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.

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت

 

سيري انتقادي در برهان نظم

 

مساله ي وجود خدا از همان آغاز از مسائل اساسي فلسفه در تبيين شرايط پيدايش خداوند بوده است.

از اين رو بسياري از فلاسفه به منظور اثبات وجود خداوند به اقامه ي براهيني پرداختند كه در نماي كلي

به چهار دسته ي عمده ي براهين وجودي، اخلاقي،غايت شناختي و جهان شناختي تقسيم مي شود.

هم اكنون به بررسي براهين غايت شناختي مي پردازيم و سپس نقدهاي ارائه شده براي آنها را تشريح

 مي كنيم.

در حالت كلي پرداختن به براهين غايت شناختي با مطالعه ي نظم و هماهنگي موجود در جهان صورت

مي پذيرد. از اينرو مي توان آنها را در دسته ي براهين لمي طبقه بندي كرد.

برهان ويليام پيلي :

يكي از ساده ترين صورتهاي براهين غايت شناختي توسط ويليام پيلي معاون اسقف كارليسل عرضه

شده است. پيلي با استفاده از مثال ساعت به تشريح برهان خود مي پردازد. او مي پرسد اگر ساعتي

را در بيابان ببينيد در مورد آن چه فكري مي كنيد؟ مسلما هيچوقت فكر شما به اين سمت سوق پيدا

نمي كند كه به طور اتفاقي اين ساعت در بيابان و با كمك پديده هاي طبيعي ساخته شده است. بلكه

تصور مي كنيد اين ساعت با اين نظم و هماهنگي بين اعضايش بايد صانعي آگاه و مدبر داشته باشد.

زيرا عوامل طبيعي داراي خصيصه و ابزار مناسبي براي ايجاد اين تدبير نيستند. مهمترين عاملي كه وجود

صانع را تاييد مي كند وجود هدف و غايت به خصوصي ( نمايش زمان ) براي اين شئ است كه تعيين آن

تنها از عهده ي شعوري آگاه بر مي آيد و امكان شكل گيري تصادفي اين ساعت را منتفي مي كند. بدين

سبب حتي اگر هماهنگي و نظم موجود در شئ تصادفي و وابسته به خصائل ذاتي طبيعت باشد

غايتمندي آن تنها مي تواند معلول شعوري مدبر باشد. بنابراين هماهنگي اي كه غايتمند باشد دلالت بر

وجود ناظمي آگاه دارد و اين هماهنگي متناسب با نوع و ميزان آگاهي و تدبير ناظم است. در نتيجه نظم

 گسترده تر حاكي از وجود ناظم آگاه تر است. با توجه به اين دانسته ها پيلي به اقامه ي برهاني

مي پردازد:

1- هر نظمي (هماهنگي غايتمندي ) دال بر وجود ناظمي است و نظم گسترده تر حاكي از وجود ناظم

بزرگتر است.

2- با توجه و دقت به ساختار اجزاي عالم به اين نتيجه مي رسيم كه نظمي بس عظيم و سترگ در

عالم موجوداست.

3- بنابراين وجود عالم حاكي از وجود ناظم بزرگي است.

انتقاد ميل از برهان پيلي :

جان استوارت ميل، فيلسوف شهير انگليسي پس از بررسي برهان پيلي به طرح انتقادي به منظور

اصلاح آن پرداخت. او با تاكيد بر اين امر كه برهان پيلي مبتني بر روش تمثيل است انتقاد خود را مطرح

كرد. وي معتقد است استفاده از روش تمثيل تنها در شرايطي مقدور است كه بتوان از منظر موضوع

مورد بحث شباهتي اساسي بين مثال مطرح شده و شئ مورد بررسي پيدا كرد و اگر شباهت اساسي

 و مبتني بر موضوع مورد بحث يافت نشود كارآمد نخواهد بود. نظر ميل اين است كه در برهان پيلي اين

شباهت اساسي ميان ساختار عالم و اشياء مورد بررسي مانند ساعت مصداق پيدا نمي كند. او اين

عدم شباهت را در نوع تجربه اي مي داند كه ما از عالم و اشياي مثال زده شده ( در اينجا ساعت )

داريم. در نگاه ميل تجربه ي ما نسبت به ساعت و ديگر ابزار و مصنوعات انسان ساز پيشيني است اما

مسلما ما چنين تجربه اي نسبت به عالم نداريم. مقصود از تجربه ي پيشيني حافظه ي ما درباره ي

منشا شئ مورد نظر است. مثلا ما به خوبي مي دانيم كه ساعت شئي انسان ساز است زيرا واجد اين

تجربه هستيم كه هميشه ساعتها بدست انسان ساخته شده اند و هيچ وقت خلاف اين مشاهده يا

گزارش نشده است. بنابراين ذهن ما به روش استقراء و با تكيه بر تجربيات قبلي نتيجه مي گيرد كه

ساعت شئي انسان ساز است و اين مي تواند ناشي از نظم ذاتي موجود در ساعت نباشد و فقط

تجربه ي پيشينيمان ما را به اين نتيجه برساند. اما ما هيچوقت ناظر پيدايش جهان نبوده ايم كه چنين

تجربه ي پيشيني اي داشته باشيم. در نتيجه دليل وجود ندارد كه بر مبناي آن نتيجه بگيريم در جهان

نوعي نظم ذاتي غايتمند وجود دارد كه مصنوع شعور آگاه و مدبر است. بنابراين در ديدگاه ميل اين عدم

مشابهت ضعف بزرگي در برهان پيلي به حساب مي آيد. اما بايد دانست كه هدف ميل اصلاح برهان پيل

بوده است، نه رد برهان غايت شناختي در تعريف عام آن. در حقيقت ميل با اين كه به تقلا به منظور رد

روش تمثيل در ارائه ي برهان غايت شناختي مي پردازد اما به صورت استقرائي برهان غايت شناختي

پايبند است. وي مي پذيرد كه احتمال شكل گيري تصادفي عالم بعيد است و اين هماهنگي و دقت

موجود در پديده ها بايد هدفمند باشد. تفاوت اساسي ميل با ديگر پردازندگان براهين غايت شناختي

اين است كه وي دليلي براي قائل شدن به علت فاعلي براي پديده هاي عالم نمي بيند و احتمال قائم

به ذات بودن پديده ها را منتفي نمي شمارد در حالي كه از پيلي تا ميل فيلسوفان وجود علت غايي را

متضمن وجود علت فاعلي قائم به غير مي دانستند. در عين حال همانطور كه گفته شد ميل با ساير

فلاسفه در قائل شدن به علت غايي مشترك است و نظريه ي شكل گيري تصادفي عالم را منتفي مي

داند.

رديه ي تكاملي راسل :

برتراند راسل پس از انتقاد ميل از برهان غايت شناختي پيلي كه مبتني بر روش تمثيل بود به طرح

انتقاد جامع تري از برهان غايت شناختي پرداخت كه مبتني بر نظر ميل درباره ي عدم ارتباط تضميني

ميان علت غايي و فاعلي بود. از لحاظ روش شناختي اين نظريه صورت تعميم يافته ي نظريه ي انتخاب

طبيعي يا بقاء اصلح داروين، زيست شناس و طبيعي دان مشهور است. بر اساس اين نظريه زيست

شناختي تكامل عالم اصلي پيدايش گونه هاي زنده است. داروين علت و عامل شكل گيري اين تكامل را

انتخاب طبيعي ناميد و علت اين نامگذاري اين است كه تنازع بقاء در اثر هماهنگي ميان طبيعت و گونه

هاي زنده حادث مي شود و همين هماهنگي ميان طبيعت و گونه هاست كه سبب پيدايش زيست

بومها مي شود و امكان زندگي همه نوع گونه اي را در محيط طبيعي مشخص سلب مي كند. تنها گونه

هايي مي توانند در محيط طبيعي مشخص زندگي كنند كه ساختار ارگانيكشان با مشخصات و ويژگي

هاي آن محيط طبيعي هماهنگ باشد در غير اين صورت انقراض گونه ي مورد نظر را در پي خواهد

داشت. از آنجايي كه امكان تغييرات ارگانيك براي همه ي گونه ها وجود ندارد تنها گونه هايي كه داراي

ويژگي هاي منحصر به فرد باشند مي توانند به حيات ادامه دهند و بقيه ي گونه ها از بين مي روند.

