برگرفته از : شبكه فيزيك هوپا

مترجم : اشكان عارفي

» دو دانشمند ژاپني و يك دانشمند امريكايي ( ژاپني الاصل ) به خاطر كشف چند ذره ی بنيادي ، به طور مشترك جايزه ی نوبل سال 2008 را كسب كردند . اين خبر بعد از ظهر روز سه شنبه 16 مهر 87 توسط كميته ی جايزه ی نوبل در آكادمي سلطنتي علوم سوئد اعلام گرديد .

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

● كميته ی اعطاي جايزه ی نوبل ، ضمن تمجيد از يوشيرو نامبو (Yoichiro Nambu) دانشمند امريكايي ژاپني الاصل و ماكوتو كوبايشي (Makoto Kobayashi) و توشيهيدي ماسكاوا (Toshihide Maskawa) دانشمندان ژاپني ؛ به خاطر انجام  كارهاي متعددي كه به شرح چگونگي تولد جهان با فرآيند شكست تقارن كمك كردند ، جايزه ی نوبل فيزيك سال 2008 را اعطا كرد . اين دانشمندان به حل معماهايي در جهان هستي پيرامون ذرات بسيار ريز كوارك كمك كرده اند .

● آقاي يوشيرو نامبو استاد دانشگاه شيكاگو موفق شده بود مكانيزم خودبخودي شكست تقارن را طبق مدل استاندار فيزيك كشف و تشريح نمايد كه سه عدد از چهار نيروي بنيادي جهان هستي را متحد ميكند . ( الكترومغناطيس ، هسته اي ضعيف و هسته اي قوي – بجز نيروي گرانش )  . همچنين نتايج كار اين دانشمند منجربه توسعه ی علم كوانتوم كروموديناميك شده است . ( نظريه اي كه به توصيف برخي از فعل و انفعالات بين كوارك ها ميپردازد كه باعث توليد پروتون ها و نوترون ها مي شوند و فعل و انفعالاتي بين اين دو دسته از ذرات كه اتمها را ايجاد ميكنند .  )

● نيمي از جايزه ی 1.4 ميليون دلاري نوبل فيزيك نيز به دو دانشمند ژاپني كه از آنها ياد شد تعلق گرفت. آقاي كوباياشي محقق سازمان پژوهشي شتابدهنده با انرژي بالاي در ژاپن و آقاي ماسكاوا استاد و محقق در دانشگاه كيوتو مي باشد .

● اين دو نفر شش گونه از كوارك ها را معرفي كرده اند (up, down, strange, charm, botton, top  ) كه وجود همه ی آنها پيش از اين در آزمايش هاي فيزيك ذرات با انرژي بالا اثبات شده بود . آنها نشان دادند كه جهان هستي به شكل كاملا متقارن رفتار نمي كند ؛ يعني تعداد ذرات بنيادي در ماده بيشتر از تعداد ذرات بنيادي ضد ماده هاست و اين به علت انحراف از تقارن در دنياي كوانتومي است ؛ اين مساله درعمل بسيار خوش آيند است ؛ زيرا اگر كائنات كاملا متقارن بود آنگاه ضد ماده ها در تقابل با مواد به پايداري مي رسيدند و موجب انفجار و نابودي جهان مي گشتند .

● كابوياشي مي گويد اين كشف يك شوك واقعيست و برايم باور كردني نيست . البته ظاهرا آقاي ماسكاوا از اين موضوع حيرت زده نشده اند . او مي گويد فكر نمي كرده تا سال پيش موفق به دريافت جايزه نوبل گردد. ولي دريافت آن در سال 2008 را پيش بيني مي كرده، وي بسيار خشنود است كه پروفسور نامبو نيز مشتركا اين جايزه را دريافت مي كند.

● فيزيك دانان در حال حاضر در جستجوي مشاهده ی عيني شكست خودبخودي تقارن هستند ؛ همان مكانيزمي كه جهان را در زمان انفجار بزرگ يعني 13.7 ميليارد سال پيش به شرايطي نامتعادل رساند ( مكانيزم هيگز ) . اين مكانيزم پيش بيني مي كند كه در چنين شرايطي بايد ذرات هيگز موجود باشند .

● در بهار سال 2009 كه قوي ترين شتاب دهنده ذرات جهان (LHC) در مركز تحقيقات هسته اي سرن سوييس مجددا به كار مي افتد ؛ دانشمندان در جستجوي اين ذره خواهند بود . ( اين آزمايشگاه چند هفته پيش به علت اختلالات بوجود آمده در آن متوقف گرديد . )

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

» اين دومين جايزه نوبل امسال است كه توسط آكادمي سلطنتي سوييس به دانشمندان اعطا مي گردد . اين جايزه هر سال به دستاوردهاي بزرگ در علم ، صلح ، ادبيات و اقتصاد  به دانشمندان و بزرگان اين عرصه ها تعلق ميگيرد. نام جايزه نيز منتسب به شيميدان و ميليونر معروف سوئدي آلفرد نوبل است كه در پايان عمرش كليه ثروتش را در قالب جايزه اي سالانه براي بهترين دستاوردهاي بشر توسط دانشمندان اختصاص داد.

.......................................................................................................................... پایان مطلب

مترجم : سيد ايمان ضيابري

برگرفته از : شبکه ی فیزیک هوپا

» ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.

۱) جهان هستي چگونه برپاست؟ 
 ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.
 هم‌اكنون يك ايده‌ي خوب در ذهن ما هست كه مي‌تواند منتج به كشف حقيقت و بنياد هستي شود. علم فيزيك در قرن بيستم بر پايه‌ي انقلابهاي دوگانه‌ي مكانيك كوانتومي (تئوري ماهيت جسم) و نظريه‌ي معروف اينشتين در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبيت، بنا شده است. اما وقتي شما به دو تعريف نهايي از واقعيت دست پيدا مي‌كنيد زماني كه تنها يك واقعيت را موجود مي‌بينيد، اين راضي‌كننده نيست.
 تلاش براي يگانه‌سازي اين دو تئوري، موانع تكنيكي فني و مفهومي وحشتناكي را بر سر راه بهترين نظريه‌پردازان فيزيك در طول دهه‌هاي گذشته قرار داده و آنان را به چالش كشيده است. براي مثال از آنجايي كه جاذبه، خودش را به عنوان يك عامل ايجاد انحراف در فضاي چهاربعدي زمان-مكان معرفي مي‌كند، پذيرش نظريه‌ي كوانتومي در مورد جاذبه ايجاد مشكل مي‌كند. از يك جهت، اين به معناي پذيرش شك و ترديد هايزن‌برگ در مورد فرضيات موجود راجع به زمان – مكان به شكل في‌نفسه است كه قطعاً مشكل‌ساز خواهد بود.
 اما ممكن است اين ترديدها، يك معناي ديگر هم داشته باشند و آن به معناي وجود يك مشكل در رابطه با گرايش و رويكرد ما نسبت به قضيه است. شايد ما نبايد مفهوم جاذبه را به تنهايي بررسي كنيم. اكثر تلاشهايي كه براي يكسان‌سازي نظريات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به اين گشتند كه تعريف كيفيت و كميت جاذبه، وارد يك بحث و ميدان جديد شود كه به ناچار همه‌ي نيروهاي طبيعت مانند همه‌ي اجزاي زيراتمي را به يك چارچوب تئوريك محدود مي‌كند. اين ايده‌يي است كه برخي از فيزيك‌دانها آن را "تئوري همه‌چيز" مي‌خوانند.
 نظريه‌ي جديدي كه در حال حاضر مطرح مي‌شود، نظريه‌ي "فرا-رشته‌يي" است كه به وجود حلقه‌هاي كوچك و ريز رشته‌يي اتمي به عنوان سازنده‌ي همه‌ي مواد حكم مي‌دهد. فرضيه‌ي ديگري كه وجود دارد و به تئوري ام مشهور است هنوز كمي پيچيده و مبهم به نظر مي‌رسد و مي‌تواند به عنوان لايه‌يي كه در ابعاد وسيعتر فضايي حركت دارد، تصوير شد. اما مرحله و روند پيشرفت در اين نظريه‌ها در بهترين حالت، اينگونه جمع‌بندي مي‌شود كه هيچ كس دقيقاً به ياد نمي‌آورد وجود حرف "M” در نظريه‌ي ام، دقيقاً به چه دليلي است و چه واژه‌يي را تداعي مي‌كند. راه درازي در پيش است...

 ۲) آيا "ضدجاذبه‌"ي اينشتين واقعاً يك اشتباه بود؟ 
 اينشتين، ضدجاذبه را بزرگترين اشتباه خود مي‌شمارد. اما به نظر مي‌رسد كه او با اضافه كردن يك نظريه‌ي ضدجاذبه به فرضيه‌ي نسبيت خود كه آن را شرط فلسفه‌ي انتظام گيتي مي‌خوانند، كار درستي انجام داده است.
 اين شرط اضافه در فرضيه‌ي نسبيت، به فضا يك خاصيت تدافعي نسبت مي‌دهد به اين معنا كه فضا خودش را دفع مي‌كند، گسترده‌تر مي‌شود و هرچه سريعتر اين روند افزايش گستردگي ادامه مي‌يابد. اينشتين اين عامل به ظاهر بي‌ارزش را اضافه كرد چرا كه تصور مي‌شد جهان هستي ثابت است و بي‌حركت. در نتيجه نياز بود تا نيرويي وجود داشته باشد و قدرت كشش جاذبه‌يي زمين را بالانس و دچار تعادل كند كه مواد موجود بر روي زمين، كوچك و كوچكتر نشوند.
 اما در دهه‌ي ۱۹۲۰، ادوين هابل كشف كرد كه جهان هستي خود به خود در حال گسترش و افزايش است. در نتيجه اينشتين نيز نظريه‌ي "تعادل انتظامي گيتي" را به دليل ترس، پس گرفت!
 اما به نظر مي‌رسد اين ايده نبايد محو شود. نظريه‌ي كوانتومي ميدانها، ثابت مي‌كند كه حتي فضاهاي خالي نيز با انرژي زياد در حال طغيان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثير جاذبه‌يي g=۱۰ كه نظريه‌ي ضدجاذبه‌ي اينشتين را توصيف مي‌كند. اين نظريه در مورد قدرت دافعه‌ (كه در مقابل جاذبه مطرح مي‌شود) مقداري گنگ و مبهم است اما به آن يك ارزش تخميني مي‌دهد.
 تقريباً 10 سال پيش، فضانوردان متوجه شدند كه سرعت گسترش ابعاد جهان هستي در حال افزايش است و در نتيجه نظريات آزمايش خود در مورد نيروي ضدجاذبه را مطرح كردند. در عين ناباوري و سرگرداني فيزيكدانها هم اين فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نيرو دانستند كه ۱۰ بار از مقدار پيش‌بيني‌شده‌ي قبلي كوچكتر است.
 اين نتيجه، بسيار گمراه‌كننده و عجيب است. اگر تعادل برقرار شده ميان جاذبه و دافعه، مقداري برابر با صفر بود، در نتيجه يكي از قوانين عميق و مهم طبيعي در موردش صدق مي‌كرد اما يك عدد غيرصفر كه تازه با تئوري ابتدايي نيز غيرقابل مقايسه شناخته شده را نمي‌شود تعبير كرد.
 براي وخيم‌تر كردن شرايط، كيهان‌شناسان به ايده‌يي علاقه‌مند شدند كه نيروي دافعه‌ي بسيار قوي و بزرگي در اولين مرحله‌ي تفكيك پس از انفجار بزرگ يا Big Bang را مطرح مي‌كند چرا كه اين نظريه، سناريوي جذاب و محبوب مربوط به زمين غيرمسطح و در حال افزايش حجم را تاييد مي‌كند. با توجه به اين تئوري، جهان هستي پس از تولد و شكل‌گيري، با سرعتي غيرقابل باور توسط يك عامل قدرتمند و عظيم، تغيير حجم داد و اين نيرو را قدرت ضدجاذبه يا دافعه ايجاد نمود.

