چرا تاکنون سفینه ای راهی پراکسیما نکردیم؟!
آیا زندگی در آنجا جریان دارد؟
#نیل_دگراس_تایسون
#Neil_deGrasse_Tyson
#فیزیک_اندیشه
🆔@endishea

پیشبینی های استیون هاوکینگ که تا آخرین لحظه در علم اعلام بازنشستگی نکرد، همواره در صفحه اول روزنامه‌ها چاپ می شد. حالا این سوال در پیش روی ماست که کدام یک از هشدارهای او محتوای فکری عمیقی داشت و کدام یک صرفا نگرانی‌های یک دانشمند مشهور بود. اما چه با آن پیش‌بینی‌ها موافق باشید یا خیر، این پنج هشدار در زیر به آنها پرداخته شده برای چندین سال مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.

۱-انسان یا در مسیر فاجعه یا ستاره‌ها قرار دارد

واژه‌های زیادی برای توصیف استیون هاوکینگ وجود دارد. اما به سختی میتوان صفت «خوش بینی» را به او نسبت داد. هاوکینگ در سال ۲۰۱۶ گفته بود: «ما با چندین تهدید روبرو هستیم: جنگ هسته‌ای، گرمایش جهانی و ویروس‌های دستکاری شده ژنتیکی. اگرچه احتمالا بروز یک فاجعه در سیاره زمین در سال ‌ای آینده می تواند بسیار پایین باشد، اما این احتمال با گذشت سالیان افزایش می یابد و در هزار یا ده هزار سال بعد به واقعیت خواهد پیوست.»

به باور هاوکینگ، سرنوشت انسان برای تبدیل شدن به گونه‌های مسافر فضایی است. البته به شرطی که در قرن آینده خودمان را به نابودی نکشانیم. او افزود: «اما احداث سکونتگاه‌های دائمی در فضا تا ۱۰۰ سال آینده برای انسان مقدور نخواهد بود. ما باید در این بازه زمانی مراقب و هوشیار باشیم.»

۲-باید برخیزیم و قدری بیشتر حرکت کنیم

هاوکینگ با مطالعه چیزهایی با جرم عظیم یعنی «سیاهچاله‌ها»، اثر جاودانه‌ای بر علم گذاشت. اینکه چنین گام ِ بزرگی او را شایستۀ تبدیل به سخنگویی بر علیه چاقی کرده است یا خیر، همچنان جای بحث دارد. اما او در سال ۲۰۱۶ طی یک سخنرانی به بررسی مسئله جدی افزایش چربی دور کمر پرداخت. آقای هاوکینگ در تبلیغ ویدئویی شرکت سوئدی «GEN-REP» گفت: «امروزه افراد بسیار زیادی در اثر عوارض ناشی از چاقی و اضافه وزن جان خود را از دست می دهند. ما غذای زیادی مصرف می کنیم اما میزان تحرک خیلی پایینی داریم.» بر طبق این تبلیغ، باید کمتر بخوریم و هر روز حداقل نیم ساعت تحرک فیزیکی داشته باشیم.

۳-هوش مصنوعی جای همۀ ما را خواهد گرفت

زمان سیطرۀ انسان بر کره زمین بزودی تمام خواهد شد. بدتر از همه اینکه، شاید از نقطه بدون بازگشت عبور کرده باشیم. هاوکینگ سال ۲۰۱۷ در مصاحبه‌ای با مجله «Wired» هشدار داد: «دیگر نقطۀ بازگشتی وجود ندارد. ترس من این است که هوش مصنوعی بر جایگاه انسان تکیه خواهد زد.» بهترین راهکار این است که استفاده از هوش مصنوعی در مقاصد نظامی را ممنوع اعلام کرده و توجه‌مان را به اینکه چگونه مشاغل‌مان را تصاحب می کند، معطوف کنیم. آیا این بدان معناست که اگر هدفمان حرکت به سوی ستارگان باشد، باید این کار را بدون کمک از هوش مصنوعی انجام دهیم؟ بحث در این مورد هنوز ادامه دارد.

