر را تولید می کند آزمایش های زیادی وجود دارد . اما این هنوز یک فرض قابل استفاده نیست . نظريه ريسمان بيان مي كند كه انفجار بزرگ سرمنشأ عالم نیست. متنی كه در زير مي خوانيد، نوشته اي است از گابريل ونزيانو(Gabriele veneziano) فيزيكدان نظري مركز تحقيقات فيزيك ذره اي اروپا(CERN ) كه در اواخر دهه 1960 به عنوان پدر نظريه ريسمان شناخته شد. نظريه ريسمان بيان مي كند كه انفجار بزرگ سرمنشأ عالم نبوده، بلكه صرفاً پيامد وضعيتي بوده كه مدت ها قبل از آن زمان وجود داشته است. زيرا غالب كيهان شناسان مطرح كردن زماني قبل از انفجار بزرگ را مانند اين مي دانستند كه كسي جايگاه شمال قطب شمال را از شما بپرسد. يونانيان باستان دربارة منشأ زمان مناظرات و مباحثه هاي فراواني ترتيب مي دادند. ارسطو كه از بي آغازي زمان طرفداري مي كرد،استنادش بر اين اصل بود كه از هيچ ،چيزي به وجود نمي آيد. پس اگر عالم در هيچ برحه اي از زمان نتوانسته باشد خود را از نيستي به هستي در آورد، الزاماً مي بايست همواره وجود مي داشته است. پس به اين دليل و دلايلي ديگر، زمان بايد به طور نامحدود در گذشته و آينده امتداد داشته باشد. امّا دين شناسان مسيحي نظري دگرگونه داشتند.آگوستين استدلالش بر اين بود كه آفريدگار بيرون از فضا و زمان حضور دارد و قادر است كه اين ساختارها را همانطور كه ديگر جنبه اي دنياي ما را خلق می كند، به وجود آورد. دو دليل سبب شد كه كيهان شناسان معاصر نتيجه مشابهي بگيرند. يكي از آنها نسبيت عام و ديگري شواهدي بودند كه از مشاهده انبساط جهان به دست آمدند كه بر طبق آنها دو فيزيكدان نامي يعني استفان هاوكينگ و روجر پنروز در سال 1960 ثابت كردند كه زمان نمي تواند به طور نا محدود رو به گذشته ادامه داشته باشد و اگر در طول زمان رو به عقب برويم، بالاجبار بايد به نقطه تكينگي برسيم.-ويديوهاي مربوط به نظريه ريسمان: اينجــــا را كليك كنيد- ]]> فیزیک Thu, 02 Aug 2012 10:14:37 GMT http://migna.ir/vdcbwgb8.rhbfgpiuur.html هشت راز بي‌پاسخ فضا كه دانشمندان را سردرگم كرده است! http://migna.ir/vdcewp8z.jh8wei9bbj.html دانشمندان با تمام تلاش خود براي شناسايي اسرار فضا، همچنان در برابر هشت سؤال بزرگي قرار دارند كه تا كنون بي‌پاسخ مانده‌اند. به گزارش ايسنا،‌ اين سوالات از اسرار ماده تاريك كه 73 درصد جهان را تشكيل داده اما هيچ گاه شناسايي نشده، تا سوالاتي در مورد علت حرارات بسيار زياد خورشيد را در بر مي‌گيرند. اين سوالات كه توسط سايت معتبر علمي ساينس تنظيم شده، همگي توسط دانشمندان برجسته حوزه‌هاي خود مطرح شده كه هر كدام در مورد آنها مقاله‌هايي ارائه كرده‌اند. با اين حال در برخي موارد حتي دانشمندان نيز اذعان كرده‌اند كه برخي از اين اسرار هيچگاه حل نخواهند شد. رابرت كنتز، معاون سردبير اخبار ساينس اظهار كرد: هر راز مطمئنا در صورت وجود راه حل، از طريق رصدهاي نجومي گشوده خواهد شد. در حداقل يكي از موارد، متخصصان در مورد قابل حل بودن يك سوال به نظر ساده ترديد دارند. يكي از بزرگترين اسرار به ماده تاريك تعلق داشته كه دانشمندان معتقدند هيچگاه حل نخواهد شد. سيمون وايت، فيزيكدان نجومي موسسه فيزيك نجومي مكس پلانك آلمان اظهار كرد: بخشي از اين راز اين است كه هيچ نشانه‌اي از قابل حل بودن آن در دست نيست. اما هشت اسرار بزرگ حل نشده جهان به گفته دانشمنداني كه قادر به حل آنها نبوده‌اند، بدين شرح است: انرژي تاريك چيست؟ در دهه 1920 ادوين هابل دريافت كه جهان ساكن نبوده و در حال انبساط است. در سال 1998 تلسكوپ فضايي هابل كه نام خود را از اين ستاره‌شناس گرفته، به بررسي ابرنواخترهاي دو پرداخته و دريافت كه سرعت انبساط جهاني در گذشته نسبت به اكنون بسيار آهسته‌تر بوده است. اين كشف بزرگ باعث سردرگمي دانشمندان شد كه از مدتها پيش تصور مي‌كردند كه گرانش ماده بالاخره بصورت تدريجي باعث آهسته‌تر شدن انبساط جهان شده يا حتي آنرا كوچك خواهد كرد. توضيحات در مورد انبساط فزاينده جهان منجر به مفهوم عجيب و مورد ترديد ماده تاريك شد كه بنظر نيروي مرموز عامل كشش جهاني با يك سرعت فزاينده باشد. اگرچه تصور مي شود كه انرژي تاريك حدود 73 درصد از جهان را تشكيل داده، اما اين نيرو هنوز ناشناخته باقيمانده و مستقيما كشف نشده است. ماده تاريك چيست؟ در دهه 1960 و 1970 ستاره‌شناسان اين فرضيه را مطرح كردند كه احتمالا جرم بيشتري نسبت به آنچه ديده مي‌شود، در جهان وجود دارد. ورا روبين، ستاره‌شناس موسسه كارنگي به بررسي سرعت ستار‌ها در مناطق مختلف كهكشان پرداخت. وي دريافت كه در حقيقت هيچ تفاوتي ميان سرعت ستارگان در مركز كهكشان به نسبت مناطق بيروني وجود ندارد. اين نتايج با فيزيك نيوتوني مربوط به سرعت كمتر ستارگان در دامنه يك كهكشان تضاد داشت. ستاره‌شناسان به توضيح اين پديده عجيب با يك جرم نامرئي موسوم به ماده تاريك پرداختند. حتي با وجود ناديده بودن آن، ماده تاريك از جرم برخوردار بوده از اين رو محققان حضور اين ماده را بر اساس كشش گرانشي آن بر روي ماده عادي استنباط مي‌كنند. تصور مي‌شود كه ماده تاريك حدود 23 درصد جهان را تشكيل داده و تنها چهار درصد جهان از ماده عادي مانند ستارگان، سيارات و انسان ساخته شده است. با وجود اينكه امكان دستيابي به كليد حل اين راز در آينده وجود داشته، اما احتمالا بخشهايي از آن ناشناخته باقي خواهد ماند. باريون‌هاي گمشده كجا هستند؟ اگر ماده و انرژي تاريك به ساخت 95 درصد جهان پرداخته باشند، تنها پنج درصد باقي مانده از آن ماده عادي خواهد بود. با اين حال هنوز نيمي از اين ماده نيز در حال گم شدن است. ماده باريوني از ذراتي مانند پروتون و الكترون تشكيل شده كه بيشتر جرم ماده عادي را در جهان بوجود آورده‌اند. به گفته محققان، با آغاز شمارش باريون‌ها از آغاز جهان تا كنون توسط ستاره‌شناسان، تعداد آنها به شكل اسرارآميزي كاهش يافته است. به تصور محققان احتمالا اين مواد باريوني گمشده در جايي ميان كهكشانها با عنوان رابط ميان كهكشاني گرم و داغ قرار دارند. مكان يابي باريونهاي گمشده در حوزه ستاره‌شناسي يك اولويت بوده چرا كه اين مشاهدات بايد به دانشمندان در درك بهتر چگونگي تكامل ساختارهاي كيهاني و كهكشانها در طول زمان كمك كند. چرا ستارگان منفجر مي‌شوند؟ هنگامي كه يك ستاره غول‌پيكر فاقد سوخت شده و مي‌ميرد، يك انفجار خاص موسوم به ابرنواختر در آن شكل گرفته كه براي مدت كوتاهي آنرا از تمام اجسام موجود در جهان درخشانتر مي‌كند. طي سالها دانشمندان به بررسي ابرنواخترها و بازسازي آنها با استفاده از مدلهاي پيچيده رايانه‌اي پرداخته‌اند اما چگونگي رخداد اين انفجارهاي عظيم هنوز به شكل يك راز باقي مانده است. چه عاملي باعث يونيزه شدن مجدد جهان شده است؟ نظريه پذیرفته شده منشا و تكامل جهان، مدل مهبانگ بوده كه نشان دهنده آغاز كيهان در يك نقطه بسيار داغ و متراكم در حدود 13.7 ميليارد سال پيش است. يك مرحله پويا در تاريخچه جهان اوليه در حدود 13 ميليارد سال قبل با عنوان عصر يونيزه شدن مجدد شناخته شده كه طي آن مه گاز هيدروژن در جهان اوليه پاكسازي شده و براي اولين بار در برابر نور فرابنفش شفاف شد. 400 هزار سال بعد از مهبانگ، پروتونها و الكترونها به حد كافي سرد شده تا با هم تعامل برقرار كرده و اتمهاي خنثي هيدروژن را ايجاد كنند. ناگهان فوتونها كه پيش از آن از الكترونها پراكنده مي‌شدند، توانستند آزادانه در جهان حركت كنند. چند ميليون سال بعد، الكترونها مجددا از اتمها بيرون آمدند. با اين حال اين بار انبساط جهاني باعث پراكنده شدن پروتونها و الكترونها از يكديگر به ميزان كافي شد تا دوباره با هم تركيب نشوند. اين تركيب ماده همچنين به حد كافي رقيق شد تا بيشتر فوتونها بدون تاثير از ميان آنها عبور كنند. از اين رو بيشتر ماده جهان به يك پلاسماي يونيزه شدن منتقل كننده نور تبديل شد كه تا به امروز باقي مانده است. منبع بيشتر تابشهاي پرانرژي كيهاني چيست؟ منبع تابشهاي كيهاني براي مدت زيادي ستاره‌شناسان را سردرگم كرده كه بيش از يك قرن را به بررسي منشاهاي اين ذرات پرانرژي پرداخته‌اند. تابشهاي كيهاني به ذرات زيراتمي باردار گفته مي‌شود كه بيشتر از فوتونها، الكترونها و هسته باردار عناصر پايه تشكيل شده و از اعماق فضاي بيروني به درون منظومه شمسي جريان پيدا مي‌كنند. با جريان يافتن اين تابش‌ها به درون منظومه شمسي از مناطق ديگر كهكشان، مسير آنها با ميدانهاي مغناطيسي خورشيد و زمين خم مي‌شود. قوي‌ترين تابشهاي كيهاني بسيار قدرتمند بوده و انرژي آن 100 ميليون برابر ذرات برخورددهنده‌هاي ساخت دست بشر است. با اين حال هنوز منشا اين ذرات قدرتمند به شكل يك راز باقي مانده است. چرا منظومه شمسي اين قدر عجيب است؟ با كشف سيارات بيگانه در اطراف ستاره‌هاي ديگر توسط ستاره‌شناسان، محققان اشتياق بيشتري براي درك ويژگي‌هاي منحصربفرد منظومه شمسي يافته‌اند. براي مثال با وجود تفاوتهاي بسيار، چهار سياره داخلي منظومه شمسي از پوسته بيروني صخره‌اي و هسته فلزي برخوردارند. چهار سياره خارجي كاملا ممتفاوت بوده و هر كدام از ويژگي‌هاي قابل شناسايي خود برخوردارند. دانشمندان به بررسي فرايند شكل‌گيري سياره‌اي با اميد به كشف چگونگي ايجاد منظومه شمسي پرداخته‌اند اما پاسخهاي آن ساده نبوده است. چرا تاج خورشيد تا اين حد داغ است؟ جو خارجي فوق داغ خورشيد «تاج خورشيدي» ناميده شده و حرارت آن معمولا در حدود 900 هزار تا 10.8 ميليون درجه فارنهايت است. براي مدتها فيزيكدانان خورشيدي به بررسي چگونگي قابليت خورشيد در داغ كردن مجدد تاج خود پرداخته و پاسخي براي آن پيدا نكرده‌اند. محققان به محدود كردن عوامل انرژي زير سطح مرئي و به پردازش ميدان مغناطيسي خورشيد پرداخته‌اند. اما مكانيزم دقيق حرارت اين بخش هنوز ناشناخته باقي مانده است. ]]> فیزیک Tue, 17 Jul 2012 02:40:47 GMT http://migna.ir/vdcewp8z.jh8wei9bbj.html رباتيک و جايگاه آن در ايران http://migna.ir/vdcd.k0j2yt0jfa26y.html   رباتيک علمي است که با هدف راحتي انسان و افزايش وقت مفيد او پديد آمده است، اما متأسفانه در کشور ما آن گونه که شايسته است، شناخته نشده است. در اين نوشتار، مي‌كوشيم به وضعيت ايران در علم رباتيک در ايران بپردازيم. بدين منظور، نخست تاريخچه و تعريف مختصري از ربات ارايه مي‌نماييم و سپس به وضعيت رباتيک در کشور‌هاي صنعتي مي‌پردازيم و سرانجام وضعيت ايران را بررسي و براي بهبود آن راهکاري را مشخص مي‌كنيم.تاريخچه رباتيکدر گذشته، کشورهاي استعمارگر براي افزايش سرمايه و پيشرفت خود به کشور‌هاي ضعيف حمله مي‌کردند و با تصرف کشور قرباني، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت مي‌گرفتند و از آنها به عنوان نيروي کار رايگان بهره مي‌بردند و آنها را در مزارع کارخانه‌ها آشپزخانه‌ها و... به کار مي‌گرفتند، اما اين برده‌ها چند عيب بزرگ داشتند و مهمترين عيب آن، اسارت يک انسان و ظلم به او بود و ديگر خستگي برده‌ها بود. برده‌ها نمي‌توانستند 24 ساعت شبانه روز کار کنند. بايد به آن‌ها وقت استراحت مي‌دادند. ديگر عيب آن‌ها اين بود که ارباب بايد آن‌ها را هميشه کنترل مي‌کرد. در آن زمان، آرزوي اربابان اين بود که برده‌اي غير انساني داشته باشند که بتواند 24 ساعته کار کند و دچار خستگي نشود و نياز به کنترل مداوم نداشته باشد. با توجه به علم آن زمان، اين رويايي بيش نبود و تنها در تئاتر به نمايش درمي‌آمد و به اين برده‌هاي آسماني «‌ربات‌» مي‌گفتند. با پيشرفت علوم در گذر زمان و انقلاب صنعتي اروپا، نياز به برده‌هايي بيشتر با سرعت بالاتر، دقت بيشتر و خستگي کمتر، بيشتر احساس مي‌شد؛ بنابراين دانشمندان به فکر ساخت ماشين‌هاي خودکار افتادند. (تا آن هنگام، علم در زمينه برق و مکانيک مقداري پيشرفت کرده بود.) از آن به بعد در بخش‌‌هايي از کارخانه‌ها از ماشين‌هاي الکترومکانيکي استفاده مي‌شد و بدين گونه بود كه مکانيزاسيون صنعتي آغاز شد. اما عيب بزرگ اين دستگاه‌ها، تک‌منظوره بودن و انعطاف‌نا‌پذيري آنها بود؛ يعني با تغيير بخشي از کارخانه‌، محصول توليدي ‌کل دستگاه‌ها بايد دوباره طراحي مي‌شدند. با پيشرفت هر چه بيشتر علم، کامپيوتر‌ها اختراع شدند و گسترش يافتند، تا جايي که در خانه‌ها نيز يافت مي‌شد. سپس صنعتگران به فکر ترکيب ماشين‌هاي الکترومکانيکي با کامپيوتر‌ها افتادند تا بتوان آن‌ها را برنامه‌نويسي کرد [يکي از ويژگي‌هاي کامپيوتر قابل برنامه‌نويسي بودن آن است] و با يک دستگاه بتوان چندين کار را انجام داد (مثلا دستگاهي که يک نوع ماشين را رنگ مي‌زند، بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن، آن‌ها را نيز رنگ بزند‌). بدين صورت ربات‌ها ساخته شدند.تعريف ربات و رباتيک و مزاياي آنبا توجه به توضيحاتي که داده شد، ربات ماشيني هوشمند، قابل برنامه نويسي و انعطاف‌پذير است که براي به دست آوردن اطلاعاتي از محيط خود داراي حسگرهايي است.رباتيک علم طراحي، ساخت، نگهداري و تعمير ربات‌ها است. مهندسي رباتيک علم هوشمند کردن و الکترونيکي کردن ماشين‌هاي مکانيکي است (‌در راستاي مصارف صنعتي‌) [مهندسي رباتيک = مهندسي برق + مهندسي مکانيک]مزاياي ربات عبارتند از: افزايش بهره، افزايش توليد، بهبود کيفيت کار، افزايش دقت، جلوگيري از اتلاف نيروي انساني، افزايش سرعت، کاهش هزينه، کاهش ضايعات، چند منظوره بودن، هوشمند بودن و خستگي‌ناپذيري. مثال‌هايي از رباتکلمه ربات مانند کلمه ماشين، يک کلمه کلي است و به چند مورد خاص خلاصه نمي‌شود؛ براي نمونه، چند مورد را مي‌آوريم:بازو‌هاي ربات‌هاي صنعتي، ربات کنترل چاه‌هاي نفت، يخچال‌هاي خانگي، آسانسور‌ها، اسباب‌بازي کودکان، هواپيما‌هاي بدون سرنشين، سيستم‌هاي دفاع ضد موشکي، پرينتر‌ها، دستگاه‌هاي تراش خودکار، نوشابه پرکن‌ها و...اين‌ها تنها نمونه‌هايي از بي‌نهايت انواع ربات بود. ربات‌ها آنقدر گسترده‌اند که امروزه نمي‌توان بدون آن‌ها زندگي کرد. ولي در مهندسي منظور از ربات، ربات‌هاي صنعتي است.رباتيک و کشور‌هاي صنعتيکشور‌هاي صنعتي به اين حقيقت رسيده‌اند، کشوري پيشرفت نمي‌کند، مگر اين که در همه علوم پيشرفت کند؛ بنابراين، با توجه به اين که رباتيک، يکي از علوم اصلي سرنوشت‌ساز قرن است و به آن احساس نياز مي‌کنند. در اين راستا، فعاليت‌هاي بسياري انجام داده‌اند. آن‌ها آنقدر پيشرفت کرده‌اند که هدف خود را اين گونه مي‌دانند: در سال 2050 ربات‌هايي خواهيم ساخت شبيه انسان که بتوانند با قوي‌ترين تيم فوتبال انسان‌ها بازي کنند و بدون خطا، انسان‌ها را شکست دهد.آن‌ها هر ساله مسابقات رباتيک براي يادگيري علم و استفاده كردن از آن در صنعت برگزار مي‌نمايند.همچنين در راستاي تربيت نيروي انساني براي گسترش اين علم، رشته مهندسي رباتيک را ايجاد نمودند. مهندسي رباتيک در واقع، آميخته‌اي از رشته مهندسي برق و مهندسي مکانيک است که هدف آن، تربيت نيرويي است که بتواند به تنهايي ربات‌هاي صنعتي را طراحي کند و بسازد؛ اين رشته در بيشتر دانشگاه‌هاي کشور‌هاي صنعتي تدريس مي‌شود.کارخانه‌هاي خصوصي آن‌ها علاوه بر رباتيکي کردن فرايند توليد، مقداري از درآمد‌هاي ناخالص خود را براي تحقيق و گسترش رباتيک صرف مي‌‌كنند.وضعيت رباتيک در ايرانوضعيت رباتيک در ايران فاجعه‌بار است، به گونه‌اي که مي‌توان گفت: رباتيک در ايران هنوز شناخته شده نيست. اين وضعيت در حالي است که ايران، يکي از بزرگترين وارد کنندگان ربات‌هاي صنعتي است. هر ساله ارز بسياري براي خريد ربات، از کشور بيرون مي‌رود. در بيشتر کارخانه‌هاي ما از ربات‌ها استفاده مي‌شود؛ کارخانه‌هايي مانند فولاد، خودروسازي، مواد غذايي و... را مي‌توان تقريبا تمام رباتيک دانست، اما متأسفانه، همه ربات‌هاي آن وارداتي و حتي نصب و کنترل و تعمير آن بر عهده خارجي‌هاست.براي همين، براي عقب نماندن کشور در علم رباتيک، رشته مهندسي رباتيک در سال 1381 راه‌اندازي شد و متأسفانه تا امسال (1387) تنها دانشگاه ارايه کننده آن دانشگاه صنعتي شاهرود بود. اکنون اين رشته در دانشگاه صنعتي همدان نيز تدريس مي‌شود، اما آيا دو دانشگاه کافي است؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز بيست ساله، هم‌اکنون بايد در همه دانشگاه‌هاي صنعتي، تدريس شود.يکي از مشکلات دانش آموختگان اين رشته در کشور اين است که کسي اين رشته را نمي‌شناسد و اصلا نمي‌داند ربات چيست. هنگامي كه از ربات سخن به ميان مي‌آيد، به ياد اسباب‌بازي آدم آهني کودکان و فيلم‌هاي سينمايي مي‌افتند. مشکل ديگر دانش‌آموختگان، بي‌اعتمادي صنعت کشور به آنهاست. صنعتگران حاضرند چنديدن برابر آن هزينه کنند، ولي از نيروي خارجي استفاده نكنند. ديگر مشکل اين رشته، کمبود امکانات دانشگاهي و قديمي بودن امکانات كنوني آنهاست.برخي افراد در ايران، استفاده از ربات را مساوي اخراج نيرو کار مي‌دانند و با گسترش آن مخالفند، اما آنها از اين غافلند که گماردن نيروي انساني به کار‌هاي روزمره و تکراري، اتلاف نيروي انساني است، چرا كه به جاي انجام کار بيهوده، مي‌توان آنها را در جايي ديگر به خدمت گرفت.هر ساله چندين مسابقات رباتيک در سطح کشور برگزار مي‌شود که مي‌توان گفت همه آنها داراي قوانين ثابت و يک شکل و تکراري است و هيچ کدام قوانين بومي ندارند. متأسفانه در ايران به اين مسابقات به چشم هدف نگريسته مي‌شود. (برعکس کشور‌هاي صنعتي که مسابقات را وسيله‌اي براي بالا بردن صنعت خويش مي‌دانند.) و همه وقت دانشجويان را مي‌گيرند که رباتي با هدف پوچ (‌مانند راه‌ياب که در اين مسابقات ربات بايد مسير خط سياه را دنبال کند‌) بسازند.متأسفانه، هيچ يک از ما، هيچ روز يا هفته‌اي در سال را به عنوان هفته رباتيک، دست‌كم براي يادآوري اهميت آن بر نگزيده‌ايم و براي بهبود وضعيت آن کوششي نکرديم و نمي‌کنيم.نتيجه‌گيرياگر مي‌خواهيم ايران به پيشرفت شايسته خود برسد، بايد موانع را از سر راه آن برداريم. براي همين، در نخستين كار، بهتر است در موارد زير گامي محکم برداريم.1- آشنايي مردم با علم رباتيک و مزيت استفاده از ربات‌ها2- راه‌اندازي رشته مهندسي رباتيک در همه دانشگاه‌هاي صنعتي کشور3- برگزاري هدفمند مسابقات رباتيک در رشته‌هاي بومي در راستاي توليد ثروت از راه علم4- جلب اعتماد صنعت به نيرو‌هاي داخلي5- مشخص کردن هفته‌اي خاص به نام هفته رباتيک6- و...     تابناک ]]> فیزیک Sun, 12 Feb 2012 15:53:24 GMT http://migna.ir/vdcd.k0j2yt0jfa26y.html تاریخ علم فیزیک http://migna.ir/vdcf.jdciw6dcjgiaw.html سرچشمه اصلی علم فیزیک رسیدن به منبع و سرچشمه اصلی علم فیزیک به اندازه رسیدن به سرچشمه بسیاری از رودهای بزرگ دشوار است. همانگونه که یک رود بزرگ از چندین چشمه کوچک حاصل می‌گردد، چشمه‌هایی که رود عظیم علم فیزیک را بوجود آورده‌اند، در سراسر زمین پراکنده بودند که انسان اولیه ، یعنی انسان متفکر بر آن سکونت داشته است. اما به نظر می‌رسد که بیشتر این مردم در دامنه جنوبی شبه جزیره بالکان (یونان باستان) بوده‌اند. جالب توجه است که ملل قدیمی دیگر مانند بابلیان و مصریان که در توسعه ریاضیات و نجوم سهیم بوده‌اند، در پیشرفت فیزیک هیچ سهمی نداشته‌اند.چون خدایان بابلیان و مصریان دور از مردم و در میان ستارگان می‌زیستند، حال آنکه خدایان یونانیان در ارتفاعی تنها در حدود 3000 متر بر قله کوه اولمپ زندگی می‌کردند. و اصطلاح مانیتیسم (مغناطیس) از نام چوپانی به نام (σηυγαm) سرچشمه می‌گیرد. تشخیص تقدم یا تأخر زمانی این کشفیات افسانه‌ای دشوار است. نقش دانشمندان در پیدایش فیزیک کشف فیثاغورث کاملاً مستند است. وی با اطمینان از اینکه اعداد بر جهان حکومت می‌کنند، به تحقیق درمورد رابطه میان طول تارها در آلات موسیقی پرداخت که ترکیبات هماهنگی از اصوات تولید می‌کنند. این کشفیات او شاید نخستین بیان ریاضی یک قانون فیزیکی باشد و بتواند نخستین گام در پیدایش فیزیک نظری باشد.یکی دیگر از افرادی که در پیدایش فیزیک سهم داشته است، ارسطو می‌باشد. هر چند ارسطو در تمام مباحث کارهای بزرگی انجام داده است که اندیشه انسانی را مدت 2000 سال پس از مرگ خود تحت تأثیر قرار داده ، اما مهمترین سهم او در فیزیک نام گذاری این علم می‌باشد که از کلمه‌ای یونانی به نام طبیعت اقتباس شده است.ارشمیدس دانشمند نامدار دیگری است که حدود یک قرن بعد از ارسطو زندگی می‌کرد. وی دانشمند علم مکانیک بوده که قوانین اهرمها را بیان نموده و مسأله یافتن مرکز ثقل هر جسم معین را مورد بحث قرار داد. مهمترین کشف ارشمیدس قانون او درمورد اجسام غوطه ور در یک مایع می‌باشد. تحولات اولیه علم فیزیک با زوال فرهنگ یونانی ، تکامل علم بطور کلی و علم فیزیک ، بخصوص به یک حالت رکود مجازی در آمد و این مدت تقریباً هزار سال طول کشید، تا اینکه سرانجام امپراطوری عربی در قرن هشتم تمام سرزمینهای جنوبی دریای مدیترانه را احاطه کردند و از تنگه جبل الطارق تا اسپانیا پیش رفتند. اعراب کتابهای به جا مانده از کتابخانه‌های یونانیان را ترجمه کرده و پرچمدار علم شدند. اما اعراب در زمینه علم فیزیک چندان کار زیادی انجام ندادند.سرانجام در قرن 12 امپراطوری عرب با حمله چنگیزخان مغول و سیر تاریخی جنگهای صلیبی در بیت المقدس به سرعت رو به زوال رفت و در همین دوران کشورهای اروپایی به تدریج از دوران هرج و مرج و تاریکی قرون وسطی خارج شدند. و آموزش دوباره رونق گرفت، اما این آموزش بیشتر زیر نظر کلیسا بود و لذا بیشتر مطالعات بر نوشته‌های ارسطو مبتنی بود. و چون ارسطو در زمینه علوم طبیعی چندان تبحری نداشت، لذا به تجدید حیات علم فیزیک در اروپا کمکی نکرد. سیر تکاملی علم فیزیک درهم آمیختگی علوم طبیعی با علوم الهی را در این دوره می‌توان از کتاب هیأت مردوز یوهان کپلر دریافت.یکی از افرادی که در این دوره در علم دینامیک به پیشرفتهای خوبی نایل شد، گالیله بود که با مطالعه حرکت آونگ شروع کرد. وی از نخستین فیزیکدانان نظری و عملی بود.بعد از گالیله ، اسحاق نیوتن دومین دانشمند فیزیک به شمار می‌رود که مطالعات ثمربخشی را در زمینه‌های مختلف فیزیک انجام داد، بطوری که بعد از او دانشمندان زیادی مانند پاسکال (Pascal) ، برنولی (Bernoulli) ، هویگنس و غیره هر کدام در زمینه خاصی مطالعات اسحاق نیوتن را ادامه دادند.هویگنس به ادامه مطالعات اسحاق نیوتن در زمینه نور پرداخت. اسحاق نیوتن نور را ذره می‌دانست، اما هویگنس عقیده داشت که نور موج است، اما چون اسحاق نیوتن در این زمان در میان معاصرانش شخصیت برجسته‌ای بود و نیز به دلیل ناتوانی هویگنس در تکمیل نظریه‌هایش با دقت ریاضی ، با وجود برتری ظاهری نظریه او بر نظریه نیوتن ، نظریه هویگنس پذیرفته نشد و لذا این بحث معلق ماند. تا اینکه در سال 1800 تامس یانگ توانست پدیده حلقه‌های نیوتن را بر مبنای طبیعت موجی نور توضیح دهد.کارهای یانگ و معاصر فرانسویش فرنل (Fresnel) صحت و اعتبار نظریه موجی نور را به طرز قاطعی برقرار ساختند. بعد از این ، تقریباً علم فیزیک به شاخه‌های مختلف تقسیم شد و دانشمندان مختلف در زمینه‌های گوناگون فیزیک مطالعات ارزنده‌ای را انجام دادند که پایه و مبنای این مطالعات را می‌توان همان کارهای اسحاق نیوتن و گالیله دانست و بدین ترتیب علم فیزیک در شاخه‌های مختلف توسعه یافت. سهم بکرل در تکامل علم فیزیک در سال 1896 هانری بکرل (Becquerel) که از کشف اشعه ایکس توسط رونتگن اطلاع یافته بود، بر آن شد که ببیند آیا چیز دیگری هم شبیه اشعه ایکس از مواد فلورسانس که براثر تابش نور درخشان می‌شوند، صادر می‌شود یا نه. لذا بلورهایی از کانی (سنگ معدن) معروف به اورانیل (سولفات مضاعف اورانیوم و پتاسیم) را انتخاب کرد. چون بکرل عقیده داشت که تابش نتیجه روشنایی خارجی است، یک بلور اورانیل را در صفحه کاغذ سیاه قرار داد و آنرا جلوی پنجره گذاشت. وقتی که بعد از چند ساعت قرار دادن در مقابل نور خورشید فیلم عکاسی را ظاهر کرد، لکه‌های تیرهایی را بر روی فیلم مشاهده کرد.او این آزمایش را چند بار تکرار کرد و هر بار با آنکه کاغذ سیاه بیشتری دور صفحه می‌پیچید، باز هم لکه را مشاهده می‌کرد. چون هوای پاریس چندین روز بارانی بود، لذا بکرل صفحه عکاسی لفاف پوش با بلور اورانیل را در کشوی میز خود قرار داد تا هوا مساعد شود. خورشید تا چند روز در هوا نمایان نشد و روزی هم که خورشید در آسمان ظاهر می‌شد، اغلب ابرهایی آنرا پوشانده بود.با این حال بکرل بازهم صفحه عکاسی را درمعرض نور آفتاب قرار داد. بعد از مدتی که صفحه عکاسی را ظاهر کرد، برخلاف تصور ملاحظه کرد که بجای لکه های سیاه که قبلاً در روزهای آفتابی ملاحظه می کرد، لکه سیاه قیر مانندی در زیر جایی که اورانیل قرار داشت روی صفحه ظاهر شده بود. لذا وی دریافت که ظاهر شدن لکه های سیاه ربطی به قراردادن در مقابل نور آفتاب ندارد.