📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت دوازدهم: فلسفه مکانیک نیوتنی - بخش اول
🆔 @Physics3p
🔹این نظریه نتوانست در جزئیات اختصاصی، مسیر سیاره تیر جوابگویی کند و نه در حرکت متغیر الکترونهایی که با سرعت زیاد در لوله های تخلیه جابجا می شوند. نیوتن در سالی متولد شد که گاليله در آن سال از دنیا رفت. دوران زندگی دکارت نیز در این دوره واقع می شود. نبوغ گاليله و نیوتن در این بود که ماهیت حرکت اجسام را آن چنان که بر روی زمین صورت می گیرد مورد مطالعه قرار دادند و سپس همان قوانین را که در مورد اجسام آسمانی خارج از دسترس دانشمندان بود به کار بستند.
🔸تئوری نیوتن می تواند تئوری کپلر و گالیله را تصحیح و تفسیر نماید. فیزیک نیوتنی تفسیری است از استقلال شخصیت قطعات مختلف ماده. تلقى أن این است که هر قطعه بدن را می توان به طور کامل و بدون ارجاع به هیچ قطعه دیگر از ماده توصیف نمود. یک قطعه سنگ می تواند به تنهایی در عالم موجود باشد و تنها شیء باشد که فضای یکنواختی را اشغال می کند و باز هم همان قطعه سنگ باشد که بود به علاوه این قطعه سنگ را می توان به طور کامل و بدون ارجاع به گذشته یا اينده توصیف نمود و چنان تصور کرد که به طور کامل و یکجا در لحظه کنونی حضور یافته است. به عبارت دیگر سنگ یک شیء می باشد نه یک رویداد.
🔹از نظر فیزیک نیوتنی، یک خودکار، خودکار است بدون گذشته و آینده. به نظر می رسد آنچه بیشتر در کتاب های فعلی به نام علم و یا عقل نوشته شده، منظور علم و عقل از نوع فیزیک نیوتنی باشد و نه علم و عقل از نظر تئوری نسبیت و یا کوانتوم! یعنی شباهت بیشتر عقل و علم فیزیک نیوتنی شبیه عقل مکانیکی و یا علم مکانیکی می باشد. مکانیک نیوتن مخلوق نیوتن نیست بلکه لئونارد داوینچی - گالیله، ریاضیدان آلمانی سیمن استفن و بلز پاسکال فرانسوی قبل از نیوتن پایه گذار مکانیک نیوتنی بودند. اثر تاریخی نیوتن در سال ۱۶۸۰ نوشته شد. اصول و روش علم طبيعی خصوصا مکانیک، هر گونه طرح ارجاع پدیده های جسمانی به نیروی فوق طبیعی را رد می کند.
🔸ماده را باید از حبس واقعیت خویش مستقل از ذهن و همه نیروهای فوق طبیعی در نظر گرفت. «ماده» در این دوره مادی جهان ، صورت یافته است. فرآیند صورت یابی به عنوان سلسله اندر کنشهای مکانیک تفسیر شده است. این ماده ارتباط خود را با تجسم فلسفه ارسطو از دست داده بود و از این رو ثنویت میان ماده و صورت دیگر مناسب نبود. همین مفهوم ماده است که کاربرد فعلی واژه «ماده» را تشکیل می دهد. در علم طبیعی قرن نوزدهم، ثنویت میان ماده و نیرو ایجاد می شود که به "ثنویت ارسطو" یعنی «ماده» و «صورت»(ذات-ذهن-انرژی) نزدیک می شود. نیوتن معتقد به مكان مطلق بود و می گفت مکان دارای وجودی «مطلق» و ورای نسبت های مکانی بین اشياء است. تلقی نیوتن این بود که مکان ظرفی است سه بعدی که خداوند در آغاز خلقت، جهان مادی را در داخل آن قرار داده است. از این عقیده چنین بر می آید که مکان، پیش از وجود أشياء مادی وجود داشته است.
🔹از نظر نیوتن اشیای مادی محدود بودند ولی مکان مطلق نیوتن در هر جهت تا بی نهایت ادامه دارد(مانند ریل قطار). دلیل اصلی نیوتن برای مطرح ساختن مفهوم مکان مطلق این بود که می خواست بین حرکت مطلق و حرکت نسبی تمایز برقرار کند. به نظر نیوتن علاوه بر حرکت نسبی حرکت مطلق هم وجود دارد. عقل سلیم هم این نظر را تایید می کند زیرا ما به صراحت معتقدیم که اگر کسی بپرسد فلان شیء واقعا دارد حرکت می کند یا نه، سئوالش كاملا معقول است. از نظر نیوتن حرکت هر جسم نسبت به جسم دیگر شرکت نسبی است ولی حرکت مطلق حرکت نسبت به مکان مطلق است. بنابراین نزد نیوتن حتی به یک اعتبار حرکت مطلق هم «نسبی» است! در حقیقت فرض او این است که نه حركت مطلق و نه حرکت نسبی شیء «واقعیتی مطلق» درباره آن شیء نیست بلکه واقعیتی است مربوط به روابط آن شیء با شی دیگر.(یعنی نیوتن عقیده داشت حرکت نسبی تنها برای چند شئ قابل بیان است و نه یک شئ!)
🔸حال آن شی دیگر ممکن است با شیر مادی دیگر باشد یا خود مکان مطلق باشد. لایب نیتس به شدت با درک مطلق گرایانه از مکان و اصلا با بخش عمده فلسفه نیوتن مخالف بود. او می گفت مكان چیزی نیست جز مجموع روابط با نسبت های مکانی بین اشیاء! مصادیق تسمه های مکانی هم اینهاست : بالا، پایین، طرف راست، طرف چپ. أينها تسمه هایی هستند که بین اشیاء برقرار می شوند. درک «نسبت گرایانه» از مکان متضمن این معنی است که پیش از وجود اشیاء مادی، مکانی در کار نبود.
ادامه دارد....
📎 قسمت دوازدهم: فلسفه مکانیک نیوتنی - بخش اول
🆔 @Physics3p
🔹این نظریه نتوانست در جزئیات اختصاصی، مسیر سیاره تیر جوابگویی کند و نه در حرکت متغیر الکترونهایی که با سرعت زیاد در لوله های تخلیه جابجا می شوند. نیوتن در سالی متولد شد که گاليله در آن سال از دنیا رفت. دوران زندگی دکارت نیز در این دوره واقع می شود. نبوغ گاليله و نیوتن در این بود که ماهیت حرکت اجسام را آن چنان که بر روی زمین صورت می گیرد مورد مطالعه قرار دادند و سپس همان قوانین را که در مورد اجسام آسمانی خارج از دسترس دانشمندان بود به کار بستند.
🔸تئوری نیوتن می تواند تئوری کپلر و گالیله را تصحیح و تفسیر نماید. فیزیک نیوتنی تفسیری است از استقلال شخصیت قطعات مختلف ماده. تلقى أن این است که هر قطعه بدن را می توان به طور کامل و بدون ارجاع به هیچ قطعه دیگر از ماده توصیف نمود. یک قطعه سنگ می تواند به تنهایی در عالم موجود باشد و تنها شیء باشد که فضای یکنواختی را اشغال می کند و باز هم همان قطعه سنگ باشد که بود به علاوه این قطعه سنگ را می توان به طور کامل و بدون ارجاع به گذشته یا اينده توصیف نمود و چنان تصور کرد که به طور کامل و یکجا در لحظه کنونی حضور یافته است. به عبارت دیگر سنگ یک شیء می باشد نه یک رویداد.
🔹از نظر فیزیک نیوتنی، یک خودکار، خودکار است بدون گذشته و آینده. به نظر می رسد آنچه بیشتر در کتاب های فعلی به نام علم و یا عقل نوشته شده، منظور علم و عقل از نوع فیزیک نیوتنی باشد و نه علم و عقل از نظر تئوری نسبیت و یا کوانتوم! یعنی شباهت بیشتر عقل و علم فیزیک نیوتنی شبیه عقل مکانیکی و یا علم مکانیکی می باشد. مکانیک نیوتن مخلوق نیوتن نیست بلکه لئونارد داوینچی - گالیله، ریاضیدان آلمانی سیمن استفن و بلز پاسکال فرانسوی قبل از نیوتن پایه گذار مکانیک نیوتنی بودند. اثر تاریخی نیوتن در سال ۱۶۸۰ نوشته شد. اصول و روش علم طبيعی خصوصا مکانیک، هر گونه طرح ارجاع پدیده های جسمانی به نیروی فوق طبیعی را رد می کند.
🔸ماده را باید از حبس واقعیت خویش مستقل از ذهن و همه نیروهای فوق طبیعی در نظر گرفت. «ماده» در این دوره مادی جهان ، صورت یافته است. فرآیند صورت یابی به عنوان سلسله اندر کنشهای مکانیک تفسیر شده است. این ماده ارتباط خود را با تجسم فلسفه ارسطو از دست داده بود و از این رو ثنویت میان ماده و صورت دیگر مناسب نبود. همین مفهوم ماده است که کاربرد فعلی واژه «ماده» را تشکیل می دهد. در علم طبیعی قرن نوزدهم، ثنویت میان ماده و نیرو ایجاد می شود که به "ثنویت ارسطو" یعنی «ماده» و «صورت»(ذات-ذهن-انرژی) نزدیک می شود. نیوتن معتقد به مكان مطلق بود و می گفت مکان دارای وجودی «مطلق» و ورای نسبت های مکانی بین اشياء است. تلقی نیوتن این بود که مکان ظرفی است سه بعدی که خداوند در آغاز خلقت، جهان مادی را در داخل آن قرار داده است. از این عقیده چنین بر می آید که مکان، پیش از وجود أشياء مادی وجود داشته است.
🔹از نظر نیوتن اشیای مادی محدود بودند ولی مکان مطلق نیوتن در هر جهت تا بی نهایت ادامه دارد(مانند ریل قطار). دلیل اصلی نیوتن برای مطرح ساختن مفهوم مکان مطلق این بود که می خواست بین حرکت مطلق و حرکت نسبی تمایز برقرار کند. به نظر نیوتن علاوه بر حرکت نسبی حرکت مطلق هم وجود دارد. عقل سلیم هم این نظر را تایید می کند زیرا ما به صراحت معتقدیم که اگر کسی بپرسد فلان شیء واقعا دارد حرکت می کند یا نه، سئوالش كاملا معقول است. از نظر نیوتن حرکت هر جسم نسبت به جسم دیگر شرکت نسبی است ولی حرکت مطلق حرکت نسبت به مکان مطلق است. بنابراین نزد نیوتن حتی به یک اعتبار حرکت مطلق هم «نسبی» است! در حقیقت فرض او این است که نه حركت مطلق و نه حرکت نسبی شیء «واقعیتی مطلق» درباره آن شیء نیست بلکه واقعیتی است مربوط به روابط آن شیء با شی دیگر.(یعنی نیوتن عقیده داشت حرکت نسبی تنها برای چند شئ قابل بیان است و نه یک شئ!)
🔸حال آن شی دیگر ممکن است با شیر مادی دیگر باشد یا خود مکان مطلق باشد. لایب نیتس به شدت با درک مطلق گرایانه از مکان و اصلا با بخش عمده فلسفه نیوتن مخالف بود. او می گفت مكان چیزی نیست جز مجموع روابط با نسبت های مکانی بین اشیاء! مصادیق تسمه های مکانی هم اینهاست : بالا، پایین، طرف راست، طرف چپ. أينها تسمه هایی هستند که بین اشیاء برقرار می شوند. درک «نسبت گرایانه» از مکان متضمن این معنی است که پیش از وجود اشیاء مادی، مکانی در کار نبود.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت سیزدهم: فلسفه مکانیک نیوتونی - بخش دوم
🆔 @Physics3p
🔹به نظر لایب نیتس مکان هنگامی وجود یافت که خداوند جهان مادی را خلق کرد! چنین نبود که پیشتر مکان وجود داشته باشد و سپس اشياء مادی به وجود بیایند و مکان را پر کنند. به نظر لایب نیتس بیهوده است که فکر کنیم مکان موجودیت مستقلی دارد. لایب نیتس میپذیرفت که حرکت نسبی با حرکت مطلق, تفاوت دارد اما نمی پذیرفت که حرکت مطلق را باید "حرکت نسبت به مکان مطلق" به شمار آورد. به نظر او مكان مطلق مفهوم بی ضبط و ربطی است. به نظر لایب نیتس مکان مطلق با اصل «این همانی» در تعارض است. همچنین نیوتن میگفت: «اگر من دور دست ها را دیده ام علتش آن است که بر شانه غول ها ایستاده ام».
🔸نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی نشان داد که این بینش فیثاغورث که تمامی جهان مادی با ریاضیات قابل بیان است به اثبات رسید. در زمان نیوتن هنوز بین فلسفه و علم تمایز ایجاد نشده بود. جهان بینی نیوتنی که ادامه جهان بینی کوپرنیک می باشد سبب شد تا بی ایمانی به وجود خدا به سرعت بسط یابد که آشکارا صفت بارز غرب طی سه قرن بعد از نیوتن بود و مردم بیشتر و بیشتری به فکر افتادند که شاید خود انسان فرمانروای جهانی است که می شناسیم. نتایج این جهان بینی برای ساختار سنتی اندیشه و مراجع قدرت فاجعه آمیز بود. رفته رفته باور بسیاری از مردم این شد که در کار جستجوی حقیقت، سنت(دین) نوعی مانع است و قدرت و مرجعیت محلی از اعراب ندارد.
🔹دیگر این پرسش به میان نمی آید که «کدام مرجع چنین می گوید؟» بلکه این پرسش به میان می آید که «چه دلیل و مدرکی به سود این گزاره دارید؟» و مراجع(کلیساها) هم، مانند دیگران، مورد سوال و بازخواست قرار گرفتند و مسئول و جوابگو شدند. ولی در پایان دادن به آنچه ما قرون وسطی می نامیم، این نهضتها نقش کلیدی ایفا کردند. کلیسای کاتولیک تسلط خود را بر حیات فکری و فرهنگی اروپا از دست داد، چون بسیاری از تشریحات فلسفه مکانیک نیوتنی، با فلسفه فیزیک ارسطو-افلاطونی که تأیید کننده کتاب مقدس بود، در تضاد بود. ابتدا مردم کشورهای پروتستان و سپس کشورهای کاتولیک از تسلط کلیسا سرپیچیدند.
🔸در عرصه علم، بر افتادن سلطه کلیسا یعنی بر افتادن سلطه علم ارسطو که توسط توماس آکویناس وارد دین مسیح شد. نفی مرجعيت کليسا و کتاب مقدس، نفي ارسطو نیز بود. بدین ترتیب، بینش علمی جدید چند قرن مبارزه کرد تا جهان بینی ارسطویی را کنار زند و خود جانشین آن شود. حقیقت اینکه با روشهایی مستقل از حکومت و کلیسا به اثبات می رسید. نیوتن در پدید آوردن مکانیکش از هندسه اقلیدسی استفاده کرد. بنابراین توفیق فیزیک نیوتونی باعث تقویت بیشتر آن هندسه شد. یعنی به همین خاطر این هندسه معرفتی يقينی و تردید ناپذیر دانسته شد و «كانت» هم از این هندسه در فلسفه خود استفاده نمود. در مدل نیوتن، زمان و فضا پس زمینه ای بودند که وقایع، هر چند در درون آنها اتفاق می افتاد اما تحت تاثير آنها قرار نمی گرفتند(مانند صحنه نمایشی ایستا رفتار میکردند). زمان از فضا جدا بود و یک خط صاف یا خط راه آهن که از دو طرف تابی نهایت ادامه داشت، در نظر گرفته می شد.
🔹زمان ازلی و ابدی در نظر گرفته می شد، بدین معنا که از گذشته ازلی آغاز و تا آینده ابدی ادامه یافت. نیوتن و دیگران بایستی به این فکر می افتادند که جهانی ایستا بزودی زیر تأثیر گرانش شروع به انقباض می کند! فیزیک نیوتنی معتقد بود که وقتی ملکول ها با هم برخورد می کنند هر میزان قابل تصور از انرژی را می توانند به یکدیگر منتقل نمایند. انتقال انرژی در برخورد مولکول ها از قوانین توپ بیلیارد متابعت می کند. در این فیزیک در مورد انرژی ایده انفصال وجود ندارد بلکه انرژی بصورت پیوسته منتشر می شود(کوآنتوم انرژی نداریم). نیوتن در کتاب نور شناخت خود می نویسد : با توجه به همه این چیزها من احتمال می دهم که خداوند در آغاز ماده را به صورت ذراتی جامد، جرم دار و سخت، نفوذناپذیر و با قابلیت حرکت ساخته است.
🔸ذراتی با چنان اندازه و شکل ها و با چنان ویژگی های متناسب با مقصدی که برای آن، او این ذرات را ساخته است. این ذرات جامد اولیه، به طوری غیر قابل مقایسه سخت تر از هر چیز جامد سختی هستند که از آنها ترکیب یافته اند. آن چنان سخت که هرگز فرسوده یا شکسته نمی شوند. هیچ قدرت عادی نمی تواند آنچه را خداوند در نخستین آفرینش ساخته از هم جدا کند. قوانین نیوتنی را نمی توان در مورد گاز بکار گرفت بلکه با کمک قوانینی احتمالات می توان در مورد گازها صحبت کرد. مولکولی ها هم تحت قوانین نیوتنی قرار دارند یعنی مانند توپ های بیلیارد نیستند، آنها حرکت می کنند و با سایر مولكولها برخورد می کنند، و از قوانین کلاسیک نيوتن متابعیت می کنند.