در نتيجه اگر بخواهيم دليل و برهاني بر اين افزايش حجم سريع و روزافزون بيابيم، به نظريه‌يي نياز داريم كه توضيح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسيار قوي و شديد بود، سپس با شتاب و سرعت كاهش مقدار پيدا كرد و سپس به مقداري در حوالي صفر رسيد. به عبارت ديگر، ما مي‌خواهيم بدانيم كه چرا نيروي ضدجاذبه، تقريباً در اولين فازهاي شكل‌گيري جهان هستي حذف و محو شد اما به طور كلي از بين نرفت؟
 يك احتمال اين است كه نيرو بر اثر گذشت زمان، محو مي‌شود. احتمال ديگر مي‌تواند اين باشد كه نيرو در فضا تغيير مي‌كند و در نتيجه ممكن است از وراي دوربين تلسكوپهاي ما، همه چيز بسيار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اينگونه است، در نتيجه هر جسمي در آن منطقه، با سرعت در كهكشانها و ستاره‌هاي ديگر پخش و متلاشي مي‌شد و در نتيجه اصلاً هيچ ناظري نمي‌توانست حضور داشته باشد تا نيرو را اندازه بگيرد.
 آنچه كه ما نياز داريم، يك تئوري است كه قدرت نيروي دافعه يا ضدجاذبه را به اندازه‌ي بخشي از قدرت همه‌ي نيروهاي موجود در طبيعت براي ما تعريف كند. متاسفانه به نظر نمي‌رسد كه تئوريهاي موجود مثل تئوري فرارشته‌يي يا تئوري "ام"، اين ميزان خاص را مشخص كنند و مقدار كمي كه باقي مي‌ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآميز خواهد بود. در نتيجه بايد دوباره به سوال يك رجوع كنيم!

۳) چرا ما در سه بعد زندگي مي‌كنيم؟ 
آيا اينكه زمين ما سه بعد دارد، اتفاقي است يا بايد برايش دنبال يك تعبير عميقتر گشت؟ بعضي از تئوريسين‌ها معتقدند كه فضاي به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقي از سه بعد تشكيل گشت و ممكن است قسمتهاي ديگري از جهان هستي وجود داشته باشند كه ابعادشان متفاوت باشد.
 مثلاً هيچ دليل منطقي نمي‌توان يافت براي پاسخ به اين سوال كه چرا مثلاً جهان هستي فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پيش، ادوين آبوت اثري به نام "زمين مسطح" نوشت كه در آن جهاني دوبعدي را تصوير كرد. جهاني كه در آن اجسام و موجودات حيات خود را تنها بر روي "سطح" ادامه مي‌دادند. اما فيزيك جهان دوبعدي با فيزيك جهان ما بسيار متفاوت خواهد بود. براي مثال در فضاي دو بعدي، امواج به شفافيت انتشار در فضاي سه بعدي، پخش نمي‌شوند و باعث ايجاد انواع مشكلات در سيگنال‌رساني و انتقال اطلاعات مي‌گردند. و نيز از آنجايي كه زندگي آگاهانه، به فرآيند انتقال درست و صحيح اطلاعات بستگي دارد، در نتيجه اين تفاوتها كافي خواهند بود براي اينكه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقي ناشناخته محدود نگاه دارند.
 تصور كردن فراتر از سه بعد نيز مشكلات مختلفي به همراه خواهد داشت. در چنين حالتي، سيستمهاي نجومي و سياره‌يي غيرممكن مي‌شوند چرا كه عكس قانون جاذبه يعني قانون قدرتهاي افزايشي به وجود خواهد آمد. در نتيجه به نظر مي‌رسد كه جهان سه بعدي تنها جهاني است كه وجود دارد و فيزيكدانها مي‌توانند درباره‌اش بنويسند. اما نكات ريزي وجود دارد كه باعث مي‌شود اين فرضيه با شك و ترديد همراه باشد.
 شايد فضا سه بعدي نيست و تنها اينگونه براي ما نشان داده مي‌شود. شايد فضا ۹ يا ۱۰ بعد دارد و حتي ابعاد بيشتر! برخي از تئوريهايي كه قصد يكپارچه‌سازي نيروهاي طبيعت را دارند مانند فرضيه‌ي فرا-رشته‌يي، امكان وجود تعداد ابعاد بيشتري نسبت به آنچه كه ما مي‌بينيم را رد نمي‌كنند.
 دليلشان نيز اين است كه بسياري از معادلاتي كه براي توصيف وضعيت موجود به كار مي‌روند، با در نظر گرفتن تعداد بيشتر ابعاد، نتايج بهتري مي‌دهند! در نتيجه نمي‌توان آن را كاملاً بي‌معني دانست. ابعاد اضافي فضا، سابقه‌ي حل بسياري از مشكلات و مسايل حل‌ناشدني فيزيك را دارند. براي مثال اينشتين براي توصيف كردن جاذبه، به يك بعد اضافي نياز داشت و آن، زمان بود. و تئودور كالوتزا نيز يك بعد به سه بعد اثبات شده اضافه كرد چرا كه مي‌خواست نظريات جاذبه را با فرضيات ماكس‌ول در مورد الكترومغناطيس، همگون سازد.
 مطمئناً ما نمي‌توانيم بعد چهارم را ببينيم اما اين هم احتمالاً يك دليل دارد. اين بعدهاي اضافه، مي‌توانند بسيار كوچك و فشرده شوند. يك لوله‌ي پليمري آب را از دور در نظر بگيريد. مانند يك خط دراز و معوج به نظر مي‌رسد. از يك بعد نزديكتر آن را نگاه كنيد. به شكل تيوب يا لوله ديده مي‌شود. اما آنچه كه در حقيقت اين لوله را مي‌سازد، يك سطح دايره‌يي شكل كوچك است كه دور محيط لوله چرخيده است. به طور مشابه، بعد چهارم نيز مي‌تواند چنين لوله‌يي باشد كه دور فضاي سه‌بعدي مي‌چرخد اما آنقدر كوچك است كه ديده نمي‌شود.
 در نتيجه تصور كردن ابعاد بسيار زيادتري كه اينگونه در فضا پنهان‌ شده‌اند، به راحتي ممكن است. اما متاسفانه نظريه‌ي فرا-رشته‌يي هنوز دقيقاً سه بعد گشوده‌شده را تاييد نمي‌كند در نتيجه براي تصور ما نسبت به جهان هستي هم تعريف درستي نمي‌توان ارايه داد.
 اما براي تصور كردن يك بعد جديد، راههاي ديگري هم هست. فرض كنيد نيروهاي فيزيكي بتوانند نور و جسم را به يك صفحه‌ي سه‌بعدي مسطح يا ورقي‌شكل تقليل دهند و محدود كنند در حالي كه به برخي پديده‌هاي ديگر فيزيكي اجازه مي‌دهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساكن شدن سطوح دو بعدي به جاي اجسام سه‌بعدي در فضاهاي مشخص باعث مي‌شود تا هر جسم و پديده‌يي به شكل طرح و نقشه‌اش نشان داده شود. مثلاً ما يك توپ كره‌يي شكل را به صورت دايره ببينيم! به طريق مشابه، ممكن است ادعا شود كه ما در حال حاضر تنها تصويري سه بعدي از اجسام و مفاهيمي را مي‌بينيم كه در واقع چهاربعدي هستند.
 اما فضاي "سه لايه‌يي" ما مي‌تواند تنها در چهار بعد نيز محدود نشود. لايه‌هاي قابل كشف ديگري نيز مي‌توانند وجود داشته باشند كه در فضاي چهاربعدي حضور دارند. اثبات اين فرضيه، انجام آزمايشهايي تازه را مي‌طلبد كه وجود بعد چهارم را نيز به ما نشان دهد. اما اين نظريه وجود دارد كه برخورد لايه‌هاي چندبعدي در مقياسهاي اين‌چنيني مي‌تواند به تكرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتيجه حضور ما بر روي كره‌ي زمين شايد اصلاً مويد همين مطلب باشد كه فضا واقعاً سه‌بعدي نيست!

