گسستگی زمان و فضا-قسمت۲

گسستگی زمان و فضا-قسمت۲

 

اين كاربرد نوعي انفصال در ساختار ميدانها وارد مي‌كند كه منجربه يك تعبير ذره‌اي مي‌شود. اين نظريه، فرايندهاي خلق و فناي ذرات بنيادي و اندركنش بين آنها را بررسي مي‌كند. با اين توضيحات ناگفته در بخش ميدانها گمان مي‌رود كه درك اين

تئوري و توضيحات آمده آسانتر شده باشد.

اینشتین، براي استقرار يك توري واحد ميدان، كه بتواند تمام ميدانها و ذرات شناخته شده را شامل گردد، سالها فعاليت نمود، اما  نتيجه‌اي بدست نياورد. فيزيكدانها سرانجام به اين نتيجه رسيدند، كه ميدان و ماده هيچ كدام به تنهائي نهادي نيستند؛ بلكه هر دو به ميزان مساوي، اساسي و ازلي هستند.با اينكه فيزيكدانها نظريه اخير را پذيرفتند، اما كماكان به حث و مجادله ادامه مي‌دهند.آيا انديشه‌هاي آنان با واقعيات منطبق است؟ آيا اطلاعات آنها پيرامون دنياي بي‌نهايت كوچگها، تا چه اندازه درست است؟ آيا بكار بردن تئوريها و تصورات مخلوق ذهن بشر، در مورد طبيعت اشتباه نبوده است؟ و آيا بشر ـ نماينده جهان معمولي ـ استعداد فراگيري و تسلط، بر تمام وقايعي را كه درجهان بي‌نهايت كوچكها رخ مي‌دهد، دارد؟

انسان مي‌تواند قوانين طبيعت را بشناسد و متدرجاً به حقيقت نزديك‌تر شود، اما پژوهش دانش هرگز پايان نمي‌گيرد، زيرا هيچ‌يك از دانش‌هاي جهان به دقت مطلق نرسيده‌اند.

فيزيكدانها، برمبناي مراتب فوق، با اين مسئله روبرو هستند كه چگونه روابط ماده و ميدان را توجيه نمايند.  قبل از هرچيز، آيا يك تئوري واحد ميدان، يا يك تئوري مادي كه بتواند تمام پديده‌هاي دنياي بي‌نهايت كوچكها را تشريح كند وجود دارد؟ نه، ميدان و ماده دو شكل متضاد از اجسام و گسترش آنها هستند و وجود يكي بدون ديگري امكان پذير نيست. با اينكه اين دو متضادند, اما به شكل تفكيك‌ناپذيري به يكديگر وابسته‌اند؛ و در واقع, دو روي يك سكه محسوب مي‌گردند. ميدان, خواص مادي از خود نشان مي‌دهد و ماده, خواص ميدان را داراست.

آيا تصورات ما پيرامون وجود و روابط اين دو اكسير, از حقيقت نيز بهر‌ه‌اي دارد؟ مسلماً همين طور است؛ زيرا, با اينكه انديشه‌هاي مزبور از دقت كافي برخوردار نيستند, اما بطور كلي با تجربه تائيد مي‌گردند و پيش‌بيني‌هائيكه بر اساس آنها مي‌شود, درست از كار درمي‌آيد.

در اين صورت چرا فيزيكدانها, كماكان بر سر اين مسئله كه نتايج كار آنان چگونه بايد تفسير گردد, مجادله مي‌كنند؟ قبل از هر چيز براي اينكه همه فيزيكدانها با فلسفه ماترياليسم ديالكتيك آشنا نشده‌اند. فلسفه‌هاي مخالف مخصوصاً نمونه خطرناك آن كه ايده‌آليسم سوبژكيتو ناميده مي‌شود, بر اين مرامند, كه جهان فقط در تصور بشر وجود دارد و قوانين آن نيز زائيده تخيلات اويند. با وجود چنين فلسفه‌اي, حتي بعضي از دانشمندان برجسته نيز, وقعي با اكتشافات فيزيك نمي‌گذارند و بر اين عقيده‌اند كه جهان قابل شناخت نيست.البته اين كار آسانتر است؛ زيرا جهان بي‌نهايت كوچكها مستقيماً قابل مشاهده نيست و به علاوه ويژگيهاي آن, با دنياي معمولي متفاوت است. اختلاف اخير به حدي است كه شناسائي سرشت حقيقي دنياي مذكور از چهارچوب قدرت انديشه‌هاي روزمره خارج است.

تكامل دانش به شيوه‌اي است كه, ايده‌هاي جديد خيلي به كندي بنياد مي‌گيرند. علاوه بر همه اينها, موجودات بشري در جهان اشياء معمولي و انديشه‌هاي معمولي زندگي مي‌كنند و افكار آنها نيز بر همين مباني استوار است. انتقال از اين جهان به

 

 

دنياي بي‌نهايت كوچكها، با تصورات مهجور و غيرمحسوس آن كار آساني نيست. تصور و گفتگو از ذرات اساسي، كه واقعاً يك ذره ساده نيستند، كار پر دردسري است. به همين ترتيب، ميدان نيز چيزي بيشتر از ميدان است. البته اشكال در اسامي بكار برده شده نيست، بلكه اشكال در تصورات، ايده‌ها و مفاهيم است.

مكانيك کوانتومی، موفق گرديد كه انديشه‌هاي قديمي را با تصورات موج ـ ذره، حفره‌ي پزيترون و کوانتومیي مزوني ادغام نمايد. اما هنوز مسائل اخير در مغز فيزيكدانها، هماهنگي لازم را نيافته‌اند و اين وظيفه‌ايست كه در آينده نزديك بايد انجام گيرد.

دراين قسمت احساس مي‌شود اين بحث زيبا و حيرت‌انگيز كمي گنگ و نامفهوم است لذا نياز به توضيح بيشتر احساس مي‌شود. همانطوركه در روند سير تكاملي نيز ديديم مكانيك كلاسيك تمام كميات مكان، زمان، انرژي و اندازه حركت خطي و زاويه‌اي را كميتهايي پيوسته و مطلق مي‌دانست. همانطوركه قبلاً نيز اشاره شده در كلاسيك يك ذره مي‌تواند هر مقدار انرژي را دريك بازه متناهي اختيار كند يا به اصطلاح داراي يك طيف پيوسته انرژي است همچنين يك ذره در هر مكاني مي‌تواند قرار بگيرد و در هر زماني نيز مي‌تواند وجود داشته باشد، اندازه حركت زاويه‌اي آن هر مقداري را مي‌تواند داشته باشد. با ارائه نسبيت خاص اینشتین زمان و مكان مفهوم مطلق بودن خود را از دست دادند. يعني ديگر زمان و مكان مطلق نيستند بلكه نسبي هستند و براي ناظر در چهارچوبهاي مختلف متفاوت هستند. مفهوم اتساع زمان و انقباض طول نيز حاكي از همين موضوع است از طرفي با تولد كوانتم انرژي و اندازه حركت خطي و زاويه‌اي نيز مفهوم كلاسيك خود را از دست دادند بطوري كه ذره كوانتومي ديگر نمي‌تواند هر مقداري از انرژي و اندازه حركت خطي و زاويه‌اي را داشته باشند به عبارتي اين پارامترها كوانتيده مي‌شوند. موارد فوق با تجربه سازگاري دارند و آزمايشات نيز آنها را تائيد كرده است اما مقوله‌اي ديگر نيز دراينجا مطرح مي‌شود كه تا به امروز چون هيچ تجربه و آزمايشي آنها را نشان نداده لذا فقط درحكم فرضيه باقي مانده‌اند و آن مفهوم كوانتيدگي مكان و زمان است. همانطوركه مي‌گوئيم در كوانتوم انرژي و .... كوانتيده‌اند و هر مقداري را نمي‌توانند داشته باشند اين فرضيه هم بطور مشابه بيان مي‌كند كه در كوانتوم هم فضا و زمان كوانتيده هستند. كوانتيدگي فضا و زمان در كنار انرژي و .... به اين مفهوم است كه يك ذره نمي‌تواند هر انرژي‌اي را داشته باشد در هر مكاني و در زماني باشد و هر مقداري از اندازه حركت را نمي‌تواند اختيار كند با توجه به اينكه تمام موجودات چه در ابعاد انسان و چه در ابعاد اجسامي كه انسان در مقابل آنها حكم اتم را دارد به هرحال از ذرات ريز و بنيادي تشكيل شده است، لذا اين كوانتيدگيها شامل حال او نيز مي‌شود. برفرض كه زمان و مكان هم كوانتيده باشند همانند كوانتيدگي انرژي و تكانه كه در ابعاد اجسام بزرگ (نسبت به ذرات ريز) پيوسته به نظر مي‌رسند، اين موارد نيز پيوسته به نظر مي‌آيند. به هرحال كوانتوم نتوانسته تمام روابط خود را با آزمايش نشان دهد چون براي اين كار به ابزار اندازه‌گيري در ابعاد هسته و زمانهايي در حدود s ^15- 10 احتياج دارد حال آنكه براي نشان دادن كوانتيدگي فضا و زمان احتياج به ابزاري با دقت s ^23- 10 و ابعادي درحدود هسته نياز است كه با علم امروزي رسيدن به آن غيرممكن است. هرآنچه كه براي بشر با عادات و تجربيات انطباق نداشته باشد همواره حكم همان

 

 

 سحر و جادو را دارد. همانطوري كه تصور برگشت زمان او را متحير مي‌كند. مسلماً اثرات كوانتيدگي فضا و زمان هم در دنياي مربوط به آنها نيز او را متحير مي‌كند. اينكه هر ذره (e , p , n ,...) دريك نقطه‌اي از فضا در زماني خاص نتواند قرار گيرد و مجموع اين ذرات خود انسان را تشكيل دهد دوباره موجب حيرت او مي‌شود كه شايد بخواهد در فلان ساعت در فلان مكان برسرقرار برود. ولي قوانين حاكم طوري باشد كه كوانتيدگي فضا و زمان ذرات سازنده بدن او مانع اين امر شود؟! پس اين يك توجيح مناسب براي افراد بدقول است!! چرا كه ديگر تابع موج حاكم بر ذره به ازاي هر x وy وz وهر t نمي‌تواند وجود داشته باشد. البته اثبات اين فرضيه منجر مي‌شود كوانتوم هم مانند كلاسيك بي‌اعتبار شود، چرا كه ديگر هر تابع موج حاكم بر سيستم كه حاوي بيشترين اطلاعات يك سيستم است شرط اساسي خود يعني پيوستگي تابع و مشتق خود را از دست مي‌دهد.