ادامه دارد....
📎 قسمت سیزدهم: فلسفه مکانیک نیوتونی - بخش دوم
🆔 @Physics3p
🔹به نظر لایب نیتس مکان هنگامی وجود یافت که خداوند جهان مادی را خلق کرد! چنین نبود که پیشتر مکان وجود داشته باشد و سپس اشياء مادی به وجود بیایند و مکان را پر کنند. به نظر لایب نیتس بیهوده است که فکر کنیم مکان موجودیت مستقلی دارد. لایب نیتس میپذیرفت که حرکت نسبی با حرکت مطلق, تفاوت دارد اما نمی پذیرفت که حرکت مطلق را باید "حرکت نسبت به مکان مطلق" به شمار آورد. به نظر او مكان مطلق مفهوم بی ضبط و ربطی است. به نظر لایب نیتس مکان مطلق با اصل «این همانی» در تعارض است. همچنین نیوتن میگفت: «اگر من دور دست ها را دیده ام علتش آن است که بر شانه غول ها ایستاده ام».
🔸نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی نشان داد که این بینش فیثاغورث که تمامی جهان مادی با ریاضیات قابل بیان است به اثبات رسید. در زمان نیوتن هنوز بین فلسفه و علم تمایز ایجاد نشده بود. جهان بینی نیوتنی که ادامه جهان بینی کوپرنیک می باشد سبب شد تا بی ایمانی به وجود خدا به سرعت بسط یابد که آشکارا صفت بارز غرب طی سه قرن بعد از نیوتن بود و مردم بیشتر و بیشتری به فکر افتادند که شاید خود انسان فرمانروای جهانی است که می شناسیم. نتایج این جهان بینی برای ساختار سنتی اندیشه و مراجع قدرت فاجعه آمیز بود. رفته رفته باور بسیاری از مردم این شد که در کار جستجوی حقیقت، سنت(دین) نوعی مانع است و قدرت و مرجعیت محلی از اعراب ندارد.
🔹دیگر این پرسش به میان نمی آید که «کدام مرجع چنین می گوید؟» بلکه این پرسش به میان می آید که «چه دلیل و مدرکی به سود این گزاره دارید؟» و مراجع(کلیساها) هم، مانند دیگران، مورد سوال و بازخواست قرار گرفتند و مسئول و جوابگو شدند. ولی در پایان دادن به آنچه ما قرون وسطی می نامیم، این نهضتها نقش کلیدی ایفا کردند. کلیسای کاتولیک تسلط خود را بر حیات فکری و فرهنگی اروپا از دست داد، چون بسیاری از تشریحات فلسفه مکانیک نیوتنی، با فلسفه فیزیک ارسطو-افلاطونی که تأیید کننده کتاب مقدس بود، در تضاد بود. ابتدا مردم کشورهای پروتستان و سپس کشورهای کاتولیک از تسلط کلیسا سرپیچیدند.
🔸در عرصه علم، بر افتادن سلطه کلیسا یعنی بر افتادن سلطه علم ارسطو که توسط توماس آکویناس وارد دین مسیح شد. نفی مرجعيت کليسا و کتاب مقدس، نفي ارسطو نیز بود. بدین ترتیب، بینش علمی جدید چند قرن مبارزه کرد تا جهان بینی ارسطویی را کنار زند و خود جانشین آن شود. حقیقت اینکه با روشهایی مستقل از حکومت و کلیسا به اثبات می رسید. نیوتن در پدید آوردن مکانیکش از هندسه اقلیدسی استفاده کرد. بنابراین توفیق فیزیک نیوتونی باعث تقویت بیشتر آن هندسه شد. یعنی به همین خاطر این هندسه معرفتی يقينی و تردید ناپذیر دانسته شد و «كانت» هم از این هندسه در فلسفه خود استفاده نمود. در مدل نیوتن، زمان و فضا پس زمینه ای بودند که وقایع، هر چند در درون آنها اتفاق می افتاد اما تحت تاثير آنها قرار نمی گرفتند(مانند صحنه نمایشی ایستا رفتار میکردند). زمان از فضا جدا بود و یک خط صاف یا خط راه آهن که از دو طرف تابی نهایت ادامه داشت، در نظر گرفته می شد.
🔹زمان ازلی و ابدی در نظر گرفته می شد، بدین معنا که از گذشته ازلی آغاز و تا آینده ابدی ادامه یافت. نیوتن و دیگران بایستی به این فکر می افتادند که جهانی ایستا بزودی زیر تأثیر گرانش شروع به انقباض می کند! فیزیک نیوتنی معتقد بود که وقتی ملکول ها با هم برخورد می کنند هر میزان قابل تصور از انرژی را می توانند به یکدیگر منتقل نمایند. انتقال انرژی در برخورد مولکول ها از قوانین توپ بیلیارد متابعت می کند. در این فیزیک در مورد انرژی ایده انفصال وجود ندارد بلکه انرژی بصورت پیوسته منتشر می شود(کوآنتوم انرژی نداریم). نیوتن در کتاب نور شناخت خود می نویسد : با توجه به همه این چیزها من احتمال می دهم که خداوند در آغاز ماده را به صورت ذراتی جامد، جرم دار و سخت، نفوذناپذیر و با قابلیت حرکت ساخته است.
🔸ذراتی با چنان اندازه و شکل ها و با چنان ویژگی های متناسب با مقصدی که برای آن، او این ذرات را ساخته است. این ذرات جامد اولیه، به طوری غیر قابل مقایسه سخت تر از هر چیز جامد سختی هستند که از آنها ترکیب یافته اند. آن چنان سخت که هرگز فرسوده یا شکسته نمی شوند. هیچ قدرت عادی نمی تواند آنچه را خداوند در نخستین آفرینش ساخته از هم جدا کند. قوانین نیوتنی را نمی توان در مورد گاز بکار گرفت بلکه با کمک قوانینی احتمالات می توان در مورد گازها صحبت کرد. مولکولی ها هم تحت قوانین نیوتنی قرار دارند یعنی مانند توپ های بیلیارد نیستند، آنها حرکت می کنند و با سایر مولكولها برخورد می کنند، و از قوانین کلاسیک نيوتن متابعیت می کنند.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت چهاردهم: فلسفه مکانیک نیوتونی - بخش سوم
🆔 @Physics3p
🔹تعریف نیوتن از زمان، زمان مطلق، حقیقی و ریاضی گونه بود که در ماهیت خود به آرامی جریان دارد و به هیچ چیز خارجی وابسته و مرتبط نیست. فضا نیز فضای مطلق، در ماهیت خود بدون ارتباط و وابستگی به هیچ چیز خارجی همیشه یکسان و بی تحرک است. بعبارتی فضا و زمان مطلق اند و البته چنین هم به نظر می رسد! فیزیک نیوتنی دیدگاه مادی گرایی را پایه ریزی کرد. متفکرین و فیلسوفان قرن نوزدهم نیز که از دقت محاسبات قوانین نیوتن به هیجان آمده بودند، در تلاش برآمدند تا دیدگاه نیوتن را به حیطه علم خویش وارد کنند و مثلا رفتار طبیعت و انسان را توجیه نمایند.
🔸در بین این فیلسوفان، مارکس پیشنهاد کرد که در ماشین جهان ماده تنها چیزی است که تغییر می کند و موجب مبارزه و درگیری نیروهای متضادی است که ذاتا در هر جسمی وجود دارد و وقتی نیرویی به نیروی دیگر فائق می آید تغییر پیش می آید. از نظر مارکس یک حرکت انقلابی هرگز با هماهنگی و همفکری هیات حاکمه و طبقه کارگر نمی تواند شکل بگیرد، چرا که به اعتقاد وی نیروی یک طبقه باید سرانجام بر روی طبقه دیگر غالب گردد(یعنی ممکن نیست طبقه کارگر با طبقه اشراف برای سقوط یک حکومت متحد شوند!). این طرز فکر که اصطلاحا ماتریالیسم دیالکتیک لقب گرفته است شبیه قانون دوم نیوتن است که همانطور که گفته شد علت تغییر هر حرکتی، یک نیرو است و ماده چیزی است که نیرو بر روی آن عمل می کند.
🔹تشابه فیزیک نیوتنی (خورشید مرکزی) - با فیزیک ارسطوئی- بطلمیوسی (زمین مرکزی) در این است که در هر دو فیزیک اعتقاد به نقطه ثابت دارند. که سیارات یا ستارگان در اطراف این نقطه ثابت حرکت می کنند یا به قول فیزیک نیوتنی، سیارات در اثر نیروی گرانشی در اطراف خورشید حرکت می کنند. یا به قول ارسطو حرکت سیارات و ستاره ها در اطراف زمین حرکت طبیعی می باشد یا بعبارتی در این دو فیزیک، یک ساختار جانب مرکز وجود دارد. نیروی جاذبه نقش مهمتری نسبت به نیروی دافعه دارد. در صورتی که در تئوری امروزی (تئوری بیگ بنگ)، نیروی دافعه بیشتر از نیروی جاذبه می باشد یا جهان در حال انبساط شتاب دار یا کهکشان ها در حال دور شدن از هم می باشند.
🔸در فیزیک نیوتن اشياء مهمتر از رابطه اند. موجودات با جهان مستقل می باشند یا واقعیات مستقل از ما هستند. چه ما به ماه نگاه بکنیم و چه به ماه نگاه نکنیم ماه وجود دارد! اگر انسان نباشد، جهان هست. عمل مشاهده تغییری در فعل مشاهده ایجاد نمی کند. نقد برکلی از فیزیک نیوتنی، از کتاب حدسها و ابطالهای پوپر، برکلی می گوید: برای آنکه کلمه ای معنی داشته باشد، باید مخصوص بیان اندیشه ای باشد یعنی جانشین یک دریافت و ادراک باشد، یا یادی از یک دریافت یا بازتاب آن در حافظه ما باشد. ولی کلماتی که به علم فیزیک تعلق دارند، نمی توانند نماینده معانی باشند. برکلی می گوید: عبارت «نیروی جاذبه» در فیزیک نیوتنی باید بی معنی باشد! چون نیروی جاذبه هرگز قابل مشاهده نیست. آنچه قابل مشاهده است حرکتها است نه «علتهای» ادعایی پنهان آنها.(یعنی برکلی علم فیزیک را بر پایه مشاهدات میدانست).
🔹نگرش برکلی چنین است که می خواهد ثابت کند نظریه نیوتون نمی تواند محتوی اطلاعی یا توصیفی داشته باشد. توضيحهای علیتی ذاتیگرانه یا ما بعدالطبیعی جایی در علم فیزیک ندارند. برکلی می گوید، کلمات «مکان مطلق» و «زمان مطلق» در فیزیک نیوتنی هیچ معنای عملی ندارند. مکان مطلق نه چیزی است که توسط حواس ما احساس شود و نه چیزی است که عقل ما بتواند آن را اثبات کند. هدف فیلسوفان مکانیک، تنها آن است که به جای «مکان مطلق» خود، یک فضای نسبی را جانشین سازند که تعیین کننده، آن افلاک و ستارگان ثابت باشد. نیروی گرانش و جاذبه و کلماتی همانند اینها برای هدفهایی همچون استدلال کردن و محاسبه کردن حرکت ها و اجسام متحرک سودمند است(یعنی عملآ نمیتواند وجود داشته باشد!). ولی برای فهمیدن ماهیت خود حرکت کمکی به ما نمی کند. حرکت و سکون تعریف شده با این فضای نسبی می تواند به صورت شایسته به جای مطلقها به کار برده شوند.
ادامه دارد....
📎 قسمت چهاردهم: فلسفه مکانیک نیوتونی - بخش سوم
🆔 @Physics3p
🔹تعریف نیوتن از زمان، زمان مطلق، حقیقی و ریاضی گونه بود که در ماهیت خود به آرامی جریان دارد و به هیچ چیز خارجی وابسته و مرتبط نیست. فضا نیز فضای مطلق، در ماهیت خود بدون ارتباط و وابستگی به هیچ چیز خارجی همیشه یکسان و بی تحرک است. بعبارتی فضا و زمان مطلق اند و البته چنین هم به نظر می رسد! فیزیک نیوتنی دیدگاه مادی گرایی را پایه ریزی کرد. متفکرین و فیلسوفان قرن نوزدهم نیز که از دقت محاسبات قوانین نیوتن به هیجان آمده بودند، در تلاش برآمدند تا دیدگاه نیوتن را به حیطه علم خویش وارد کنند و مثلا رفتار طبیعت و انسان را توجیه نمایند.
🔸در بین این فیلسوفان، مارکس پیشنهاد کرد که در ماشین جهان ماده تنها چیزی است که تغییر می کند و موجب مبارزه و درگیری نیروهای متضادی است که ذاتا در هر جسمی وجود دارد و وقتی نیرویی به نیروی دیگر فائق می آید تغییر پیش می آید. از نظر مارکس یک حرکت انقلابی هرگز با هماهنگی و همفکری هیات حاکمه و طبقه کارگر نمی تواند شکل بگیرد، چرا که به اعتقاد وی نیروی یک طبقه باید سرانجام بر روی طبقه دیگر غالب گردد(یعنی ممکن نیست طبقه کارگر با طبقه اشراف برای سقوط یک حکومت متحد شوند!). این طرز فکر که اصطلاحا ماتریالیسم دیالکتیک لقب گرفته است شبیه قانون دوم نیوتن است که همانطور که گفته شد علت تغییر هر حرکتی، یک نیرو است و ماده چیزی است که نیرو بر روی آن عمل می کند.
🔹تشابه فیزیک نیوتنی (خورشید مرکزی) - با فیزیک ارسطوئی- بطلمیوسی (زمین مرکزی) در این است که در هر دو فیزیک اعتقاد به نقطه ثابت دارند. که سیارات یا ستارگان در اطراف این نقطه ثابت حرکت می کنند یا به قول فیزیک نیوتنی، سیارات در اثر نیروی گرانشی در اطراف خورشید حرکت می کنند. یا به قول ارسطو حرکت سیارات و ستاره ها در اطراف زمین حرکت طبیعی می باشد یا بعبارتی در این دو فیزیک، یک ساختار جانب مرکز وجود دارد. نیروی جاذبه نقش مهمتری نسبت به نیروی دافعه دارد. در صورتی که در تئوری امروزی (تئوری بیگ بنگ)، نیروی دافعه بیشتر از نیروی جاذبه می باشد یا جهان در حال انبساط شتاب دار یا کهکشان ها در حال دور شدن از هم می باشند.
🔸در فیزیک نیوتن اشياء مهمتر از رابطه اند. موجودات با جهان مستقل می باشند یا واقعیات مستقل از ما هستند. چه ما به ماه نگاه بکنیم و چه به ماه نگاه نکنیم ماه وجود دارد! اگر انسان نباشد، جهان هست. عمل مشاهده تغییری در فعل مشاهده ایجاد نمی کند. نقد برکلی از فیزیک نیوتنی، از کتاب حدسها و ابطالهای پوپر، برکلی می گوید: برای آنکه کلمه ای معنی داشته باشد، باید مخصوص بیان اندیشه ای باشد یعنی جانشین یک دریافت و ادراک باشد، یا یادی از یک دریافت یا بازتاب آن در حافظه ما باشد. ولی کلماتی که به علم فیزیک تعلق دارند، نمی توانند نماینده معانی باشند. برکلی می گوید: عبارت «نیروی جاذبه» در فیزیک نیوتنی باید بی معنی باشد! چون نیروی جاذبه هرگز قابل مشاهده نیست. آنچه قابل مشاهده است حرکتها است نه «علتهای» ادعایی پنهان آنها.(یعنی برکلی علم فیزیک را بر پایه مشاهدات میدانست).
🔹نگرش برکلی چنین است که می خواهد ثابت کند نظریه نیوتون نمی تواند محتوی اطلاعی یا توصیفی داشته باشد. توضيحهای علیتی ذاتیگرانه یا ما بعدالطبیعی جایی در علم فیزیک ندارند. برکلی می گوید، کلمات «مکان مطلق» و «زمان مطلق» در فیزیک نیوتنی هیچ معنای عملی ندارند. مکان مطلق نه چیزی است که توسط حواس ما احساس شود و نه چیزی است که عقل ما بتواند آن را اثبات کند. هدف فیلسوفان مکانیک، تنها آن است که به جای «مکان مطلق» خود، یک فضای نسبی را جانشین سازند که تعیین کننده، آن افلاک و ستارگان ثابت باشد. نیروی گرانش و جاذبه و کلماتی همانند اینها برای هدفهایی همچون استدلال کردن و محاسبه کردن حرکت ها و اجسام متحرک سودمند است(یعنی عملآ نمیتواند وجود داشته باشد!). ولی برای فهمیدن ماهیت خود حرکت کمکی به ما نمی کند. حرکت و سکون تعریف شده با این فضای نسبی می تواند به صورت شایسته به جای مطلقها به کار برده شوند.