۴-احتمالا موجودات فضایی تمایلی به دوستی با ما ندارند

همچنان که بر روی مسائل زیست محیطی کار می کنیم، هوش مصنوعی را به طور جدی هوشمند نمی کنیم و در حال پای گذاشتن بر مریخ هستیم، باید زیاد سر و صدا نکنیم. هاوکینگ متقاعد شده بود که موجودات فضایی وجود دارند. هاوکینگ در فیلمی تحت عنوان «جاهای مورد علاقه هاوکینگ» در سال ۲۰۱۶ گفت: «من روز به روز به این مسئله اطمینان بیشتری پیدا می کنم که انسان در کیهان تنها نیست.»

اگرچه او اشتیاق زیادی برای کمک به ما در یافتن موجودات فضایی داشت، اما زیاد مطمئن نبود که آیا باید به این زودی به طور گرم با آنها دست بدهیم یا خیر. هر گونه‌ای که با آن روبرو شویم، به احتمال زیاد فناوری بسیار پیشرفته‌ای خواهد داشت. هاوکینگ هشدار داد: «اگر این چنین باشد، آنها قدرت مافوق تصوری خواهند داشت و ما را موجودات بی‌ارزشی قلمداد خواهند کرد.»

۵-با این سرعتی که ما می رویم، کارشناسان منقرض خواهند شد

خب، باشه! او هرگز از واژه «انقراض» استفاده نکرد. اما می دانیم که منظورش همین بود. او در یک سخنرانی در مارس ۲۰۱۷ مدعی شد: «ما شاهد یک شورش جهانی علیه کارشناسان هستیم.» در حالیکه خبرهای کذب به خبرهای بزرگی در رسانه‌ها تبدیل می شوند، هاوکینگ ما را تشوبق به گوش دادن به حرف کسانی کرد که زمان ِ خود را صرف مطالعۀ مسائل علمی می کنند. هاوکینگ به حضار گفت که راه حل‌های مربوط به چالش‌های زیست محیطی و تهدید بالقوه هوش مصنوعی تنها با علم و فناوری به دست خواهند آمد.
#استیون_هاوکینگ
#Stephen_William_Hawking
#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.me/endishea

تصور کنید که جهان چیزی شبیه بازی شطرنج است که بازیگران آن خدایان و ما تماشاگرانیم. ما قواعد بازی را نمی دانیم؛ آنچه ما مجازیم انجام دهیم تماشای بازی است، البته ما اگر مدتی کافی به تماشای بازی بنشینیم ممکن است سرانجام با معدودی از قوانین بازی آشنا شویم. این قواعد بازی همان چیزی است که ما آن را فیزیک ِ بنیادی می نامیم.

#ریچارد_فاینمن
#Richard_Phillips_Feynman
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

#بخش_دوم
اگر خوب در موضوعات گفته شده دقیق شویم، متوجه خواهیم شد که تا اینجا سه مفهوم در نظریه نیوتن حیاتی اند : فضا (مکان) ، زمان و جرم! (چرا؟) امتداد، فاصله، طول، اندازه و چنین اصطلاحاتی، کاملا با حواس ما درگیر است، ما در زندگی روزمره از فواصل کوچک و بزرگ صحبت می کنیم.

ارتباط این مفهوم با حواس در طول فرگشت کاملا قابل تصور است (چگونه؟). اما برای علم، کمیت بسیار مهم است. یعنی این مفهوم حسی نیاز به استاندارد دارد. با انتخاب استاندارد، می توان فاصله را با عدد گره بزنیم و برای پیش برد علم و پیش بینی های کاربردی از آن نهایت استفاده را ببریم. هر چه در انتخاب استاندارد تیز هوشی بیشتری به خرج دهیم، از دقت بالاتری برای اندازه گیری فاصله ها برخوردار خواهیم شد.

در یک موضوع شکی نیست و آن اینکه جامعه ای که با استانداردهای مناسب سر و کار دارند، در اندازه گیریها به اشتراک و دقت بیشتری دست خواهند یافت. منطق مفید بودن استاندارد و مفید تر بودن استاندارد مناسب همین است. برای رسیدن به استاندارد، به مرجع نیاز است. در انتخاب مرجع فاصله چه موضوعات مهمی باید درنظر گرفته شود؟ صلب بودن و پایداری آن در طول زمان! بنابراین یک ساقه چوبی بهتر از وجب بنده است( چرا؟) اما یک میله آهنی از چوب نیز بهتر است (چرا؟) . به همین ترتیب یک میله استیل بهتر از آهن نیست؟ پلاتین چطور؟ آیا یک میله فلزی با تغییر دما متحمل تغییر طول نمی شود؟ چگونه می توان از این میله مرجع نسخه های کاربردی برای بقیه اجتماع تولید کرد؟