بکرل بلور اورانیل را گرم کرد، سپس آنرا سرد کرد و بصورت گردی درآورد و در اسیدها حل کرد. خلاصه دریافت که این خاصیت تازه کشف شده ماده که نام رادیواکتیویته بر آن داده شده است، هیچ سر و کاری با راه فیزیکی یا شیمیایی که بوسیله آن اتمها به یکدیگر پیوسته‌اند، ندارد بلکه خاصیتی نهفته در خود اتم است. ]]> فیزیک Sun, 12 Feb 2012 13:47:20 GMT http://migna.ir/vdcf.jdciw6dcjgiaw.html کابل و استاندارد های آن درشبکه توزیع http://migna.ir/vdce.w8pbjh87n9bij.html   برای بهره برداری اقتصادی از کابل ها، انتخاب بهینه سطح مقطع از اهمیت خاصی برخوردار است. در این جزوه عوامل مؤثر در انتخاب کابل مورد بررسی قرار می گیرند ، لازم به ذکر است که برای انتخاب بهینه سطح مقطع محاسبه تلفات و محاسبه اقتصادی نیز لازم می باشد که در این قسمت به آن پرداخته نشده است. معیارهای انتخاب کابل را می توان به صورت زیر تقسیم بندی نمود: الف) ولتاژ نامی. ب) انتخاب سطح مقطع با توجه به جریان دهی کابل. پ) در نظر گرفتن افت ولتاژ مجاز. ت) تحمل جریان اتصال کوتاه توسط کابل. ولتاژ نامی ولتاژ نامی کابل بایستی متناسب با سیستمی که کابل در آن مورد استفاده قرار می گیرد باشد. با توجه به جلد اول و دوم استاندارد کابل های مورد استفاده در شبکه توزیع این ولتاژ بایستی مطابق جدول 2-1 می باشد. U0 کیلو ولت (r.m.s) 19 12 35/6 6/0 U0 کیلو ولت (r.m.s) 33 20 11 1 Um کیلو ولت 36 24 12   ظرفیت جریان دهی کابل ها در این قسمت عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها مورد بررسی قرار گرفته و جداول مربوطه ارائه می گردد. مهم ترین مرجع به کار رفته در این قسمت ، استاندارد IEC-287 تحت عنوان "محاسبه جریان نامی پیوسته کابل ها در ضریب بار 100 درصد" می باشد که در هر قسمت که به اطلاعات کامل تری نیاز بود ملاک استاندارد فوق می باشد. تعیین حد مجاز جریان کابل ها به تلفات ایجاد شده در کابل و نحوه انتقال گرمای ایجاد شده به سطح کابل و محیط اطراف بستگی دارد. استاندارد IEC-287 با در نظر گرفتن تلفات ایجاد شده در کابل و مقاومت حرارتی لایه های مختلف کابل و زمین در شرایط مشخص ، حد مجاز جریان را به دست می دهد در این قسمت از جزوه فرض بر این است که مقدار جریان مجاز کابل ها در شرایط مشخص توسط کارخانه سازنده مشخص گردد. (این حد مجاز بایستی در اسناد فنی مناقصه آورده شود) ، در صورتی که اطلاعات مربوطه در دسترس نباشد می توان از جداول پیوست – الف و ب استفاده نمود. عوامل مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل عوامل مهم مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل را می توان به گروه های زیر تقسیم نمود: الف) دما دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل می باشد که شامل دمای محیط ، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن می باشد. ب) طرح کابل علاوه بر دمای مجاز عایق کابل ، نوع طراحی کابل و لایه های مختلف به کار رفته در آن ، در تعیین جریان مجاز دارای اهمیت می باشند. این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می کنند. پ) شرایط نصب شرایط نصب از قبیل نصب در هوا ، دفن شده در زمین ، در مجرا ، نوع خاک و ... از عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها می باشند. ت) اثرات کابل های مجاور در صورت همجواری کابل با سایر کابل ها یا لوله ها بایستی ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل در نظر گرفت. الف) دما 1- دمای محیط متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه متفاوت می باشد که به شرایط آب و هوایی منطقه ، شرایط نصب کابل بستگی دارد. در استاندارد IEC-287 دمای محیط اطراف کابل برای چندین کشور آمده است ، در اسن استاندارد برای سایر کشورها به طور تقریبی اعداد جدول 3-1 پیشنهاد شده است. شرایط آب و هوا درجه حرارت محیط درجه حرارت در عمق یک متری حداقل حداکثر حداقل حداکثر حاره ای 25 55 25 40 نیمه حاره ای 10 40 15 30 معتدل 0 25 10 20 جدول 3-1 دمای محیط و زمین بر حسب درجه سانتیگراد مقادیر جدول فوق تقریبی بوده و بایستی به هنگام استفاده از آن دقت کافی به عمل آورد. حدود نامی جریان کابل بایستی برای بن=دترین شرایط در سرتاسر سال محاسبه شود. دمای کار کابل حداکثر دمای کار کابل مطابق استاندارد IEC-287 برای کابل های مختلف بایستی مطابق جدول 3-2 باشد: عایق حداکثر درجه حرارت هادی PVC 70 PE 70 XLPE 90 جدول 3-2 حداکثر دمای کار هادی برای کابل های مختلف تأثیر شرایط نصب بر حد نامی جریان کابل عمق دفن کابل حداقل کردن آسیب وارده به کابل علت تعیین کننده عمق دفن کابل می باشد که هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمق دفن کابل بیشتر می گردد. با افزایش یافته و مقدار رطوبت بیشتر می گردد ، در این حالت با افزایش دما ظرفیت جریان دهی کابل کمتر شده ولی با افزایش رطوبت این مقدار بیشتر می گردد. مقاومت مخصوص حرارتی خاک وجود رطوبت اثر تعیین کننده ای در مقاومت مخصوص هر نوع خاک دارد ، برای هر منطقه این مقدار بایستی اندازه گیری شود ، در صورتی ه این عدد در دسترس نباشد طبق استاندارد IEC-287 مقادیر زیر پیشنهاد می شود. وضعیت آب و هوا شرایط خاک مقاومت حرارتی KM/W پیوسته مرطوب خیلی مرطوب 7/0 بارانی مرطوب 1 به ندرت بارانی خشک 2 بدون باران و یا کم باران خیلی خشک 3 جدول 3-2 مقاومت مخصوص حرارتی خاک از کابل های توزیع عموماً به طور دائم در بار کامل استفاده نمی شود ، لذا مسئله خشک شدن خاک زیاد مطرح نمی باشد ، در شرایطی که بتوان خاک را مرطوب فرض کرد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 0.8-1Km/W در نظر گرفت. در محل هایی که خاک همواره کاملاً مرطوب نمی باشد اما نوع آن مخلوطی از خاک رس و خاک باغچه باشد مقدار 1.2Km/W رقم مناسبی می باشد. در صورتی که خاک از شن و ماسه تشکیل شده باشد ، بعد از خشک شدن مقداری هوا در فضای خالی شن و ماسه به وجود می آید. اگر این حالت در چند ماه از سال اتفاق بیفتد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 2-3Km/W با توجه به توضیحات زیر در نظر گرفت: نوع الف: کابل هایی که در طول سال بار ثابتی حمل می کنند. در حالی که بار دائمی یا دوره ای باشد ، مقدار حداکثر مقاومت حرارتی خاک باید در نظر گرفته شود ، اگرچه این مقدار در بعضی از سال ها و برای مدت کوتاهی در تابستان یا پائیز به وجود آید ، مقادیر پیشنهادی عبارتند از : تمام خاک ها به جز خاک های زیر         1.5Km/W خاک گچی با قطعات ریز گچ                1.2Km/W خاک با ترکیبی از گیاهان پوسیده           1.2Km/W خاک سنگلاخی                        1.5Km/W شن که آب آن کشیده شده باشد        2.5Km/W خاک عمل آورده شده                         1.8Km/W در صورتی که خاک زیر پوششی از لایه غیر قابل نفوذ مانند آسفالت قرار گیرد. مقدار مقاومت حرارتی مربوط به ردیف اول در تمام انواع خاک ها ممکن است به 1.2Km/W کاهش یابد. نوع ب: کابل ها با بار متغیر و حداکثر بار در تابستان تمام خاک ها به جز خاک های زیر                1.2Km/W خاک های سنگلاخی                                1.3Km/W خاک شنی که آب آن کشیده شده باشد        2Km/W خاک عمل آورده شده                               2.6Km/W نوع پ: کابل ها با بار متغیر و حداکثر بار در زمستان تمام خاک ها به جز خاک های زیر                1Km/W خاک رسی                                    0.9Km/W خاک گچی با قطعات ریز گچی                     1.2Km/W خاک شنی که آب آن کشیده شده باشد        1.5Km/W خاک عمل آورده شده                               1.2Km/W وقتی خاک رسی زیر پوشش غیر قابل نفوذ قرار گیرد مقاومت حرارتی آن ممکن است تا 0.8Km/W کاهش یابد. شرایط استاندارد و ضرایب نامی برای تصحیح مقدار نامی باردهی کامل مقادیر جریان مشخص شده در جداول انتهای این قسمت بر اساس پارامترهای مشخص شده زیر می باشد و در صورتی که کابل در شرایط مشخص شده به کار رود باید ضرایب تصحیح مناسب لحاظ شود. کابل های نصب شده در هوا الف) دمای هوای محیط ◦25 سانتی گراد برای کابل های توزیع و در 30◦c برای کابل های داخل ساختمان در نظر گرفته می شود. ب) جریان هوا به طور ملاحظه ای محدود نشده و برای کابل های نصب شده روی دیوار بایستی حداقل 2 سانتی متر فضای خالی تا دیوار وجود داشته باشد. پ) مدارهای مجاور هم حداقل 15 سانتی متر از هم فاصله داشته به طوری که بر یکدیگر اثر حرارتی نداشته باشند. ت) کابل ها در مقابل اشعه آفتاب محافظت شوند. ضرایب تصحیح دمای محیط برای کابل در هوا عایق کابل حداکثر دمای هادی در شرایط کار (صفر درجه سلسیوس) دمای هوای محیط (صفر درجه سلسیوس) 25 30 35 40 45 50 55 PVC 70 06/1 1 94/0 87/0 79/0 71/0 61/0 XLPE* 90 1 95/0 91/0 86/0 8/0 75/0 69/0 XLPE** 90 04/1 1 1 91/0 87/0 82/0 76/0 جدول 3-4  ضرایب تصحیح درجه حرارت های مختلف * برای ولتاژهای بالای 1.9/3.3KV ** برای ولتاژ زیر 1.9/3.3KV هنگامی که گروهی از کابل های قدرت چند رشته ای در هوا نصب می شوند باید فضای کافی برای انتقال دما موجود باشد ، برای اینکه در شرایط نصب در هوا مقدار جریان کاهش نیابد بایستی تمهیدات زیر در نظر گرفته شود. الف) فاصله افقی بین مدارها نباید از دو برابر قطر خارجی کابل ها کمتر باشد. ب) فاصله عمودی بین مدارها نباید از چهار برابر قطر خارجی کابل ها کمتر باشد. پ) در صورتی که تعداد مدارها از 3 بیشتر شود باید تمامی آن ها به صورت افقی نصب گردند. کابل های کشیده شده به طور مستقیم در زمین الف) دمای زمین 15 درجه سانتیگراد ب) مقاومت مخصوص حرارتی خاک 1.2Km/W پ) حد فاصله مدارهای مجاور 1.8m ت) حداقل عمق گودال برای کابل تا ولتاژ یک کیلو ولت برابر 50 سانتیمتر و برای کابل های بیش از یک کیلو ولت تا 33 کیلو ولت برابر 8/0 متر در نظر گرفته شده است. ضرایب تصحیح : ضرایب تصحیح برای دمای زمین ، مقاومت مخصوص حرارتی خاک ، کابل های نصب شده به صورت گروهی ، عمق کابل گذاری در جداول 3-5 تا 3-9 آمده است. عایق کابل حداکثر دمای هادی در شرایط کار (صفر درجه سلسیوس) دمای هوای محیط (صفر درجه سلسیوس) 10 15 20 25 30 35 40 45 PVC 70 04/1 1 95/0 9/0 85/0 8/0 74/0 67/0 XLPE 90 03/1 1 97/0 93/0 89/0 85/0 81/0 77/0 جدول 3-5 ضریب تصحیح برای دماهای مختلف زمین اندازه هادی mm2 مقاومت مخصوص حرارتی خاک (km/W) 8/0 9/0 1 5/1 2 5/2 3 کابل تک رشته ای   تا 15 16/1 11/1 07/1 91/0 81/0 73/0 67/0 400-150 17/1 12/1 07/1 9/0 8/0 72/0 66/0 کابل چند رشته ای   تا 16 09/1 06/1 04/1 95/0 86/0 79/0 74/0 150-25 14/1 1/1 07/1 93/0 84/0 76/0 7/0 400-185 16/1 11/1 07/1 92/0 82/0 74/0 68/0 جدول 3-6 ضریب تصحیح برای مقاومت حرارتی خاک (مقدار متوسط) ولتاژ کابل kv تعداد مدارات فاصله بین مراکز گروه کابل ها تماس با یکدیگر 0.15m 0.3m 0.45m 0.6m مثلثی تخت   0.6/1 2 0.77 0.8 0.82 0.88 0.9 0.93 3 0.65 0.68 0.72 0.79 0.83 0.87 4 0.59 0.63 0.67 0.75 0.81 0.85 5 0.55 0.58 0.63 0.72 0.78 0.83 6 0.52 0.56 0.6 0.7 0.77 0.82 بالاتر از 0.6/1 تا 12/20 (24) 2 0.78 0.8 0.81 0.85 0.88 0.9 3 0.66 0.69 0.71 0.76 0.8 0.83 4 0.6 0.63 0.65 0.72 0.76 0.8 5 0.55 0.58 0.61 0.68 0.73 0.77 6 0.52 0.55 0.58 0.66 0.72 0.76 19/33 2 0.79 0.81 0.81 0.85 0.88 0.9 3 0.67 0.7 0.71 0.76 0.8 0.83 4 0.62 0.65 0.65 0.72 0.76 0.8 5 0.57 0.6 0.6 0.68 0.73 0.77 6 0.54 0.57 0.57 0.66 0.72 0.76 جدول ضریب تصحیح برای مدارهایی با سه کابل تک رشته به صورت افقی یا مثلثی گروهی   ولتاژ کابل kv تعداد مدارات فاصله بین مراکز گروه کابل ها تماس با یکدیگر 0.15m 0.3m 0.45m 0.6m 0.6/1 2 0.81 0.87 0.91 0.93 0.94 3 0.7 0.78 0.84 0.87 0.9 4 0.63 0.74 0.81 0.86 0.89 5 0.59 0.7 0.78 0.83 0.87 6 0.55 0.67 0.76 0.82 0.86 بالاتر از 0.6/1 تا 12/20 (24) 2 0.8 0.85 0.89 0.9 0.92 3 0.69 0.75 0.8 0.84 0.86 4 0.63 0.7 0.77 0.80 0.84 5 0.57 0.66 0.73 0.78 0.81 6 0.55 0.63 0.71 0.76 0.8 19/33 2 0.8 0.83 0.87 0.89 0.91 3 0.7 0.73 0.78 0.82 0.85 4 0.64 0.68 0.74 0.78 0.82 5 0.59 0.63 0.7 0.75 0.79 6 0.56 0.6 0.68 0.74 0.78 جدول 3-8 ضریب تصحیح برای گروه کابل های چند رشته ای به صورت افقی     عمق قرار گرفتن کابل (متر) کابل های 0.6/1   بالاتر از 0.6/1 تا 19/33kV   تا50mm2 70-300mm2 بالاتر از300mm2 تا 300mm2 بالاتر از 300mm2 0.5 1 1 1 - - 0.6 0.99 0.98 0.97 - - 0.8 0.97 0.96 0.94 1 1 1 0.95 0.94 0.92 0.98 0.97 1.25 0.94 0.92 0.9 0.96 0.95 1.5 0.93 0.91 0.89 0.95 0.94 1.75 0.92 0.89 0.87 0.94 0.92 2 0.91 0.88 0.86 0.92 0.9 2.5 0.9 0.87 0.85 0.91 0.89 3 یا بیشتر 0.89 0.86 0.83 0.9 0.88 جدول 3-9 ضریب تصحیح برای عمق دفن کابل (تا مرکز کابل یا مرکز گروه مثلثی کابل) کابل های نصب شده در مجرا الف) دمای زمین 15 درجه سانتیگراد ب) مقاومت مخصوص حرارتی زمین 1.2km/W پ) حداقل فاصله مدارهای مجاور از یکدیگر 1.8m ت) حداقل عمق کابل گذاری برای کابل های با ولتاژ زیر یک کیلو ولت برابر 50 سانتیمتر و برای کابل های از یک تا 33 کیلو ولت 8/0 متر است. ضریب تصحیح برای تغییرات دمای زمین مطابق جدول 3-5 می باشد و ضرایب برای مقاومت حرارتی خاک و گروه کابل ها و عمق قرار گرفتن کابل ها در جدول 3-10 تا 3-13 آمده است. اندازه هادی (میلیمتر) مقاومت حرارتی خاک (km/W) 0.8 0.9 1 1.5 2 2.5 3 کابل تک رشته ای   تا 15 1.1 1.07 10.4 0.94 0.87 0.81 0.75 400-185 1.11 1.08 1.05 0.94 0.86 0.79 0.73 کابل چند رشته ای   تا 16 1.05 10.4 1.03 0.97 0.92 0.87 0.74 150-25 1.07 1.05 1.03 0.96 0.9 0.85 0.78 400-185 1.09 1.06 1.04 0.95 0.87 0.82 0.76 جدول 3-10 ضریب تصحیح برای مقاومت مخصوص حرارتی خاک     ولتاژ کابل kv تعداد مدارات فاصله بین مراکز مجراها در تماس 45/0 6/0 0.6/1 2 86/0 9/0 93/0 3 77/0 83/0 87/0 4 73/0 81/0 85/0 5 7/0 78/0 83/0 6 68/0 77/0 82/0 بالاتراز 0.6/1 تا 12/20 2 85/0 88/0 9/0 3 75/0 8/0 83/0 4 7/0 76/0 8/0 5 67/0 73/0 77/0 6 64/0 71/0 76/0 19/33 2 85/0 88/0 9/0 3 76/0 8/0 83/0 4 71/0 76/0 8/0 5 67/0 73/0 77/0 6 65/0 71/0 76/0 جدول(3-11) ضریب تصحیح برای گروه کابل های تک رشته به صورت مثلثی و یا افقی در مجرا   ولتاژ کابل kv تعداد مجراها در گروه ها فاصله بین مراکز کابل ها (متر) در تماس 3/0 45/0 6/0 0.6/1 2 9/0 93/0 95/0 96/0 3 82/0 87/0 9/0 93/0 4 78/0 85/0 89/0 91/0 5 75/0 82/0 87/0 9/0 6 72/0 81/0 86/0 9/0 بالاتراز 0.6/1 تا 12/20 2 88/0 91/0 93/0 94/0 3 8/0 84/0 87/0 89/0 4 75/0 81/0 84/0 78/0 5 71/0 77/0 82/0 85/0 6 69/0 75/0 8/0 84/0 19/33 2 87/0 89/0 92/0 93/0 3 78/0 82/0 85/0 87/0 4 73/0 78/0 82/0 85/0 5 69/0 75/0 79/0 83/0 6 67/0 73/0 78/0 82/0             جدول (3-12) ضریب تصحیح برای کابل های چند رشته در مجرا به صورت افقی       عمق کابل (متر) کابل   0.6/1kV   از 0.6/1 تا 19.33kv تک رشته چند رشته تک رشته چند رشته 5/0 1 1 - - 6/0 98/0 99/0 - - 8/0 95/0 97/0 1 1 1 93/0 96/0 98/0 99/0 25/1 9/0 95/0 95/0 97/0 5/1 89/0 94/0 93/0 96/0 75/1 88/0 94/0 92/0 95/0 2 87/0 93/0 9/0 94/0 5/2 86/0 93/0 89/0 93/0 3 تا بیشتر 85/0 92/0 88/0 92/0 جدول (3-13) ضریب تصحیح برای عمق کابل (مراکز مجراها یا گروه مجرای مثلثی)   ]]> فیزیک Mon, 14 Nov 2011 14:26:36 GMT http://migna.ir/vdce.w8pbjh87n9bij.html چرا بستن كمربند ايمني لازم است؟(زمانبندی تصادف) http://migna.ir/vdcd.z0s2yt0nza26y.html وقتي اتومبيلي با سرعت هشتاد کيلومتر در ساعت به مانعي برخورد مي‌کند: در 2 صدم ثانيه: سپر در هم مي‌شکند. اتومبيل فشاري برابر سي برابر وزن خود را تحمل مي‌کند.در 4 صدم ثانيه: راننده و سرنشينان هر کدام با فشاري برابر 2 تن به جلو پرتاب مي‌شوند.در 5 صدم ثانيه: بدن راننده با همان نيروي 2 تني با فرمان اتومبيل برخورد مي‌کند.در 7 صدم ثانيه: سرنشين جلوئي به داشبورد مي خورددر 9 صدم ثانيه: سر سرنشينان به شيشه اتومبيل برخورد مي‌کنددر يک دهم ثانيه: سرنشينان عقب نيز به سرنشينان جلو مي‌پيوندند! يادتان باشد که هنوز 90 درصد ثانيه اول باقي مانده.... کمربند ايمني را ببنديد چه در جلو نشسته‌ايد و چه در عقب ماشين، چه در مسافت‌هاي کوتاه درون شهري، و چه در مسافرت‌هاي بلند جاده‌اي.   ]]> فیزیک Wed, 06 Jul 2011 09:11:52 GMT http://migna.ir/vdcd.z0s2yt0nza26y.html فیزیک و متافیزیک http://migna.ir/vdcg.y9wrak93upr4a.html اهمیت تاریخی و معاصر فیزیك، بسیار است زیرا بسیاری از مسلمات آن توسط علوم اخذ شده و تاثیر زیادی نیزبر فلسفه و الهیات نهاده است. در فیزیك نیوتنی، سه فرض اصالت واقع، موجبیت و تحویل‏گرایی، پذیرفته شده بود كه‏هر سه فرض از ناحیه فیزیك قرن بیستم و به ویژه نظریه كوانتوم مورد معارضه قرار گرفت. این بدان دلیل بود كه جهان‏اتمی بر وفق مفاهیم فیزیك كلاسیك و پدیده‏های مشاهده‏پذیر، توضیح‏دادنی نبود. درباره ارتباط مفاهیم فیزیك‏كوانتومی با واقعیت جهان و نیز جایگاه نظریه‏ها در علم، دیدگاههای اصالت واقع كلاسیك، ابزارانگاری و اصالت واقع‏نقادانه، تعبیر و تفسیرهای گوناگونی را ارائه داده‏اند. در این نوشتار، «ایان باربور» همچون دیگر طرفداران اصالت واقع نقادانه قایل است كه براساس نظریه كوانتم، مشاهده‏گر همواره در روند مشاهده، شریك و سهیم است و مرزقاطعی میان مشاهده‏گر و شئ مشاهده شده وجود ندارد. وی بكارگیری ایده مكملیت درباره علم و دین را نقد می‏كند. فیزیك، مطالعه ساختارها و فرآیندهای اساسی تغییر و تحول در ماده و انرژی است. از آنجاكه فیزیك با پایین‏ترین سطوح سازمان، سر و كار دارد و دقیق‏ترین معادله‏های ریاضی را به كارمی‏گیرد، به‏نظر می‏رسد در مقایسه با سایر علوم، از مسائل مورد علاقه دین درباره حیات، ذهن وهستی انسان دورتر باشد، اما اهمیت تاریخی و معاصر فیزیك بسیار است. زیرا فیزیك، اولین‏علم دقیق و سیستماتیك [ منظم] به شمار می‏آید و بسیاری از مسلمات آن، توسط علوم اخذشده است. روش‏های فیزیك به‏مثابه سرمشقهای مطلوبی برای علوم دیگر مدنظر بوده است.همچنین فیزیك تاثیر زیادی بر فلسفه و الهیات نهاده است. از این گذشته، اگرچه فیزیكدانان فقط موجودات فاقد حیات را مطالعه می‏كنند، ولی امروزه‏نگاه آنها متوجه موجوداتی است كه به قلمروهایی گوناگون دارند: از «كوارك‏ها» (۲) و «اتم‏ها» تا«كریستال‏های جامد»، «سیاره‏ها» و «كهكشان‏ها» - و از جمله، شالوده فیزیكی ارگانیزم‏های زنده،هم‏اكنون در حوزه فیزیك، ما با مسائلی درباره «مشاهده‏گر و مشاهده‏شده‏» (۳) ، « تصادف و قانون‏» (۴) و«اجزا و كل‏ها» (۵) مواجه‏ایم. در قرن بیستم، سه فرض مسلم و پذیرفته‏شده فیزیك نیوتنی مورد تردید قرار گرفته است: ۱. معرفت‏شناسی (۶) نیوتنی، رئالیستی [واقع‏گرایانه] بود. همه بر این باور بودند كه نظریه‏ها،جهان را چنانكه فی نفسه هست‏به ۴گونه‏ای بركنار و مستقل از «مشاهده‏گر» توضیح می‏دهند.فضا و زمان، چارچوبهایی مطلق انگاشته می‏شد كه درون آنها تمام رویدادها بدون ارجاع به‏مشاهده‏گر، گنجانده (۷) شده است. «كیفیات اولیه‏» (۸) مانند «جرم‏» (۹) و «سرعت‏» (۱۰) كه با زبان ریاضی‏قابل بیان است، ویژگیهای عینی (۱۱) جهان واقعی محسوب می‏شد. ۲. فیزیك نیوتنی، نظرگاه موحبیتی داشت. اصولا چنین تلقی می‏شد كه آینده هر سیستیم‏از ماده متحرك را از روی شناخت دقیق وضعیت‏حاضر آن می‏توان پیش‏بینی كرد. به‏نظر می‏آمدتمام جهان، از كوچكترین ذرات تا دورترین سیاره زیر نفوذ و سیطره قوانینی تغییرناپذیر ویكسانند. ۳. دیدگاه نیوتنی در این برداشت كه: رفتار كوچكترین «اجزا»، یعنی ذرات سازنده،تعیین‏كننده رفتار «كل‏» است، نگرشی تحویل‏گرایانه (۱۲) بود. براساس این نگرش، «تغییر و تحول‏»،عبارت است از بازآرایی اجزا كه خود آن اجزا بدون تغییر باقی می‏مانند. در اینجا از طبیعت،تصویری جذاب و مقتدر، بسان ماشینی قانونمند، ترسیم می‏شد; تصویری كه رشد علم و اندیشه‏غرب را بشدت متاثر ساخت. این دیدگاه كه به جهان همچون مكانیسم یك ساعت می‏نگریست،به نگرشی «دئیستی‏» (۱۳) [ خداپرستی طبیعی] درباره خداوند منجر شد كه او را ساعت‏سازی‏می‏دانست كه ساز و كار جهان را طرح و سپس آن را به حال خود رها كرده است. قرن هیجدهم شاهد گسترش بیشتر مكانیك نیوتنی بود. در فیزیك قرن نوزدهم انواع نوینی‏از طرحهای مفهومی (۱۴) ،از جمله «نظریه الكترو مغناطیس‏» (۱۵) و «نظریه جنبشی گازها» (۱۶) ارائه‏شده بود، ولی فرضیه‏های اساسی مذكور بدون تغییر باقی ماندند. چنین به‏نظر می‏آمد كه تمامی‏قوانین، نه از نظر مكانیك ذرات، لااقل از نظر قوانین حاكم، بر چند نوع از ذرات و میدانها دست‏یافتنی است. در نظریه جنبشی و ترمودینامیك (۱۷) ،رفتار گازها براساس احتمال تشریح می‏شد،ولی این شیوه را فقط تسهیلی برای امر محاسبه قلمداد می‏كردند. همه بر آن بودند كه حركت‏تمامی مولكول‏های گاز، دقیقا با قوانین مكانیكی معین شده است، ولی چون محاسبه این‏حركات بسیار دشوار و پیچیده است، ما می‏توانیم از قوانین آماری برای پیش‏بینی رفتار میانگین‏گروههای عظیم مولكول‏ها استفاده كنیم. هر سه فرض مذكور - یعنی «اصالت واقع [رئالیسم]»، «موجبیت‏» و «تحویل گرایی‏» - از ناحیه‏فیزیك قرن بیستم مورد معارضه قرار گرفته است. تغییرهای رخ‏داده در مفاهیم و مسلمات،آن‏چنان عظیم بود كه تعجبی ندارد اگر «كوهن‏» آن را به‏عنوان نمونه‏ای بارز از یك انقلاب عظیم ویك تغییر «سرمشق‏» به كار ببرد. در اینجا نظریه «كوانتوم‏» را بررسی می‏كنیم. نظریه كوانتوم مدلهای مربوط به «ذره‏» نظیر مدل «توپ بیلیارد»، بر فیزیك كلاسیك ماده، حاكم بوده است.در قرن نوزدهم، نظریه‏پردازان برای تشریح گروه متفاوتی از پدیده‏ها كه متضمن «نور» و «الكترومغناطیس‏» بودند، از مدل اساسی دیگری استفاده كردند كه عبارت بود از: [انتشار] امواج در«محیطهای میانجی پیوسته‏». (۱۸) ولی در اوایل قرن حاضر به‏نظر می‏رسید كه چند آزمایش‏حیرت‏انگیز، استفاده از هر دو مدل «موج‏» و «ذره‏» را برای هر دو نوع از پدیده‏ها ایجاب می‏كند. ازیك‏طرف، معادله انیشتین درباره اثر فتوالكتریك (۱۹) و كار «كامپتون‏» بر روی پراكندگی فوتون (۲۰) نشان داد كه نور در بسته‏های مجزا و منفصل، با انرژی و اندازه حركت معین، گسیل می‏گردد وبسیار شبیه به جریانی از ذرات عمل می‏كند، و از طرف دیگر و در مقابل آن، الكترون‏ها كه همواره‏به‏صورت «ذرات‏» تصویر می‏شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ویژگیهای امواج است، از خود نشان‏دادند. امواج، پیوسته و گسترده‏اند و به‏موجب «فاز» (۲۱) بر یكدیگر تاثیر متقابل دارند; اما ذرات،گسسته و به مكانی خاص محدودند و تاثیر متقابل آنها براساس «اندازه حركت‏» (۲۲) است. به‏نظرمی‏رسد هیچ راهی برای تلفیق این دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد. [۱] از باب نمونه، فرض كنید یك دسته از الكترون‏ها به سمت دو شكاف موازی كه در یك پرده‏فلزی قرار دارند، گسیل شده‏اند و با یك صفحه عكاسی كه چند سانتیمتر پشت پرده قرار داده‏شده، برخورد می‏كنند. هر الكترون به‏صورت یك نقطه ریز بر روی فیلم ثبت می‏شود و به مثانه‏ذره‏ای كه به آنجا رسیده باشد به‏نظر می‏آید و چنانچه «بار» و «جرم‏» الكترون تقسیم‏ناپذیر باشد،قاعدتا احتمال می‏رود فقط از یكی زا دو شكاف عبور كرده باشد. با وجود این، نقاطی كه بر روی‏فیلم می‏افتد، الگویی تداخلی را از نوارهای موازی، نشان می‏دهند كه تنها در صورتی توضیح‏دادنی است كه فرض شود یك «موج‏» از دو شكاف عبور كرده است و همین دوگانگی موج - ذره، درسرتاسر فیزیك اتمی یافت می‏شود، ولی یك فرمالیزم وجدانی ریاضی می‏تواند به‏وجود آید كه‏امكان پیش‏بینی رویدادهای مشاهده‏شده را به‏صورت آماری فراهم آورد. این فرمالیزم ریاضی،«توابع موج‏» (۲۳) را برای آمیزه‏ای از امكانها یعنی «تركیبی از حالتها» (۲۴) به دست می‏دهد. می‏توان احتمال برخورد یك الكترون را به هر نقطه مفروض، محاسبه كرد. اما در «توزیع احتمال‏» (۲۵) موردمحاسبه، نقطه دقیقی كه یك الكترون خاص به آن اصابت‏خواهد نمود، قابل پیش‏بینی نیست. به همین ترتیب در نظریه كوانتوم، هیچ مدل وحدت‏یافته‏ای از اتم پیدا نشده است. مدل اولیه‏بور درباره اتم به سادگی قابل تصویر و تجسم بود: الكترون‏های ذره‏وار در حركت‏خود پیرامون‏هسته، به مانند یك منظومه شمسی كوچك، از مدارهایی تبعیت می‏كنند. ولی «اتم‏» در نظریه‏كوانتوم به‏هیچ‏وجه قابل تصویر و تصور نیست.ممكن است كسی بكوشد تا الگوهای «موج‏های‏احتمال‏» (۲۶) را كه فضای پیرامون «هسته‏» را پر كرده‏اند، شبیه نوسانهای یك سمفونی سه‏بعدی ازاصوات موسیقیایی كه پیچیدگی حیرت‏انگیزی دارند، تصور كند; ولی این تمثیل كمك زیادی به‏ما نمی‏كند، «اتم‏» در دسترس مشاهده مستقیم قرار ندارد و بر وفق «كیفیات حسی‏»، قابل تصورنیست; حتی نمی‏توان آن را براساس مفاهیم كلاسیك نظیر «فضا»، «زمان‏» و «علیت‏» به گونه‏ای‏منسجم توضیح داد. رفتارشی بسیار خرد با رفتار اشیای تجربه روزمره، متفاوت است. ما می‏توانیم آنجه را در آزمایشها رخ می‏دهد با «معادلات آماری‏» توضیح دهیم، ولی نمی‏توانیم‏صفات كلاسیك مانوس را به ساكنان جهان اتمی نسبت دهیم. در بسط و توسعه‏هایی كه طی سالهای اخیر در نظریه كوانتوم، به سمت قلمروهای هسته‏ای ومادون هسته‏ای حاصل شده است، خصلت «احتمالی‏» نظریه اولیه كوانتوم، همچنان محفوظ،مانده است. نظریه میدان كوانتومی (۲۷) ،تعمیمی است از نظریه كوانتوم كه با نظریه نسبیت‏خاص،هماهنگ و منسجم است. از این نظریه با موفقیت‏بسیار در برهم كنشهای الكترومغناطیس (۲۸) وبرهم كنشهای مادون هسته‏ای (۲۹) (كرومودینامیك كوانتومی (۳۰) یا نظریه كوارك) و نظریه الكتروضعیف، بهره‏برداری شده است.[۲] اجازه دهید چالشی را كه نظریه كوانتوم در قبال اصالت واقع‏ابراز كرده است، دنبال كنیم. نیلزبور از به‏كارگیری مدلهای موج و ذره و دیگر زوجها از مجموعه‏های مفاهیم متضاد،حمایت می‏كرد. بحث‏بور درباره آنچه او آن را «اصل مكملیت‏» (۳۱) نامید، چند موضوع را شامل شد.بور تاكید داشت كه سخن ما درباره یك «سیستم اتمی‏» باید همواره به یك آرایش آزمایشگاهی‏مربوط باشد; ما هرگز نمی‏توانیم درباره یك سیستم اتمی به تنهایی و «فی نفسه‏» و عین معلوم (۳۳) را در هر آزمایشی مد نظر قرار دهیم.نمی‏توان هیچ خط فاصل دقیقی بین روند مشاهده و شی‏ء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه‏آزمایش، ما «بازیگریم‏» نه صرفا «تماشاچی‏» و ابزار آزمایشی مورد استفاده را خود برمی‏گزینیم.بور اظهار داشت كه آنچه باید به حساب آید، روند تعاملی [كنشی - واكنشی] «مشاهد» است، نه‏ذهن یا شعور مشاهده‏گر. موضوع دیگر در نوشتار بور، محدودیت مفهومی درك بشر است در اینجا، انسان به‏عنوان یك‏عالم [ داننده] و نه یك آزمایشگر، كانون توجه قرار می‏گیرد. بور، با شكاكیت كانت (۳۴) درباره‏امكان شناخت «جهان فی نفسه‏» (۳۵) سهیم است. اگر سعی ما آن باشد كه «قالبهای مفهومی‏» (۳۶) خاص را بر طبیعت تحمیل كنیم، در این صورت استفاده تام از سایر مدلها را مانع شده‏ایم.بدین‏سان، باید بین توصیفات كامل علی یا - فضا زمانی، بین مدلهای موج یا ذره، بین اطلاع دقیق‏از مكان یا اندازه حركت، یكی را برگزینیم. هرچه بیشتر از یك مجموعه مفاهیم استفاده شود،كمتر می‏توان مجموعه مكمل را به‏طور همزمان به كار برد. این محدودیت دوجانبه از آن جهت‏رخ می‏دهد كه جهان اتمی را نمی‏توان بر وفق مفاهیم فیزیك كلاسیك و پدیده‏های‏مشاهده‏پذیر توضیح داد.[۳] بنابراین، چگونه مفاهیم فیزیك كوانتومی به واقعیت جهان مربوط می‏شود؟ دیدگاههای‏مختلف درباره جایگاه «نظریه‏ها» در علم، تعبیر و تفسیر متفاوتی از نظریه كوانتوم می‏كنند.  ۱. اصالت واقع كلاسیك: نیوتن و تقریبا تمام فیزیكدانان قرن نوزدهم، نظریه‏ها را توصیفات‏«طبیعت‏»، آن‏گونه كه فی نفسه و مستقل از مشاهده‏گر تحقق دارد، تلقی می‏كردند. فضا [ مكان]،زمان، جرم، و سایر «كیفیات اولیه‏» (۳۷) خواص همه اشیای واقعی‏اند. مدلهای مفهومی، نسخه‏بدلهایی از جهانند كه ما را قادر می‏سازند تا ساختار مشاهده‏ناپذیر جهان را با اصطلاحات مانوس‏كلاسیك مجسم كنیم. اینشتین این سنت را با پافشاری بر این نكته ادامه داد كه یك توصیف كامل از سیستم اتمی، مستلزم مشخص كردن متغیرهای كلاسیك «مكان - زمانی‏» است كه حالت‏آن را به گونه‏ای عینی و غیرمبهم، تعیین كند. او بر آن بود كه چون نظریه كوانتوم چنین نیست‏پس نظریه‏ای ناقص است و عاقبت‏به‏وسیله نظریه‏ای كه انتظارهای كلاسیك را تحقق بخشد،كنار گذاشته خواهد شد. ۲. ابزارانگاری: (۳۸) مطابق این رای، نظریه‏ها ساخته‏های مفید بشر و تمهیدهایی برای‏محاسبه‏اند (۳۹) كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پیش‏بینیها به كار می‏آیند. آنها همچنین‏ابزارهایی عملی برای دستیابی به كنترل فنی شمرده می‏شوند. مبنای داوری درباره آنها، مفیدبودنشان در به ثمر رساندن این اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعیت (كه برای ما امری‏دست‏نیافتنی است). مدلها، مجعولهایی تخیلی‏اند (۴۰) كه موقتا برای ساختن نظریه‏ها استفاده‏می‏شوند و پس از آن می‏توان آنها را كنار نهاد; آنها بازنمودهای (۴۱) حقیقی جهان نیستند. اگرچه‏می‏توانیم از معادلات كوانتومی برای پیش‏بینی پدیده‏های مشاهده‏پذیر استفاده كنیم، امانمی‏توانیم در میان مشاهداتمان از اتم سخن بگوییم. اغلب چنین پنداشته می‏شود كه بور قاعدتا باید ابزارگرا باشد، زیرا او در بحث طولانی باانیشتین، اصالت واقع كلاسیك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت، آن است كه مفاهیم‏كلاسیك را نمی‏توان بدون ابهام برای تشریح سیستمهای اتمی موجود به كار برد. از مفاهیم‏كلاسیك فقط می‏توان برای توضیح پدیده‏های مشاهده‏پذیر، در موقعیتهای ویژه آزمایشگاهی‏استفاده كرد. ما نمی‏توانیم جهان را آن گونه كه «فی نفسه‏» تحقق دارد، جدای از تاثیر متقابل ما باآن، مجسم كنیم. بور، به میزان زیادی با نقد طرفداران ابزارانگاری از اصالت واقع كلاسیك موافق‏بود ولی او به‏طور مشخص از ابزارانگاری حمایت نمی‏كرد و با تحلیل دقیق‏تر به‏نظر می‏رسد كه اوگزینه سومی را اختیار كرده باشد. ۳. اصالت واقع نقادانه: (۴۲) قایلین به اصالت واقع نقادانه، نظریه‏ها را بازنمودهایی ناتمام ازجنبه‏های محدود جهان، آن‏گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقی می‏كنند. نظریه‏ها به ما اجازه‏می‏دهند تا جنبه‏های مختلف جهان را كه در موقعیتهای گوناگون آزمایشگاهی آشكار می‏شوند،به یكدیگر مرتبط كنیم. از نظر حامیان اصالت واقع نقادانه، مدلها، اگرچه انتزاعی و گزینشی‏اند امابرای مجسم كردن ساختارهای جهان كه موجب این كنشهای متقابلند، كوششهایی ضروری به‏حساب می‏آیند. در این نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تایید پیش‏بینیها آزمونی است‏برای فهم معتبر (۴۳) ولی خود پیش‏بینی، هدف علم نیست. بخوبی می‏توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته‏های او همواره واضح نبوده است - صورتی ازاصالت واقع نقادانه را پذیرفته بود. او در بحث‏با انیشتین، واقعیت الكترون‏ها یا اتم‏ها را انكارنكرد، بلكه مدعی بود كه آنها از آن رسته اشیایی نیستند كه توصیفات فضا - زمانی كلاسیك راپذیرند. وی پدیدارشناسی (۴۴) « ماخ‏» (۴۵) را كه واقعیت اتم‏ها را مورد تردید قرار می‏داد، نپذیرفت.«هنری فولس‏»، (۴۶) این بحث را چنین خلاصه می‏كند: «او [بور] چارچوب كلاسیك را كنار گذاشت‏و استنباط واقع‏گرایانه را درباره توصیف علمی طبیعت‏حفظ نمود. آنچه او طرد می‏كند اصالت‏واقع نیست، بلكه تعبیر كلاسیك آن است.»