کنکاشی در پیدایش مکانیک کوانتومی

پس از اینکه مدل اتمی مدارهای دایره ای بور برای الکترون در سال ۱۹۱۳ توانست فرمول تجربی ریدبرگ برای طیف نشری خطی هیدروژن را به درستی به دست دهد، سامرفلد برای توجیه «ساختار ریز» در طیف نشری عناصر، مدل بور را اندکی دستکاری کرد. ساختار ریز به شکاف های کوچکی گفته میشود که در هر یک از خطوط طیف نشری بعضی عناصر از سال ۱۸۸۷ دیده شده بود.  سامرفد به مدارهای گسسته بور که با حرف n نشان داده میشدند، دو پارامتر L و m برای توصیف کامل مدارهای بیضوی در ۳ بعد براساس خروج از مرکز مدار و جهت گیری فضایی مدار اضافه کرد و عبارت پوسته الکترونی را جایگزین مدارالکترونی بور کرد.(این حروف بعد از کنار گذاشته شدن این مدل هم با معنای متفاوت هنوز به عنوان اعداد کوانتومی مورد استفاده قرار میگیرند.)
وجود پوسته های الکترونی اولین بار به صورت تجربی در مطالعات جذب اشعه ایکس چارلز بارکلا و هنری موزلی مشاهده شد. کار موزلی مستقیماً به مطالعه لایه‌های الکترونی مربوط نمی‌شود، زیرا او تلاش می‌کرد ثابت کند جدول تناوبی بر اساس وزن نیست، بلکه توسط بار پروتون‌های هسته مرتب شده است. با این حال، از آنجایی که تعداد الکترون‌های یک اتم خنثی برابر با تعداد پروتون‌هایش است، این تحقیق برای نیلز بور بسیار مهم بود زیرا نشان میداد نظریه او برای عناصری به جز هیدروژن هم میتواند درست باشد( بور چندین بار در مصاحبه‌اش در سال 1962 به آزمایش موزلی اشاره کرد).

موزلی مانند نیلز بور بخشی از گروه رادرفورد بود. موزلی فرکانس پرتوهای ایکس ساطع شده از هر عنصر بین کلسیم و روی را اندازه‌گیری کرد و دریافت که با سنگین‌تر شدن عناصر، فرکانس‌ها بیشتر می‌شوند. این منجر به این نتیجه شد که الکترون‌ها وقتی به لایه‌های پایین‌تر منتقل می‌شوند، اشعه ایکس ساطع می‌کنند و به همین دلیل تا آن زمان دیده نشده بودند.
کار اختصاص دادن الکترون به پوسته از سال 1913 تا 1925 توسط بسیاری از شیمیدانان و اندکی از فیزیکدانان ادامه یافت. نیلز بور یکی از معدود فیزیکدانانی بود که کار شیمیدانان برای تعریف جدول تناوبی را دنبال میکرد، در حالی که سامرفلد بیشتر روی تلاش برای ایجاد یک مدل نسبیتی از اتم کار میکرد که ساختار ریز طیف ها را از نظر مکانیک مداری توضیح دهد.

اینشتین و رادرفورد که تحقیقات شیمیدانان را دنبال نمی‌کردند، از تحقیقات شیمیدانانی که در حال توسعه «نظریه‌های پوسته الکترونی جدول تناوبی» از دیدگاه شیمی بودند، اطلاعی نداشتند. شیمیدانانی مانند لانگمویر، چالرز بری، جی تامسون و گیلبرت لوئیس، که همگی اصلاحاتی را در مدل بور ارائه کردند. اصلاحاتی مانند وجود حداکثر دو الکترون در پوسته اول، هشت الکترون در پوسته بعدی و ... و ربط دادن طرفیت شیمیایی(والنس) به پوسته های الکترونی بیرونی و افزوده شدن الکترون‌ها به پوسته بیرونی با افزایش جرم هسته
بنابراین وقتی بور نظریه اتمی پوسته الکترونی خود را در سال 1922 بیان کرد، هیچ فرمول ریاضی برای این نظریه وجود نداشت. بنابراین رادرفورد گفت که او به سختی می تواند درک کند که بور چگونه به این نتایج رسیده و انیشتین بعدها درباره مقاله بور در سال 1922 گفت که "پوسته های الکترونی اتم ها همراه با اهمیت آنها برای شیمی برای من مانند یک معجزه ظاهر شد - و حتی امروز هم به عنوان یک معجزه به نظر می رسد."
آرنولد سامرفلد که همانند بور که با دیدگاه‌های شیمی‌دانان در مورد ساختار الکترون آشنا بود، اما درگیر استفاده از نسبیت برای توجیه حرکت الکترون ها بود، از سخنرانی بور در سال 1921 و مقاله 1922 در مورد مدل پوسته الکترونی به‌عنوان بزرگ‌ترین پیشرفت در ساختار اتمی بعد از  سال 1913 صحبت کرد.