زمان نیز در روان ما جاری است. ما دائما از گذشته، حال و آینده حرف می زنیم و از گذشته های دور با پریدهای زمانی آشنایی داریم. اما لازم است که این مفهوم نیز استاندارد شود. در انتخاب استاندارد ممکن است حواس به ما کمک کند، اما این نتیجه عملی است که استاندارد مفید تر با نشان می دهد. مثلا انتخاب تناوبهای زمانی یک آونگ خیلی مفید تر از تناوبهای زمانی آواز خروس همسایه بنده می باشد، به ویژه اگر خروس ایشان بی محل باشد! نیوتن برای گسترش نظریه خود یک فرض ظاهرا بدیهی را پذیرفت : زمان مطلق! یعنی زمان در تمام نقاط جهان ، مستقل از هر چیزی به طور یکنواخت در جریان است. احتمالا می دانید که این فرض بدیهی توسط نسبیت انیشتین مردود شناخته شد! البته مردود شدن اصول بدیهی نیوتن به معنای عدم استفاده از این نظریه نیست. در واقع فقط دامنه این نظریه محدود می شود. به نظرم در صنعت و تکنولوژی، نظریه نیوتن حتی از نظریه نسبیت کاربردی تر است. البته خود معادلات نسبیت خاص، مثلا در سرعت های خیلی کمتر از نور که شبیه زندگی روزمره ماست، به معادلات نیوتن تبدیل می شود.


مفهوم سوم جرم است که همچون خاصیتی مشترک، تمامی مواد شناخته شده را در بر می گیرد. به صورت ذهنی، چه ماده را مجموعه ای از اتمها بدانیم یا نوع دیگر، دلیلی برای افزایش یا کاهش جرم یک جسم تحت یک سیستم بسته وجود ندارد. این فرض بدیهی نیز برای پیشبرد نظریه نیوتن الزامی است. بدون این فرض نه می توان به مرجع استاندارد اعتماد کرد و نه می توان معادلاتی که در آنها از جرم استفاده شده را تعمیم داد (ثابت و مستقل بودن جرم نیز توسط نظریه نسبیت کنار گذاشته شد!). بدین ترتیب منطق انتخاب مرجع در اینجا نیز کارگشا شده و قطعه ای از یک جسم صلب می تواند به عنوان مرجع استاندارد انتخاب شده و قطعات بیشتری از روی آن نسخه برداری شود. شما چه عنصر یا آلیاژی را بدین منظور پیشنهاد می دهید؟

نیوتن برای تعمیم نظریه خود به یک هندسه بر روی زمین و نیز در اعماق فضا نیاز داشت. انتخاب تنها هندسه شناخته شده آن زمان یعنی هندسه اقلیدسی بسیار طبیعی بود. کاربرد این هندسه بر روی یک کاغذ یا قطعه ای از زمین مسطح کاملا موفقیت آمیز است. اما آیا می توان آن را به تمام جهان تعمیم داد. طبیعتا نیوتن این کار را کرد. در استفاده از هندسه اقلیدسی، دانستن یک موضوع بسیار مهم است : خط راست و به عبارتی کوتاهترین خط بین دو نقطه! آدمی بر روی زمین می توانست تا حدودی این مشکل را حل کند. مثلا استفاده از یک نخ کشیده به عنوان خط راست. اما در فضا چطور؟ نور! نور خط راست را در فضا نشان می دهد. (نکته عجیب بعدی این است که در نظریه نسبیت عام، هندسه اقلیدسی کنار گذاشته شده و از هندسه ریمانی استفاده می شود!)

نکته اساسی در کاربرد نظریه نیوتن، انتخاب و استفاده از استانداردهاست. روشهای آزمایش نظریه نیوتن و ارزش آن با کمیات و اعداد قابل حصول است. بدون انتخاب استانداردها، روش مشترکی برای دستیابی به این کمیات وجود ندارد، چون آدمی با حواس خود قادر به اندازه گیری های دقیق نیست. استانداردها و تعیین روشهای کار با آنها، مهمترین قرارداد مشترک انسانها در پیشبرد علوم است. این روش، علم را در چارچوب منظمی قرار داده و قواعد بازی و پیشروی را تعیین می نماید.
#نیوتون
#فیزیک_اندیشه
🆔@endishea

اعدادی که توسط اندازه گیریهای مبتنی بر استانداردها بدست می آیند، راه را بر روی سفسطه و تناقض می بندد. اینجاست که مشاهدات و اندازه گیریها رنگ و بوی علمی به خود می گیرد.