داروين براي اثبات اين ادعاي خويش ما را به حقيقتي متوجه مي كند. روشن است كه از تعداد بي شمار

تخمي كه وارد طبيعت ميشود تنها تعداد معدودي از آنها سر از تخم بيرون مي آورند و امكان رشد آنها

فراهم مي شود. بقيه در اثر عوامل طبيعي از بين مي روند. مسلم است كه از آن تعداد بيشمار جنين

تنها آنهايي كه ويژگي هاي منحصر به فردي دارند مي توانند رشد كنند و به حيات ادامه دهند و اين خود

موجب مي شود كه گونه هايي با خصائل جديد جايگزين گونه هايي با خصائل پست تر شوند كه راحتتر

با طبيعت سازگار مي شوند. در اثر استمرار اين روند سيستماتيك تكامل انواع شكل مي گيرد. مهم ترين

نتيجه اي كه از اين نظريه حاصل مي شود اين است كه :

طبيعت مي تواند بدون نياز به هيچگونه عامل خارجي و به صورت خودجوش تغييرات را شكل دهد، و اين

تغييرات تنها در اثر كنش و واكنش اجزاي خود طبيعت تحقق مي يابد و به عبارت دقيق تر برخوردها و

كنشهاي موجود بين اجزاي طبيعت هر لحظه هماهنگي و سازش بين آنها را افزايش مي دهد. راسل

تلاش مي كند تا اين نظريه را به كل عالم تعميم دهد و يك انتخاب طبيعي كلي و فراتر از جهان ارگانيك

زنده ارائه كند. وي معتقد است در همه ي شرايط در اثر برخورد و جدال اجزاي طبيعت عناصر و جواهري

كه نمي توانند خود را با ظرايط وفق دهند نابود شده و به عناصر هماهنگتر بدل مي شوند ويا توسط

عناصر هماهنگ تر جايگزين مي شوند و اين نتيجه ي مسلم كنشهاي بين اجزاست. در حالت كلي در

يك مجموعه تمامي اجزا در برخورد با يكديگر به طور تدريجي هماهنگتر مي شوند و اگر اينگونه نباشد

مجموعه از هم مي پاشد زيرا ديگر كنشي وجود نخواهد داشت و تا وقتي كنش و برخورد ميان اجزا

وجود داشته باشد، همانطور كه گفته شد عناصري كه توان سازگاري را نداشته باشند از تغيير كرده و يا

توسط عناصر سازگارتر جايگزين مي شوند و اين خود موجب تكامل مي شود.

بنابراين راسل معتقد است تكامل و هماهنگي خصيصه ي ذاتي هر مجموعه است و بنابراين نيازي به

قائل شدن به علت فاعلي خارجي نيست و غايتمندي پديده ها هم به واسطه ي همين خصيصه ي

ذاتي توجيه پذير است.

روشن است كه نظريه ي راسل امكان صحت برهان غايتمندي را رد نمي كند بلكه تنها درستي آن را

محتمل مي شمارد. زيرا هيچ دليل منطقي اي وجود ندارد كه تدبير و طرح قبلي براي تكامل و شكل گيري

جهان وجود نداشته باشد و تكامل خود ناشي از اين تدبير نباشد و يا حتي انتخاب طبيعي و تدبير ( طرح

قبلي ) هر دو در موازات يكديگر در پيدايش و تكامل جهان نقش نداشته باشند.

نظريه ي شكاكانه ي هيوم :

چيزي كه بايد مورد توجه قرار بگيرد اهميت كثير اصل عليت در برهان غايت شناختي است. اين برهان با

اتكا به اصل عليت از نظم موجود در پديده ها به وجود ناظم پي مي برد. به عبارت ديگر عامل اساسي

پيوند ميان شعور و پديده هاي مادي، رابطه ي علي موجود بين نظم و ناظم است.

اكثر فلاسفه اي كه به بررسي براهين غايت شناختي پرداختند به وجود اين رابطه ي علي قائل بودند اما

 برخي تفاوت آنها در اين بود كه برخي تاكيد داشتند كه اين نظم تنها مي تواند معلول مدبري آگاه باشد

و برخي ديگر از جمله راسل معتقد بودند كه علت فاعلي نظم پديده ها قائم به ذات است. بنابراين تمام

اين فلاسفه در دو دسته ي عمده تقسيم بندي مي شوند: آنهايي كه علت فاعلي نظم را قائم به غير

مي دانند و آنهايي كه علت فاعلي نظم را قائم به ذات مي دانند. ولي همانطور كه گفته شد همه ي

 آنها داراي وجه مشتركي هستند و آن اين است كه همگي قائل به وجود رابطه ي علي بين نظم و ناظم

هستند. برخي اين رابطه ي علي را با توجه به تكامل ذاتي و برخي ديگر با نظريه ي تدبير توجيه مي

كنند.

اما ديويد هيوم، فيلسوف تجربه گراي انگليسي با روش شكاكيت اصل عليت را مورد ترديد قرار داد. وي

اصل عليت را به يك گزاره ي احتمال ناشي از استقراء تقليل داده و قطعيت آن را رد كرد.

هيوم و بقيه ي فلاسفه ي تجربه گرا محدوده ي شناخت را به دو قسم شناخت منطقي و تجربي

تقسيم كردند. شناخت به اعتبار تحقيق پذيري از هر قسمي كه باشد به واسطه ي دو نوع گزاره

( جملات خبري يا حملي ) صورت مي پذيرد. شناخت منطقي توسط گزاره هاي تحليلي و شناخت

تجربي توسط گزاره هاي تاليفي ماتاخر حاصل مي شود. از منظر هيوم اصل عليت شامل هيچ يك از

گونه هاي شناخت نمي شود و به همين دليل ترديد پذير است. هم اكنون به تشريح برهان وي مي

پردازيم. اما ابتدا بايد گزاره هاي تحليلي و تاليفي ماتاخر را تعريف كنيم.

گزاره هاي تحليلي، گزاره هاي هستند كه استلزام منطقي يا همانگو هستند. مانند گزاره ي " هر

معلولي علتي دارد ". اين گزاره يك گزاره ي همانگو است زيرا مفهوم علت در معلول نهفته است و مي

توان گزاره را به صورت ديگري مانند " هر چيزي كه علتي دارد، علتي دارد " بازنويسي كرد. ( زيرا " هر

چيزي كه علتي دارد " تعريف معلول است و مي تواند به جاي آن جايگزين شود. ) مسلما اينگونه

گزاره ها همواره صدق مي كنند زيرا در غير اين صورت دچار تناقض خواهند شد. در نتيجه اين گزاره ها

كذب بردار نيستند و براي مثال ما هيچوقت نمي توانيم بگوييم " هر معلولي علتي ندارد " زيرا در اين

صورت بازنويسي گزاره ي ذكر شده به صورت " هر چيزي كه علتي دارد، علتي ندارد " مي شود كه

آشكارا تناقض منطقي است. هيوم معتقد است كه اصل عليت به هيچ وجه نمي تواند به اين دسته

گزاره ها تعلق داشته باشد. جوهره ي اصل عليت در گزاره ي " هر پديده اي علتي دارد " تبيين

مي شود كه مسلما تحليل نيست زيرا مفهوم علت در پديده نهفته نيست و در تعريف پديده ها مفهوم

عليت گنجانده نشده است مگر آنكه پديده را معلول فرض كنيم كه چنين فرضي بي دليل و بيجاست.

اما آيا اصل عليت به عنوان يك گزاره ي تاليفي ماتاخر قابل طرح است؟ بگذاريد اول گزاره ي تاليفي ما

تاخر را تعريف كنيم. گزاره هايي كه در تعريف موضوع آنها مفهوم محمول موجود نيست را گزاره ي تاليفي

مي ناميم. مثلا گزاره ي " اين گل سرخ است " يك گزاره ي تاليفي است زيرا در آن مفهوم سرخ در تعريف

 گل گنجانده نشده است و ما از طريق مشاهده به ارتباط آنها پي برديم و مفهوم " سرخ " را به گل

مشاهده شده نسبت داديم. و به عبارت ساده تر مفهوم " اين گل " و " سرخ " را با هم تاليف ( تركيب )

كرديم. اما اينگونه احكام چگونه صادر مي شوند؟ پاسخ هيوم اين است كه احكام تاليفي به توسط دو

ابزار ابراز مي شوند و بر اساس نوع صدورشان به دو دسته ي ماتاخر و ماتقدم تقسيم مي شوند. احكام

تاليفي ماتقدم توسط عقل صادر مي شوند و از آنجايي كه پيش از تجربه صادر مي شوند و به اصطلاح

نسبت به تجربه ماتقدم هستند صدق و كذب آنها قابل طرح نيست. زيرا تطابق آنها با واقعيت و تعيين

صدق و كذب آنها در گرو تجربه و مشاهده است. از اينرو تنها در صورتي ما نسبت به صادق يا كاذب بودن

حكم خود مي توانيم اطمينان حاصل كنيم كه شناخت ما مبتني بر تجربه و به اصطلاح ماتاخر باشد.

سپس هيوم به بررسي ارتباط مشاهده ( تجربه ) و احكام تاليفي ماتاخر مي پردازد. اين مطالعه از

جهت تاثير گسترده اي كه بر فلسفه ي علم قرن بيستم گذاشت از اهميت به سزايي برخوردار است.