ادامه دارد....
Quantum Physics
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی 📎 قسمت اول: نگاهی به رویدادهای علم فیزیک 🆔 @Physics3p 🔹در سراسر فیزیک بارها و بارها در می یابیم که طبیعت سادگی عجیبی دارد. در گذشته تمام علوم زیرمجموعه فلسفه بوده، سپس بتدریج علم های مختلف از فلسفه جدا شدند.…
برای مطالعه از ابتدا اینجا👆ضربه بزنید.
Forwarded from اتچ بات
🔹 نظریه ای که موفق به ترکیب دو نظریه نسبیت خاص و کوانتوم شد معادله ی نسبیتی الکترون بود که پل دیراک در ۱۹۲۸ انرا کشف کرد.
🔸 معادله‌ی دیراک حالت های انرژی مثبت را برای الکترون ها مجاز می‌کرد اما حالت های انرژی منفی را نیز مجاز می شمرد. حالت های انرژی منفی معنای فیزیکی نداشتند اما نمیشد آنها را کنار گذاشت. زیرا اصول مکانیک کوانتوم به ناگذیر پیامد های فاجعه بار گذار به آنها از حالت های انرژی مثبت را ممکن می ساخت.
🔹 دیراک برای رهایی از این مشکل فرض کرد که تمام حالت های انرژی منفی قبلا اشغال شده‌اند. در این حال، اصل طرد امکان گذار به آنها را از حالتهاي انرژي مثبت از میان میبرد. آنچه فضاي تهی میپنداشتند در واقع با این دریاي الکترون‌های انرژی منفی پر شده بود!
🔸 در ابتدا فرض شد این ذره مثبت که دیراک از آن سخن میگوید شاید همان پروتون با بار مثبت باشد. اما اندکی بعد دریافتند که این ذره باید همان جرم الکترون را داشته باشد، در حالی که پروتون بسیار سنگین تر است. به این ترتیب تنها تعبیر پذیرفتنی از این پیشنهاد، به پیش بینی غریب ذره اي جدید انجامید که آن را پوزیترون نامیدند که هم جرم الکترون است اما با بار مثبت. پس از مدت کوتاهی با کشف پوزیترون در پرتوهاي کیهانی، وجود آن از نظر تجربی هم تایید شد. در واقع هم ماده مانند الکترون و هم پادماده با بار مخالف مانند پوزیترون وجود دارد. هر ذرهیک پاد ذره دارد که با آن میتواند نابود شود و پاد ذره، ذرات حامل نیرو خودشان هستند.
🆔 @Physics3p
🔸 معادله‌ی دیراک حالت های انرژی مثبت را برای الکترون ها مجاز می‌کرد اما حالت های انرژی منفی را نیز مجاز می شمرد. حالت های انرژی منفی معنای فیزیکی نداشتند اما نمیشد آنها را کنار گذاشت. زیرا اصول مکانیک کوانتوم به ناگذیر پیامد های فاجعه بار گذار به آنها از حالت های انرژی مثبت را ممکن می ساخت.
🔹 دیراک برای رهایی از این مشکل فرض کرد که تمام حالت های انرژی منفی قبلا اشغال شده‌اند. در این حال، اصل طرد امکان گذار به آنها را از حالتهاي انرژي مثبت از میان میبرد. آنچه فضاي تهی میپنداشتند در واقع با این دریاي الکترون‌های انرژی منفی پر شده بود!
🔸 در ابتدا فرض شد این ذره مثبت که دیراک از آن سخن میگوید شاید همان پروتون با بار مثبت باشد. اما اندکی بعد دریافتند که این ذره باید همان جرم الکترون را داشته باشد، در حالی که پروتون بسیار سنگین تر است. به این ترتیب تنها تعبیر پذیرفتنی از این پیشنهاد، به پیش بینی غریب ذره اي جدید انجامید که آن را پوزیترون نامیدند که هم جرم الکترون است اما با بار مثبت. پس از مدت کوتاهی با کشف پوزیترون در پرتوهاي کیهانی، وجود آن از نظر تجربی هم تایید شد. در واقع هم ماده مانند الکترون و هم پادماده با بار مخالف مانند پوزیترون وجود دارد. هر ذرهیک پاد ذره دارد که با آن میتواند نابود شود و پاد ذره، ذرات حامل نیرو خودشان هستند.
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎
در سال ۱۹۱۷ اینشتین کیهان‌شناسی مدرن را خلق کرد و مدل کیهان شناختی خود را بر مبنای نظریه نسبیت عام ارائه داد. در این مدل بر خلاف مدل نیوتن فضا با انحنای مثبت است و نامحدود نیست. اینشتین توانست شعاع انحنای فضا را از چگالی جهان بدست آورد. یکی از پیش بینی های نظریه نسبیت عام انبساط کیهان بود اما اینشتین به دلیل اعتقاد شخصی به جهان ایستا عبارت ثابت کیهان شناسی را به نسبیت عام اضافه کرد که این عبارت شامل ضد جاذبه ای بود که با افزایش فاصله افزایش می یافت و با نیروی گرانش خنثی می‌شد و در نتیجه جهانی ایستا را می‌ساخت. اما در سال ۱۹۲۲ با تایید تجربی انبساط کیهان این عبارت کنار رفت و اشتباه اینشتین شد.
🆔 @Physics3p
🆔 @Physics3p
⭕ آیا ممکن است جهان تنها یک شبیه سازی باشد؟ / فرضیه ماتریکس و شبیه سازی
✨ قسمت اول
🆔 @Physics3p
حتمأ بسیاری از شما سری سه گانه فیلم ماتریکس را دیده اید! خلاصه چیزی که در این مجموعه با کمک گرفتن از قوه تخیل به تصویر کشیده شده است، اینست که چطور میتوان به این حقیقت دست یافت که جهان ما، شامل خودمان و هرآنچه که اطراف خود میبینیم و احساس میکنیم، تنها یک شبیه سازی کامپیوتری نباشد؟
حال ما قصد داریم با دیدگاه خودمان و نه با تخیلات بکاربرده شده در این مجموعه و یا کتب ارائه شده در این ضمینه، به این موضوع بپردازیم!
قبل از هرچیز باید بتوانیم منظور خودمان را از "شبیه سازی" به درستی بیان کنیم. حتمأ تابحال با بازی های کامپیوتری واقعیت مجازی روبرو شده اید! در این بازی ها ما با بکار گیری از چند ابزار ساده و چند تراشه کامپیوتری، میتوانیم تمام حواس خود را به صحنه بازی منقل کرده و بنوعی خودمان را حاضر در آن بیابیم! برای مثال اگر در این نوع از بازی ها شخصیت بازی ضرب گلوله قرار گیرد، تراشه های بکار برده شده برای شبیه سازی این احساس در بدن ما شروع به تحریک ما کرده و باعث میشود همان احساس ناشی از گلوله را در خود احساس کنیم!
اما این فقط شروع داستان است. اگر ما بتوانیم جسم خود را نیز به آن بازی کامپیوتری انتقال دهیم چه میشود؟! بگذارید ساده تر بگویم. ما میدانیم احساسات پنجگانه ما در حقیقت ناشی از تفسیر پالس های الکتریکی میباشد که مغز از شبکه عصبی دریافت کرده و بوسیله نورون های مغزی تحلیل میشوند. برای مثال ضربه ای که به بخشی از بدن شما وارد میشود، سبب تحریک دریافت کننده های عصبی در آن بخش و سپس ایجاد نوع خاصی از پالس های الکتریکی میشود، لذا مغز تنها ان را دریافت کرده و ما احساس درد را درک میکنیم. در حقیقت این درد در مغز شما "شبیه سازی" میشود. این مثال برای حواس دیگری همچون حس بینایی ما نیز برقرار است، چون بینایی چیزی نیست جز حساسیت شبکه عصبی موجود در چشمان ما به نوع خاصی از کوآنتوم های انرژی بنام فوتون.
با گفتن همه‌ی اینها، ما میتوانیم به مفهوم دقیقتر "شبیه سازی" برسیم! حال که میدانیم عملکرد حواس ما به چه صورت است، فرض کنید ما بجای شبکه عصبی که در جای جای بدنمان قرار دارد و مغز از آنها پالس الکتریکی دریافت کرده و احساسات ناشی از حواس یا عکس العمل نهایی مارا برای آنها تفسیر و ارسال میکند، یک سوپر کامپیوتر قرار دهیم! در این حالت مغز ما به این سوپر کامپیوتر متصل شده و بجای اینکه پیام عصبی(پالس الکتریکی) را از سیستم عصبی دریافت کند، از این سوپر کامپیوتر دریافت کرده و آن را تحلیل و تفسیر کند. ما در اینجا میتوانیم بجای دریافت کنش از دنیای حقیقیمان، از یک سوپر کامپیوتر که این دنیا را شبیه سازی کرده و احساسات ناشی از آن(مانند دیدن) را به ما تحمیل میکند، اطلاعات و حواس خود را دریافت کنیم. آیا برای مغز ما این موضوع تفاوتی هم دارد که از چه کسی یا چیزی، این کنش را دریافت کند؟ آیا مغز بین آن دو تمایز قائل میشود؟ در حقیقت، چه اتفاقی در جریان است؟!
تأمل در این موضوع، مارا به فکر فرو میبرد که آیا ممکن است جهان ما یک شبیه سازی باشد و ما تنها مغزهایی متصل به کامپیوتر باشیم؟(البته بکارگیری از این نوع واژگان و تصورات با توجه به پیشرفت علمی فعلی ما میباشد و ممکن است در آینده برای این شبیه سازی حتی به ابزار های ساده تری بجای کامپیوترهای امروزی نیاز داشته باشیم! حتی ممکن است بجای مغز، تنها از یک برنامه کامپیوتری با قابلیت تحلیل و تفسیر و کارکرد های مغز بکار بریم). در حقیقت چطور میتوان فهمید که ما واقعأ در یک "شبیه سازی" زندگی نمیکنیم و واقعیت تنها توهمی بیش نیست؟
ادامه دارد....
✨ قسمت اول
🆔 @Physics3p
حتمأ بسیاری از شما سری سه گانه فیلم ماتریکس را دیده اید! خلاصه چیزی که در این مجموعه با کمک گرفتن از قوه تخیل به تصویر کشیده شده است، اینست که چطور میتوان به این حقیقت دست یافت که جهان ما، شامل خودمان و هرآنچه که اطراف خود میبینیم و احساس میکنیم، تنها یک شبیه سازی کامپیوتری نباشد؟
حال ما قصد داریم با دیدگاه خودمان و نه با تخیلات بکاربرده شده در این مجموعه و یا کتب ارائه شده در این ضمینه، به این موضوع بپردازیم!
قبل از هرچیز باید بتوانیم منظور خودمان را از "شبیه سازی" به درستی بیان کنیم. حتمأ تابحال با بازی های کامپیوتری واقعیت مجازی روبرو شده اید! در این بازی ها ما با بکار گیری از چند ابزار ساده و چند تراشه کامپیوتری، میتوانیم تمام حواس خود را به صحنه بازی منقل کرده و بنوعی خودمان را حاضر در آن بیابیم! برای مثال اگر در این نوع از بازی ها شخصیت بازی ضرب گلوله قرار گیرد، تراشه های بکار برده شده برای شبیه سازی این احساس در بدن ما شروع به تحریک ما کرده و باعث میشود همان احساس ناشی از گلوله را در خود احساس کنیم!
اما این فقط شروع داستان است. اگر ما بتوانیم جسم خود را نیز به آن بازی کامپیوتری انتقال دهیم چه میشود؟! بگذارید ساده تر بگویم. ما میدانیم احساسات پنجگانه ما در حقیقت ناشی از تفسیر پالس های الکتریکی میباشد که مغز از شبکه عصبی دریافت کرده و بوسیله نورون های مغزی تحلیل میشوند. برای مثال ضربه ای که به بخشی از بدن شما وارد میشود، سبب تحریک دریافت کننده های عصبی در آن بخش و سپس ایجاد نوع خاصی از پالس های الکتریکی میشود، لذا مغز تنها ان را دریافت کرده و ما احساس درد را درک میکنیم. در حقیقت این درد در مغز شما "شبیه سازی" میشود. این مثال برای حواس دیگری همچون حس بینایی ما نیز برقرار است، چون بینایی چیزی نیست جز حساسیت شبکه عصبی موجود در چشمان ما به نوع خاصی از کوآنتوم های انرژی بنام فوتون.
با گفتن همه‌ی اینها، ما میتوانیم به مفهوم دقیقتر "شبیه سازی" برسیم! حال که میدانیم عملکرد حواس ما به چه صورت است، فرض کنید ما بجای شبکه عصبی که در جای جای بدنمان قرار دارد و مغز از آنها پالس الکتریکی دریافت کرده و احساسات ناشی از حواس یا عکس العمل نهایی مارا برای آنها تفسیر و ارسال میکند، یک سوپر کامپیوتر قرار دهیم! در این حالت مغز ما به این سوپر کامپیوتر متصل شده و بجای اینکه پیام عصبی(پالس الکتریکی) را از سیستم عصبی دریافت کند، از این سوپر کامپیوتر دریافت کرده و آن را تحلیل و تفسیر کند. ما در اینجا میتوانیم بجای دریافت کنش از دنیای حقیقیمان، از یک سوپر کامپیوتر که این دنیا را شبیه سازی کرده و احساسات ناشی از آن(مانند دیدن) را به ما تحمیل میکند، اطلاعات و حواس خود را دریافت کنیم. آیا برای مغز ما این موضوع تفاوتی هم دارد که از چه کسی یا چیزی، این کنش را دریافت کند؟ آیا مغز بین آن دو تمایز قائل میشود؟ در حقیقت، چه اتفاقی در جریان است؟!
تأمل در این موضوع، مارا به فکر فرو میبرد که آیا ممکن است جهان ما یک شبیه سازی باشد و ما تنها مغزهایی متصل به کامپیوتر باشیم؟(البته بکارگیری از این نوع واژگان و تصورات با توجه به پیشرفت علمی فعلی ما میباشد و ممکن است در آینده برای این شبیه سازی حتی به ابزار های ساده تری بجای کامپیوترهای امروزی نیاز داشته باشیم! حتی ممکن است بجای مغز، تنها از یک برنامه کامپیوتری با قابلیت تحلیل و تفسیر و کارکرد های مغز بکار بریم). در حقیقت چطور میتوان فهمید که ما واقعأ در یک "شبیه سازی" زندگی نمیکنیم و واقعیت تنها توهمی بیش نیست؟
ادامه دارد....
⭕ آیا ممکن است جهان تنها یک شبیه سازی باشد؟ / فرضیه ماتریکس و شبیه سازی
✨ قسمت دوم
🆔 @Physics3p
جالب است بدانید این نوع ساده نگری تنها مختص ما نبوده بلکه ارسطو نیز در چندهزار سال پیش چنین عقیده داشت: «طبیعت همواره ساده ترین راه را انتخاب میکند. وقتی کار کمتر جایز است، بکارگیری از قوای بیشتر عاقلانه نیست!». این دیدگاه ارسطو هرچند که امروزه زیاد مورد توجه واقع نیست اما همچنان در قوانین فیزیک قابل روئیت میباشد(مثلآ جریان الکتریکی برای گذر از یک مدار، ساده ترین راه را برمیگزیند!). همچنین میتوان از این دیدگاه چنین استنباط کرد که وقتی طبیعت یا حتی خدای طبیعت(منظور خدای ادیان نیست) میتوانست جهان و هرآنچه که به آن مربوط میشود را تنها در حیطه آگاهی خلق کند و نیاز به زحمت برای رسم حقیقی آن نباشد، چرا اینکار را نکند؟! چه نیازیست درختی با برگ های متعدد و لطافت فراوان در باغ خانه‌ی شما وجود داشته باشد وقتی میتوان آن را تنها "شبیه سازی" کرد و شما همان احساس حقیقی را از آن داشته باشید؟
این اصل منطقی، همچنین به "تیغ اوکام" نیز معروف است که بطور کامل میگوید: وقتی بین دو پاسخ عقلانی که هردو میتوانند درست باشند، پاسخ ساده تری وجود دارد، جایز نیست که از پاسخ پیچیده تر برای توجیح موضوع بهره برد!
حال در این مثال کدام پاسخ برای مسئله ما ساده تر است؟ ساختن جهانی با تمام جزئیات دقیقش، یا طراحی همان جهان تنها در قالب آگاهی یا توهم جمعی؟(یا بهتر است بگوییم شبیه سازی جهان!). برای بررسی آن باید دید در کدام یک، از ابزار ساده تری میتوان برای طراحی جهان بکار برد. چون تیغ اوکام به ما پیشنهاد میدهد ساده ترین راه را انتخاب کنیم!
در حالت اول، به این ابزارها نیاز داریم: فضا، بیشمار اتم و ذرات کوآنتومی، مولکول هایی که با قوائد مشخصی کنار هم گرد آمدند، وجود عناصر گوناگون، خلق موجودی هوشمند(انسان) با تمام ویژگی هایش، خلق هزاران گونه موجود زنده دیگر و...