تعیین استاندارد اختیاری است. مهم این است که به طریقی مفید و علمی تعریف شده و پذیرش بین المللی به دست آید. مثلا اگر برای طول، استانداردی اختیار می شود، باید روشهایی نیز برای اندازه گیری طول اجسام از طریق مقایسه آن با استاندارد مربوطه تعیین گردد. بنابراین دو شرط مهم برای استاندارد ضروری است که اولی در دسترس بودن آن است و دومی تغییر ناپذیر بودن آن. البته این دو شرط معمولا با یکدیگر سازگار نیستند. اگر شما استاندارد طول را با وجب تعریف کنید، شرط در دسترس بودن به خوبی مهیاست، اما شرط دوم زیر سئوال است. احتیاجات علم و صنعت ما را به سمت مقابل این حالت سوق می دهد، یعنی تغییر ناپذیری استانداردها خیلی مهم ترند. مشکل در دسترس بودن را می توان با تولید نسخه های دوم، سوم و … حل کنیم.

ادامه دارد »»»
منتظر باشید
قسمت قبل
قسمت بعد
نویسنده : احمد مصدر
منابع :
• فیزیک پایه ، دیوید هالیدی و رابرت رزنیک، ترجمه مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، مرکز نشر دانشگاهی
• فیزیک برای سرگرمی ، پرلمان یاکوف ، ترجمه احسان قوام زاده
#نیوتون

#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.me/endishea

سریال نابغه
فصل اول قسمت نهم
قسمت قبل
قسمت بعد
#آلبرت_انیشتین
#Albert_Einstein
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

خدا و کیهان شناسی
مناظره #ویلیام_لین_کریگ و #شان_کارول
#Sean_Carroll
#William_Lane_Craig
قسمت چهارم
قسمت قبل
قسمت بعد
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

پدر و مادرا معمولا ازم میپرسن چه توصیه ای میتونم بهشون بکنم که بچه هاشون به علم و دانش علاقمند بشن؟ من فقط یه توصیه بیشتر ندارم: « از سر راهشون برین کنار»
#نیل_دگراس_تایسون
#Neil_deGrasse_Tyson
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

علم، بیشتر از آن که مجموعه ای از دانستنی ها باشد، نوعی شیوه ی “تفکر” است، نوعی شیوه ی “تحقیق دیرباورانه ی” هستی.

#کارل_سیگن 
#Carl_Edward_Sagan
#فیزیک_اندیشه
🆔@endishea

اختر شناسی و اهمیت انسان در کیهان
به راستی انسان در کجا قرار دارد ؟!!!
#کارل_سیگن
#Carl_Edward_Sagan
#فیزیک_اندیشه
🆔@endishea

گروه فیزیک اندیشه 🔊

پرداختن و بحث در مورد مباحث علمی و فیزیک ، نجوم و ........ 🔭📡

مجموعه ای از سخنان و ویدئو های دانشمندان فیزیک ⚛
و مسائل مرتبط با آنها ‌
لینک گروه : https://t.me/joinchat/2m2axVVmABFjODVk
فیزیک تماشای بیرون جهان نیست، سلوک در ژرفای جهان است.
#آلبرت_انیشتین

چطور خودآگاهی را توضیح میدهید؟
#دیود_چالمرز
 #David_John_Chalmers
#فیزیک_اندیشه
🆔@endishea