۴) آيا سفر در زمان امكانپذير است؟ 
 شايد سوال يك نيز بازگويي همين سوال باشد. ماهيت جسم و جاذبه‌ي كوانتومي را فراموش كنيد. شايد اين سوال را هر كسي دوست دارد كه پاسخ دهد. سفر در زمان به يك موضوع علمي – تخيلي مورد علاقه و جذاب براي مردم تبديل شد پس از اينكه اچ.جي. ولز، رمان نوگرايانه و جالب خود با نام "ماشين زمان" را نوشت. اما هرآنچه كه اينجا مطرح شده، لزوماً علمي – تخيلي نيست. براي مثال سفر در زمان به سوي آينده، يك واقعيت علمي پذيرفته شده است. تئوري نسبيت اينشتين تاييد مي‌كند كه يك جسم ناظر و مشاهده‌گر در برابر زمين، مي‌تواند به سمت آينده‌ي زمين جهش كند. اين تاثير را ساعتهاي اتمي ثابت كرده‌اند.
 اما اينگونه درگير شدن با تار و پودهاي زمان، به سرعتي مشابه سرعت نور نياز دارد كه شايد در تئوري قابل اثبات و ممكن باشد اما به يك شاهكار بزرگ مهندسي نياز دارد، حتي اگر به بودجه و هزينه‌هايش فكر نكنيم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشكلات بزرگتري خواهد داشت. نسبيت، اين فرضيه را تاييد نمي‌كند كه يك جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مكان سفر كند و به عقب هم برگردد. اما در همه‌ي داستانها و سناريوها، چنين شرايط خارق‌العاده‌يي نيز در نظر گرفته شده است.
 يكي از راههاي سفر به عقب در زمان، استفاده از يك "لانه‌ي مار" فضايي خواهد بود. تئوريسين‌ها معتقدند چنين تونل يا دروازه‌ي ستاره‌يي كه دو نقطه را در ابعاد زمان – مكان به يكديگر متصل كند، وجود دارد. اگر يكي‌شان را پيدا كنيد و داخلش بپريد، چند لحظه‌ي بعد از نقطه‌يي ديگر در جهان هستي سردر خواهيد آورد. آنها معتقدند اگر چنين چاله‌يي وجود داشته باشد، مي‌توان آن را با ماشين زمان نيز مطابق و هماهنگ كرد. مي‌توانيد از طريق آن سفر كنيد و نه تنها از يك مكان ديگر سر دربياوريد، كه وارد يك زمان ديگر نيز بشويد. اين "زمان" مي‌تواند در گذشته يا آينده باشد.
 اگر امكان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوكس‌ها و تضادها نيز اتفاق خواهند افتاد. مانند معماي يك مسافر زمان كه به سالهاي گذشته مي‌رود و مادرش را وقتي يك كودك است، به قتل مي‌رساند. از اين تضادها مي‌توان گريخت اگر اصرار بورزيم و بدانيم كه هيچ چيز نمي‌تواند قانون علت و معلول و كنش و واكنش را از بين ببرد. اما سفري دوطرفه در مسير زمان، هنوز پيچيده و غيرقابل هضم است.
 براي بسياري از فيزيكدانها، اين مساله بسيار غيرعقلاني است. استفان هاوكينگز نظريه‌ي "تخمين محافظت از تسلسل وقايع" را مطرح مي‌كند و معتقد است كه يك نيرو يا عامل خاص باعث مي‌شود تا اجسام فيزيكي يا نيروها نتوانند به گذشته برگردند. اين مساله شايد به دليل موانع و سدهاي فيزيكي اساسي بر سر راه ساخت ماشين زمان اتفاق مي‌افتد. براي مثال انرژي خلاء كوانتومي در صورتي كه هيچ محدوديتي براي ورود به حفره‌هاي ماري فضا نداشته باشد، طغيان خواهند كرد و دفع خواهند شد.
 اين مساله همچنان لاينحل باقي مانده اما موضوعي است كه بسياري از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن مي‌كنند. همانطور كه هاوكينگز اشاره كرده، صرف هزينه براي تحقيق در مورد سفر به زمان بسيار سخت است. در نتيجه به نظر مي‌رسد برهان يا تكذيبيه‌يي براي حل اين مساله، خود به مشكلات عمومي ديگر منجر شود. مانند طرح يك نظريه‌ي رام‌شدني و قابل دسترسي در مورد جاذبه‌ي كوانتومي.

۵) آيا ما در يك صافي كهكشاني زندگي مي‌كنيم؟ 
 سياهچاله‌هاي آشناي كهكشاني همچنان مي‌توانند باعث ايجاد بهت و حيرت براي فيزيكدانهاي تئوريست شوند. يك سياهچاله‌ي فضايي مي‌تواند زماني كه يك ستاره‌ي بزرگ آتش مي‌گيرد و محو مي‌شود، تشكيل گردد. هسته‌ي آن بر اثر جاذبه‌ي دروني فراوان، به دو نيم تقسيم مي‌شود. اگر جسم به لحاظ شكلي، كروي باشد، آنگاه همه‌ي مواد تجزيه‌شده از ريشه با نسبتهاي مساوي به سمت مركز هندسي هسته، ريزش مي‌كنند در نتيجه مقدار ميدان چگالنده و ميدان جاذبه به بي‌نهايت ميل خواهد كرد. تا زماني كه جاذبه، خود را به عنوان تاروپودي از هندسه‌ي مكان – زمان معرفي مي‌كند، ميزان خميدگي و پيچش اين دو بعد يعني زمان و مكان، به بي‌نهايت ميل خواهد كرد و براي زمان – مكان يا هر دوي آنها، يك خط مرز و محدوده خواهد ساخت. رياضيدانها، اين پديده را تكين يا فرديت مي‌نامند.
 هيچ كس نمي‌داند كه از اين فرديت‌ها، چه چيزي حاصل مي‌شود. آيا فضا-زمان، همانجا به پايان خواهد رسيد يا اين فرديتها به از كارافتادگي نظريات ما منجر مي‌شوند؟ اگر زمان – مكان مرز و حدودي داشته باشد، آنگاه پيش‌بيني كردن حاصل آن نيز غيرممكن خواهد بود. از آنجايي كه پيش بيني و فلسفه‌ي جبر و تقدير، پايه‌ي همه‌ي تصاوير علمي و منطقي از جهان حاضر را تشكيل مي‌دهد، فرديتها مي‌توانند پا را از مرزهايي فراتر بگذارند كه علم نمي‌تواند.
 وقتي يك سياهچاله‌ي فضايي، حاصل يك تفرد را در بربگيرد، آن ديگر پوشيده و مستور مي‌شود و ديگر تهديدآميز نيست. در ۱۹۶۷، راجر پنروز، فرضيه‌ي "سانسور فضايي" را مطرح كرد. در اين فرضيه، اعتقاد بر اين بود كه همه‌ي تفردهاي ايجادشده بر اساس كاهش جاذبه، قاعدتاً توسط سياهچاله‌هاي فضايي پوشيده مي‌شوند و در نتيجه براي ما غيرقابل مشاهده هستند. راه چاره نيز غيرقابل دسترسي بود يعني وجود تفردهاي ناپوشيده كه مي‌توانند باعث اتفاقاتي بدون توجيه و دليل منطقي و عقلاني شوند.
 سپس چند سال بعد، استفان هاوكينگز، يك پيچيدگي ديگر در مورد اين مساله را نيز مطرح كرد. او متوجه شد كه سياهچاله‌ها، امواج گرمايي از خود منتشر مي‌كنند و به آرامي تجزيه مي‌شوند. تئوريسين‌هاي فيزيكي، آنچه كه ممكن بود در پايان اتفاق بيفتد را اينگونه تصور كردند: آيا اين تبخير و تبديل در نهايت، تفردهاي موجود در دل سياهچاله‌ها را نمايان و بي‌پرده خواهد كرد؟
 اين مساله در مباحث مربوط به تئوري اطلاعات نيز به شكلي ديگر مطرح شد. وقتي ستاره‌يي از يك سياهچاله برمي‌خيزد، محتواي اطلاعات جزيي ستاره (مانند تعداد اجزا و ذره‌هايي كه از آن تشكيل شده است و از هر نوع ذره و قسمت، چند تكه عضو در ستاره به كار رفته) براي يك ناظر بيروني، غيرقابل مشاهده خواهد بود.
 در نتيجه زماني كه يك سياهچاله‌ي فضايي از بين مي‌رود، آيا اطلاعات بر اثر نوعي از تابش كه هاوكينگز مطرح كرد، دوباره برمي‌گردند؟ اين سياهچاله‌ها به نظر مي‌رسد به وضوح در همه‌جاي جهان هستي وجود دارند و حاضر هستند. اگر پيچ‌ و تابهاي موجود در حفره‌هاي ماري (حفره‌هاي تكيني) باعث آشكار شدن يك چاله‌ي جديد در بعد فضا – زمان مي‌شوند، پس مي‌توان نتيجه گرفت كه جهان هستي مثل يك كف‌گير يا صافي فضايي در حال نشست كردن است؟ اگر اينگونه است، پس محتوياتش به كجا مي‌روند؟
 

۶) جهان هستي از چه چيز ساخته شده است؟ 
 دريغ و افسوس كه اين سردرگمي همچنان ادامه دارد. فيزيكدانها دقيقاً نمي‌دانند و مطمئن نيستند كه آنجا چه چيزهايي هست. در نجوم اينگونه مطرح مي‌شود كه آنچه شما مي‌بينيد، دقيقاً آنچه نيست كه وجود دارد. ستاره‌ها، سياره‌ها و توده‌هاي غبار موجود در فضا از اتم‌هاي معمولي تشكيل شده‌اند. اما براي هر گرم از اجرام معمولي در جهان هستي، چندين گرم اجرام ناديده و ناشناخته وجود دارد.
 ما اين را از نوع حركت ستاره‌ها مي‌دانيم. كهكشان راه شيري بيش از حد تند مي‌چرخد و اين براي نيروي جاذبه ايجاد مشكل مي‌كند كه همه‌ي اجسام و اجرام قابل مشاهده‌ي بر روي آن را نگاه دارد. ستاره‌هاي اطراف نيز اگر مقدار زيادي از اجرام و اجسام فضايي در اطرافشان در حال كشيده شدن نبودند، حتماً سقوط مي‌كردند. كهكشانهاي ديگر نيز همين‌گونه اند. حجم زيادي از مواد و اجرام ناديده و ناشناس در بين كهكشانها وجود دارند كه آنها را به دسته‌هاي در حال جنب و جوش و آسياب كردن تبديل مي‌كنند.
 اگر جهان هستي را يك كل در نظر بگيريم، آنگونه كه گسترش پيدا مي‌كند و پس‌زمينه‌ي كهكشاني در حال ساطع كردن امواج گرمازا (پس‌فروزشهاي در حال محو شدن پس از انفجار بزرگ) يعني همه‌ي اجزاي ظاهري و قابل رويت جهان هستي، به وجود يك اصل فراگير و نافذ اشاره مي‌كنند، يعني جهان پنهان هستي.
 تئوريهاي اين‌چنيني در مورد ماهيت ماده يا "جرم تاريك" باز هم وجود دارند. از دسته‌هاي بزرگ سياهچاله‌هاي فضايي گرفته تا ذرات ريز تجزيه شده‌ بر اثر انفجار بزرگ. اساساً در اين مورد، سه ايده‌ي اصلي وجود دارد. نخستين ايده، نظريه‌ي "انرژي تاريك" است كه مانند اجرام محو و پنهان درون فضا به شكل يكسان و يكنواخت پراكنده شده‌اند، رفتار مي‌كند. مشاهدات به ما نشان مي‌دهد كه اين اجرام مي‌توانند بيش از دو سوم كل مواد جهان هستي را تشكيل دهند. نظريه‌ي دوم، نظريه‌ي "اشياي نوراني فشرده و حجيم" معروف به MACHO است. اشيايي مانند كوتوله‌هاي قهوه‌يي فضايي! فضانوردان، برخي از آنها را كشف كرده‌اند اما براي تشكيل دادن باقي‌مانده‌ي جهان هستي، اين اشيا بسيار ناچيز هستند.
 در نهايت، اجزا و ذرات ريز زيراتمي مانند نوترونها را داريم. اين اجرام روان و سيال به سختي با ديگر اجرام و مواد تعامل مي‌كنند و بسيار گنگ و نامعلوم به نظر مي‌رسد كه آيا آنها به كره‌ي زمين هم وارد مي‌شوند يا نه. تعداد بسيار زيادي از آنها وجود دارند كه شايد هر گروه يك ميليارد نوتروني از آنها، فقط به اندازه‌ي يك نوترون در برابر تمام مقادير موجود در گيتي به حساب بيايد اما احتمالاً اين ذرات جرم بسيار كمي دارند و بخش كوچك و ناچيزي از مواد و اجرام موجود در جهان را تشكيل مي‌دهند.
 تئوريسين‌ها معتقد به وجود نوع ديگري از ماده‌هاي پرنفوذ هستند كه جرم قابل توجه و فراواني دارند و به عنوان WIMP يا "ذرات حجيم كم‌تعامل" شناخته مي‌شوند و آزمايشها براي به دست آوردن و جمع‌آوري آنها در حال انجام است.
 ايده‌هاي عجيب و هيجان‌انگيز ديگري مانند مواد و اجرام پنهان شده در بعد چهارم يا وجود يك جهان ديگر در سايه‌ي كهكشهانهاي شناخته شده نيز مطرح شده‌اند. شايد ماهيت جهان تاريك، مركبي از بسياري چيزها باشد كه بسياري از آنها هنوز هم ناشناخته‌اند. آنچه كه واضح و مبرهن است اينكه به نظر مي‌رسد اتمهاي معمولي و رايجي كه ما و كره‌ي زمين از آنها ساخته شده‌ايم، تنها بخش كوچكي از كل جرم و ماده‌ي موجود در جهان هستي را شامل مي‌شود كه بخش عمده‌ي آن را ناشناخته‌ها تشكيل مي‌دهند.