خطاب به کسایی که فکر میکنن فلان دولت یا دست های پشت پرده برنامه ای طولانی‌مدت برای فلان مردم یا کشور داشتن یا دارن:

سیاست‌گذاری در دولت یک فرآیند مرتب، منظم و کنترل شده نیست، بلکه یک فرآیند نامنظم است که در آن سیاست‌گذاران در تلاش هستند بر جهانی غلبه کنند که برای آن‌ها بسیار پیچیده است.

چارلز لیندبلوم(از نظریه پردازان علوم سیاسی، اقتصاد و استراتژی)

واقعیت اینه که برخلاف تصور عموم، استراتژی ثابت و از پیش تعیین شده کلید موفقیت نیست، بلکه استراتژی پویا (dynamic strategy) برنده و بازنده رو تعیین میکنه. استراتژی پویا یعنی نظارت دائم و تغییر به موقع استراتژی

🛑میخ ریاضیات بر تابوت بزرگترین تئوری های توطئه

«دیوید گریمز»، فیزیکدان دانشگاه آکسفورد موفق شده احتمال سربه‌مهر ماندن چهار نظریه‌ی بزرگ توطئه را حساب کند و همان‌طور که انتظار می‌رفت، نتیجه‌ی این محاسبات به‌هیچ‌وجه خوشایند طرفداران نظریات توطئه نیست.بر اساس محاسبات گریمز، برای آن‌که بتوان به شیوه‌ی سنتی روی ماجرایی سرپوش گذاشت طوری‌که تا ده سال کسی از آن بویی نبرد، باید کمتر از ۱۰۰۰ نفر از کلیات یا جزئیات ماجرا اطلاع داشته باشند و برای این‌که این راز یک قرن دوام بیاورد، تعداد افراد درگیر باید کمتر از ۱۲۵ نفر باشد؛ اما بیشتر فرضیات توطئه رایج حول موضوعاتی شکل گرفته که هزاران نفر در آن‌ها مشارکت داشته‌اند و طبق ادعای گریمز، هر پنهان‌کاری یا توطئه‌ای که بیش از چندصدنفر در آن سهیم باشند، به‌سرعت فرو خواهد پاشید.

درنهایت محاسبات به این نتیجه رسید که: اگر فرود انسان بر ماه واقعاً دروغ بود، حدود ۴۱۱ هزار نفر از کارکنان و پیمانکاران ناسا از آن آگاهی داشتند و این موضوع پس از ۳.۷ سال آشکار می‌شد. هرگونه سرپوش گذاشتن روی ارتباط بین واکسیناسیون و اوتیسم بین ۲.۳ تا ۳۴.۸ سال پس از آغاز واکسیناسیون افشا می‌شد. فریب تغییرات اقلیمی بین ۳.۷ تا ۲۶.۸ سال دوام می‌آورد. پنهان کردن داروی سرطان پس از تنها ۳.۲ سال توسط یکی از کارکنان شرکت‌های بزرگ داروسازی افشا می‌شد. این محاسبات در خوش‌بینانه‌ترین حالت برای طراحان توطئه انجام شده.

برای نمونه در سال ۲۰۱۳ (۱۳۹۲) ادوارد اسنودن برنامه‌ی جاسوسی گسترده‌ی آژانس امنیت ملی ایالات‌متحده ناسا را افشا کرد. این افشاگری تنها شش سال پس از آغاز تخمینی برنامه‌ی «PRISM» اتفاق افتاد.این نمونه‌ها و البته معادله‌ی گریمز مؤید این واقعیت است که هرچند توطئه‌ها و پنهان‌کاری‌های وسیعی در جهان اتفاق می‌افتد، اما هیچ‌کدام از آن‌ها نمی‌توانند زمان زیادی دوام بیاورند.

Ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26812482

Failure curves for (a) NASA moon-landing hoax—results for both constant population and Gompertzian function are so close as to be non-resolvable visually (b) Climate change hoax—The blue solid line depicts failure probability with time if all scientific bodies endorsing the scientific consensus are involved, the red-dotted line presents the curve if solely active climate researchers were involved (c) Vaccination conspiracy—blue solid line showing failure probability with time for a combination of public health bodies and major drug manufacturers and the red-dotted line depicting case if only public health bodies were conspiring (d) Failure with time for a suppressed cancer cure conspiracy.