دنیای #نیوتن – #بخش_سوم

پایه های علم فیزیک تنها رشته ای از کمیت ها هستند در بین این کمیات، طول ، جرم و زمان اصلی و بقیه مانند نیرو، سرعت،شتاب، انرژی، چگالی و … فرعی بوده و از کمیات اصلی مشتق می شوند. عدد تنها در فیزیک بی معناست. هر عددی باید با ابعادی از سه کمیت اصلی یاد شده مزین شود.
استاندارد طول: اولین استاندارد بین المللی طول میله ای از آلیاژ پلاتین و ایریدیوم بود به نام متر که در اداره بین المللی اوزان و ابعاد واقع در پاریس نگهداری می شد. هنگامیکه این میله به شکل مکانیکی معینی در دمای صفر درجه سانتی گراد قرار می گرفت، فاصله بین دو خط ظریف که بر روی دو بست طلایی در دو انتهای این میله حک شده بود، به عنوان یک متر تعریف شد. از نظر تاریخی متر به عنوان یک ده میلیونیوم فاصله قطب شمال تا استوا در امتداد پاریس تعریف شده بود که البته بعدها مشخص شد کمی با آن اختلاف دارد. نسخه های معتبری از این متر ساخته شد و برای آزمایشگاه های تعیین استاندارد در سراسر جهان ارسال گردید. در واقع تا همین اواخر، تمام میله ها یا وسایل اندازه گیری طول، اعتبار قانونی خود را توسط یک رشته مقایسه های دقیق و پیچیده با میکروسکوپ و ماشینهای تقسیم از متر استاندارد به دست می آورد.
با این همه دقت هنوز نمی توان به متر استاندارد برای احتیاجات فوق دقیق در علوم و فنون جدید اعتماد کرد! مقایسه و ساخت نسخه های دوم و سوم و … همیشه اندکی خطا باقی می گذارد(چگونه؟). امروزه به لطف پیشنهاد بینه (Babinet) برای استفاده از طول موج نور به عنوان استاندارد طول، این مشکل رفع شده است. تعبیه تداخل سنج ها یک وسیله نوری دقیق در اختیار دانشمندان قرار داد که در آن به کمک موج نور می توان طولها را با یکدیگر مقایسه کرد. با این روش می توان به دقتی بیش از یک در ده به توان ۹ دست یافت! در سال ۱۹۶۰ یک استاندارد اتمی برای متر اختیار شد. طول موج خط نارنجی – قرمز خاصی که در تخلیه الکتریکی کریپتون ۸۶ در خلا منتشر می شود، بدین منظور برگزیده شد. یک متر ۱۶۵۰۷۶۳.۷۳ برابر این طول موج تعریف می شود. چرا این عنصر و ایزوتوپ ۸۶ انتخاب شده است؟
استاندارد جرم: استاندارد جرم در دستگاه SI ، استوانه ای از همان آلیاژ متر بوده و در همان اداره نیز نگهداری می شود. طبق توافق های بین المللی، جرم یک کیلو گرم به آن نسبت داده شده و استانداردهای دوم از طریق مقایسه با آن ساخته شده و برای سایر کشورها ارسال شده است. در مقیاس اتمی، استاندارد دیگری برای جرم وجود دارد که مربوط به جرم اتم کربن ۱۲ است.

استاندارد زمان: اندازه گیری زمان دو جنبه کاربردی مهم دارد. یکی تشخیص ترتیب زمانی رویدادها برای زندگی روزمره و برخی مقاصد علمی. دیگری که مهمتر است، برای اندازه گیری طول زمانی یک رخداد می باشد. بنابراین استاندارد منتخب زمان باید بتواند به این دو پرسش به خوبی پاسخ دهد : چه زمانی اتفاق افتاد؟ چقدر طول کشید؟

هر شخص هوشمندی برای اندازه گیری زمان به سراغ پدیده های تکرار شونده خواهد رفت. در این حالت اندازه گیری زمان به معنای شمارش تعداد تکرارهاست. چه مثالهایی را می توان برای این منظور پیدا کرد؟ مثالهای زیادی وجود دارد. از جزر و مد گرفته تا شب و روز و فصل ها و …، اما مثالهای دقیق تر عبارتند از : یک آونگ در حال نوسان، دستگاهی متشکل از جرم و فنر یا یک بلور کوارتز. امروزه از ساعتهای بلور کواتز به عنوان استانداردهای دوم زمان به خوبی استفاده می شود. این ساعتها که بر اساس ارتعاش متناوب بلور کوارتز با انرژی الکتریکی کار می کند، زمان را با خطایی که از ۰.۰۲ ثانیه در سال تجاوز نمی کند، نشان می دهند. استاندارد دقیق تر زمان چیست؟ ساعتهای اتمی که بر اساس ارتعاش متناوب اتمها کار می کنند.