ناپيوستگي تابع موج منجربه ناپيوستگي احتمال نيز مي‌شود بنابراين ذره داخل چاه پتانسيل نامتناهي ممكن است دريك لحظه‌اي نه داخل چاه باشد و نه خارج آن ؟!

چنانچه اين نظريه كوانتيدگي زمان صحيح باشد يا به عبارتي برفرض صحيح بودن كوانتيدگي زمان چنانچه براي انسان قابل لمس باشد (يا انسان وارد آن سرزمين شود و يا ابعاد آنها بزرگ شود) مي‌توان يك شاهد تجربي براي كوانتيدگي زمان ارائه داد. بدين صورت كه گاهي براي ما پيش آمده كه گفته‌ايم "امروز براي من بسيار طولاني بود" و يا گاهي كه گفته‌ايم "امروز چه سريع گذشت." اصطلاحات در واقع مي‌توانند شواهدي بر كوانتيدگي زمان باشند؟ روزهايي كه پرمشغله هستيم و گذشت زمان را كمتر حس مي‌كنيم، درواقع پيوستگي بيشتر زمان را احساس مي‌كنيم. البته تا به امروز اين موارد فقط يك فرض هستند؟

گسستگی زمان و فضا-قسمت۱

گسستگی زمان و فضا-قسمت۱

انديشه‌هاي جديد زمان و فضا را، هنوز همه فيزيكدانها نپذيرفته‌اند و عملاً هم تا كنون مورد تأييد قرار نگرفته است.

بيش از سي سال است كه انديشه‌هاي مذكور پديدار گشته‌اند، اما رواج كامل نيافته‌اند؛ با اينحال اغلب دانشمندان عقيده دارند، كه چندان هم از حقيقت به دور نمي‌باشند.

خلاصه نظريه‌ي روابط زمان ومكان با ذرات و حركت آنها (درجهان بي‌نهايت كوچكها) را، مي‌توانيم به شكل زير بيان كنيم :

چون ذرات و حركات آنها ويژگيهاي كوآنتيزه دارند، لذا زمان و فضا نيز بايد كوآنتيزه باشند. در اين صورت، آخرين دژهاي مستحكم مكانيك كلاسيك نيز فروخواهد ريخت؛ زمان و مكان پيوستگي خود را از دست مي‌دهند و به تكه‌هاي مجزائي تقسيم مي‌شوند.

اين تكه‌هاي مجزا را طبق معمول, کوانتومیي زمان وفضا خواهيم ناميد. بديهي است كه کوانتومیي زمان و فضا كوچكترين كميت‌هاي ممكن بوده و احتمالاً اندازه آنها برحسب جرم, انرژي, ممانتوم و ساير مشخصات اساسي قابل محاسبه خواهد بود.

تاكنون از اينگونه طولها و يا فواصل زماني بنيادي اطلاعي نداريم. بدين معني كه حتي از چهارچوب حساسيت دقيق‌ترين ابزارهاي اندازه‌گيري دنياي بي‌نهايت كوچكها نيز خارجند. دقت ماكزيمم اين گونه ابزارها براي طول, در حدود 13 ـ 10 سانتيمتر و براي زمان تقريباً ^23-10 ثانيه است. بعضي از دانشمندان عقيده دارند كه کوانتومیي مكان, (اگر وجود داشته باشد) بايستي صدها و يا هزارها برابر از مقدار فوق كمتر باشد.

انديشه‌ها بسيار جالبند؛ اما کوانتومیي زمان و فضا بسيار كوچك بوده و لذا اندازه‌گيري آنها امكان ندارد و به همين جهت آنها را احساس نمي‌كنيم. در واقع راهي براي اندازه‌گيري اين كميات بنيادي وجود ندارد, زيرا ابزارها خشونت نشان مي‌دهند و جهان بي‌نهايت كوچكها را به هنگام وارسي واژگون مي‌كنند.

سرانجام آشكار مي‌گردد, كه تصورات كلاسيك زمان وفضا, در دنياي بي‌نهايت كوچكها محدود مي‌شوند و فقط به مقياسهاي معيني باارزشند. حدود مذكور, همان جنبه‌ي دوگانگي ذرات بنيادي و همچنين کوانتومیي فضا و زمان هستند, كه درباره آنها گفتگو كرده‌ايم.بدين ترتيب, آيا شناسائي کوانتومیي زمان و مكان چه نتيجه‌اي دارد, آنها كه در تصورات روزانه ما از زمان و مكان, انعكاسي ندارند.واقعيت همين است, اما بارها يادآور شده‌ايم كه هر بخشي از دانش بخودي خود به وجود نمي‌آيد، بلكه برپايه بخشهاي گذشته بنياد مي‌گيرد. پيشرفت انديشه‌هاي جديد نيز يك شبه انجام نمي‌شود، بلكه به آهستگي اتفاق مي‌افتد و هميشه نمودهائي نيز از گذشته دارد. استقرار تصورات جديد هميشه پرزحمتي است.بدين گونه مكانيك کوانتومی، مسير خويش را از آغاز استقرار تا حال حاضر كه با موانع زيادي روبرو شده است، مي‌پيمايد. آيا كماكان پيروز است و يا شكست خورده و تئوري قويتري جاي آن را خواهد گرفت؟

جرم، بار الكتريكي، اسپين و پاريته، هركدام ويژگي مشخصي از ذره را به دست مي‌دهند و تعاريف را مستقل مي‌سازند، بدين معني كه كميتها برحسب يكديگر تعريف نمي‌شوند. مثلاً جرم برحسب نيروي وزن و بار الكتريكي برحسب نيروهاي دافعه يا جاذبه مشخص نشده است.البته بيش از اين چيزي نمي‌دانيم. ما هميشه اين انديشه‌ها را به كار مي‌گيريم ولي حتي يك نفر نمي‌داند كه مفهوم حقيقي آنها چيست؟

مكانيك کوانتومی درحال حاضر، چنين دوراني را مي‌گذراند. كميتهاي بسياري مانند جرم، بار الكتريكي و غيره را از مكانيك كلاسيك گرفته است و انديشه‌هائي مانند اسپين، پاريته و غيره را خود كشف نموده است. اما مفاهيم دقيق هيچ يك از آنها را تشريح نمي‌كند. همان طوري كه منشأ جرم و بار الكتريكي را نمي‌شناسد.

آيا واقعاً جرم چيست؟ دو پاسخ براي اين پرسش موجود است. اولاً جرم مقدار ماده‌اي است كه جسم را تشكيل مي‌دهد و ممكن است با مقدار هسته‌اي كه در حجم معين جسم وجود دارد (چون هسته اتم اكثريت جرم آن را دربردارد), مشخص گردد. به همين طريق مي‌توانيم جرم هسته را, بر حسب ذرات تشكيل دهنده آن (پرتون و نوترون), تشريح كنيم.

اما جرم پرتون چيست؟ آيا بازهم مقدار ماده‌اي است كه آن را تشكيل داده است؟ كدام ماده؟ كدام مقدار؟ تصور اندازه‌گيري جرم, خودبخود نشان مي‌دهد كه هر جسم, قابل تقسيم به تكه‌هاي كوچكتر است, در حاليكه پرتونها قابل تقسيم نيستند. بنابراين از ماده درون پرتون, با حدس و گمان بايد گفتگو كرد.

وقتي ادعا مي‌كنيم كه جرم پرتون, تقريباً ^24-10 گرم است, تنها منظورمان آن است كه يك گرم از آن شامل 10²⁴ پرتون خواهد بود. بدين ترتيب تعريف جرم, براي پرتون و ساير ذرات بنيادي, بر مبناي مقدار ماده‌اي كه آنها را تشكيل مي‌دهد, بي‌معني است.

تعريف دوم اين است كه, جرم مقدار اينرسي و يا به بيان ديگر مقاومتي است كه جسم, در برابر تغيير حالت از خود نشان مي‌دهد. البته در موارد معمولي كافي است كه جرم را,   مقاومت در مقابل تغيير مكان توصيف كنيم.با اين ترتيب امكان دارد كه جرم پرتون را, ميزان مقاومتي كه در برابر حركت (در اثر نيروهاي ساير ذرات.) ظاهر مي‌سازد, تعريف نمائيم. اما اين تعريف هم كامل نخواهد بود.

نيروها نماينده برهمکنش هستند و برهمکنش نمود ميدان است. وقتي پرتون‌ در ميدان سرعت مي‌گيرد, مقداري جرم اضافي از ميدان كسب مي‌كند. و وقتي سرعتش كاهش يافت, جرم مزبور را به ميدان بازمي‌گرداند. با اينكه جرم داده شده يا گرفته شده ناچيز است، ولي بهرحال تغيير جرم وجود دارد. لذا جرم، يك كميت متغير خواهد بود و خواص خويش را به عنوان يك كميت قابت، از دست مي‌دهد.

از اينجا آشكار مي‌گردد، كه درجهان بي‌نهايت كوچكها مجبوريم خود جرم را برحسب كميت ديگري بيان نمائيم. درمورد اخير، جرم پروتون را برحسب جرم سكون آن و نسبت سرعتش به سرعت سير نور تعريف مي‌كنيم.

ظاهراً روزنه اميدي حاصل شده است، زيرا جرم سكون هر ذره مقداري است ثابت و در واقع تغيير جرم سكون يك ذره به منزله تعويض آن مي‌باشد. آيا كماكان جرم سكون، نماينده مقاومت ذره نمي‌باشد؟ البته مقاومت ذره در برابر حركات مكانيكي معمولي نخواهد بود، بلكه مقاومت در برابر حركت به معناي همگاني آن، يعني تبديل ذرات مي‌باشد.

اين مطلب به حقيقت نزديك است. اگر يادتان باشد، وقتي انرژي سينتيك ذرات، به ميزان انرژي ويژه آنها (معادل با جرم سكون) مي‌رسيد، امكان تبديل واقعي آنها به کوانتومي ميدان وجود داشت.

با اين توصيف، مي‌توانيم جرم سكون ذرات را، برمبناي كيفيت پايداري آنها تعريف كنيم. درمورد بعضي از ذرات، جرم اخير قابل ملاحظه نيست و بنابراين در انرژيهاي كم نيز قابل تبديل به فوتون مي‌باشند. ذراتي كه جرم سكونشان بيشتر است، پايدارترند.