هيوم معتقد است كه تقريبا تمامي قوانين و نظريه هاي علمي متشكل از احكام تاليفي هستند و براي

اينكه صدق و كذب ردار و يا به اصطلاح تحقيق پذير باشند بايد ماتاخر و ناشي از تجربه باشند. اما طي

چه فرآيندي مشاهدات و تجربيات به پارادايم هاي علمي تبديل مي شوند و تشكيل نظريه ها را مي

دهند؟ هيوم روش استقراء را مبناي شكل گيري تمامي نظريه هاي علمي مي داند. او معتقد است

مبناي تمامي آزمايشات علمي آزمون و خطاست. بنابراين با افزايش تعداد آزمايشات بررسي ما دقيق

تر مي گردد اما هيچگاه به يقين نمي رسد. زيرا اگر آتش صد بار در اثر حرارت پديدار شد دليلي نداريم

كه قطعا دفعه ي صد و يكم هم همين اتفاق بيافتد و ممكن است بدون تاثير حرارت پديدار شود. ما با هر

بار مشاهده ي اينكه آتش از حرارت بر مي خيزد تنها مي توانيم با اطمينان خاطر بيشتري بگوييم كه

آتش هميشه از حرارت بر مي خيزد . اما هيچگاه نمي توانيم به يقين برسيم. زيرا در استدلال

استقرائي از آنجايي كه هيچگاه مجموعه آزمايشات ما نمي تواند مجموعه ي كل را در بر گيرد ( زيرا

هميشه احتمال وقوع دوباره ي حادثه ي مورد مشاهده وجود دارد و هيچگونه محدوديتي در تعداد وقوع

حادثه وجود ندارد ) هميشه نتيجه ي ما محتمل خواهد بود نه يقيني زيرا هميشه احتمال دارد مشاهده

اي خلاف نتيجه ي ما صورت پذيرد. بنابراين قوانين علمي همگي تنها توابع استقرائي محتملي هستند

كه هيچگاه كاملا اثبات نمي شوند بلكه تنها در هر بار آزمايش به يقين نزديكتر مي شويم اما هرگز

كاملا به آن نمي رسيم.

از ديدگاه هيوم اين برهان در مورد اصل عليت نيز صدق مي كند. زيرا حكم ما درباره ي وجود رابطه ي

علي ميان دو پديده، خود نوعي نظريه است. وقتي گفته مي شود " حرارت علت پيدايش آتش است.

 " اين حكم ما از آنجايي كه تاليفي ماتاخر است به روش استقراء اثبات مي شود. اما از آنجا كه اين

روش به دلايل ذكر شده نتيجه ي يقيني بدست نمي دهد، پس حكم ما محتمل خواهد بود.

بنابراين احتمال دارد كه اين دو پديده كاملا مجزا از هم ولي در يك زمان بوقوع پيوسته باشند و چون ما

به كرات آن دو را همگام با هم تجربه كرده ايم به اشتباه حكم مي كنيم كه اين دو با يكديگر رابطه ي

علي دارند. هيوم با اين استدلال قصد دارد نشان دهد كه دو پديده مي توانند بطور كاملا تصادفي در يك

زمان و مكان به وقوع بپيوندند بگونه اي كه ذهن ما را به خطا بياندازد كه بين اين دو پديده رابطه ي علي

وجود دارد. بنابراين در نگاه هيوم تصادف همواره احتمالي است كه نبايد از ذهن ما دور افكنده شود.

هيوم با استفاده از اين نتيجه به اقامه ي استدلالي براي رد برهان غايت شناختي مي پردازد.

1- چيزي كه مسلم است اين است كه هر پديده ي منظمي مي تواند حاصل تدبير و طرح قبلي يا

حاصل تصادف باشد و نمي تواند از اين دو حالت خارج باشد.

2- كاملا امكان دارد كه پديده ي منظم حاصل تصادف و اتفاق باشد. ( به دلايلي كه ذكر كرديم )

3- بنابراين ممكن است نظم موجود در جهان فعلي ما تنها حاصل تصادف و اتفاق باشد.

هيوم معتقد است كه در شرايطي كه شانس و تصادف عامل شكل گيري جهان باشد اراده ي آزاد

دخالت كرده و امكان وقوع هر تركيبي را در اجزاي جهان مي دهد. اما چگونه هر تركيبي مي تواند بقاء

داشته باشد؟ پاسخ هيوم اين است كه تركيباتي كه با يكديگر تطابق داشته باشند مي توانند تشكيل

يك مجموعه را بدهند و تركيباتي كه توان تطابق را ندارند، يا در سيستم ديگري سامان مي يابند و يا

تغيير ماهيت مي دهند.

نظريه ي اتفاق و تصادف در ساختار عالم تا قرن بيستم كمتر مورد توجه فلاسفه و دانشمندان قرار مي

گرفت. تمامي علوم تجربي از فيزيك گرفته تا زيست شناسي به قاعده ي جباريت در ساختمان

سيستمهاي مادي قائل بودند. داروين تكامل را حاصل تطابق اجباري گونه ها با طبيعت مي دانست.

لاپلاس معتقد بود با توجه به قوانين مكانيك نيوتني فيزيكدانان قادر خواهند بود آينده را بطور دقيق و

اجتناب ناپذيري توصيف و پيش بيني كنند زيرا ماده همواره از يك سلسله ي علت و معلولي تبعيت مي

كند كه توسط مكانيك نيوتني قابل توصيف است.

بزرگترين رخداد علمي اي كه قاعده ي جباريت را در علم مورد ترديد قرار داد، ارائه ي اصل عدم قطعيت

وسط ورنر هايزنبرگ، فيزيكدان آلماني بود.

پس از آنكه در قرن بيستم خاصيت موجي – ذره اي نور توسط ماكس پلانك اثبات گرديد و مدل كوانتومي

اتم توسط ايروين شرودينگر ارائه گرديد، هايزنبرگ بر مبناي معادلات پل ديراك كه از تركيب معادلات

نسبيت خاص انيشتين و معادله ي شرودينگر بدست آمده بود، به طراحي اصل عدم قطعيت پرداخت.

معادلات اين اصل به محاسبه ي ميزان آشفتگي در اندازه گيري مختصه هاي اصلي ذرات بنيادي از قبيل

سرعت، مكان و طول موج مي پردازد.

بر مبناي اين اصل ما حتي با كمك دقيق ترين ميكروسكوپهاي الكتروني هم نمي توانيم مكان و سرعت

ذره را همزمان حساب كنيم. براي اينكه مكان يك ذره را بيابيم و آن را رديابي كنيم ابتدا بايد به آن نور

بتابانيم. دقت مكان يابي ذرات با عكس طول موج نور تابانده شده متناسب است، يعني هر چه طول

موج نور تابانده شده كمتر باشد مكان با دقت بيشتري اندازه گيري ميشود. حال آنكه با كاهش طول

موج، انرژي نور تابانده شده بيشتر مي شود و سرعت ذره را بيشتر آشفته مي كند. بنابراين هر چه

دقت اندازه گيري مكان بيشتر باشد دقت اندازه گيري سرعت كاهش مي يابد و هر چه دقت اندازه گري

سرعت افزايش يابد مكان يابي كم دقت تر مي شود. بنابراين ما هيچگاه نمي توانيم موقعيت دقيق يك

ذره را شناسايي كنيم و هميشه درصدي عدم قطعيت در موقعيت ذره وجود خواهد داشت حتي وقتي

دستگاه اندازه گيري ما بسيار دقيق باشد. مسلما اگر اطلاعات ما از موقعيت كنوني ذره دقيق نباشد به

همان نسبت پيش بيني ما از موقعيت آينده ي ذره نيز دقيق نخواهد بود.

ايروين رودينگر، فيزيكدان بزرگ اتريشي نيز براي نشان دادن نتايج عملي اصل عدم قطعيت به طراحي

معمايي پرداخت كه در علم فيزيك به معماي " گربه ي شرودينگر " مشهور شد. طبق اين معما، ما

محفظه اي در اختيار داريم كه در داخل آن گربه اي قرار دارد و روي جداره ي بيروني آن يك

آشكارسازحساس امواج راديواكتيو قرار دارد و هنگامي كه آشكارساز موجي را دريافت كند محفظه ي

گار سمي موجود در ظرف باز شده و گربه مي ميرد. پرسش نهايي اين معما اين است كه آيا هم اكنون

گربه زنده است يا خير؟ اطمينان ما در جواب به اين پرسش در چه حد است؟ برمبناي اصل عدم قطعيت

ما با هيچ يقيني نمي توانيم به اين سوال پاسخ دهيم زيرا نمي توان با يقين كامل از وضعيت تك تك

اتمهاي در حال فروپاشي سخن گفت. هايزنرگ معتقد است وقتي كه امكان پيش بيني دقيق آينده غير

ممكن باشد توجيه هرگونه رابطه ي علي ميان پديده ها غير ممكن خواهد بود. وي رابطه ي علي را در

يك گزاره ي شرطي اينگونه تبيين مي كند: " اگر حال را دقيقا بدانيم، آينده را مي توانيم پيش بيني

كنيم. " به عبارت كامل تر، كشف رابطه ي علي ميان دو موقعيت گوناگون تنها از راه شناخت موقعيت

فعلي و دامنه ي تغييرات مشخصات فيزيكي امكان پذير خواهند بود و اين در حالي است كه شناخت

ما از موقعيت و دامنه ي تغييرات مشخصات فيزيكي ذرات در هاله اي از عدم قطعيت فرو رفته است.