[۴] بور، واقعیت‏سیستم اتمی را كه با سیستم‏مشاهده‏گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبیرهای ذهن‏گرا (۴۷) از نظریه‏كوانتوم كه مشاهده را یك برهم كنش ذهنی - فیزیكی (۴۸) تلقی می‏كنند، بور از برهم كنشهای‏فیزیكی میان سیستمهای ابزاری و اتمی، در وضعیت كامل آزمایشگاهی، سخن می‏گوید.به‏علاوه، «موج و ذره‏» یا «اندازه حركت و موقعیت مكانی‏» یا دیگر وصفهای مكمل، حتی اگر هم‏بروشنی قابل اطلاق نباشند، بر یك شی‏ء واحد صدق می‏كنند. آنها از نمودهای متفاوت سیستم‏اتمی واحد حكایت می‏كنند.«فولس‏» می‏نویسد: «بور احتجاج می‏كند كه این‏گونه باز نمودها، انتزاعهایی هستند كه در امكان توصیف یك‏پدیده به‏عنوان كنش متقابل میان سیستمهای مشاهده‏گر و سیستمهای اتمی، نقشی حیاتی‏ایفا می‏كنند، اما نمی‏توانند خواص یك واقعیت مستقل را تصویر كنند .... ما می‏توانیم چنین‏واقعیتی را به حسب توانایی آن برای ایجاد برهم كنشهای گوناگون توصیف كنیم - برهم كنشهایی‏كه نظریه مذكور، آنها را تامین‏كننده شواهد مكمل درباره شی‏ء عین واجد قلمداد می‏كند.[۵]بور نگرش اصالت واقع كلاسیك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتی با خواص‏معین كلاسیك است، نپذیرفت. ولی با وجود این، بر آن بود كه جهانی واقعی وجود دارد كه دركنش متقابل، توانایی ایجاد پدیده‏های مشاهده‏پذیر را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااین نتیجه‏گیری به پایان می‏رساند: «هستی‏شناسی (۴۹) ای كه این نحوه تعبیر و تفسیر از پیام "بور" مستلزم آن است، اشیای‏فیزیكی را نه مطابق با چارچوب كلاسیك و از راه خواص معین كه با خواص پدیده‏ها مطابقند،بلكه از طریق توان آنها برای ظاهر شدن در نمودهای گوناگون پدیده‏ها، توصیف می‏كند.بدین‏ترتیب در چارچوب مكملیت، حفظ استنباط واقع‏گرایانه و پذیرفتن كامل بودن نظریه‏كوانتوم فقط با تجدید نظر در فهم ما از ماهیت‏یك واقعیت مستقل فیزیكی و اینكه ما چگونه‏می‏توانیم آن را بشناسیم، ممكن است.»[۶] كوتاه سخن اینكه ما باید اكیدا جدایی قاطع بین مشاهده‏گر و شی‏ء مشاهده‏شده را كه درفیزیك كلاسیك فرض می‏شد، انكار كنیم. براساس نظریه كوانتوم، مشاهده‏گر همواره یك‏شریك و سهیم به حساب می‏آید. در مكملیت، استفاده از یك مدل، استفاده از مدلهای دیگر را محدود می‏سازد. مدلها،بازنمودهای نمادین (سمبولیك) از وجوه واقعیت متعاملند كه نمی‏توانند منحصرا بر وفق‏شباهتهایی كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به‏طور كاملا غیرمستقیم، با جهان‏اتمی و یا با پدیده‏های مشاهده‏پذیر، مربوط‏اند. ولی ما مجبور نیستیم ابزارانگاری‏ای را بپذیریم‏كه نظریه‏ها و مدلها را ابزارهای فكری و عملی مفیدی می‏انگارد كه درباره جهان چیزی به مانمی‏گویند. خود بور پیشنهاد كرد كه ایده مكملیت قابل بسط به سایر پدیده‏هایی است كه با دو نوع مدل،تحلیل‏پذیرند، مانند: مدلهای «مكانیستی و ارگانیك‏» (۵۰) در زیست‏شناسی; مدلهای‏«رفتارگرایانه و درون نگرانه‏» (۵۱) در روان‏شناسی; مدلهای «جبر» و «اختیار» در فلسفه; یا مدلهای‏«عدل الهی و «عشق الهی‏» در الهیات. بعضی نویسندگان پا را فراتر نهاده و از مكملیت «علم‏» و«دین‏» سخن می‏گویند. بدین‏سان «سی.ای. كولسون‏» (۵۲) پس از تشریح دوگانگی موج - ذره وتعمیم بور از آن، علم و دین را «توضیح‏های مكمل درباره واقعیت‏» می‏نامد.[۷]من به این‏گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با دیده شك می‏نگرم. در زیر چند شرط رابرای به كار بردن مفهوم مكملیت مطرح می‏كنم:[۸] ۱. مدلها باید فقط در صورتی مكمل یكدیگر نامیده شوند كه به یك موجود واحد و یك گونه‏واحد منطقی اشاره كنند. موج و ذره، مدلهایی برای یك موجود منفرد (مثلا یك الكترون) در یك‏موقعیت منفرد (مثلا در یك آزمایش دو شكاف) به‏شمار می‏آیند. آنها هر دو در یك سطح‏منطقی قرار دارند و قبلا در یك شعبه از علم استعمال شده‏اند. این شرایط در مورد علم و دین‏صدق نمی‏كند. آن دو، نوعا در موقعیت‏هایی متفاوت پدید می‏آیند و در زندگی انسان وظایف‏مختلفی را به انجام می‏رسانند.[۹] ازاین‏رو، من علم و دین را زبانهای بدیل (۵۳) می‏دانم و اصطلاح‏مكملیت را به مدلهای مربوط به یك گونه واحد منطقی و در چارچوب یك زبان خاص، محدودمی‏كنم; نظیر مدلهای «انسان‏وار» و «غیرانسان‏وار» برای خداوند. است و نه‏«استدلالی‏». (۵۵) باید دلایل مستقلی برای ارزش دو مدل بدیل و یا مجموعه‏هایی از ساختها درحوزه دیگر وجود داشته باشد. نمی‏توان فرض كرد كه مدلهای مفید در فیزیك، در سایر رشته‏هانیز ثمربخش باشند. ۳. مكملیت، هیچ توجهی را برای پذیرش غیرنقادانه حصرهای دووجهی (۵۶) فراهم نمی‏آورد.این اصطلاح را نمی‏توان برای اجتناب از پرداختن به ناهماهنگیها یا «وتو» كردن جست‏وجوی‏وحدت، به كار برد. درباره ویژگی متناقض‏نما (۵۷) در دوگانگی موج - ذره نباید مبالغه شود. مانمی‏گوییم كه یك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه می‏گوییم رفتاری موج‏گونه و ذره‏وار ازخود نشان می‏دهد. به‏علاوه، ما یك فرمالیزم ریاضی وحدت‏یافته در اختیار داریم كه لااقل، پیش‏بینی‏هایی احتمالی را فراهم می‏آورد، حتی اگر تلاشهای گذشته، هیچ نظریه‏ای را بهتر ازنظریه كوانتوم در طابقت‏با داده‏ها به دست نداده باشد، ما نمی‏توانیم تحقیق برای مدلهای‏وحدت بخش جدید را طرد كنیم. انسجام (۵۸) ، حتی اگر با اعتراف به محدودیتهای زبان و تفكربشری تعدیل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش اندیشه‏مندانه به‏صورت یك آرمان باقی‏می‏ماند.  www.migna.irپی‏نوشتها: ۱- متن مقاله بخشی از فصل هفتم كتاب دین و علم: مسائل تاریخی و معاصر نوشته ایان باربور است كه درسال ۱۹۹۷ منتشر شده است. این كتاب آخرین و مهمترین اثر باربور در زمینه مباحث علم و دین است كه در پژوهشگاه‏فرهنگ و اندیشه اسلامی در دست ترجمه به فارسی است و بزودی منتشر خواهد شد. ۲- quarks ،دسته‏ای از بنیادی‏ترین اجزای مفروض ماده. (م). ۳- observer and observed ،در جریان هر مشاهده سه امر تشخیص داده می‏شود: (الف) عمل مشاهده، (ب) مشاهده‏گر [ل ناظر]، و (ج) شی‏ء مشاهده‏شده. ارتباط این سه با یكدیگر، هم در فلسفه و هم در تعابیر ارائه‏شده از فیزیك‏نوین، محل بحث و گفت‏وگوست. (م). ۴- . chance and law ۵- . psrts and wholes ۶- . Epistemology ۷- . absolute ۸- . Primary qualities ۹- . Mass ۱۰- . Velocity ۱۱- . objective ۱۲- . Reductionistic ،به‏معنای پیروی از مكتبی است‏به‏نام Deism كه در اواسط قرن شانزدهم میلادی در انگلستان ظاهر شد.این مكتب متاثر از پیشرفتهای علم، نیروی عقل را در رسیدن به خداوند كافی می‏دانست و جهان را همچون ماشینی می‏پنداشت كه خداوند، طراح آن است. پیروان این نظر، دین والهیات مبتنی بر وحی را منكر بودند و از دین و الهیات‏طبیعی و یا به تعبیری عقلانی طرفداری می‏كردند. (م). ۱۴- . Conceptual Schemes ۱۵- electromagnetic theory ،در دهه ۱۸۶۰ میلادی، فیزكدانی به‏نام مكسول، (Maxwell) توانست از راه توصیف‏ریاضی، نیروهای الكتریكی و مغناطیسی را در نظریه‏ای واحد، با عنوان «نظریه الكترومغناطیس‏» تلفیق كند. (م) . ۱۶- Kenetic theory of gases ،نظریه‏ای كه درصدد است‏با بیانی ریاضی، رفتار گازها را براساس حركات اجزای اتمی ومولكولی آنها توضیح دهد. (م). ۱۷- thermodyan mics ،این اصطلاح كه از دو واژه یونانی، یكی به‏معنای حرارت و دیگری حركت، تركیب شده است،بیانگر قوانین و روابط بین حرارت و حركت مولكول‏ها بویژه مولكولهای گاز است. (م) ۱۸- Continuous media ،فیزیكدانان قرن نوزدهم برای توجیه انتشار امواج نور و به‏طوركلی امواج الكترومغناطیس درفضا، به نوعی واسطه و میانجی به نام «اثیر» قایل شدند كه ساختاری پیوسته داشت و آنها را محمل انتشار آن امواج‏می‏پنداشتند. البته ناروا بودن این فرض كه ناشی از قیاس امواج الكترومغناطیس (از جمله نور) با امواج صوتی بود، بعداروشن شد. (م).۱۹- Photoelectric effect ،اثر فتوالكتریك به جریانی الكتریكی كه به‏واسطه تاثیر انرژی نور از راه جدا كردن الكترون‏هااز سطح فلزات ایجاد می‏شود، اطلاق می‏گردد. انیشتین در مقاله‏ای (۱۹۰۵) درباره اثر فتوالكتریك، این فرضیه را مطرح‏ساخت كه نور متشكل از ذراتی منفصل است. تا قبل از انیشتین اغلب فیزیكدانان می‏پنداشتند كه نور صرفا پدیده‏ای‏موج‏گونه است، ولی فرضیه انیشتین مستلزم آن بود كه نور جریانی است از ذرات كه از بسته‏های مجزا و كوچك انرژی كه‏بعدا فوتون نامیده شدند، تشكیل شده است. با استفاده از این ایده، او معادله‏ای را برای اثر فتوالكتریك تنظیم كرد كه‏نهایتا در سالهای ۱۹۲۳ - ۱۹۲۴ تایید و اثبات شد. (م). ۲۰- Photon ،كوچكترین واحد تشكیل‏دهنده نور كه فاقد بار الكتریكی و جرم است. ۲۱- Phase ،تابعی ریاضی است كه مختص معادله‏های مربوط به حركت موج است. ۲۲- Momentum ،حاصل ضرب جرم در سرعت هر جسم متحرك را اندازه حركت آن می‏نامند. ۲۳- Wave functions ،تابع موج، تابعی است ریاضی كه در نظریه كوانتوم برای نشان دادن وضعیت‏یك سیستم فیزیكی‏و محاسبه احتمال وقوع یك رویداد (مثلا تابش یك فوتون از یك اتم) در زمان اندازه‏گیری، به كار می‏رود. (م). ۲۴- Super position of states ،در مكانیك كوانتومی، اصلی وجود دارد به‏نام «اصل تركیب‏» كه مطابق آن، امكانهای(وضعیتهای محتمل) كوانتومی می‏توانند با یكدیگر آمیخته شوند و «تركیبی از وضعیتها» را كه خود وضعیتی جدیداست، پدید آورند. (م). ۲۵- Probability distribution ،مفهومی است اساسی در نظریه احتمالات، به‏معنای تخصیصی احتمالات به‏مجموعه‏ای از رویدادها كه به یكدیگر مرتبطند. (م). ۲۶- Probability waves ،امواجی هستند كه احتمال وجود یك ذره را (مثلا الكترون) در نقطه‏ای از فضا (مثلا فضای‏پیرامون هسته) بیان می‏كنند. این امواج در مكانیك كوانتومی، دارای هویتی مادی و متعارف نیستند بلكه صرفا كیفیت انتشار احتمالات را نشان می‏دهند. (م). ۲۷- Quantum field theory ،نظریه‏ای است كه در نتیجه اعمال نظریه كوانتوم در مورد رفتار یك میدان، نظیر میدان‏الكترومغناطیس، حاصل شده است. این نظریه نقشی اساسی در درك نیروهای بنیادی حاكم بر قلمرو مادون اتمی‏داشته است. (م). ۲۸- . electromaghetic interactions ۲۹- . Subnuclear interactions ۳۰- Quantum chromodymantics ،نظریه‏ای نوین است كه توصیف برهم كنشهای قوی بین كوارك‏ها و گلوئون‏ها(ذراتی كوانتومی كه عامل پیوند مستحكم كوارك‏ها بر یكدیگرند) را بر عهده دارد. عنوان اختصاری این نظریه‏« QCD »است. (م). ۳۱- . Complementarity principle ۳۲- . Subject ۳۳- . Object ۳۴- از دیدگاه كانت آنچه ما ازجهان می‏دانیم آن است كه با قالبهای مفهومی و ذهنی خود فهمیده‏ایم. ازاین‏رو، آنچه‏می‏یابیم عوارض معرفتی جهان است نه خود جهان، آن‏گونه كه هست. (م). ۳۵- . Word in itself ۳۶- . Conceptual Molds ۳۷- Primary qualities ،جان لاك (۱۶۳۲ - ۱۷۰۴) فیلسوف انگلیسی برای هر شی‏ء فیزیكی دو دسته كیفیات مطرح‏كرد: ۱. كیفیات اولیه: مانند شكل معین، اندازه معین و .... كه هر شی‏ء فیزیكی از آنها برخوردار است، خواه كسی آنها رادرك كند یا نه. ۲. كیفیات ثانویه: نظیر طعم، رنگ، بو، و .... كه وجود آنها مشروط به حضور نیرویی درك‏كننده و اندامهای‏حسی است. (م). ۳۸- Instrumentalism ۳۹- Calculating ۴۰ Imaginative fictions ۴۱- Representations ۴۲- Critical realism ۴۳- Valid understanding ۴۴- Phenomenalism ۴۵- Ernst mach ۴۶- Henry folse ۴۷- Subjectivist ۴۸- Mental - physical ۴۹- Ontology ۵۰- Mechanistic and organic models ،در مدلهای مكانیستی، موجودات زنده بسان «ماشینهای پیچیده‏ای‏» كه‏چیزی جز مجموع اجزا نیستند، در نظر گرفته می‏شوند و براساس قوانین فیزیكی و شیمیایی تشریح پذیرند. اما درمدلهای ارگانیك، آنچه ارائه می‏شود یك كل یكپارچه به‏نام ارگانیزم است كه دارای سلسله مراتبی از سطوح مختلف نظم‏است. این كل سازمان یافته، چیزی بیشتر و فراتر از مجموع اجزاست و صرفا با قوانین فیزیكی و شیمیایی نمی‏توان آن راتشریح كرد. (م). ۵۱- Behavioristic and instropesti models ،رفتارگرایی و درون‏نگری دو مدل و شیوه در روان‏شناسی است.براساس درون‏نگری، حالتهای درونی و فرآیندهای ذهنی انسان، موضوع اصلی تحقیقات روان‏شناسی را تشكیل‏می‏دهد. اما در رفتارگرایی، بررسی و مشاهده «رفتار» بویژه از راه آزمونهای «محرك و پاسخ‏» نقش اصلی را بر عهده دارند.(م). ۵۲- C. A. Coulson ۵۳- alternative languages ۵۴- analogical ۵۵- inferential ۵۶- Dichotomies ،یعنی تقسیمهای ثنایی، كه محصول این تقسیمها، در قالب قضایایی كه در علم منطق به قضایای‏منفصله مانعهٔ الجمع و حقیقه شهرت دارند، بیان می‏شود. مانند این قضیه : عدد یا زوج است‏یا فرد ۵۷- Paradoxical ۵۸- Coherence مترجم: پیروز فطورچی منبع:فصلنامه ذهن، شماره ۱     خبرگزاری فارس     ]]> فیزیک Fri, 24 Jun 2011 02:20:12 GMT http://migna.ir/vdcg.y9wrak93upr4a.html اسرار فيزيك كوانتوم http://migna.ir/vdcb.fbfurhbagiupr.html وقتي گاليله در سال ۱۶۱۰ يافته هاي خود را در تائيد نظر كوپرنيك مبني بر ثابت نبودن زمين و گردش آن به دور خورشيد منتشر كرد باعث شد تا وي از سوي كليسا مورد بازجويي و تفتيش عقايد قرار گيرد. اين نظريه مخالف نص كتاب مقدس بود و از سويي با نظريات ارسطو كه كليسا حامي آن بود همخواني نداشت. وي مجبور به امضاي توبه نامه‌اي با اين مضمون شد: در هفتادمين سال زندگي در مقابل شما به زانو درآمده‌ام و در حالي كه كتاب مقدس را پيش چشم دارم و با دستهاي خود لمس مي‌كنم توبه مي‌كنم و ادعاي خالي از حقيقت حركت زمين را انكار مي‌كنم و آنرا منفور و مطرود مي‌نمايم. شش سال بعد رسما از تدريس نظريه كوپرنيك در دانشگاه منع شد و تا سالها بعد مرتب مورد بازخواست كليسا قرار مي‌گرفت. سرانجام گاليله عليرغم اعتقاد دروني اش، مجبور شد اعتراف كند كه نظريه ارسطو درست است و زمين مركز جهان است. ولي با اين حال همواره تا آخرين لخظه عمر قلبا اعتقاد داشت كه زمين مرگز جهان نيست و به دور خورشيد مي چرخد اين را مقايسه كنيد با كوانتوم نظريه كوانتومي توسط پلانك مطرح شد اما خودش از آن خشنود نبود وقتي انشتين فتو الكتريك را براساس تئوري پلانك توضيح داد كه تائييدي بر صحت نظريه او بود  بلافاصله با آن به مخالفت برخاست خود انشتين كه باعث پشرفت و توسعه اين نظريه بود با پيشرفت هاي بعدي از مخالفان سرسخت كوانتوم شد شرودينگر كه فرمولبندي مكانيك كوانتومي را انجام داد و به خاطر آن جايزه نوبل دريافت كرد هم در صحت كار خود شك داشت و كوشيد تا با آزمايش ذهني گربه در جعبه ديگران را متوجه پوچي كوانتوم كند بدون شك، معماي رمزآلود فيزيك كوانتوم، معماي عميقي است ولي رازي كه در بطن فيزيك كوانتوم نهفته، به طور غير مستقيم، درك ما را از حقيقي بودن جهان و هر آنچه در آن است (از جمله خود ما)، مورد هدف قرار مي‌دهد درحالي ‌كه تئوري فيزيك كوانتوم يكي از تئوري‌هايي است كه از پيكار آزمايشات فراواني در عرصه‌ي علم، جان سالم به در برده است. علي‌رغم مشخصه‌هاي نامأنوس فيزيك كوانتوم، براي بسياري از دانشمندان در صحت اين نظريه، ترديد چنداني باقي نمانده. و مقاومت عده اي در برابر آن ناموجه جلوه مي كند   آزمايش دو شكاف (The Double Slit Experiment)   براي صحبت درباره‌ي فيزيك كوانتوم، بهترين كار اين است كه با آزمايش يانگ در سال 1803 شروع كنيم. در آزمايش يانگ، از يك منبع ريز نور و يك صفحه استفاده شده بود. يانگ، ميان اين دو شيء، يك مانع با دو شيار نازك عموديِ موازي با يكديگر قرار داد. يانگ مي‌دانست در صورتي كه نور، فقط جرياني از ذرات ريز باشد، بايد از هر كدام از شكاف‌ها گذشته و روي صفحه‌ي پشت سوراخ‌ها جمع شود. اين دقيقاً همان چيزي بود كه با پوشاندن يكي از شكاف‌ها و باز گذاشتن شكاف ديگر، اتفاق افتاد. يك نوار عمودي باريك از نور، روي صفحه‌ي پشت سوراخ ظاهر شد. يانگ مسلماً انتظار داشت وقتي شكاف ديگر را هم باز كرد، دو نوار باريك نوري ببيند، اما اين طور نشد. بيشتر بخش‌هاي صفحه را مجموعه‌اي از نوارهاي عمودي روشن و تاريك پر كرد. يانگ اين مشاهده را چنين توجيح كرد . نور، مثل يك موج عمل مي‌كند و از هر دو شكاف مي‌گذرد. بعد از گذشتن از ميان شكاف‌ها، با يكديگر تداخل مي‌كنند. به اين ترتيب، وقتي دو قله‌ي موج با هم تلاقي مي‌كنند، باعث تقويت يكديگر مي‌شوند و وقتي يك قله‌ي موج و يك دره‌ي موج با هم تلاقي مي‌كنند، هر دو خنثي مي‌شوند. در نتيجه، مجموعه‌اي از نوارهاي روشن و تاريك روي صفحه ديده مي‌شود. دانشمندان، اين پديده را الگوي تداخل (interference pattern) مي‌نامند، زيرا از تداخل امواج با يكديگر حاصل مي‌شود. مثالي از الگوي تداخل پس نور بدون شك يك موج بود. اما شواهدي نيز وجود داشت كه نشان مي‌داد خواص ذره اي نيز دارد (كه بعدها به آن فوتون گفته شد). در نهايت چنين نتيجه گيري شد كه فوتون‌ها ماهيتي دوگانه دارند و به صورت موج و ذره عمل مي‌كنند. با اين حال، دانشمندان هنوز هم از خود مي‌پرسيدند اگر بتوانند فوتون‌ها را يكي يكي از دو شكاف بگذرانند، چه چيزي رخ خواهد داد. سرانجام، منبع نوري اختراع شد كه قادر بود هر بار تنها يك فوتون آزاد كند. آزمايش دو شكاف يانگ دوباره انجام گرفت. اما اين بار به جاي صفحه‌ي عادي، از كاغذ عكاسي استفاده شد، زيرا يك فوتون، كم‌نورتر از آن است روي صفحه ديده شود. حال آن كه بعد از عبور ميليون‌ها فوتون از شكاف‌ها (به صورت تك تك)، الگوي مورد نظر بر روي كاغذ عكاسي قابل مشاهده مي‌شد. با ظاهر كردن عكس، همان الگوي تداخل پيشين مشاهده شد. دانشمندان اين‌گونه نتيجه گرفتند كه هر يك از فوتون‌ها به صورت موجي حركت كرده‌، به طور همزمان از ميان دو شكاف رد شده و با خودشان تداخل داشته‌اند و تنها هنگامي كه سرانجام با كاغذ عكاسي برخورد كرده‌اند، به صورت ذره‌اي در موقعيت خاص ظاهر شده‌اند، و اين بسيار عجيب بود. دانشمندان تصميم گرفتند كنار شكاف‌ها، رديابِ فوتون كنار قرار دهند تا مسير واقعي فوتون را مشاهده كنند. آن‌ها موفق شدند، ولي وقتي اين آزمايش را انجام دادند، الگوي تداخل ناپديد شد و تنها دو خط باريك (پشت هر سوراخ يكي)، روي صفحه ظاهر شد. ظاهراً فوتون‌ها «مي‌دانستند» كه در معرض مشاهده شدن قرار دارند و به همين دليل، به جاي اين كه به صورت موجي عمل كنند، رفتار ذره‌اي پيش گرفته‌اند! دانشمندان سپس تصميم گرفتند كه ردياب فوتون را در جهتي از صفحه قرار دهند كه با منبع نور فاصله‌ي بيشتري داشته باشد، تا به اين ترتيب فوتون، فقط بعد از عبور از ميان شكاف ديده شود. اما تغييري در نتيجه حاصل نشد. باز هم ظاهراً فوتون پيش از رسيدن به صفحه، «مي‌دانست» در سمت ديگر آن يك ردياب وجود دارد و به همين دليل پيش از عبور از شكاف‌ها، به ذره تبديل مي‌شد. سرانجام، دانشمندي به نام جان ويلر (John Wheeler) آزمايشي پيشنهاد كرد كه طي آن، صفحه مي‌توانست درست در آخرين لحظه‌ي پيش از برخورد فوتون، با يك دستگاه ردياب نوري جايگزين شود، به اين ترتيب مي‌شد فهميد فوتون از كدام شكاف عبور كرده است. تصميم درباره‌ي كنار كشيدن يا نكشيدن صفحه، بايد بعد از عبور فوتون از ميان شكاف گرفته مي‌شد. در زماني كه ويلر اين آزمايش را مطرح كرد، انجام آن از لحاظ فني غيرممكن بود. اما چند سال بعد، امكان انجام آزمايش به وجود آمد. نتيجه‌ي آزمايش چنين بود: هنگامي كه صفحه در جاي خود قرار داشت، فوتون طبق الگوي تداخل رفتار مي‌كرد، حال آن كه اگر صفحه در لحظه‌ي آخر، برداشته مي‌شد تا اطلاعات مربوط به اين كه از كدام شكاف عبور كرده، به دست آيد، فوتون طبق الگوي تداخل رفتار نمي‌كرد. گويا فوتون مي‌دانست هنگام رسيدن به شكاف چگونه عمل كند، هر چند كه تصميم درباره‌ي برداشتن يا برنداشتن صفحه در لحظه‌ي آخر گرفته مي‌شد. ظاهراً يا فوتون مي‌توانست آينده را پيش‌بيني كند يا اين‌كه تصميم درباره‌ي قرارگيري صفحه، مي‌توانست گذشته را تغيير دهد. دانشمندان اين طور نتيجه گرفتند كه در نظريه‌ي كوانتوم، جايي براي عليت وجود ندارد. گويا اتفاقاتي كه در زمان حال مي‌افتند، مي‌توانند گذشته را تغيير دهند، و اين اوج غرابت كوانتوم بود. اگر خواندن اين مطالب، شما را آشفته كرده، نگران نباشيد. افراد زيادي از اين مسئله آشفته شده‌اند، از جمله آلبرت انشتين. نور ستارگان، درخشش ستارگان امشب بيرون برويد و ستارگان را تماشا كنيد. اگر زمستان باشد (در نيكره‌ي شمالي)، حتماً خواهيد توانست صورت فلكي شكارچي (يا جبار) را ببينيد. تشخيص اين صورت فلكي آسان است، زيرا سه ستاره در يك خط، كمربند شكارچي را تشكيل مي‌دهند. به ستاره‌ي وسطي نگاه كنيد. او يك ستاره‌ي ابرغولِ سفيد-آبي به نام اپسيلون جبار (Alnilam) است كه 1300 سال نوري از ما فاصله دارد. وقتي به اين ستاره نگاه مي‌كنيد، چه اتفاقي مي‌افتد؟ بر اساس بسياري از كتاب‌ها، هزار و سيصد سال پيش- اوايل قرون وسطي در اروپا- الكتروني برانگيخته در يكي از اتم‌هاي هيدروژن موجود در لايه‌هاي بيروني اين ستاره، يك ذره‌ي انرژي ( يك فوتون) آزاد كرده است:. فوتون آزاد شده از اپسيلون جبار، با سرعت نور، حدوداً 300000 كيلومتر در ثانيه، در جهت زمين حركت كرده است. اگرچه فوتون‌ها چندان تحت تأثير جاذبه قرار نمي‌گيرند، اما سيارات، ستارگان و ساير اجرام آسماني كه در مسير فوتون ياد شده قرار دارند، به طور خفيفي بر آن تأثير گذاشته و مسيري خاص به آن مي‌دهند. با نزديك شدن به زمين، فوتون، بدون برخورد با مولكول‌هاي اتمسفر، از آن‌ها مي‌گذرد. درست وقتي به آسمان نگاه كرديد، اين فوتون توسط شما دريافت مي‌شود. اين فوتون (همراه بسياري فوتون‌هاي ديگر)، شبكيه را كه درست پشت چشمتان قرار دارد، تحريك مي‌كند، پيغامي به مغز شما فرستاده مي‌شود و شما در مغزتان نور ستاره را مي‌بينيد. اين سير حوادث، بسيار جالب است، منتها، با توجه به تئوري كوانتوم اين به هيچ وجه چيزي نيست كه اتفاق مي‌افتد. هيچ كس دقيقاً نمي‌داند در سطح كوانتوم چه اتفاقي مي‌افتد، با اين حال، چند تفسير از نظريه‌ي كوانتوم وجود دارد كه مي‌توانند به ما در فهم مسئله كمك كنند. معروف‌ترين آن‌ها تفسير كُپنهاگي(Copenhagen Interpretation) ناميده مي‌شود، زيرا قسمت عمده‌ي آن توسط نيلز بور (Niels Bohr)، فيزيكدان اهل كپنهاگ، ارائه شده است.  دانشمندان و مهندسان، سال‌هاست از كپنهاگ به عنوان روشي استاندارد جهت درك دنياي كوانتوم استفاده مي‌كنند. تفسير كپنهاگي نظريه‌ي كوانتوم، مشاهده شدن اپسيلون جبار توسط شما را اين گونه توضيح مي‌دهد: آنچه كه حدود 1300 سال پيش، اتم هيدروژن را ترك كرد، فوتون نبود، بلكه يك موج احتمال بود. اين موج، بيانگر مكان احتمالي فوتون نبود، بلكه بيانگر اين احتمال بود كه در صورت مشاهده شدن فوتون، اين اتفاق در چه مكاني روي خواهد داد. موج با سرعت نور به بيرون حركت كرد، اما نه به سوي زمين، بلكه به شكل كُره‌اي كه با سرعت نور بزرگ و بزرگ‌تر مي‌شد. سيارات، ستارگان و ساير اجرامِ نزديك به آن، بر مكان احتمالي مشاهده‌ي شدن فوتون تأثير گذاشتند، اما هنوز اين امكان وجود داشت كه فوتون در هر جايي از كره‌ي در حال انبساط، ظاهر شود. موج/كره، 1300 سال بزرگ شد، تا اين كه قطري برابر 2600 سال نوري پيدا كرد. جبهه‌ي موج از اتمسفر زمين گذشت. درست در اين لحظه، شما چشمتان را بر روي اپسيلون جبار متمركز كرديد و جبهه‌ي موج با سلول‌هاي شبكيه‌ي چشم شما درگير شد. سپس، جايي ميان شبكيه‌ي چشم شما كه با موج درگير شده و مغزتان كه ستاره را ديده، اين واقعه رخ داد. بلافاصله، موج احتمال به قطر 2600 سال نوري، از ميان رفت و فوتون در برخورد با شبكيه‌ي چشم شما، ظهور كرد. اگر شما در لحظه‌ي مناسب به آسمان نگاه نكرده بوديد، شايد فوتون، چند ثانيه‌ي ديگر، در سوي ديگر اپسيلون جبار، توسط ناظر بيگانه‌اي در يك سياره‌ي ديگر با فاصله‌ي هزاران سال نوري، از هم مي‌پاشيد. اما مشاهده شدن فوتون توسط شما در كره ي زمين، براي هميشه اين احتمال را از ميان برد. وقتي شما اين فوتون را ديديد، سرنوشتي منحصر به فرد برايش رقم خورد. مسيري ايجاد شد تا او از آن اتم هيدروژن در اپسيلون جبار، به چشم شما برسد. شايد اين طور به نظر بيايد كه نابودي چيزي با وسعت 2600 سال نوري غيرممكن است، زيرا لازمه‌ي آن، پيشي گرفتن از سرعت نور مي‌باشد. اما اين مورد، تنها يكي از موارد متعددي است كه در آن، نظريه‌ي كوانتوم، حداكثر سرعت كيهاني را به چالش مي‌طلبد. اين مسئله نيز، انشتين را عميقاً آشفته كرد. چه چيزي در فيزيك كوانتوم، انيشتين را بر آشفته مي كرد؟ اول از همه، غير قابل پيش‌بيني بودن آن. اگر قرار باشد يك تفنگ را تنظيم كنيد و آن را به هدف بزنيد، با معلوم بودن سرعت و جهت گلوله، تعيين مسير آن بعد از خروج از لوله‌ي تفنگ، بسيار ساده است. اما فوتون اين طور نيست. همان‌طور كه مثالِ ما درباره‌ي موج نورِ رهسپار شده از يك ستاره‌ي دوردست، نشان داد، فوتون به صورت موج احتمال حركت مي‌كند. فوتون ممكن است هرجايي در مسير حركت موج، ظاهر شود. هر چند، احتمال ظهور آن، در بعضي مكان‌ها بيشتر است. اين باعث شد انشتين به طعنه بگويد كه باورش نمي‌شود «خدا با هستي تخته نرد بازي كند». انشتين كمك كرد نظريه‌ي كوانتوم به وجود بيايد، ولي بسيار از آن آشفته گشت. دومين نكته‌اي كه انشتين را آزار مي‌داد، اين ايده بود كه با توجه به كپنهاگ، يك جسم پيش آن‌كه مورد مشاهده قرار گيرد، تنها به شكل موج احتمال وجود دارد. شايد وقتي حرف از يك فوتون باشد، اين مسئله چندان مهم به نظر نرسد، چون بسيار بسيار كوچك است. اما اين تنها فوتون‌ها نيستند كه از قوانين فيزيك فيزيك كوانتوم پيروي مي‌كنند، بلكه الكترون‌ها، پروتون‌ها، اتم‌ها و مولكول‌ها نيز مشمول اين قوانين هستند. همه‌ي آن‌ها پيش از مشاهده شدن، تنها موج‌اند و آزمايش دو شكاف، با موادي به بزرگي مولكول‌هاي فولرن (Fullerene) كه 60 اتم كربن دارند، انجام شده است. در نهايت اگر فكر كنيم، مي‌بينيم تمام جهان ما، از اتم‌ها و مولكول‌ها تشكيل شده و خود ما نيز. آيا اين بدان معناست كه ما تنها، امواج بزرگ احتمال هستيم؟ اين تصور كه هر چيزي در جهان ما، در صورت مشاهده نشدن، ماهيتي مستقل ندارد، انشتين را واداشت به شوخي بگويد: «ترجيح مي‌دهم فكر كنم ماه، حتي وقتي نگاهش نمي‌كنم، باز وجود دارد». آزمايش فرضي گربه‌ي شرودينگر همانطور كه گفتيم انشتين، تنها بنيانگذار نظريه‌ي كوانتوم نبود كه به آن شك داشت. اِروين شرودينگر، كه معادلات كليدي را براي پيش‌بيني چگونگي تغيير سيستم كوانتوم در طول زمان مطرح كرد. و اين كار براي او جايزه‌ي نوبل سال 1933 را به ارمغان آورد. با بعضي از مفاهيم فيزيك كوانتوم، مشكل داشت و براي نشان دادن بي‌معنا بودن آن‌ها، مثالي مطرح كرد. آزمايش فرضي مشهور گربه را مطرح كرد تا نشان دهد اين نظريه ناقص است.     در آزمايش فرضي شرودينگر، يك گربه درون جعبه‌اي مهر و موم شده قرار مي‌گيرد. در درون اين جعبه، يك دستگاه «نابودگر» شامل يك ماده‌ي راديواكتيو، يك شمارشگر گايگر مولر و يك ظرف شيشه‌اي قرار دارد. ماده‌ي راديواكتيو به اندازه‌اي است كه در عرض يك ساعت به احتمال 50 درصد تجزيه شده، ذره‌اي آزاد مي‌كند كه باعث به كار افتادن شمارشگر مي‌شود. شمارشگر نيز به گونه‌اي تعبيه شده كه در صورت شناسايي ذره، چكشي را رها مي‌سازد و موجب متلاشي شدن ظرف شيشه‌ايِ پر از گاز كشنده‌ي هيدروژن سيانيد مي‌شود. www.migna.ir بعد از گذشت يك ساعت، احتمال اين كه جعبه را باز كنيد و گربه را زنده يا مرده بيايد، پنجاه/ پنجاه است. اما گربه پيش از باز كردن جعبه، در چه وضعيتي است؟ از آنجايي كه نابودي اتم، رويدادي كوانتومي است، با توجه به تفسير كپنهاگ، مي‌توان گفت تا زماني كه اتم (به عنوان تابع موج احتمال)، مشاهده نشده، در حالت برهم نهي قرار دارد- يعني همزمان در دو وضعيت است. به اين معني كه دستگاه نابودگر و گربه نيز در حالت برهم نهي هستند، گربه هم زنده است و هم مرده. شرودينگر چنين ايده‌اي را مضحك يافت و تلاش كرد از آن، براي نشان دادن كاستي‌هاي نظريه‌ي كوانتوم، استفاده كند و بگويد اين نظريه يا اشتباه است يا ناقص. اين امر با نحوه عملكرد جهان در مقياسي كه براي بشر قابل درك است، مغايرت دارد. شايد احمقانه به نظر برسد اما شرودينگر تاكيد داشت ، وجود اصل بر هم نهي از لحاظ رياضي ضروري است، تا تئوري كوانتوم بتواند پيش گويي هاي دقيق خود را از عملكرد جهان در سطح زيراتمي ارائه دهد. طي بيش از نيم قرن، گربه مرده و زنده شرودينگر با فيزيكدانان لجبازي مي كرد و بنابراين لازم بود به طور دقيق دريابيم كه چگونه حوزه كوانتوم با جهان قابل درك توسط انسان مرتبط مي شود. فروپاشي اتمي نه اتفاق مي افتد و نه اتفاق نمي افتد، گربه نه كشته مي شود و نه كشته نمي شود، مگر هنگامي كه ما به درون جعبه نگاه كنيم و ببينيم كه چه اتفاقي رخ داده است. نظريه پردازاني كه تفسير استاندارد از مكانيك كوانتومي را مي پذيرند مي گويند كه گربه در حالتي غيرقطعي و نامعين، به  عبارت ديگر در يك « ابرمرتبه حالت ها » ( Superposition of States )، نه مرده و نه زنده وجود دارد، تا زماني كه يك مشاهده گر واقعاً به درون جعبه بنگرد و ببيند كه گربه زنده است يا مرده در نتيجه برخلاف ميل شرودينگر، اين تجربه تخيلي نه تنها باعث نشد كه فيزيكدانان پوچي بعضي از خصوصيات نظريه كوانتوم را درك كنند، بلكه گربه شرودينگر براي اكثريت فيزيكدانان به مثال اعلاي استلزام هاي غيرمعمول و فوق العاده اين نظريه بدل شد. « ابرمرتبه حالت ها » به جاي به هم ريختن نظريه كوانتوم، به خصلت معرف آن بدل شد. آنهايي كه تجربه خيالي شرودينگر را با معنايي كه در نظر داشتند مطرح مي كردند، مي توانستند با اين حقيقت تسكين يابند كه موقعيت ياوه اي كه در آن گربه به طور همزمان هم زنده و هم مرده است به طور واقعي در آزمايشگاه قابل بازآفريني نيست. و در حالي كه در موجوديت هاي فيزيكي در اندازه اتم ممكن است در يك « ابرمرتبه حالت ها » وجود داشته باشند، موجوديت هاي بزرگ تر، به خصوص در اندازه يك گربه، كه متشكل از ميلياردها اتم هستند، در يك حالت منفرد و معين ثابت مي شوند. در نتيجه افرادي كه با موضع اينشتين همدلي دارند مي توانند مدعي شوند كه گرچه خصوصيات غريب كوانتومي ممكن است در جهان زيراتمي مصداق داشته باشند، در دنياي روزمره متشكل از اشياي معمول مثل گربه، كتاب و افراد و... خدا از هر لحاظ تاس نمي اندازد. اما اكنون حتي اين دفاع (تاحدي نوميدانه) از شعور عام نيز در خطر سرنگون شدن است.   كنش شبه وار از راه دوريا رفتاري غريب در فاصلهديديم كه دنياي كوانتوم دنيايي است كه  در آن، هر چيزي، فقط در صورتي وجود داشت كه نگاهش مي‌كرديم، دنيايي كه در آن گربه‌ها مي‌توانستند همزمان، هم مرده باشند و هم زنده. حالا، به اين موضوع خواهيم پرداخت كه چگونه بر اساس برخي تفاسير از فيزيك كوانتوم، هر چيزي در جهان، به صورت آني، با تمام چيزهاي ديگر در هر فاصله‌اي از آن كه قرار داشته باشد، مرتبط است. سال 1927، شاهد آغاز مجموعه‌اي از مناظرات، ميان دو تن از برجسته‌ترين دانشمندان جهان در آن روزگار بود: انشتين ، نويسنده‌ي نظريه‌ي نسبيت عام و نيلز بور (Niels Bohr)، يكي از اولين محققان در نظريه‌ي كوانتوم. نخستين برخورد ميان اين دو، در پنجمين كنفرانس بين‌المللي سلوي (Solvay Conference)، درباره‌ي الكترون‌ها و فوتون‌ها اتفاق افتاد، كه در بروكسل بلژيك برگزار شده بود. تعداد شركت‌كنندگان اين كنفرانس اندك بود، اما همگي آنان، افراد برجسته‌اي بودند. از ميان 29 دانشمند حاضر در كنفرانس، 17 نفر يا برنده‌ي جايزه‌ي نوبل بودند، يا اين كه بعدها صاحب نوبل شدند. اگرچه انشتين، از پايه‌گذاران تئوري كوانتوم بود، اما با آن مشكل داشت. يكي از مهم‌ترين توانايي‌هاي انشتين به عنوان يك دانشمند، توانايي طراحي آزمايشات فرضي (Thought Experiments) بود، آزمايشاتي كه در دنياي واقعي، غيرممكن هستند، اما انجامشان در ذهن، مي‌تواند روشنگر بخشي از ماهيت فيزيك باشد. (يكي از جالب‌ترين آزمايشات فرضي انشتين، اين بود كه اگر او بتواند دوچرخه‌اش را با سرعت نور براند، دنيا به چه شكلي ديده خواهد شد). با اين حال، استفاده از اين نوع آزمايشات فرضي، براي دستيابي با ماهيت حقيقي نظريه‌ي كوانتوم، نااميدكننده بود. نتايج اين آزمايش‌ها، غيرمنطقي به نظر مي‌آمدند؛ اشياء وجود نداشتند مگر آن‌كه نگاهشان مي‌كرديد، گربه‌ها همزمان مرده و زنده بودند و اگر از مكان دقيق يك ذره (مثل فوتون) آگاهي داشتيد، چگونگي حركت آن مشخص نمي‌شد. اما بور، با اين مسئله، مشكلي نداشت. ظاهراً معماهاي اين تئوري، فكر بور را به خود مشغول نمي‌كرد، و او تنها به نتايج معادلات توجه داشت. همان طور كه ديويد مرمين فيزيكدان گفت، رويكرد نيلز بور، آن‌گونه كه در تفسير كوپنهاگي معروفش از فيزيك كوانتوم بيان شده، به اين صورت است: «خفه شو و محاسبه كن!» رويارويي بارز انشتين/ بور زماني شروع شد كه انشتين، مثالي ارائه داد تا نشان دهد تئوري كوانتوم، يا اشتباه است يا ناقص. بور، عصر روز بعد، به تفكر درباره‌ي اين مسئله پرداخت و فرداي آن روز، پاسخي براي رد انتقاد انشتين، ارائه داد. اين مباحثات زماني بالا گرفت كه در سال 1935، انشتين همراه با بوريس پودولسكي و نيتان روزن، مقاله‌اي ارائه كرده، در آن به توضيح مطلبي پرداخت كه به پارادوكس EPR مشهور شد (Einstein- Podolsky- Rosen Paradox).   رفتاري غريب در فاصله Spooky Action at a Distance در دهه، ۱۹۲۰ شرودينگر اظهار كرد در تئوري كوانتوم امكان ساخت يك زوج فوتون ـ بسته هاي تفكيك ناپذير انرژي ـ «درهم تنيده» وجود دارد. اين فوتون ها چنان درهم تنيده اند كه با دانستن حالت يكي از فوتون ها مي توان حالت فوتون ديگر را به طور آني دريافت. فوتون‌هاي درهم‌تنيده، در هر فاصله‌اي از هم كه قرار داشته باشند، حتي اگر چندين سال نوري از هم دور باشند، مي‌توانند بلافاصله بر يكديگر تأثير بگذارند. عبارت «آني» اينشتين را با دردسر مواجه ساخت، چرا كه اين عبارت به طور تلويحي بيان مي كرد، مي توان سيگنال ها را سريع تر از سرعت نور انتقال داد. اينشتين اين مفهوم نامتعارف را با عبارت «كنش شبح وار از راه دور» توصيف كرد. از آنجايي كه تجهيزات دقيقي براي آزمايش وجود نداشت، اين ايده ها تا سال ۱۹۸۲ در بن بست گرفتار بود. آزمايش فرضي انشتين در مقاله‌ي ياد شده، به اين ترتيب است كه يك ذره (ما مي‌توانيم يك پيون را به عنوان مثال در نظر بگيريم) برداشته شده و مي گذاريم تا به دو فوتون (ذره‌هاي نور) تجزيه شود. اين دو فوتون در دو جهت متفاوت به حركت درمي‌آيند. از آنجايي كه اين دو فوتون، از يك پيون خارج شده‌اند، درهم‌تنيده‌اند (Entangled Photons)، يعني تابع موج يكساني دارند. اين دو فوتون، داراي چند ويژگي مكمل نيز هستند. براي مثال چرخش آن‌ها: پيون در ابتدا هيچ چرخشي نداشت، بنابراين، اگر يك فوتون، چرخشي رو به بالا بر محور x خود داشته باشد، فوتون ديگر، براي ايجاد تساوي، بايد داري يك چرخش رو به پايين بر محور x خود باشد. اما با توجه به تئوري كوانتوم، يك ويژگي تا زماني كه اندازه‌گيري نشده، وجود ندارد. بنابراين وقتي فوتون اول را اندازه مي‌گيريد و مي‌بينيد چرخشي رو به بالا دارد، فوتون ديگر، بلافاصله بايد چرخشي رو به پايين به خود بگيرد، حتي اگر يك سال نوري از فوتون اول فاصله داشته باشد. به عقيده‌ي انشتين و نويسندگان ديگر اين مقاله، چنين چيزي منطقي نبود. يا فوتون‌ها در زمان جدا شدن از يكديگر، اطلاعات مربوط به چرخش را با خود برده بودند، يا اين كه فوتون اول، هنگامي كه مورد بررسي قرار گرفته، اطلاعات چرخش خود را بلافاصله با سرعتي بيشتر از سرعت نور، به فوتون دوم، كه در فاصله‌ي بسيار دوري از آن قرار دارد، منتقل كرده است. انشتين اين تأثير را «رفتار غريب در فاصله» ناميد. از آنجايي كه اطلاعات نمي‌توانند با سرعتي بيش از سرعت نور منتقل شوند، انشتين چنين استدلال كرد كه فوتون‌ها، احتمالاً داراي «متغيرهاي پنهان» هستند كه از زمان به وجود آمدن فوتون‌ها، اطلاعات چرخش را شامل مي‌شدند. در تئوري كوانتوم، چنين متغيرهايي وجود نداشتند، پس تئوري حتماً ناقص بود.   بل و برهان‌اش مشكل «رفتار غريب در فاصله‌»‌ي انشتين، بعد از مرگ‌اش در سال 1955 و حتي پس از مرگ بور در سال 1962، حل‌نشده باقي ماند. درسال 1964، يك فيزيكدان ايرلندي به نام «جان بل» (John Bell) مقاله‌اي منتشر ساخت با عنوان «در باب مسئله‌ي متغيرهاي پنهان در مكانيك كوانتوم». بل در ابتدا، اين ايده‌ي انشتين را كه احتمالاً متغيرهاي پنهاني وجود دارد، تأييد كرد. وي در مقاله‌اش، آزمايشي ارائه كرد تا معلوم شود آيا متغيرهاي پنهان مي‌توانند دليلي براي آنچه مشاهده شده باشند، يا نه. تنها زماني حل شد كه بل اين برهان را مطرح كرد و كلازر با انجام آزمايشي نشان داد كه بور، درست مي‌گفته است. www.migna.ir در آزمايش بل، دو ذره‌ي درهم‌تنيده، ايجاد شده و به سمت دو فرد فرستاده مي‌شوند (به عنوان مثال آليس و باب). سپس، اين دو نفر، ذره‌ها را مورد آزمايش قرار مي‌دهند تا ويژگي‌هاي مكمل آن‌ها مشخص شود. درك جزئيات آزمايش، دشوار است، اما بل توانست نشان دهد كه طي آزمايشات متعدد، در صورت وجود ويژگي‌ها از ابتدا، تعداد دفعاتي كه آليس و باب نتايج يكساني گزارش مي‌كنند، ، در مقايسه با وضعيتي كه ويژگي‌ها در زمان بررسي و اندازه‌گيري فوتون اول، ايجاد شوند، متفاوت خواهد بود. بل تصور مي‌كرد پس از آن كه برهانش را (كه اغلب به دليل يكي از پيش‌بيني‌هايش «نادرستي بل» خوانده مي‌شود) منتشر كند، سال‌ها طول خواهد كشيد تا كسي بتواند در آزمايشي واقعي، آن را امتحان كند. اما تنها يك سال بعد، يكي از فارغ‌التحصيلان متهور دانشگاه كلمبيا، «جان كلازر» (John Clauser) توانست صورت ساده‌اي از اين آزمايش را انجام دهد. او نشان داد رفتار فوتون‌ها مطابق همان چيزي است كه توسط فيزيك كوانتوم پيش‌بيني شده، نه آنچه كه از تئوري «متغير پنهان» انتظار مي‌رود. يك دانشمند ديگر به نام «آلن اسپكت» (Alen Aspect) بعدها طي آزمايشاتي با دقت و صحت بيشتر، ثابت كرد برخلاف ترديدهاي انشتين، بي‌شك «رفتار غريب در فاصله» در جهان كوانتوم وجود دارد. كار علمي بل، در حوزه ي تجربي، سرآغازي بود براي آنچه كه تصور مي‌شد بيشتر موضوعي است فلسفي. وي چنان تأثير به سزايي داشت كه «هنري استپ» (Henry Stapp) از لابراتوار لورنس بركلي كاليفرنيا، عملكرد بل در حوزه‌ي فيزيك كوانتوم را «ژرف‌ترين كشف علمي» نام نهاد. تفسير بوهم بل، علي‌رغم اين كه خود، صحت تئوري كوانتوم را اثبات كرده بود، اما به دليل وابستگي تفسير استاندارد كپنهاگ به مشاهده، براي شكستن تابع موج و حقيقي شدن يك ذره (و به همان ترتيب يك گربه)، از اين تفسير پشتيباني نمي‌كرد. بل، تفسير ارائه شده توسط ديويد بوهم (David Bohm) فيزيكدان را منطقي‌تر يافت. براي درك تفسير بوهم، بازگشت به مثالمان در قسمت اول درباره‌ي نگاه كردن به ستاره‌ي اپسيلون جبار در برج شكارچي، مي‌تواند كمك شاياني باشد. در بحث خود درباره‌ي تفسير كوپنهاگ، ديديم كه يك فوتون- يك ذره‌ي نور- در واقع اپسيلون جبار را ترك نمي‌كند، بلكه، اين موج احتمال است كه به چشمان ما مي‌رسد. در تفسير بوهم، فوتوني واقعي، كه توسط يك نيروي «پتانسيل كوانتوم» هدايت مي‌شود، از ستاره بيرون مي‌آيد. اين فوتون، مثل چراغ دريايي، در زمان به عقب برمي‌گردد تا ذره را به ما برساند. طبق تفسير بوهم، همه چيز در دنيا به چيزهاي ديگر مرتبط است. در اين تفسير، برخلاف تفسير كوپنهاگ، نيازي به تابع موج نيست تا به محض ديده شدن، بشكند. با اين حال، اين تفسير نيز، خالي از ايراد نيست. اگرچه تفسير بوهم جبرگرايانه است، يعني با اطلاعات كافي مي‌توان هرچيزي را كه در جهان اتفاق خواهد افتاد را از آغاز پيش‌بيني كرد، اما براي حركت به عقب در زمان و طي يك فاصله‌ي بسيار زياد، به اطلاعات نياز هست. به همين دليل، تفسير بوهم، طرفداران چنداني ميان دانشمندان نداشته است.   تفسير دنياهاي چندگانه شايد مهم‌ترين جايگزين براي تفسير كپنهاگ در ميان فيزيكداناني كه نظريه‌ي كوانتوم را مطالعه مي‌كنند، تفسير دنياهاي چندگانه (the "Many Worlds" interpretation) باشد. دانشمندان برجسته‌اي همچون استيون هاوكينگ (Stephen Hawking) و ريچارد فاينمن (Richard Feinman) از طرفداران تفسير دنياهاي چندگانه هستند و روز به روز به حاميان اين تفسير اضافه مي‌شود. تفسير دنياهاي چندگانه، توسط هيو اِوِرِت سوم (Hugh Everett III)، فارغ‌التحصيل دانشگاه پرينستون، در ابتدا با نام «فرمول‌بندي حالت نسبي (the "relative state" formulation) ارائه شد.       طبق تفسير دنياهاي چندگانه، جهان دو شاخه مي‌شود و گربه‌ي شرودينگر، در يك جهان مي‌ميرد و در ديگري زنده مي‌ماند. اورت مي‌گويد تابع موج، هرگز از بين نمي‌رود. اين ايده، آزمايش فرضي گربه‌ي شرودينگر را گسترش مي‌دهد. اين فقط گربه نيست كه در دو حالت زنده و مرده قرار دارد، بلكه دانشمندي كه آزمايش را انجام مي‌دهد نيز به دو دانشمند تبديل مي‌شود كه يكي گربه‌ي مرده را مي‌بيند و ديگري، گربه‌ي زنده را. اين دوشاخه شدن، تنها به آزمايش «گربه» محدود نمي‌شود، بلكه درباره‌ي تمام نتايج ممكن پديده‌هاي كوانتومي براي هر ذره‌اي، صدق مي‌كند. بر اساس اين تفسير، جهان، همچون درختي عظيم كه هر شاخه‌اش، دو شاخه مي‌شود، مرتباً در حال تكثير به نسخه‌هاي متفاوت بي‌شمار است. جهان‌هايي موازي وجود دارند كه تنها اندكي با جهان ما متفاوت‌اند و جهان‌هاي ديگري هم هستند كه با جهان ما، تفاوت عمده‌اي دارند. در واقع، بر اساس نتيجه‌ي منطقي تفسير دنياهاي چندگانه، هر چيزي كه امكان‌پذير است، هر قدر هم نامحتمل باشد، در نسخه‌اي از جهان، وجود دارد. در يك جهان، شما رئيس جمهور ايالات متحده هستيد و در ديگري، به خاطر كشتار جمعي، در زندان به سر مي‌بريد. ايده‌ي وجود همه‌چيز، اگرچه عجيب به نظر مي‌رسد، اما يكي از تعابيري است كه حاميان پر و پا قرصي دارد. مكس تگمارك (Max Tegmark)، كيهان‌شناس، كه بر اساس همين تفسير، سلسله مراتب سطوح دنياهاي چندگانه را طراحي كرده، معتقد است توضيح مجموعه‌اي از جهان‌ها (گاه آن را چندگيتي multiverse نيز مي‌نامند) كه در آن‌ها هر چيزي ممكن است، آسان‌تر از توضيح يك جهان با قوانين مشخص است.«ويژگي مشترك هر چهار سطح چندگيتي، اين است كه ساده‌ترين و ظريف‌ترين نظريه، اساساً دنياهاي موازي را شامل مي‌شود. براي انكار وجود اين دنياها، بايد با اضافه‌كردن فرض‌هاي فاقد عموميت و فرايندهايي كه اساس تجربي ندارند، تئوري را پيچيده كنيم: فضاي متناهي، از بين رفتن تابع موج و عدم تقارن هستي‌شناسانه. به اين ترتيب، در نهايت، رأي ما به جايي مي‌رسد كه به نظرمان بي‌فايده‌تر و ناهنجارتر است: دنياهاي چندگانه، يا كلمات چندگانه. تفسير دنياهاي چندگانه، به يكي از دشوارترين پرسش‌هاي فلسفي كساني كه به ساخت ماشين زمان انديشيده‌اند، پاسخ مي‌دهد. اگر تنها يك جهان وجود داشته باشد، بازگشت به گذشته با ماشين زمان، و كشتن پدربزرگتان، باعث ايجاد پارادوكس خواهد شد. اما اگر دنياهاي چندگانه‌ي چندگيتي، وجود داشته باشند، ديگر پارادوكسي در كار نيست. در اين صورت، كشتن پدربزرگتان، فقط باعث به وجود آمدن گذشته‌ي متفاوتي خواهد شد كه شما در آن حضور نداريد. در شاخه‌ي ديگري از گذشته، پدربزرگتان زنده مي‌ماند و شما متولد مي‌شويد. اگر به شاخه‌ي اصلي خود برگرديد، پدربزرگتان همچنان زنده خواهد بود. اگر در گذشته‌ي ديگر، كه در آن پدربزرگتان را كشته‌ايد، باقي بمانيد، وجودي غريب خواهيد شد بي هيچ گذشته‌اي. به جز تفسير كپنهاگ، بوهم و دنياهاي چندگانه، تفاسير ديگري نيز از فيزيك كوانتوم وجود دارد. با اين حال، به نظر مي‌رسد تمام آن‌ها در نوعي «غرابت»، با هم مشترك‌اند. هنوز هم فيزيكدانان، بر سر اين كه كدام يك از اين تفاسير درست است، يا اين كه اصلاً اين تفاسير درست هستند يا نه، با هم اختلاف نظر دارند. راه حل اين مسئله، در دست فيزيكدان باهوشي است كه براي اثبات يا رد اين تفاسير، آزمايشي طرح كند.   آزمايش افشار در اين آزمايش كه نخستين‌بار در موسسه خصوصي «مطالعات ازدياد جرم بر اثر تابش» در بوستون انجام شده اساس بسيار ساده‌اي دارد، يك پرتو ليزرى به صفحه‌اى تيره كه داراى دو سوراخ است تابانده مي‌شود. از آنجا كه به جاي نور معمولي از ليزر استفاده مي‌شود نيازى به صفحه اول كه داراى يك سوراخ است نيست. در فاصله دور از صفحه، لنزي قرار دارد كه نوري را كه از داخل هر روزنه مي‌آيد جذب مي‌كند و مجددا پرتوهاي منتشر شده را بر روي يك آينه متمركز مي‌كند كه هر كدام را به يك آشكار ساز فوتون جداگانه باز مي‌تاباند؛ بدين ترتيب مي‌توان با توجه به شدت و ضعف پرتو ليزرى، تعداد فوتون‌هايي را كه از هر سوراخ بيرون مي‌آيند ثبت كرد. ثبت مقدار فوتون‌هايي كه به سمت هر روزنه مي‌روند به مفهوم ماهيت ذره‌اي نورست، در اين آزمايش همزمان دو خصلت ذره ا‌يي و موجي بودن نور به صورت مستقيم مشاهده نمي‌شود بلكه به شكل غيرمستقيم به اثبات مي‌رسد. بدين منظور تعدادي سيم‌هاي نازك درست در جايي كه بايد فريزهاي تاريك از الگوي تداخلي وجود داشته باشند، قرار داده مي‌شوند. سپس يكي از روزنه‌ها بسته مي‌شوند در اين حالت از تشكيل الگوي تداخلي جلوگيري مي‌شود و نور به راحتي همزمان با خروج از يكي از روزنه ها، منتشر مي‌شود، به اين ترتيب بخشي از نور كه به سيم‌هاي فلزي برخورد مي‌كند در تمام راستاها متفرق مي شود  و اينكه نور به آشكار ساز فوتون‌هاي مربوط به آن روزنه برسد بي مفهوم مي‌شود، در نتيجه آشكار ساز تعداد فوتون كمتري ثبت مي كند اما هنگامي كه روزنه بسته، كامل باز شد، شدت نور در هر آشكار ساز به مقدار اوليه (زماني كه سيم‌ها در محل قرار داده نشده بودند)  باز مي‌گردد چون سيم‌ها در فريزهاي تاريك از الگوي تداخلي قرار دارند كه نور حاصل از دو شكاف يكديگر را خنثي مي‌كنند و در نتيجه هيچ نوري به آنها برخورد نكرده و بنابراين هيچ يك از فوتون‌ها منتشر نمي‌شوند. به اعتقاد افشار ، اين امر حاكي از وجود الگوي تداخلي يعني حالتي است كه شكل موجي نور نمود مي‌يابد، در حالي كه مي‌توان شدت نور خارج شده از هر شكاف را نيز با يك آشكار ساز فوتون اندازه گيري كرد و تعداد فوتون عبوري از ميان هر شكاف را تعيين كرد؛ بدين ترتيب اين آزمايش بطلان اصل مكمليت را اثبات مي‌كند   شرح آزمايش شهريار افشار نوع افشاري ِ آزمايش دوشكافي چيزيه كه فكر ميشد كه محاله. اين آزمايش نشان ميده كه نور در يك زمان ميتونه هم موج باشه و هم ذره! نور ليزر از هر دو تا سوراخ نوك سوزني عبور ميكنه و با يه درشتنما (lens) متمركز ميشه روي دو تا آينه و بعد هر كدوم از دو شعبه ي نوري به يه آشكارساز فوتوني مربوط به خودش ميره.     افشار يه دونه از اين سوراخها رو مي بنده و خيلي با دقت يه توري از سيمهاي افقي پشت درشتنما ميذاره. مقداري از نور از دور سيمها پراكنده ميشه كه باعث ميشه تصوير تنزل كنه و همچنين باعث ميشه كه به مقدار كم تعداد فوتونهايي كه به آشكارساز ِ مربوط به سوراخ باز كم بشه.     افشار اون سوراخ بسته رو وا مي كنه و تصوير بر ميگرده به حالت اولش. اون سيمها هم ديگه هيچ نوري رو تحت تاثير قرار نميده و تعداد فوتونهاي رسيده به آشكارسازها برميگرده به حالت اولش. به نظر ميرسه كه اين به اين دليله كه سيمها در نوار تاريك تداخلي قرار داره (همون چيزي كه براش گفتيم كه سيمها بايد يه جاي خاص قرار داده بشه). پس هيچ نوري بهش نميخوره.   فقط در صورتي كه نور موج باشه ميتونه الگوي تداخلي بوجود بياره. پس اين آزمايش به نظر ميرسه كه به نور در يك زمان هم خاصيت ذره اي و موجي ميده.    منبع:پايگاه مقالات فيزيك     ]]> فیزیک Thu, 09 Jun 2011 15:35:57 GMT http://migna.ir/vdcb.fbfurhbagiupr.html زلزله و عوامل دخیل در و قوع زلزله http://migna.ir/vdce.w8xbjh8zf9bij.html لرزش ناگهانی پوسته‌های جامد زمین، زلزله یا زمین لرزه نامیده می‌شود. علل وقوع زلزله در طول تاريخ حيات بشر زلزله هاي زيادي رخ داده است که همين امر باعث شده تا بشر دلايلي براي چرايي وقوع زلزله ذکر نمايد . در دوره هاي قديم وباستان که علم ودانش بشري اندک بوده ونسبت به پديده هاي مختلف طبيعي جهل داشته و در عين حال بدنبال منشاءآنها هم بوده است و چون علتي را نمي ديده منشاء حواذث طبيعي مثل زلزله را به نيروهاي ناشناس غيرطبيعي و ماوراء طبيعي نسبت مي دادند . زلزله را خشم خدايان بر بشر يا خشم پلوتون مي دانستند. با افزايش علم وبالا رفتن سطح دانش انسان بتدريج بدنبال منشاء و علل حوادث طبيعي در خود طبيعت رفت . ارسطو معتقد بود که در حفره هاي زير زمين گازهاي وجود دارد ، زماني که اين گازها رها مي شوند باعث ايجاد زلزله مي شود . البته اين نظريه را مي توان در زلزله هايي که اطراف آتشفشانها رخ مي دهد تا حدودي بکار برد. به استثناي زلزله هايي که اطرف آتشفشانها رخ مي دهد زلزله نتيجه عکس العمل ناگهاني وسريع پوسته زمين در مقابل نيروهاي شديد، کند ولي مداومي است که در درون زمين تدريجاً از بين مي روند، اين عکس العمل در ساختمان زمين شناسي موجب ايجاد گسل مي شود . بعبارت ديگر سنگهاي تشکيل دهنده زمين ، در طول عمر خود ، سخت تحت تاثير نيروهاي مختلف قرار مي گيرند و نتيجه اعمال اين نيروها ، توليد نيروهاي داخلي در آنهاست که شدت آنها بر واحد سطح ' تنش ” خوانده مي شود . تا زماني که تنش موثر برسنگ از حد تحمل سنگ تجاوز نکند سنگ پايدار مي ماند، هنگامي که تنش موثر برسنگ از حد تحمل تجاوز کند سنگ گسيخته و گسل ايجاد مي شود . ضمن ايجاد گسل ارتعاشاتي بوجود مي آيد که منجر به زلزله مي شود.  اگر نيروي کند ومداوم که مقدارجابجائي ناشي ازآن بر حسب سانتي متر در سال قابل اندازه گيري باشد،سنگهاي سخت ومستحکم را تحت تاثير قرار دهد، سنگهاي مزبور با سرعت چندين متر در هزارم ثانيه شکسته مي شوند ، که همان گسل است . جابجائي زمين بر اثر زلزله ممکن است افقي ،قائم ،مايل يا مورب باشدوميزان آن ممکن است ازيک سانتي متر تا بيست مترتغير کند . پهناي منطقه گسل دهها تا صدها متر بوده وطول آن از يک تا هزارکيلومترمي تواند باشد . اگر چه ايجاد گسل نتيجه زمين لرزه ها است اما اکثر زلزله ها روي گسل هاي قديمي متمرکزند. زلزله پديده انفجاري است که در آن ميليونها گسيختگي کوچک به دنبال هم بکار مي افتند ومانند يک انفجار شيميايي ميليونها واکنش شيميايي بدنبال هم درآن نقش دارند. رابطه گسل وزلزله رابطه اي دوطرفه است . وجود گسل هاي زياد دريک منطقه موجب بروز زلزله است . زلزله گسل جديدي را بوجود مي آورد ودر نتيجه تعداد شکستها زيادتر شده وبه اين ترتيب قابليت زلزله در اين منطقه افزايش مي يابد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت نيروهاي مختلف مجموعه سنگي را تحت تاثيرقرارمي دهند . مجموعه مزبور کمي تغيير شکل مي دهد ولي با توجه به خاصيت پلاستيکي خود مقاومت مي کند. دراين حال کشش هاي دروني در مجموعه مزبور متمرکز مي شوند ، هنگامي که اين نيرو خيلي زياد شود و از آستانه مقاومت سنگ تجاوز کند سنگ شکسته شده وتنشها را آزاد مي کند در اين حالت دوطرف شکستگي دچار جابجائي شده تا حدي که نيروهاي مزبور را خنثي نمايد . اين همان فرضيه پلاستيکي ' رِد ” است . البته غيراز شکست وجابجائي سنگها عواملي مثل فروريختن سقف غارهاي زيرزميني ، انفجارهاي هسته اي ، انفجارهاي آتشفشاني نيز مي تواند ايجاد زلزله نمايد.    علايم و بررسي زمين لرزه هنگام ملاحظه مصائب، آسيب ها و تلفات بسياري که زلزله ها باعث شده اند، بسيار طبيعي است که از خود بپرسيم آيا مي توان از اين وقايع اجتناب کرد و طبيعتاً اگر بتوانيم پيش از وقوع چنين فجايعي در مورد آنها هشدار بدهيم، زندگي هاي بسياري نجات خواهند يافت... اما آيا مي توان زمين لرزه ها را پيش بيني کرد؟ از لحاظ نظري کاملاً واضح است که اگر پارامترهاي دخيل در تنش هاي پوسته زمين را بدانيم بايد بتوانيم زلزله ها را پيش بيني کنيم. عقيده عمومي در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ اين بود که با بررسي دقيق سابقه حرکات گسل ها، الگوهايي قابل پيش بيني به دست خواهند آمد. علاوه بر اين تصور مي شد که الگوهاي غيرعادي کوتاه مدت رفتار حرکات گسل ها پيش از زمين لرزه قابل پيش بيني هستند و لذا مي توان ساعت ها و روزها پيش از وقوع زمين لرزه به مردم اطلاع داد تا نواحي خطرنک را تخليه کنند. اما امروز کاملاً روشن شده است که پيش بيني وقوع زمين لرزه بسيار پيچيده تر از آن است که در ابتدا تصور مي شد. امروزه مي دانيم که زلزله ها چه از لحاظ زماني و چه از لحاظ مکاني گه گاهي و پرکنده هستند. به جاي تلاش کردن براي پيش بيني اينکه چه هنگامي شهرهاي ما ويران خواهند شد، بايد بر اطمينان يافتن از سالم ماندن آنها هنگام بروز زلزله متمرکز شد.يکي از موانع عمده در پيش بيني دقيق زلزله اين است که گسل ها جدا از هم عمل نمي کنند. هنگامي که در يک گسل شکست رخ مي دهد، تنش حاصل مي تواند به گسل ديگري منتقل شود و اين امر ادامه مي يابد. تغيير کشش درون پوسته زمين الگوهايي با تغيير تدريجي دارد که دانشمندان اطلاع دقيقي از آن ندارند.با اين حال تلاش ها براي پيش بيني زلزله ها همچنان از راه هاي مختلف ادامه پيدا کرده است. اين تلاش ها در ۲۰ سال گذشته عمدتاً در سه حوزه زير متمرکز بوده است: ۱- فرضيه پيش بيني درازمدت در اين حوزه دانشمندان از روش ها و رويکردهايي استفاده مي کنند تا زمان تقريبي وقوع زمين لرزه ها را در آينده درازمدت تخمين بزنند. هيچ کدام از اين روش ها نمي توانند لحظه دقيق زماني يا شدت دقيق زلزله را معين کنند، اما مي توانند تقريبي از آنها به دست دهند. بنابراين اطلاعات مفيدي در اختيار خواهد بود که احتياط هاي لازم در مواردي مانند مقاوم سازي ساختار بناها انجام شود. براي مثال اگر به مهندسان گفته شود که ساختمان يا پلي را که طراحي مي کنند بايد بتواند ضربه اي حدکثر ۵/۰ گرم در ۵۰ سال آينده تحمل کند، آنها ساختمان را طوري طراحي مي کنند که اين خصوصيت را دارا باشد. در پيش بيني درازمدت زلزله چند مسئله مورد بررسي قرار مي گيرد. الف_ فاصله بازگشت: اين فاصله به ما مي گويد زلزله ها با چه تناوبي در يک گسل معين رخ مي دهند، و حدکثر حرکات زمين که احتمال دارد در يک ناحيه معين و در يک دوره معين زماني ايجاد کنند چقدر است. اين فاصله با کسب کردن اطلاعات از چند منبع متفاوت به دست مي آيد: سوابق تاريخي زلزله ها، شواهد زمين شناختي (اثراتي که زلزله ها به جاي مي گذارند) و شواهد زمين سنجي (ميزان کششي که در صخره ها به وجود مي آيد). براساس اين فرضيه که زلزله هاي بزرگ در فواصل دوره هاي مشابه زماني رخ مي دهند، داده هاي حاصل از منابع بالا مي توانند احتمال زلزله هاي آينده را پيش بيني کنند. با اين حال دقت اين پيش بيني درازمدت براساس فواصل بازگشت کاملاً محدود است زيرا وقايع درون يک گسل ممکن است به خاطر به وجود آمدن نيروهاي جديد از دوره اي به دوره اي ديگر تفاوت کند. ب_ پيگيري تغيير شکل هاي زمين: يک راه ديگر پيش بيني زلزله ها اندازه گيري ميزان جابه جايي زمين در طول يک گسل است. براساس همين روش «هري اف رايد»، يک زلزله شناس کاليفرنيايي توانست پيش بيني کند که شوک بعدي در گسل سنت آندرياس در کاليفرنيا حدود يکصد سال پس از زلزله بزرگ حاصل از اين گسل در سال ۱۹۰۶ به وجود مي آيد. اندازه گيري هايي که پيش از اين زلزله انجام شده بود نشان داده بود که زمين به طور متوسط 65/0متر در هر ده سال تحت کشش و جابه جايي قرار مي گيرد. رايد خاطرنشان کرد از آنجا که حدکثر جابه جايي در طول اين گسل در زلزله ۱۹۰۶، 5/۶ متر بوده است بنابراين احتمالاً نتيجه يک قرن تجمع کشش در زمين است، زلزله اي با شدت مشابه زلزله ۱۹۰۶ در اين گسل حدوداً ۱۰۰ سال بعد رخ مي دهد. امروزه ماهواره ها مي توانند با فراهم آوري اطلاعات موقعيت دقيق (GPS) به زلزله شناسان امکان دهند ميزان دقيق تغيير شکل پوسته زمين و محل دقيق آن را تعيين کنند. اندازه گيري هاي مکرر مي تواند نشان دهد که آيا گسل در حال لغزش هست يا نه. بنابراين سرعت جابه جايي و ميزان کشش در هر ناحيه گسل را مي توان شناسايي کرد و پيش بيني هاي بهتري را انجام داد. ج _ فرضيه شکاف لرزه اي: فرض اصلي در اين مورد اين است که زلزله هاي بزرگ گرايش دارند که هر بار در مکان مشابهي رخ دهند، اگر نمودار همه زلزله هاي بزرگ روي حد مرزهاي صفحات زمين را داشته باشيد، متوجه مي شويد که آنها قطعات جداگانه مجاوري از يک حد مرز پر مي کنند. شکاف لرزه اي (Seisemic gap) قطعه اي است که در آن براي مدتي طولاني زلزله اي رخ نداده است اما سابقه تاريخي يک زمين لرزه در آن ناحيه در گذشته وجود دارد. ۲ _ يافتن گسل هاي جديد: يافتن گسل هاي جديد علاوه بر گسل هاي از قبل فعال، مي تواند به دانشمندان در پيش بيني بروز بالقوه زلزله ها در مکان هاي غير منتظره کمک کند. شواهد متعددي در يک منطقه مي تواند به وجود گسل هايي دلالت کند که براي مدت هاي بسياري در زمان هاي اخير حرکت نکرده اند از جمله: اين گسل ها در چشم انداز منطقه برجستگي هاي مستقيم طولاني اي تشکيل مي دهند که مي توانند توپوگرافي محلي و زهکشي طبيعي را تغيير دهند. بنابراين آنها زمين هايي اعوجاج يافته و درياچه و حوضچه هايي تشکيل شده از انحناي زمين به سمت پايين به جاي مي گذارند. آنها مي توانند محل ظهور چشمه ها باشند و به خاطر زهکشي طبيعي اغلب در طول مسيرشان از پوشش گياهي انبوهي پوشيده شده اند. گسل ها را مي توان به وسيله بررسي هاي انعکاس امواج شناسايي کرد، که از طريق ثبت امواج انعکاس يافته که يک شوک انفجاري از حد مرزهاي لايه هاي پوسته زمين انجام مي شود. صخره هاي موجود در طول خطوط گسل گاه به گاه به علت زلزله ها متلاشي مي شوند. همه يخچال ها و نهرها در طول شکاف هاي حاصل به راه مي افتند و ممکن است دره هاي بزرگي در طول يک گسل پوسته زمين به وجود آيد. ۳- علائم زلزله قريب الوقوع : انواع بسيار متفاوتي از فعاليت هاي کوتاه مدت، که طول آنها از چند روز تا چندسال تغيير مي کند، قبل از زلزله هاي بزرگ ذکر شده اند. زلزله شناسان به دنبال الگوهاي منظم در چنين پيش درآمدهاي کوتاه مدتي هستند.