۷) اين سوالهاي من از كجا مي‌آيند؟
هوشمندي و آگاهي انسانها از كجا مي‌آيد؟ چرا برخي الگوها و صفحات سلولي الكتريكي مانند صفحات سلولي در مغز، داراي احساس و انديشه هستند در حالي كه برخي ديگر از اين صفحات مانند سلولهاي سراسري در دستگاه گوارش يا دستگاه تنفسي احتمالاً چنين احساساتي را ندارند؟ يا از سوي ديگر، چگونه مي‌شود كه مفاهيم انتزاعي و غيرجسماني مانند تفكرات يا آرزوها مي‌توانند الكترونها و يون‌ها را به سمت مغز حركت دهند و دستگاه حركت فيزيكي بدن را تحريك نمايند؟
 يا آيا اين سوالات فقط مغلطه‌ي بي‌معنا و بي‌مورد مفاهيم هستند؟ آيا فيزيكدانها اين سوالات را به راحتي پاسخ مي‌دهند؟ عده‌يي فكر مي‌كنند كه اين سوالها براي فيزيكدانها، به آساني پاسخ داده مي‌شوند. ارتباط دادن جهان مادي و جهان معنوي، چيزي است كه اكثر فيزيكدانها از آن اجتناب و دوري مي‌كنند. اما اگر فيزيك مدعي باشد كه يك علم جهان‌شمول و عمومي است، مي‌توان نتيجه‌گيري كرد كه آگاهي و معرفت علمي، تعريفي عام و تلفيقي از هر دوي اين مفاهيم است.
 مكانيك كوانتومي به عنوان يك كليد در اين زمينه شناخته شده است. بيشتر به اين دليل كه ناظر بيروني، نقشي اساسي در تعريف و تعبير سيستمهاي كوانتومي بازي مي‌كند. اما هنوز راه زيادي مانده تا اين موضوع روشن شود كه تاثيرات كوانتومي مي‌تواند به كل دستگاه و مجموعه‌ي نورونها و سلولهاي عصبي برسد يا نه.
 شايد كليد رسيدن به پاسخ، رجوع كردن به تعريف زندگي است. هيچ كس نمي‌داند كه دقيقاً چگونه، كجا و چه زماني، حيات شروع شد. شايد تلفيقي از مواد شيميايي بي‌جان، در ابتدا منجر به تشكيل شدن بدن يك موجود زنده شد. به نظر نمي‌رسد كه اين اتفاق به شكل آني و لحظه‌يي و در يك مرحله افتاده باشد و بي‌هيچ گفت‌وگويي، مي‌توان ادعا كرد كه يك فرآيند فيزيكي پيچيده و طولاني طي شده اما هنوز مشخص نيست كه اين سير تكامل حيات، از مشكلات و مسايلي است كه بايد در حوزه‌ي فيزيك بررسي شود يا نه.
 گاهي اوقات ادعا مي‌شود كه زندگي بر پايه‌ي قانونهاي فيزيكي نوشته شده است. البته اين مساله درست است كه اگر اين قوانين اندكي متفاوت بودند، زندگي به طور كلي دگرگون مي‌شد اما هيچ چيزي در اين قانونهاي شناخته شده وجود ندارد كه جسم يا مفهومي را به ساماندهي در زندگي مجبور كند. اگر قانون حيات نيز در طبيعت وجود داشته باشد، نمي‌توان در لابه‌لاي قانونهاي فيزيكي آن را يافت كه خاستگاهش، نظرياتي چون تئوري اطلاعات و... است. علاوه بر اينها، يك سلول زنده، نوعي از ماده‌ي ناشناخته و جادويي نيست كه يك سيستم و نظام بسيار پيچيده‌ي پردازش و تكرار اطلاعات است.
 قوانين حاكم بر تئوري اطلاعات يا تئوري پيچيدگي، همچنان مورد استفاده هستند. در سطح مشابه و از سوي ديگر، همانطور كه اروين شرودينگر در دهه‌ي ۱۹۲۰ ادعا كرده بود، مكانيك كوانتومي نيز نقش مهمي در تاريخچه‌ي حيات بازي مي‌كند.
 هرچند كه قوانين مربوط به پردازش كوانتومي اطلاعات، به شكل قابل ملاحظه‌يي با سيستمهاي كلاسيك بيولوژيك تفاوت دارند اما مي‌توانند كليدي براي حل اين مشكلات و پاسخ به اين سوالها باشند.

منبع: NewScientist

.......................................................................................................................... پایان مطلب

برگرفته از : شبکه ی فیزیک هوپا

منبع : روزنامه ايران

----------------------------------------------------------------------

نویسنده : ابوتراب یغمایی

» فلسفه فيزيك به معناى امروزين كلمه تقريباً از اوايل قرن بيستم و با شكل گرفتن تجربه گرايى منطقى وارد ادبيات فلسفى شد.امروزه در دانشگاه هاى معتبر دنيا كرسى اى با اين عنوان در سطوح مقدماتى و تكميلى ارائه مى شود. هر چند با سلطه نگرش پوزيتيويستى در ميان فيزيكدانان،فيلسوفان حتى حق همراهى با فيزيكدانان را از دست داده اند ولى با اين وجود، فلسفه فيزيك جايگاه خود را پيدا كرده است. به طور كلى فلسفه فيزيك در سه شاخه جريان دارد؛

الف) تحليل فلسفى مفاهيم فيزيكى
 
به نظر مى رسد نخستين و مطمئن ترين شيوه براى برساختن جهان پيرامونمان توسل به نظريه هاى فيزيكى باشد.اغلب فيزيكدانان اين تصور را دارند كه اگر قرار باشد تنها يك طريق براى شناخت جهان مادى وجود داشته باشد، آن شيوه اى است كه بهترين نظريه هاى علمى معرفى و پيشنهاد مى كنند.به عنوان مثال در نظريه الكترومغناطيس الفاظى وارد مى شوند مانند: «بار»، «ميدان»،«امواج» و …كاركرد نظريه الكترومغناطيس اين است كه ميان مفاهيم ناظر براين الفاظ و خصوصيات آنها روابطى برقرار كند كه اين روابط توسط دستگاهى رياضى بيان مى شوند.به عنوان نمونه اين نظريه توسط چهار معادله منسوب به معادلات ماكسول پايه گذارى مى شود.به محض اين كه شخص شناخت نسبى از اين نظريه پيدا كرد استعداد اين را دارد كه پرسشگرى فلسفى اش شروع به كار كند، پرسشگرى اى كه در صورت امكان بايد بيرون از كلاس فيزيك جريان داشته باشد.به اين پرسش ها كمى فكر كنيد:آيا معادلات ماكسول مى توانند از معادلات نيوتن استنتاج شوند؟ آيا نظريه الكترومغناطيس سازگار است؟ (يعنى نتايج متناقضى به همراه ندارد)آيا نظريه الكترومغناطيس با نظريه گرانش نيوتن سازگار است؟مى توان نظريه الكترومغناطيس را بنا نهاد بدون اين كه مفهوم ميدان را وارد كرد؟ اصلاً چرا مفهوم ميدان وارد نظريه الكترومغناطيس شده است؟براى پاسخ دادن به اين پرسش ها علاوه بر اين كه دانستن فيزيك ضرورت دارد،مقدار قابل توجهى شم فلسفى و منطق رياضى نيز لازم است. به همين دليل است كه فلسفه فيزيك امروزه به عنوان رشته اى مستقل تدريس مى شود.

اما بياييد مفهوم ميدان را واكاوى فلسفى كنيم.همانطور كه مى دانيد ميان دو جرم نيروى گرانشى وجود دارد كه دو جسم را به سمت يكديگر جذب مى كند.اين نيرو با مقدار اجرام نسبت مستقيم و با مجذور فاصله دو جسم نسبت عكس دارد. مثلاً اگر فاصله نصف شود، نيروى گرانش ميان دو جسم چهار برابر مى شود.