براساس نظريات امروزي، ذرات، در تبادلات حقيقي و مجازي كه نماينده برهمکنش‌هاي آنهاست شركت مي‌كنند. بنابراين جرم, از جنبه‌ي کوانتومیي مجازي ميدان‌ها نيز مي‌تواند مورد مداقه قرار گيرد.

 تمام اين مسائل موجب پيچيدگي تصور جرم مي‌گردند. از يك طرف جرم, نماينده نوعي از ويژگيهاي ذره است و از طرف ديگر, يكي از عوامل مشخص كننده تمام برهمکنشهاي آن محسوب مي‌گردد.

بدون شك, ساير مشخصات ذرات نيز به همين اندازه پيچيده هستند. امروزه كليه مسائلي كه براي شناسائي جوهر اساسي حقايق دنياي بي‌نهايت كوچكها مطرح مي‌گردند, سرانجام با بزرگترين معماي ناگشوده فيزيك, يعني چگونگي روابط ميدان وماده روبرو مي‌شوند.ذرات مادي, خواص ميداني دارند و کوانتومیي ميدان ويژگي‌هاي مادي نشان مي‌دهد. آيا كداميك نهادي و اساسي هستند, ماده يا ميدان؟

يك قرن قبل كه فيزيك به تازگي انديشه ميدان را پذيرفته بود, جواب ساده به نظر مي‌رسد. ذرات ماده ميدان را ايجاد مي‌كنند و ميدان يك وسيله كمكي براي دريافت برهمکنش ذرات است. ميدان بدون ماده وجود ندارد.

اما به مرور زمان روشن گرديد, كه ميدان نيز مي‌تواند ماده را بوجود آورد و بنابراين انديشه ميدان, چندان هم فرعي و كمكي نمي‌‌باشد.

سپس, فيزيكدانها به جانب ديگر متمايل شدند و راه انيشتن را برگزيدند. بدين معني كه ميدان را اساسي دانسته و بقيه را تظاهرات گوناگون آن به شمار آوردند. دراين صورت، ماده بدون ميدان وجود نخواهد داشت و ذرات ماده، خرده پاره‌هاي ميدان محسوب مي‌گردند.

نيروهاي موجود در طبيعت در4 دسته نيروي گرانشي، الكترومغناطيسي، هسته‌اي ضعيف و هسته‌اي قوي تقسيم‌بندي مي‌شوند. در دهه 1960 نظريه‌اي تحت عنوان نظريه واينبرگ ـ سلام (Weinberg-salam Theory) توسط فيزيك‌دان مسلمان پاكستاني، عبدالسلام و واينبرگ مستقلاً پيشنهاد شد و هدفش توجيه نيروهاي ضعيف و الكترومغناطيسي بود.

نظريه‌هاي وحدت بزرگ (Grand unified Theories = GUT) نظريه‌هايي هستند كه كار آنها توحيد نيروهاي قوي، ضعيف و الكترومغناطيسي است. نظريه ميدان وحدت يافته (unified field Theory) نظريه‌اي است كه مي‌كوشد دو، سه و يا چهار نيروي موجود در طبيعت را در يك ابر نيرو (ميدان) وحدت بخشد. اما آنچه كه دراين مقال از سير تاريخي كوانتوم بدون اين پيش زمينه بدان اشاره شده در واقع نظريه ميدانهاي كوانتومي (Quantum Field Theory) است كه منظور از ميدان دراين بخش همان ابرنيرويي است كه تمام نيروهاي موجود در طبيعت شاخه‌هايي ازآن هستند.

اين نظريه در واقع مكانيك كوانتومي نسبيتي را كه در مورد آن صحبت كرديم را در مورد ميدانها بكار مي‌برد.

جهانهاي ماده و ضد ماده

جهانهاي ماده و ضد ماده

قبلاً اشاره كرديم كه پزيترونها در دنياي ما مهمانهاي كميابي هستند. اين موضوع ثابت مي‌كند كه در جهان ذرات، تقارن برقرار نيست و تعداد چپ حلزونها بيش از راست حلزونها است.

مطلب اخير نبايستي موجب تعجب گردد، زيرا در طبيعت از اين نمونه‌ها فراوان ديده مي‌شود. پيچش مار اكثراً به سمت چپ است و پوسته‌ي حلزونها نيز به سمت چپ پيچيده شده است.

مولكولهاي استرائوايزومر در شيمي شناخته شده‌اند كه تصوير در آينه يكديگرند و در ميان آنها ميزان چپ و راست يكسان نيست. قلب انسان در سمت چپ بدن او قرار دارد و به ندرت افرادي ديده مي‌شوند كه اعضاء داخلي بدنشان جابجا شده باشد.

با اينكه چپ دست زياد ديده مي‌شود، اما اغلب افراد راست دست مي‌باشند.

بنابراين، جاي شگفتي نيست كه در مناطقي از فضاي بيكران، جهانهاي ضد ماده نيز موجود باشند. درآنجا هسته آنتي اتمها از آنتي پرتون و آنتي نوترون تشكيل گرديده و پزيترونها به دور آن در حركتند. موجودات زنده جهانهاي مذكور (درصورتي كه وجود داشته باشند)، تصوير در آينه‌ي موجودات زميني خواهند بود.

در شرائط يكسان، قوانين جهانهاي ضد ماده، با قوانين دنياي معمولي ما تفاوتي ندارد و در هر مورد فقط علامت تغيير مي‌كند. لذا، اگر واقعاً جهانهاي ضد ماده موجود باشند، ما از وجود آنها بي‌اطلاعيم.

تنها چيزي كه دراين مورد دريافتني است، مرز جهان معمولي و جهان ضد ماده خواهد بود.

دراين منطقه ذرات دو جهان با يكديگر برخورد مي‌كنند و به پي‌مزونها و پرتوهاي پرانرژي گاما تبديل مي‌شوند. بنابراين پي‌مزونها و پرتوهاي گاما، نوار مرزي دو جهان محسوب مي‌گردند و هر ذره‌اي كه بخواهد از يك جهان به جهان ديگري وارد شود، دراين ناحيه به تله خواهد افتاد. تا كنون دانشمندان، هيچگونه دليلي بر وجود چنين منطقه‌اي، در محدوده مجموعه شمسي و يا مجموعه‌هاي بزرگتر نيافته‌اند.

پديده تونل زنی (Tunnel Effect)

يك معجزه

كودكان براي دستيابي به درختان ميوه، از ديوار باغها بالا مي‌روند و بنابراين كشاورزان ديوارها را بلندتر مي‌سازند. در اين صورت ممكن است كودك با پرش از روي ديوار، وارد باغ شود، يا از نرده‌بان استفاده كند و يا از يك درخت بالا رفته و از آنجا روي ديوار بپرد و يا ... بديهي است كه راههاي متفاوتي براي اين كار وجود دارد.

كودكان امروز ديگر به افسانه‌هاي جن وپري اعتقاد ندارند اما اگر آنها با دنياي بي‌نهايت كوچكها سروكار داشتند، اجباراً مي‌پذيرفتند كه ذرات، از ديوارهاي سخت عبور مي‌كنند!

موضوع عبور از ديوار را دقيق‌تر بررسي مي‌كنيم. مقدمتاً مي‌دانيم كه هر اندازه جسم كوچكتر باشد، انرژي پتانسيل آن كمتر است. وقتي شما روي زمين مي‌ايستيد، كمتر از موقعي كه روي ديوار نشسته‌ايد، انرژي پتانسيل داريد. اختلاف اين دو انرژي پتانسيل برابر است با وزن جسم، ضرب در اختلاف فاصله گرانيگاه آن در دو حالت از سطح زمين، كه تقريباً برابر ارتفاع ديوار، منهاي يك متر است.

اگر شما به طريقي انرژي كسب نمائيد، موفق مي‌شويد كه از ديوار عبور كنيد. اين انرژي را مي‌توانيد از عضلات خود بدست آوريد و يا دوستانتان شما را بلند كنند و يا بعبارت ديگر كار انجام شده، بر ميزان انرژي پتانسيل شما مي‌افزايد و رفتن روي ديوار را عملي مي‌سازد. پائين رفتن از ديوار آسان است، زيرا نه تنها كوششي لازم ندارد، بلكه به منظور آهسته‌تر كردن سقوط و برعليه جاذبه زمين بايستي صرف انرژي نمود.

بديهي است كه انرژي پتانسيل درسوي ديگر ديوار، برابر حالت اول خواهد بود. اگر تغييرات انرژي پتانسيل را به هنگام عبور از ديوار رسم كنيم، قله‌اي درآن مشاهده خواهيم كرد كه از نظر فيزيك‌دانها سد پتانسيل ناميده مي‌شود.

در دنياي اتمي نيز ديوارهائي از اينگونه وجود دارند. براي مثال درهرتكه كه فلز مقداري الكترون تقريباً آزاد يافت مي‌شود، كه كمي به اتمهاي خويش وابسته‌اند. ولي عليرغم آزادي، شنيده نشده است كه الكتروني بخودي خود قطعه فلز را ترك كند، زيرا با اينكه اتصال الكترون و اتمهاي وابسته ضعيف است ولي يونهاي موجود، الكترونها را به سوي فلز مي‌كشند.

اثر كلي يونها برالكترونها, شبيه آن است كه الكترونها را در محوطه‌اي بوسيله ديوار, از فضاي اطراف جدا كرده باشيم.

از نظر تئوري بوهر, الكترونهاي يك قطعه فلز را مي‌توان, به توپهاي داخل يك گودال تشبيه كرد. همانطوري كه توپها از گودال خارج نمي‌شوند, الكترونها نيز در قطعه فلز خواهند ماند. اين موقعيت حاكم بر الكترون را, چاه پتانسيل مي‌ناميم.

البته الكترونها براي هميشه به فلز بسته نشده‌اند, بلكه تحت شرائطي مي‌توانند از سد بگذرند و به خارج راه يابند. براي مثال اگر الكترون را زير نور با طول موج به اندازه لازم كوتاه قرار دهيم, خروج الكترون ممكن مي‌گردد. فوتوني كه انرژي كافي داشته باشد, با يك ضربه مي‌تواند الكترون را به خارج پرتاب كند. اين شيوه كلاسيك عبور از سد پتانسيل است و با عبور كودكان از ديوار باغ اختلافي ندارد.