اما در حالت دوم، تنها به یک سوپر کامپیوتر حقیقتی و یک مغز انسان نیاز داریم! کدام کم هزینه تر(آسانتر) است؟ شاید برخی بگویند که این عقلانی نیست! باید پیچیدگی های این سوپر کامپیوتر حقیقی و طراحی برنامه‌ای برای "شبیه سازی" در آن را نیز در نظر گرفت! این نیز مارا بین دوراهی شکاکانه ای قرار میدهد که بازهم نمیتوان برای این پرسش پاسخ صحیحی یافت که: آیا واقعیت تنها یک شبیه سازی است؟!
☑ پایان.
✍ نگارش: ادمین کانال فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
✨ قسمت دوم
🆔 @Physics3p
جالب است بدانید این نوع ساده نگری تنها مختص ما نبوده بلکه ارسطو نیز در چندهزار سال پیش چنین عقیده داشت: «طبیعت همواره ساده ترین راه را انتخاب میکند. وقتی کار کمتر جایز است، بکارگیری از قوای بیشتر عاقلانه نیست!». این دیدگاه ارسطو هرچند که امروزه زیاد مورد توجه واقع نیست اما همچنان در قوانین فیزیک قابل روئیت میباشد(مثلآ جریان الکتریکی برای گذر از یک مدار، ساده ترین راه را برمیگزیند!). همچنین میتوان از این دیدگاه چنین استنباط کرد که وقتی طبیعت یا حتی خدای طبیعت(منظور خدای ادیان نیست) میتوانست جهان و هرآنچه که به آن مربوط میشود را تنها در حیطه آگاهی خلق کند و نیاز به زحمت برای رسم حقیقی آن نباشد، چرا اینکار را نکند؟! چه نیازیست درختی با برگ های متعدد و لطافت فراوان در باغ خانه‌ی شما وجود داشته باشد وقتی میتوان آن را تنها "شبیه سازی" کرد و شما همان احساس حقیقی را از آن داشته باشید؟
این اصل منطقی، همچنین به "تیغ اوکام" نیز معروف است که بطور کامل میگوید: وقتی بین دو پاسخ عقلانی که هردو میتوانند درست باشند، پاسخ ساده تری وجود دارد، جایز نیست که از پاسخ پیچیده تر برای توجیح موضوع بهره برد!
حال در این مثال کدام پاسخ برای مسئله ما ساده تر است؟ ساختن جهانی با تمام جزئیات دقیقش، یا طراحی همان جهان تنها در قالب آگاهی یا توهم جمعی؟(یا بهتر است بگوییم شبیه سازی جهان!). برای بررسی آن باید دید در کدام یک، از ابزار ساده تری میتوان برای طراحی جهان بکار برد. چون تیغ اوکام به ما پیشنهاد میدهد ساده ترین راه را انتخاب کنیم!
در حالت اول، به این ابزارها نیاز داریم: فضا، بیشمار اتم و ذرات کوآنتومی، مولکول هایی که با قوائد مشخصی کنار هم گرد آمدند، وجود عناصر گوناگون، خلق موجودی هوشمند(انسان) با تمام ویژگی هایش، خلق هزاران گونه موجود زنده دیگر و...
اما در حالت دوم، تنها به یک سوپر کامپیوتر حقیقتی و یک مغز انسان نیاز داریم! کدام کم هزینه تر(آسانتر) است؟ شاید برخی بگویند که این عقلانی نیست! باید پیچیدگی های این سوپر کامپیوتر حقیقی و طراحی برنامه‌ای برای "شبیه سازی" در آن را نیز در نظر گرفت! این نیز مارا بین دوراهی شکاکانه ای قرار میدهد که بازهم نمیتوان برای این پرسش پاسخ صحیحی یافت که: آیا واقعیت تنها یک شبیه سازی است؟!
☑ پایان.
✍ نگارش: ادمین کانال فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
Forwarded from اتچ بات
🤔
❌چرا نمی توان با سرعت نور حرکت کرد؟
نظریه نسبیت خاص توسط اینشتین در سال ۱۹۰۵ و در مقاله‌ای تحت عنوان “الکترودینامیک در اجسام متحرک” منتشر شد. وی این نظریه را پس از پی بردن به وجود اختلافاتی بین معادلات الکترومغناطیس جیمز کلرک ماکسول و قوانین حرکتی آیزاک نیوتن ارائه نمود. بر اساس نظریه ماکسول، نور ارتعاشی در میدان الکترومغناطیس است که با سرعتی ثابت در خلا حرکت میکند. بیش از ۱۰۰ سال قبل از آن نیز، نیوتن قوانین حرکتی خود را ارائه داده بود.
قرار دادن این نظریات در کنار عقاید گالیله، ثابت میکند که سرعت یک جسم متحرک تا چه اندازه میتواند متفاوت برآورد شود: بسته به اینکه چه کسی آن را اندازه می‌گیرد و آن فرد نسبت به جسم چه حرکتی دارد. توپی که در دست شما قرار دارد ممکن است از نظر شما ثابت باشد، حتی وقتی که شما درون ماشینی متحرک قرار دارید. اما همان توپ از نظر شخصی که در کنار پیاده رو ایستاده، متحرک میباشد.
فرض کنید شخصی در یک قطار ثابت نشسته و توپی را به سمت دیوار رو به روی خود و چند متر جلوتر از محل نشستن خود پرتاب میکند. شما، که در سکوی ایستگاه نشسته‌اید، سرعت حرکت توپ را برابر با سرعتی که خود شخص درون قطار محاسبه میکند، برآورد می‌نمایید. حال قطار شروع به حرکت میکند(در همان جهت حرکت توپ)، و شما مجددا سرعت توپ را اندازه گیری می‌کنید. شما این سرعت را به درستی بیشتر از قبل اندازه‌گیری می‌کنید(سرعت اولیه یعنی زمانی که قطار ثابت بود به علاوه سرعت رو به جلو قطار). در همین بین، فرد داخل قطار متوجه تغییری در سرعت حرکت توپ نخواهد شد. شما دو سرعت متفاوت برای حرکت توپ محاسبه کرده‌اید که هر دو از منظر دید شما صحیح می‌باشند.
حال اگر توپ را با نور جایگزین کنید، این محاسبات نتیجه‌ای متفاوت خواهد داشت. در صورتیکه فرد داخل قطار نوری را بر دیوار مقابل خود بتابد و سرعت ذرات نور(فوتون‌ها) را اندازه‌گیری نماید، شما و فرد داخل قطار متوجه خواهید شد که سرعت نور در هر حال ثابت بوده است. در هر شرایطی، سرعت حرکت فوتون‌ها کمتر از ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه بوده است، آنچنان که معادلات ماکسول نیز به همین نتیجه می‌رسد.
🆔 @Physics3p
اینشتین این ایده- سرعت ثابت نور- را به عنوان یکی از دو شرط خود در نظریه نسبیت خاص در نظر گرفت. شرط دیگر این بود که قوانین فیزیک همه جا یکسان عمل می‌کنند، چه در هواپیما چه در کنار جاده و … اما برای ثابت نگه داشتن سرعت نور در هر زمان و از دید هر ناظر، در نسبیت خاص، فضا و زمان متغیر خواهند بود. به عنوان مثال زمان دیگر مطلق و ثابت نیست. عقربه‌های یک ساعت در حال حرکت آهسته‌تر از عقربه‌های ساعت ثابت، حرکت می‌کنند. از لحاظ تئوری، در صورت حرکت با سرعت نور، زمان از حرکت باز خواهد ایستاد.
میزان کند شدن زمان میتواند از طریق دو معادله در تصویر زیر محاسبه گردد. در سمت راست، Δt فاصله زمانی بین دو اتفاق از نظر شخص تحت تاثیر میباشد.(در مثال فوق، این شخص همان شخص داخل قطار است). در سمت چپ، Δt فاصله زمانی بین همان دو اتفاق از دید ناظر خارجی است(شخص نشسته در سکوی ایستگاه). این دو زمان با عامل لورنتس به هم مرتبط میشوند (γ)، که در این مثال برابر است با سرعت (v) قطار نسبت به سکوی ایستگاه که در واقع ثابت است. در این معادله، c ضریب ثابت و معادل سرعت نور در خلا میباشد.
ادامه دارد...
🆔 @Physics3p
.
❌چرا نمی توان با سرعت نور حرکت کرد؟
نظریه نسبیت خاص توسط اینشتین در سال ۱۹۰۵ و در مقاله‌ای تحت عنوان “الکترودینامیک در اجسام متحرک” منتشر شد. وی این نظریه را پس از پی بردن به وجود اختلافاتی بین معادلات الکترومغناطیس جیمز کلرک ماکسول و قوانین حرکتی آیزاک نیوتن ارائه نمود. بر اساس نظریه ماکسول، نور ارتعاشی در میدان الکترومغناطیس است که با سرعتی ثابت در خلا حرکت میکند. بیش از ۱۰۰ سال قبل از آن نیز، نیوتن قوانین حرکتی خود را ارائه داده بود.
قرار دادن این نظریات در کنار عقاید گالیله، ثابت میکند که سرعت یک جسم متحرک تا چه اندازه میتواند متفاوت برآورد شود: بسته به اینکه چه کسی آن را اندازه می‌گیرد و آن فرد نسبت به جسم چه حرکتی دارد. توپی که در دست شما قرار دارد ممکن است از نظر شما ثابت باشد، حتی وقتی که شما درون ماشینی متحرک قرار دارید. اما همان توپ از نظر شخصی که در کنار پیاده رو ایستاده، متحرک میباشد.
فرض کنید شخصی در یک قطار ثابت نشسته و توپی را به سمت دیوار رو به روی خود و چند متر جلوتر از محل نشستن خود پرتاب میکند. شما، که در سکوی ایستگاه نشسته‌اید، سرعت حرکت توپ را برابر با سرعتی که خود شخص درون قطار محاسبه میکند، برآورد می‌نمایید. حال قطار شروع به حرکت میکند(در همان جهت حرکت توپ)، و شما مجددا سرعت توپ را اندازه گیری می‌کنید. شما این سرعت را به درستی بیشتر از قبل اندازه‌گیری می‌کنید(سرعت اولیه یعنی زمانی که قطار ثابت بود به علاوه سرعت رو به جلو قطار). در همین بین، فرد داخل قطار متوجه تغییری در سرعت حرکت توپ نخواهد شد. شما دو سرعت متفاوت برای حرکت توپ محاسبه کرده‌اید که هر دو از منظر دید شما صحیح می‌باشند.
حال اگر توپ را با نور جایگزین کنید، این محاسبات نتیجه‌ای متفاوت خواهد داشت. در صورتیکه فرد داخل قطار نوری را بر دیوار مقابل خود بتابد و سرعت ذرات نور(فوتون‌ها) را اندازه‌گیری نماید، شما و فرد داخل قطار متوجه خواهید شد که سرعت نور در هر حال ثابت بوده است. در هر شرایطی، سرعت حرکت فوتون‌ها کمتر از ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه بوده است، آنچنان که معادلات ماکسول نیز به همین نتیجه می‌رسد.
🆔 @Physics3p
اینشتین این ایده- سرعت ثابت نور- را به عنوان یکی از دو شرط خود در نظریه نسبیت خاص در نظر گرفت. شرط دیگر این بود که قوانین فیزیک همه جا یکسان عمل می‌کنند، چه در هواپیما چه در کنار جاده و … اما برای ثابت نگه داشتن سرعت نور در هر زمان و از دید هر ناظر، در نسبیت خاص، فضا و زمان متغیر خواهند بود. به عنوان مثال زمان دیگر مطلق و ثابت نیست. عقربه‌های یک ساعت در حال حرکت آهسته‌تر از عقربه‌های ساعت ثابت، حرکت می‌کنند. از لحاظ تئوری، در صورت حرکت با سرعت نور، زمان از حرکت باز خواهد ایستاد.
میزان کند شدن زمان میتواند از طریق دو معادله در تصویر زیر محاسبه گردد. در سمت راست، Δt فاصله زمانی بین دو اتفاق از نظر شخص تحت تاثیر میباشد.(در مثال فوق، این شخص همان شخص داخل قطار است). در سمت چپ، Δt فاصله زمانی بین همان دو اتفاق از دید ناظر خارجی است(شخص نشسته در سکوی ایستگاه). این دو زمان با عامل لورنتس به هم مرتبط میشوند (γ)، که در این مثال برابر است با سرعت (v) قطار نسبت به سکوی ایستگاه که در واقع ثابت است. در این معادله، c ضریب ثابت و معادل سرعت نور در خلا میباشد.
ادامه دارد...
🆔 @Physics3p
.
Telegram
attach 📎
Forwarded from اتچ بات
❌ چرا نمی توان با سرعت نور حرکت کرد؟
طول اجسام متحرک نیز در جهت حرکت آنها کوتاهتر میشود. در صورت حرکت با سرعت نور(به طور فرضی، چرا که عملا غیر ممکن است) طول اجسام به صفر خواهد رسید. میزان کاهش طول در اجسام متحرک نسبت به اجسام ثابت نیز از تقسیم طول موثر جسم بر عامل لورنتس محاسبه می‌گردد. در صورتیکه جسمی بتواند با سرعت نور حرکت کند، طول آن به صفر خواهد رسید. لازم به ذکر است اگر شما فردی باشید که سریعتر و سریعتر حرکت میکند، متوجه هیچ تغییری نخواهید شد: گذر زمان برای شما مثل قبل خواهد بود و قد شما نیز کوتاهتر نخواهد شد.
🆔 @Physics3p
اما فردی که از یک سکوی ثابت ناظر شما است، با استفاده از عامل لورنتس قادر به اندازه‌گیری تغییرات خواهد بود. اگرچه، برای اجسام و سرعت‌های روزمره، عامل لورنتس تقریبا عدد یک میباشد. تنها در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور است که آثار نسبیتی اهمیتی ویژه پیدا میکند. مشخصه ی دیگر در نظریه نسبیت خاص این است که با افزایش سرعت در یک جسم متحرک، جرم آن نیز افزایش می‌یابد. جرم جسم متحرک با ضرب کردن جرم آن جسم در حالت سکون در عامل لورنتس محاسبه می‌گردد. این افزایش جرم مانع از آن می‌گردد که انرژی مصرف شده جهت افزایش سرعت در جسم به صورت کامل صرف افزایش سرعت در آن شود.
با افزایش سرعت در جسم تا اندازه‌ای که به کسر قابل توجهی از سرعت نور(c) برسد، سهم انرژی مصرفی در افزایش جرم جسم نیز بیشتر و بیشتر میشود. این امر ثابت میکند که چرا هیچ چیز نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند، و یا حتی با سرعتی مساوی و یا نزدیک به سرعت نور. در واقع، وارد کردن انرژی بیشتر به جسم باعث افزایش سرعت در آن جسم نخواهد شد بلکه تنها جرم آن را افزایش خواهد داد. جرم و انرژی یکی هستند؛ این نتیجه، عمیقا حائز اهمیت است. اما این خود داستانی دیگر است.
پایان
🆔 @Physics3p
طول اجسام متحرک نیز در جهت حرکت آنها کوتاهتر میشود. در صورت حرکت با سرعت نور(به طور فرضی، چرا که عملا غیر ممکن است) طول اجسام به صفر خواهد رسید. میزان کاهش طول در اجسام متحرک نسبت به اجسام ثابت نیز از تقسیم طول موثر جسم بر عامل لورنتس محاسبه می‌گردد. در صورتیکه جسمی بتواند با سرعت نور حرکت کند، طول آن به صفر خواهد رسید. لازم به ذکر است اگر شما فردی باشید که سریعتر و سریعتر حرکت میکند، متوجه هیچ تغییری نخواهید شد: گذر زمان برای شما مثل قبل خواهد بود و قد شما نیز کوتاهتر نخواهد شد.
🆔 @Physics3p
اما فردی که از یک سکوی ثابت ناظر شما است، با استفاده از عامل لورنتس قادر به اندازه‌گیری تغییرات خواهد بود. اگرچه، برای اجسام و سرعت‌های روزمره، عامل لورنتس تقریبا عدد یک میباشد. تنها در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور است که آثار نسبیتی اهمیتی ویژه پیدا میکند. مشخصه ی دیگر در نظریه نسبیت خاص این است که با افزایش سرعت در یک جسم متحرک، جرم آن نیز افزایش می‌یابد. جرم جسم متحرک با ضرب کردن جرم آن جسم در حالت سکون در عامل لورنتس محاسبه می‌گردد. این افزایش جرم مانع از آن می‌گردد که انرژی مصرف شده جهت افزایش سرعت در جسم به صورت کامل صرف افزایش سرعت در آن شود.
با افزایش سرعت در جسم تا اندازه‌ای که به کسر قابل توجهی از سرعت نور(c) برسد، سهم انرژی مصرفی در افزایش جرم جسم نیز بیشتر و بیشتر میشود. این امر ثابت میکند که چرا هیچ چیز نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند، و یا حتی با سرعتی مساوی و یا نزدیک به سرعت نور. در واقع، وارد کردن انرژی بیشتر به جسم باعث افزایش سرعت در آن جسم نخواهد شد بلکه تنها جرم آن را افزایش خواهد داد. جرم و انرژی یکی هستند؛ این نتیجه، عمیقا حائز اهمیت است. اما این خود داستانی دیگر است.