از يک طرف امواج ضربه اي پيشيني (foreshocks)، مجموعه اي از لرزه هاي خفيف يا دوره هاي بدون لرزه پيش از زلزله هاي بزرگ گزارش شده اند، گرچه آنها لزوماً هميشه رخ نمي دهند. رفتارهاي غيرعادي حيوانات نيز که به عنوان پيش بيني کننده زلزله ذکر شده است هميشگي نيست.از طرف ديگر تنش فوق العاده صخره ها که درشرف جابه جايي هستند باعث گرم شدن، تغيير شکل و انبساط آنها پيش از زلزله مي شود و بنابراين شماري از تغييرات در پوسته زمين پيش از زلزله رخ مي دهد و دانشمندان از وسايل گوناگوني براي اندازه گيري و ثبت اين تغييرات استفاده مي کنند؛ هر چند که هيچ کدام از اين موارد نيز پيش بيني کننده قطعي و دقيق زلزله نيستند. از جمله اين تغييرات اينها هستند: گاهي زمين ممکن است در حد چند ميلي متر يا سانتي متر پيش از زلزله انحنا پيدا کند. انحنا سنج هايي (Tilt meter) که در سوراخ هاي عميق و با دقت حفر شده قرار داشته باشند، مي توانند اين پديده را کشف کنند. تغييراتي در سرعت امواج لرزه اي در صخره هاي تحت تنش قرار گرفته نزديک به گسل يافت شده است. شکاف هاي ذره بيني در صخره تحت تنش قرار گرفته نسبت به جهتي که تنش بر آنها وارد مي شود به هم مي پيوندند و اين امر مي تواند بر چگونگي عبور لرزه هاي خفيف از ميان آنها تاثير بگذارد. گاز رادون ممکن است از اين شکاف هاي ريز تازه به وجود آمده در يک صخره تحت فشار ساطع شود. آبي که به درون صخره نفوذ مي کند مواد شيميايي از جمله رادون را از صخره جذب مي کند و در نتيجه محتواي شيميايي چنين موادي در آب چاه هاي منطقه افزايش مي يابد. جريان يافتن آب هاي زيرزميني به درون شکاف هاي صخره ها ممکن است باعث کاهش سطح سفره آب زيرزميني منطقه شود. دربعضي از صخره هاي نزديک به نقطه جابه جايي گسل ممکن است تغيير رسانايي الکتريکي ثبت شود. دماى آب چشمه ها و قنوات و چاهها کاهش و يا افزايش ناگهانى پيدا مى کند و از نظر طعم و مزه دچار تغييراتى محسوس مى گردد، همچنين در حجم و مقدار هم افزايش و يا کاهش را خواهيم داشت. پيش از وقوع زلزله ادوارى شکافهايى در سنگها و پوسته زمين به وجود مى ايد که همگى در جهت خاصى هستند و بعد از وقوع شکافهاى حاصل از زمين لرزه دقيقاً در امتداد شکافهاى قبل از وقوع آن امتداد مى يابد. درخصوص علائم غيرطبيعى همچون مشاهده شدن اشياى نورانى در شبهاى قبل از زلزله نيز گزارشات زيادى دريافت شده اين اشياء در جهت جنوب حرکت کرده و به ناگهان به سمت شرق تغيير مسير مى دهند. حيوانات نيز در برابر زلزله از خود رفتارهاى خاصى بروز مى دهند اين رفتارها در حيوانات اهلى همچون خر و الاغ و خرگوش فرار به سوى سربالايى مى باشد. آنان هيچ گاه به سمت سراشيبى حرکت نمى کنند و در ماهى ها مرگ گروهى و بى دليل و در پرندگان اهلى همچون اردک و غاز که در مسير تابش امواج ماوراء صوت قرارگرفته اند سوختگى در امحا و احشاى داخلى و مرگ گزارش شده است. حيواناتى که در منزل نگهدارى مى شوند همچون سگها، به شدت پارس مى کنند و مضطرب مى گردند و گربه هاى خانگى با جمع کردن بدن به صورت گلوله و يا انداختن خود در داخل ظرفهاى گود همچون سطل آشغال رفلکس نشان مى دهند. علائم متصل و منتهى به آغاز زلزله : شاهدان زيادى پس از زلزله گفته اند که با صدايى عجيب روبرو شده اند، بله درست است. در ابتدا معمولاً صدايى نامتعارف شنيده مى گردد. در زلزله هاى بزرگ ابتدا صداى عجيبى همچون باد و حرکت درختان و برگها و سپس صداى ضعيف شيشه هاى منزل شنيده مى شود و به سرعت لرزش هاى اوليه که معمولاً با شدت بالا نيستند آغاز مى گردد و پس از آن موج اصلى با مدت زمان چندثانيه اى و پس از آن پس لرزه هايى با شدت پايين و سپس اتمام زلزله !   پراكندگي زلزله در سطح زمين:  مسير حلقه آتش كه دور تا دور اقيانوس آرام را احاطه نموده است80 درصد از انرژي آزاد شده دنيا را بخود اختصاص مي دهد و شامل سواحل غربي آمريكاي شمالي و جنوبي،آلاسكا،ژاپن،چين،فيل يپين،اندونزي و استراليا است.   12كمربند آلپايد؛ 15 درصد از كل انرژي آزاد شده در دنيا را بخود اختصاص مي دهد و از منطقه مديترانه و كوه هاي آلپ شروع شده تا ايران ،هيماليا و خليج بنگال ادامه دارد اين كمربند محل برخورد صفحات اورآسيا با هند و عربستان و آفريقا مي باشد كه باعث تشكيل كوه ها و بروز زلزله هاي نسبتا كم عمق و فراوان در جنوب اروپا و شمال آفريقا و خاورميانه مي شود . بزرگترين زلزله در اين منطقه در ليسبون (1755 م) رخ داد .  13كمربند مياني اقيانوس اطلس ؛ 5 درصد زلزله هاي دنيا به اين منطقه اختصاص دارد در اطراف پشتة ميان اقيانوسي كه از جنوب ايسلند شروع شده و اقيانوس اطلس را از شمال به جنوب طي مي كند اين شكستگي عظيم بوسيله جريانات همرفتي از هم دور شده و راه را براي بالا آمدن گدازه ها و گسترش كف اقيانوس باز مي كند .   اثرات زلزله :  ـ پسلرزه، با وقوع هر زمين لرزه قسمت اعظم انرژي ذخيره شده در سنگهاي پوسته تخليه شده اما مقداري از آن باقي مي-ماند كه ضمن برگشت سنگها به حالت اوليه خود و ايجاد تعادل دوباره جابجايي طي چند روز يا حتي ماهها پس از زلزله اصلي رخ مي-دهد كه پسلرزه هايي را ايجاد مي--كند هر چه زلزله بزرگتر بوده باشد پسلرزههايي بزرگتر و بيشتر نيز ايجاد خواهد نمود.  ـ امواج لرزه--اي دريا، برخي زمين لرزه-هاي دريايي بطور ناگهاني باعث بالا آمدن يا پايين رفتن بخش-هايي از كف دريا گشته و باعث ايجاد امواج عظيم دريايي مي-شود مانند زلزله 1946م در آلاسكا كه امواجي به بلندي 33 متر ايجاد و به فانوس دريايي برخورد كرده و آنرا ويران نمودند و اولين موج پس از طي 3600 كيلومتر با سرعت 800 كيلومتر در ساعت به اوهودر «هاوايي» رسيد.  ـ زمين لغزه؛ «عبارتست از حركت سريع و ناگهاني مواد از روي دامنه د راثر دخالت عوامل طبيعي و انساني»  در مناطقي كه تپه-هاي بسيار با شيب هاي تند وجود دارد و همچنين شرايط خاص خاك مانند عدم چسبندگي ذرات آن را نسبت به لرزش حساس نموده پديده لغزندگي بيشتر ب وقوع مي--پيوندد. به اين صورت كه با نفوذ و جذب تدريجي آب در ميان ذرات خاك و اشباع لايه سطحي و با توجه به افزايش شيب اصلي دامنه( دراثر حفاري ها و يا فرسايش بخش پاشنه-اي دامنه و…. )ابتدا شكافهايي در تپه ايجاد شده و سپس با بهم خوردن تعادل دامنه در اثر وقوع زمين لرزه-اي كوچك لايه رويي به پايين سرازير شده و آسيب-هاي جدي ببار مي آورد.  يكي از بدترين زمين لغزه--هاي ناشي از زلزله در سال «1962 در جامائيكا» شهر «پورت رويال» روي دارد كه در اين حادثه000/20 نفر جان باختند در سال 1920 در ايالت«كانسو» در چين زمين لرزه-اي در رسوبات بادرفتي ب وقوع پيوست كه توده-هاي بزرگي از مواد سطحي بيش از2 كيلومتر حركت كرده و به همراه خود جاده-ها درختان ساختمان-هاو….را حمل كرد.  ـ آتش سوزي:  در برخي زلزله -ها 95% از كل تلفات ناشي از آتش سوزي ست كه دراثر انفجار لوله-هاي گاز و اتصال سيم-هاي برق بوجود مي-آيد يكي از دلايل گسترش سريع آتش اختلالاتي ست كه در سيستم توزيع آب شهري بوجود مي-آيد براي مثال در سال 1906 در زلزله «سان فرانسيسكو» حدود 23000 مورد شكستگي لوله بوجود آمد كه باعث افت فشار آب شده بود.  پيش بيني زلزله :  پيش بيني زلزله را بطور كلي مي-توان به دودسته تقسيم نمود:  الف: پيش بيني دراز مدت  ب: پيش بيني كوتاه مدت  پيش بيني دراز مدت بر اساس قضيه فيزيكي ثابت شده زير قرار دارد:  « زلزله عبارت است از انباشتگي و توزيع مجدد انرژي پتانسيل در يك ناحيه مشخص»  وقتي زمين لرزه-اي رخ مي-دهد تمام اين انرژي و يا بخشي از آن آزاد مي-شود براي آنكه زلزله بعدي روي دهد بايد مقداري انرژي تازه موجود باشد در نتيجه براي ذخيره شدن آن زمان لازم است و در بعضي موارد اين زمان حتي صدها سال طول مي-كشد مثلاً در كاليفرنيا زلزله -هاي 8 ريشتري هر 100 سال يكبار و انواع ضعيفتر هر 20 سال يكبار اتفاق مي-افتد گرچه اين پيش بيني بطور كامل مساله-اي را حل نمي-كند ليكن كمك مي-كند كه نقشه-هاي مناطق زلزله خيز را با تخمين تقريبي بازگشت زمين لرزه-ها گردآوري نمائيم.  ـ در پيش بيني كوتاه مدت هنوز هيچ روش مطمئن و قطعي شناخته نشده است ولي توجه به نكاتي چند در اين زمينه قابل توجه است:  ـ تغيير در رفتار حيوانات؛ پيش از وقوع زلزله مي-تواند پيش بيني كمك كند معمولي ترين اين تغيير رفتارها عبارتند از: پر و بال زدن پرندگان، غرش حيوانات وحشي در جنگل، خروج مارها ازلانه-هايشان، بيقراري سگ گربه و موش و فرار آنها از مناطق سر پوشيده. ماهي--هاي كوچك در چين و ژاپن خود را از آب بيرون مي-اندازند و هم اكنون نيز برخي از ساكنان اين مناطق آنها را در آكواريوم د رمنزل نگهداري مي--كنند.  دو روز قبل از زلزله -اي در ناحيه ساحلي ژاپن يك ماهي غير عادي به طول شش متر چندين بار ظاهر شد. در اساطير ژاپني آمده است كه ماهي عظيمي كه ته دريا بالهايش را بحركت در مي-آورد عامل زمين لرزه است.   ـ بروز پيش لرزه ها:  افزايش ناگهاني و منظم تعداد زلزله -هاي خفيف را بايد نشانه-اي جدي بحساب آورد در سال (1957م) در ايالت لانيونينك چين، زلزله شناسان 5 ساعت قبل از وقوع موفق به پيش بيني زلزله -اي با قدرت تخريب يك شهر عظيم شدند با تخليه حدود 3 ميليون نفر دهها هزار خانوار نجات يافتند بروز زمين لرزه-هاي خفيف به پيش بيني زمين لرزه كمك كرده بود.  ـ نبودهاي لرزه-اي:   مناطقي نيز وجود دارند كه سال-هاست ساكن و بدون زلزله بوده و درواقع در حال ذخيره نمودن انرژي مي-باشند مانند مناطقي د رامتداد گسل سن آندرياس كه اين نبود لرزه-ها خود نشانه-اي بر وقوع زلزله مي-تواند باشد.  ـ تغيير در فشار ، رنگ ، دما، مزه، بو، آهنگ جريان و تركيبات شيميايي آبها در سطح و زير زمين نيز از نشانه-هاي زلزله است البته بايد توجه داشت كه عوامل محيطي و جوي نيز بر اين موارد موثر است.  ـ افزايش گاز رادن در آب چشمه-ها و چاهها:  «رادن» گاز بي اثري است كه با تلاش عنصر راديواكتيوي بنام «راديوم» بوجود مي-آيد و مقدار كمي از آن در برخي سنگها ديده شده است. در شرايط عادي اين گاز در سنگ محبوس بوده اما در حين افزايش تنش شكستگي هاي حاصل موجب رهايي آن مي-شو.ند. در سال 1966 زمين لرزه تا شكند در شوروي سابق از روي تغيير ميزان گاز اردن در چاهها پيش بيني شد.  تغييرات ميدان مغناطيسي : در سال هاي اخير از روش جديد مطالعه در تغييرات ميدان مغناطيسي زمين جهت پيش بيني زلزله استفاده مي-شود. وقوع يك زلزله در واقع انباشتگي فشارها در قسمتي از پوسته زمين است كه ناگزير ميدان مغناطيسي ناپايدار محلي را تغيير مي-دهد. مطالعه و اندازه يگري اين تغييرات به پيش بيني كمك مي-كند.     منبع: همشهری انتخاب مطلب از : معصومه پاک ]]> فیزیک Mon, 16 May 2011 10:19:42 GMT http://migna.ir/vdce.w8xbjh8zf9bij.html کوارک ها اجزای تشکیل دهنده پروتون ونوترون http://migna.ir/vdcf.cd0iw6d1tgiaw.html مدت زیادی اینطور تصور می شد که پروتونها و نوترونها ذرات بنیادی هستند و بنابراین گمان می‌رفت مثل تقسیم الکترون دیگرقابل تقسیم نبوده و دارای یک ساختار داخلی نیستند. امروزه می‌دانیم که نوکلئونها یا به عبارت دیگر پروتونها و نوترونها خود از ذرات کوچکتری ساخته شده‌اند که کوارک نامیده می‌شوند. تا به حال 6نوع کوارک متفاوت شناسایی شده‌اند  که با اسامی جالبی نامگذاری شده است: بالا top پایین bottom افسون Charm شگفت Strange سر Down ته Up با این همه فقط دو نوع آنها در تشکیل مواد پایدار معمولی نقش مهمی دارند که عبارت از کوارک u و کوارک D هستند، U علامت اختصاری برای بالا (UP) و D علامت اختصاری برای پایین (down) می‌باشد . اگر بار الکتریکی یک الکترون را منفی 1 فرض کنیم کوارک u دارای بار الکتریکی 3/2+ و کوارک d داری بار 3/1- می‌باشد. پروتون که دارای بار مثبت است از 2 کوارک u و یک کوارک d تشکیل شده است از این طریق است که بار آن حاصل می شود: 1+=3/2+3/2+3/1- ، برعکس یک نوترون دارای 2کوارک D و یک کوارک U بوده و با ر آن برابر است با 1- = 3 /2 + 3/1 - 3/1-. ویژگی کوارکها اگر روابط و نسبتها در اتمها که در مقایسه با کوارکها بزرگ هستند مهم و چشمگیر است، این روابط در کوارکهای کوچک مسلماً مهمتر هستند. مثلا کوارکها هیچگاه به تنهایی نقشی را به عهده ندارند بلکه همیشه در گروههای 2 و 3 تایی هستند ذراتی که از 2کوارک تشکیل می‌شوند مزون نام دارند. ذراتی را که از 3 کوارک دارند باریون می‌نامند. کوارکها در کنار بار الکتریی که دارند خاصیت مرموز دیگری نیز دارا می‌باشند که رنگ خوانده می‌شود. کوراکها از این جهت به قرمز ، سبز و آبی طبقه بندی می‌شود، البته از این طبقه بندی نباید رنگهای حقیقی را تصور کرد بلکه منظور نوع بار الکتریکی آنهاست. بنابراین ذرات آزاد معلق در طبیعت باید همیشه دارای رنگ خنثی و به عبارت دیگر سفید باشند. ترکیبات رنگی کوارکها یک کوارک قرمز یک کوارک سبز و یک کوارک آبی یک گروه سه تایی مثلا یک پروتون می‌سازد. همانطور که ترکیب رنگهای رنگین کمان رنگ سفید را بوجود می‌آورد، ازترکیب رنگهای سه گانه کوارک نیز سفید بدست می‌آید. به این ترتیب یک ذره سفید مجاز و پایدار تشکیل می‌شود. امکان دیگر این است که یک کوارک قرمز با یک ضد کوارک که رنگ ضد قرمز دارد یک زوج بسازند، قرمز و ضد قرمز همدیگر را خنثی کرده ، رنگی خنثی را بوجود می‌آورند. به هرحال چون این گروههای دوتایی (مزونها) از ماده و ضد ماده ایجاد شده‌اند، خیلی سریع فرو می‌پاشند، به این جهت مزونها پایدار نیستند. آیا کوارکها را می‌توان مشاهده کرد؟ روشن است که کوارکها را نمی‌توان مشاهده کرد، بلکه می‌شود وجود آنها را مثل هسته اتمها از طریق آزمایشهای فراوان پیچیده اثبات نمود، برای این کار مثل آنچه که رادرفورد 75 سال پیش برای شناسایی هسته اتم انچام داد عمل می‌شود و پروتونها یا الکترونهای بسیار پر شتاب مورد اصابت قرار می‌گیرند. بیشتر الکترونها در این آزمایش به ندرت تغییر مسیر می‌دهند، ولی تعدادی از آنها کاملا از مدار خود خارج می‌شوند درست مثل اینکه به گلوله‌های سخت و کوچکی در داخل پروتونها برخورد کنند. این گلوله‌های بسیار کوچک همان کوارکها هستند که در جستجویشان بوده‌ایم یک بررسی دقیق نشان داده که پروتون در مجموع از سه سنگ بنای اولیه این چنین تشکیل شده است. نتیجه کوارکها هیچگاه در طبیعت به عنوان ذرات مستقل و آزاد وجود ندارند. ایجاد ذرات متشکل از 2 کوارک یا به عبارت دیگر (مزونها) ، البته ممکن است، ولی این ذرات پایدار نیستند. برعکس گروههای سه تایی یا به زبان دیگر پروتونها و نوترونها ساختارهایی بسیار پایدار هستند. انسان کره زمین و در واقع کهکشان راه شیری عملاً از 3 سنگ بنای اولیه ایجاد شده‌اند که عبارت ازکوارکهای U ، کوارکهای D و الکترونها می‌باشند. کوارکها ، نوکلئونها را می‌سازند و آنها به یکدیگر متصل شده هسته اتمها را بوجود می‌آروند. هسته‌ها و الکترونها دراتحاد با یکدیگر اتمها را ایجاد می‌کنند و اتمها نیز با پیوستن به یکدیگر مولکولهای کوچک و بزرگ از قبیل مولکولهای آب یا سفیده تخم مرغ را می‌سازد. میلیاردها مولکول سلولهای بدن ما را بوجود می‌آورند و هر انسان در بدن خود میلیاردها سلول دارد، اما با تمام تفاوتهایی که انسانها ، جانوران ، گیاهان ، سیاره‌ها و یا ستارگان با یکدیگر دارند باز هم تمام آنها فقط از 3 ذره زیر بنایی ساخته شده‌اند که عبارتند از کوراکهای U ، کوارکهای D و الکترونها.    منبع: http://fa.wikipedia.org   ]]> فیزیک Tue, 03 May 2011 15:07:45 GMT http://migna.ir/vdcf.cd0iw6d1tgiaw.html پس از 80 سال: چه کسی درست می‌گفت، اینشتین یا بوهر؟ http://migna.ir/vdcb.5b5urhbz9iupr.html  آیا جهان می‌تواند تا آن اندازه که نظریه کوانتوم ادعا می‌کند، پیچیده باشد؟ این سوالی است که جدال مشهور آلبرت اینشتین و نیلز بوهر را آغاز کرد و به نظر می‌رسد فیزیکدانان به پاسخ نهایی آن نزدیک شده‌اند. هنگامی که روپرت اورسین در تاریکی مرتفع‌ترین نقطه لاپالما در جزایر قناری ایستاده بود، محیط را ترسناک یافت. «واقعا ترسناک». دلیل عمده آن، تاریکی‌ای نبود که اقیانوس اطلس را پوشانده بود؛ بلکه بیشتر به دلیل چالش تکنیکی محضی بود که در پیش رو قرار داشت؛ و شاید اندکی هم به دلیل ارواحی بود که وی می‌خواست بعد از چند ده سال، به آرامش برسند.به گزارش نیوساینتیست، اورسین و همکارانش از موسسه اپتیک کوانتومی و داده‌های کوانتومی وین در اتریش، آن شب به لاپالما آمده بودند تا ببینند که آیا می‌توانند فوتون‌های نور را به شکاف یک متری تلسکوپی در جزیره تنریف که 144 کیلومتر از آنها فاصله داشت، بفرستند یا نه. حتی در یک روز صاف، هنگامی که تید؛ قله آتشفشانی تنریف از لاپالما قابل مشاهده است؛ رسیدن به چنین دقتی هوش از سر می‌رباید. چنین به نظر می‌رسید که حتی تلاش برای رسیدن به این دقت در تاریکی، خنده‌دار است. اورسین می‌گوید: «در تاریکی شب شما نمی‌دانید که جزیره مقابل در کدام سمت قرار دارد. کاملا گم شده‌اید و هیچ ایده‌ای از این که چه کار باید کرد، ندارید». ولی در طول روز، بی‌نهایت فوتون نور خورشید مزاحم می‌شوند و انجام آزمایش را غیر ممکن می‌سازند. به همین دلیل، در شب‌های بی‌مهتاب، پژوهشگران چراغ‌های آزمایشگاه خود را خاموش کرده و در زیر نور ستارگان کهکشان راه شیری به بیرون می‌روند. برای چه؟ برای کوشش برای پایان بخشیدن به یکی از طولانی‌ترین بحث‌های فیزیک مدرن. برای حل ابهامی دیگر در درک پایه‌ای ما از طبیعت. برای پاسخ به یکی از بنیادی‌ترین پرسش‌ها: آیا واقعیت کوانتومی واقعی است؟ دعوای اینشتین و بوهردر میانه دهه 1920 / 1300 بود که دو نفر از بزرگ‌ترین غول‌های فیزیک مدرن، نیلز بوهر و آلبرت اینشتین، به این سوال پرداختند. تا آن زمان مشخص شده بود که فیزیک کلاسیک نمی‌تواند پدیده‌هایی در مقیاس بسیار کوچک را توضیح دهد؛ پدیده‌هایی مانند این که ارتباط نور با ماده چگونه است، یا این که چرا الکترون‌های از مدار خود به داخل اتم سقوط نکرده و به هسته اتم برخورد نمی‌کنند. به نظر می‌رسید که نظریه جدید کوانتوم بتواند از عهده این کار برآید، ولی انتخاب مطبوعی نبود. با این کار قوانین قدیمی و ارتباط متقابل عمل و عکس‌العمل، و در یک کلام کل دنیای نیوتنی از اعتبار ساقط می‌شد و آن‌چه جای آنها را گرفت، دنیایی مه‌آلود و مملو از ذراتی بود که هم‌زمان موج هم بودند، و به نظر بدون هیچ دلیلی بر هم تاثیر می‌گذاشتند، و ظاهرا می‌توانستند تا پیش از این که ناظر بیرونی آنها را مشاهده کند، در آن واحد در چندین حالت وجود داشته باشند. به باور بوهر، اگر ما نمی‌توانستیم این فضا را درک کنیم، در آن صورت مشکل در مغز ما بود، نه در مکانیک کوانتوم. هر اندازه که این نظریه برای ذهن کلاسیک ما ناخوشایند به نظر برسد، توضیحی کامل بنیادی از نحوه عملکرد دنیای واقعی است. اینشتین اما چنین نظری نداشت. او فکر می‌کرد که غرابت و پیچیدگی مکانیک کوانتوم به این معنی است که این نظریه چیزی را کم دارد. (برای مطالعه بیشتر در مورد عقاید اینشتین، اینجا را کلیک کنید). او متقاعد شده بود که لایه‌ای عمیق‌تر از واقعیت در زیر سطح این نظریه قرار دارد، و توسط «متغیری پنهان» و ناشناخته، کنترل می‌شود که با قوانینی نزدیک به قوانین فیزیک کلاسیک کار می‌کند. مباحثه بوهر و اینشتین برای چندین دهه و بدون رسیدن به جوابی قطعی ادامه یافت. ولی تا سال 1964 / 1343 (بعد از مرگ هر دو نفر)، هیچ نشانه‌ای از صحت ادعای یکی از طرفین آشکار نشد. این جان بِل، پژوهشگر 36 ساله آزمایشگاه اروپایی فیزیک ذرات، سرن بود که نظریه را از بن‌بست خارج کرد. ایده او این بود که بحث تقریبا فلسفی بوهر و اینشتین را تبدیل به معادلات ریاضی کند.نامساوی بلبل در آغاز ذرات درهم‌تنیده شروع کرد، به این صورت که با اندازه‌گیری خواص یکی می‌توانید خواص دیگری را حدس بزنید. وجود چنین درهم‌تنیدگی به نوبه خود تعجب‌برانگیز نیست: اگر قوانینی مانند پایستگی انرژی و تکانه صادق باشند، انتظار داریم که خواصی مانند سرعت یا مکان ذراتی که در یک زمان از یک منبع خارج شده‌اند، درهم‌تنیده باشند. ولی بل از تعریفی ریاضی به نام نابرابری استفاده کرد تا مقدار بیشترین درهم‌تنیدگی ممکن را در صورتی شرح دهد که دو شرط برقرار باشند: واقع‌گرایی و مکان؛ دو شرطی که برای درک کلاسیک ما خیلی اهمیت دارند، اما به نظر می‌رسد که مکانیک کوانتوم ارزشی برای آنها قائل نیستواقع‌گرایی متضمن این ایده است که هر ویژگی قابل اندازه‌گیری برای هر جسم و در هر زمانی وجود دارد و مقدار آن بسته به ناظر بیرونی نیست؛ و شرط مکانی فرض می‌کند که این ویژگی‌ها تنها توسط چیزهایی که در نزدیکی آنها باشند، تحت تاثیر قرار می‌گیرند و هیچ چیزی از دور نمی‌تواند بر آنها تاثیر بگذارد. این‌جا بود که فیزیکدانان می‌توانستند وارد شوند. تمام چیزی که مورد نیاز بود، آزمایش برای بررسی این بود که دو ذره خارچ شده از یک منبع، چقدر درهم‌تنیده هستند. اگر درهمب‌تنیدگی آنها با تفاوت چشمگیری نابرابری بل را نقض می‌کرد، در آن صورت، هر دو شرط واقع‌گرایی و مکان از اعتبار ساقط و ثابت می‌شد که مکانیک کوانتوم واقعا پیچیده است: ذرات به شیوه مرموزی «درهم تنیده» بودند. اما اگر نابرابری بل صادق بود، در آن صورت یک چیز واقعی، محلی و کلاسیک وجود داشت که همه چیز را کنترل می‌کرد: برای مثال، متغیر پنهان اینشتین. ولی واقعیت امر پیچیده‌تر از این‌ها بود. مشخص شد که اعمال شرایط ایده‌آل مورد نیاز برای آزمودن نابرابری بل خیلی سخت است و تمام آزمایش‌ها هم بی‌نتیجه ماندند.خروج از بن‌بستدر اوایل دهه 1970 / 1350، آلن اسپکت، دانشجوی جوان فرانسوی وارد صحنه شد. او به تازگی خدمت اجباری سربازی خود را به عنوان یک آموزگار در کامرون به پایان برده بود و به دنبال موضوعی برای دکترایش می‌گشت. او که مقاله بل را خوانده بود و از گذشته مباحثات بین بوهر و اینشتین خبر داشت، شیفته این موضوع شد. اسپکت که اکنون در انستیتوی اپتیک پالازیوی فرانسه کار می‌کند، می‌گوید: «هیجان‌انگیزترین چیز برای یک آزمایشگر این بود که با آزمایش دریابد که حق با کدام یک از دو طرف است». در نتیجه آسپکت با بل دیدار کرد تا برای کار خود از وی رهنمون بگیرد. بل به اسپکت هشدار داد که خیلی‌ها، کاوش ریشه‌های واقعیت کوانتوم را «فیزیک جنون» می‌دانند، و از او پرسید که آیا کار مطمئنی دارد یا خیر. اسپکت می‌گوید: «من چنین کاری داشتم. درامد آن کم ولی دائمی بود. آنها نمی‌توانستند اخراجم کنند». این اطمینان، اسپکت را قادر ساخت که تحقیق 7 ساله‌ای را برای یافتن این که حق با کدام طرف است آغاز کند. آزمایش‌های اسپکت از الگویی تبعیت می‌کردند که در آزمایش‌های قبلی نابرابری بل بنا نهاده شده بود. ابتدا اتم‌ها شبیه‌سازی شدند تا زوج‌هایی از فوتون‌ها را ساتع کنند که قطبش آنها درهم‌تنیده بود. سپس این قطبیدگی‌ها در دو آشکارساز جداگانه اندازه‌گیری شده و به طور قراردادی با دو متغیر به نام آلیس و باب کنترل می‌شوند. این امر مستلزم اندازه گیری مقادیر زیاد زوج‌های فوتون برای رسیدن به نتایج آماری چشمگیر بود. در آن زمان، اسپکت به همراه دانشجویانش، فیلیپ گرنجیر و جان دالیبارد، آماده بودند تا آزمایش‌های قطعی خود را انجام دهند، پیشرفت‌های فناوری لیزر این کار را ساده‌تر کرد. اسپکت می‌گوید: «در سال 1980 / 1359، من بهترین منبع فوتون‌های درهم تنیده جهان را در اختیار داشتم. در حالی که تا پیش از آن زمان، رسیدن به تعداد فوتون مورد نیاز، ساعت‌ها یا روزها به طول می‌انجامید، من می‌توانستم در تنها یک دقیقه به این تعداد برسم». ولی هنوز کار پرمشقتی بود. ولی در سال 1982 / 1361، پژوهشگران به متقاعدکننده‌ترین پاسخ در بحث واقعیت کوانتومی رسیدند. هیچ شکی در پاسخ وجود نداشت. حق با بوهر بود: نابرابری بل نقض شده بود. دنیا به همان پیچیدگی و غرابتی بود که نظریه کوانتوم می‌گوید. کمی تردیدماجرا تمام شد؟ به هیچ وجه. آزمایش‌ها قاطع نبود و نتوانست اعتقاد طرفداران دیدگاه اینشتین را حتی اندکی سست کنند، آنها این نکته را مطرح کردند که شاید طبیعت به آزمایش‌گرها کلک زده و آنها را به این فکر رهنمون کرده که نظریه کوانتوم پاسخ درست است. حتی اگر درهم‌تنیدگی‌های اندازه‌گیری شده از بیشینه بل بیشتر شده بود، حفره‌های کافی در آزمایش‌ها وجود داشت تا فضای کافی را برای فکر کردن به این که چیزی غیر از مکانیک کوانتوم بتواند دلیل این امر باشد، به وجود بیاورد. جانز کوفلر، از نظریه‌پردازان گروه وین می‌گوید: «این سوال که آیا طبیعت محلی و واقع‌گرایانه است یا ریشه در مکانیک کوانتوم دارد، آن قدر عمیق و مهم است که ما باید تلاش کنیم تا این آزمایش‌ها را تا حد امکان تمیز و بدون ایراد انجام دهیم. مسئله فقط حذف نظریه‌های توطئه طبیعت علیه ما است». آزمایش‌های اسپکت تاکنون با تلاش برای بستن حفره‌ای که بل شناسایی کرده بود، کار بزرگی انجام داده‌اند؛ حفره مکان. تا زمانی که آشکارسازهای مورد استفاده توسط آلیس و باب آن قدر از هم فاصله داشته باشند که مانع از ارتباط بین آنها در سرعت نور یا کمتر از آن شوند، برخی تاثیرات ممکن است از طریق یک لایه پنهان واقعیت منتشر شوند و مثلا پیش از این که آشکارساز آلیس اندازه‌گیری کند، خروجی باب را به او بگویند، و شاید حتی تنظیمات آشکارساز او را تغییر دهند تا خروجی متفاوتی بدهد. کوفلر می‌گوید: «اگر اجازه چنین ارتباطی را بدهید، نقض نابرابری بل با واقع‌گرایی مکانی کار ساده‌ای خواهد بود». منبع بسیار کارامد فوتون‌های درهم‌تنیده و ابزار نوری عالی مورد استفاده توسط اسپکت و گروهش، به آنها این امکان را داد که آلیس و باب را تا 6 متر از هم دور کنند. این امر به آنها زمان کافی را می‌داد تا بعد از خروج فوتون‌ها از منبع، تنظیمات آشکارسازها را تغییر دهند، به این امید که هر کانال ارتباطی پنهانی بین فوتون‌ها را قطع کنند تا نتواند بر آزمایش اثر بگذارد. اقدام زیرکانه‌ای بود، ولی نه به اندازه کافی. گروه تنها چند نانوثانیه برای تغییر تنظیمات آشکارسازها در اختیار داشت که برای تغییر تصادفی آنها کافی نبود. در عوض، آنها مجبور بودند از یک الگوی قابل پیش‌بینی متناوب استفاده کنند. اگر یک کانال پنهان وجود داشت، در آن صورت، ممکن بود که در طول زمان آشکارسازهای مورد استفاده باب و آلیس، تنظیمات یکدیگر را حدس زده و دوباره آزمایش را به هم بزنند. در سال 1988 / 1367 برای حذف چنین امکانی، گرگور وایز، آنتون زایلینگر و همکارانشان، از فیبر نوری برای اتصال آشکارسازها به منبع نوری استفاده کردند تا بتوانند در محوطه دانشگاهشان در اینزبروک اتریش، باب و آلیس را 400 متر از هم دور کنند. این امر به آنها تقریبا 1.3 میلی‌ثانیه زمان می‌داد تا بعد از پرتاب فوتون از منبع نور و قبل از رسیدن فوتون به آشکارساز، تنظیمات آن را به طور تصادفی تغییر دهند. برای بسته‌تر کردن حفره مکان، ساعت‌های اتمی این اطمینان را فراهم می‌کردند که آلیس و باب، در یک فاصله زمانی 5 نانوثانیه‌ای اندازه‌گیری خود را انجام می‌دهند (که به اندازه کافی سریع بود تا مانع از رسیدن یک پیام پنهانی شود) این آزمایش به وضوح نشان از نقض نابرابری بل داشت. مکانیک کوانتوم برنده شده بود. ولی حتی این هم پاسخ نهایی نبود. وقتی که حفره مکان بسته شد، نگاه‌ها به حفره‌های دیگر معطوف شد. یکی از آنها حفره نمونه‌برداری منصفانه یا آشکارسازی بود. آشکارسازهای فوتون مورد استفاده در تمام آزمایش‌های پیشین ناکارامد بودند و تنها بخش کوچکی از فوتون‌های ارسال شده از منبع را نمونه‌برداری می‌کردند. چه می‌شد اگر تنها بخش کوچکی از فوتون‌ها به اندازه کافی درهم‌تنیده بودند تا نابرابری بل را نقض کنند و آشکارسازها هم فقط از همین فوتون‌ها نمونه بگیرند؟ غیر قابل باور، شاید، ولی غیرممکن نه. این حفره هم اولین بار در سال 2001 / 1380 و توسط گروهی به رهبری دیوید واینلند در انستیتوی ملی استانداردها و فناوری در بولدر کلرادو بسته شد. پژوهشگران به جای فوتون‌ها، یک زوج از یون‌های بریلیوم را درهم تنیدند، که هریک می‌توانست در یک سوپرپوزیشن مکانیک کوانتومی از دو حالت انرژی وجود داشته باشد. بسته به این که یک یون در کدام حالت قرار داشت، یا تعداد خیلی زیادی از فوتون‌ها را پراکنده می‌کرد یا تعداد خیلی کمی را. کاوش یون‌ها با لیزر و اندازه‌گیری تغییرات در مقدار فوتون‌ها این امکان را فراهم آورد که حالت یون را با بازدهی تقریبا 100 درصد تعیین کرد. باز هم، درهم‌تنیدگی یافت شده بین حالت‌های یون بریلیوم خیلی بیش از چیزی بود که بتوان با هر چیزی جز مکانیک کوانتوم توضیح داد. ولی این آزمایش هم مشکل خود را داشت: در نقطه اندازه‌گیری، یون‌ها تنها 3 میکرومتر از هم فاصله داشتند. به رغم این‌که حفره آشکارساز بسته شده بود، حفره مکان دوباره باز شده بود. آزادی انتخاباز اینها گذشته، تنها یک حفره باقی مانده بود. آزمایش‌های نابرابری بل عموما فرض می‌کردند که پژوهشگران آزادی انتخاب تنظیمات آشکارساز خود را دارند. ولی آیا در عمل این‌گونه است؟ چه می‌شود اگر منبع ذرات، از طریق یک لایه پنهان واقعیت راهی برای تاثیرگذاری بر تنظیمات آشکارسازهای مورد استفاده آلیس و باب داشته باشد؟ منبع با استفاده از حفره «آزادی انتخاب»، می‌تواند فوتون‌هایی را بفرستد که درهم تنیدگی مکانیک کوانتوم را شبیه‌سازی کنند. این حفره، ما را به جزایر قناری می‌برد. هدف از تاباندن فوتون‌ها از لاپالما به تنریف (آزمایشی با ترکیب تخصص اورسین، کوفلر، زایلینگر و دیگران) این بود که در عین بسته نگاه داشتن حفره مکانی، حفره آزادی انتخاب را نیز ببندند. در حالی که یک فوتون درهم‌تنیده از روی اقیانوس اطلس و در 479 میکروثانیه به باب تابانده می‌شد، دیگری از یک مسیر 6 کیلومتری فیبر نوری می‌گذشت تا در 29.6 میکروثانیه به آلیس برسد. هنگامی که فوتون‌ها در حال طی مسیر بودند، تولیدکننده‌های اعداد تصادفی تنظیمات آشکارساز را برای آلیس و باب تغییر می‌دادند. برای اطمینان از آزادی انتخاب برای آلیس، تولید کننده اعداد تصادفی آن، 1.2 کیلومتر دور از منبع فوتون قرار داده شد و زمان‌بندی تولید اعداد تصادفی و تاباندن فوتون طوری بود که هیچ یک نمی‌توانست بر دیگری تاثیر بگذارد. در تنریف، تولیدکننده اعداد تصادفی پیش از رسیدن فوتون از لاپالما تنظیمات آشکارساز باب را تعیین می‌کرد، و اطمینان حاصل می‌شد که منبع نور نمی‌تواند بر انتخاب باب تاثیر بگذارد؛ با این فرض که هیچ چیز سریع‌تر از فوتون حرکت نمی‌کند. نتیجه؟ آزمایش یک بار دیگر نابرابری بل را به میزان چشمگیری نقض کرد. حفره‌های بیشتر؟به نظر می‌رسد که با این آزمایش، تمام حفره‌های عمده (مکان، نمونه‌برداری عادلانه و آزادی انتخاب) بسته شده‌اند. آیا بحث بین آینشتین و بوهر، در نهایت به سود بوهر به پایان رسیده است؟ شاید! اما برخی دانشمندان تلاش می‌کنند حفره‌های دیگری را شناسایی کنند. یکی از آنها، حفره «فروافتادن واقعیت» است که زاییده افکار آدریان کنت از دانشگاه کمبریج است. بر مبنای خیلی از تفاسیر نظریه کوانتوم، یک جفت از فوتون‌های درهم‌تنیده تا پیش از اندازه‌گیری، در یک سوپرپوزیشن از حالت‌های کوانتومی قرار دارند، و بعد از آن به یک حالت مشخص فرو می‌افتند. آزمایش‌های انجام شده تاکنون، فرض کرده‌اند که این فروافتادن آنی باشد، ولی این‌گونه نیست. در تفسیرهایی که نیاز به هشیاری انسانی برای ثبت رخدادها و فروافتادن سوپرپوزیشن دارند، این امر چیزی در حدود 0.1 ثانیه به طول می‌انجامد. این بدان معنی است که حالت کوانتومی می‌تواند پیش از ثبت شدن فروافتادن حالت کوانتومی ذره دوم، فروافتادن خود را از فاصله دور به آن ذره اطلاع دهد. برای بستن این حفره، انسان‌های واقعی باید داده‌ها را ذخیره کنند و فاصله‌ای بیش از 0.1 ثانیه نوری (فاصله‌ای که نور در 0.1 ثانیه طی می‌کند) داشته باشند؛ که چیزی در حدود 30 هزار کیلومتر است. آنتونی لجت برنده جایزه نوبل از دانشگاه ایلینویز در اوربانا، در این مورد می‌گوید: «این فاصله به نظر خیلی دور می‌رسد، ولی در سوی دیگر، اگر شما در سال 1985 به من می‌گفتید که در سال 2010 مردم چنین آزمایشی را از فاصله بیش از 100 کیلومتری انجام می‌دهند، می‌گفتم که با من شوخی می‌کنید». اما مساله اصلی این است که هنوز هیچ کس نتوانسته هم‌زمان هر سه حفره عمده را بسته نگاه دارد. پل کوویات و آنتونی لجت، هر دو از دانشگاه ایلینویز در اوربانا، گروهی را برای رسیدن به این هدف رهبری می‌کنند. با استفاده از یک منبع نور قوی، تولیدکننده‌های بسیار سریع اعداد تصادفی و آشکارسازهای بسیار کارامد، آنها امیدوارند که یک آزمون بدون حفره را ترتیب دهند. لجت انتظار هیچ شگفتی را ندارد. او می‌گوید: « این یک توطئه خیلی عجیب از طبیعت خواهد بود اگر هنگامی که دو تا از سه حفره را بسته‌اید، همه چیز کار کند، و وقتی هر سه حفره را می‌بندید، همه چیز غلط شود». از آن بدتر این سوال است که آیا ما واقعا توان بستن حفره آزادی انتخاب را داریم یا نه. اگر دنیایی که ما در آن زندگی می‌کنیم کاملا جبری باشد، چه؟ جایی که حتی خروجی یک تولیدکننده اعداد تصادفی کوانتوم هم از قبل مشخص باشد. این امر ما را تا حد مهره‌های بی‌اختیار یک بازی بزرگ‌تر تنزل می‌دهد. کوفلر می‌گوید: «اگر دنیا جبری باشد، دیگر به عنوان یک آزمایشگر، کاری از دست ما بر نمی‌آید». ولی به گفته لجت، نگرانی اصلی اغلب فیزیکدان‌ها، این نیست. مسئله این است که یک نظریه متغیر پنهان مکانی- واقع‌گرایانه، به گونه‌ای که اینشتین ترجیح می‌داد، تعریفی ماندگار از طبیعت نیست. به رغم این که شاید مکانیک کوانتوم، کلام آخر نباشد، بهترین تعریف از واقعیتی است که اکنون داریم. پس اینشتین اشتباه می‌کرد؟ زایلینگر می‌گوید: «بله، او در مورد واقعیت اشتباه فکر می‌کرد، و من خیلی دوست داشتم نظر او را در مورد شرایط فعلی بدانم». ولی زایلینگر این را نیز می‌افزاید که با مجبور کردن ما به آزمودن پایه‌های مکانیک کوانتوم، نگرانی‌های اینشتین به ما نظریه‌ای داده که هرچقدر هم عجیب باشد؛ به نسبت تمام پیشینیانش ریشه محکم‌تری در واقعیت دارد. انگیزه خوبی است برای گذراندن شب‌های تاریک در بالای لاپالما و بررسی افق تاریک در جستجوی یک هدف فوتونی در دوردست. اگر ارواح بوهر و اینشتین در این شب‌های پرستاره در آنجا باشند، هر یک دلیلی برای خوشحالی و رضایت دارند: بوهر از این که پژوهشگران یک بار دیگر درستی بینش او را در مورد جهان به اثبات رسانده‌اند؛ و اینشتین هم برای اطمینان از این که آنها هنوز راهی به قله پیدا نکرده‌اند! /خبرانلاین ]]> فیزیک Wed, 13 Apr 2011 14:48:38 GMT http://migna.ir/vdcb.5b5urhbz9iupr.html سونامی چیست وچگونه به وجود می اید؟ http://migna.ir/vdcd.s0x2yt09fa26y.html كلمه سونامي (tsunami) از كلمات ژاپني tsu (بندر) و nami (امواج) تشكيل شده است. سونامي موج يا رشته‌اي از امواج است كه در اقيانوس به دنبال زلزله هاي دريايي بوجود مي‌آيد. اين امواج ممكن است صدها كيلومتر پهنا داشته باشد و هنگام رسيدن به ساحل به ارتفاع آن به 10.5 برسد.اين "ديوارهاي آب" با سرعتي تندتر از يك هواپيماي جت پهنه اقيانوس را مي‌پبمايند،به ساحل كوبيده مي‌شوند و تخريب وسيعي را باعث مي‌شوند.براي درك سونامي بايد ساختمان موج را شناخت. امواج معمولي ما در كنار ساحل دريا يا در حوضچه‌هاي آب مي‌بينيم، از يك ستيغ(بالاترين نقطه موج) (crest)و يك ناوه (پايين‌‌ترين نقطه موج)(trough)تشكيل مي‌شوند. امواج را به دو طريق اندازه مي‌گيرند:*ارتفاع موج (wave heigth):فاصله بين ستيغ و ناوه.*طول موج(wave length): فاصله افقي بين ستيغ دو موج متوالي.بسامد يا فركانس امواج بر حسب زماني كف طول مي‌كشد تا دو موج متوالي از يك نقطه بگذرند – كه به آن دوره موج مي‌گويند- اندازه‌گيري مي‌شود. هم سونامي‌ها و هم امواج معمولي داراي اين بخش‌ها هستند و به طريق مشابهي اندازه‌گيري مي‌شوند. اما تفاوت‌هاي زيادي ميان آن دو از لحاظ اندازه، سرعت، و منشا وجود دارد: خصوصيت موجموج ناشي از باد موج سونامي سرعت موج 8 تا 100 كيلومتر در ساعت 800 تا 1000 كيلومتر در ساعت دوره موج 5 تا 20 ثانيه 10 دقيقه تا 2 ساعت طول موج 100 تا 200 متر 100 تا 200 كيلومتر امواج در اقيانوس‌ها به علل مختلفي مانند فعاليت‌هاي زيرآبي، فشار جوي، و كشش جاذبه رخ مي‌دهند، اما شايع‌ترين علت آنها باد است.باد منبع انرژي موج حاصل است و اندازه سرعت باد به قدرت باد وابسته است. نكته مهمي كه بايد به خاطر داشت اين است كه امواج نشان‌دهنده حركت آب نيستند، بلكه حركت انرژي از طريق آب را نشان مي‌دهند. تولد سونامي شايع‌ترين علت سونامي‌ها زلزله‌هاي زيردريايي هستند. براي اينك بدانيم اين زلزله‌ها گونه رخ مي‌دهند، بايد "تكتونيك صفحه‌اي" را بشناسيم.نظريه تكتونيك صفحه‌اي بين مي كند كه ليتوسفر يا بخش فوقاني كره زمين از چندين صفحه عظيم تشكيل شده است. اين صفحات قاره‌ها و كف درياها را مي‌سازند.اين صفحات بر روي يك لايه زيرين چسبناك نيمه ‌جامد به نام آستنوسفر قرار دارند. يك پاي سيب بريده‌شده را در نظر بگيريد، قشر بيروني كيك ليتوسفر و بخش داخلي داغ پركننده آن آستنوسفر است. اين صفحات مدواما روي كره زمين با سرعتي در حد 2.5 تا 5 سانتي‌متر در سال در حال حركتند.اين حركت بيش از همه در طول خطوط گسل( خط برش كيك را در نظر بگيريد) رخ مي‌دهد. حركت اين صفحات باعث بروز زلزله‌ها و آتش‌فشان‌ها مي‌شود كه در كف اقيانوس ها هم ممكن است رخ دهند و دو منشا احتمالي سونامي هستند. هنگامي كه دو صفحه د ر ناحيه‌اي كه مرز صفحه‌اي ناميده مي‌شود در تلاقي با يكديگر قرار مي ‌گيرند، صفحه سنگين‌تر به زير صفحه سبك‌تر مِي‌‌لغزد. اين پديده را لغزش به پايين(subduction) مي‌نامند. بروز پديده لغزش به پايين زيرآبي اغلب جاگذاري‌هاي فراواني به شكل گودال‌هاي عميق اقيانوسي در كف دريا ايجاد مي‌كند. در برخي مواردهنگام بروز اين پديده بخشي از كف دريا كه به صفحه سبك‌تر متصل است ممكن است به علت فشار صفحه به زيررونده ناگهان به سمت بالا جابجا شود. نتيجه اين وضعيت بروز زلزله است. كانون زلزله نقطه‌اي درون زمين است كه براي اولين بار شكست در آن رخ مي‌دهد، صخره مي‌شكنند و اولين امواج لرزه‌اي بوجود مي‌آيند.اپي‌سنتر يا مركز سطحي زلزله نقطه‌اي از سطح درياست كه مستقيما روي كانون زلزله قرار دارد.هنگامي كه اين قطعه از صفحه به بالا مي‌پرد، ميليون‌ها تن صخره با نيرويي عظيم به بالا فرستاده مي‌شوند، انرژي اين نيرو به آب منتقل مي‌شود.اين انرژي آب را به بالاتر از سطح معمول دريا مي‌راند.به اين ترتيب سونامي زاده مي‌شود. ديناميك سونامي هنگامي كه آب به سمت بالا رانده مي‌شود،‌ جاذبه بر روي آن عمل مي‌كند، وانرژي را به طور افقي به موازات سطح آب هدايت مي‌كند. سپس انرژي از ميان اعماق آب از مركز اوليه جنبش به اطراف گسترش مي‌يابد.نيروي عظيمي كه بوسيله جنبش لرزه‌اي ايجاد مي‌شود سرعت باورنكردني سوناي را ايجاد مي‌كند. سرعت واقعي سونامي با اندازه‌گيري عمق آب در نقطه‌ايي كه سونامي از آن مي‌گذرد، محاسبه مي‌شود.اين سرعت مساوي ريشه دوم حاصلضرب شتاب جاذبه در ميزان عمق آب است. توانايي سونامي براي حفظ سرعتش مستقيما نحت تاثير عمق آب قرار دارد.سونامي درآب‌هاي عميق‌تر سريع‌تر حركت مي‌كند و در اب‌هاي كم‌عمق‌تر سرعتش كند مي‌شود.بنابراين برخلاف امواج معمولي، انرژي راننده سونامي نه روي سطح آب بلكه از ميان آب حركت مي‌كند. ارتفاع سونامي معمولا تا هنگامي كه به كنار ساحل برسد بيش از يك متر نيست و معمولا قابل تشخيص نيست. برخورد سونامي به ساحل هنگامي كه سونامي به ساحل مي‌رسد، به شكل آشناي مرگبارش بدل مي‌شود.هنگامي كه سونامي به خشكي مي‌رسد، به آب كم عمق كنار ساحل ضربه مي‌زند.آب كم عمق و خشكي ساحلي باعث متراكم‌شدن انرژي مي‌شود كه آب منتقل مي‌كند.اين امر تغييرشكل سونامي را آغاز مي‌كند.توپوگرافي كف دريا در اين محل و شكل ساحل بر ظاهر و رفتار سونامي تاثير مي‌گذارد.همچنانكه سرعت موج كاهش مي‌يابد، ارتفاع آن به طور قابل‌توجهي بالا مي رود- انرژي متراكم‌شده آب را به سمت بالا مي‌راند.سرعت يك سونامي معمول كه به خشكي نزديك مي شود تا 50 كيلومتر در ساعت كاهش مي‌يابد، و در مقابل ارتفاع آن تا 30 متر بالاي سطح دريا مي‌رسد. با افزايش ارتفاع موج حين اين فرآيند طول موج به شدت كاهش مي‌يايد.( فشرده شدن يك آكاردئون را در نظر بگيريد.)شاهدي كه در كنار ساحل قرار دارد، بالا و پايين‌رفتن شديد آب را هنگامي كه سونامي قريب‌الوقوع است، مشاهده خواهد كرد.به دنبال آن ناوه واقعي سونامي به ساحل مي‌رسد. سونامي‌ها اغلب به صورت رشته‌هايي طغيان‌هاي قدرتمند و سريع آب و نه به صورت يك موج منفرد غول‌آسا تظاهر مي‌كنند.البته ممكن است يك اُشترك (Bore) كه يك موج عمودي بزرگ است با جبهه‌اي زيروروكننده ظاهر شود.اُشترك‌ها اغلب با طغيان‌هاي سريع آب دنبال مي‌شوند، كه به خصوص باعث تخريب ساحل مي‌شود. پنج تا 90 دقيقه پس از ضربه اوليه ممكن است امواج ديگري به دنبال آيد قطار موج سونامي، پس از حركت به صورت رشته‌اي از امواج در فواصلي طولاني، خود را به ساحل مي كوبد.سونامي به خصوص اگر بدون هشدار قبلي به ساحلي برخورد كند، تلفات بسياري به بار مي‌آورد، و خط ساحلي با خاك يكسان مي‌كند و همه چيز را با خود به دريا مي‌كشاند. منطقه‌اي كه در معرض بيشترين خطر تخريب قرار دارند، نواحي در حد فاصل 1.6 كيلومتري خط ساحلي، به خاطر طغيان آب و آوار پراكنده‌شده، و با ارتفاع كمتر از 15 متر از سطح دريا به خاطر ارتفاع امواج ضربه‌زننده است.سونامي حتي مي‌تواند به علت خصوصيات متفاوت بستر دريا و ساحل به پناهگاه‌هاي دور از ساحل هم برسد. براي مثال يك منطقه حفاظت‌شده ساحلي با ورودي باريك يك مسير "شيپوري" ايجاد مي‌كند، كه باعث تشديد قدرت مخرب امواج مي‌شود. يا كانال رودخانه‌اي راه را براي نفوذ بيشتر سونامي به مناطق داخلي‌تر مي‌گشايد. تا زماني كه يك سونامي به ساحل برخورد نكند، مشكل است نحوه تعامل آن را با خشكي پيش‌بيني كرد.       منبع: به نقل از سايت سي پي اچ تئوري ]]> فیزیک Wed, 06 Apr 2011 13:33:11 GMT http://migna.ir/vdcd.s0x2yt09fa26y.html بررسی تاثیر مواد رادیواکتیو بر سلامت انسان http://migna.ir/vdce.78wbjh8pn9bij.html زلزله ژاپن پرقدرت ترین زلزله  دنیا از زمانی که دستگاههای لرزه نگاری وجود دارند معرفی شده است. زلزله حدود ۹ ریشتری ژاپن علاوه بر تغییرات روی پوسته زمین، باعث کاهش زمان ۲۴ ساعته شبانه‌روز شده است .  آزمایش‌های انجام شده روی این زلزله نشان می‌دهد که حدود ۱٫۸ میکرو ثانیه از زمان ۲۴ ساعته روز در زمین کم شده است. جزیره ژاپن حدود ۸ فوت جابه‌جا شده است و همچنین محور زمین نیز بیش از ۱۰ سانتی‌متر جابه‌جا شده است. پس از آنکه زلزله ژاپن به سیستم های خنک کننده نیروگاه  هسته ای آسیب رسیده است . مقام های ژاپنی در تمام واحدهای راکتور نیروگاه ها حالت فوق العاده اعلام کرده اند. زلزله روز جمعه، شدیدترین  زلزله ای است که تا کنون در ژاپن ثبت شده و گفته می شود دولت ژاپن هزاران نیروی نظامی، صدها هواپیما و ده ها کشتی را روانه مناطق زلزله زده کرده است. انفجار یک بمب موجب آزاد شدن مقادیر زیادی مواد رادیو اکتیو می شود این عناصر در حال تشعشع همیشگی هستند. و از خود اشعه گاما ، ذره بتا و نوترون ها خارج می سازند. که قادرند، زیان های جبران ناپذیری را سبب شوند . در ژاپن کسانی که در فاصله ۵۰۰ تا ۱۲۰۰ متری مرکز انفجار در خانه های چوبی به سر می بردند و ازسوختگی و زخم های شدید و مرگ در امان مانده بودند پس از دو هفته مبتلا به ریزش موی سر ، تب ، اسهال ، خون ریزی زیرجلدی و مخاط ، خون ریزی لثه ها و اعضای درونی و کم شدن تعداد گلبولهای سفید خون گردیده در ظرف یک هفته جان سپردند . مواد رادیواکتیو به طور کلی سمی هستند. این مواد برای حیات ضرر دارند. یعنی به انحاَء مختلف در سطح بسیار بسیار بالا ایجاد مسومیت می‌کنند و در نهایت وارد بدن انسان که می‌شوند، حتی اگر شخص مسموم زنده بماند، باعث تغییرات ژنتیکی در فرد می‌شوند. یعنی اینکه مولکول‌ها را روی آن حلقه‌های DNA و RNA تحت تأثیر قرار می‌دهند و باعث میوتیشن (جهش) یا تغییرات ژنتیکی می‌شوند. مهم‌ترین مسئله‌ای که مواد رادیواکتیو ایجاد می‌کنند، تغییرات ژنتیکی است. در اطراف راکتورهای اتمی اگر دقت و احتیاط نشود، مثلا می‌بینیم که مارمولک‌هایی با سه پا، با دو سر و یا مارمولک‌های بی دست و پا و انواع قورباغه‌هایی که به اصطلاح دفورمه شده و تغییر شکل دادند، پیدا می‌شود. این تغییرات یعنی در ژنتیک آن جانور دستکاری شده. البته اگر دوز  این مواد بالا باشد، باعث مسمومیت و مرگ فرد، گیاه و جانور می‌شود. وقتی که در چرنوبیل، در اتحاد شوروی سابق، در راکتورهای اتمی اختلال ایجاد شد، ما دیدیم که در غرب انگلستان یعنی حدود ۵۰۰۰ کیلومتر آنطرف‌تر به طرف غرب، دولت انگلستان مجبور شد که گوسفندهای بی‌شماری را بکشد و دفن بکند. چون علف‌های آن منطقه به مواد رادیواکتیو آغشته شده بودند. گوسفند‌ها از آنها خورده بودند و این گوسفندها دیگر برای مصرف انسان جایز نبودند. فقط و فقط تغییرات، جهش ژنتیکی در یک نسل انجام نمی‌شود، بلکه وقتی در کروموزوم‌های شخصی این تغییرات ژنتیکی ایجاد شد، این را به فرزندش منتقل می‌کند و فرزند منتقل به فرزند. بنابراین انسان و حیات بر روی زمین برای این ساخته نشده‌اند که بتوانند این تغییرات را تحمل بکنند. مواد رادیواکتیو با حیات بر روی زمین سازگاری ندارد.  بیماری های مرسوم حاصل از تشعشع هسته ای در این دوره صورت می گیرد تشعشع رادیو اکتیو روی جنین تاثیر می گذارد، سلول های تناسلی را نابود کرده سبب تغییرات در نسل های آیند و تولد نوزادان ناقص الخلقه می گردد. در سال ۱۹۵۰ از دویست و پنجاه کودک ۴تا ۵ ساله ومادران آنها هنگام بارداری در معرض تشعشع بمب اتمی قرار گرفته بودند آزمایش بعمل آمد ۲۷ کودک دارای نواقص شدیدجسمی (نقص قلب، بسته بودن سوراخ مقعد، انواع بیماری های ریوی و مری) و ۶ کودک سر بسیار بزرگ داشتند. و فهم و شعور آنها کم بود مادران این کودکان هنگام انفجار بمب در داخل مدار ۱۲۰۰ متری بودند. کودکانی که در معرض تشعشع قرارداشتند در رشد جسمی و عقلی آنها نیز اختلالات بوجود آمد هر قدر سن کودک هنگام انفجار کمتر بود اختلال بیشتر در اوظاهر می گردید. اثرات جسمی و ژنتیکی پرتو های رادیواکتیو : اثرات پرتو های رادیو اکتیو به دو قسمت “تاثیرات بدنی یا جسمی” و “تاثیرات ژنتیکی” تقسیم می شود. اثرات اولیه بر روی سلول ها و بافت ها می باشد و اثرات بعدی به گونه های دیگری خواهد بود. اثرات جسمی  اشعه رادیو اکتیو  : اثرات بدنی باعث صدمه به سلول ها و تغییر آنها می شود. پرتو رادیو اکتیو بر روی تقسیم سلول نیز تاثیر می گذارد. تسریع یا کند سازی تقسیم سلول بر بافت های ابتدایی و جنینی اثر می گذارد. صدمه به پوسته سلول ، میتوکندری و هسته سلول عملکرد غیر طبیعی سلول می شود که این باعث رشد و مرگ سلول می شود. در معرض اشعه های شدید رادیو اکتیو بودن به سرعت ، بافت و سلول را تقسیم و تجزیه می کند. برخی از این تاثیر ها بر روی بافت عبارتند از: _ پوست : بیماری های پوستی و سرطان پوست. _ دیواره معده و روده : جذب از دستگاه گوارش و ورود به مغز استخوان و در نهایت کم خونی(آنمی) _ رشد جنینی : اثرات پیری زود رس را می آفریند. اثرات ژنتیکی اشعه رادیو اکتیو  : اطلاعات ژنتیکی برای تولید و فعالیت عضو (ارگان) جدید در کروموزوم ها ی سلولهای جنینی (اسپرم و تخمک) حمل می شود. درواقع ، اثرات ژنتیکی ناشی از صدمات مولکول های DNA می باشد. سلول انسان عادی دارای ۴۶ کروموزوم است که آن ها تنها تعیین کننده کاراکتر فیزیولوژیکی نیستند بلکه هویت منحصر به فرد شخص را تعیین می کنند. هر کروموزوم محتوی مولکول درزوکسى ریبونوکلئیک اسید (DNA) است که یک ابر مولکول است(پلیمر غول پیکر). هر DNA دو رشته مکمل بافته شده دارد که ستونش از اسید فسفریک و قند ساخته شده است. چسبیده به هر مولکول قند دو نوع پایه وجود دارد: پایه های “پورین” (آدنین و گوانین (ماده ای در کبد و پانکراس)) و پایه های “پیریمیدین” (کیتوزین و تیمین). همیشه آدنین (A) با تیمین (T) جفت می شود. گوانین (G) نیز با کیتوزین (C) با پیوند های هیدروژنی جفت می شود. A-T و G-C روی دیگری جفت شده و در هم به صورت مارپیچی تنیده می شوند. دورهای پی در پی فاصله شان ۳٫۴ نانو متر است و ۱۰ جفت از بسته های پایه ای در این فاصله قرار دارد. قطر مارپیچ دوگانه حدود ۲ نانو متر است اما طولش ممکن است به چندین سانتیمتر تا چند متر در برخی گونه های پستانداران برسد. یک ژن در هر مولکول DNA عهده دار چندین ژن دیگر است. مولکول DNA دو عمل را انجام می دهد: “تکرار” و “رونویسی”. “تکرار” یک کپی از مولکول های DNA به سلول های فرزند است که تمامی اطلاعات ژنتیکی را حفظ می کند. “رونویسی” ریبونوکلئیک اسید پیام آور (mRNA) را بوسیله مولکول DNA (بعنوان یک قالب) ترکیب می کند. مولکول های mRNA رشته های آمینو اسید را به شکل پلی پپتید (ترکیبی از آمینو اسید) و پروتیین مشخص می کند. وقتی دو یا بیشتر مولکول DNA در هسته های مشابه با اشعه شکسته می شود ، انتها های شکسته دوباره با هم ترکیب می شوند ، که ممکن است بعد از ترکیب به شکل سابق و اصلی خود نباشد و به شکلی جدید پدیدار شود و ممکن است در نهایت منجر به تولید سلول های غیر عادی و سرطانی یا اختلالات وراثتی شود . این پدیده “جابجایی” نامیده می شود. این پی آمد “تغییر حاد” و “جهش” می باشد. اشعه رادیو اکتیو در کروموزم های (Chromasomes) سلول نسل تغییراتی می دهد کروموزم ها شکسته می شوند و در هم می ریزند. چون اشعه رادیو اکتیو کم ولی بطور دائم تاثیر کند، کروموزم ها روی هم انباشته شده و دگرگونی نسل سبب می شود. هر قدر تاثیر اشعه در بدن بیشتر ادامه یابد ضایعاتی را که بوجود می آورد افزایش خواهد یافت تا حدی که مقدار اشعه کافی شود و بتواند یک تغییر ناگهانی در نسل ایجاد کند. چه بسا اختلالات و تغییرات در نسل که ۵۰ سال دیگر ظاهر می گردند. کمیته تحقیقات درباره تلفات و زخمی های انفجار اتمی در ژاپن درباره افزایش اثرات تشعشع و تغییرات در سلول های ژن واختلالات ارثی ناشی از آن تحقیق و بررسی بسیار به عمل آمده و به این نتیجه رسیده است که با ادامه آزمایشات اتمی موجودیت نسل بشر به خطر خواهد افتاد. کودکان آینده ناقص الخلقه و دیوانه به دنیا خواهند آمد دانشمندان علمی اغلب کشورهای خطاب به دولت ها و جهان درخواست منع آزمایش های اتمی را کردند زیرا این آزمایش ها میزان رادیواکتیویته را در جو بالابرده سلامتی نسل بشر را در سراسر جهان تهدید می کنند. آزمایش بمب هیدروژنی در جزایر ژاپن آزمایش بمب هیدروژنی در جزیره بی کی نی در تاریخ اول مارس ۱۹۵۴ و تاثیر تشعشع مواد رادیو اکتیو حاصل از انفجار روی ماهی گیران ژاپنی که در فاصله ۸۰ مایلی آن جزیره مشغول صید ماهی بودند، بهترین نمونه است. عوارض تشعشع ممکن است چند ماه تا چندین سال پس از انفجار بمب ظاهر گردد این عوارض عبارتند از : کلوئید (Cheloide) آب مروارید (Cataract) لوسمی (Lusemie) سرطان اختلال در نمو جنین نابودی سلول نسل و غیره که این عوارض در سه دوره تقسیم می شوند. دوره اول : از هنگامی که انفجار صورت می گیرد تا آخر هفته دوم در این دوره نیروهای حاصل ازانفجار به اشکال متفاوت در یک زمان روی بدن انسان تاثیر می گذارند (ضربه، سوختگی، تشعشع) که ۹۰% کشته ها در این مرحله صورت می گیرد. دوره دوم: از ابتدای هفته سوم تا آخر هفته هشتم در این دوره بیماری تشعشعی با تمام علایم مخصوص خود تظاهر نموده است. دوره سوم: از ماه سوم چهارم و پنجم شروع می شود و هنوز هم ادامه دارد بیماری های مرسوم حاصل از تشعشع هسته ای در این دوره صورت می گیرد تشعشع رادیو اکتیو روی جنین تاثیر می گذارد، سلول های تناسلی را نابود کرده سبب تغییرات در نسل های آیند و تولد نوزادان ناقص الخلقه می گردد. علت مرگ تمام کسانی که در روزهای اول پس از انفجار تلف شدند سوختگی و زخم های عمیق همراه با بیماری تشعشعی بوده است گلبول های سفید خون آنها کم می شود گلبول های قرمز و ترومبویست ها یا پلاکت های خون نیز روبه نقصان می گذارند و به همین علت،انعقاد خون و خون ریزی های مختلف عارض می گردد.ریزش موهای تن افراد در دوره دوم صورت می گیرد و در بیماران خون ریزی معده وروده ، خون ریزی مغز، ریه و مثانه مشهود بوده است . نتیجه آزمایش مغز استخوان این بیماران بصورت زیر است: تقلیل فاحش سلول های هسته دار گلبول ساز از بین رفتن و یا تقلیل فاحش اشکال جوان گلبول های قرمز خون کم شدن سلول های مولد پلاکت های خون. علائم مهم بهبودی در این بیماران ازدیاد گلبول های سفید است البته برخی بیماران که ریه ها و اعضای داخلی آنها عفونت می یابند حتی با ازدیاد گلبول های سفید و قرمز و تولید بیشتر پلاکت خون سلامتی خود را نمی یابند. البته بیمارانی که سلامتی خود را مجدد یافته اند علاوه بر کم خونی به اختلالات عمل غدد تناسلی در اثر تشعشع هسته ای نیز دچار شدند. %۷۰ زنانی که در هیروشیما در معرض تابش هسته ای بمب اتمی قرارگرفتند به انواع بیماری های قاعدگی مبتلا شدند و مردان نیز کم و بیش عقیم شدند .