البته براي الكترونهاي يك قطعه فلز, سد پتانسيل, بيشتر شبيه يك پله است تا يك چاه. در مورد اول با حفر زمين چاه را بوجود مي‌آوريم و در مورد دوم يك ميدان الكتريكي قوي لازم خواهد بود. بهرحال شباهت توپ و الكترون در همين جا پايان مي‌يابد.

اگر معادله نيوتن را براي توپ واقع در گودال حل كنيم, نتيجه مي‌شود كه توپ, براي هميشه در گودال خواهد ماند, مگر اينكه انرژي كافي براي عبور از ديوار به آن داده شود. بدون حل معادله نيز باور داشتيم كه توپ از ديوار نخواهد گذشت, به همانگونه كه كودكان, بدون صرف انرژي نمي‌تواند از ديوار عبور كنند.

مكانيك كلاسيك تأكيد مي‌كند, كه توپ هرگز از گودال خارج نخواهد شد و احتمال خروج توپ صفر است.

اگر معادله شرودينگر را براي الكترون يك قطعه فلز كه در ميدان الكتريكي قرارگرفته است, حل كنيم, نتيجه غير منتظره خواهد بود. در اينجا احتمال خروج الكترون صفر نمي‌شود و تأكيد مي‌كنيم كه هرگز صفر نخواهد شد, با اينكه مي‌تواند مقدار بسيار ناچيزي باشد.

به نظر مي‌رسد كه الكترون مي‌تواند به داخل سد پتانسيل نفوذ كند و به سوي ديگر آن راه يابد, بر خلاف آنچه كه فيزيك كلاسيك پيش‌بيني مي‌كند. شايد هم نيروهاي اسرارآميز, تونلي را در ديوار تعبيه كرده و در اختيار الكترون قرار داده‌اند. از اينرو فيزيكدانها اين پديده غريب را پديده تونل (Tunnel Effect) نامگذاري كردند.

مشكلات نسبيت و مكانيك كوانتوم

مشكلات نسبيت و مكانيك كوانتوم

 

بنا بر نسبيت،  گرانش اثر هندسي جرم بر فضاي اطراف خود است. كه فضا-زمان ناميده مي شود. يعني جرم فضاي اطراف خود را خميده مي كند و مسير نور در اطراف آن خط مستقيم نيست، بلكه منحني است.

 

در سال 1919 انحنای فضا را هنگام كسوف كامل خورشید با نوری كه از طرف ستاره ی مورد نظری به سوی زمین در حركت بود و از كنار خورشيد می گذشت مورد تحقيق قرار دادند كه با پیشگویی نسبيت تطبیق می كرد. این موفقيت بسيار بزرگی برای نسبيت بود. از آن زمان به بعد توجه به ساختار هندسی و خواص توپولوژيك فضا بررسی واقعیت های فيز يكی  را به حاشیه راند. مضافاً اين كه گرانش را از فهرست نیروهای اساسی طبيعت در فيزيك نظری حذف كرد.

 

مشكلات اساسی نسبيت را می توان به صورت زير فهرست كرد:

 

 

 

1- مشكل نسبيت با مكانيك كوانتوم: مكانيك كوانتوم ساختار ریز و كوانتومی كميت ها و واكنش متقابل آنها را مورد بررسی قرار می دهد. به عبارت ديگر نگرش مكانيك كوانتوم بر مبنای كوانتومی شكل گرفته است. در این زمينه تا جايی پيش رفته كه حتی اندازه حركت و برخی دیگر از كميتها را كوانتومی معرفی می كند. این نتايج بر مبنای يكسری شواهد تجربی مطرح شده و قابل پذيرش است. علاوه بر آن تلاشهای زيادی انجام می شود تا پديده های بزرگ جهان را با قوانين شناخته شده در مكانيك كوانتوم توجيه كنند. حال به نسبيت توجه كنيد كه فضا-زمان را پيوسته در نظر می گيرد. بنابراين نسبیت با مكانيك كوانتوم ناسازگار است. تلاشهای زيادی انجام شده تا به طريقی يك همانگی منطقی و قابل قبول بين نسبيت و مكانيك كوانتوم ايحاد شود. در اين مورد كارهای ديراك شايان توجه است كه مكانيك كوانتوم نسبيتی را پايه گذاری كرد و آن را توسعه داد. اما در مورد نسبيت عام موفقیت چندانی نصيب فيزيكدانان نشده است.

 

 

 

2- پيچيدگی و عدم وجود تفاهم در نسبيت: پيچيدگی نسبيت موجب شده كه تفاهم منطقی بين فيزيكدانان در مورد نتايج و پيشگويی های نسبيت وجود نداشته باشد. به عبارت دیگر نسبيت شديداً قابل تفسير است. اين تفاسيرگاهی چنان متناقض هستند. البته اين برداشتهای متفاوت از نسبيت ناشی از گذشت زمان نيست، بلكه از آغاز حتی برای خود اينشتين كه نسبيت را مطرح كرد وجود داشت. به عنوان مثال: اينشتين از سال 1917 شروع به تدوين يك نظريه قابل تعميم به عالم کرد. وی با مشكلات حل نشدنی رياضی برخورد كرد. به همين دليل در معادلات گرانش عبارت مشهور " پارامتر عالم " را وارد كرد. ملاحظات وی در اين موضوع بر دو فرضيه مبتنی بود.

 

 

 

الف- ماده دارای چگالی متوسطی در فضاست كه در همه جا ثابت و مخالف صفر است.

 

ب- بزرگی " شعاع " فضا به زمان بستگی ندارد.

 

 

 

در سال 1922 فریدمان نشان داد كه اگر از فرضیه دوم چشم پوشی شود، می توان فرضیه اول را حفظ كرد بی آنكه در معادلات به پارامتر عالم نيازی باشد. فريدمان بر اين اساس يك معادله ی دیفرانسيل به صورت زير ارائه كرد:

 

(dR/dt)^2 - C/R+K=0

 

در واقع سالها قبل از كشف هابل در مورد انبساط فضا، فریدمان دقیقاً كشفيات او را پيش بينی كرده بود. معادله ی فريدمان معادله ی اصلی كيهان شناخت نيوتنی است و بدون تغيير در نظريه نسبيت عام نيز صادق است. اينشتين بر همه نتايج به دست آمده توسط فريدمان اعتراض كرد و مقاله ای نيز در اين باب انتشار داد. سپس حقايق را در فرضيه فريدمان ديد و با شجاعت كم نظيری طی نامه ای كه برای سردبير مجله آلمانی فرستاد به اشتباه خود در محاسباتش اعتراف كرد.

 

بيشتر مشکلات نسبيت ناشی از خواصی است كه به علت وجود ماده برای فضا قايل می شوند. كه در آن هندسه جای فیزيك را می گيرد. زمانی پوانكاره گفته بود كه اگر مشاهدات ما نشان دهد كه فضا نااقلبدسی است، فيزيكدانان می توانند فضای اقليدسی را قبول كرده و نيروهای جديدی وارد نظريه های خود كنند. اما نسبيت چنین نكرد و ماهيت پديده های فيزيكی را به دست فراموشی سپرد. هرچند پديده های فيزيكی را بدون ابزار محاسباتی، اعم از جبری و هندسی نمی توان توجيه كرد، اما فيزيك نه هندسه است و نه جبر، فيزيك، فيزيك است وبس!!!

 

 

 

 3- مشكل گرانش نيوتنی در نسبيت همچنان باقی است: در نسبيت فضا-زمان دارای انحناست. هرچه ماده بيشتر و چگالتر باشد، انحنای فضا بيشتر است. سئوال اين است كه اين انحنای فضا تا كجا می انجامد؟ در نسبيت فضا می تواند چنان تابيده شود كه حجم به صفر برسد. برای آنكه ماده بتواند چنان بر فضا اثر بگذارد كه حجم به صفر برسد، بايد جرم به سمت بی نهايت ميل كند. يعنی نسبيت نتوانست مشكل قانون گرانش را در مورد تراكم ماده در فضا حل كند، علاوه بر آن بر مشكل افزود. زيرا قانون نيوتن می پذيرد كه ماده تا بی نهايت می تواند متمركز شود، اما حجم صفر با آن سازگار نيست. اما نسبيت علاوه بر آن كه می پذيرد ماده می تواند تا بی نهايت متراكم شود، پيشگويی می كند كه حجم آن نيز به صفر می رسد.  

كشف پاد ذرات بر اساس كوانتوم

كشف پاد ذرات بر اساس كوانتوم

با گذشت زمان كوانتوم بسيار پيشرفت كرد. يكي ديگر از دستاوردهاي مكانيك كوانتومي كه توسط معادلهء ديراك بوجود آمد كشف پادذرات بود. پس از ارائهء معادلهء نسبيت كوانتومي توسط ديراك با تمام حسني كه داشت فوراً به اشكالاتي بسيار جديدي منجر شد و علتش همان توفيقي بود كه در پيوند دادن نسبيت و كوانتوم بدست آورده بود. اشكال از اين واقعيت برخاست كه مكانيك نسبيتي به امكان وجود دو جهان متاوت منجر مي شود: يكي جهان"مثبت" كه در آن زندگي مي كنيم و ديگري جهان شگفت "منفي"كه با قوهء تصور و تخيل ما مبارزه مي كند. در اين جهان منفي هر جسمي داراي جرم منفي است يعني بر هر سو كه رانده شود در سوي خلاف نيرو شروع به حركت مي كند، جهان شگفتي كه در آن براي راندن جسمي به جلوبايد آنرا به عقب بكشيم و بر عكس. با يك تشبيه آشكار مي توان الكترونهايي را كه جرم منفي دارند "الكترونهاي خر"ناميد. در اين حالت نيز اگر دو الكترون را به هم نزديك كنيم و يكي الكترون خر باشد بر خلاف تصور ذهن ما بجاي اينكه دو الكترون با دافعه از يكديگر دور شوند، نيروي دافعه موجب خواهد شد كه الكترون خر به سوي الكترون ديگر حركت كند و حال آنكهالكترون معمولي از آن دور مي شود. در اين مورد هيچ تناقضي با قانون بقاي انرژي وجود ندارد. كسي هرگز الكترون هاي خر يا سنگهاي خر يا سيارات خر را مشاهده نكرده است. اين فقط حل فرضي معادلات مكانيك اينشتين است و پيش از آنكه ديراك نسبيت كوانتوم را به هم پيوستگي دهد موجبي براي اعتراض در ميان نبوده است.