با ساعتهای اتمی می توان پیش بینی اختلاف زمانی نظریه نسبیت را در طبقات مختلف یک برج نشان داد. با این ساعتها همچنین می توان به تغییرات زمانی چرخش زمین در یک دوره تقریبا سه ساله پی برد. مثلا در نیمکره شمالی، زمان چرخش زمین در تابستان زیاد و در زمستان کم می شود و هرساله به طور یکنواخت کاهش می یابد. البته این پرسش پدید می آید که چگونه مطمئن باشیم که این تغییرات ناشی از چرخش زمین است، نه از خطای ساعتهای اتمی؟

نکته مهم دیگری که در نظریه نیوتن باید مورد نظر قرار گیرد، جهت است. حواس ما جهات مختلف را تا حدودی تشخیص می دهد. حتما می دانید که کبوتران و برخی دیگر از جانوران قادرند با استفاده از میدان مغناطیسی زمین، برای فواصل زیاد نیز جهت شمال و جنوب را تشخیص دهند. برخی کمیتها در نظریه نیوتن جهت دارند، مانند سرعت ، نیرو ، اندازه حرکت و …اگر خوب فکر کنید متوجه می شوید که مثلا جرم جهت ندارد، اما تعریف سرعت بدون جهت، مانند رانندگی در هر جهتی از خیابان است که می تواند به یک تصادف مهیب منجر شود! بنابراین حرکت به سمت چپ با همان حرکت، اما به سمت راست کاملا متفاوت است! برای مشخص

نمودن کمیتهای جهت دار از بردار استفاده می شود. یک کمیت برداری علاوه بر اندازه عددی آن، دارای جهت نیز می باشد. جمع جرم دو جسم یک کیلویی برابر با دو کیلوست.

یعنی همان جمع اسکالر در ریاضی. آیا جمع دو نیروی یک نیوتنی همیشه برابر با دو نیوتن است؟ به هیچ وجه! جمع این دو نیرو از ۲ تا صفر می تواند تغییر کند. اگر نیروها در خلاف جهت یکدیگر عمل کنند، حاصل جمع آنها صفر است. به همین خاطر بهره وری شرکت های تولیدی اینقدر با یکدیگر متفاوت است. در صنعتهای ضعیف و بیمار یا نیرویی وجود ندارد و یا نیروها در خلاف جهت یکدیگر عمل می کنند! جمع و تفریق و ضرب و تقسیم بردارها، ریاضی مخصوص به خود را دارد که دانش آموزان با آن آشنا می شوند. هنگامیکه اصطلاح جهت به میان می آید، باید بتوانیم در طبیعت فرق میان خط مستقیم و منحنی را تشخیص دهیم. برخلاف تصور ، این کار واقعا مشکل است! در هر صورت در نظریه نیوتن فرض شده است که نور در خلا خط مستقیمی را طی می کند و از این مرجع طبیعی می توان استفاده کرد.

ادامه دارد »»»
منتظر باشید
قسمت قبل
قسمت بعد
نویسنده : احمد مصدر
منابع :
• فیزیک پایه ، دیوید هالیدی و رابرت رزنیک، ترجمه مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، مرکز نشر دانشگاهی
• فیزیک برای سرگرمی ، پرلمان یاکوف ، ترجمه احسان قوام زاده
#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.me/endishea

سریال نابغه
فصل اول قسمت دهم
قسمت قبل
قسمت بعد بزودی....
#آلبرت_اینشتین
#Albert_Einstein
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

خدا و کیهان شناسی
مناظره #ویلیام_لین_کریگ و #شان_کارول
#Sean_Carroll
#William_Lane_Craig
قسمت پنجم
قسمت قبل
قسمت بعد
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

دنیای #نیوتن – #بخش_چهارم

 
قانون سوم نیوتن: بیشتر دانش آموزان این قانون را به این شکل از بر کرده اند، هر عملی را عکس العملی است مساوی ولی در خلاف جهت آن. بیان علمی قانون سوم نیوتن در واقع اصل بقای اندازه حرکت است. برخلاف دیگر اصول نیوتن که توسط نسبیت مردود شناخته شد، قانون سوم، همچون اصل پایستگی انرژی یکه تازی می کند. اندازه حرکت یا مومنتوم از حاصل ضرب جرم در سرعت بدست می آید و همانطور که گفته شد یک کمیت برداری است.