پایان
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت پانزدهم: انقلاب دوم فیزیک - نسبیت
🆔 @Physics3p
💢 پوانکاره
🔹پوانکاره یکی از ریاضیدانان و فیزیکدانان درجه اول زمانش بود و در کار ریاضی اش بسیار از هندسه نااقلیدسی استفاده کرده است. پوانکاره در سخنرانی ۱۹۰۴ خویش اعلام کرد که به این نتیجه رسیده است که مکانیک نیوتنی برای تبیین یافته های تجربی جدید در فیزیک نارساست. او ضرورت پیدایش مکانیک جدیدی را گوشزد کرد. پوانکاره و لورنتز را میتوان مانند انیشتین از بنیانگذاران نظریه نسبیت عام دانست. پوانکاره مابین ۱۹۰۴-۱۹۰۲ دست از دفاع مکانیک نیوتنی برداشت و استدلال کرد که باید جانشینی برایش پیدا شود. از نظر پوانکاره هندسه اقلیدسی مجموعه ای از قراردادهاست شبیه قراردادهایی که نظام متری را تعریف می کنند. هندسه اقلیدسی از نظر پوانکاره ساده ترین قرارداد ممکن است و این که چون با مشاهدات به خوبی وفق می یابد، هیچگاه کنار گذاشته نخواهد شد.
🔸قرن ها مکانیک ارسطوئی یعنی که اگر علت حرکت از بین رود جسم می ایستد، حقایق پیشین تلقی می شد ولی نیوتن با اصل "ماند" نشان داد که چنین نیست. پوانکاره قوانین مکانیک نیوتنی را نظير اصول موضوعه هندسی اقلیدسی می دانست نه حقایق پیشین و نه حقایق تجربی بلکه تعاریفی در جامه ی مبدل هستند یا قرار دارند، به علاوه ساده ترین قراردادها نیز می باشند. پوانکاره پیشین دانستن قوانین حرکت نیوتن یا اصل "ماند" را انکار کرد. پوانکاره قراردادگرایی را از هندسه به مکانیک گسترش داد. پوانکاره مانند انیشتین معتقد بود که مفهوم زمان مطلق و فرض وجود اتر ضرورت ندارد ولی دیدگاه پوانکاره ریاضی بود و دیدگاه انیشتین فیزیک!
🔹پوانکاره در نوشته های فلسفی ۱۹۰۲ خود پیشنهاد کرد که اصول مکانیک نیوتنی قراردادهایی هستند آنقدر ساده که هیچگاه کنار گذارده نخواهند شد، همچنین تنها دو سال بعد در ۱۹۰۴ حکم کرد که لازم است مکانیک نیوتنی عوض شود و خود شروع به پدید آوردن مکانیک جدید نمود! در قرن هجدهم فیزیکدان ها توانستند نیروهای الکترواستاتیک حاکم بر رفتار اجسام باردار را که البته این اجسام را به شیوه مکانیک نیوتنی، مرکز نیرو فرض کردند به طور دقیق محاسبه کنند. وقتی نوبت به فاراده رسید، او مساله را یکسره تغییر داد و میدان های نیرو، یعنی توزیع نیروها در فضا و زمان را مطرح کرد. او با این کار وسیله ای بسیار مهم و درست برای پدیده های الکترومغناطیس فراهم کرد و پایه هایی گذاشت که بعد از او ماکسول توانست فرمول های ریاضی خود را بر آنها استوار کند.
💢 ماکسول: تئوری الکترومغناطیسی
🔸ماکسول در سال ۱۸۶۰ تئوری الكتریسیته و مغناطیس فارادی را به صورت ریاضی درآورد. ماکسول أبتدا یک مدل مکانیکی برای کمیتهای الکتریکی و مغناطیسی که فارادی و دیگران به طور تجربی مشاهده کرده بودند، پیشنهاد نمود، سپس عملکرد مدل را در گروهی از معادلات که روابط میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی را به دست می دادند بیان کرد ماکسول بزودی متوجه شد که معادلات ریاضی مفید ترین راه برای ارائه تئوری می باشد، به همین خاطر مدل مکانیکی را کنار گذاشت. آثار و نتایج اندیشه ماکسول چنین بود: ۱- یک میدان الکتریکی که با زمان تغییر می کند، باید با یک میدان مغناطیسی همراه باشد.
🔹تئوری الكترومغناطیس ماکسول در یک چهارچوب مکانیکی نیوتن، در ذهن ماکسول پديد آمد. اما رشد این تئوری از آن چهار چوب بیرون آمد. این تئوری چون در زمینه عملی برای توسعه رادیو و تلویزیون استفاده شد، از لحاظ نظری به راه جدید برای نگرش به پدیده ها انجامید. با این نگرش دیگر جهان تنها یک ماشین نیوتونی نبود که اجزای آن در حال چرخش و تصادم باشند، بلکه شامل میدان ها و انرژی ها بود که هیچ ماشینی نمی توانست المثنی آن را بسازد! کار ماکسول مبنایی برای تئوری نسبیت خاص بوجود آورد. ماکسول نشان داد که سرعت امواج الکترومغناطیسی، مقدار معینی است. تئوری الكترومغناطیس ماکسول می گوید، یک ذره باردار وقتی که شتاب پیدا کند، انرژی می تاباند(که ما امروزه در فیزیک ذرات آن را فوتون مینامیم. در حقیقت انرژی یا همان فوتون گسیل شده، ناشی از شتاب گرفتن ذرات باردار هستند). ماکسول در سال ۱۸۷۹ در سن ۴۸ سالگی چشم از جهان فرو بست.
ادامه دارد.....
📎 قسمت پانزدهم: انقلاب دوم فیزیک - نسبیت
🆔 @Physics3p
💢 پوانکاره
🔹پوانکاره یکی از ریاضیدانان و فیزیکدانان درجه اول زمانش بود و در کار ریاضی اش بسیار از هندسه نااقلیدسی استفاده کرده است. پوانکاره در سخنرانی ۱۹۰۴ خویش اعلام کرد که به این نتیجه رسیده است که مکانیک نیوتنی برای تبیین یافته های تجربی جدید در فیزیک نارساست. او ضرورت پیدایش مکانیک جدیدی را گوشزد کرد. پوانکاره و لورنتز را میتوان مانند انیشتین از بنیانگذاران نظریه نسبیت عام دانست. پوانکاره مابین ۱۹۰۴-۱۹۰۲ دست از دفاع مکانیک نیوتنی برداشت و استدلال کرد که باید جانشینی برایش پیدا شود. از نظر پوانکاره هندسه اقلیدسی مجموعه ای از قراردادهاست شبیه قراردادهایی که نظام متری را تعریف می کنند. هندسه اقلیدسی از نظر پوانکاره ساده ترین قرارداد ممکن است و این که چون با مشاهدات به خوبی وفق می یابد، هیچگاه کنار گذاشته نخواهد شد.
🔸قرن ها مکانیک ارسطوئی یعنی که اگر علت حرکت از بین رود جسم می ایستد، حقایق پیشین تلقی می شد ولی نیوتن با اصل "ماند" نشان داد که چنین نیست. پوانکاره قوانین مکانیک نیوتنی را نظير اصول موضوعه هندسی اقلیدسی می دانست نه حقایق پیشین و نه حقایق تجربی بلکه تعاریفی در جامه ی مبدل هستند یا قرار دارند، به علاوه ساده ترین قراردادها نیز می باشند. پوانکاره پیشین دانستن قوانین حرکت نیوتن یا اصل "ماند" را انکار کرد. پوانکاره قراردادگرایی را از هندسه به مکانیک گسترش داد. پوانکاره مانند انیشتین معتقد بود که مفهوم زمان مطلق و فرض وجود اتر ضرورت ندارد ولی دیدگاه پوانکاره ریاضی بود و دیدگاه انیشتین فیزیک!
🔹پوانکاره در نوشته های فلسفی ۱۹۰۲ خود پیشنهاد کرد که اصول مکانیک نیوتنی قراردادهایی هستند آنقدر ساده که هیچگاه کنار گذارده نخواهند شد، همچنین تنها دو سال بعد در ۱۹۰۴ حکم کرد که لازم است مکانیک نیوتنی عوض شود و خود شروع به پدید آوردن مکانیک جدید نمود! در قرن هجدهم فیزیکدان ها توانستند نیروهای الکترواستاتیک حاکم بر رفتار اجسام باردار را که البته این اجسام را به شیوه مکانیک نیوتنی، مرکز نیرو فرض کردند به طور دقیق محاسبه کنند. وقتی نوبت به فاراده رسید، او مساله را یکسره تغییر داد و میدان های نیرو، یعنی توزیع نیروها در فضا و زمان را مطرح کرد. او با این کار وسیله ای بسیار مهم و درست برای پدیده های الکترومغناطیس فراهم کرد و پایه هایی گذاشت که بعد از او ماکسول توانست فرمول های ریاضی خود را بر آنها استوار کند.
💢 ماکسول: تئوری الکترومغناطیسی
🔸ماکسول در سال ۱۸۶۰ تئوری الكتریسیته و مغناطیس فارادی را به صورت ریاضی درآورد. ماکسول أبتدا یک مدل مکانیکی برای کمیتهای الکتریکی و مغناطیسی که فارادی و دیگران به طور تجربی مشاهده کرده بودند، پیشنهاد نمود، سپس عملکرد مدل را در گروهی از معادلات که روابط میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی را به دست می دادند بیان کرد ماکسول بزودی متوجه شد که معادلات ریاضی مفید ترین راه برای ارائه تئوری می باشد، به همین خاطر مدل مکانیکی را کنار گذاشت. آثار و نتایج اندیشه ماکسول چنین بود: ۱- یک میدان الکتریکی که با زمان تغییر می کند، باید با یک میدان مغناطیسی همراه باشد.
🔹تئوری الكترومغناطیس ماکسول در یک چهارچوب مکانیکی نیوتن، در ذهن ماکسول پديد آمد. اما رشد این تئوری از آن چهار چوب بیرون آمد. این تئوری چون در زمینه عملی برای توسعه رادیو و تلویزیون استفاده شد، از لحاظ نظری به راه جدید برای نگرش به پدیده ها انجامید. با این نگرش دیگر جهان تنها یک ماشین نیوتونی نبود که اجزای آن در حال چرخش و تصادم باشند، بلکه شامل میدان ها و انرژی ها بود که هیچ ماشینی نمی توانست المثنی آن را بسازد! کار ماکسول مبنایی برای تئوری نسبیت خاص بوجود آورد. ماکسول نشان داد که سرعت امواج الکترومغناطیسی، مقدار معینی است. تئوری الكترومغناطیس ماکسول می گوید، یک ذره باردار وقتی که شتاب پیدا کند، انرژی می تاباند(که ما امروزه در فیزیک ذرات آن را فوتون مینامیم. در حقیقت انرژی یا همان فوتون گسیل شده، ناشی از شتاب گرفتن ذرات باردار هستند). ماکسول در سال ۱۸۷۹ در سن ۴۸ سالگی چشم از جهان فرو بست.
ادامه دارد.....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت شانزدهم: ظهور نظریه نسبیت
🆔 @Physics3p
🔹هرتز نشان داد که تابش الكترومغناطیس با پیچک القایش همه خواص معمولی امواج نوری را دارد(یعنی ثابت کرد نور هم نوعی از امواج الکترومغناطیسی است). هرتز دریافت که سرعت امواج الکترومغناطیس چنان که ماکسول پیش بینی کرده بود، برابر با سرعت نور بوده است. اندازه گیری سرعت نور در سال ۱۸۴۹ توسط ارمانر فيزو
۳۱۵۰۰۰۰۰۰ متر بر ثانیه بوده است. آزمایش های هرتز به طور موثری تئوری الکترومغناطیسی ماکسول را تایید نمود و این آزمایش ها نشان دادند که امواج الکترومغناطیس واقعا وجود دارند و می توانند با سرعت نور حرکت کنند و تمام ویژگی های نور را دارا می باشند! در پایان قرن نوزدهم الکترومغناطیس ماکسول در کنار فیزیک مکانیک نیوتون به عنوان بخش ثابت شده ای از مبانی فیزیک قرار گرفت. برای ماکسول غير قابل تصور بود که ارتعاش بدون آنکه چیزی ارتعاش کند، با امواجی بدون ملاه وجود داشته باشد(اشاره به این موضوع که امواج الکترومغناطیسی برخلاف امواج مکانیکی به محیط مادی نیاز ندارند). به مجموعه فیزیک مکانیک نیوتن و فیزیک الکترومغناطيس ماکسول، فیزیک کلاسیک گویند. فیزیک کلاسیک بر آن است که تمام ماده هر جسمی در یک نقطه به نام گرانیگاه یا مرکز ثقل گرد آمده است نقطه، یک موجود ریاضی بدون بعد و در نتیجه بدون جرم است. انیشتین در تلاش برای تعمیم نظریه ماکسول موفق شد نظریه نسبیت خاص را بیافریند و با ابلاغ ذره نور، به راه گسترش نظریه کوانتومی پرداخته و راه برای ماکس پلانک گشوده شد.
🔸در پایان قرن نوزدهم و آغاز قرن بیستم فیزیکدانان با مسائلی روبرو بودند که تبیین آنها فرضیه های نظری ژرفی را طلب می کند. یعنی مقتضی حصول اوضاع و احوالی بودند که مرز ترقی علمی را به پیش ببرد. انیشتین در این مرز شکنی و مبارزه جویی قدم به پیش نهاد. نظریه نسبیت او نه تنها به تفسیر پدیده هایی که نظریه نیوتن را باطل می کرد توفیق بافت، بلکه در موارد که نظریه نیوتون موفقیتهایی به دست آورده بود، با آن رویارویی می کرد. علاوه بر این نظریه، انیشتین پیشگویی های شگفت انگیزی درباره پدیده های نوین در برداشت. نظریه نسبیت خاص پیشگویی می کرد که "جرم تابعی از سرعت است" و جرم و انرژی می توانند به یکدیگر مبدل شوند! نظریه نسبیت عام پیشگویی می کرد که پرتوهای نورانی در میدان های گرانشی قوی حالت خمیدگی به خود می گیرند(خمش فضا-زمان حول اجرام سنگین).
🔹کوشش های بسیار برای باطل کردن نظریه انیشتین درباره این پدیده های نوین با شکست رو به رو شد. فیزیک نیوتن مفهوم آشكاری از نیرو را به عنوان علت شتاب یافتن حرکت و نه خود حرکت صورت بندی کرد و این مفهومی بود که به صورت مهم در نوشته های گالیله و کپلر وجود داشت. نیوتون قانون خود را درباره "ماند خطی" جانشین قانون "ماند دورانی" ساخت و یادآوری کرد که اجسام تا زمانی که نیروی تازه ای بر آنها وارد نیامده باشد، حرکت خودشان را در خط مستقیم و با سرعت یکنواخت ادامه می دهند.
(مقدمات ظهور تئوری نسبیت): نخستین بار در سال ۱۶۷۶ ستاره شناس دانمارکی اوله کریستین روامر کشف کرد که نور با سرعتی معین اما بسیار بالا حرکت می کند. او نه تنها نشان داد که سرعت نور مقدار معینی است بلکه کوشید تا آن را اندازه گیری کند.
🔸این رویداد ۱۱ سال پیش از انتشار «اصول ریاضی» نیوتن اتفاق افتاد. مکانیک نیوتنی برای توصیف همه نظام های مکانیک حرکت سیالات و ارتعاش کشسانی اجسام مطلوب است. این مجموعه اکوستیک، استاتیک، آنرودینامیک را تشکیل میدهد. مفاهیم علم طبیعی در فیزیک نیوتنی با توجه به ارتباطشان تعریف شد. نظام تعاریف و اصول موضوعه در این فیزیک در مجموعه معادلات ریاضی نوشته شد، که می توانست ساختار ازلی طبیعت را، که نه به مکان خاصی وابسته بود و نه به زمان خاصی توصیف کند. ارتباط میان مفاهیم مختلف در این نظام چنان روشن است که معمولا نمی توان هیچ یک از مفاهیم را بدون نابود شدن کل نظام تغییر داد! به همین دلیل نظام نیوتن مدت زمانی دراز به عنوان نظامی نهایی تلقی شد و به نظر می رسید وظیفه دانشمندان پس از وی تعمیم مکانیک نیوتنی، به حوزه های وسیعتر تجربه بود. طی دو قرن فیزیک عملا با این طرز فکر پیشرفت نمود.
ادامه دارد.....