معادلات ديراك در مورد جهشهاي الكترون از ترازي به تراز ديگر نيز دچار مشكلاتي شد.استفاده از محاسبات رياضي پائولي نيز كار را مشكلتر مي كرد تنها راهي كه بوسيلهء ديراك توانست اين اشكال را مورد بحث قرار دهد،بطوريكه اصل طرد پائولي رعايت شود وبا واقعيت تجربي هم سازگار باشد و در عين حال گسستگي ترازهاي انرژي را مكانيك كوانتومي اوليه پيش بيني كرده بود را نقض نكند، وجود الكترونهايي با بار مثبت بود. در سال 1931 فيزيكدان آمريكائي كارل اندرسن در حالي كه در يك آزمايش الكترونهاي پر انرژي موجود در رگبارهاي اشعهء كيهاني را در يك "اتاق ابري" پي جويي مي كرد،پي به وجود الكترونهايي با بار مثبت كه بعدها پوزيترون ناميده شد، برد. البته امروزه پوزيترونها به وفور در آزمايشات هسته اي مشاهده ميشوند و خواص آنها نيز كاملاً شناخته شده است.

پس از كشف الكترونهاي مثبت، فيزيكدانان به فكر امكان وجود پروتونهاي منفي افتادند كه در برابر پروتونهاي مثبت معمولي همان وضع را دارند كه پوزيترونها در برابر الكترونها دارند كه سرانجام در 1959 وجود پروتونهايي با بار منفي در آزمايشات اميليو جينو سگره(Emilio Gino Segrel) و اوئن چمبرلن(Owen Chamberlian) و چند تن ديگر در كاليفرنيااعلام شد. يكسال پس از اعلام كشف پاد پروتونها در 1956 تئوري وجود پادنوترونها نيز مطرح شد. سگره و چمبرلن به خاطر اين كشف توانستند جايزهء نوبل 1959 را مشتركاً كسب كنند.

تعابیر فلسفی مکانیک کوانتومی

تعابير كپنهاگي و فلسفي كوانتوم

براي اینکه از مكانيك كوانتومي تعبيري داشته با شيم به چند تعبير كه توسط فيزيكدانان پايه گذار كوانتوم بيان شده مي پردازيم :

 

 

 

§ تعبير كُپنهاكي مكانيك كوانتومي : تعبيري از مكانيك كوانتومي كه در اواخر دهه 1920 به وسيلهء بور و همكارانش ارائه شد و به زودي به عنوان تعبير معتبر مكانيك كوانتومي در ميان فيزيكدانان رواج يافت. اين تعبير مشتمل بر مجموعه اي از مواضع است كه بنيانگذاران مكانيك كوانتومي اتخاذ كردند(از قبيل مكمليت، عدم قطعيت و...) ،اين تعبير از لحاظ فلسفي قوانين و تعريفهاي فيزيك را صرفاً ابزارهايي براي پيش بيني پديده ها مي داند؛مثلاً رياضيات فقط ابزاري براي توصيف واقعيتهاي كوانتومي است و عين واقعيت نيست . اين ديدگاه در فلسفه پوزيتيويسم(Positivism) نام دارد.

 

 

 

§ در مقابل ديدگاه بالا رئاليسم(Realism) قرار دارد كه پيروان آن واقعيتهاي خارج از ذهن را قبول دارند و هدف علم را مطالعهء ساختار اين واقعيتها مي دانند.

 

 

 

بور، هايزنبرگ و طرفدارانشان ابداع كنندگان مكتب كُپنهاكي هستند كه ريشه در پوزيتيويسم دارد در مقابل اينشتين و برخي فيزيكدانان ديگر از طرفداران رئاليسم هستند. حال كه بحث به اين مقوله كشيده شد، كمي از مكانيك كوانتومي خارج مي شويم و وارد فلسفهء كوانتومي مي شويم . همزمان با پيدايش مكانيك كوانتومي و حتي كمي قبل تر هم فلسفه كوانتومي كم كم مطرح شد كه تا به امروز هم ادامه دارد. علم فلسفه از جمله علومي است كه از چندين قرن قبل از ميلاد هم وجود داشته و از جمله علومي است كه قابل فهم براي هر كسي نيست. فلسفه با پيدايش از چندين قرن قبل از ميلاد به سرعت شروع به پيشرفت كرد و فلاسفه و دانشمندان بزرگي را نيز همواره در طول ترقي خود همراه داشته است و تا اوايل قرن نوزدهم هرگز زير سؤال نرفته بود و داراي قدرت و تسلط زيادي بر تمامي علوم داشته است تا جائيكه قبل از مكانيك نيوتني بر علوم طبيعي هم احاطه داشته است. از جمله مباحثي كه همواره در فلسفه وجود داشته و دارد قانون عليت يا علت و معلول است. ارسطو صحبت از چهار نوع عليت مي كند اما آنچه امروز در اصطلاح بكار مي رود غالباً علت فاعلي است. بر طبق قانون عليت يا ضرورت علي و معلولي يا موجبيت با بودن علت وجود معلول ضرورت دارد و با نبودن آن وجود معلول محال است، يعني علت نه تنها وجود دهندهء معلول است بلكه ضرورت دهندهء آن نيز هست. اين مفهوم فلسفه تا قبل از اوايل قرن نوزدهم مورد قبول كليهء فيلسوفان و فيزيكدانان بوده است. به عنوان مثال لاپلاس به صراحت قانون عليت را مي پذيرد و آنرا مورد نقد و بررسي قرار مي دهد تا جائيكه موجبيت مفهوم لاپلاسي را نيز به خود مي گيرد. موجبيت به مفهوم لاپلاسي آن، مورد قبول فيزيكدانان بود تا آنكه در قرن نوزدهم زمزمه هايي از طرف برخي از فلاسفه عليه آن شروع شد. رنوويه(C.Renouvier) اعتبار مطلق اصل عليت را به عنوان يك امر تنظيم كنندهء فرآيندهاي فيزيكي مورد ترديد قرار داد.

 

طرد موجبيت كلاسيك درسطح اتمي نقش مهمي درنظريهء شانس چارلز پيرس(Charles Pierse) فيلسوف و رياضيدان آمريكائي ايفا كرد. بولتسمن نيز اعتبار موجبيت را مورد ترديد قرار داد و در درسش دربارهء نظريهءگازها در 1895 اعلان كرد:"من اين احتمال را ذكر مي كنم كه ممكن است حركت مولكواهاي منفرد، فرمولهاي تقريبي از آب درآيند كه مقادير متوسط را مي دهند و در نتيجه به حساب احتمالات منجر مي شوند."

 

جانشين بولتسمن در دانشگاه وين،اكسنر(F.Exner) بود كه شرودينگر همه از شاگردان وي بوده است در 1919 يك نظريه آماري ارائه كرد كه انها را ناشي از تعداد زياد پديده هاي شانسي در سطح ميكروسكوپي تلقي كرد. او نيز اصل عليت را مورد ترديد قرار مي دهد و مي گويد:"اصل عليت براي حوادث ماكروسكوپي صادق است بدون آنكه لزوماً براي جهان ميكروسكوپي صادق باشد. از اينجا نتيجه مي شود كه قوانين جهان بزرگ، قوانين مطلق نيستند، بلكه قوانين احتمال هستند."همچنين وي استدلال كرد كه تمامي قوانين طبيعت سرشت آماري دارند و هيچ قانون مطلق دقيق وجود ندارد. پوآنكاره معتقد بود كه قوانين طبيعي احتمالاً نتيجهء مقادير متوسط هستند. عدم دقت وسايل اندازه گيري كشف بعضي از قوانين را باعث شده است.

 

همچنين برخي ديگر از فيزيكدانان نيز اصل عليت را مورد ترديد قرار مي دهند. اما توجه مي كنيم كه اين موارد قبل از تولد مكانيك كوانتومي مطرح شد، كه كشف مكانيك كوانتومي و از جمله اصل عدم قطعيت نيز بر ترديد اصل عليت افزود و آن را خيلي بيشتر از زمان قبل از تولد كوانتوم مورد شك و ترديد قرار داد. اما در همان زمان يعني قبل از تولد كوانتوم نيز برخي از فيزيكدانان از اصل عليت به شدت دفاع مي كردند و در مقابل ترديد كنندگان اين اصل مي ايستادند و از آن دفاع مي كردند. يك مطالعهء اجمالي از اين بحثهاي فلسفي نشان مي دهد كه اغلب فيزيكداناني كه در هر شاخه اي از فيزيك از آمار استفاده كرده اند به اصل عليت ترديد كرده اند و كساني هم كه در شاخه اي كار كرده اند كه از آمار استفاده نشده است به اصل عليت اعتقاد مطلق داشته اند و از آن دفاع مي كردند از جمله ماكس پلانك كه مكرراً اظهار مي داشت كه فرض وجود قوانين آماري، تنها در پرتو قوانين ديناميكي دقيق براي حوادث فردي ميسر است حتي اگر شناخت آنها، به علت نارسائي حواس ما، ميسر نباشد.

 

نرنست (Nernst) هم معتقد بود كه توصيف طبيعت به وسيلهء قوانين آماري، بيشتر به علت ضعف درك انسانهاست نه آن كه ذاتي خود طبيعت باشد. او طبيعت را محكوم يك عليت دقيق مي دانست و دانش انسان را محدود:"مغز انساني قادر نيست كه اين فرآيندهاي طبيعي رابا جزئي ترين تفصيلاتشان ببيند."