حال پرسش مهم اين است كه اگر يكى از اجسام را از سر جايش تكان بدهيم، همزمان نيروى وارد بر جسم ديگر تغيير مى كند يا فاصله زمانى طول مى كشد تا اين تغيير نيرو منتقل شود؟ اين همان سؤالى است كه براى نيوتن نيز از اهميت فراوانى برخوردار بود و چون در هستى شناسى نيوتن تنها ذرات وجود داشتند تغيير نيرو بايد به صورت همزمان منتقل مى شد،چرا كه واسط ذره اى ميان دو جسم وجود ندارد. اصطلاحاً گفته مى شود اگر اثرى فيزيكى از يك هويت به هويت ديگر به صورت همزمان انتقال يابد،كنش از دور(Action at a distance ) وجود دارد. كنش از دور همانطور كه براى خود نيوتن ناخوشايند بود براى بسيارى از فلاسفه و فيزيكدانان ديگر نيز ناخوشايند است.
اهميت فلسفى اين موضوع در اين است كه به شدت با هر تحليلى از عليت گره مى خورد.اگر كنش از دور وجود داشته باشد پس مى توانيم بگوييم كه علت در معلول بصورت همزمان اثر مى كند.هيوم از نسل فلاسفه قديم(در رساله) و لويس از فلاسفه معاصر(در مقاله «وابستگى خلاف واقع و جهت زمان»)، از جمله كسانى هستند كه اين خصوصيت رابطه على را نمى پذيرند.اما براى اين كه از دست كنش از دور رهايى يابيم ناچاريم هستى شناسى خود را متورم كنيم و هويت ديگرى را مفروض بگيريم:ميدان.مفهوم ميدان به شكل دقيقش براى نخستين بار در قرن نوزدهم توسط فارادى و ماكسول وارد فيزيك شد.معادلات ماكسول، معادلات ديفرانسيلى بر روى ميدان هاى الكتريكى و مغناطيسى است. كاركرد اين هويت جديد اين است كه در انتقال نيروى الكترومغناطيس از بارى به بار ديگر واسطه على مى شود.نيروى گرانش نيز در قرن بيستم و توسط نظريه نسبيت عام شكل ميدانى پيدا كرد.پس جهان تصوير شده از فيزيك جهانى دوگانه است،جهانى شامل دو هويت مستقلِ ذره و ميدان.
بررسى اين نمونه نشان مى دهدكه اين شاخه از فلسفه فيزيك علاوه بر اين كه با مباحث علم فيزيك همپوشانى مى كند، با مباحث متافيزيكى نيز گره مى خورد كه عليت نمونه بارز آن است.

ب)ساختار نظريه هاى فيزيكى

در يكى ديگر از شاخه هاى اصلى فلسفه فيزيك به اين موضوع پرداخته مى شود كه شكل منطقى- رياضى نظريه هاى علمى چگونه است و يا اين كه چگونه بايد باشد.براى اين كه فلاسفه قادر باشند با شفافيت به تحليل نظريه هاى فيزيكى بپردازند،بايد نظريه هاى فيزيك جدا از آنچه كه در كتاب هاى درسى فيزيك به نگارش در مى آيند،صورت بندى شوند.چراكه نظريه هاى معرفى شده در كتابهاى درسى دانشگاهى هدف شان صراحت منطقى نيست، بلكه فهماندن نظريه است.به همين دليل عده اى از فلاسفه فيزيك به اين امر مشغول هستند و ادعا دارند قبل از اين كه مشكلات فلسفى ناظر بر نظريه هاى علمى را حل كنيم بايد شكل منطقى آنها را صورتبندى كنيم. به عنوان مثال در نزد فلاسفه علم استاندارد مثل كارنپ،همپل،رايشنباخ و…. نظريه فيزيكى مجموعه اى از گزاره هاست و عبارت است از يك زبان صورى شده در منطق مرتبه اول كه توسط قواعد تطابقى تعبير تجربى پيدا مى كند.با انتقادات كوهن اين نظر فلاسفه علم استاندارد نيز مانند ساير نظرات شان فرو ريخت. اگرچه بديل ساختارگرايى همزمان با انتقادات كوهن توسط پاتريك سوپيز پيشنهاد شد اما تا دهه ۸۰ و ۹۰ اين روش تقريباً مسكوت ماند.در نظر ساختارگرايان نظريه، مجموعه اى از مدل هاست.امروزه ساختارگرايى مهمترين نحله فلسفه فيزيك است كه در ديگر مسائل فلسفه علم نيز پيشرو است.اين شاخه از فلسفه فيزيك به نحو عالى منطق، رياضى، فيزيك و فلسفه را در هم مى آميزد و بيشتر در كشورهاى اروپايى خصوصاً آلمان و هلند جريان دارد.

ج)فلسفه فيزيك؛ محور فلسفه علم

مسأله تبيين، تمايز علم از غير علم،قوانين طبيعت،واقع گرايى و… از مهمترين موضوعات فلسفه علم است.فيزيك به عنوان بالغ ترين علوم، نقش مهمى در تنازعات مربوط به اين مسائل بر عهده دارد.به عنوان مثال مكانيك كوانتومى نقش مهمى در منازعه واقع گرايى ضد واقع گرايى ايفا كرده است.طبق واقع گرايى علمى، هويات مفروض در نظريه هاى علمى مستقل از اين نظريه ها وجود دارند،گزاره هاى اين نظريه ها يا صادق هستند و يا كاذب و در نهايت بهترين نظريه هاى علمى ما، جهان را همانطور كه در واقع است، توصيف مى كنند.
نگاهى به نتايج حاصل از مكانيك كوانتومى مى اندازيم:
الف)خصوصيات اشيا قبل از اندازه گيرى وجود ندارد. به عنوان نمونه در فيزيك كلاسيك قبل از اين كه مكان شىء اى را اندازه گيرى كنيم،شىءداراى خصوصيت مكانى است، اما در مكانيك كوانتومى نمى توان از خصوصيت مكانى شىء قبل از اندازه گيرى سخن گفت.
ب)جهان تصوير شده حاصل از فيزيك كلاسيك و جهان تصوير شده حاصل از مكانيك كوانتومى را نمى توان به نحو سازگارى توأمان تصور كرد.به نظر مى رسد كه واقع گرايى علمى به نحو آشكارى با نتايج مكانيك كوانتومى در تعارض است.بنابراين هر نظريه اى در باب واقع گرايى علمى بايد اين نتايج را در نظر داشته باشد.ديگر مسائل مربوط به فلسفه علم نيز به همين نحو با نتايج فلسفى نظريه هاى فيزيك گره مى خورند. شاخه سوم فلسفه فيزيك جايگاه خود را در فلسفه علم به معناى عام، پيدا مى كند.
 
درباره پاتريك سوپيز
پاتريك سوپيز متولد ۱۹۲۲ از مهمترين فلاسفه فيزيك است. در سال ۱۹۴۳ مدرك كارشناسى خود را در رشته هواشناسى از دانشگاه شيكاگو اخذ كرد.به قول خودش هواشناسى به وى آموخت كه تمايز قاطعى ميان علوم فيزيكى و علوم انسانى وجود ندارد.در سال ۱۹۵۰ مدرك دكتراى فلسفه خود را از دانشگاه كلمبيا در موضوع كنش از دور زير نظر ارنست نيگل دريافت كرد.هر چند علاقه وى بررسى اصل موضوع سازى نظريه هاى فيزيكى بود ولى نيگل به وى پيشنهاد مى كند كه رهيافتى غير صورى را برگزيند.سپس به استنفورد مى رود وبا مك كينزى منطقدان و ديويدسون همكار مى شود.در بركلى تحت تأثير تارسكى قرار مى گيرد و ايده اصل موضوعى ساختن نظريه هاى فيزيكى بر مبناى نظريه مجموعه ها را براساس نظريات وى بنا مى نهد. مبانى فيزيك، مكانيك كوانتومى، نظريه اندازه گيرى، نظريه تصميم، روانشناسى زبان وآموزش رياضيات از جمله زمينه هاى كارى وى بوده اند.آخرين كتاب وى بازنمايى و ناوردايى ساختارهاى علمى است كه در سال ۲۰۰۲ توسط انتشارات دانشگاه شيكاگو منتشر شد.

! براى مطالعه بيشتر

در مورد بخش اول كتاب مقدمه اى بر فلسفه فيزيك :موضعيت،ميدان ها، انرژى و جرم
An Introduction to Philosophy of Physics:Locality,Fields,energy and Mass
نوشته مارك لنگ (M.Lang)از جمله كتاب هايى است در اين شاخه از فلسفه فيزيك كه به زبانى ساده به رشته تحرير در آمده است.براى آشنايى بيشتر با ساختار نظريه ها دو مقاله از پيشگامان ساختارگرايى يعنى جوزف اسنيد(J.Sneed) و ولفگانگ اشتگمولر (W.Stegmuller) توسط دكتر شاپور اعتماد ترجمه و در كتاب «ديدگاه ها و برهان ها» توسط نشر مركز انتشار يافته است.كتاب ساختار منطقى رياضى- فيزيك (Logical Structure Of Mathematical Physics)نوشته اسنيدكتابى كلاسيك والبته مشكل در اين زمينه است.ون فراسن (V.Fraasen)نيز در فصل دوم كتاب تصوير علمى(Scientific Image) به شيوه اى ساده به معرفى ساختار و مدل مى پردازد.

.......................................................................................................................... پایان مطلب

» وقتي براي گشت و گذار به دل كوه ها و كوهپايه ها پناه مي بريد و از شيب تند جاده به سمت پايين حركت مي كنيد، بوي نامطبوعي كه از لنت ترمز خودروي شما خارج مي شود، شما را هشيار مي كند.

از فرزندتان مي خواهيد آن را تنفس نكند چون شنيده ايد بسيار سمي است. اما فكر كرده ايد چرا؟ فناوري هاي نوين هميشه مثل سكه دو رو دارند، طرفي از آنها كه در جهت رفاه و بهره مندي انسان است و وجهي ديگر كه به طور مستقيم با سلامت جسمي در تضاد است. چند سالي مي شود كه نانوتكنولوژي به   عنوان يك كليد در حل بسياري از مشكلات صنايع در قرن اخير گره گشا بوده است و در بسياري موارد به بشر خدمت مي كند؛ اما نبايد از روي ديگر اين سكه غافل بود.