وي در اين باره مي گويد: " با توجه به ارتباط نزديك بين سرشت آماري نظريه ي كوانتوم و عدم دقت

تمامي ادراكات ممكن است پيشنهاد شود كه در پس جهان آماري ادراك، يك جهان واقعي قرار دارد كه

محكوم به عليت است. اين به نظر ما خيال پردازي است و ما اين را بطور صريح مي گوييم كه بي فايده

و بي معني است. زيرا فيزيك بايد خودش را محدود به توصيف همبستگي مشاهدات بنمايد. در واقع

وضعيت واقعي را مي توان بصورت زير بيان كرد چون تمامي آزمايشها محكوم قوانين مكانيك كوانتومي

هستند. پس نتيجه مي گيريم كه مكانيك كوانتومي انهدام نهايي عليت را تثبيت مي كند. "

اما مسلم است كه در دستگاههاي كوانتومي پيچيده تر از جمله مجموعه ي چندين اتم درجه ي

قطعيت بيشتر مي شود و معادله ي شرودينگر درجه ي احتمال بيشتري را نسبت به ذرات منفرد نشان

مي دهد. درست همانگونه كه ما با اطمينان نسبي مي گوييم امروز نود درصد مردم به خارج از منزل

مي روند. اما نمي توانيم با اطمينان بگوييم امروز فلان شخص از منزل بيرون مي رود. نتيجه ي منطقي

اين امر اين است كه هر سيستمي داراي درجه اي از قطعيت است و اين قطعيت با افزايش گستره ي

سيستم و پيچيده تر شدن آن افزايش مي يابد. اين قطعيت نسبي دامنه ي حركات و تغييرات موقعيت

فيزيكي سيستم را محدود مي كند. بنابراين مي توان گفت در هر سيستمي درجه اي از موجبيت

( اجبار ) وجود دارد. اما از آنجايي كه همواره عدم قطعيت در هر سيستمي حكمفرما است درجه اي

از عدم موجبيت نيز قابل درك است. برتراند راسل در تاييد اين مدعا در كتاب " تحليل ماده " مي گويد:

 " تا آنجايي كه نظريه ي كوانتوم در زمان حال مي تواند بگويد، اتمها نيز ممكن است اراده ي آزاد داشته

باشند. اما محدود به يكي از چندين انتخاب باشند. " همچنين كامپتون در كتاب " آزادي انسان "

مي نويسد: " ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي بر عليه آزادي انسان بكار

ببريم. "

پل ديراك ، فيزيكدان برجسته ي دانشگاه كمبريج با بياني معتدل تر دركتاب مشهور " مكانيك كوانتومي "

خود مي نويسد: " عليت فقط در مورد سيستمي كه مختل نشده است، حكم فرماست. اگر سيستمي

كوچك باشد ما نمي توانيم آن را مشاهده كنيم مگر آنكه اختلالي جدي ايجاد كنيم و بنابراين

نمي توانيم انتظار داشته باشيم كه رابطه ي علي بين مشاهداتمان بيابيم. عليت هنوز در مورد

سيستمهاي غير مختل فرض مي شود. "

نقد نظريه ي شكاكانه ي هيوم در رابطه با عليت:

همان طور كه گفته شد نظريه ي عدم قطعيت هايزنبرگ جدلهاي فلسفي بسياري را در رابطه با عينيت

رابطه ي علي در بين فلاسفه و فيزيكدانهاي جهان برانگيخت. بايد توجه داشته باشيم كه اولين نتيجه ي

پوزيتيويستي اصل عدم قطعيت بي معنا بودن مفهوم عليت است و نه غلط بودن آن. مهمترين انتقادي

كه منتقدين، از نظر هايزنبرگ در رابطه با عليت مي كنند اين است كه معتقدند، هايزنبرگ در اثر اختلاط

وجه معرفت شناختي و وجه عيني اصل عليت، تعريف غلطي از مفهوم عليت بدست مي دهد. بين

مفهوم موجبيت علي و قابليت پيش بيني تفاوت بزرگي وجود دارد كه هايزنبرگ آن را در نظر نمي گيرد.

وجود موجبيت علي براي پيش بيني امري الزامي است اما كافي نيست. قابليت پيش بيني علاوه بر

موجبيت علي وابسته به وجود معرفت نظري كافي از شرايطي كه در آن رابطه ي علي تحقق مييابد نيز

هست. در نتيجه امكان دارد كه موجبيت علي برقرار باشد و قابليت پيش بيني مقدور نباشد. اشتباه

هايزنبرگ اين بود كه اين امكان را ناديده گرفت، و اين امر در تعريفي كه وي از مفعوم عليت بدست

مي دهد كاملا مشهود است. وي گفت: " اگر حال را دقيقا بدانيم مي توانيم آينده را پيش بيني كنيم ".

همواره احتمال دارد كه در جهان ميكروسكوپيك درون اتم هم عليت برقرار باشد اما ما بدليل ضعف

معرفت شاختي خود نتوانيم اين روابط علي را استنتاج و ادراك كنيم. اين مي تواند ناشي از محدوديتهاي

يا نظري نظام معرفتي ما باشد. زيرا عامل پيدايش عدم قطعيت در تعيين موقعيت ذرات ايجاد آشفتگي

در دستگاه كوانتومي مورد نظر بواسطه ي مشاهده گرها صورت مي گيرد. به اين معنا مشاهده گرهاي

فيزيكي دانشمندان، خود محدوديتهاي تجربي را شكل مي دهد. محدوديتهاي نظري فاكتور ديگري است

كه از ضعف نظام معرفت شناختي ما ناشي مي شود. مدلهاي اتمي همگي گزاره هاي تعميم يافته اي

هستند كه از تعدادي مشاهدات جزئي ناشي مي شوند. در نتيجه مدل سازي، از لحاظ تجربي يقيني

 نيست بلكه دستگاهمندي نظامهاي فيزيك نظري بيشتر از امور انتزاعي ناشي مي شود تا از امور

تجربي. هايزنبرگ در اين باره مي گويد: " اتم در فيزيك مدرن، بسيار انتزاعي تر از اتم اتميستهاي يونان

است. " از اينجا مي توانيم نتيجه بگيريم كه شايد با رفع محدوديتهاي تجربي و نظري ما بتوانيم تحليلي

از روابط علي در جهان ميكروسكوپيك ارائه كنيم و اگر روابط اصل عدم قطعيت هايزنبرگ مطلق پنداشته

شود، جزم انديشي خواهد بود. انيشتين در اين باره مي گويد: " من فكر نمي كنم كه چنين نظريه اي

 ( مكانيك كوانتوم ) ماندني باشد. "

انيشتين يكي از فلاسفه اي بود كه شديدا با هايزنبرگ در اين باره مخالفت مي ورزيد. وي در رد نظريه ي

هايزنبرگ مبني بر طرد موجبيت علي مي گويد: " با وجود اين من نمي توانم قبول كنم كه خداوند تاس

مي اندازد. "

با تمام اينها هايزنبرگ مفهوم عليت را با يك برهان كوتاه مبتني بر رويكرد امپريسيستي ( تجربه انگارانه )

 طرد مي كند:

1- امكانات و دانش فعلي ما چه در بعد نظري و چه در بعد آزمايشگاهي قادر به كشف روابط علي در

جهان ميكروسكوپيك نيست.

2- شناخت ما تنها در بازه اي كه تجربه به آن تعلق مي يابد ( احكام تاليفي ماتاخر ) داراي معنا است.

و در خارج از محدوده ي شناخت تجربي، احكام ما بي معني هستند.

3- بنابراين عليت لااقل در جهان ميكروسكوپيك با توجه به دانش امروزين فاقد معناست.

يكي ديگر از نقدهاي مهمي كه نظريات تجربه باورانه ي هيوم و هايزنبرگ درباره ي عليت را هدف خود

قرار مي دهد، برخلاف تجربه باوران دامنه ي شناخت حقيقت را از شناخت تجربي فراتر مي داند و عليت

را بمثابه ي قانوني عقلي اثبات مي كند. هم اكنون به بررسي چند نقد اساسي كه توسط علامه

محمدتقي جعفري به نظريات هيوم وارد است مي پردازيم:

ايراد 1 ) انتقاد اول بيان مي كند كه قاعده ي شناخت استقرائي هيوم خدشه اي به اصل عليت وارد

نمي كند. زيرا كاملا امكان دارد كه علتي كه معلولي را ايجاد كرده، در شرايط ديگر معلولي ديگر را ايجاد

كند زيرا ماهيت علت تامه ( كافيه ) در دو موقعيت تفاوت كرده است. پس اگر حرارت در شرايطي ايجاد

آتش كرده است ممكن است در شرايطي اين كار را نكند زيرا علل تامه در حالت اول برقرار شده اما در

حالت دوم برقرار نشده است. در نتيجه همواره امكان اين وجود دارد كه يك علت هميشه يك معلول

مشخص صادر نكند و وجود چنين امكاني نمي تواند دليل مناسبي براي طرد عليت باشد. براي مثال

اينكه همواره محتمل است كه حرارت و اكسيژن و ماده ي سوختني ايجاد آتش نكند، دليل موجهي براي

مورد ترديد قرار دادن عليت نيست.

پاسخ 1 ) اگر در برهان هيوم كمي دقت كنيم متوجه مي شويم كه مقصود هيوم از علت، همان علت

كافيه است. ديگر اينكه از نظر هيوم نمي توان اثبات كرد كه پديده ها معلول به حساب مي آيند كه علل

آنها بخواهد در شرايط مختلف پديده هاي متفاوتي را ايجاد نمايد. در ايراد وارد شده عليت مستقل از

تجربه فرض شده است. حال آنكه از نظر هيوم دانش خارج از تجربه تنها در شرايطي عينيت دارد كه

استلزام منطقي باشد كه در اين مورد اينگونه نيست.