 

بطور خلاصه، حتي قبل از ارائهء اصل عدم قطعيت توسط هايزنبرگ نيز زمزمه هايي دربارهء عدم قطعيت به گوش مي خورد.با بيان اصل عدم قطعيت ترديدات قانون عليت تشديد يافت بطوريكه بعدها در كنار اصل عدم قطعيت شاخه اي نيز به نام تعبير فلسفي روابط عدم قطعيت به وجود آمد. پس از بيان اصل عدم قطعيت ترديدات فوق شدت يافت تا جائيكه بعضي از فيزيكدانان به كل منكر وجود قانون علت و معلول شد و اين بحث از فلسفه را با بيش از سه هزار سال سابقه زير سؤال بردند و در سال تولد فلسفه علمي مي دانستند. تفسير كامل مذاكرات و حتي ذكر كامل مذاكرات فيزيكدانان مكانيك كوانتومي در زمينه فلسفه بسيار طولاني و خارج از حوصله است. لذا فقط چند تن از آنهايي كه عليت را طرد مي كردند به همراه چند جمله از آنها مي آوريم و اين مبحث را تمام مي كنيم . هايزنبرگ پس از ارائهء روابط عدم قطعيت خود و از جمله رابطهء

 

ΔE. Δt ≥ħ/2

 

به تعبير فلسفي آن نيز پي برد و نتيجهء فلسفي خود را در طرد عليت يافت به طوريكه خود بيان مي كند: "اگر حال را دقيقاً بدانيم، آينده را مي توانيم پيش بيني كنيم." و الان كه در دانستن حال عدم قطعيت داريم پس آينده را هم نمي توانيم با قطعيت پيش بيني كنيم ... بنابر اين او وجود علت و معلول را منكر مي شود در حالي كه هايزنبرگ از اثبات بي اعتباري قانون عليت صحبت كرد، بورن تو خالي بودن آن را مطرحكرد. وي اشاره كرد فلسفه كلاسيك مي گويد اگر حالت يك سيستم بسته در يك لحظه معلوم باشد، قوانين طبيعي، حالت آنرا در هر لحظهء بعدي تعيين مي كند. درحاليكه مكانيك كوانتومي نشان مي دهد اينگونه نيست، پس قانون عليت يك قانون توخالي است.

 

قبلاً برخي فلاسفه ادعا مي كردند اگر اتمهاي بدن ما مثل حركات سيارات از قوانين تخلف ناپذير تبعيت مي كنند پس چرا ما كوشش مي كنيم؟

 

اما با ارائهء اصل عدم قطعيت بعضي از فيزيكدانان فيلسوف مشرب به اين نتيجه رسيدند كه اين مشكل حل شده است. اصل هايزنبرگ اجازه مي دهد كه امكانات مختلفي براي يك سيستم به فعليت برسند... . بور نيز به ترديد قانون عليت معتقد شد و آنرا طرد مي كرد. 

 

برتراند راسل نيز در ابتدا از طرد قانون عليت استقبال كرد و در سال 1929 در كتاب "عرفان و منطق" خود از قانون عليت به عنوان يادگاري از اعصار گذشته ياد كرد كه مثل سلطنت باقي مانده است اما راسل به زودي از اين عقيده برگشت و در طرد عليت ترديد كرد. ديراك هم در ابتدا عليت را طرد كرد اما وي بعداً به صراحت امكان بازگشت به عليت را مطرح كرد و گفت كه توسل به احتمالات به خاطذر دقيق نبودن اطلاعات ماست. به هر حال بسياري از فيزيكدانان و فيلسوفان مطرح در مقابل ادعاي هايزنبرگ ايستادند و به شدت از قانون عليت دفاع كردند و همگي اين اعتقاد را داشتند كه روابط عدم قطعيت هايزنبرگ يك اصل بر دانش بشري است نه يك اصل بر طبيعت.از جمله فيزيكداناني كه با هايزنبرگ، بور، بورن و ... مخالفت مي كرد آلبرت اينشتين بود.

 

علامه محمد تقي جعفري در اين زمينه مي گويد: "دليل هايزنبرگ و طرفداران وي اين بود كه طبيعت محكوم مكانيك كوانتومي است و در مكانيك كوانتومي جايي براي عليت نيست. استدلال مخالفان وي اين بود كه مكانيك كوانتومي در سطح آماري حاكم است و در سطح زيرين عليت جريان دارد، زيرا:

 

اگر يك ذره را برگيري از جاي  خلل يابد همه عالم سرا پاي

 

و نيز مي گفتند هايزنبرگ از يك موضع معرفت شناختي يعني عدم امكان پيش بيني آينده به يك موضع هستي شناختي يعني نفي حاكميت عليت در جهان پريده است.به هر حال با استدلالات و دلايل بسيار فراوان اكثر فيزيكدانان و فيلسوفان به قانون عليت اعتقاد دارند و آن را ضروري مي دانند و اصل عدم قطعيت هايزنبرگ را اصل عدم يقين مي دانند."

به هر حال هايزنبرگ و طرفداران او (بور، بورن، نويمن و...) مكانيك كوانتومي را بسيار كامل مي دانستند تا جايي كه طبيعت را ملزم به تبعيت از آن مي پنداشتند.تفصيل بيشتر اين مقوله خارج از حوصلهء اين گردآوري است ولي اشاره مي كنيم اين موضوع بسيار گسترده است و توصيه مي شود براي مطالعهء اين مقوله به كتاب"تحليلي از ديدگاههاي فلسفي فيزيكدانان معاصر" نوشتهء دكتر مهدي گلشني رجوع شود.با ذكر اين منبع اين قسمت را به پايان مي بريم.

آیا می دانید بزرگترین اشتباه آلبرت اینیشتین چه بود؟

آیا می دانید بزرگترین اشتباه آلبرت اینیشتین چه بود؟

ادوین هابل،ستاره شناس آمریکایی حدود ۵۰-۶۰ سال پیش کشف کرد که جهان در حال انبساط است.و سرعت دور شدن سیارات به فاصله آنها از هم بستگی دارد. در همان زمان اینشتین در حال نوشتن نظریه نسبیت عام بود.وی در قوانین خود به ثابتی رسید که نشان می داد جهان در حال انبساط است.ولی تا آن موقع هنوز توسط هابل اثبات نشده بود.پس ثابت معادله را دست کاری کرد تا نشان دهنده ثبات عالم باشد. پس از کشف هابل ، اینشتین این کار خودش را بزرگترین اشتباه زندگی اش خواند.

فیزیک در ایران

فیزیک در ایران

كشور ما نسبت ديرينه اي در نجوم دارد. قديمي ترين متن ايران پيش از اسلام، اوستا كتاب ديني زرتشتيان است كه متاسفانه فقط يك پنجم آن باقي مانده است. در اين متن به كروي بودن زمين اشاره شده است كه اين يك ردپاي نجومي از ايران باستان است. همچنين در متن هاي ديني زرتشتي مربوط به دوره ساساني به نام صورت هاي فلكي، ستاره ها و سيارات اشاره شده است.

مورد ديگر نجوم ايران پيش از اسلام مربوط به قرن اول ميلادي يعني 6 قرن پيش از ظهور اسلام است.در قرن اول ميلادي عده اي از فعالان (رهبران ديني كه هم رهبر بودند و هم دانشمند) به علتي نامعلوم و زمان اشكانيان از سيستان به هند مهاجرت كردند و دانش و فرهنگ ايراني را با خود به اين كشور بردند و آن را با فرهنگ و دانش هندي آميخته كردند. گفته مي شود اين افراد همچنين در هند باقي مانده اند و تمايز نژادي خود را حفظ كرده اند. در هر حال اين مسلم است كه تقويم ايراني كه اين افراد به هند بردند كه در آن شروع سال اول بهار است و هنوز در هند مورد استفاده قرار می گیرد. البته آنها عملا از تقويم اروپايي استفاده مي كنند اما تقويم رسمي  در قانون اساسي اين كشور همان تقويم ايراني است. از کتب قدیمی ایران كتاب نجومي باقي نمانده است غير يك اثر مهم به نام ذيج شهرياران. ذيج به معني كتابچه نجومي است كه لغت قديمي فارسي است. اين كتاب در زمان بهرام گور و توسط پادشاهان ساساني تاليف شده است كه يك قرن بعد در زمان انوشيروان تصميم گرفتند اين كتاب را كامل تر كنند كه به دستور انوشيروان كتاب هاي نجوم يونان و هند خوانده شد و مقايسه كردند و گفتندكه كتاب هاي نجوم هندي دقيق تر است در نتيجه يك ويرايش جديدي از ذيج شهريار براساس متن هاي هندي فراهم كردند. بعضي از منجمان اسلامي مثل ابوريحان بيروني و خوارزمي مطالبي از اين كتاب را در كتاب هاي خود آورده اند.

مثلا ابوريحان بيروني كتابي به نام افراط المقال في امر الضلال (مقاله اي يكتا در مورد سايه ها) دارد كه در آن روش مدرج كردن ساعت هاي آفتابي را از كتاب ذيج شهريار نقل كرده است. همچنين در يكي از نوشته هاي ديني زرتشتي يك آيين مقدسي ذكر شده است كه گفتند اين آيين بايد زماني انجام شود كه ماه، ستاره ها، سياره ها و خورشيد در يك موقعيت ويژه كه در رسانه ذكر شده است، باشد. در عين حال، در نوشته هايي كه به زبان پهلوي است براي محاسبه موقعيت ماه، خورشيد، ستاره ها و سياره ها گفته شده است كه بايد محاسبه آنها براساس يك ذيج (كتابچه نجومي) باشد و آنجايي كه از منابع ساساني نام برده از ذيج هندي، ذيج شهرياران و ذيج بطلميوس نام برده است به اين ترتيب مشخص مي شود كه در زمان ساسانيان، ايراني ها با نجوم يونان باستان كه خيلي پيشرفته بود آشنا بوده اند كه شاخص تر اثر آن كتاب نجومي يونان باستان است كه بعدها به عربي ترجمه شد. ولي اين عقيده هم وجود دارد كه اولين ترجمه آن از يك ترجمه فارسي قديمي گرفته شده است. نجوم ايران باستان از نجوم دوره يونان باستان تاثير گرفته و بر نجوم دوره اسلامي اثر گذاشت و نجوم اين دوره هم بعدها بر تكامل نجوم در اروپا تاثير گذاشت. بعد از اسلام يكي دو قرن صرف كشمكش و تثبيت حكومت جديد در ايران شد. در اين دوره يا هيچ اثري بوجود نيامد و يا اگر به وجود آمد باقي نماند. اما بعد از آن از قرن سوم تا قرن 7 و 8 هجري شكوفايي بسياري در كشورهاي اسلامي به خصوص در ايران به وجود آمد و دانشمندان دستاوردهاي زيادي به وجود آوردند كه به دوره طلايي اسلامي شهرت يافت.

 

مقدمه

ایرانیان در نگاهداری علوم یونانی تلاش زیادی مبذول داشتند و در تکامل آن نیز نقش بسزایی داشتند. اما متاسفانه این تلاش ها با رکود چند صد ساله مواجه شد. با این وجود انتقال علوم از کشورهای اسلامی به غرب، این دست آورده ها تقریباً حفظ شد. هنگامیکه ایران در رکود علمی به سر می برد، اروپا در حال بیدار شدن و روی آوردن به علوم بود. با این وجود هیچ مورخی نم تواند نقش ایرانیان را در نگاهداری و تکامل علوم نادیده بگیرد.