عوارض اصلی که نسل های بعدی را نیز تهدید می کند در دوره سوم ظاهر می شود. چگونگی ابتلا به بیماری های تشعشعی در اثر انفجار بمب اتمی و سوختگی ناشی از برق کلوئید تولید می شود . بیماری آب مروارید چشم یا کاتاراکت که همان کدر شدن عدسی چشم است که در نزد اشخاصی که از انفجارجان سالم به در برده بودند مشاهده می شد معمولا چند ماه تا دو سال پس از انفجار بمب آب مروارید ظاهر می گردد. همانطوری که اشعه ایکس تولید سرطان می کند اشعه رادیو اکتیو نیز قادر است سرطان و تومورهای بدخیم آورد. اثر تشعشع روی جنین و رشد کودک در سال ۱۹۵۰ از دویست و پنجاه کودک ۴تا ۵ ساله ومادران آنها هنگام بارداری در معرض تشعشع بمب اتمی قرار گرفته بودند آزمایش بعمل آمد ۲۷ کودک دارای نواقص شدیدجسمی (نقص قلب، بسته بودن سوراخ مقعد، انواع بیماری های ریوی و مری) و ۶ کودک سر بسیار بزرگ داشتند. و فهم و شعور آنها کم بود مادران این کودکان هنگام انفجار بمب در داخل مدار ۱۲۰۰ متری بودند. کودکانی که در معرض تشعشع قرارداشتند در رشد جسمی و عقلی آنها نیز اختلالات بوجود آمد هر قدر سن کودک هنگام انفجار کمتر بود اختلال بیشتر در اوظاهر می گردید. (اختلال در سلول نسل در اثر تشعشع هسته ای اشعه رادیو اکتیو در کروموزم های (Chromasomes) سلول نسل تغییراتی می دهد کروموزم ها شکسته می شوند و در هم می ریزند. چون اشعه رادیو اکتیو کم ولی بطور دائم تاثیر کند، کروموزم ها روی هم انباشته شده و دگرگونی نسل سبب می شود. هر قدر تاثیر اشعه در بدن بیشتر ادامه یابد ضایعاتی را که بوجود می آورد افزایش خواهد یافت تا حدی که مقدار اشعه کافی شود و بتواند یک تغییر ناگهانی در نسل ایجاد کند. چه بسا اختلالات و تغییرات در نسل که ۵۰ سال دیگر ظاهر می گردند. کمیته تحقیقات درباره تلفات و زخمی های انفجار اتمی در ژاپن درباره افزایش اثرات تشعشع و تغییرات در سلول های ژن واختلالات ارثی ناشی از آن تحقیق و بررسی بسیار به عمل آمده و به این نتیجه رسیده است که با ادامه آزمایشات اتمی موجودیت نسل بشر به خطر خواهد افتاد. کودکان آینده ناقص الخلقه و دیوانه به دنیا خواهند آمد دانشمندان علمی اغلب کشورهای خطاب به دولت ها و جهان درخواست منع آزمایش های اتمی را کردند زیرا این آزمایش ها میزان رادیواکتیویته را در جو بالابرده سلامتی نسل بشر را در سراسر جهان تهدید می کنند تشعشعات و مواد رادیو اکتیو این تشعشعات شامل تشعشعات الکترومغناطیسی مانند اشعة x و γ و تشعشعات اتمی نظیر اشعه x ، الکترون ها، پروتونها و نوترونها می باشد. اجسام رادیواکتیو ایزوتوپهایی از یک عنصر می باشند که در حالت تعادل قرار ندارند و با جذب یا دفع یک یا چند نوکلئون و تشعشع انرژی اضافی، بحالت تعادل درمی آیند. عناصر رادیواکتیو ممکن است با شکسته شدن نیز به عناصری با حالت پایدارتر تبدیل شوند. اجسام رادیواکتیو سه نوع اشعه β،  xو γ از خود منتشر می سازند. امروزه خاصیت رادیواکتیویته را با ایجاد عدم تعادل در هسته های پایدارتر بطور مصنوعی نیز درست می کنند. منابع تولید اشعه رادیواکتیو می توانند طبیعی یا مصنوعی باشند. رادیواکتیویته طبیعی از تشعشعاتِ کیهانی و دیگر منابع طبیعی بوجود می آید که میزان و آثار سوء آنها، در مقایسه با مواد رادیواکتیو مصنوعی، ناشی از فعالیت های انسانی، ناچیز است. واحدهای سنجش مواد پرتوزا : کوری : کوری بیانگر تحولات و میزان کاهشی است که در یک ثانیه در مقدار معینی از رادیوایزوتوپ رخ می دهد و معادل فعالیت یک گرم رادیوم است. گری : مقدار دز جذب شده که یک ژول انرژی را به یک کیلوگرم انتقال می دهد یک گری نامیده می شود. مقدار معادل : از نظر کیفی, پرتوها روی بدن آثار بیولوژیک متفاوتی دارند یعنی یک مقدار مشخص از یک نوع پرتو ممکن است اثر  بیولوژیک کمتر یا بیشتری از یک نوع دیگر باشد. کمیتی  که این تفاوت را معلوم می کند دز معادل نام دارد. DE = D * RBE      RBEرا ضریب تأثیر بیولوژیک می نامند. واحد دز معادل (DE)، رِم یا سیورت Sivert می باشد. شناخت پرتوها و ذرات یونساز:  ۱- ذره α : ذرات α دارای جرم زیاد می باشند. مسیر حرکتشان مستقیم  است. انرژی خود را از دست می دهند و سرانجام با جذب دو الکترون به اتم  هلیم تبدیل می شوند. ذرات  با توجه به انرژی خود بین ۲ تا ۱۰ سانتی متر در هوا نفوذ می کنند. در آب و محیطهای جامد نفوذ کمتری دارند و بدین ترتیب با یک ورقه نازک فلزی و حتی صفحه کاغذ می توانند از حرکت آنها جلوگیری کرد.  ورود آنها از بیرون به بدن چندان خطرناک نیست اما اگر از طریق استنشاق وارد بدن شوند بسیار خطرناکند. ۲- ذره β : انرژی ذرات β که از هسته های رادیو اکتیو خارج  می شوند متفاوت است و بدین دلیل برد آنها اختلاف دارد. قدرت نفوذ آنها زیاد است. مسیر آنها بدلیل انحراف های پی در پی مستقیم نمی باشد این ذرات در هنگام عبور به مرور انرژی خود را از دست می دهند و موجب یونیزه کردن اتمها می شوند. مثلاً پرتوی p 32 دربافت نرم حدود ۷ میلی متر نفوذ می کند و انرژی خود را در صورت ورود به بدن در داخل بدن پراکنده می کند و صدمات زیادی می زند. ۳- پرتو γ : این پرتو معمولاً از هسته اتم رادیواکتیو که به حالت پایدار   می رود بدست می آید. قدرت یونیزاسیون اشعه γ ضعیف است ولی قدرت نفوذ آن بسیار زیاد است و بدلیل نفوذ در عمق بافت بدن خطرات زیادی دارد. پرتوهای β با صفحه آلومینیومی به ضخامت چند میلی متر متوقف می شوند در حالیکه برای جلوگیری از پرتوهای γ از بلوک های ضخیم سربی استفاده می شود.  ۴- پرتو X : این پرتوها دارای انرژی کافی برای یونسازی و تحریک اتمها و مولکولهای جسم جاذب می باشد و از طریق کاهش ناگهانی سرعت الکترونهای سریع یا خارج کردن یک الکترون از مدار اتم  بوسیله الکترون های سریع (که باعث جذب الکترون دیگر در مدار مزبور و صدور فوتون می شود) تولید می گردد. ۵- نوترون: پرتو نوترون فاقد بار الکتریکی است و به صورت نوترون های سریع و حرارتی ممکن است آثاری داشته باشد. آثار تشعشات یونیزه : ۱- اثرات مستقیم  ایجاد وقفه در تقسیم سلول جهش ژنی شکست کروموزومی یا تغییر ساختمان و ترکیب کروموزوم های آسیب دیده مرگ سلولی ۲- اثرات غیر مستقیم  تغییر اجزاء شیمیایی سلول (مثلاً تولید آب اکسیژنه که سمی است) آثار تشعشات یونیزه آثار زودرس: الف: اثرات پوستی: نظیر سرخی، تاول یا مرگ سلولی پوست. ب: اثرات خونی: کاهش گلبول های سفید ، قرمز (خفیف تر) و پلاکت ها و مغز استخوان (در دزهای بالا تا حدود ۶ گری) ج: اثر روی سلولهای جنسی: اختلال در سلولهای جنسی مردانه و زنانه که در دزهای بالا (تا حدود ۶ گری) می تواند به عقیمی در زنان منجر شود. د: اثر روی جنین: بویژه در هفته های اول رشد. آثار تشعشات یونیزه  آثار عمومی در تمام بدن: دز تا حدود ۲۵/۰ گری آثار کلینیکی قابل مشاهده ای ندارد اما از حدود ۶/۰ گری به بعد از بی اشتهایی، تهوع و تا حدود ۳ گری به اختلال کامل دستگاه گوارش منجر می شود. آثاری نظیر جوش های پوستی و کاهش تدریجی وزن بدن با تأخیر ظاهر می شود و احتمال مرگ هنگام دریافت دز بالاتر از ۵ گری پس از ۴ هفته ۵۰%  است. اقداماتی نظیر پیوند مغز استخوان و رفع آلودگی های موضعی می تواند در این حالت مفید باشد. آثار تشعشات یونیزه  آثار تأخیری: شکست های کروموزومی و تغییر در زنجیر DNA و نتیجتاً جهش و عواقبی نظیر سرطان از جمله سرطان خون تیروئید، سینه، ریه. حفاظت در برابر پرتوها:  حفاظت در برابر پرتو, کسب اطمینان از عدم دریافت دز بالاتر از حد مجاز و به میزان حداقل ممکن باشد. اصول زیر در این مورد پیشنهاد می گردد : ۱٫ کنترل دز دریافتی و مراقبت از عدم دریافت دز توسط حداقل افراد. ۲٫ استفاده از فیلم بج توسط افرادی که با اشعه سروکار دارند. ۳٫ استفاده از موانع متناسب با شدت و انواع تابشها برای محیط کار و محبوس کردن منابع پرتوزا ۴٫ کسب فاصله مناسب. حفاظت در برابر پرتوها: ۵٫  سایر اقدامات احتیاطی از جمله ممانعت از افراد با اختلالات متابولیکی، بیماریهای پوستی، زخم های آشکار بیماریهای دستگاههای خونساز و امراض عفونی و عدم خوردن غذا، کشیدن سیگار و . . . در محیط رادیواکتیو ۶ تعویض کلیه وسایل و لباس ها و اشیاء آلوده. رفع آلودگی از مواد رادیواکتیو به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز  ،  از روش های مکانیکی، رقیق کردن ماده، گذشت زمان (در نیمه عمرهای کوتاه) و شستشو می توان استفاده نمود. روشهای شیمیایی شامل استفاده از محلولهای اسیدی و قلیایی برای جداکردن موادرادیواکتیو از سطوح و جلوگیری از رسوب آنها و طرق بیولوژیک ( بر پایه جذب مواد آلی یا کلوئیدی آلوده توسط باکتری ها) می باشد. سایت پزشکان بدون مرز ]]> فیزیک Sun, 03 Apr 2011 14:46:36 GMT http://migna.ir/vdce.78wbjh8pn9bij.html فيبر نوري چيست و كاربرد و عملكرد فيبر نوري چگونه است http://migna.ir/vdcd.o0f2yt0nja26y.html   پيش گفتار فيبر نوري يكي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبكه هاي تلفن شهري و بين شهري ، شبكه هاي كامپيوتري و اينترنت استفاده بعمل مي آيد. فيبرنوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده كه هر يك از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود. اولين پيشنهاد براي استفاده از نور در انتقال اطلاعات به مفهوم امروزي آن از آنجا ناشي گرديد كه در نيمه دوم قرن نوزدهم ماكسول و فاراده تئوري امواج الكترومغناطيسي و امكان استفاده از طيف اين امواج را براي مقاصد ارتباطي عنوان نمودند. از آن زمان تاريخچه انتقال اطلاعات و استفاده از طول موجهاي كوتاهتر آغاز شد كه هدف آن دستيابي به ظرفيت هاي بالاتر فركانس هاي بالا نسبت به استفاده از خطوط مشتركي بود كه سيستمهاي با ظرفيت پايين تر اطلاعات را با خود حمل مي‌كند. با اختراع ليزر در سال 1960 منابع تشعشع الكترومغناطيس همدوس در دسترس قرار گرفت و باعث شد كه طيف مرئي مورد استفاده قرار گيرد. از آنجا كه اتمسفر باعث تضعيف زياد اطلاعات بخصوص در شرايط نامساعدي جوي مي‌شود لذا مرحلة بعدي مطالعات سيگنال هاي نوري هدايت شده بود، زيرا يك موج‌بر نوري اشعه را در مقابل مزاحمت هاي جوي مصون مي‌دارد و اين كار با بكارگيري عدسي ها و آينه‌هاي كوچك در طول مسافت طولاني انجام شد و به اين ترتيب از نفوذ رطوبت و نور خارجي به آن جلوگيري شد به اين ترتيب هدايت شعاع نور در داخل فيبر نازكي از شيشه‌اي دي‌الكتريك در مقاله‌اي توسط Kao و Kockham كه در آزمايشگاههاي يكي از دانشگاههاي انگلستان كار مي‌كردند مطرح گرديد و مهمترين فاكتور در يك سيستم انتقال فيبر نوري تعيين شد، در اصل تمركز روي فيبرهاي بود كه اطلاعات را با سرعت زياد در سيستمهاي انتقال باينري ديجيتال توسط يك منبع ليزري حمل مي‌كردند. در سال 1970 با اعلاميه شركت corning class works آمريكا در مورد فيبر نوري با تضعيف كمتر از db/km 20 فعاليتهاي گسترده در مراكز تحقيقاتي در تمام جوانب مربوط به فيبر نوري به سرعت شكل گرفت. بعد از پيشرفت هايي كه در اين زمينه بدست آمده، فيبرهاي نوري به قطر يك تار موي انسان ساخته شده است : يك فيبر نوري از سه بخش تشكيل شده است. 1- هسته core: هسته نازك شيشه‌اي كه  سيگنا ل ها , پيامهاي نوري در آن حركت مي‌كند. 2- روكش (cladding) : بخش خارجي فيبر است كه دور تادور هسته را احاطه مي‌كند و باعث برگشت نور منعكس شده به هسته مي‌گردد.3- پوشش بيروني (Buffercoating) : روكش پلاستيكي كه باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و . . . مي‌شود. صدها و هزاران فيبر نوري در كلافهايي كه توسط روكشي به نام Jachet محافظت مي‌شود كابل نوري را بوجود مي‌آورند.فيبرهاي نوري در دو گروه عمده عمل مي‌كنند : -فيبرهاي تك حالته (single-made) : به منظور ارسال يك پيام در هر فيبر استفاده مي‌شود. (نظير تلفن) -فيبرهاي چند حالته (multi-made) : به منظور ارسال چندين پيام در يك فيبر استفاده مي‌شود. (نظير شبكه‌هاي رايانه‌اي) فيبرهاي تك حالته قادر به ارسال نور ليزري فروسرخ (1550nmتاλ=1300 ) مي‌باشند و فيبرهاي چند حالته قادر به ارسال نور فروسرخ از طريق ديود نوراني (LED) مي‌باشند. فيبرهاي نوري به منظور استفاده در شبكه‌هاي تلفن شهري، شبكه‌هاي رايانه‌اي و اينترنتي و براي انتقال اطلاعات در مسافتهاي طولاني به كار مي‌روند. ارسال پيام (نور) در فيبرهاي نوري از طريق هسته صورت مي‌گيرد اگر مسير حركت نور در داخل اين فيبر مستقيم باشد مشكلی به وجود نخواهد آمد ولي در بسياري جاها فيبر داراي مسير پيچ است و براي رفع اين مشكل قسمت روكش (Cladding) به كار گرفته مي‌شود. (مشابه ديوارهاي آينه اي باعث بازتاب نور در سر پيچ مي‌شود و به اين ترتيب نور مي‌تواند بدون اينكه جذب شده و يا از بين برود مسافت زيادي را طي كند به هر حال مقداري از موجهاي نور بعلت وجود ناخالصي در فيبر ضعيف خواهند شد و اين مشكل توسط تقويت كنندة نوري حل مي‌شود نحوة كار آن به اين صورت است : تقويت كنندة نور (پيام) از فيبرهاي نوري متعدد به همراه يك روكش خاص (Doping) تشكيل مي‌گردد. بخش دوپينگ با استفاده از يك ليزر پمپ (تلمبه) مي‌گردد. زماني كه پيام تضعيف شده به روكش دوپينگي مي‌رسد، انرژي ماحصل از ليزر باعث مي‌گردد كه ملكولهاي دوپينگ شده به ليزر تبديل شوند. ملكولهاي دوپينگ شده در ادامه باعث انعكاس يك پيام نوري جديد و قويتر با همان خصوصيات پيام ورودي تضعيف شده، خواهند بود. همانطور كه مي‌دانيم در ارسال و دريافت پيام نياز به فرستنده و دريافت كنندة نوري داريم : فرستنده پيامهاي نوري را دريافت مي‌كند و دستگاه نوري را به منظور روشن خاموش شدن در يك فركانس و دنبالة مناسب هدايت مي‌كند و در قسمت مجاور فيبر نوري يك لنز به منظور تمركز ليزر در فيبر تعبيه شده است. وظيفة دريافت كنندة نوري اينست كه پيامهاي ديجيتالي (نوري) را دريافت و پس از رمزگشايي، پيامهاي الكتريكي براي ساير استفاده كنندگان ارسال كند. اين وسيله به منظور تشخيص نور از يك فتوسل (Photocell) يا فتوديود (Photodiode) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مباني فيبر نوري فيبر نوري ، رشته اي از تارهاي بسيار نازك شيشه اي بوده كه قطر هر يك از تارها نظير قطر يك تار موي انسان است . تارهاي فوق در كلاف هائي سازماندهي و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. از فيبر نوري بمنظور ارسال سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود. مزاياي فيبر نوري : .سيگنال هاي نوري . برخلاف سيگنال هاي الكتريكي در يك سيم مسي ، سيگنا ل ها ي نوري در يك فيبر تاثيري بر فيبر ديگر نخواهند داشت .  .مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري كمتر ضعيف مي گردند ، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرفي پايين نسبت به فرستنده هاي الكتريكي كه از ولتاژ بالائي استفاده مي نمايند ، استفاده كرد. .سيگنال هاي ديجيتال : فيبر نور ي مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است . · غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الكتريسيته ، امكان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت . · سبك وزن . وزن يك كابل فيبر نوري بمراتب كمتر از كابل مسي (قابل مقايسه) است. · انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيري فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد كاربردي خاص مانند : عكس برداري پزشكي ، لوله كشي و ...استفاده مي گردد. با توجه به مزاياي فراوان فيبر نوري ، امروزه از اين نوع كابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اكثر شبكه هاي كامپيوتري و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نمايند. اما بطور خلاصه اینطور می توان مزایای فیبر نوری را بر شمرد:  فيبرنوري در مقايسه با سيمهاي مسي داراي مزاياي زير است : ارزانتر : هزينه چندين كيلومتر فيبرنوري در مقايسه با سيمهاي مسي به مراتب كمتر است. نازكتر : قطر فيبرهاي نوري به مراتب كمتر از سيمهاي مسي است. ظرفيت انتقال اطلاعات بالا : پهناي باند فيبرنوري به مراتب بيشتر از سيم مسي است. تضعيف ناچيز : تضعيف در فيبرنوري به مراتب كمتر است. فيبر نوري در مقايسه با سيم هاي هاي مسي داراي مزاياي زير است : · ارزانتر. هزينه چندين كيلومتر كابل نوري نسبت به سيم هاي مسي كمتر است . · نازك تر. قطر فيبرهاي نوري بمراتب كمتر از سيم هاي مسي است . · ظرفيت بالا. پهناي باند فيبر نوري بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بيشتر از سيم مسي است . · تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوري بمراتب كمتر از سيم مسي است .  انواع فيبر نوري صدها و هزاران نمونه از رشته هاي نوري فوق در دسته هائي سازماندهي شده و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. هر يك از كلاف هاي فيبر نوري توسط يك روكش هائي با نام Jacket محافظت مي گردند. فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند: فيبرهاي تك حالته (Single-Mode)  بمنظور ارسال يك سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود نظير : تلفن فيبرهاي چندحالته Multi-Mode بمنظور ارسال چندين سيگنال در يك فيبر استفاده مي شود( نظير : شبكه هاي كامپيوتري) فيبرهاي تك حالته داراي يك هسته كوچك ( تقريبا" ۹ ميكرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور ليزري مادون قرمز ( طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) مي باشند. فيبرهاي چند حالته داراي هسته بزرگتر ( تقريبا" ۵ / ۶۲ ميكرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق LED مي باشند ارسال نور در فيبر نوريفرض كنيد ، قصد داشته باشيم با استفاده از يك چراغ قوه يك راهروي بزرگ و مستقيم را روشن نمائيم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسير مسفقيم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد كرد. با توجه به عدم وجود خم و يا پيچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشكلي وجود نداشته و چراغ قوه مي تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن كرد. در صورتيكه راهروي فوق داراي خم و يا پيچ باشد ، با چه مشكلي برخورد خواهيم كرد؟ در اين حالت مي توان از يك آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعكاس نور از زاويه مربوطه گردد.در صورتيكه راهروي فوق داراي پيچ هاي زيادي باشد ، چه كار بايست كرد؟ در چنين حالتي در تمام طول مسير ديوار راهروي مورد نظر ، مي بايست از آيينه استفاده كرد. بدين ترتيب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با يك زاويه خاص) از نقطه اي به نقطه اي ديگر حركت كرده ( جهش كرده و طول مسير راهرو را طي خواهد كرد). عمليات فوق مشابه آنچيزي است كه در فيبر نوري انجام مي گيرد. تكنولوژي ( فن آوري ) فيبر نوري نور، در كابل فيبر نوري از طريق هسته (نظير راهروي مثال ارائه شده ) و توسط جهش هاي پيوسته با توجه به سطح آبكاري شده ( Cladding) ( مشابه ديوارهاي شيشه اي مثال ارائه شده ) حركت مي كند.( مجموع انعكاس داخلي ) . با توجه به اينكه سطح آبكاري شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمي باشد ، نور قادر به حركت در مسافت هاي طولاني مي باشد. برخي از سيگنال هاي نوري بدليل عدم خلوص شيشه موجود ، ممكن است دچار نوعي تضعيف در طول هسته گردند. ميزان تضعيف سيگنال نوري به درجه خلوص شيشه و طول موج نور انتقالي دارد. ( مثلا" موج با طول ۸۵۰ نانومتر بين ۶۰ تا ۷۵ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ۱۳۰۰ نانومتر بين ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ۱۵۵۰ نانومتر بيش از ۵۰ درصد در هر كيلومتر   سيستم رله فيبر نوري بمنظور آگاهي از نحوه استفاده فيبر نوري در سيستم هاي مخابراتي ، مثالي را دنبال خواهيم كرد كه مربوط به يك فيلم سينمائي و يا مستند در رابطه با جنگ جهاني دوم است . در فيلم فوق دو ناوگان دريائي كه بر روي سطح دريا در حال حركت مي باشند ، نياز به برقراري ارتباط با يكديگر در يك وضعيت كاملا" بحراني و توفاني را دارند. يكي از ناوها قصد ارسال پيام براي ناو ديگر را دارد.كاپيتان ناو فوق پيامي براي يك ملوان كه بر روي عرشه كشتي مستقر است ، ارسال مي دارد. ملوان فوق پيام دريافتي را به مجموعه اي از كدهاي مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه مي نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يك نورافكن اقدام به ارسال پيام براي ناو ديگر مي نمايد. يك ملوان بر روي عرشه كشتي دوم ، كدهاي مورس ارسالي را مشاهده مي نمايد. در ادامه ملوان فوق كدهاي فوق را به يك زبان خاص ( مثلا" انگليسي ) تبديل و آنها را براي كاپيتان ناو ارسال مي دارد. فرض كنيد فاصله دو ناو فوق از يكديگر بسار زياد ( هزاران مايل ) بوده و بمنظور برقراي ارتباط بين آنها از يك سيتستم مخابراتي مبتني بر فيبر نوري استفاده گردد. سيستم رله فيبر نوري از عناصر زير تشكيل شده است : فرستنده . مسئول توليد و رمزنگاري سيگنال هاي نوري است . فيبر نوري مديريت سيكنال هاي نوري در يك مسافت را برعهده مي گيرد. بازياب نوري . بمنظور تقويت سيگنا ل هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي گردد. · دريافت كننده نوري . سيگنا ل هاي نوري را دريافت و رمزگشائي مي نمايد. در ادامه به بررسي هر يك از عناصر فوق خواهيم پرداخت . فرستنده وظيفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو فرستنده پيام است . فرستنده سيگنال هاي نوري را دريافت و دستگاه نوري را بمنظور روشن و خاموش شدن در يك دنباله مناسب ( حركت منسجم ) هدايت مي نمايد. فرستنده ، از لحاظ فيزيكي در مجاورت فيبر نوري قرار داشته و ممكن است داراي يك لنز بمنظور تمركز نور در فيبر باشد. ليزرها داراي توان بمراتب بيشتري نسبت به LED مي باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED بمراتب بيشتر است . متداولترين طول موج سيگنا ل هاي نوري ، ۸۵۰ نانومتر ، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است . بازياب ( تقويت كننده ) نوري همانگونه كه قبلا" اشاره گرديد ، برخي از سيگنال ها در موارديكه مسافت ارسال اطلاعات طولاني بوده ( بيش از يك كيلومتر ) و يا از مواد خالص براي تهيه فيبر نوري ( شيشه ) استفاده نشده باشد ، تضعيف و از بين خواهند رفت . در چنين مواردي و بمنظور تقويت ( بالا بردن ) سيگنا ل هاي نوري تضعيف شده از يك يا چندين " تقويت كننده نوري " استفاده مي گردد. تقويت كننده نوري از فيبرهاي نوري متعدد بهمراه يك روكش خاص (doping) تشكيل مي گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يك ليزر پمپ مي گردد . زمانيكه سيگنال تضعيف شده به روكش دوپينگي مي رسد ، انرژي ماحصل از ليزر باعث مي گردد كه مولكول هاي دوپينگ شده، به ليزر تبديل مي گردند. مولكول هاي دوپينگ شده در ادامه باعث انعكاس يك سيگنال نوري جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودي تضعيف شده ، خواهند بود.( تقويت كننده ليزري) دريافت كننده نوري وظيفه دريافت كننده ، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو دريافت كننده پيام است. دستگاه فوق سيگنال هاي ديجيتالي نوري را اخذ و پس از رمزگشائي ، سيگنا ل هاي الكتريكي را براي ساير استفاده كنندگان ( كامپيوتر ، تلفن و ... ) ارسال مي نمايد. دريافت كننده بمنظور تشخيص نور از يك "فتوسل" و يا "فتوديود" استفاده مي كند  . تهیه کننده : معصومه پاک منابع :  پايان نامه کابلهاي فيبر نوري هوايي و نحوه بهره گيري از آنها در شبکه مخابراتي پرويز پريچهره زمستان 1368 مقاله اي در مورد فيبر نوري تحقيق و ترجمه سيد مجتبي قاضي تبريزي و ترجمه سيد مجتبي قاضي تبريزي شبکه فیزیک هوپا   ]]> فیزیک Sun, 26 Dec 2010 14:37:07 GMT http://migna.ir/vdcd.o0f2yt0nja26y.html باران مصنوعی http://migna.ir/vdcc.oqsa2bqm0la82.html پيشينه: انسان از بدو پيدايش تاكنون درصدد برآمده تا شرايط نامساعد زيست محيطي اطراف خود را به نحوه دلخواه تغيير دهد و اگرچه توانسته به پيشرفتهاي قابل توجهي نيز دست يابد، اما با توجه به ماهيت متغير هوا و ويژگيهاي ديناميكي آن و نيز عدم شناخت و ارزيابي كافي انسان در اين زمينه، كمتر توفيق تعديل پديده هاي نامساعد جوي را بر وفق مراد خويش داشته است. تأثیر بارورسازی ابرها برای اولین‌بار در تاریخ ۱۲ ژولای ۱۹۴۶ در آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت جنرال الکتریک امریکا توسط «وینسنت شیفر» (Vincent J. Schaefer) مشاهده شد. او بلورهای «یخ خشک» (Dry Ice) با دمای ۷۸- درجه سلسیوس را به داخل ابرهای مصنوعی تولیدشده در «اتاقک ابر» (Cloud Chamber) که حاوی «قطرک‌های اَبَرسرد» (Super cooled Droplets) بودند رها کرد و مشاهده نمود قطرک‌های اَبَرسرد از طریق فرایند انجماد به بلور یخ تبدیل شده و به‌صورت برف در ته اتاقک ابر ریزش نمودند. بدین‌گونه شواهد آزمایشگاهی از بارورشدن ابرها به‌دست آمد. متعاقب آن در تاریخ ۱۳ نوامبر ۱۹۴۶ همزمان با این تحقیقات، دکتر لانگمویر (Irwing Langmuir) برنده جایزه نوبل، یک آزمایش میدانی روی یک ابر پوششی(Stratiform) روی کوه گریولاک (Greylock) در شرق شنکتدی (Schenectady) متعلق به ایالت نیویورک انجام داد. دمای این ابر که در ارتفاعی حدود ۴۲۷۰ متر از سطح زمین قرار داشت ۲۰- درجه سلسیوس بود. لانگمویر، 1/36 کیلوگرم یخ خشک را در مسیری خطی با طول حدود ۳ مایل روی این ابر پاشید و مشاهده کرد در مدت ۵ دقیقه تمامی محتوای آب ابر به برف تبدیل شد. برف حاصله در حدود ۲۰۰۰ پا زیر ابر ریزش نمود و به دلیل خشکی هوا قبل از رسیدن به زمین تبخیر شد. تحقیقات بعدی ثابت کرد هسته طبیعی غالب برای تشکیل هسته یخ در طبیعت، ذرات رس معدنی هستند که در دمای حدود ۱۵- درجه سلسیوس یا پایین‌تر به‌عنوان هسته یخ‌ساز فعال می‌گردند. پس از استفاده از دانش باروری ابرها به‌عنوان یک فناوری جدید با کاربردهای عملی، لانگمویر تا زمان مرگش در تاریخ ۱۹۵۷، بر روی گسترش این فناوری به‌منظور حصول آب بیشتر از آسمان برای تبدیل مناطق مستعد خشک و بی‌حاصل جنوب‌غربی ایالات متحده امریکا به مراتع سرسبز و زمین‌های کشاورزی تلاش‌های بیشماری انجام داد. «سازمان تحقیقات صنعتی و علمی استرالیا» ((Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization(CSIRO) نیز در فوریه ۱۹۴۷ پس از اجرای عملیات باروری ابرها گزارش کرد اولین‌مورد باران ساخته دست بشر در نزدیکی بسارست (Bathurst) رخ داده استو اما در آنسوی دیگر در شرق اروپا موسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه در اواخر سال ۱۹۴۱ بمنظور سرعت بخشیدن به توسعه، ساخت و تست مدلهای جدید ابزارهای اندازه‌گیری پارامترهای هواشناسی جو بالا هواشناختی و بهبود کیفیت سونداژ جو در مسکو تاسیس شد. این رصدخانه برمبنای رصدخانه جو بالای موسسه مرکزی پیش‌بینی هوا با ۳۶ پرسنل راه‌اندازی شد. موسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه پروژه‌های تحقیقاتی زیادی در زمینه هواشناسی و فیزیک جو انجام داده است که در بسیاری از آنها پیشگام بوده است. سابقه باروري ابرها در ايران نخستين بار، در سال 1353 طرح باروري ابرها توسط وزارت نيرو براي افزايش ذخيره آبي سدهاي لتيان و كرج، به‌وسيله يك شركت كانادايي و با استفاده از 30 دستگاه ژنراتور زميني تصعيد يدور نقره و يك هواپيما اجرا شد. در سال 1367، تجهيزات به‌جا مانده از طرح جاجرود و كرج به يزد منتقل شد و سپس در سال‌هاي 75،74،73،70،69 عمليات باروري ابرها با استفاده از ژنراتور زميني در ارتفاعات شيركوه يزد اجرا شد. در ايران از 2روش براي باروركردن ابرها استفاده مي‌شود كه يكي روش باروري قله ابر و ديگري باروري درون ابر است. براي باروري قله ابر از گلوله‌هاي پرتابي يدور نقره استفاده مي‌شود.. چون هنگام اجراي عمليات، مي‌توان ابر و محل مناسب آن را ديد و عامل باروري، سريع‌تر و با دقت بيشتر به ابر تزريق مي‌شود. روش ديگر در كشورمان، تزريق افقي نيتروژن مايع است. گلوله‌هاي يدور نقره پرتابي، هسته‌هاي يخي مصنوعي را وارد منطقه فوق سرد ابري مي كنند و نيتروژن مايع با ايجاد سرمايش شديد در ابر، از بخار آب وآب فوق سرد هسته‌هاي يخي توليد مي‌كند. -- توليد باران مصنوعي توليد باران با استفاده از هرعمل مصنوعي كه با تحريک و تغيير در فرآيندهاي دروني ابر همراه‌است، باروري ابر ناميده مي‌شود. معمولا باروري ابرها با اضافه‌کردن موادي خاص به‌نام عامل‌هاي باروري انجام مي‌شود. مهم‌ترين هدف براي باروري ابرها، افزايش ميزان بارش، جلوگيري از بروز بلاياي طبيعي از قبيل سيل، تگرگ، رعد وبرق، انتقال زماني و مکاني بارش، زدودن مه مزاحم، تعديل آب وهوا، توليد برف در ارتفاعات و... است. در حال حاضر حدود 40 كشور جهان، برنامه‌هاي باروري ابرها را انجام مي‌دهند.