ايراد 2 ) اشكال دومي كه به نظريه ي هيوم گرفته شده اين است كه اگر تئوري او درست باشد هر پديده

اي مي تواند هر پديده اي را شكل دهد. زيرا اولين خصيصه ي موجبيت علي اين است كه معلول خود را

مجبور به داشتن وضعيت و انجام رفتاري خاص مي كند و اين يعني معلول بايد ماهيت بخصوصي داشته

باشد. ( زيرا از هر علتي در يك موقعيت خاص تنها مي تواند يك معلول خاص از خود بروز دهد. ) حال آنكه

اگر عليت نفي شود اين محدوديت و جبر منتفي خواهد شد و امكان صدور هر پديده اي از پديده اي ديگر

ممكن است. در صورتي كه عملا چنين اتفاقي نمي افتد و محال است چنين اتفاقي بيافتد.

پاسخ 2 ) مساله ي اصلي اينجاست كه هيوم استلزام علت كافيه را زير سوال مي برد، نه اينكه امكان

كنار هم قرار گرفتن هر دو پديده اي را بدهد. اينكه اجباري در كنار هم قرار گرفتن دو پديده نيست نمي

تواند دليل موجهي باشد براي اينكه امكان كنار هم قرار گرفتن هر دو پديده ي دلخواهي است. دو پديده

براي اينكه بتوانند در كنار يكديگر قرار گيرند بايد تطابق ذاتي داشته باشند اما دليل ندارد كه بين آنها

رابطه ي علي و معلولي باشد. براي مثال اينكه دليلي ندارد كه هميشه آتش با حرارت همراه باشد،

دليل موجهي نيست براي اينكه آتش مي تواند با هر پديده اي همراه باشد. آتش هيچگاه نمي تواند با

سرما همراه باشد. اما اين دليل كافي اي نيست كه بتوانيم بر مبناي آن نتيجه بگيريم كه آتش هميشه

با گرما همراه است. ثانيا اگر جهان حاصل تصادف و احتمالات باشد، اين بدان معناست كه تمامي

اتفاقاتي كه در يك شرايط احتمال وقوع آنها هست ذاتا محتمل هستند. اما وقوع همه ي آنها ميسر

نيست چرا كه ما يك شرايط بيشتر نداريم. بنابراين در شرايط مشخص امكان وقوع هر كدام از اتفاقات

محتمل وجود دارد. اما دليل نداريم كه يك اتفاق، مدام در زمانها و مكانهاي مختلف مدام تكرار نشود

( زيرا همواره وقوع آن محتمل است. ) بنابراين احتمال دارد كه در جهان ما مجموعه اي از اتفاقات از روي

احتمال متداوما روي دهند و ما به اشتباه فكر كنيم كه تنها احتمال وقوع اين اتفاقات وجود دارد يا به

عبارت بهتر وقوع اين اتفاقات جبري است. مانند وقتي كه ما در اثر مشاهده ي متداوم همراه بودن آتش

با حرارت به اين نتيجه مي رسيم كه اين دو پديده با هم ملازمه دارند. در حالي كه از لحاظ منطقي

امكان دارد كه اين دو پديده متداوما بطور اتفاقي با هم همراه شده باشند و همواره اين احتمال وجود

دارد كه تحت همان شرايط يكي از اين پديده ها با پديده ي ديگري همراه شود. هر چند احتمال اينكه

بطور اتفاقي دو پديده متداوما با هم همراه شوند بسيار ضعيف است اما از لحاظ منطقي اين احتمال

معدوم نيست و نبايد بي جهت اين فرض كنار گذاشته شود. بنابراين مي توانيم نتيجه بگيريم كه

نظريه ي تصادف هيچ تناقضي با سازوكار جهان فعلي ما ندارد.

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت

 

فيزيك انرژي بالا

رشد صنعت و كيفيت زندگي جوامع در تمام ادوار تاريخ ، با چگونگي مصرف و توليد انرژي رابطه

مستقيمي ‌داشته است. از طرفي منابع انرژي همچون نفت ، زغال ‌سنگ و منابع انرژيهاي فسيلي

تجديد ناپذير هستند و سرانجام روزي به پايان خواهند رسيد. از طرف ديگر ، زندگي بشر با توليد انرژي

نسبت مستقيم دارد. بنابراين ادامه حيات در روي زمين ايجاب مي‌كند كه بايد به فكر منابع جديد و قابل

تجديد انرژي بود. نحوه توليد و استفاده از اين منابع جديد انرژي علم و دانش خاص خود را مي‌طلبد و

چون اغلب فرايندهاي مربوط به اين منابع جديد انرژي ، در علم فيزيك مورد مطالعه قرار مي‌گيرند، لذا در

علم فيزيك شاخه‌اي تحت عنوان فيزيك انرژي‌هاي بالا ايجاد شده است كه بطور مفصل ، مسائل

مربوط به اين منابع جديد را مورد بحث قرار مي‌دهد.

 

منابع جديد انرژي و كشورهاي در حال توسعه

منابع جديد انرژي كه قابل تجديد مي‌باشند، تقريبا بسيار متنوع و زياد هستند. انرژي باد ، بيوانرژي ،

انرژي امواج ، انرژي گراديان حرارتي درياها ، ژئوترمال ، انرژي فيوژن و انرژي آب چند نمونه از اين منابع

جديد انرژي هستند. البته لازم به ذكر است كه تمام اين منابع انرژي از زمانهاي قبل نيز وجود داشتند،

ولي رشد و توسعه علم و تكنولوژي بشر را قادر به مهار كردن اين انرژيها نموده است. در ميان منابع

فوق انرژي فيوژن و انرژي خورشيد جزو منابع غني انرژي هستند كه بشر در مهار كردن آنها با مشكلاتي

مواجه است.

البته شكي نيست كه به خاطر جوان بودن رشته فيزيك انرژي‌هاي بالا ، مشكلات تكنولوژي زيادي وجود

دارند كه بايد بر آنها غالب شد. در حال حاضر تقريبا چند كشور از ممالك در حال توسعه داراي تكنولوژي

استفاده از اين منابع هستند. جدا از تكنولوژي فيوژن ، بهره‌گيري از منابع جديد و قابل تجديد انرژي

احتياج به يك دقت نظر و برنامه‌ريزي دقيق دارد كه بايد از طرف متوليان امر انرژي در اين كشورها اعمال

شود.

غير متمركز بودن جمعيت در كشورهاي در حال توسعه يكي از مزاياي اين كشورها در استفاده از منابع

جديد و قابل تجديد انرژي است. چون قسمت اعظم جمعيت اين كشورها در روستاها و مناطق دور افتاده

زندگي مي‌كنند، جايي كه شبكه برق ‌رساني و حمل و نقل يا هنوز به آنها نرسيده و يا به صورت محدود

و ابتدايي در اين مناطق توسعه يافته است. همچنين اين كشورها در مراحل مختلف توسعه هستند و

لذا وقت كافي براي تشكيل نمونه مصرفي ، كه با منابع جديد و قابل تجديد انرژي هماهنگ باشد، را دارا

هستند.

مراحل استفاده از سيستمهاي خورشيدي

    * مرحله اول در استفاده از سيستمهاي خورشيدي ، مسائل تكنولوژيكي و علمي ‌است كه از مسائل

 اصلي و ضروري هستند كه بايد بيشتر مورد توجه قرار گيرند. در اين مرحله ، بر حسب نوع آب و هوا و

نوع ساختمان و شرايط محيطي راه حلهاي مختلفي ارائه مي‌گردد.

    * مرحله دوم تلفيق و هماهنگي اين سيستمها با سيستمهاي موجود است كه اين امر از جمله

مسائلي است كه بايد در شهرها مورد توجه قرار گيرد. معمولا يك طرح خورشيدي بهينه بايد حدود 60

تا 80 درصد از انرژي مصرفي خود را توسط خورشيد تامين كند و بقيه را توسط يك سيستم كمكي

بدست آورد.

طراحي يك سيستم خورشيدي براي تامين صد درصد انرژي تقريبا غير اقتصادي و شايد غير عملي

باشد. بنابراين ، استفاده از يك سيستم كمكي كه معمولا از شبكه‌هاي برق و گاز تامين خواهد شد،

غيرقابل اجتناب است. اين مسئله باعث بروز مشكلاتي در تنظيم و كنترل بار شبكه خواهد شد. بنابراين

 استفاده انبوه از اين سيستمها در شهرها ، موضوعي است كه بايد به دقت بررسي شود.

 

ارتباط فيزيك انرژي بالا با ساير علوم

اصول رشته فيزيك انرژي بالا بر اساس چندين رشته مختلف از علوم مانند فيزيك ، شيمي ، رياضيات ،

اقتصاد ، مهندسي مكانيك ، مهندسي الكترونيك و مهندسي شيمي ‌بنا نهاده شده است. بنابراين ،

براي اشراف كامل يافتن بر موضوع نياز به آگاهيهاي وسيعي از موضوعات مختلف وجود دارد. تنوع و

گستردگي موضوع از يك طرف و تازه و جوان و نوپا بودن علم فيزيك انرژي‌هاي بالا سبب شده است كه

تعداد افراد متخصص در اين رشته در مقايسه با ساير رشته‌ها كمتر باشد.