ابوریحان بیرونی

دكتر پرويز شهرياري كه مطالعات زيادي بر تاريخ علم در ايران انجام داده است، درمورد جنبه‌هاي مختلف اين شخصيت توضيح مي‌دهد: «زماني كه در اروپاي غربي، جهل قرون وسطايي حكومت مي‌كرد و اثري از علم در هيج جاي دنيا به‌چشم نمي‌خورد، جز سوسوهايي از علم در هند و چين، دانشمنداني بنام در ايران درخشيدند كه از آن ميان، ابوريحان بيروني شاخص است.»

ابوريحان يكي از شخصيتهايي است كه به ‌عقيده دكتر شهرياري هنوز به‌درستي شناخته نشده است.

ابوريحان اولين كسي بود كه به كرويت زمين اعتقاد داشت و كسي بود كه جز به تجربه هيچ چيز را قبول نداشت. فرانسيس بيكن را كه سرچشمه تجربه مي‌دانند، قرنها پس از او مسئله تجربه را مطرح كرد.

دكتر پرويز شهرياري در پايان توضيحات خود درمورد ابوريحان مي‌گويد: «همزمان با ابوريحان دانشمنداني مثل پورسينا، كوشيار گيلاني و خجندي هم بودند كه همه در رياضيات و اخترشناسي سرآمد بودند اما از آن ميان، ابوريحان مشهورتر است. در آن دوره ششصد ساله كه دوران علم ايراني است، دانشمندان مختلفي داشتيم كه در همه جاي دنيا درخشيدند و هيچكس نمي‌توانست با آنها برابري كند اما اگر به تاريخ تمدن ويل دورانت كه در حدود هیجده جلد نوشته شده، مراجعه كنيد، سهم ايران در تمدن جهان فقط حدود ده صفحه است. ما بايد براي

شناساندن تمدن خود بيشتر كار كنيم و حداقل كتابهاي دانشمندان خود را به فارسي ترجمه كنيم.

بیرونی در مقایسه با بطلمیوس در مورد خطاها نظر مساعدتری داشت . نویسنده  می نویسد : بطلمیوس بر این عقیده بود كه از میان مشاهداتش ،معتبرترین را بر گزیند  ( یعنی مشاهداتی را انتخاب كند كه با نظریاتش هماهنگ است ) و به خوانندگان آثارش در مورد كنار گذاشتن و نادیده گرفتن آندسته از مشاهداتش كه انتخاب نشدند ، چیزی نگوید . اما بیرونی خطاهای مشاهداتش را از نظر علمی بیشتر مورد بررسی قرار می داد وهنگامیكه برخی از آنها را به عنوان مشاهداتی كه دقیق تر بودند ،انتخاب می كرد ،دیگر مشاهداتی را كه دارای خطا بودند و كنار گذاشته می شدند را نیز ارایه می داد . او همچنین نسبت به خطاهای محاسباتش حساسیت نشان می داد و همیشه سعی می كرد تا كمیتهایی را مشاهده كند كه برای رسیدن به جواب به كمترین دستكاری نیاز دارد .

" سایه ها "(Shadows) یكی از مهمترین آثار بیرونی است كه حدودا در سال 411 نوشته شده است . روزنفلد به طور مفصل در مورد این اثر بیرونی نوشته است. محتوای این اثر بیرونی شامل موارد زیر است : اصطلاحات عربی سایه ها و تصویرها ، پدیده های جدید و غیر عادی از جمله تصویرها ، gnomonics ،تاریخچه تانژانت و تابع های متقاطع.

این كتاب  به شرح مقاله هایی كه بیرونی در زمینه ریاضیات نوشته است ، می پردازد . این مقاله ها شامل موارد زیر می باشد : حساب نظری و عملی ،برآیند دسته ها ،آنالیز تركیبی ،قانون  3 ،اعداد گنگ ،نظریه خارج قسمت ،تعاریف مفاهیم جبری ،شیوه های حل معادله های جبری و مسایلی كه تنها با خط كش و پرگار حل نمی شدند ،منحنی های مخروطی ،فضاسنجی ،تصویرگنجنگاری ،مثلثات ،قانون سینوس در صفحه ،حل مثلثات كروی.

بیرونی همچنین مقاله هایی در مورد زمین پیمایی و جغرافی ارایه داد . او شیوه های اندازه گیری زمین و فاصله های روی آن را از طریق مثلث بندی معرفی نمود .او شعاع زمین را  6339.6ارزیابی كرد كه این اندازه تا قرن دهم در كشورهای غربی بدست آورده نشده بود .كتاب " قانون مسعودی"(Masudic canon) وی شامل جدولی است كه مختصات ششصد مكان را ارایه می دهد واودرمورد همه این مكانها دانش كافی داشت . البته بیرونی همه آنها را خودش اندازه گیری نكرده است . برخی از آنها را از جدول مشابهی كه خوارزمی عرضه كرده بود ،گرفته است .نویسنده  اظهار می دارد كه بیرونی ظاهرا در مورد ارقامی كه خوارزمی و بطلمیوس ارایه كرده بودند ،به این نتیجه می رسد كه ارقام ارایه شده توسط خوارزمی دقیق تر است

 بیرونی همچنین در مورد هماهنگی زمان رساله ای نوشته است . او چندین رساله نیز در مورد اسطرلاب نوشته و به شرح و توصیف تقویم ماشینی پرداخته است .او مشاهدات جالبی در مورد سرعت نور به انجام رساند و اظهار داشت كه سرعت  نور در مقایسه با سرعت صوت بسیار زیادتر است .او از كهكشان راه شیری به عنوان "  مجموعه ای از اجزا بیشمار طبیعت ستارگان سحابی "  یاد كرد .

  هیدرواستاتیك موضوعی در علم فیزیك است كه بیرونی مورد مطالعه قرار داد و از وزنهای ویژه ،اندازه های دقیقی ارایه داد و به شرح نسبتهای بین چگالی طلا ،جیوه ،سرب ،نقره ،برنز ،مس ،برنج ،آهن و قلع پرداخت .

او نتایج را به عنوان تركیبی از اعداد به صورت 1/n , n = 2 , 3 , 4 , ... 10   نشان داد .

بیرونی به آنهایی كه فكر می كرد احمق هستند ، كنایه ای زد . این كنایه مبنی بر جوابی بود كه او به مردی مذهبی داد كه به وسیله ای كه او ساخته بود ،ایراد گرفته بود . بر روی این وسیله ماههای بیزانسی حكاكی شده بود و زمان عبادت را نشان می داد . پاسخی كه بیرونی به آن مرد داد ، در كتاب " سایه ها "(Shadows) اینگونه آورده شده است : بیزانسی ها نیز غذا می خورند. پس شما غذا خوردن آنها را تقلید نكنید.   

 

خیام

غیاث الدین ابوالفتح، عمر بن ابراهیم خیام (خیامی)  در سال 439 هجری (1048 میلادی) در شهر نیشابور و در زمانی به دنیا آمد که ترکان سلجوقی بر خراسان، ناحیه ای وسیع در شرق ایران، تسلط داشتند. وی در زادگاه خویش به آموختن علم پرداخت و نزد عالمان و استادان برجسته آن شهر از جمله امام موفق نیشابوری علوم زمانه خویش را فراگرفت و چنانکه گفته اند بسیار جوان بود که در فلسفه و ریاضیات تبحر یافت. خیام در سال 461 هجری به قصد سمرقند، نیشابور را ترک کرد و در آنجا تحت حمایت ابوطاهر عبدالرحمن بن احمد , قاضی القضات سمرقند اثربرجسته خودرا در جبرتألیف کرد

خیام سپس به اصفهان رفت و مدت 18 سال در آنجا اقامت گزید و با حمایت ملک شاه سلجوقی و وزیرش نظام الملک، به همراه جمعی از دانشمندان و ریاضیدانان معروف زمانه خود، در رصد خانه ای که به دستور ملکشاه تأسیس شده بود، به انجام تحقیقات نجومی پرداخت. حاصل این تحقیقات اصلاح تقویم رایج در آن زمان و تنظیم تقویم جلالی (لقب سلطان ملکشاه سلجوقی) بود.

در تقویم جلالی، سال شمسی تقریباً برابر با 365 روز و 5 ساعت و 48 دقیقه و 45  ثانیه است. سال دوازده ماه دارد 6 ماه نخست هر ماه 31 روز و 5 ماه بعد هر ماه 30 روز و ماه آخر 29 روز است هر چهارسال، یکسال را کبیسه می خوانند که ماه آخر آن 30 روز است و آن سال 366 روز است هر چهار سال، یکسال را کبیسه می خوانند که ماه آخر آن 30 روز است و آن سال 366 روز می شود در تقویم جلالی هر پنج هزار سال یک روز اختلاف زمان وجود دارد در صورتیکه در تقویم گریگوری هر ده هزار سال سه روز اشتباه دارد.

دستاوردهای علمی خیام برای جامعه بشری متعدد و بسیار درخور توجه بوده است. وی برای نخستین بار در تاریخ ریاضی به نحو تحسین برانگیزی معادله های درجه اول تا سوم را دسته بندی کرد، و سپس با استفاده از ترسیمات هندسی مبتنی بر مقاطع مخروطی توانست برای تمامی آنها راه حلی کلی ارائه کند. وی برای معادله های درجه دوم هم از راه حلی هندسی و هم از راه حل عددی استفاده کرد، اما برای معادلات درجه سوم تنها ترسیمات هندسی را به کار برد؛ و بدین ترتیب توانست برای اغلب آنها راه حلی بیابد و در مواردی امکان وجود دو جواب را بررسی کند. اشکال کار در این بود که به دلیل تعریف نشدن اعداد منفی در آن زمان، خیام به جوابهای منفی معادله توجه نمی کرد و به سادگی از کنار امکان وجود سه جواب برای معادله درجه سوم رد می شد. با این همه تقریبا چهار قرن قبل از دکارت توانست به یکی از مهمترین دستاوردهای بشری در تاریخ جبر بلکه علوم دست یابد و راه حلی را که دکارت بعدها (به صورت کاملتر) بیان کرد، پیش نهد.