ذرات نانو در مواردي مي توانند همچون غبار همان آزبست لنت ترمز عمل كنند و مثل يك ذره كاملا غيرطبيعي كه بدون هدف در فضا رها شده است ، از جنبه هاي مختلف ، سلامت انسان را تهديد كنند. البته همچنان كه علم نانو يك علم نو و جديد است ، عوارض جانبي آن هم چندان مشخص نيست ، اما دانشمندان تا حدي توانسته اند روابطي بين بعضي بيماري هاي تنفسي با ذرات نانو را به اثبات برسانند.
فناوري هاي نانو، در زمينه هاي گوناگوني همچون توسعه داروها، تصفيه آبها و زدودن انواع آلودگي هاي  آب ، فناوري هاي ارتباطي و اطلاعاتي ، توليد مواد مستحكم تر و سبك تر داراي مزاياي بالقوه هستند.  امروزه بسياري از شركت هاي تجاري ، بر مبناي همين فناوري ها، نانوذرات را به شكل پودر، اسپري و پوشش توليد مي كنند كه كاربردهاي زيادي در قسمت هاي مختلف اتومبيل ، راكت هاي تنيس ، عينك هاي آفتابي ضد خش ، پارچه هاي ضد لك ، پنجره هاي تميز كن خودكار و صفحات خورشيدي دارد و تعداد اين شركت ها با سرعتي باور نكردني رو به افزايش است.
نانو چه اندازه اي است؟
محدوده اندازه ذراتي كه اين چنين علاقه مندان را در صنعت به سوي خود جلب كرده است ، معمولا كمتر از 100 نانومتر است. براي اين كه تصوري از مقياس داشته باشيم ، بد نيست به اندازه موي سر انسان كه چيزي حدود 10هزار تا 50 هزار نانومتر است توجه كنيم. يك سلول قرمز خون ، قطري حدود 5 هزار نانومتر دارد و ابعاد يك ويروس بين 10 تا 100 نانومتر است. با كاهش اندازه ذرات ، نسبت تعداد اتم هاي سطحي به اتم هاي داخلي بيشتر مي شود. بر فرض درصد اتم هاي سطحي يك ذره با اندازه 30 نانومتر 5 درصد  است ، در حالي كه اين نسبت براي يك ذره با اندازه 3نانومتر 50 است.
اين طوري است كه نانوذرات در مقايسه با ذرات بزرگتر نسبت سطح به وزن بسيار بيشتري دارند و با كاهش اندازه ذرات به يك دهم نانومتر يا كمتر، اثرات كوانتومي ديده مي شوند و اين اثرات هم مي توانند به مقدار زيادي ويژگي هاي نوري ، مغناطيسي و الكتريكي مواد را تحت الشعاع قرار دهند. با اين ويژگي هاي جديد است كه ساختار مواد در مقياس نانو به ما امكان طراحي و ساخت مواد جديد با ويژگي هاي كاملا نويي را مي دهد. با كم كردن اندازه و ثابت نگه داشتن نوع ماده ، ويژگي هاي اساسي از قبيل هدايت الكتريكي ، رنگ ، استحكام و نقطه ذوب ماده تغيير مي كند.
نانو و تهديد محيط زيست
در حين فرآيندهاي احتراق ، براي توليد انرژي يا در اتومبيل ها، فرآيندهاي خوردگي مكانيكي يا فرآيندهاي صنعتي معمول ، نانوذراتي به صورت ناخواسته توليد مي شوند كه تا حد زيادي محيط زيست و زندگي انسان را تحت تاثير قرار مي دهند.
به نظر مي رسد با گسترش استفاده از اين فناوري ها، اثرات افزايش بيش از حد توليد و استفاده از نانو مواد بر سلامت كاركنان و مصرف كننده ها، سلامت عمومي و محيط زيست ، بيشتر مورد توجه قرار گرفته است.
از آنجا كه فرآيند رشد و واكنش هاي شيميايي كاتاليستي كه در سطح اتفاق مي افتند، يك مقدار مشخصي از ماده در مقياس نانومتري ، بسيار فعال تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگتر است ، اين ويژگي ها ممكن است روي سلامت و محيط زيست اثرات منفي داشته و منجر به افزايش سميت نانوذرات شوند.
ورود از راه تنفس
خطرات احتمالي نانوذراتي كه در هوا پخش شده اند، يعني آئروسل ها اهميت بالايي دارند. اين مساله به دليل تحرك بالاي آن و امكان جذب از طريق ريه كه راحت ترين مسير ورود به بدن است ، اهميت پيدا مي كند. اندازه ذرات نانو كه به نسبت ساير موادي كه به ريه وارد مي شوند كوچك تر است ، اين امكان را فراهم مي كند كه نشت اين ذرات تا ميزان بالايي روي دستگاه تنفسي ، راحت تر صورت گيرد.دستگاه تنفسي سه قسمت شامل مسيرهاي هوايي بالايي ، ناحيه نايژه ها و ماكروفاژها دارد كه امكان آلودگي آنها با مواد نانو را بررسي مي كنيم.
وقتي ريه ها ملتهب مي شوند
مسيرهاي هوايي بالايي و نايژه ها به وسيله لايه موكوس حفاظت مي شوند. ذرات بزرگتر از طريق نشستن روي ديواره مسير هوايي ، از هواي ورودي به ريه ها جدا مي شوند. حركات مژه اي اين قسمت ، خلط را به سمت گلو بالا برده و از آنجا يا در اثر سرفه خارج و يا با عمل بلع ، بلعيده مي شوند. ذرات كوچكتر (كوچكتر از 2.5 ميكرومتر) و نانوذرات ، ممكن است وارد كيسه هاي هوايي شوند كه ناحيه مبادله گاز در ريه هستند   و كوچك ترين اجزاي ريه محسوب مي شوند كه در ارتباط با مويرگ ها قرار دارند.
به منظور دفع دي اكسيدكربن از مويرگ ها به كيسه هاي هوايي و جذب اكسيژن ، تمام غشاها و سلول ها در اين قسمت ها نازك و آسيب پذير هستند و هيچ گونه لايه حفاظتي ندارند. تنها مكانيسم حفاظتي در اين قسمت ، ماكروفاژها هستند. اين ماكروفاژها سلول هاي بزرگي هستند كه اشيائ خارجي را بلعيده و از طريق جابه جا كردن آنها مثلا به سوي گره هاي لنفاوي آنها را از كيسه هاي هوايي خارج مي كنند. نانو ذرات تا حد زيادي از اين سيستم حفاظتي رها شده و مي توانند وارد بافت هاي تنفسي شوند.
ذرات و الياف باقي مانده مي توانند با بافت هاي مخاطي ريوي بر هم كنش كرده و بافت هاي ريوي را دچار التهاب هاي شديد، زخم و حتي مرگ كنند. اين وضعيت ريه ها در چند بيماري ديگر هم ديده مي شود، از جمله در بيماري باكتريايي ذات الريه يا بيماري هاي صنعتي مهلكي همچون سيليكوسيس يا آزبستوسيس مشاهده مي شوند.
چه افرادي بيمار مي شوند؟
از قديم ، اين دو بيماري بر اثر تنفس ذراتي مثل نانوذرات ايجاد مي شده است كه اثرات بسيار مهلكي بر سلامت دستگاه تنفسي دارند. سيليكوسيس وقتي ايجاد مي شود كه گرد و غبار حاوي سيليس براي مدت طولاني به درون ريه تنفس شود. سيليس بلوري براي سطح بيروني ريه سمي است. وقتي سيليس بلوري در تماس با ريه قرار مي گيرد، اثرات التهابي شديد به وجود مي آيند، در تمام مدت اين التهاب باعث مي شود كه بافت ريه به نحو برگشت ناپذيري آسيب ديده و ضخيم شود كه اين پديده با عنوان فيبروسيس معروف است. سيليس بلوري ، معمولا در ماسه سنگ گرانيت ، سنگ لوح ، زغال سنگ و ماسه سيليسي  خالص وجود دارد. به همين دليل افرادي مثل كارگراني كه با ماسه كار مي كنند و كارگران كارخانه هاي ذوب فلزات ، سفالگران و... در معرض اين خطر قرار دارند. سيليس بلوري از سوي سازمان بهداشت جهاني به عنوان يك ماده سرطان زا معرفي شده است.
الياف پنبه نسوز هم ، طولي حدود چند ميكرومتر دارند، كه هرچند جز نانو مواد نيستند، جزو موادي كه آلوده كننده دستگاه تنفسي و بيماري زا هستند، طبقه بندي مي شوند. پنبه نسوز يك فيبر معدني طبيعي است كه در بيش از 3 هزار ماده ساختماني و محصول توليدي به كار مي رود. اين نوع الياف تمايل دارند به الياف بسيار ريزتر خرد شوند. به دليل كوچك بودن ، اين الياف ممكن است بعد از پخش شدن در هوا براي مدت چند ساعت يا چند روز معلق باقي بمانند، الياف پنبه نسوز در طبيعت پايدارند و هرگز تجزيه نمي شوند و حتي در مقابل مواد شيميايي هم پايدارند و تبخير نمي شوند. در آب هم غيرقابل حل هستند. اين مواد باعث ايجاد سرطان ريه و مزوتليوما كه نوعي تومور خطرناك غشايي است و ريه را مي پوشاند مي شوند. آلودگي ذره اي هوا در مشاغل ديگري همچون توليد و فرآوري كربن سياه و الياف مصنوعي هم موجب ايجاد نگراني در اين زمينه مي شود.
ذراتي كه در شهرها معلق اند
با وجود اين كه ميزان خالص آلودگي ذره اي هواي شهري ، با كم شدن نشر ذرات از صنايع و مراكز توليد انرژي كاهش يافته است ، غلظت ذرات فوق ريز ناشي از ترافيك ، افزايش پيدا كرده است. اگر دقت كرده باشيد وقتي از شيبي با اتومبيل تان به سمت پايين حركت مي كنيد، لنت هاي ترمز اتومبيل شما و سايرين ، بويي در هوا متصاعد مي كند، كه اغلب مردم از سمي بودن آن مطلع هستند، اما به طور معمول در ترافيك هاي سنگين شهري هم مقادير بالايي از اين مواد وارد هوا مي شود كه معمولا همه ما نسبت به آن بي توجهيم.
با توسعه روش هاي اندازه گيري ، آثار روشن تري از ذرات با اندازه كوچك تر مشاهده شده است. با اين حال بسياري از مطالعات كماكان ادامه دارند و خيلي كم به نتيجه رسيده اند. دانشمندان بر اين عقيده اند كه اثرات زيان آور آلودگي ذره اي هوا، به طور عمده به غلظت ذرات كوچك تر از 100 نانومتر ارتباط دارد و به غلظت جرمي ذرات بزرگتر چندان بستگي ندارد. به همين دليل به نظر مي رسد تركيب اطلاعات به دست آمده از اپيدمي شناسي در محيطهاي مختلف با داده هاي حاصل از مطالعات سم شناسي انجام گرفته بر روي حيوانات چندان هم دور از واقعيت نيست.
ذره ها بيماري زا هستند
بتازگي مطالعات اپيدمي شناسي ثابت كرده اند ارتباط مستقيمي بين افزايش مقطعي مواد ذره اي و افزايش بيماري و مرگ و مير ناشي از نارسايي هاي قلبي و عروقي وجود دارد. بيماران مسن تري كه سابقه بيماري هاي قلبي يا تنفسي دارند و همين طور بيماران ديابتي ، در معرض خطر بيشتري قرار دارند. همچنين ثابت شده است كه نشست ذرات در اندازه هاي نانو در كيسه هاي هوايي شش ها منجر به فعال شدن   توليد سيتوكينيني به وسيله ماكروفاژها و سلول هاي كيسه هاي هوايي شده و التهاب سلول ها را   به دنبال دارد.
نمونه هاي تصادفي از ميان بزرگسالان سالم در معرض آلودگي ذره اي هوا، نشان داد كه در پلاسماي خون اين افراد ميزان ويسكوزيته افزايش پيدا كرده است. اما با اين وجود، هنوز هم به طور كامل مشخص نيست كه اين مسائل را مي توان به نانوذرات تعميم داد يا خير و جنبه هاي ديگر آلودگي زاي اين ذرات تا چه طيفي گسترده اند. بررسي و مطالعات بيشتر در اين زمينه بسيار ضروري به نظر مي رسد .