در زندگی روزمره تجربه های زیادی در ارتباط با اصل مومنتوم یا قانون عمل و عکس العمل به چشم می خورد. شما به دیوار مشت می زنید. همان نیرو از سمت دیوار به مشت شما وارد می شود. هنگامی که با تفنگ تیر اندازی می کنید، قنداق تفنگ ضربه ای به عقب پرتاب می کند که از لحاظ مومنتوم با اندازه حرکت گلوله برابر است. برای سلاح های گرم، اگر قنداق با شانه فاصله داشته باشد، این ضربه می تواند منجر به آسیب جدی در شانه شود! یک بادکنک با پس دادن هوا به سمت جلو حرکت می کند. یک موشک یا سفینه نیز با خروج گاز از عقب به سمت جلو پیش می رود. بهترین جا برای مشاهده اصل مومنتوم، میز اسنوکر است. برخی ضربه های ویژه، به صورت شفافی این قانون را به نمایش می گذارد. البته در تمامی ضربه ها، بقای اندازه حرکت به قوت خود باقی است، اما در ضربه های پیچ دار نمی توان به سادگی آن را تشخیص داد، چون در این حالت بقای اندازه حرکت زاویه ای پا به میدان می گذارد! بقای تکانه زاویه ای باعث می شود یک فرفره در تعادل کامل به چرخش خود ادامه داده و سقوط نکند. به همین دلیل شما می توانید بر روی یک دوچرخه در حال حرکت تعادل خود را حفظ کرده و حتی مانور دهید.

آیا می توانید به صورت مفهومی و نیز با معادلات ریاضی ، قانون عمل و عکس العمل را به بقای اندازه حرکت مرتبط کنید؟ قانون بقای اندازه حرکت حتی در سطح اتمی و زیر اتمی کارایی خود را حفظ می کند. یکی از مثالهای جالب در این زمینه برخورد یک الکترون با پوزیترون از روبرو (پس از اتمام رقص پیچشی) است. در این حالت به خاطر جرم و سرعت یکسان این دو ذره ، اندازه حرکت کل صفر است. اگر از این برخورد نابود کننده تنها یک یا سه فوتون آزاد شود و یا دو فوتون حاصل شود ، اما جهت حرکت آنها کاملا مخالف هم نباشد، کلک اصل مومنتوم در این سطح کنده است! در کمال تعجب پس از این برخورد، دقیقا دو فوتون آزاد می شود که دقیقا در خلاف جهت همدیگر حرکت می کنند. یعنی اکنون نیز اندازه حرکت کل صفر است! راستی به نظر شما فوتونها نیز اندازه حرکت دارند؟ چرا؟

اگر فکر می کنید که قانون سوم نیوتن کاملا شفاف است و نیاز به تکرار ندارد، به این پرسش پاسخ دهید : کالسکه ای به اسب بسته شده است. صاحب کالسکه با شلاق خود به اسب فرمان حرکت می دهد. اسب به کالسکه نیرو وارد می کند، همان نیرو و در جهت خلاف از سمت کالسکه به اسب وارد می شود. این یعنی که نه اسب می تواند کالسکه را به جلو بکشد و نه کالسکه می تواند اسب را به عقب بکشد. پس چرا سرانجام اسب، کالسکه را همراه خود می کشد؟!

سنگی از ارتفاع سقوط می کند و هر لحظه بر سرعت و اندازه حرکت آن افزوده می شود. پس از برخورد با زمین، سرعت و در نتیجه اندازه حرکت سنگ به صفر می رسد. آیا اصل مومنتوم خدشه دار می شود؟ در این حالت ما دچار فریب چشمی می شویم. در واقع همان نیروی گرانشی که زمین به سنگ اعمال می کند، سنگ نیز در خلاف جهت به زمین وارد می کند. بنابراین در زمان سقوط سنگ به سمت پایین، در واقع کره زمین نیز در حال سقوط به سمت سنگ است، اما به خاطر جرم خیلی زیاد، سرعت آن بسیار ناچیز و غیر قابل تشخیص است. در این حالت مومنتوم سنگ و زمین برابر ، اما جهت مخالفی دارند. یعنی مومنتوم کل صفر است. در لحظه برخورد، هم سنگ و هم زمین سرعتشان صفر می شود. یعنی در این حالت نیز مومنتوم کل صفر است.