خیام همچنین توانست با موفقیت تعریف عدد را به عنوان کمیتی پیوسته به دست دهد و در واقع برای نخستین بار عدد مثبت حقیقی را تعریف کند و سرانجام به این حکم برسد که هیچ کمیتی، مرکب از جزء های تقسیم ناپذیر نیست و از نظر ریاضی، می توان هر مقداری را به بی نهایت بخش تقسیم کرد. همچنین خیام ضمن جستجوی

راهی برای اثبات "اصل توازی" (اصل پنجم مقاله اول اصول اقلیدس) در کتاب شرح ما اشکل من مصادرات کتاب اقلیدس (شرح اصول مشکل آفرین کتاب اقلیدس)، مبتکر مفهوم عمیقی در هندسه شد. در تلاش برای اثبات این اصل، خیام گزاره هایی را بیان کرد که کاملا مطابق گزاره هایی بود که چند قرن بعد توسط والیس و ساکری ریاضیدانان اروپایی  بیان شد و راه را برای ظهور هندسه های نااقلیدسی در قرن نوزدهم هموار کرد. بسیاری را عقیده بر این است که مثلث حسابی پاسکال را باید مثلث حسابی خیام نامید و برخی پا را از این هم فراتر گذاشتند و معتقدند، دو جمله ای نیوتن را باید دو جمله ای خیام نامید. البته گفته می شودبیشتر از این دستور نیوتن و قانون تشکیل ضریب بسط دو جمله ای  را چه جمشید کاشانی و چه نصیرالدین توسی ضمن بررسی قانون های مربوط به ریشه گرفتن از عددها آورده اند.

استعداد شگرف خیام سبب شد که وی در زمینه های دیگری از دانش بشری نیز دستاوردهایی داشته باشد. از وی رساله های کوتاهی در زمینه هایی چون مکانیک، هیدرواستاتیک، هواشناسی، نظریه موسیقی و غیره نیز بر جای مانده است. اخیراً نیز تحقیقاتی در مورد فعالیت خیام در زمینه هندسه تزئینی انجام شده است که ارتباط او را با ساخت گنبد شمالی مسجد جامع اصفهان تأئید می کند

 

خواجه نصیرالدین طوسی

محمد بن حسن جهرودی طوسی مشهور به خواجه نصیرالدین طوسی در تاریخ 15 جمادی الاول 598 هجری قمری در طوس ولادت یافته است. او به تحصیل دانش علاقه زیادی داشت و از دوران کودکی جوانی در علوم ریاضی و نجوم و حکمت سرآمد شدو از دانشمندان معروف زمان خود گردید طوسی یکی از سرشناس ترین و با نفوذترین چهره های تاریخ فکری اسلامی است علوم دینی و علوم عملی را زیر نظر پدرش و منطق و حکمت طبیعی را نزد خالویش بابا افضل ایوبی کاشانی آموخت تحصیلاتش را در نیشابور به اتمام رسانید و در آنجا به عنوان دانشمندی برجسته شهرت یافت خواجه نصیرالدین طوسی را دسته ای از دانشوران خاتم فلاسفه ای و گروهی او را عقل حادی عشر(یازدهم) نام نهاده اند.

علامه حلی که یکی از شاگردان خواجه نصیرالدین طوسی می باشد در باره استادش چنین می نویسد: خواجه نصیرالدین طوسی افضل عصر ما بود واز علوم عقیله و نقلیه مصنفات بسیار داشت او اشراف کسانی است که ما آنها را درک کرده ایم. خدا نورانی کند ضریح او را. در خدمت او الهیات، شفای ابن سینا و تذکره ای در هیات را که از تالیفات خود آن بزرگوار است قرائت کردم.

پس او را اجل مختوم دریافت و خدای روح او را مقدس کناد نصیرالدین زمانی پیش از سال 611 در مقال پیشروی

مغولان به یکی از قلعه های ناصرالدین محتشم فرمانروای اسماعیلی پناه برد این کار به وی امکان داد که برخی از آثار مهم اخلاقی، منطقی، فلسفی و ریاضی خود از جمله مشهورترین کتابش اخلاق ناصری را به رشته تحریر درآورد.

 وقتی که هولاکو به فرمانروایی اسماعیلیان در سال 635 پایان داد طوسی را در خدمت خود نگاه داشت و به او اجازه داد که رصدخانه بزرگی در مراغه ایجاد کند که شروع آن از سال 638 بود برای کمک به رصدخانه علاوه بر کمکهای مالی دولت اوقاف سراسر کشور نیز در اختیار خواجه گذاره شده بود که از عشر«یک دهم» آن جهت امر ««رصدخانه و خرید وسایل و اسباب و آلات و کتب استفاده می نمود در نزدیکی رصدخانه کتابخانه بزرگی ساخته شده بود که حدود 400000 جلد کتب نفیس جهت استفاده دانشمندان و فضلا قرارداده بود که از بغداد و شام و بیروت و الجزیره بدست آورده بودند در جوار رصدخانه یک سرای عالی برای خواجه و جماعت منجمین ساخته بودند و مدرسه علمیه ای جهت استفاده طلاب دانشجویان. این کارها مدت 13 سال به طول انجامید تا اینکه ایلخان هولاکوی مغول در سال 663 درگذشت. لیکن خواجه تا آخرین دقایق عمر خود اجازه نداد که خللی در کار آنجا رخ دهد و کوشش بسیار نمود که آن رصدخانه و کتابخانه از بین نرود.

 

قسمت اعظم 150 رساله و نامه های طوسی به زبان عربی نوشته شده است. وسعت معلومات و نفوذ او با ابن سینا قابل قیاس است جز آن که ابن سینا پزشک بهتری بود و طوسی ریاضیدان برتری، از 5 کتابی که در زمینه منطق نوشته شده است اساس الاقتباس از همه مهمتر است در ریاضیات تحریرهایی بر آثار آوتولوکوس، آرستارخوس، اقلیدس، آپولونیوس، ارشمیدس، هوپسیکلس، تئودوسیوس منلائوس و بطلمیوس نوشت از جمله مهمترین آثار اصیل اصیل وی در حساب هندسه و مثلثات جوامع الحساب بالتخت و التراب، رساله الشافیه و اثر معروفش کتاب شکل القطاع است که به نوشته های رگیومونتانوس اثر گذارده است معروفترین آثار نجومی وی زیج ایلخانی که در سال 650 نوشته شده می باشد.

 همچنین تذکره فی علم الهیئه است کتاب تنسوق نامه و کتابهایی در زمینه اختر بینی نیز نوشته است احتمالاٌ برجسته ترین کار طوسی در ریاضیات در زمینه مثلثات بوده است در کشف القناع عن اسرار شکل القطاع، وی نخستین کسی بود که مثلثات را بدون توسل به قضیه منلائوس یا نجوم توسعه بخشید و هم او بود که برای نخستین بار قضیه جیوب را که رویداد برجسته ای در تاریخ ریاضیات است به روشنی بیان کرد. در نجوم تذکره فی علم الهیئه وی شاید کامل ترین نقد بر نجوم بطلمیوسی در قرون وسطی و معرف تنها الگوی ریاضی جدید حرکت سیارات است که در نجوم قرون وسطی نوشته شده است این کتاب به احتمال زیاد از راه نوشته های منجمان بیزانسی به کوپرنیک اثر گذاشته است و همراه با کار شاگردان طوسی متضمن تمام تازه های نجوم کوپرنیکی است به استثنای فرضیه خورشید مرکزی آن.

خواجه نصیرالدین با اینکه سروکارش بیشتر در سیاست و اجتماع بوده روشن ترین راه را که برای رسیدن به جهان جاودانی نشان می دهد دیانت است. اگر چه در تمام نوشته های خود دم از استقلال و معرفت می زند اما آشکارا می گوید دانش تنها از ایمان و دین حاصل می شود و حقیقت دانش را دین می داند که تسلی بخش جانها و روان بخش کالبدهای افسرده است. طوسی بیشتر به عنوان منجم معروف است و رصدخانه وی یک مؤسسه علمی در تاریخ علم به شمار می رود کتاب تنسوق نامه او از لحاظ موضوع فقط در مقایسه با مشابهش یعنی کتاب بیرونی(کتاب الجماهر فی معرفت الجوهر) در درجه دوم اهمیت قرار دارد طوسی یکی از پیشروترین فلسفه اسلامی است که تعلیمات مشایی ابن سینا را پس از آن که در طول دو سده در محاق کلام قرار گرفته بودند احیاء کرد او مظهر نخستین مرحله ترکیب تدریجی مکتب های مشایی و اشراقی استاخلاق ناصری وی رایجترین کتاب اخلاقی بین مسلمانان هند و ایران بوده است.

نمونه ای از یکی از رساله های طوسی به زبان عربی

 

تجرید العقاید او در کلام مبنای الهیات اصولی شیعه دوازده امامی است. طوسی احتمالاٌ‌ بیش از هر فرد دیگر مایه احیای علوم اسلامی بوده است گروهی خواجه را برهم زننده وحدت دو ملت عربی و اسلامی می پندارند ومی گویند به دست او وحدت عربی در آن زمان پاشیده شد. در حقیقت خواجه در این باب گناهی نداشت و اگر لیاقت خواجه پس از آن همه خونریزی به داد مسلمانان نرسیده بود جهان اسلامی امروز چه وضعیتی داشت؟

 در سال 672 هجری قمری خواجه نصیرالدین طوسی با جمعی از شاگردان خود به بغداد رفت که بقایای کتابهای تاراج رفته را جمع آوری و به مراغه بازگرداند اما اجل مهلتش نداد و در تاریخ 18 ذی الحجه سال 672 هجری قمری در کاظمین نزدیک بغداد دار فانی را وداع گفت خواجه نصیرالدین طوسی ستاره درخشانی بود که در افق تاریک مقول درخشید و در هر شهری که پا گذارد آنجا را به نور حکمت و دانش و اخلاق روشن ساخت و در آن دوره تاریک وجود چنین دانشمندی مایه اعجاب واعجاز بود.

سير تاريخي مكانيك كوانتومي

سير تاريخي مكانيك كوانتومي

 

Evolution Of Quantum Mechanics

 

 

 

 

 

 

§     فيزيك قبل از كوانتوم

§     تحولات فيزيك قرن بيستم

§     بيان ديدگاههاي پايه گذاران مكانيك كوانتومي

§     تعابير فلسفي مكانيك كوانتومي

§     دستاوردهاي مكانيك كوانتومي

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

گردآورنده : رضا قلي پور

 

 

برای دریافت کامل متن می توانید از طریق ایمیل اقدام نمایید.

[e-mail]