ساعت پاندولی
پیشرفتی بزرگ در دقت اندازه گیری زمان

سال هاست در سایت های خارجی و ایرانی نقل قول دروغی از انیشتین منتشر میشه به شکل زیر:

وقتی شما به مدت دو ساعت با دختر زیبایی می نشینید به نظر می رسد دو دقیقه بر شما گذشته، ولی وقتی روی یک اجاق داغ برای دو دقیقه می نشینید به نظر می رسد که دوساعت بر روی آن نشسته اید.
این نسبیت است. 
. 
آلبرت انیشتن

که نه تنها انیشتین همچین چیزی نگفته بلکه به شدت باعث فهم اشتباه مردم از زمان در فیزیک میشه. زمان فیزیکی مورد بحث در فیزیک مستقل از زمان حس شده توسط ذهن در خواب و بیداری یا ذهن پشه یا نهنگ هست و با ساعت اندازه گیری میشه. (در دقیق ترین تعریف تا به امروز با ساعت های اتمی و زمانی که انیشتین نظریه نسبیت رو ارائه داد با ساعت های معمولی)

کریستین هویگنس مدت ها درگیر این مساله بود که چه منحنی وجود دارد که اگر اجسام مختلفی را از نقاط مختلفی روی آن رها کنیم، همگی همزمان با هم به پایین ترین نقطه میرسند.

او با روش های هندسی اثبات کرد که این منحنی باید سیکلویید باشد. ( در آن زمان هنوز حساب دیفرانسیل و انتگرال ساخته نشده و بعدها اویلر و لاگرانژ این مساله را با روش‌های آنالیز ریاضی حل کردند).

گالیله متوجه شده بود که یک پاندول در زوایای کوچک، تقریبا زمان برابری را در هر رفت و برگشت طی میکند. اما هرچه این زاویه بزرگتر شود، این دوره تناوب تغییر میکند. هویگنس پس از مطالعه کارهای گالیله و تطبیق آن با مساله منحنی های همزمانی بود، دریافت که این دو مساله در واقع یکی هستند و اگر میشد پاندولی ساخت که جرم سر آن بر روی سیکلویید حرکت کند، آنگاه دوره تناوب این آونگ در زوایای مختلف برابر خواهد بود. (این مساله مهم است چون به خاطر اتلافات انرژی، زاویه نوسان هر آونگی با گذر زمان کوچکتر خواهد شد).

سیکلویید چیست؟

چرخزاد یا سیکلوئید  (Cycloid) یک منحنی است که توسط به حرکت درآمدن نقطه روی دایره ساخته می‌شود. بدین معنا که یک نقطه روی دایره قرار دارد و دایره وقتی که می‌چرخد نقطه هم با آن می‌چرخد اگر حرکت نقطه روی دایره را دنبال کرده و سپس ترسیم کنیم یک منحنی به وجود می‌آید که به آن چرخزاد گویند. (اولین بار گالیله نام آن را سیکلویید گذاشت).

هویگنس برای مجبور کردن حرکت نوک آونگ بر روی سیکلویید، راه حلی که پیدا کرد این بود که اجسامی منحنی در کنار طناب آونگ قرار دهد تا مسیر حرکت نوک آونگ از روی دایره خارج و به سمت سیکلویید نزدیک شود. حال مساله این بود که انحنای این منحنی ها باید چه باشد؟ او با پژوهش های بیشتر متوجه شد خود این منحنی ها هم خود باید نصف سیکلویید باشند!

سپس با روش های هندسی ثابت کرد که سیکلوییدی که توسط نوک آونگ طی میشود با سیکلویید اجسام قرار گرفته در دو سمت طناب یکی هست.

اختراع ساعت پاندولی توسط هویگنس خطای اندازه گیری زمان را از ۱۵ دقیقه در روز به ۱۵ ثانیه در روز کاهش داد.

لو لانداو(Lev Landau) فیزیکدان بزرگ شوروی، فهرستی از اسامی فیزیکدانان نگه داشته بود که آنها را براساس میزان تولید ایده‌های ناب در مقیاس لگاریتمی از 0 تا 5 رتبه بندی کرده بود. بالاترین نمره، صفر، به آیزاک نیوتن اختصاص یافت و آلبرت انیشتین نمره ۰.۵ گرفت. نمره ۱ به بنیانگذاران مکانیک کوانتومی مانند نیلز بور، ورنر هایزنبرگ، ساتیندرا بوز، پل دیراک، اروین شرودینگر و دیگر بنیانگذاران مکانیک کوانتومی اعطا شد، در حالی که افرادی که رتبه ۵ میگرفتند "ایرادشناس" تلقی می شدند. یعنی کسانی که در ایده‌ها و نظریه های دیگران اشکالات رو پیدا میکنند و از خود ایده‌ای ندارند. لانداو به خود نمره ۲.۵ داد اما بعدها خودش را به نمره 2 ارتقا داد. دیوید مرمین، فیزیکدان دانشگاه کورنل در مقاله "زندگی من با لانداو، یک ۴.۵ در مقابل یک ۲" براساس معیار لانداو به خودش نمره ۴.۵ داد.

مجسمه «بلیز پاسکال در حال مطالعه سیکلویید» در موزه لوور