📎 قسمت شانزدهم: ظهور نظریه نسبیت
🆔 @Physics3p
🔹هرتز نشان داد که تابش الكترومغناطیس با پیچک القایش همه خواص معمولی امواج نوری را دارد(یعنی ثابت کرد نور هم نوعی از امواج الکترومغناطیسی است). هرتز دریافت که سرعت امواج الکترومغناطیس چنان که ماکسول پیش بینی کرده بود، برابر با سرعت نور بوده است. اندازه گیری سرعت نور در سال ۱۸۴۹ توسط ارمانر فيزو
۳۱۵۰۰۰۰۰۰ متر بر ثانیه بوده است. آزمایش های هرتز به طور موثری تئوری الکترومغناطیسی ماکسول را تایید نمود و این آزمایش ها نشان دادند که امواج الکترومغناطیس واقعا وجود دارند و می توانند با سرعت نور حرکت کنند و تمام ویژگی های نور را دارا می باشند! در پایان قرن نوزدهم الکترومغناطیس ماکسول در کنار فیزیک مکانیک نیوتون به عنوان بخش ثابت شده ای از مبانی فیزیک قرار گرفت. برای ماکسول غير قابل تصور بود که ارتعاش بدون آنکه چیزی ارتعاش کند، با امواجی بدون ملاه وجود داشته باشد(اشاره به این موضوع که امواج الکترومغناطیسی برخلاف امواج مکانیکی به محیط مادی نیاز ندارند). به مجموعه فیزیک مکانیک نیوتن و فیزیک الکترومغناطيس ماکسول، فیزیک کلاسیک گویند. فیزیک کلاسیک بر آن است که تمام ماده هر جسمی در یک نقطه به نام گرانیگاه یا مرکز ثقل گرد آمده است نقطه، یک موجود ریاضی بدون بعد و در نتیجه بدون جرم است. انیشتین در تلاش برای تعمیم نظریه ماکسول موفق شد نظریه نسبیت خاص را بیافریند و با ابلاغ ذره نور، به راه گسترش نظریه کوانتومی پرداخته و راه برای ماکس پلانک گشوده شد.
🔸در پایان قرن نوزدهم و آغاز قرن بیستم فیزیکدانان با مسائلی روبرو بودند که تبیین آنها فرضیه های نظری ژرفی را طلب می کند. یعنی مقتضی حصول اوضاع و احوالی بودند که مرز ترقی علمی را به پیش ببرد. انیشتین در این مرز شکنی و مبارزه جویی قدم به پیش نهاد. نظریه نسبیت او نه تنها به تفسیر پدیده هایی که نظریه نیوتن را باطل می کرد توفیق بافت، بلکه در موارد که نظریه نیوتون موفقیتهایی به دست آورده بود، با آن رویارویی می کرد. علاوه بر این نظریه، انیشتین پیشگویی های شگفت انگیزی درباره پدیده های نوین در برداشت. نظریه نسبیت خاص پیشگویی می کرد که "جرم تابعی از سرعت است" و جرم و انرژی می توانند به یکدیگر مبدل شوند! نظریه نسبیت عام پیشگویی می کرد که پرتوهای نورانی در میدان های گرانشی قوی حالت خمیدگی به خود می گیرند(خمش فضا-زمان حول اجرام سنگین).
🔹کوشش های بسیار برای باطل کردن نظریه انیشتین درباره این پدیده های نوین با شکست رو به رو شد. فیزیک نیوتن مفهوم آشكاری از نیرو را به عنوان علت شتاب یافتن حرکت و نه خود حرکت صورت بندی کرد و این مفهومی بود که به صورت مهم در نوشته های گالیله و کپلر وجود داشت. نیوتون قانون خود را درباره "ماند خطی" جانشین قانون "ماند دورانی" ساخت و یادآوری کرد که اجسام تا زمانی که نیروی تازه ای بر آنها وارد نیامده باشد، حرکت خودشان را در خط مستقیم و با سرعت یکنواخت ادامه می دهند.
(مقدمات ظهور تئوری نسبیت): نخستین بار در سال ۱۶۷۶ ستاره شناس دانمارکی اوله کریستین روامر کشف کرد که نور با سرعتی معین اما بسیار بالا حرکت می کند. او نه تنها نشان داد که سرعت نور مقدار معینی است بلکه کوشید تا آن را اندازه گیری کند.
🔸این رویداد ۱۱ سال پیش از انتشار «اصول ریاضی» نیوتن اتفاق افتاد. مکانیک نیوتنی برای توصیف همه نظام های مکانیک حرکت سیالات و ارتعاش کشسانی اجسام مطلوب است. این مجموعه اکوستیک، استاتیک، آنرودینامیک را تشکیل میدهد. مفاهیم علم طبیعی در فیزیک نیوتنی با توجه به ارتباطشان تعریف شد. نظام تعاریف و اصول موضوعه در این فیزیک در مجموعه معادلات ریاضی نوشته شد، که می توانست ساختار ازلی طبیعت را، که نه به مکان خاصی وابسته بود و نه به زمان خاصی توصیف کند. ارتباط میان مفاهیم مختلف در این نظام چنان روشن است که معمولا نمی توان هیچ یک از مفاهیم را بدون نابود شدن کل نظام تغییر داد! به همین دلیل نظام نیوتن مدت زمانی دراز به عنوان نظامی نهایی تلقی شد و به نظر می رسید وظیفه دانشمندان پس از وی تعمیم مکانیک نیوتنی، به حوزه های وسیعتر تجربه بود. طی دو قرن فیزیک عملا با این طرز فکر پیشرفت نمود.
ادامه دارد.....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت هفدهم: آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت خاص (۱)
🆔 @Physics3p
🔹نخستین اشکال در بحث پیرامون میدان الکترومغناطیسی در کارهای فارادی و ماکسول پدید آمد. در مکانیک نیوتنی نیروی جاذبه به عنوان یک داده ملاحظه می شد، نه به عنوان موضوع مطالعات بیشتر نظری! اما در کار فارادی و ماکسول، "میدان نیرو" خود موضوع پژوهش شد. فیزیک دانان می خواستند بدانند چگونه این میدان نیرو به عنوان کارکرد فضا و زمان تنوع می یابد، بدین ترتیب آنها کوشیدند معادلات حرکت را برای میدان ها بکار برند. توصیف میدان های الكترومغناطیسی، آن گونه که بوسیله معادلات ماکسول ارائه شده ظاهرا راه حل موجه مسئله نیروهاست. طرح ارائه شده مکانیک نیوتنی را دگرگون ساخته اصول موضوعه و تعاریف، نیوتنی بر اجسام و حرکات دلالت دارد. اما از نظر ماکسول، میدانهای نیرو، همان درجه از واقعیت که اجسام در نظریه نیوتن دارند، دارا هستند. مکانیک نیوتنی در بسیاری از موارد یک تقریب خوب بود. اما اکنون ارائه توصیف دقیق تری از طبیعت باید صورت می گرفت.
💢 نظریه نسبیت خاص
🔸۱- ابتدا در سال ۱۶۷۶ کریستین دوامر کشف کرد که نور با سرعتی بسیار بالا حرکت می کند. ۲- چنانچه ذكر شد، در سال ۱۸۶۵ جیمز کلارک ماکسول نظریه ای جامع و یکپارچه درباره الکتریسیته و مغناطیس طرح نمود. ۳- باور اتر که در نظریه ارسطو بوده، در توجیه نظریه نیوتنی به صورت دیگر کاربرد داشته است. ۴- آلبرت مایکلسون و ادوارد مورلی در سال ۱۸۸۷ با انجام آزمایشی، ثابت بودن سرعت نور را مشخص کردند و فرضیه اتر از بین رفت. هندریک لورنتس پدیده ثابت بودن سرعت نور را با ایده انقباض اشیاء و کند شدن ساعتها حین حرکت درون اتر توجيه نمود. ریشه تئوری نسبیت و کوانتوم را باید در مکانیک نیوتنی جست! ۵- یازده سال پیش از انتشار «اصول ریاضی» نیوتن، کریستین سن دوامر، ستاره شناس دانمارکی کشف کرد که نور با سرعتی معین ولی بسیار بالا حرکت می کند. گالیله به وسیله تلسکوپ خود متوجه حرکت اقمار مشتری به دور آن شده بود.
🔹دوامر وقتی در سال ۱۶۷۶ مشغول مطالعه اقمار مشتری بود، متوجه این أمر شد. او فرض کرد که اقمار مشتری با سرعت ثابتی به گرد آن در گردش می باشند و مدت زمان واحدی را صرف عبور از پشت مشتری می کنند و فاصله زمانی میان خسوف و رویت آنان باید ثابت باشد و از طرف دیگر زمین و مشتری به دور خورشید در گردش بوده و فاصله بین این دو سیاره ثابت نیست بلکه این فاصله تغییر می کند. دوامر متوجه شد که هر چه از مشتری دورتر شود، خسوف اقمار آن دیرتر مشاهده می شود. او نتیجه گرفت که این پدیده، معلول آن است که هر چه زمین و مشتری دورتر از یکدیگر باشند، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا نور از اقمار به ما برسد.پس میتوان گفت: سرعت نور بی نهایت نیست و حدی دارد! او موفق به اندازه گیری دقیق فاصله از زمین تا مشتری نشد و نتوانست سرعت نور را به طور دقیق محاسبه کند. دوامر سرعت نور را ۱۴۰۰۰۰ مایل در ثانیه محاسبه نمود ولی امروزه سرعت نور را ۱۸۰۰۰۰ مایل در ثانیه محاسبه نمودند. دوامر اولین شخصی بود که نشان داد سرعت نور مقداری معین است.
🔸۲- فیزیکدان انگلیسی جیمز کلارک ماکسول، نظریه ای درباره انتشار نور تدوین کرد. او توانست نظریه های پراکنده مربوط به نیروهای الکتریسیته و مغناطیس را در نظریه جامعی یکپارچه کند. معادله ماکسول پیش بینی می کرد که آشفتگی های موجی شکلی در میدان الکترومغناطیسی وجود دارد که مثل أمواج آب با سرعت ثابت در فضا منتشر می شوند. اگر طول موج این امواج یک متر یا بیشتر باشد، با امواج رادیویی سر و کار داریم و اگر طول موجها پایین تر باشند، میکروموج (چند سانتیمتر) یا فروسرخ
(کمتر از یک ده هزارم سانتیمتر) نام دارند. طول موج مرئی چهل تا هشتاد میلیونیم سانتیمتر است. امواج با طول موج کوچکتر عبارتند از فرابنفش، اشعه X و گاما. نظریه ماکسول میگفت امواج رادیویی یا نور با سرعت ثابت و معینی منتشر می شوند. (توضیح اینکه ماكسول در آغاز متمایل به تعبير ذاتیگراته نظریه خودش بود. نظریه ای که سرانجام بیش از هر نظریه دیگر در انحطاط ذاتیگری سهیم بود.)
ادامه دارد....
📎 قسمت هفدهم: آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت خاص (۱)
🆔 @Physics3p
🔹نخستین اشکال در بحث پیرامون میدان الکترومغناطیسی در کارهای فارادی و ماکسول پدید آمد. در مکانیک نیوتنی نیروی جاذبه به عنوان یک داده ملاحظه می شد، نه به عنوان موضوع مطالعات بیشتر نظری! اما در کار فارادی و ماکسول، "میدان نیرو" خود موضوع پژوهش شد. فیزیک دانان می خواستند بدانند چگونه این میدان نیرو به عنوان کارکرد فضا و زمان تنوع می یابد، بدین ترتیب آنها کوشیدند معادلات حرکت را برای میدان ها بکار برند. توصیف میدان های الكترومغناطیسی، آن گونه که بوسیله معادلات ماکسول ارائه شده ظاهرا راه حل موجه مسئله نیروهاست. طرح ارائه شده مکانیک نیوتنی را دگرگون ساخته اصول موضوعه و تعاریف، نیوتنی بر اجسام و حرکات دلالت دارد. اما از نظر ماکسول، میدانهای نیرو، همان درجه از واقعیت که اجسام در نظریه نیوتن دارند، دارا هستند. مکانیک نیوتنی در بسیاری از موارد یک تقریب خوب بود. اما اکنون ارائه توصیف دقیق تری از طبیعت باید صورت می گرفت.
💢 نظریه نسبیت خاص
🔸۱- ابتدا در سال ۱۶۷۶ کریستین دوامر کشف کرد که نور با سرعتی بسیار بالا حرکت می کند. ۲- چنانچه ذكر شد، در سال ۱۸۶۵ جیمز کلارک ماکسول نظریه ای جامع و یکپارچه درباره الکتریسیته و مغناطیس طرح نمود. ۳- باور اتر که در نظریه ارسطو بوده، در توجیه نظریه نیوتنی به صورت دیگر کاربرد داشته است. ۴- آلبرت مایکلسون و ادوارد مورلی در سال ۱۸۸۷ با انجام آزمایشی، ثابت بودن سرعت نور را مشخص کردند و فرضیه اتر از بین رفت. هندریک لورنتس پدیده ثابت بودن سرعت نور را با ایده انقباض اشیاء و کند شدن ساعتها حین حرکت درون اتر توجيه نمود. ریشه تئوری نسبیت و کوانتوم را باید در مکانیک نیوتنی جست! ۵- یازده سال پیش از انتشار «اصول ریاضی» نیوتن، کریستین سن دوامر، ستاره شناس دانمارکی کشف کرد که نور با سرعتی معین ولی بسیار بالا حرکت می کند. گالیله به وسیله تلسکوپ خود متوجه حرکت اقمار مشتری به دور آن شده بود.
🔹دوامر وقتی در سال ۱۶۷۶ مشغول مطالعه اقمار مشتری بود، متوجه این أمر شد. او فرض کرد که اقمار مشتری با سرعت ثابتی به گرد آن در گردش می باشند و مدت زمان واحدی را صرف عبور از پشت مشتری می کنند و فاصله زمانی میان خسوف و رویت آنان باید ثابت باشد و از طرف دیگر زمین و مشتری به دور خورشید در گردش بوده و فاصله بین این دو سیاره ثابت نیست بلکه این فاصله تغییر می کند. دوامر متوجه شد که هر چه از مشتری دورتر شود، خسوف اقمار آن دیرتر مشاهده می شود. او نتیجه گرفت که این پدیده، معلول آن است که هر چه زمین و مشتری دورتر از یکدیگر باشند، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا نور از اقمار به ما برسد.پس میتوان گفت: سرعت نور بی نهایت نیست و حدی دارد! او موفق به اندازه گیری دقیق فاصله از زمین تا مشتری نشد و نتوانست سرعت نور را به طور دقیق محاسبه کند. دوامر سرعت نور را ۱۴۰۰۰۰ مایل در ثانیه محاسبه نمود ولی امروزه سرعت نور را ۱۸۰۰۰۰ مایل در ثانیه محاسبه نمودند. دوامر اولین شخصی بود که نشان داد سرعت نور مقداری معین است.
🔸۲- فیزیکدان انگلیسی جیمز کلارک ماکسول، نظریه ای درباره انتشار نور تدوین کرد. او توانست نظریه های پراکنده مربوط به نیروهای الکتریسیته و مغناطیس را در نظریه جامعی یکپارچه کند. معادله ماکسول پیش بینی می کرد که آشفتگی های موجی شکلی در میدان الکترومغناطیسی وجود دارد که مثل أمواج آب با سرعت ثابت در فضا منتشر می شوند. اگر طول موج این امواج یک متر یا بیشتر باشد، با امواج رادیویی سر و کار داریم و اگر طول موجها پایین تر باشند، میکروموج (چند سانتیمتر) یا فروسرخ
(کمتر از یک ده هزارم سانتیمتر) نام دارند. طول موج مرئی چهل تا هشتاد میلیونیم سانتیمتر است. امواج با طول موج کوچکتر عبارتند از فرابنفش، اشعه X و گاما. نظریه ماکسول میگفت امواج رادیویی یا نور با سرعت ثابت و معینی منتشر می شوند. (توضیح اینکه ماكسول در آغاز متمایل به تعبير ذاتیگراته نظریه خودش بود. نظریه ای که سرانجام بیش از هر نظریه دیگر در انحطاط ذاتیگری سهیم بود.)
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت هجدهم: آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت خاص (۲)
🆔 @Physics3p
💢 فرضیه اتر
🔹مدل اتر برای ثابت بودن سرعت نور و نجات دادن مکانیک کلاسیک وضع شده بود. در پایان قرن نوزدهم دانشمندان بر این باور بودند که فضا از واسطی پیوسته به نام «اتر» پر میباشد. پرتوهای نور و امواج رادیویی امواجی در اتر بودند، مانند صوت که فشار امواج در هوا می باشد. برای دستیابی به نظریه کامل به تنها چیزی که نیاز بود، اندازه گیری دقیق خصوصیات کششی-ارتجاعی اتر بود. همچنین اتر برای شناوری سیارات برای تشکیل اتمسفرهای الکتریکی و جریان مغناطیسی، برای انتقال احساسها از یک بخش بدن به بخش های دیگر و غیره... اختراع شد!
🔸۴- در پایان قرن نوزدهم نقایص نظریه اتر فراگیر، کم کم آشکار شد. انتظار می رفت که نور با سرعتی ثابت در اتر حرکت کند. بدین ترتیب اگر در درون اتر و هم جهت با نور حرکت می کردیم، باید سرعت نور کمتر به نظر می رسید و اگر در خلاف جهت نور حرکت می کردیم، باید سرعت آن بیشتر به نظر می رسید. اما آزمایشی که در سال ۱۸۸۷ در دانشکده علوم کاربردی کیس در شهر کلیولند ایالت اوهایو توسط آلبرت مایکلسون Albert Mitchelson و ادوارد مورلی Edward Morley انجام شد، آنها سرعت دو پرتو را که بر یکدیگر عمود بودند مقایسه کردند و متوجه شدند که هیچ تفاوت سرعت روزانه و یا سالانه ای در پرتوها مشاهده نگردید. مشخص شد که نور نسبت به مکان مشاهده کننده همواره با سرعتی ثابت حرکت می کند و فرقی نمی کند که انسان با چه سرعتی و در چه جهتی حرکت کند. در این آزمایش ثابت بودن سرعت نور مشخص شد(همچنین رد وجود اتر)!