همچنين چون انرژي هسته‌اي و فرايندهاي هسته‌اي به صورت گسترده و وسيع در فيزيك هسته‌اي مورد

بحث قرار مي‌گيرند، لذا اين علم با فيزيك هسته‌اي ارتباطي تنگاتنگ دارد. البته شاخه‌هاي مختلف علم

فيزيك مانند ترموديناميك ، فيزيك راكتور ، فيزيك فضا و ساير شاخه‌هاي فيزيك نيز با اين علم مرتبط

هستند.

چند نمونه از مصارف انرژي خورشيدي در جامعه

آبگرمكن خورشيدي

مساعدترين بخش براي كاربرد انرژي خورشيدي ، بخش خانگي است. قسمت اعظم آب گرم مصرفي در

اين بخش مي‌تواند توسط انرژي خورشيدي تأمين شود، اما در پاره‌اي از موارد استفاده از انرژي براي

تامين آب گرم مصرفي مناسب نخواهد بود. از جمله اين موارد آپارتمانهاي بلند ، مناطق جنگلي ،

خانه‌هايي كه در جهت نامناسب قرار دارند و مناطق با تشعشعات خورشيدي كم است. در هر حال ،

مي‌توان بيشتر از 60 درصد آب گرم خانگي را از طريق خورشيدي تامين نمود. امروزه تكنولوژي

آبگرمكن‌هاي خورشيدي كاملا توسعه پيدا كرده و به درجه بالايي از رشد و پيشرفت رسيده است.

 

گرم كردن فضا

گرم كردن فضا خصوصا در مناطق سرد احتياج به انرژي قابل ملاحظه‌اي دارد و شايد يكي از اقلام مهمي‌

باشد كه مي‌تواند با تكنولوژي موجود توسط انرژي خورشيدي تامين شود. البته اين كار چندان ساده

نيست و اكثر ساختمانهاي موجود براي اين كار مساعد نيستند. برخلاف سيستم آب گرم خانگي ،

در اين زمينه طرحهاي مختلفي وجود دارد كه به عنوان مثال مي‌توان به سيستمهاي هوا ، سيستمهاي

آبي ، سيستمهاي پسيو و غيره اشاره كرد.

 

توليد بخار صنعتي

معمولا بخار در محدوده 300 _ 500 درجه فارنهايت در بيشتر صنايع مورد استفاده قرار مي‌گيرد. متمركز

كننده‌ها مي‌توانند چنين درجه حرارتي را تامين كنند. روشهاي مختلفي در اين زمينه وجود دارد، ولي

معلوم نيست كه كدام روش بهترين است. ذخيره انرژي يكي از مسائل اصلي اين سيستمهاست.

هيچگونه سيستم ارزان قيمت و ساده‌اي براي ذخيره حرارت در اين محدوده وجود ندارد.

توليد الكتريسته توسط سلولهاي خورشيدي

سلول خورشيدي وسيله‌اي است كه مي‌تواند با استفاده از انرژي خورشيدي جريان الكتريسيته توليد

كند. اين سلولها مي‌توانند در يك ماهواره مصنوعي خارج از جو زمين ، در محلي كه بيشتر اوقات

خارج از سايه زمين قرار دارد، نصب شوند. انرژي حاصل از خورشيد توسط اين سلولها به امواج ماكروويو

تبديل شده و به زمين ارسال مي‌گردد. سپس طي فرايندهايي امواج ماكروويو به انرژي الكتريسيته تبديل

 مي‌گردند.

 

توليد الكتريسيته توسط تبديل حرارتي

بخار ايجاد شده توسط انرژي خورشيدي مي‌تواند يك توربين مولد الكتريسته را به حركت در آورد و جريان

الكتريسته ايجاد نمايد. البته اين كار مي‌تواند به روشهاي مختلف صورت گيرد.

توليد هيدروژن در راكتور هسته‌اي

مشكل ذخيره انرژي يكي از مشكلات اساسي بر سر راه توسعه و كاربرد انرژي خورشيدي در درجه

حرارت بالا است. هدف نهايي تجزيه آب توسط انرژي خورشيدي و توليد هيدروژن است. اين كار مي‌تواند

با استفاده از كاتاليزورها در راكتورها و در درجه حرارت بالا و يا بوسيله عمل الكتروليز انجام شود.

هيدروژن توليد شده مي‌تواند براي مدت طولاني ذخيره شده و يا بوسيله لوله انتقال پيدا كند. سلولهاي

سوختي مي‌توانند با بازده بالايي هيدروژن را به الكتريسيته تبديل كنند.

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت

 

امواج صوتي

امواج صوتي ، امواج مكانيكي طولي هستند. اين فيزيك امواج مي‌توانند در جامدات ، مايعات و گازها

منتشر شوند. ذرات مادي منتقل كننده اين فيزيك امواج ، در راستاي انتشار موج نوسان مي‌كنند. فيزيك

امواج مكانيكي طولي در گستره وسيعي از بسامدها به وجود مي‌آيند و در اين ميان بسامدهاي فيزيك

امواج صوتي در محدوده‌اي قرار گرفته‌اند كه مي‌توانند گوش و مغز انسان را براي شنيدن تحريك كنند.

اين محدوده تقريبا از ۲۰ هرتز تا حدود ۲۰۰۰۰ هرتز است و گستره شنيده شدني ناميده مي‌شود. فيزيك

امواج مكانيكي طولي را كه بسامدشان زير گستره شنيده شدني باشد امواج فرو صوتي ، و آنهايي كه

بسامدشان بالاي اين گستره باشد ، امواج فراصوتي گويند.

توليد صوت :

هر گاه به جسمي ضربه مي‌زنيم لايه‌هاي هوا بين دست ما در جسم جابجا مي‌شوند و اگر اين

جابجاييها بيش از ۱۶ بار در ثانيه باشند، صدا ايجاد مي‌شود. براي اينكه بهتر بتوانيم نقش اندامهاي

گفتار را در توليد آواهاي زبان فارسي مورد مطالعه قرار دهيم، ابتدا به نظر مي‌رسد لازم است مطالب

مختصري درباره چگونگي توليد آوا يا صوت ارائه كنيم.

آوا يا صوت از ارتعاش مولكولهاي هوا حاصل مي‌شود. ارتعاش يعني حركت مولكولهاي هوا از جاي خود در

مسير معين و بازگشت آنها به جاي اوليه. اين پديده فيزيكي را اصطلاحا موج مي‌ناميم. براي آنكه بتوانيم

يك تصوير تقريبي از طرز بوجود آمدن موج صوتي را مجسم كنيم پاندولي را در نظر مي‌گيريم. اگر وزنه

پاندول را به يك طرف كشيده آن را رها سازيم، پاندول با سرعت ، به منتهي اليه طرف ديگر رفته دوباره در

همان مسير بجاي اول مي‌گردد. اين حركت به دفعات زياد صورت مي‌گيرد، ولي در هر دفعه خط سير آن

اندكي كوتاهتر مي‌شود تا اينكه وزنه پاندول دوباره به حالت اوليه يعني سكون در آيد.

وزنه پاندول در اين حركت ، لايه‌اي از مولكولهاي هوا را با خود به جلو مي‌راند و اين عمل موجب مي‌شود

كه در يك سوي وزنه ، رقت مولكولي در سوي ديگر تراكم مولكولي ايجاد شود. رقت يعني زياد شدن

فاصله بين مولكولها و تراكم يعني كم شدن فاصله آنها. اگر با دو دست يك لاستيك را بكشيم طول

لاستيك زياد مي‌شود يا به سخن ديگر ، لاستيك كش مي آيد.

علت اين موضوع آن است كه فاصله بين مولكولها در قسمتهاي مياني لاستيك زياد شده و مولكولها بين

دو سر لاستيك زياد شده و مولكولها به طرف دو سر لاستيك كشانده مي‌شوند و در نتيجه فاصله ميان

مولكولها در دو سر لاستيك كم مي‌شود. بدين ترتيب در قسمت مياني لاستيك رقت مولكولي و در دو

سر آن تراكم مولكولي ايجاد مي‌شود. اكنون اگر دو سر لاستيك را رها كنيم مولكولها دوباره به جاي اوليه

خود بر مي‌گردند.

خاصيت ارتجاعي هوا :

هوا نيز داراي همين خاصيت ارتجاعي است، منتهي به مراتب بيشتر از لاستيك. هر رقت و تراكم

مولكولي در هوا موجب رقت و تراكمهاي ديگر مي‌گردد. بدين معني كه ، هنگامي كه يك لايه از

مولكولهاي هوا به جلو رانده مي‌شود اين لايه به نوبه خود لايه ديگري را به جلو مي‌راند و خود به حال

اول بر مي‌گردد. لايه جديدي نيز لايه ديگري را ، و به همين ترتيب اين عمل بارها و بارها تكرار مي‌گردد تا

انرژي به پايان برسد. اين جابجايي مولكولها اگر بيش از ۱۶مرتبه در ثانيه تكرار گردد صدا بوجود مي‌آيد.

اگر كتابي را از ارتفاع معيني به طرف زمين رها كنيم بر اثر سقوط كتاب ، فشار هواي بين كتاب و زمين

زياد مي‌شود و اين فشار ، مولكولهاي هوا را به اطراف مي‌راند. مولكولهاي رانده شده به نوبت مولكولهاي

 مجاور خود را به جلو رانده و خود به حالت اول بر مي‌گردند. اين عمل آنقدر تكرار مي‌شود تا انرژي حاصل

از سقوط كتاب به پايان برسد. هنگام تماس كتاب با زمين صدايي به گوش مي‌رسد، در صورتي كه در

اثناي سقوط آن صدايي شنيده نمي‌شود.