......................................................................................................................... پایان مطلب

» جديدترين چرخه يازده‌ساله خورشيدي كه انتظار مي‌رود پنج سال ديگر به اوج فعاليت خود برسد، اوايل اين هفته نخستين نشانه‌هاي خود را بروز داد.

به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، فعاليت‌هاي خورشيد هر يازده سال به حداكثر مي‌رسد كه ظهور لكه‌هاي خورشيدي متعدد از نشانه‌هاي آن است.
فوران‌ها و توفان‌هاي خورشيدي در اين دوره به شديدترين حالت ظاهر مي‌شوند و شرايطي نسبتا خطرناك را براي بسياري از كارهاي روزمره و به خصوص مرتبط با فن‌آوري‌هاي فضايي در سراسر جهان پديد مي‌آورند.

داگلاس بيسكر، خورشيدشناس مركز پيش‌بيني‌هاي رويدادهاي فضايي در ايالات متحده (NOAA) با اشاره  به ظهور نخستين نشانه چرخه خورشيدي جديد گفت: «اين لكه همانند نخستين نسيم بهاري است كه فرا رسيدن فصل جديدي را نويد مي‌دهد. دراين مورد، اين لكه نخستين نشانه طوفان‌هاي خورشيدي است كه طي چند سال آينده رفته‌رفته افزايش خواهند يافت . »

لكه خورشيدي، منطقه‌اي از سطح خورشيد است كه فعاليت‌هاي مغناطيسي بسيار شديد و سازمان‌يافته‌اي در آن روي مي‌دهد؛ اما دماي سطح آن حدود يك‌هزار درجه سانتي‌گراد از ديگر نواحي خورشيد كم‌تر است و به‌همين دليل، درخشندگي كمتري دارد و تيره‌تر ديده مي‌شود.

انتظار مي‌رود دوره يازده‌ساله جديد خورشيد كه چرخه 24 خورشيدي نام دارد، رفته‌رفته توفان‌ها و لكه‌هاي بيشتري را به ‌نمايش بگذارد كه اوج اين فعاليت‌ها در سال 1391 و 1392 هجري شمسي است. البته توفان‌هاي ويرانگر خورشيدي غيرقابل پيش‌بيني هستند و هر زماني مي‌توانند روي مي‌دهند.

در توفان خورشيدي، موادي با بار الكتريكي فراوان به خارج خورشيد پرتاب مي‌شوند و اگر به زمين برسند، اختلالات مغناطيسي شديدي را پديد مي‌آورند كه مي‌تواند به قطع شبكه‌هاي انتقال برق، اختلال در ارتباطات و بروز مشكلات در ماهواره‌ها و فضاپيماها شود.
به نوشته پارس‌اسكاي، اين توفان‌ها مي‌تواند پرتوهاي خطرناكي را به فضانوردان بتاباند و آنها را دچار مشكل كند و همچنين مي‌تواند ماهواره‌هاي ارتباطي تجاري و سيستم موقعيت‌سنجي جهاني، GPS را از كار بياندازد و به ‌سادگي، بسياري از فعاليت‌هاي روزانه مانند ارتباطات تلفن‌هاي همراه يا دريافت پول از دستگاه‌هاي خودپرداز بانك‌ها را در بسياري از نقاط زمين مختل كند. وابستگي بيش ‌از پيش انسان‌ها به فن‌آوري فضايي چنين دردسرهايي را نيز درپي دارد و اين، اهميت پيش‌بيني رويدادهاي فضايي و بخصوص توفان‌هاي خورشيدي را بيش از پيش نشان مي‌دهد.

بهار امسال، كارشناسان NOAA در كنفرانسي مشترك با كميته بين‌المللي خورشيدشناسان، پيش‌بيني كرده بودند كه چرخه 24 خورشيدي از اواخر اسفند امسال آغاز مي‌شود؛ البته اين پيش‌بيني چندان دقيق نبود و تا شش‌ماه زودتر يا ديرتر خطا داشت؛ اما همه كارشناسان با اين موضوع موافق بودند كه چرخه جديد هرچه زودتر آغاز شود، قدرتمندتر است و بايد منتظر لكه‌هاي بيشتر و طوفان‌هاي بزرگتري بود؛ البته براي قضاوت درمورد قدرت چرخه 24 خورشيدي هنوز خيلي زود است و لكه‌هاي بيشتري را بايد بررسي كرد.

لكه نوظهور جديد، ده هزار و نهصد و هشتاد و يكمين لكه قابل رويتي است كه NOAA از 15 دي‌ماه 1350 تاكنون نامگذاري كرده است.

عرض بسيار بالاي اين لكه كه 27درجه شمالي است و قطبش منفي آن كه به سمت راست نيم‌كره شمالي متمايل است، نشانه‌هاي قاطعي از ظهور چرخه جديد خورشيدي هستند.
نخستين نواحي فعال و لكه‌هاي مربوط به چرخه جديد خورشيدي در عرض‌هاي بسيار زياد  ظاهر مي‌شوند، درحالي‌كه نواحي و لكه‌هاي مربوط به چرخه پيشين در نزديكي استواي خورشيد پديدار مي‌شوند.

.......................................................................................................................... پایان مطلب

» در این جا می توانید فايلي را كه سرعت نور را توسط قرآن اثبات كرده کنید . حجم این فایل بسیار كم است که البته برای اجراي فايل بايستی برنامه ی پاور پوينت روی رایانه ی شما نصب باشد .با دانلود اين فايل كه كاملا صوتي و انيميت است متوجه خواهید شد چگونه مبتنی بر آیات قرآن سرعت نور به اثبات رسيده است :

http://www.4shared.com/file/30143408/face7ff3/quran_farsi_.html

توضیح : شما می توانید به راحتی با كليك روي لينك فوق پس از لود كامل صفحه در وسط صفحه برروي Download file كليك كنيد .

و آنان(كافران) جايگاهشان آتش سوزان است .... و چه بد منزلگاهي است

.......................................................................................................................... پایان مطلب

منبع / نويسنده : سایت هوپا

» اختر فيزيكدان‌ها دلايلي را يافته‌اند كه روايت تصحيح‌شده‌اي از قانون دوم نيوتون (كه با جرم و شتاب سروكار دارد) در مقياس بزرگ عالم به خوبي كار مي‌كند. اين تصحيح‌هاي فيزيك نيوتوني به «ديناميك نيوتوني تصحيح شد » Modified Newtonican Dynamics MOND معروفند. الكس ايگناتيف (Alex Ignatiev) مي‌گويد «نيوتون مبنايي را براي مكانيك كلاسيك در رابطه با نيرو، جرم و شتاب دراختيار مي‌گذارد. اين مبنا همواره، به استثناي موارد خاص صادق است». ايگناتيف روشي را براي آشكارسازي اين مورد خاص ابداع كرده است كه با شتاب‌هاي مختصر بر روي زمين سروكار دارد. اين نوع آزمايش اغلب چنان دشوار درنظر گرفته مي‌شد كه در گذشته آن را ناممكن مي‌دانستند. ايگناتيف كه دانشمند انستيتوي پژوهش‌هاي فيزك نظري در ملبورن استرالياتس، مي‌گويد: «ما قبلاً مشاهده‌هايي از اين نظريه با دلايل اختر فيزيكي داشتيم اما مي‌خواهم ببينم كه اين نظريه روي زمين چگونه مي‌شود». پيشنهاد ايگناتيف درباره‌ي چگونگي انجام اين كار با عنوان «آيا نقض قانون دوم نيوتون امكان‌پذير است؟» در فيزيكال ريويولترز چاپ شده است.
ايگناتيف مي‌گويد «ولتسنرام‌هاي نقض قانون دوم نيوتون در شرايط خاص بر روي زمين با فيزيك بنيادي سروكار دارد. اگر قانون دوم بر روي زمين نقض شود، بايد هر چيزي را كه مي‌دانيم مورد ارزيابي مجدد قرار دهيم» و اين جايي است كه مشكلات پيشنهاد ايگناتيف آغاز مي‌شود. به نظر ايگناتيف «شرايط لازم براي آزمودن اين موضوع واقعاً بسيار خاص است. زمان و مكان آن را بايد به حساب آورد. جاهاي ممكن براي انجام اين آزمايش 80 درجه شمال و جنوب استواست. اين در عرض‌هاي جغرافيايي مانند قطب جنوب و گرينلند قرار دارد كه نواحي مساعدي نيستند اما زمان انجام آن نيز اهميت دارد و بايد به دقت تنظيم شود». ايگناتيف تأكيد مي‌كند كه فقط در مدت 1000/1 ثانيه در دو تاريخ در طول سال، در حوالي اعتدال‌ها براي اين كار مناسب است.  »
اگر قرار باشد اين آزمايش‌ها انجام شوند، دانشمندان بايد در جست‌وجوي چيزي باشند كه   اثر   Static High Latitude Modified Inertia SHLEMناميده مي‌شود كه حرف‌هاي اول لختي اشياي تصحيح شده‌ي عرض‌هاي جغرافيايي زياد در هنگام اعتدال است و در شرايطي قابل ملاحظه است كه نيروهاي چرخش زمين حول محورش را نيروي مداري حركت زمين به دور خورشيد خنثي كند. به گفته‌ي ايگناتيف «اين موضوع به جابه‌جايي مختصري مي‌انجامد كه بايد آشكار ساخته شود» اما اين موضوع چه‌قدر امكان‌پذير است؟ به استثناي محاسبه‌هايي كه به گفته‌ي او به تعيين تاريخ‌ها و مكان‌هاي مناسب آشكارسازي اثر SHLEM انجاميده است. به نظر ايگناتيف اين كار شدني است و چنان كه قبلاً گمان   مي‌رفت، ناممكن نيست.
ايگناتيف مي‌گويد «آشكارسازهاي موج گرانشي نقطه‌هاي شروع خوبي هستند. به نظر او جست‌وجوي انتقال‌هاي مختصر در گراني مي‌تواند به شناخت اين جابه‌جايي‌ها يا شتاب‌هاي مختصر كمك كند. به نظر يگناتيف «گرچه ما به نيروهاي متفاوتي مي‌نگريم اما روش آشكارسازي گرانشي را مي‌توان براي اين تحقيق به‌كار برد زيرا گرانشي، نيرويي ضعيف با تمام انواع جابه‌جايي‌هاست و جابه‌جايي‌هاي شتاب نيز به همين صورت كوچكند ». او اضافه مي‌كند «آشكارسازهاي موج گرانشي زيادي وجود دارند و آشكارسازهاي بيش‌تري نيز در حال ساخت هستند . »
به رغم شرايط خاص لازم براي آزمودن نقض قانون دوم نيوتون بر روي زمين ايگناتيف حس مي‌كند كه اين كار ارزش تحمل آن‌ها را دارد. به نظر او «اين كار دشوار است اما ناممكن نيست. اثر SHELM كليد آن است و اگر اين نقض را بيابيم، ارزش آن براي فيزيك بنيادي بسيار عظيم خواهد بود . »