جو زمين، حاوي مقادير متغيري از بخار آب است. مقدار اين بخار آب، رابطه مستقيمي با دماي هوا دارد. با رسيدن دما به 12 درجه، هوا از بخار آب اشباع مي‌شود. اگر سرد شدن ادامه يابد، ميزان بخار اضافه برميزان مورد نياز براي حفظ حالت اشباع، به قطرات ابر تبديل مي‌شوند. تقریبا از سال 1950 تجربیات زیادی انجام گرفته است تا در مورد ایجاد ریزشهای جوی مصنوعی قدمی برداشته شود. یکی از این تکنیک ها پرتاب گلوله های کوچک و جامد دی اکسیدکربن (که آنرا یخ خشک می نامند و دمایش در حدود -80 درجه سانتی گراد است) بداخل ابر است. منظور از پرتاب ایجاد نمودن کریستالهای یخ در آب فوق سرد ابر می باشد. بدین تلاشی انجام شده تا عملیات فرآیند برژرون ایجاد شود. یخ خشک در دمای بالاتر از -80 درجه سانتی گراد بصورت بخار در می آید همانطوریکه یخ خشک تبخیر می شود سبب پائین بردن دمای محل بقدر کافی می شود و در نتیجه باعث بوجود آمدن انجماد آنمی قطرات ریز آب می شود. سپس کریستالهای بوجود آمده می توانند بر طبق مکانیزم برژرون رشد نماید و سرانجام فرآیندهای تصادم باعث ریزشهای جوی می گردند. اثرات متنوعی در نتیجه باروری ابر تا وسط یخ خشک بوجود آمده است. بعنوان مثال پاشیدن یخ خشک سبب شده است که ابر کوچک کومولوس مقدار متنوعی تولید ریزش جوی نماید و یا در ابر استراتوس باعث ایجاد سوراخهائی شده است. - بهترين روش براي بارور كردن ابرها، افزايش هسته‌هاي ميعان در ابر است. در باروري مصنوعي ابر، عامل باروركننده برحسب دماي ابر تفاوت دارد. در ابرهاي سرد (دماي ابر زير صفر درجه) از يخ خشك و يدور نقره استفاده مي‌شود و در ابرهاي گرم (دماي ابر بالاي صفر درجه) از قطرات آب و نمك طعام استفاده مي‌شود. روش‌ها براي باروري ابر از 2روش هوايي و زميني استفاده مي‌شود. روش هوايي، بيشتر مناسب براي فصل تابستان است كه به 3 طريق باروري در پايه ابر، باروري درون ابر و باروري تاج ابر صورت مي‌گيرد. در مناطق كوهستاني، درفصل زمستان هم مي‌توان از روش باروري زميني استفاده كرد. در روش هوايي، مواد لازم براي توليد هسته‌هاي ميعان را با استفاده از هواپيما به ابر تزريق مي‌كنند. بعد از شلیك گلوله حامل یدید نقره توسط هواپیما یا راكت به داخل ابر، حدود ۴۵ دقیقه بعد، ابر شروع به باریدن می كند. این مدت، زمانی است كه ابر از مكانی كه برای باریدن در نظر گرفته شده، فاصله می‌گیرد. باروری ابرها به‌عنوان متداولترین و بهترین روش شناخته‌شده تعدیل آب و هوا، افزودن مواد به‌داخل یک ابر (با استفاده از «ژنراتورهای زمینی»(Ground Based Generators)، موشک (Rackets) و یا هواپیما) با هدف تقویت تشکیل و رشد «بلورهای یخ» (Ice Crystal) در ابرهای سرد (بیشتر حجم ابر در دمای زیر صفر درجه سلسیوس است) و رشد قطرک‌های درون ابرهای گرم (بیشتر حجم ابر دارای دمای بالای صفر درجه سلسیوس است) و درنتیجه افزایش بارش برف و یا باران می‌باشد. به عبارت دیگر باروری ابرها روشی جدید برای تأثیرگذاری بر روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود. براي همين مكان تزريق اين مواد بايد به دقت انتخاب شود تا با محل مورد نياز باران، درلحظه بارش تطبيق پيداكند. مواد مورد استفاده مواد مورداستفاده در پروژه‌های باروری ابرها که «عامل‌های باروری ابرها»(Cloud Seeding Agents) نیز نامیده می‌شوند بسته به نوع ابر و فرایندهایی که در رشد قطرک‌های ابر شرکت می‌کنند به دو گروه «مواد یخ‌ساز»(Freezing Agents) و «مواد نم‌گیر»(Hygroscopic Agents) تقسیم می‌شوند. عامل‌های یخ‌ساز در ابرهایی که دارای ساختار مایع به‌صورت آب اَبَرسرد هستند موجب ایجاد بلورهای یخ می‌شوند. این عامل‌ها عبارتند از یدید نقره، یخ خشک، «پروپان مایع» ((Liquid Propane (LP)، «نیتروژن مایع» ((Liquid Nitrogen (LN)، «دی‌اکسیدکربن مایع» (Liquid CO2) و برخی مواد آلی. از بین این مواد، یدید نقره و یخ خشک (دی اکسید کربن جامد) متداول‌ترین عاملهای مورد استفاده در باروری ابرهای سرد هستند. عامل‌های نم‌گیر در ابرهای گرم به‌دلیل داشتن قابلیت جذب رطوبت، آب محتوی ابر را جذب کرده و رشد می‌کنند و موجب ریزش باران می‌گردند. نمک، اوره و نیترات آمونیوم از جمله این عامل‌ها هستند. .   در هر عمليات باروري از مقدار ناچيزي يدورنقره استفاده مي‌شود و تحقيقات در دنيا، هيچ گونه عوارض زيست محيطي را نشان نداده‌است. در روش نيتروژن مايع هم چون نيتروژن پس از انتشار در هوا، به سرعت تبديل به گاز مي‌شود، هيچ گونه آلودگي ايجاد نمي‌کند بارورسازي ابرهاي كوهساري هواي مرطوب، موقع صعود از كوه‌ها سرد مي‌شود و ابرها تشكيل مي‌شوند. اينها، ابرهاي كوهساري هستند. بارورسازي اين نوع ابرها با استفاده از مواد مصنوعي، باعث افزايش كارايي بارندگي مي‌شود. زمان تأثير مواد باروري 20 تا 40 دقيقه بعد از تزريق است و باتوجه به سرعت و حرکت ابر، در فاصله حدود 50-40 کيلومتري محل تزريق اثرات بارورسازي نمايان مي‌شود.   تحقیق مهم‌ترين ماده درعمليات باروري ابرها، يدور نقره است. اين ماده است كه با پاشيدن آن در دل ابرها، باعث تشكيل هسته‌هاي ميعان شده و عامل باران‌زايي ابرهاست. ماجراي كشف اين ماده و ردپاي آن در ادبيات معاصر هم جالب است. سال 1946 در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي جنرال الكتريك نيويورك تحقيقاتي انجام شد كه به تعديل حجم عظيمي از ابرها با هزينه مناسب منجر شد. مهم‌ترين نقش را در اين تحقيقات دو شيمي‌- فيزيكدان فارغ‌التحصيل از دانشگاه MIT برعهده داشتند؛ برنارد وونه‌گات و وينست شيفر. اميدوار به آينده خريد تجهيزات براي باروري ابرها و اجراي آن، از جمله ملزومات اجراي اين پروژه است، اما آنچه بيشتر مي تواند براي آيندگان اين مرزوبوم مفيد واقع شود وجود دانش بومي و استفاده از دانشمندان داخلي است.      ]]> فیزیک Tue, 30 Nov 2010 16:13:07 GMT http://migna.ir/vdcc.oqsa2bqm0la82.html زيباترين آزمايش هاي فيزيك در تاريخ جهان http://migna.ir/vdcf.cdyiw6decgiaw.html    در عصري كه ما زندگي مي كنيم آزمايشهايي كه چشمان جهانيان را خيره مي كند ازجمله آزمايشهايي كه براي يافتن توالي اجزاي يك ژنوم، شكافتن ذرات ريز اتمي در شتابدهنده ها و تجزيه وتحليل ستارگاني كه با ما ميلياردها سال نوري فاصله دارند نياز به ميليونها دلار سرمايه گذاري دارند و تجزيه وتحليل اطلاعات به دست آمده از ابزارهاي پيشرفته دراين آزمايشها ماهها به طول مي انجامد.«رابرت كريز» عضو گروه فلسفه دانشگاه نيويورك در استوني بروك كه مورخ آزمايشگاه ملي بروك هيون هم هست، از فيزيكدانان خواست ده آزمايش برتر جهان فيزيك را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما كه آزمايشهاي پيچيده توسط تيمهاي برجسته دانشگاهها و مراكز تحقيقات صورت مي پذيرد ده آزمايش برتري كه به عنوان زيباترين آزمايشهاي فيزيك در طول تاريخ انتخاب شد توسط ده فيزيكدان بسيار سرشناس انجام شده بود كه دستياران چندان زيادي هم نداشتند. ازهمه جالب تر اين كه اين آزمايشهايي كه در فهرست زيباترين آزمايشهاي فيزيك جاي گرفتند نيازي به كامپيوترهاي فوق پيشرفته بسيار مدرن نداشتند. اين ليست در مجله اين ماه Physics World به چاپ رسيده است . دراينجا به جاي آن كه به اين آزمايشها به ترتيب رتبه بپردازيم به ترتيب تقدم وتأخر زماني انجام اين آزمايشها، به اين ده آزمايش محبوب در فيزيك خواهيم پرداخت. ۱ـ اندازه گيري محيط زمين توسط اراتوستن رتبه هفتم را به دست آورد.  هنگام انقلابين [اصطلاح اخترشناسيSolstice] در ظهر روزي كه آفتاب در شهر آسوان مصر هيچ سايه اي ندارد به گونه اي كه نور خورشيد قادر است به طور مستقيم به ته يك چاه برسد، موردتوجه اراتوستن ـ كتابدار شهر اسكندريه در سه قرن پيش از ميلاد مسيح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنين روزي درست هنگام ظهر كه در آسوان سايه وجود ندارد در شهر اسكندريه سايه را اندازه گيري كرد، چاره اي نبود جز اين كه زمين را كروي درنظر بگيرد. چون سايه در اسكندريه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محيط هردايره ۳۶۰درجه است براساس اندازه گيري اراتوستن ميان اسكندريه وآسوان ۷درجه فاصله بود. [واحد اندازه گيري درآن زمان به جاي متر «Stadium» بود] با سفر ميان دوشهر اسكندريه وآسوان معلوم شد كه فاصله آنها براساس واحد اندازه گيري Stadium، ۵۰۰۰ است. به اين ترتيب هفت درجه از ۳۶۰درجه ۵۰۰۰ استاديوم اندازه گيري شده بود پس محيط زمين براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰استاديوم بود. ۲ـ آزمايش گاليله درمورد سقوط اجسام رتبه دوم را به دست آورد. در اواخر دهه ۱۵۰۰ميلادي گاليليو گاليله Galileo Galilei كه كرسي استادي دانشگاه پيزا را داشت دانش متعارف زمان خود را زير سؤال برد . با انداختن دو شيء از بالاي برج پيزا كه وزنشان برابر نبود نشان داد كه شيءسنگين تر زودتر از جسم سبك تر فرود نمي آيد. اگر اين كشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قيمت شغلش تمام مي شد.  3-آزمايش گاليله با گوي هاي غلتان برروي سطح شيب دار رتبه هشتم را به دست آورد.  دراين آزمايش گاليله ثابت كرد كه مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقيم دارد وسرعت [Velocity كه با علامت اختصاري Vنمايش مي دهند] در جريان آزمايش ثابت باقي مي ماند.   4ـ انكسار نور با منشور توسط نيوتن رتبه چهارم را به دست آورد.  ايساك نيوتن درسالي به دنيا آمد كه گاليله مرد. نيوتن فارغ التحصيل كالج تثليث كمبريج (سال ۱۶۶۵) بود. اين بار هم نيوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زير سؤال برد. تلقي مردم از نور خورشيد مانند برداشت ارسطو بود ونور را خالص مي دانستند. با وجودي كه مردم رنگين كمان را ديده بودند. تا پيش از عبور نور از منشور وتجزيه آن به هفت رنگ حتي فكرش را نمي كردند نور متشكل از اين رنگها باشد. ۵ـ آزمايش كاونديش در مورد ميله و پيچش رتبه ششم را به دست آورد.  از تئوريهايي كه نيوتن در مورد گرانش داده بود يكي اين بود كه نيروي جاذبه ميان دوجسم رابطه مستقيم با جرم به توان دو و رابطه معكوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنري كاونديش براي اندازه گيري قدرت گرانش آزمايشي انجام داد او يك ميله چوبي دومتري كه به دوسر آن دوكره فلزي نصب شده بود انتخاب و با سيم اين ميله چوبي را آويزان كرد. با همين وسايل ساده كاونديش موفق به اندازه گيري ثابت گرانشي gravitational Constant شد. اين آزمايش زمينه اندازه گيري جرم زمين هم بود. ۶ـ آزمايش تداخل ـ نور يانگ مقام پنجم را به دست آورد. همه تئوريهاي نيوتن درست از آب درنيامد. او مي گفت نور از ذرات تشكيل شده است و به صورت موج منتشر نمي شود. در سال۱۸۰۳ توماس يانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حركت پرتوهاي نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخي ايجاد كرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششي ضخيم پوشاند بعد از يك آيينه براي تغيير جهت پرتويي از نور كه از طريق اين سوراخ وارد مي شد، استفاده كرد با استفاده از يك كارت كه عرض آن يك ميليمتر بود جلوي نيمي از سوراخ را گرفت در نتيجه به توالي نوارهاي سايه و روشن مشاهده كرد، اين پديده در صورتي قابل توضيح است كه پرتوهاي نور مانند امواج در يكديگر تداخل ايجاد كنند. بعدها اين آزمايش را با دوسوراخ انجام دادند و نتيجه واضح تري به دست آمد. ۷ـ آزمايش پاندول فوكو رتبه دهم را به دست آورد. دانشمندان سال پيش پاندولي را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمايش زدند كه در سال۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوكو با يك پاندول آهني ۳۰كيلوگرمي آويزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوكو به گوي يك پاندول سوزن گرامافون وصل كرده بود و روي زمين زير گوي حلقه اي از شن هاي مرطوب قرار داد. در مقابل حيرت همه نشان داد كه با وجودي كه حركت پاندول به جلو و عقب هدايت شده بود اما پاندول حركتي دوار انجام داد. يعني در واقع كف پانتئون در حال گردش بود و يا به عبارت بهتر زمين در حال چرخيدن حول محور خود بود. در پاريس هر ۳۰ساعت پاندول در جهت عقربه هاي ساعت يك دور را كامل مي كند. در نيمكره جنوبي اين گردش در خلاف جهت عقربه هاي ساعت است. همانطور كه دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش كامل پاندول ۲۴ساعت است. ۸ـ آزمايش قطره روغن ميليكان رتبه سوم را به دست آورد.  قرنها بود كه دانشمندان الكتريسيته را چه در مورد رعد و برق چه الكتريسته ساكن ناشي از تماس برس با موي سر مشاهده كرده بودند. در سال۱۸۹۷ تامسون فيزيكدان بريتانيايي پايه گذار اين دانش شد كه الكتريسيته از ذراتي به نام الكترون كه بار منفي دارند تشكيل شده است. رابرت ميليكان آمريكايي در سال۱۹۰۹ موفق به اندازه گيري بار منفي در الكترونها شد. براي اين كار از چندوسيله ساده استفاده كرد. با استفاده از افشانه هايي كه ادكلن را به صورت افشانه درمي آورند روغن را در يك محفظه شفافي افشاند كه دوطرف آن به دوسر يك باطري متصل بودند. به اين ترتيب يك سر محفظه مثبت و سرديگر آن منفي بود.زماني كه نيروي گرانش با نيروي جاذبه الكتريكي كه قطرات روغن باردار را به سمت خود مي كشيد برابر مي شد قطره در ميان آسمان و زمين معلق مي ماند. در واقع در حالت عادي اين قطره به خاطر نيروي گرانش بايدپايين مي افتاد اما در اثر نيروي جاذبه الكتريكي در حال حركت به سمت قطب مخالف بود چون دونيرو برابر شدند اين قطره روغن از حركت بازايستاد. با همين وسايل ساده ميليكان موفق به اندازه گيري بار الكتريكي يك الكترون شد. ۹ـ آزمايش كشف هسته توسط رادرفورد مقام نهم را كسب كرد. در سال۱۹۱۱ را در فورد و همكارانش با بمباران يك لايه بسيار نازك طلا با ذراتي به نام آلفا متوجه اين حقيقت شدند كه درصدي از اين ذرات منحرف و درصدي درست در جهت مقابل بازمي گردند به اين ترتيب رادرفورد موفق شد مدل قديمي آرايش هسته و الكترون را كه به «مدل كيك آلو» معروف بود به چالش بكشاند. 10ـ آزمايش ماكس پلانك و تئوري كوانتوم رتبه اول را كسب كرد.  در مورد نور نه حق به جانب نيوتن بود ونه يانگ نه مي توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج. در اوايل قرن بيستم ماكس پلانك و بعد آلبرت انيشتين نشان دادند كه نور به صورت بسته هاي بسيار كوچكي منتشر و جذب مي شود كه به آن فوتون مي گويند. در عين حال آزمايشهاي ديگر هم موجي بودن حركت نور را به اثبات مي رسانند.براي اثبات در اينجا به جاي آزمايش از سوراخ يانگ و پرتوهاي نور از پرتوهاي الكترون استفاده ميشود. ذرات، براساس قوانين كوانتومي، پديده اي شبيه به نور در آزمايش تداخل يانگ از خود برجاي مي گذارند اگرچه اين آزمايش در سال۱۹۶۱ توسط كلاوس جانسون از توبينگن انجام شد اما در اين سالها ديگر يافته هاي دانش به قدري زياد و گسترده شده بود كه ديگر نمي توانست نامهايي ابدي مثل نيوتن و انيشتين در اذهان مردم دنيا بيافريند. لینک منبع : http://physics.jbg.ir/post-97428.html  فرستنده : معصومه پاک ]]> فیزیک Tue, 30 Nov 2010 04:23:51 GMT http://migna.ir/vdcf.cdyiw6decgiaw.html علت رنگ آبی آسمان در طول روز و ... http://migna.ir/vdcj.xevfuqeamsfzu.html     چرا رنگ آسمان در طول روز آبی و در طلوع و غروب خورشید قرمز است؟نور سفیدی که ما می بینیم فقط بخش کوچکی از دسته پخش کننده تشعشع خورشید یعنی طیف الکترومغناطیسی ،شامل انرژی نورانی قابل رویتی است که به صورت موج سفر می کند. با استفاده از یک منشور نور قابل رویت می تواند به رنگین کمانی از شش رنگ تجزیه شود. نور خورشید از همه رنگ های رنگین کمان یعنی قرمز ،نارنجی،زرد،سبز ،ابی و بنفش تشکیل شده است.مولکول های موجود در جو،با نور خورشبد پیش از اینکه به چشم ما برسد واکنش انجام می دهندو شش رنگ را به وجود می اورند. این شش رنگ عبارتند از :قرمز،نارنجی،زرد،سبز،ابی و بنفش.هر رنگ در طیف قابل مشاهده ،طول موج و فرکانس خودش را دارد.قرمز طولانی ترین طول موج و پایین ترین فرکانس را دارد و بنفش کوتاهترین طول موج و بالاترین فرکانس را دارد.هنگامی که نور وارد جو می شود،معمولا به خاطر وجود مولکول های هوا و افشانه ها و ذرات ریز گرد و غبار و بخار اب در همه جهات پخش می شود.آنهایی که طول موج کوتاهتری دارند،بیشتر پراکنده و پخش و پلا می شوند.برای همین نور آبی که طول موج کوتاهتری دارد ده برابر بیشتر از نور قرمز پراکنده می شود.اگرچه رنگ بنفش نسبت به رنگ آبی طول موج کوتاهتری دارد،اما چون چشمان ما نسبت به رنگ بنفش تحریک پذیر و حساس نیست ،آسمان به نظرمان آبی می رسد.موقعی که در نهایت نور به چشمان ما می رسد نور آبی در سراسرآسمان پخش شده است و به همین دلیل آسمان به نظرآبی می رسد. چرا رنگ خورشید هنگام طلوع و غروب قرمز می شود؟در ابتدای صبح یا اخر بعداز ظهر نور باید در یک فاصله بیشتر و از میان بخش ضخیم تر جو عبور کند.هنگامی که خورشید در افق پایین تر می آید،یعنی نزدیک به طلوع و غروب خورشید جو ضخیم تر است(ذرات بیشتری دارد).و رنگ هایی با طول موج بلندتر دوربردترند.در نتیجه غروب و طلوع خورشید کاملا قرمز به نظر می آید.وقتی به خاطر آتش های جنگل،انفجارها ی آتشفشانی توفان های بیابانی یا آلودگی های دیگر ذرات جو افزایش می یابند غروب وطلوع خورشید حتی قرمز درخشان تری از حد معمولی پیدا می کند.بعضی وقت ها آسمان کاملا همان زمینه آبی را ندارد.در زمان هایی نزدیک به افق آبی روشن تری دارد و تقریبا سفید است.انعکاس نور از زمین بخشی از دلایلی است که این اتفاق رخ می دهد.مو قع که شما نزدیک قله کوه هستید آسمان رنگ کدرتر و تاریک تری دارد.وقتی فضا نوردان و فضا پیمایشان به آسمان پرتاب می شود از پنجره که به بیرون نگاه می کنند آسمان راتاریک تر می بینند. دکتر رئوفی : گروه فیزیک دانشگاه بوعلی سینا   : ارسال معصومه پاک ]]> فیزیک Wed, 24 Nov 2010 04:36:10 GMT http://migna.ir/vdcj.xevfuqeamsfzu.html ابر رسانا http://migna.ir/vdce.w8zbjh8fx9bij.html ابر رسانا به معنی فوق رسانا می‌باشد و در واقع می‌توان گفت که این واژه در مورد رسانایی فوق العاده قوی بکار می‌رود و اجسامی را که دارای این خاصیت باشند، اجسام ابر رسانا گویند. مقدمه در سال 1911 ، H. Kamerlingh-Onnes هنگام کار کردن در آزمایشگاه دمای پایین خود کشف کرد که در دمای چند درجه بالای صفر مطلق ، جریان می‌تواند بدون هیچ اختلاف پتانسیل در فلز جیوه به وجود بیاید. او این واقعه منحصر به فرد را "ابررسانایی" نامید. هیچ نظریه‌ای برای توضیح این رخداد در طول پنجاه و شش سال بعد از کشف ارائه نگردید. تا وقتی که در 1957 ، در دانشگاه الینویس ، سه فیزیکدان: John Bardeen ، Leon Cooper و Robert Schrieffer نظریه میکروسکوپی خود ارائه کردن که بعدا با نام تئوری  BCS ( حروف ابتدایی نام محققان) شناخته شد. سومین رخداد مهم در تاریخ ابررسانایی در سال 1986 اتفاق افتاد، وقتی که George Bednorz و Alex Mueller در حال کار کردن در آزمایشگاه IBM نزدیک شهر زوریخ سوئیس ، یک کشف مهم دیگر کردند: ابررسانایی در دماهای بالاتر از دماهایی که قبلا برای ابررسانایی شناخته شده بودند در فلزاتی کاملا متفاوت از آنچه قبلا فلز ابررسانا شناخته می‌شود. این کشف باعث ایجاد زمینه جدیدی در علم فیزیک شد. از نظر عملی ابرساناهای دمای بالا کاربردهای بسیار بیشتری دارند، زیرا در دماهایی ابررسانا می‌شوند که راحت‌تر قابل ایجاد هستند.تفاوت ابر رساناها با دیگر مواد رسانااَبَررسانایی پدیده‌ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می‌دهد. در حالت ابررسانایی مقاومت الکتریکی ماده صفر می‌شود و ماده خاصیت دیامغناطیس کامل پیدا می‌کند، یعنی میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می‌کند. طرد میدان مغناطیسی تنها تفاوت اصلی ابررسانا با رسانای کامل است، زیرا در رسانای کامل انتظار می‌رود میدان مغناطیسی ثابت بماند، در حالی که در ابررسانا میدان مغناطیسی همواره صفر است.مقاومت الکتریکی یک رسانای فلزی به تدریج با کاهش دما کم می‌شود. در رساناهای معمولی مثل مس و نقره، وجود ناخالصی و مشکلات دیگر این روند را کند می‌کند. به طوری که حتی در صفر مطلق هم نمونه‌های معمول مس همچنان مقاومت الکتریکی کمی دارند. در مقابل ابررساناها موادی هستند که اگر دمایشان از یک دمای بحرانی کمتر شود، ناگهان مقاومت الکتریکی خود را از دست می‌دهند. جریانی از الکتریسیته در یک حلقهٔ ابررسانا می‌تواند برای مدت نامحدودی بدون وجود مولد جریان وجود داشته باشد. ابررسانایی نیز پدیده‌ای کوانتومی است و نمی‌توان آن را با فیزیک کلاسیک به مانند یک رسانای مطلوب توصیف کرد.پدیدهٔ ابررسانایی برای طیف وسیعی از مواد مانند قلع و آلومینیوم وجود دارد. همچنین برخی آلیاژها و نیمه‌رساناها نیز ابررسانا هستند، ولی فلزاتی مثل طلا و نقره این پدیده را از خود نشان نمی‌دهند، همچنین پدیدهٔ ابررسانایی در فلزات فرومغناطیس هم روی نمی‌دهد.  ویژگی های اصلی ابررسانا ها بیشتر ویژگی های فیزیکی ابررسانا ها در مواد مختلف متفاوت است مانند ظرفیت گرمایی و دمای بحرانی که ابررسانایی در آن دما شروع می شود.ولی در عوض ویژگی هایی وجوددارند که به نوع ماده ی ابررسانا شده بستگی ندارد.مثلا همه ی آنها دارای مقاومت صفر در برابر جریان های کم( بدون حضور میدان مغناطیسی خارجی) هستند.وجود این ویژگی های "جهانی" نشان می دهد که ابر رسانایی یک حالت ترمودینامیکی است و دارای بعضی ویژگی های متمایز است که از جزئیات میکروسکوپی به طور زیادی مستقل است.ابر رسانا ها قادرند یک جریان را بدون اعمال هیچ گونه ولتاژی ثابت نگه دارند ویژگی ای که در آهنرباهای الکتریکی داخل MRI استفاده می شود.آزمایشات نشان می دهند که جریان در سیمپیچ های ابررسانا  سال ها بدون کاهش قابل اندازه گیری  ادامه می یابند.از نظر آزمایشگاهی جریان در ابررسانا ها تا 100,000 سال و از نظر تئوری تا عمر جهان ادامه می یابد. کاربردها ابررساناهای دمای پایین امروزه در ساخت آهنرباهای ویژه طیف سنجهای رزونانس مغناطیسی هسته ، رزونانس مغناطیسی برای مقاصد تشخیص طبی ، شتاب دهنده ذره‌ها ، ترنهای سریع مغناطیسی و انواع ابزارهای رسانایی الکترونیکی بکار می‌رود از دیگر کاربردهای آنها می‌توان به دستگاههای عکسبرداری تشدید مغناطیسی هسته وقطارهای جدیدی که توسط نیروهای مغناطیسی در هوا معلق هستند و با سرعت 400 کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند، اشاره کرد. اما برای اینکه ابررساناهای دمای بالا در کاربردهای میدان مغناطیسی در دمای بالا رقابت کنند، هنوز زمان لازم دارد، این به علت دشواری در تولید انبوه و با کیفیت بالاست. اگر چه در حال حاضر ، بازار ابررساناهای دمای بالا رونق کمی دارد، گمان می‌رود که در خلال دو دهه آینده کاربرد آن فراگیر و پر رونق شود. گردآوري : معصومه پاك ]]> فیزیک Sun, 21 Nov 2010 05:48:37 GMT http://migna.ir/vdce.w8zbjh8fx9bij.html زمان روان زیست شناسی چیست؟ http://migna.ir/vdch.xnzt23nk6ftd2.html پزشکان اصرار دارند که دارو را سروقت مصرف کنيم؟ چرا بعضي شب ها بي علت بي خواب مي شويم و چرا برخي صبح ها حوصله از رختخواب بيرون آمدن را نداريم؟ قصه ماه و پلنگ و زوزه گرگ و قرص ماه از کجا نشات مي گيرد؟ اگر شما هم اين سوال‌ها را از خود پرسيده ايد، شايد علاقمند باشيد که بدانيد اکنون رشته جديد علمي زمان‌روان‌زيست‌ شناسي (Chronopsychobiology) براي چنين سوالاتي پاسخ هاي مناسبي يافته است. زمان‌روان‌زيست‌ شناسي يا زيست شناسي ‌روان‌زماني، رشته جديدي از علم کردارشناسي است که ترکيبي ازيافته هاي علوم زمان شناسي و زيست شناسي را در مطابقت با آنچه رفتارشناسان و روانشناسان مورد مطالعه قرار مي‌دهند، ارايه مي کند. مبناي نظري اين رشته که از عمر او بيش از چند دهه نمي گذرد، از آنجا آغاز شد که دانشمندان دريافتند بيشتر پديده هاي جهان از الگوهاي زماني خاصي پيروي مي کنند. طلوع و غروب آفتاب، گردش ماه ها و فصل ها، گردش کره زمين به دور خورشيد، گردش ماه به دور زمين، ريتم ضربان قلب و در مجموع الگوهاي زماني منظمي که پديده هاي مختلف با تبعيت از آنها به زيست خود ادامه مي‌دهند. هنگامي که دانشمندان هماهنگي زماني برخي ريتم ها و همگوني آنها را مورد مطالعه دقيق تر قرار دادند، متوجه شدند که چنانچه بتوان ميان ريتم هاي مختلف و همزماني بروز آنها رابطه اي پيدا کرد، مي‌توان از حداقل ها نتايج حداکثري گرفت. براي نمونه، آنها دريافتند که بدن حشرات و آفات مزارع کشاورزي در ساعات مختلف شبانه روز داراي ريتم‌هايي است که آنها را در برابر سموم دفع آفات آسيب پذيرتر مي کند. از طرف ديگر، گياهان آن مزارع نيز در طول شبانه روز از ريتم‌هايي پيروي مي کنند که دقايقي از شبانه روز ساقه و برگ آنها کمتر از سم پاشي‌ها آسيب مي بينند. بنابراين، با پيدا کردن زماني که آسيب پذيري حشرات درآن به حداکثر مي‌رسيد و مقاومت گياهان هم به اوج خود رسيده بود، کشاورزان مي توانستند با حداقل سم به حداکثر نتيجه دست يابند و کمتر نگران آسيب ديدگي محصول خود به خاطر جذب سموم دفع آفات باشند. در مثالي ديگر، دانشمندان به اين نتيجه رسيدند که مغز انسان براي يادگيري مطالب جديد، در فصول مختلف سال، توانايي هاي گوناگوني دارد و فصل تابستان يکي از بهترين زمان‌هاست که انسان آماده يادگيري است. اما از طرف ديگر، بنابر يک سنت قديمي، در فصل تابستان دانش آموزان به والدينشان در برداشت محصولات کشاورزي کمک مي کردند و به همين منظور هم مدارس تعطيلات تابستاني را در تقويم تحصيلي خود گنجانده و هنوز اين الگو را حفظ کرده اند. اما اکنون، نتايج علم زمان‌روان‌زيست شناسي نشان داده است که مي توان با جابجا کردن اين تعطيلات از آمادگي ذهني دانش آموزان در فصل تابستان براي يادگيري بهره برد. مثال ديگر در اين رابطه، مي تواند علت توصيه پزشکان براي مصرف به موقع دارو باشد. بنابر داده هاي علمي، اندام هاي مختلف بدن مانند معده، کليه و غدد، از ريتم هاي مختلفي در طول شبانه روز پيروي مي کنند و چنانچه به هنگام بيماري زمان مصرف دارو با ريتم جذب يا دفع اندام داخلي بدن همخواني داشته باشد، بازدهي درماني مصرف دارو، به مراتب بهتر خواهد بود. از خواب خرگوشي تا ستاره هالي اما ريتم شناسي و رابطه ميان الگوهاي زماني با رفتارهاي موجودات زنده، اکنون ابعاد تازه‌تري نيز يافته است. با گسترش يافتن علم زمان‌روان‌زيست شناسي از اواخر دهه 70 ميلادي، دانشمندان دريافتند که ريتم‌ها را در مي توان در سه دسته طبقه بندي کرد: ريتم هاي کوتاه که از چند ثانيه شروع مي شوند و حداکثر تا يک روز به طول مي انجامند. مانند شب و روز، باز و بسته شدن گل ها، نيازهايي نظير گرسنگي، تشنگي و خواب. ريتمهايي که الگوي آنها از يک روز تا چند ماه به طول مي انجامد. مانند گردش کره زمين و ماه و خورشيد بر گرد هم يا فصول سال. و بالاخره ريتم هايي که از چند ماه و چند سال آغاز مي شوند وگاه دهه ها و سده ها براي تکرار آنها زمان لازم است. مانند تغيير الگوي خواب کودکان، بزرگسالان و کهن سالان و يا مشاهده هر 76 سال يکبار ستاره هالي. تقسيم بندي ريتم‌ها از آن جهت حائز اهميت است که گاه ترکيب چند ريتم با يکديگر بر رفتار آدميان تاثير مي گذارد. براي نمونه به ريتم هاي مختلف خواب و بيداري انسان توجه کنيد. در ابتداي تولد، نوزادان از الگوي خواب و بيداري کوتاه مدت که زماني بين 80 تا 90 دقيقه است پيروي مي کنند. يعني نوزاد انسان به طور معمول هر 90 دقيقه يکبار چرتي به اندازه 10 تا 15 دقيقه مي زند. اما زندگي روزمره و قراردادهاي اجتماعي که بيشتر به صورت سنتي بر اساس شب و روز تنظيم شده اند، به انسان اجازه پيروي از اين الگوي خواب را نمي دهد. بنابراين با بزرگ شدن نوزادان، ريتم کوتاه خواب و بيداري به ريتم شبانه روزي تبديل مي شود؛ اگر چه، مغر انسان الگوي مغناطيسي خواب و بيداري را براي هميشه حفظ مي کند. به همين علت است که در کلاس درس احساس مي کنيم پس از هر 90 دقيقه ديگر کشش دريافت اطلاعات جديد را نداريم و مغزمان به يک زنگ تفريح دستکم 10 تا 15 دقيقه اي نياز دارد. به عبارت ديگر، ثبت امواج مغناطيسي مغز نشان مي دهد که در هر 90 دقيقه يکبار، اين امواج به حالتي مشابه آنچه در خواب روي مي دهد، نزديک مي شود و مغز از نظر هوشياري به حداقل کارآيي خود مي رسد. بدين ترتيب الگوي کوتاه خواب و بيداري با مناسبات اجتماعي و در ترکيب با ريتم شب و روز به الگويي ديگر تبديل مي شود. اما همين الگوي جديد نيز در طول فصل ها و سالها دچار تحولاتي مي شود. ميزان نيازمندي انسان به خواب در دوران مختلف سني، متفاوت است و خواب طولاني شبانه براي کودکان در کهنسالي به حداقل خود مي رسد. هر سخن جايي و هر نکته مکاني دارد اگرچه همزماني‌هاي تصادفي در طول تاريخ درس‌هايي به ما آموخته اند که گاه بدون طرح پرسشي ترجيح مي دهيم از آنها پيروي کنيم، اما يافته هاي جديد علم زمان‌روان‌زيست شناسي اکنون فرصتي فراهم کرده است که براي انجام هر فعاليتي به زمان وقوع آن نيز توجه کنيم. با اوج گرفتن صدمات و بلاياي طبيعي ناشي از گرمايش زمين، شايد زمان آن فرا رسيده که انسان براي به حداقل رساندن آسيب هاي زيست محيطي، به ريتم‌هاي جهان پيرامون خود بيشتر گوش فرا دهد. اکنون يافته هاي نوين علمي به آهستگي اين امکان را براي بشر فراهم مي کنند که با رمز گشايي از راز پيچيدگي‌هاي جهان، خود را با نواي طبيعت همخوان کند. منبع : B   B   C ]]> فیزیک Fri, 01 Oct 2010 16:22:26 GMT http://migna.ir/vdch.xnzt23nk6ftd2.html