علت اين است كه هنگام تماس كتاب با زمين ، بر اثر زياد بودن مقدار انرژي جابجا شدن مولكولها يا

همان رقت و تراكم هوا خيلي بيشتر از ۱۶ مرتبه در ثاينه است و به اين علت صداي حاصله قابل شنيدن

مي‌باشد. هر رقت و تراكم يك سيكل نام دارد و تعداد سيكل در ثانيه تواتر يا بسامد ناميده مي‌شود.

بنابراين ، وقتي مي‌گوييم فركانس (تواتر) موج مثلا ۵۰۰ سيكل است، يعني ۵۰۰ مرتبه رقت و تراكم در

مولكولهاي هوا ايجاد شده است. هر قدر بسامد بيشتر باشد صدا به اصطلاح زيرتر است و نيز قدر بسامد

 كمتر باشد صدا اصطلاحا بمتر است.

چشمه فيزيك امواج فروصوتي و فراصوتي :

فيزيك امواج فروصوتي كه با آنها سروكار داريم معمولا توسط چشمه‌هاي بزرگ توليد مي‌شوند. امواج

زمين لرزه‌اي از آن جمله‌اند. بسامدهاي بالاي مربوط به فيزيك امواج فراصوتي را مي‌توان به وسيله

ارتعاشات كشسان يك بلور كوارتز كه بر اثر تشديد با يك ميدان الكتريكي متناوب در بلور القا شده است ،

ايجاد كرد. به اين طريق مي‌توان بسامدهاي فراصوتي به بزرگي ۶×۱۰۸ هرتز توليد كرد. طول موج متناظر

با اين بسامد در هوا در حدود ۵×۱۰-۵ سانتي‌متر است كه همان حدود طول موج نور مرئي است.

مشخصات فيزيكي :

جابجايي يا ارتعاش مولكولهاي هوا در تمام جهات صورت مي‌گيرد و بسته به مقدار انرژي موجود ، هر

لايه از مولكولها مسافتي را طي مي‌كنند. به سخن ديگر هر چه انري بيشتر باشد مسافتي را كه موج

مي‌پيمايد بيشتر است. طول مسافتي را كه هر طبقه از مولكولهاي هوا طي نموده و دوباره به جاي اوليه

خود بر مي‌گردد دامنه نوسان نامند. هر چه آن مسافت زيادتر باشد صدا بلندتر است. بلندي صدا را با زير

و بمي آن نبايد اشتباه كرد، زيرا بلندي صدا مربوط به تعداد ارتعاش در ثانيه است.

بنابراين صداي ممكن است بم ولي بلند باشد. بالعكس صداي ديگري ممكن است زير ولي كوتاه باشد.

اگر امواج صوتي در مسير حركت خود به جسمي از قبيل پرده گوش برخورد كنند و آن را به همان اندازه

مرتعش سازند، ارتعاش پرده گوش بوسيله اندامهاي گوش داخلي به مراكز اعصاب شنوايي منتقل گشته

و در نتيجه صدا شنيده مي‌شود و عكس العمل لازم صادر مي‌شود.

چشمه فيزيك امواج شنيده شدني :

فيزيك امواج شنيده شدني در تارهاي مرتعش (بلندگو ، طبل) ايجاد مي‌شوند. همه اين عناصر مرتعش

به تناوب هواي پيرامون خود را در حركت به طرف جلو ، فشرده و در حركت به طرف عقب ، رقيق مي‌كنند.

هوا اين آشفتگيها را بصورت موج از چشمه به خارج انتقال مي‌دهد. اين فيزيك امواج به هنگام وارد شدن

در گوش ، احساس صوت را بوجود مي‌آورند. موجهايي كه تقريبا متناوب هستند و يا تعداد كمي از

مؤلفه‌هاي تقريبي متناوب را شامل مي‌شوند، احساس خوشايندي بوجود مي‌آورند (اگر شدت خيلي

زياد نباشد) اصوات موسيقي از اين جمله‌اند. صوتي كه شكل موج آن متناوب نباشد ، بصورت نوفه

شنيده مي شود. نوفه را مي‌توان برهمنهشي از امواج متناوب دانست كه در آن تعداد مؤلفه‌ها خيلي

زياد است.

يك آزمايش ساده :

دو سر يك سيم فولادي به طول يك متر و به قطر يك ميليمتر را كه كشيده شده و بوسيله دو قطعه سنگ

يا آهن محكم شده است ، در نظر مي‌گيريم. حال اگر وسط سيم را به كناري كشيده و رها كنيم صدايي

شنيده نمي‌شود، در صورتي كه ارتعاش آن كاملا به چشم ديده مي‌شود. ولي اگر يك طرف سيم را به

كنار يك لنگه در تخته‌اي متصل كنيم و آزمايش را دوباره انجام دهيم، صداي آن كاملا شنيده مي‌شود، با

وجود آنكه ارتعاش آن مشهود نيست. علت اين امر آن است كه در دفعه اول هواي مجاور سيم بجاي اينكه

تراكم و انبساط پيدا كند، روي سيم لغزيده است و در مرتبه دوم هواي مجاور لنگه در ، مجال لغزيدن و

رسيدن به كنار آن را قبل از تجديد ارتعاش نداشته است.

امواج صوتي در جامدات و مايعات :

همانطور كه درون هوا ارتعاشات طولي توام با تراكم و انبساط منتشر مي‌شود، به همان طريق نيز

ارتعاشات طولي توأم با تراكم و انبساط در داخل مايعات و جامدات انتشار پيدا مي‌كنند. اگر ميله فلزي را

براي لحظه كوتاهي در امتداد خودش كشيده و رها كنيم ، تراكم و انبساط در طول ميله انتشار پيدا

خواهد كرد و همين طور اگر نقطه‌اي از جسم جامد را مرتعش سازيم (به عنوان مثال با چكش به گوشه

يك قطعه سنگ يا فلز بزنيم) تراكم و انبساط به شكل سطوح كروي در تمام جسم مرتعش منتشر

مي‌شوند.

مخصوصا نبايد چنان كرد كه انتشار تراكم و انبساط درون اجسام مختص به ارتعاشات شنيدني است،

بلكه هر نوع ارتعاش با هر فركانس ممكن است در آنها انتشار يابد. تنها فرقي كه جامدات و مايعات در

انتقال صوت با هوا و گاز دارند در زياد بودن سرعت انتشار صوت در آنهاست.

مشاهدات تجربي :

چيزي كه در موقع انتشار صوت در هوا انتقال مي‌يابد، هوا نيست. به دليل اينكه صداي هواپيما از ابر

و دود غليظ عبور كرده و به ما مي‌رسد. بدون آنكه ابر را پراكنده ساخته و با خود به طرف ما بياورد.

هوا در حين انتشار صوت جلو و عقب مي‌رود. يعني مرتعش مي‌شود. براي مشاهده اين امر كافي است

يك قطعه فيلم عكاسي را بين دو انگشت گرفته و در مقابل آن با آواز بلند بخوانيم، در اينصورت حركت

رفت و آمد تند فيلم را به خوبي در محل اتصال انگشتان خود با فيلم حس مي‌نماييم.

عبور فيزيك امواج صوتي در هوا با كم و زياد شدن فشار (انبساط و تراكم) همراه مي‌باشد. در جدار لوله

صوتي سوراخي درست كرده و سپس ورقه نازك كاغذي روي آن مي‌چسبانيم و از خارج به اين كاغذ

پاندول سبك ساده از چوب آقطي آويزان نموده و لوله را بطور افقي نگاه به بالا و پايين رفتن مي‌كند. اگر

تنها هوا حركت مي‌كرد و اختلاف فشار در آن وجود نداشت پاندول رفت و آمد نمي‌كرد زيرا حركت

ارتعاشي هواي درون لوله موازي با سطح كاغذ بوده و ممكن نبود كه توليد حركت متناوب در ورقه كاغذ

 بنمايد.

در نتيجه وجود همين انبساط و تراكم ، در فيزيك امواج صوتي ، اختلاف چگالي متناوب پيدا مي شود.

زيرا اگر تغيير فشار را در فيزيك امواج صوتي قبول كنيم لازم است كه تغيير چگالي در آنها رانيز قبول كنيم.

به كمك چندين پاندول كه در طول لوله صوتي افقي بطريق فوق آويزان كرده‌ايم مي‌توانيم ثابت كنيم كه

هنگام ايجاد صوت در لوله ، پاندولي كه نزديكتر به دهانه لوله است زودتر از پاندولهاي ديگر به ارتعاش در

مي‌آيد.

پس وقتي قسمتي از هواي درون لوله در داخل آن به سمت انتهاي آن حركت كرده و قسمت ديگري از

هواي درون لوله ساكن است، ناچار چگالي قسمتي كه بين اين دو قسمت متحرك و ساكن قرار دارد ،

تغيير كرده است. موضوع وجود اختلاف چگالي در هواي مرتعش عملا به تحقيق رسيده است و از تغيير

چگالي هوا در موقع ارتعاش كه باعث تغيير ضريب شكست مي‌شود، استفاده كرد. و فيزيك امواج صوتي

را به كمك جرقه الكتريكي عكسبرداري نموده‌اند.