🔹انیشتین با توجه به کارهای دوامر، ماکسول، مایکلسون و مورلی و ریمان و پونکاره، تئوری جدیدی مطرح کرد و با رد اتر و ثابت بودن سرعت نور، در ژوئن ۱۹۰۵ در مقاله ای به این نکته اشاره کرد. در این مقاله انیشتین اشاره کرد که اگر انسان نتواند تشخیص دهد که آیا در فضا حرکت می کند یا خیر، در آن صورت تصور و باور اتر بی فایده و بیهوده خواهد بود. نسبیت خاص مقاله ایست که انیشتین در ژوئن ۱۹۰۵ انتشار داد. این تئوری شامل دو مورد زیر بوده است ۱- قوانین علم، برای تمام مشاهده گران در حال حرکت یکسان است(اصل اول نسبیت). ۲- سرعت نور ثابت و مستقل از حرکت آن در تمام جهات می باشد. در این تئوری صحبت از نیرو و از جمله نیروی جاذبه نمی شود چون سرعت جسم ثابت است (شتاب صفر است) نسبیت خاص تأیید کننده چهار بعدی بودن فضا و زمان است.
🔸یعنی زمان جدا از فضا نمی باشد بلکه زمان متصل به فضا یا مکان می باشد. این تئوری دو نظریه پذیرفته شده قرن ۱۹ یعنی: ١- سکون مطلق که با اتر نمایش داده می شد. ۲- زمان کیهانی یا زمان مطلق که به وسیله همه ساعتها سنجش و اندازه گیری می شد را، نقض کرد. در این تئوری (نسبیت خاص) زمان مطلق از بین رفت! یعنی هر فردی دارای زمان شخصی خاص خود خواهد بود(با توجه به نوع حرکت در فضا) و یا زمان دو نفر در حالتی یکسان خواهد بود که آنها نسبت به یکدیگر ساکن باشند. اگر دو نفر نسبت به یکدیگر دارای حرکت باشند، آنگاه زمان آنها نیز متفاوت خواهد بود. در این نظریه که زمان کیهانی یا زمان مطلق که به وسیله ساعت ها سنجش و اندازه گیری می شد به وسیله نظریه نسبیت خاص نقض گردید. این نظریه جدید(نسبیت خاص) برای مردم خوشایند نبود و مانند هر نوآوری با مخالفت شدید به ویژه به وسیله دانشمندان روبرو شد. عده ای می پرسیدند که این نظریه جدید (نسبیت خاص) بدین معناست که همه چیز نسبی است و هیچ معیار اخلاقی و روانی ثابت و مطلقی وجود ندارد.
ادامه دارد.....
📎 قسمت هجدهم: آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت خاص (۲)
🆔 @Physics3p
💢 فرضیه اتر
🔹مدل اتر برای ثابت بودن سرعت نور و نجات دادن مکانیک کلاسیک وضع شده بود. در پایان قرن نوزدهم دانشمندان بر این باور بودند که فضا از واسطی پیوسته به نام «اتر» پر میباشد. پرتوهای نور و امواج رادیویی امواجی در اتر بودند، مانند صوت که فشار امواج در هوا می باشد. برای دستیابی به نظریه کامل به تنها چیزی که نیاز بود، اندازه گیری دقیق خصوصیات کششی-ارتجاعی اتر بود. همچنین اتر برای شناوری سیارات برای تشکیل اتمسفرهای الکتریکی و جریان مغناطیسی، برای انتقال احساسها از یک بخش بدن به بخش های دیگر و غیره... اختراع شد!
🔸۴- در پایان قرن نوزدهم نقایص نظریه اتر فراگیر، کم کم آشکار شد. انتظار می رفت که نور با سرعتی ثابت در اتر حرکت کند. بدین ترتیب اگر در درون اتر و هم جهت با نور حرکت می کردیم، باید سرعت نور کمتر به نظر می رسید و اگر در خلاف جهت نور حرکت می کردیم، باید سرعت آن بیشتر به نظر می رسید. اما آزمایشی که در سال ۱۸۸۷ در دانشکده علوم کاربردی کیس در شهر کلیولند ایالت اوهایو توسط آلبرت مایکلسون Albert Mitchelson و ادوارد مورلی Edward Morley انجام شد، آنها سرعت دو پرتو را که بر یکدیگر عمود بودند مقایسه کردند و متوجه شدند که هیچ تفاوت سرعت روزانه و یا سالانه ای در پرتوها مشاهده نگردید. مشخص شد که نور نسبت به مکان مشاهده کننده همواره با سرعتی ثابت حرکت می کند و فرقی نمی کند که انسان با چه سرعتی و در چه جهتی حرکت کند. در این آزمایش ثابت بودن سرعت نور مشخص شد(همچنین رد وجود اتر)!
🔹انیشتین با توجه به کارهای دوامر، ماکسول، مایکلسون و مورلی و ریمان و پونکاره، تئوری جدیدی مطرح کرد و با رد اتر و ثابت بودن سرعت نور، در ژوئن ۱۹۰۵ در مقاله ای به این نکته اشاره کرد. در این مقاله انیشتین اشاره کرد که اگر انسان نتواند تشخیص دهد که آیا در فضا حرکت می کند یا خیر، در آن صورت تصور و باور اتر بی فایده و بیهوده خواهد بود. نسبیت خاص مقاله ایست که انیشتین در ژوئن ۱۹۰۵ انتشار داد. این تئوری شامل دو مورد زیر بوده است ۱- قوانین علم، برای تمام مشاهده گران در حال حرکت یکسان است(اصل اول نسبیت). ۲- سرعت نور ثابت و مستقل از حرکت آن در تمام جهات می باشد. در این تئوری صحبت از نیرو و از جمله نیروی جاذبه نمی شود چون سرعت جسم ثابت است (شتاب صفر است) نسبیت خاص تأیید کننده چهار بعدی بودن فضا و زمان است.
🔸یعنی زمان جدا از فضا نمی باشد بلکه زمان متصل به فضا یا مکان می باشد. این تئوری دو نظریه پذیرفته شده قرن ۱۹ یعنی: ١- سکون مطلق که با اتر نمایش داده می شد. ۲- زمان کیهانی یا زمان مطلق که به وسیله همه ساعتها سنجش و اندازه گیری می شد را، نقض کرد. در این تئوری (نسبیت خاص) زمان مطلق از بین رفت! یعنی هر فردی دارای زمان شخصی خاص خود خواهد بود(با توجه به نوع حرکت در فضا) و یا زمان دو نفر در حالتی یکسان خواهد بود که آنها نسبت به یکدیگر ساکن باشند. اگر دو نفر نسبت به یکدیگر دارای حرکت باشند، آنگاه زمان آنها نیز متفاوت خواهد بود. در این نظریه که زمان کیهانی یا زمان مطلق که به وسیله ساعت ها سنجش و اندازه گیری می شد به وسیله نظریه نسبیت خاص نقض گردید. این نظریه جدید(نسبیت خاص) برای مردم خوشایند نبود و مانند هر نوآوری با مخالفت شدید به ویژه به وسیله دانشمندان روبرو شد. عده ای می پرسیدند که این نظریه جدید (نسبیت خاص) بدین معناست که همه چیز نسبی است و هیچ معیار اخلاقی و روانی ثابت و مطلقی وجود ندارد.
ادامه دارد.....
Quantum Physics
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی 📎 قسمت اول: نگاهی به رویدادهای علم فیزیک 🆔 @Physics3p 🔹در سراسر فیزیک بارها و بارها در می یابیم که طبیعت سادگی عجیبی دارد. در گذشته تمام علوم زیرمجموعه فلسفه بوده، سپس بتدریج علم های مختلف از فلسفه جدا شدند.…
برای مطالعه از ابتدا اینجا👆ضربه بزنید.
براساس نسبیت خاص، با افزایش سرعت جسم، جرم آن نیز افزایش میابد که این افزایش جرم، در اثر هرگونه افزایش انرژی جنبشی جسم است.
اما پرسش اینست آیا حقیقتأ این جرم است که افزایش میابد؟
جرم یک جسم ناشی از اتم های تشکیل دهنده آن میباشد که مقداری ثابت است. برای مثال یک جسمی که با ۱۰۰۰۰۰۰۰۰ اتم تشکیل شده، آن جسم هرچقدر هم که به سرعت آن افزوده شود، تعداد این اتم ها زیاد نخواهد شد. در حقیقت منظور از افزایش جرم جسم اینست که این افزایش جرم در اثر افزایش انرژی جنبشی جسم، باعث بیشترشدن "مقاومت در برابر حرکت یا شتاب جسم" میشود و در اینصورت، افزایش بیشتر سرعت جسم، به انرژی بیشتری نیاز خواهد داشت!
🆔 @Physics3p
اما پرسش اینست آیا حقیقتأ این جرم است که افزایش میابد؟
جرم یک جسم ناشی از اتم های تشکیل دهنده آن میباشد که مقداری ثابت است. برای مثال یک جسمی که با ۱۰۰۰۰۰۰۰۰ اتم تشکیل شده، آن جسم هرچقدر هم که به سرعت آن افزوده شود، تعداد این اتم ها زیاد نخواهد شد. در حقیقت منظور از افزایش جرم جسم اینست که این افزایش جرم در اثر افزایش انرژی جنبشی جسم، باعث بیشترشدن "مقاومت در برابر حرکت یا شتاب جسم" میشود و در اینصورت، افزایش بیشتر سرعت جسم، به انرژی بیشتری نیاز خواهد داشت!
🆔 @Physics3p
گزاره ای که هیچ مشاهده ای نتواند ابطالش کند، آزمون پذیر نیست و بنابراین نمیتوان آن را علمی شمرد.
زیرا اگر آن گزاره در هرحال به رغم هر رویدادی صادق باشد، در آنصورت هیچ چیز را نمیتوان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد.
سرگذشت فلسفه - برایان مگی
🆔 @Physics3p
زیرا اگر آن گزاره در هرحال به رغم هر رویدادی صادق باشد، در آنصورت هیچ چیز را نمیتوان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد.
سرگذشت فلسفه - برایان مگی
🆔 @Physics3p
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت نوزدهم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۱)
🆔 @Physics3p
🔹طی تمام دوران از یونان قدیم تا قرن نوزدهم هندسه اقلیدسی بدیهی تلقی می شد. اصول موضوعه اقلیدس به عنوان بنیاد هر نوع هندسه ریاضی لحاظ می شد، بنیادی که نمیشد لحاظ نشود. سپس در قرن نوزدهم ریاضیدانانی همچون بولیایی، لباچوفسکی، گاوس و ریمان دریافتند که می توان هندسه های دیگر با همان دقت اقلیدسی را اختراع کرد. هندسه ای که در نظریه نسبیت عام مورد بحث قرار گرفت نه با فضای سه بعدی بلکه با لایه های متعدد چهار بعدی که شامل فضا و زمان بود سر و کار داشت. این نظریه رابطه میان هندسه در این لایه های متعدد و توزیع اجرام در جهان را ثابت می کند. بدین سان، این نظریه به شکلی کاملا جدید، مسائل قدیمی رفتار فضا و زمان را در ابعاد وسیع تری پیش کشید. این نظریه می توانست پاسخ های ممکنی را عرضه کند که می باید با مشاهدات بررسی شود و این نظریه سبب شد تا خیلی از مسائل خیلی قدیمی فلسفه که ذهن بشر را مشغول کرد باز سر برداشت که: آیا فضا متناهی است یا نامتناهی؟ زمان حادث است یا ازلی؟ جهان حادث است یا ازلی؟ و ...
🔸اگر روزی مشاهده تازه ای پیش بینی های نظریه ای را تأیید نکند، یا باید یکسره دست از نظریه کشید یا آن را اصلاح نمود. دست کم این چیزی است که باید اتفاق بیافتند اما همواره می توان شایستگی و صلاحیت آزمایشگر را مورد تردید قرار داد. رصد دقیق عطارد نشان داد که اختلاف اندکی میان پیش بینی نظریه گرانش نیوتن و حرکت این سیاره وجود دارد. حرکت عطارد بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین تفاوت اندکی با پیش بینی نظریه گرانش نیوتن داشت. اینکه پیش بینی های انیشتین با آنچه مشاهده شده بود، سازگاری داشت و با پیش بینی های نیوتن نداشت، یکی از موارد تأیید قاطع نظریه نسبیت بود. از نظریه نیوتن سود می جوییم چرا که اختلاف پیش بینی های آن با پیش بینی های نسبیت عام در اینگونه موارد بسیار ناچیز است(نظریه نیوتن از برتری نیز برخوردار است که کار با آن در مقایسه با تئوری انیشتین بسیار ساده تر است). در نسبیت عام در حالت خاص، یعنی اگر شتاب برابر صفر (یا سرعت ثابت) باشد به همان تئوری نسبیت خاص تبدیل می شود.
💢نتیجه تجربی آزمون های نسبیت عام
🔹١- انتقال به سرخ خطهای طیفی خروجی از جرمهای سنگینی چون خورشید. ۲- انحراف باریکه های نور در هنگام عبور از میدان های گرانشی قوی. ۳- حرکت انحنایی مدارهای سیاره ای (برجسته ترین آنها برای عطارد است). ۴- کاهش سرعت تابش الكترومغناطیس، معمولا به شکل یک باریکه بارداری در میدان گرانشی یک جرم سنگین است. همچنین حرکت زاویه ای محور مدار عطارد (محور طویل بیضی عطارد در حرکت مداری به سمت خورشید)، هر دو هزار سال یک درجه به دور خورشید می چرخد (در حدود 80 در قرن بزرگتر می شود).
🔸تئوری نیوتن این تغییر را نمی توانست توضیح دهد در نتیجه احتیاج به تئوری تازه ای بود که بتواند این تغییرات را توضیح دهد. نسبیت عام با خمیده دانستن فضا و زمان این مشکل را حل نمود و این یکی از درستی های تئوری نسبیت عام میباشد. در سال ۱۹۱۹ هنگامی که گروه اکتشافی انگلیسی، در غرب افريقا، در زمان خورشید گرفتگی، انحنای اندک ستاره ای را که از نزدیکی خورشید می گذشت مشاهده و رصد کردند، مشاهده کردند که نور به خط مستقیم نیست بلکه انحنایی در حرکت آن مشاهده شد و این خود دلیل دیگری بر درستی نسبیت عام شد و این یافته پس از نگارش اصول هندسه توسط اقلیدس، در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بزرگترین تغییر را در خصوص نگرش ما نسبت به هستی و کیهان ایجاد کرد!
🔹این تئوری (نسبیت عام) می گوید، کیهان پر از ماده است و ماده، فضا زمان را به گونه ای انحنا می بخشد که اجرام به سوی یکدیگر کشیده می شوند. انیشتین متوجه شد که این تئوری(نسبیت عام) کیهان را از حالت ایستا خارج نمود. انیشتین با افزودن «ثابت کیهانی» در معادلاتش دوباره سبب ایستائی کیهان شد و این عامل ثابت کیهانی، فضا و زمان را به گونه منفی و خنثی کننده انحنا می بخشید که باعث می شد اجسام از یکدیگر دور شوند، تاثیر دافعه ثابت کیهانی، تاثیر جاذبه را متعادل می کرد. در نتیجه کیهان ایستا دوباره ابقا شد. این یکی از اشتباهات انیشتین بود، اگر انیشتین به همان معادله اصلی وفادار می بود، شاید می توانست، پیش بینی کند که کیهان در حال انبساط یا انقباض است. همان طور که گفته شد، انیشتین در نسبیت عام هندسه اقلیدسی ریاضی را که نیوتن در نظریه خود به کار می برد، به هندسه فضای فیزیکی ریمانی تبدیل کرد. این نظریه از نظریه نیوتنی دقیق تر و تکمیل کننده تئوری نیوتنی می باشد. هندسه ریمانی که انیشتین به کار برده انحنای متغیر دارد نه ثابت. در نسبیت عام میان فضا و ماده نیز تعامل وجود دارد.
ادامه دارد....