فرض کنید شما بر روی یک صندلی نشسته اید و کتابی را از روی میز به سمت خود می کشید. نیرویی که شما به کتاب وارد می کنید، کتاب نیز در خلاف جهت به شما اعمال می کند. پس چرا فقط کتاب به سمت شما کشیده میشود و شما ساکن هستید؟ این بار نیز ما فریب چشمانمان را خورده ایم! هنگامیکه دو جسم بر یکدیگر نیرو اعمال می کنند، جسم سنگین تر سرعت کمتری خواهد داشت و اگر خیلی سنگین باشد، عملا ساکن دیده می شود. هنگامیکه شما روی صندلی نشسته اید، نیروی اصطکاک شما را به صندلی و صندلی را به کره زمین می چسباند. بنابراین زمانی که کتاب را به سمت خود می کشید، شما نیز همراه با کره زمین به سمت کتاب رانده می شوید، اما قابل مشاهده نیست. اکنون با این توضیحات حتما می توانید پاسخ مسئله اسب و کالسکه را بدهید.
#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.me/endishea

دو شخص هم زور و هم وزن را در نظر بگیرید که بدون سلاح مشغول ستیز با یکدیگرند. هر ضربه و نیرویی که یکی بر دیگری وارد کند، در خلاف جهت بر خودش اعمال می شود. بنابراین منطقا هر دو باید به یک اندازه آسیب ببینند. آیا همینطور است؟ البته معمولا اینگونه نیست، چون تمام نقاط اعضای بدن آدمی یکسان نیست. یعنی برخی نواحی سخت تر و برخی دیگر آسیب پذیرتر است. بنابراین شخصی که بتواند با بخشهای سخت تر بدن خود، ضربات بیشتری به نقاط آسیب پذیرتر حریف وارد نماید، پیروز میدان خواهد بود. اگر تمام اعضای بدن انسانها به یک اندازه آسیب پذیر بود، آنگاه همیشه در اینگونه دعواهای فیزیکی، هر دو نفر به یک اندازه آسیب می دیدند و البته دیگر ستیز معنا نداشت!

برای تعمیم نظریه نیوتن چه فرضهایی را باید بپذیریم؟
– استانداردهای طول و جرم در طول زمان تغییری نمی کند.
– فضا کشسان نبوده و میله استاندارد طول مستقل از فضا عمل می کند! (تفسیر آن چیست؟)
– تناوبهای زمانی استاندارد زمان با یکدیگر برابر بوده و این خاصیت خود را در تمام نقاط فضا حفظ می کند. (آیا راهی وجود دارد که نشان دهد یک ثانیه با ثانیه بعدی برابر است یا اینکه این برابری تنها یک فرض است؟)
– زمان و جرم مطلق هستند. (شرح این جمله دقیقا چیست؟)
– فضا از هندسه اقلیدسی پیروی کرده و نور در فضا، کوتاهترین فاصله یا خط مستقیم را طی می کند.
– حواس ما هنگام اندازه گیریها مستقل از زمان و مکان است! (منظور چیست؟)
– اصل بقای اندازه حرکت در تمام جهان صادق است. و … (چه فرضهای دیگری به ذهنتان می رسد؟)

نکته مهم این است که برخلاف تصور، هیچکدام از موارد یاد شده بدیهی نیستند و تنها فرضهایی هستند که برای پیشبرد نظریه باید در نظر گرفته شوند. به عبارت دیگر در هر محدوده ای که این فرضها درست باشند، می توان از نظریه نیوتن استفاده کرد. حتما می دانید که مثلا در سرعتهای نزدیک به نور، بیشتر این فرضها کارایی خود را از دست می دهند و اکنون به ناچار باید از نظریه نسبیت استفاده نمود. کدامیک از فرضهای بالا در نظریه نسبیت به چالش کشیده می شوند؟

ادامه دارد »»»
منتظر باشید
قسمت قبل
قسمت بعد
نویسنده : احمد مصدر
منابع :
• فیزیک پایه ، دیوید هالیدی و رابرت رزنیک، ترجمه مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، مرکز نشر دانشگاهی
• فیزیک برای سرگرمی ، پرلمان یاکوف ، ترجمه احسان قوام زاده
#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.me/endishea

آخرین صحبت های #استیون_هاوکینگ
#Stephen_William_Hawking
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea

بهترین معلمان کسانی نیستند که تمام پاسخ ها را می دانند، بلکه کسانی اند که با [شنیدن] پرسش هایی که پاسخ آنها را نمی دانند، هیجان زده می شوند.

#برایان_گرین
#Brian_Greene
#فیزیک_اندیشه
🆔 @endishea