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت

 

طبيعت در آبستني

 

 

((اين زمين گرم،هميشه باردار و در چنگ تب آبستني گرفتاراست ))

 

 

فريرادوكاسترو، جنگل بكر

 

 

ماعازم حضور دريك نمايشيم.بازي ماده كه به خودسازمان مي دهددر مقابل چشمانمان اجرا

خواهد شد.طبيعت،در وضعيتي از آبستني دايم،زندگي را به دنيا خواهد آورد.دراين فرايندزايش

مي توانيم چهار مرحله عمده رااز يكديگرمتمايز كنيم.

اين مراحل به مكانهايي مربوط مي شوند كه آبستني اتفاق مي افتد:كاينات منفجر شونده

به طور كلي،پس از آندلهاي گدازان ستاره ها،وسپس فضاي يخ زده ميان اجرام آسماني،

وسر انجام اقيانوس ولرم اوليه.

دوطرح مقدماتي به ما كمك مي كنندكه قواعد اين بازي را بفهميم.نخست بايدببينيم وقتي يك

قطعه آهن در درجه حرارتهاي بالا داغ مي شودچه اتفاقي روي مي دهد.وضعيت هاي متوالي

تحول آهن در اين شرايط،تصوري از عملكرد نيروهاي مختلف طبيعت رادر اختيار ما خواهد گذاشت.

پس از آن به جزيره دوسان سفرخواهيم كردتا امواجي راكه به بيرون مي ريزند تماشا كنيم.

رفتارآب وصخره هاتمثيل سودمندي است براي مقايسه باحركت حرارت كه به آرامي درسراسر

كاينات پخش مي شود.اين پخش حرارت را مي توانيم بانوعي بيدار شدن نيز مقايسه كنيم.

حرارت بيش از حد تابستان ياسوناگاهي اوقات مي تواند باعث نوعي رخوت شود.وضع كاينات

درآغاز اين گونه بود. هيچ كاري نمي توانست بكند.در برزخ قرار داشت. براثر نشست تدريجي

يا كاهش حرارت بيدارشد.سپس دوره اي از فعاليت تب آلود راآغاز كرد.ساختارهاي گوناگون

به تدريج ساخته شدند. به موازات كاهش  اجتناب ناپذير درجه حرارت اين فعاليت نيز كاهش يافت

و سپس متوقف شد.اكنون سرما بودكه باعث رخوت مي شد.

ما توالي اين رويدادها را بارهاوبارها خواهيم ديد.در هر مرحله يكي از نيروهاي طبيعت به بازي

فرا خوانده مي شود.پس از گذشت يك ثانيه نوعي بيداري هسته اي اتفاق مي افتد.حرارت به ميزان

يك ميليارد درجه كاهش مي يابد.به دليل وجود نيروي هسته اي،تركيب نوكلئون ها آغاز

مي شود.نخستين هسته-به احتمال قريب به يقين،هليوم –شكل مي گيرد.اما تكامل هسته اي

تقريبا بلافاصله متوقف مي شود.اين فرايند،انواع هسته هاي سنگين لازم براي حيات را توليد نمي كند.

پيش از آنكه بيداري دوم اتفاق بيفتد درجه حرارت همچنان  به مدت يك ميليون سال كاهش

مي يابد.بيداري دوم به نيروي الكترومغناطيس مربوط مي شود.در حرارت حدود 3000درجه ،

تركيب الكترونها با هسته آغاز مي شودو اتم هاي هيدروژن وهليوم تشكيل  مي شوند.اتم هاي

هيدروژن با هم تركيب مي شوندومولكولهاي هيدروژن را به وجود مي آورند.در اين مرحله

پرتو افشاني آغاز مي شود-همان پرتوهاي فسيلي كه ما امروزه با استفاده از راديو تلسكوپ ها

آنها رارديابي مي كنيم.

چند صدميليون سال بعدنيروي گرانش ظاهر مي شود.مقادير انبوهي از ماده با هم تركيب 

مي شوندوكهكشانها را به وجود مي آورند.كهكشانها نخستين ستارگان را به وجود مي آورند.

درحالي كه كاينات به طور كلي همچنان سردمي شودتا پراكنده تر شود،ستارگان فشرده  مي شوند

وبار ديگر شروع به گرم شدن مي كنند.

در مركز ستارگان بالا رفتن درجه حرارت نيروي هسته اي را احياءمي كند.ستارگان رآكتورهايي هستند

 كه در آنهاتحول هسته اي روبه كمال مي رود.ستارگاني از قبيل خورشيد،هيدروژن رابه هليوم تبديل

مي كنند.غول هاي سرخ با استفاده از هليوم اتم هاي بارور،اكسيژن و كربن توليد مي كنند.اين تحول

در تمام طول عمر ستاره ادامه پيدا مي كندو باعث زايش كليه هسته هاي پايدار،از جمله

سنگين ترين هسته ها مي شود.

ستارگان در پايان زندگي خود منفجر مي شوندو ماده خود را به فضاي بين ستاره اي باز

مي گردانند.بزرگترين ستارگان به ((ابرنواخترها))تبديل مي شوندوبر اثر تك انفجاري

غول آسامي ميرند.ستارگان كوچكتر،مانند خورشيد ما،ماده خودرا به كندي وبه صورت((بادها))

از دست مي دهند.

هسته هاي نوزاد كه از كوره هاي ستاره اي بيرون رانده شده اند وبه درون فضاي پهناور سردراه

يافته اند،الكترون هايي جذب مي كنندوانواع اتم ها رابه وجود مي آورند.اين فرايند،آغاز تحول

شيميايي است.اتم ها تركيب وبه مولكولهاوغبارهاي بين ستاره اي تبديل مي شوند.مدت ها

بعد اين غبارها به هم مي چسبند،ودرجوار ستارگان نوبنياد،سياره ها را تشكيل  مي دهند.بعضي

از اين سياره ها داراي جو واقيانوس اند. در اين فضاها  تحول شيميايي تسريع مي شود و مولكولها ي

هر دم پيچيده تري  زاده مي شوند

در اين سوپ،تحول زيست شناختي  صورت  مي گيرد وسلولها،وسپس كليه موجودات زنده توليد

مي شوند.

روايت كاملي از اين نماي طبيعت در بارداري،در اين دوره آخر جاي مي گيرد، اما من در اينجا  به

اشاراتي گذرا بسنده  خواهم كرد.نور ستارگان  نشان دهنده آن است كه تكامل  هسته اي 

هنوز  در همه  كهكشانها  اتفاق مي افتد. به همين تر تيب ، مولكولهايي كه در فضا  رديابي

مي كنيم، حاصل تحول  شيميايي  بين ستاره اي  است و ثابت مي كند  كه اين فرايند  نيز

همچنان  ادامه دارد. اين پرسش مطرح مي شود  كه آيا  در محدوده  هاي  فراسوي  زمين  تكامل

زيست  شناختي  نيز وجود دارد يا خير ؟ ساير سياره هاي  منظومه شمسي كاملا  برهوت  به نظر 

مي رسند. بااين همه در بعضي  سنگ هاي آسماني اسيدهاي  آمينه  ديده شده است .

در اين سياركها يي كه از آن زمان تا كنون  تكه پاره  شده اند قطعا  طرح هايي از حيات  ترسيم

شده است.

احتمالا"در كهكشان ما ،مثل  كهكشانهاي ديگر ،ميليون ها  سياره مسكوني  وجود دارد ، اما

هنوز تماسي بر قرار نشده است.آينده نوع بشر به آينده  سياره  مهمان نواز ما بستگي دارد ، و

سرنوشت اين  سياره نيز  به  آينده خورشيد تغذيه كننده ما وابسته است .مي توانيم  پيش بيني 

 كنيم  كه  در حدود  5 ميليارد  سال آينده ، خورشيد همه چيز را تبخير خواهد كرد .من به

شيوه اي  نيمه  جدي ،سه راه ممكن  براي  به تعويق  انداختن  اين رويداد را شرح خواهيم داد.

ما مي توانيم  دست به مقايسه اي  جالب  ميان حيات  ستارگان در رابطه  با مواد بين ستاره اي ،

و زندگي  گياهان  يا حيوانات  در رابطه  با كود بزنيم. دوچرخه  ولادت،مرگ و ولادت دوباره ،

 به طور همزمان  روي زمين  ودر آسمان ها  اتفاق مي افتد.

در پايان اين بخش ،با پرسش مربوط به موسيقي  كاينات  روياروي خواهيم شد .آيا اين 

موسيقي  پيشاپيش  تنظيم شده است،يا نوعي  بداهه نوازي است؟در سايه پيشرفت هاي اخير 

در زيست شناسي  جديد،حالت دوم  محتمل تر  به نظر  مي رسد.تصادف  نقشي اساسي  ايفا

مي كند،اما تصادفي كه صرفا" براي حفظ  ضربه هاي  خوب اين موسيقي  تعليم ديده است .هر چند 

بايد بپذيريم كه امروز اين موسيقي  جدا" به خطر افتاده است.

 

نوشته شده توسط زهرا موسوی در ساعت موضوع | لینک ثابت