📎 قسمت نوزدهم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۱)
🆔 @Physics3p
🔹طی تمام دوران از یونان قدیم تا قرن نوزدهم هندسه اقلیدسی بدیهی تلقی می شد. اصول موضوعه اقلیدس به عنوان بنیاد هر نوع هندسه ریاضی لحاظ می شد، بنیادی که نمیشد لحاظ نشود. سپس در قرن نوزدهم ریاضیدانانی همچون بولیایی، لباچوفسکی، گاوس و ریمان دریافتند که می توان هندسه های دیگر با همان دقت اقلیدسی را اختراع کرد. هندسه ای که در نظریه نسبیت عام مورد بحث قرار گرفت نه با فضای سه بعدی بلکه با لایه های متعدد چهار بعدی که شامل فضا و زمان بود سر و کار داشت. این نظریه رابطه میان هندسه در این لایه های متعدد و توزیع اجرام در جهان را ثابت می کند. بدین سان، این نظریه به شکلی کاملا جدید، مسائل قدیمی رفتار فضا و زمان را در ابعاد وسیع تری پیش کشید. این نظریه می توانست پاسخ های ممکنی را عرضه کند که می باید با مشاهدات بررسی شود و این نظریه سبب شد تا خیلی از مسائل خیلی قدیمی فلسفه که ذهن بشر را مشغول کرد باز سر برداشت که: آیا فضا متناهی است یا نامتناهی؟ زمان حادث است یا ازلی؟ جهان حادث است یا ازلی؟ و ...
🔸اگر روزی مشاهده تازه ای پیش بینی های نظریه ای را تأیید نکند، یا باید یکسره دست از نظریه کشید یا آن را اصلاح نمود. دست کم این چیزی است که باید اتفاق بیافتند اما همواره می توان شایستگی و صلاحیت آزمایشگر را مورد تردید قرار داد. رصد دقیق عطارد نشان داد که اختلاف اندکی میان پیش بینی نظریه گرانش نیوتن و حرکت این سیاره وجود دارد. حرکت عطارد بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین تفاوت اندکی با پیش بینی نظریه گرانش نیوتن داشت. اینکه پیش بینی های انیشتین با آنچه مشاهده شده بود، سازگاری داشت و با پیش بینی های نیوتن نداشت، یکی از موارد تأیید قاطع نظریه نسبیت بود. از نظریه نیوتن سود می جوییم چرا که اختلاف پیش بینی های آن با پیش بینی های نسبیت عام در اینگونه موارد بسیار ناچیز است(نظریه نیوتن از برتری نیز برخوردار است که کار با آن در مقایسه با تئوری انیشتین بسیار ساده تر است). در نسبیت عام در حالت خاص، یعنی اگر شتاب برابر صفر (یا سرعت ثابت) باشد به همان تئوری نسبیت خاص تبدیل می شود.
💢نتیجه تجربی آزمون های نسبیت عام
🔹١- انتقال به سرخ خطهای طیفی خروجی از جرمهای سنگینی چون خورشید. ۲- انحراف باریکه های نور در هنگام عبور از میدان های گرانشی قوی. ۳- حرکت انحنایی مدارهای سیاره ای (برجسته ترین آنها برای عطارد است). ۴- کاهش سرعت تابش الكترومغناطیس، معمولا به شکل یک باریکه بارداری در میدان گرانشی یک جرم سنگین است. همچنین حرکت زاویه ای محور مدار عطارد (محور طویل بیضی عطارد در حرکت مداری به سمت خورشید)، هر دو هزار سال یک درجه به دور خورشید می چرخد (در حدود 80 در قرن بزرگتر می شود).
🔸تئوری نیوتن این تغییر را نمی توانست توضیح دهد در نتیجه احتیاج به تئوری تازه ای بود که بتواند این تغییرات را توضیح دهد. نسبیت عام با خمیده دانستن فضا و زمان این مشکل را حل نمود و این یکی از درستی های تئوری نسبیت عام میباشد. در سال ۱۹۱۹ هنگامی که گروه اکتشافی انگلیسی، در غرب افريقا، در زمان خورشید گرفتگی، انحنای اندک ستاره ای را که از نزدیکی خورشید می گذشت مشاهده و رصد کردند، مشاهده کردند که نور به خط مستقیم نیست بلکه انحنایی در حرکت آن مشاهده شد و این خود دلیل دیگری بر درستی نسبیت عام شد و این یافته پس از نگارش اصول هندسه توسط اقلیدس، در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بزرگترین تغییر را در خصوص نگرش ما نسبت به هستی و کیهان ایجاد کرد!
🔹این تئوری (نسبیت عام) می گوید، کیهان پر از ماده است و ماده، فضا زمان را به گونه ای انحنا می بخشد که اجرام به سوی یکدیگر کشیده می شوند. انیشتین متوجه شد که این تئوری(نسبیت عام) کیهان را از حالت ایستا خارج نمود. انیشتین با افزودن «ثابت کیهانی» در معادلاتش دوباره سبب ایستائی کیهان شد و این عامل ثابت کیهانی، فضا و زمان را به گونه منفی و خنثی کننده انحنا می بخشید که باعث می شد اجسام از یکدیگر دور شوند، تاثیر دافعه ثابت کیهانی، تاثیر جاذبه را متعادل می کرد. در نتیجه کیهان ایستا دوباره ابقا شد. این یکی از اشتباهات انیشتین بود، اگر انیشتین به همان معادله اصلی وفادار می بود، شاید می توانست، پیش بینی کند که کیهان در حال انبساط یا انقباض است. همان طور که گفته شد، انیشتین در نسبیت عام هندسه اقلیدسی ریاضی را که نیوتن در نظریه خود به کار می برد، به هندسه فضای فیزیکی ریمانی تبدیل کرد. این نظریه از نظریه نیوتنی دقیق تر و تکمیل کننده تئوری نیوتنی می باشد. هندسه ریمانی که انیشتین به کار برده انحنای متغیر دارد نه ثابت. در نسبیت عام میان فضا و ماده نیز تعامل وجود دارد.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیستم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۲)
🆔 @Physics3p
🔹اگرچه در نزدیکی جرم های گرانشی بسیار بزرگ نظیر خورشید فضا و زمان خمیده می شود، با این وجود هندسه اقلیدسی در فواصل کوتاهی که در میدان های جاذبه نسبتا ضعیفی هستند تقریبا درست است. بنابر تصورات ارسطوئی و پیش از انیشتین، به فضا هیچ خاصیتی تعلق نمی گرفت(مطلق بود). اما از زمان ابداع نسبیت عام به فضا خاصیت انحنا نسبت داده شد. این فضا را فضای "ریمانی" می نامند که برخلاف فضای اقلیدسی انحنا دارد. این فضا می تواند محدود یا نامحدود، متناهی یا نامتناهی، در حال انبساط یا در حال انقباض باشد. مدل هایی برای عالم ساخته شد که در آن فضا نامحدود اما متناهی است. نیوتن گرانش را نیرویی فرض کرده بود که موجب می شود اجرام یکدیگر را جذب کنند. انیشتین آن را میدانی تعریف کرد که به علت حضور ماده شکل می گیرد و موجب انحنای فضا و زمان می شود!
🔸انیشتین «ضریب کیهان شناختی» را در معادلات خود قرار داد تا از انبساط کائنات جلوگیری کند که آن را "بزرگترین اشتباه" تاریخی خود خواند! در حالی که امروزه آن با نام «انرژی تاریک» شناخته می شود و تنها توضیح برای شتاب رصد شده انبساط کائنات به حساب می آید. میدان گرانشی، حامل نیروی گرانشی است. انیشتین با قرار دادن ثابت کیهانی، بحث مبدا و عاقبت کیهان را به طور کامل تغییر داد. کیهان ایستا می توانست برای ابد وجود داشته یا می توانست به صورت کنونی در گذشته ای دور یا نزدیک خلق شده باشد. اکنون کهکشان ها از هم دور می شوند، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال قبل، تمام کهکشان ها روی هم بودند و چگالی و فشردگی زیادی داشتند که اولین بار این موضوع (اتم اولیه) توسط کشیش جورج لماتيرGeorge Lemaitre گفته شد که امروزه به آن انفجار بزرگBigBang می گوییم.
🔹 "روجر پن روز" و "استیون هاوکینگ" نشان دادند که نظریه نسبیت عام انیشتین، متضمن آغازی ناگزیر برای جهان و پایان احتمالی برای آن است. در نظریه کلاسیک نسبیت عام، نمی توان پیش بینی کرد که جهان چگونه آغاز شد، زیرا همه قوانین علم در تکنیکی انفجار بزرگ بی اثر میشوند! پس از نظر تئوری نسبیت، جهان دارای آغاز و پایان احتمالی است. از نظر تئوری کوانتومی گرانش، جهان دارای وسعت متناهي است اما نه کرانه ای دارد و نه لبه و نه تکنیگی! از نظر تئوری کوانتومی فضا و زمان با هم تشکیل فضای چهار بعدی متناهی می دهند که فاقد تکنیکی یا کرانه است. نسبیت عام نیروی گرانش و ساختمان کلان هستی را توضیح می دهد. یعنی از مقیاس چند مایل تا چندین میلیارد میلیارد مایل اندازه جهان قابل مشاهده را! ولی نمی تواند در مقیاس کوچک توضیحی بدهد....
🔸نسبیت عام نمی تواند میدان گرانشی بسیار قوی مانند حفره های سیاه(سیاهچاله) و یا انفجار بزرگ را توضیح دهد. درست مانند مکانیک کلاسیک با طرح آنکه اتم ها فرو می پاشند و چگالی شان بی نهایت شود، سقوط خود را پیش بینی نمود، در نتیجه این تئوری قادر به پیشگویی درباره آغاز جهان یا سیاهچاله نمی باشد. بر اساس نسبیت عام، زمان و فضا به طور مستقل از کیهان و هستی و همچنین مستقل از یکدیگر وجود ندارند. آنها در درون کیهان می باشند. کیهان باید دارای آغاز و پایان باشد. طرح این سوال؛ که پیش از شروع یا پس از پایان چه اتفاقی می افتد؟ بی معنا و غیرمنطقی است زیرا چنان زمانهایی تعریف نشدنی هستند!(یعنی زمان نیز مانند جهان حادث بوده و شروعی دارد). انیشتین معتقد بود که زمان از دو سو بی پایان است ولی راه حل های معادله های انیشتینی برای زمان، آغاز و پایان را نشان میدهد. اگر کسی گسترش کیهان را در طول زمان به عقب دنبال کند متوجه می شود که ماده موجود در تمام کیهان نمی تواند از یک نقطه با چگالی بی نهایت بیرون آمده باشد.
🔹چنان نقطه ای با چگالی بی نهایت تکینگی نامیده می شود و آغاز یا پایان زمان می باشد. تقریبا تمام راه حل های معادله هایی که می توانستند کیهان را نمایش دهند از داشتن یک تکنیگی با چگالی بی نهایت اجتناب می کنند. اراجرین رزو و استفان هاوکینگ نشان دادند که در نسبیت عام، فضا و زمان نه فقط به وسیله اجرام عظیم، بلکه به وسیله انرژی درون آن نیز دچار انحنا میشود. آنها ثابت کردند که در مدل ریاضی نسبیت عام، زمان باید در جایی که «انفجار بزرگ» نامیده می شود آغاز داشته باشد و بعد از زمانی که ستاره ها و کهکشانها تحت گرانش خود فرو می ریزند یا دچار رمبش می شوند و سیاهچاله ها را تشکیل میدهند، زمان به پایان می رسد. این پیش فرض «كانت» که زمان مفهومی مستقل از هستی و کیهان است را رد کردند. ما برای درک مبدا و سرنوشت کیهان و هستی، به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. از نظر نیوتن، نیروی گرانش فقط جاذبه است. از نظر انیشتین، در نسبیت عام، گرانش هم می تواند جاذبه باشد و هم دافعه!!
ادامه دارد....
📎 قسمت بیستم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۲)
🆔 @Physics3p
🔹اگرچه در نزدیکی جرم های گرانشی بسیار بزرگ نظیر خورشید فضا و زمان خمیده می شود، با این وجود هندسه اقلیدسی در فواصل کوتاهی که در میدان های جاذبه نسبتا ضعیفی هستند تقریبا درست است. بنابر تصورات ارسطوئی و پیش از انیشتین، به فضا هیچ خاصیتی تعلق نمی گرفت(مطلق بود). اما از زمان ابداع نسبیت عام به فضا خاصیت انحنا نسبت داده شد. این فضا را فضای "ریمانی" می نامند که برخلاف فضای اقلیدسی انحنا دارد. این فضا می تواند محدود یا نامحدود، متناهی یا نامتناهی، در حال انبساط یا در حال انقباض باشد. مدل هایی برای عالم ساخته شد که در آن فضا نامحدود اما متناهی است. نیوتن گرانش را نیرویی فرض کرده بود که موجب می شود اجرام یکدیگر را جذب کنند. انیشتین آن را میدانی تعریف کرد که به علت حضور ماده شکل می گیرد و موجب انحنای فضا و زمان می شود!
🔸انیشتین «ضریب کیهان شناختی» را در معادلات خود قرار داد تا از انبساط کائنات جلوگیری کند که آن را "بزرگترین اشتباه" تاریخی خود خواند! در حالی که امروزه آن با نام «انرژی تاریک» شناخته می شود و تنها توضیح برای شتاب رصد شده انبساط کائنات به حساب می آید. میدان گرانشی، حامل نیروی گرانشی است. انیشتین با قرار دادن ثابت کیهانی، بحث مبدا و عاقبت کیهان را به طور کامل تغییر داد. کیهان ایستا می توانست برای ابد وجود داشته یا می توانست به صورت کنونی در گذشته ای دور یا نزدیک خلق شده باشد. اکنون کهکشان ها از هم دور می شوند، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال قبل، تمام کهکشان ها روی هم بودند و چگالی و فشردگی زیادی داشتند که اولین بار این موضوع (اتم اولیه) توسط کشیش جورج لماتيرGeorge Lemaitre گفته شد که امروزه به آن انفجار بزرگBigBang می گوییم.
🔹 "روجر پن روز" و "استیون هاوکینگ" نشان دادند که نظریه نسبیت عام انیشتین، متضمن آغازی ناگزیر برای جهان و پایان احتمالی برای آن است. در نظریه کلاسیک نسبیت عام، نمی توان پیش بینی کرد که جهان چگونه آغاز شد، زیرا همه قوانین علم در تکنیکی انفجار بزرگ بی اثر میشوند! پس از نظر تئوری نسبیت، جهان دارای آغاز و پایان احتمالی است. از نظر تئوری کوانتومی گرانش، جهان دارای وسعت متناهي است اما نه کرانه ای دارد و نه لبه و نه تکنیگی! از نظر تئوری کوانتومی فضا و زمان با هم تشکیل فضای چهار بعدی متناهی می دهند که فاقد تکنیکی یا کرانه است. نسبیت عام نیروی گرانش و ساختمان کلان هستی را توضیح می دهد. یعنی از مقیاس چند مایل تا چندین میلیارد میلیارد مایل اندازه جهان قابل مشاهده را! ولی نمی تواند در مقیاس کوچک توضیحی بدهد....
🔸نسبیت عام نمی تواند میدان گرانشی بسیار قوی مانند حفره های سیاه(سیاهچاله) و یا انفجار بزرگ را توضیح دهد. درست مانند مکانیک کلاسیک با طرح آنکه اتم ها فرو می پاشند و چگالی شان بی نهایت شود، سقوط خود را پیش بینی نمود، در نتیجه این تئوری قادر به پیشگویی درباره آغاز جهان یا سیاهچاله نمی باشد. بر اساس نسبیت عام، زمان و فضا به طور مستقل از کیهان و هستی و همچنین مستقل از یکدیگر وجود ندارند. آنها در درون کیهان می باشند. کیهان باید دارای آغاز و پایان باشد. طرح این سوال؛ که پیش از شروع یا پس از پایان چه اتفاقی می افتد؟ بی معنا و غیرمنطقی است زیرا چنان زمانهایی تعریف نشدنی هستند!(یعنی زمان نیز مانند جهان حادث بوده و شروعی دارد). انیشتین معتقد بود که زمان از دو سو بی پایان است ولی راه حل های معادله های انیشتینی برای زمان، آغاز و پایان را نشان میدهد. اگر کسی گسترش کیهان را در طول زمان به عقب دنبال کند متوجه می شود که ماده موجود در تمام کیهان نمی تواند از یک نقطه با چگالی بی نهایت بیرون آمده باشد.
🔹چنان نقطه ای با چگالی بی نهایت تکینگی نامیده می شود و آغاز یا پایان زمان می باشد. تقریبا تمام راه حل های معادله هایی که می توانستند کیهان را نمایش دهند از داشتن یک تکنیگی با چگالی بی نهایت اجتناب می کنند. اراجرین رزو و استفان هاوکینگ نشان دادند که در نسبیت عام، فضا و زمان نه فقط به وسیله اجرام عظیم، بلکه به وسیله انرژی درون آن نیز دچار انحنا میشود. آنها ثابت کردند که در مدل ریاضی نسبیت عام، زمان باید در جایی که «انفجار بزرگ» نامیده می شود آغاز داشته باشد و بعد از زمانی که ستاره ها و کهکشانها تحت گرانش خود فرو می ریزند یا دچار رمبش می شوند و سیاهچاله ها را تشکیل میدهند، زمان به پایان می رسد. این پیش فرض «كانت» که زمان مفهومی مستقل از هستی و کیهان است را رد کردند. ما برای درک مبدا و سرنوشت کیهان و هستی، به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. از نظر نیوتن، نیروی گرانش فقط جاذبه است. از نظر انیشتین، در نسبیت عام، گرانش هم می تواند جاذبه باشد و هم دافعه!!
ادامه دارد....