......................................................................................................................... پایان مطلب

» هنگام صرف قهوه در سرسرای ساختمان شماره ۴۰ در سرن ؛ Cern   ( - مخفف آزمایشگاه اروپایی فیزیک ذرات) که یک تاسیسات وسیع آزمایشی مستقر در مرز فرانسه و سوئیس است، پروفسور وردی می گوید:

 علم فیزیک به یک تقاطع حیاتی پا گذاشته است. در دهه ،۱۹۷۰ نظریه موسوم به مدل استاندارد که تمام دانش موجود آن زمان درباره واکنش های ذرات تشکیل دهنده اتم را در بر می گرفت، اوج موفقیت فیزیک نظری محسوب می شد. امروز اما آن نظریه به ظاهر ناقص و تنها منزلی در راه رسیدن به نظریه ای   کاملتر تلقی می شود.
مدل استاندارد نمی تواند معروف ترین عضو چهار نیروی اساسی جهان یعنی نیروی گرانش را توضیح دهد؛ به علاوه این نظریه تنها در صدد توضیح ماده معمولی، که تنها کسر کوچکی از جهان را تشکیل می دهد برمی آید و نمی تواند ماده و انرژی تاریک را توضیح بدهد. اکنون شتابدهنده «کوبنده بزرگ ذرات هادرون» یا ال اچ سی در مرکز پژوهشی سرن، که با هزینه ۳/۲ میلیارد دلاری ساخته شده است باید به بزرگترین آرمان امروز علم فیزیک جان تازه ای ببخشد: نظریه ای کلان برای توضیح تمامی پدیده های فیزیکی درطبیعت.
در عمق صدمتری زیر زمین، در تونلی حلقوی به طول ۲۷ کیلومتر، دانشمندان در حال نصب قطعات سازنده دستگاه بی نهایت پیچیده و وسیع ال اچ سی هستند. زمانی که این دستگاه در سال ۲۰۰۷ برای یک فعالیت آزمایشی روشن شود، دو دسته از ذرات را در سرعت های بسیار بالا به همدیگر خواهد کوبید تا شرایط حاکم بر جهان لحظاتی پس از انفجار بزرگ را بازآفرینی کند. برخورد این دو دسته باید آبشاری از ذرات تازه به راه اندازد، که آشکار کننده طبیعت فیزیکی ورای نظریه مدل استاندارد خواهد بود. ال اچ سی برای اینکه در این آزمایش موفق باشد، باید در مقایسه با شتابدهنده های دیگر به سرعت های خیلی بالاتر دست پیدا کند.

● خلأ
اشعه های ذرات که از پروتون ها یا یون های سرب تشکیل شده، در زنجیره ای از شتاب دهنده های موجود سرن تولید شده و سپس به کوبنده بزرگ ذرات ها درون تزریق خواهد شد. در اینجا آنها یک بار دیگر تقویت می شوند تا به حداکثر میزان انرژی ممکن برسند. در حدود ۱۲۳۲ آهن ربا این اشعه های پرانرژی را از داخل خود حمل و آنها را در اطراف ال اچ سی خم می کنند.آزمایش ها در دمای منهای ۲۷۱ درجه سانتیگراد (۹/۱ درجه کلوین)، که دمای نهایی فعالیت ال اچ سی است انجام می شود. این تنها اندکی بالاتر از صفر مطلق است و از خلأموجود در فضای بیرون جو نیز سردتر است. آهن رباها در هلیوم مایع خوابانده می شوند تا دمای آنها به منهای ۲۷۱ درجه سانتیگراد افت کند. وقتی دمای هلیوم به ۱۷/۲ کلوین می رسد خواص خارق العاده ای به نمایش می گذارد. در این حالت ابر شاره، هلیوم تقریبا بدون چسبندگی به جریان می افتد و خاصیت شدید رسانایی برای حرارت بالا پیدا می کند. به این ترتیب به وسیله ای ایده آل برای سرد و پایدار ساختن یک سیستم بزرگ ابر رسانا مانند آنچه در ال اچ سی هست بدل می شود.
مایک لامونت یکی از مسئولان هماهنگی ال اچ سی می گوید: «چالش عظیمی خواهد بود. علاوه بر آهن رباها باید ۲۷ کیلومتر دستگاه و ابزارآلات کنترل که همه چیز آن باید بی نهایت دقیق و همزمان کار کند را اداره کنیم.» در چهار نقطه از حلقه ال اچ سی، دو اشعه از یکدیگر می گذرند و باعث می شوند ذرات از روبرو با هم برخورد کنند. در نزدیکی هر یک از نقاط تقاطع یک آشکارساز، دستگاهی به اندازه یک کاخ برای ضبط و اندازه گیری ذرات تازه تولید شده در جریان برخورد وجود خواهد داشت. چهار آشکارساز ال اچ سی به ترتیب ال اچ سی بی (LHCb)، آلیس، اطلس و کامپکت موئون سولنوئید (سی ام اس) نامگذاری شده اند. هر یک از آنها تحت نظارت یک تیم ویژه از فیزیکدان هاست. ال اچ سی بی و آلیس برای کاوش پدیده های خاص فیزیکی طراحی شده اند، اما اطلس و سی ام اس آشکارسازهایی برای اهداف عمومی هستند.هدف هر دو نوع آنها شناسایی ذرات بوزون های هیگز و همچنین جستجوی ذرات تقارن و تلاش برای یافتن ابعاد اضافی در فضا خواهد بود. به این ترتیب، دانشمندانی که روی آشکارساز اطلس کار می کنند تا حدودی با گروه مدیریت سی ام اس رقابت خواهند داشت. هر دو تیم قصد دارند نخستین کسانی باشند که هیگز را می یابند و وظیفه تصدیق این یافته را به دیگری محول کنند.
● بخشنده جرم
بوزون های هیگز یا هیگز بوزون (Higgs) توضیح می دهد چرا همه ذرات دیگر دارای جرم هستند. براساس نظریه مدل استاندارد، ذرات جرم خود را از طریق کنش و واکنش با میدان هیگز که آکنده از ذرات بوزون است به دست می آورند. واحدهای سازنده این دستگاه عظیم به طور جداگانه در آزمایشگاه هایی در گوشه و کنار جهان ساخته شده و برای مونتاژ به سرن منتقل شده اند.دکتر الن بار، فیزیکدان در یونیوسیتی کالج لندن و عضو تیم اطلس می گوید: همین اتفاق در مورد هواپیماهای بزرگ مثل A۳۸۰ می افتد. قطعات آنها جداگانه ساخته می شود و بعد آنها را روی هم سوار می کنند. 
 ● وقت پس دادن امتحان
در آنسوی مرز سوئیس در شهر سسی فرانسه، تیم سی ام اس به زودی آزمایش ها به روی برش های دستگاه خود را آغاز می کند تا ببیند آیا تک تک آنها قادر به ردیابی اشعه های کیهانی از فضا هستند یا نه. بخش اعظم مونتاژ سی ام اس روی زمین انجام می شود. عناصر بزرگ سپس توسط جرثقیل به داخل دالان های بزرگ زیرزمینی که برای جاسازی آنها ساخته شده پایین داده می شوند. این فرآیند تقریبا شش ماه زمان می برد. پروفسور جان الیس، نظریه پرداز ارشد سرن، بر این تصور است که یافتن ذرات هیگز ممکن است بتواند به درک یکی از اسرار بزرگ دیگر فیزیک نیز کمک کند: انرژی تاریک.
● کشف تاریک
در سال ،۱۹۹۸ دو تیم مطالعه کننده ابرنواخترها (سوپرنووا) نشان دادند که انرژی تاریک باعث تسریع انبساط جهان می شود. مطالعات بعدی آشکار ساخت که انرژی تاریک ممکن است ۷۰ درصد جهان را تشکیل دهد اما بهترین نظریه ها قادر به توضیح آن نبودند. اما به گفته جان الیس، میدان هیگز بهترین نامزد به عنوان منبع انرژی تاریک است. او توضیح می دهد: ساز و کار هیگز تمام فضا را با یک میدان پر می کند. برخلاف میدان جاذبه، که پیرامون خورشید و مرکز کهکشان قوی است، ضریب قوت میدان هیگز اساسا در همه جا یکسان است. این میدان، انرژی تاریک را توضیح می دهد، به این معنی که انرژی تاریک، چگالی انرژی در فضای خالی به فاصله خیلی خیلی زیاد از هر نوع ماده است. جان الیس می گوید این نظریه تنها یک ایراد   کوچک دارد: رقمی که از میزان انرژی تاریک به دست می دهد ده به توان ۱۲۰ بار بیش از میزان محاسبه شده است. او افزود: «اگر هیگز را پیدا کنیم، کل این نظریه را دایر بر اینکه یک میدان هیگز در سراسر کیهان وجود دارد که باعث پیدایش انرژی تاریک می شود تایید خواهد کرد. سپس می توانیم به سئوال بعدی بپردازیم که چرا رقم متفاوتی ارائه می کند.»چنین پیشرفتی به بحث پیرامون یک نظریه وحدت یافته برای توضیح تمامی پدیده های طبیعی جان خواهد داد. اکتشافاتی مانند ابرتقارن همچنین ممکن است شکاف میان شواهد تجربی و نظریه ابرریسمان ها (stringtheory) را پر کند. نظریه ابرریسمان ها تلاشی برای ایجاد یک نظریه کلان در توضیح جهان است که نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را کاملا آشتی می دهد. ال اچ سی ممکن است حتی چیزی کاملا غیرمنتظره را درباره طرز کار جهان ما آشکار کند. به گفته فیزیکدان ها چنین وضعی بیش از هر چیز نتایج زحمات آنها را لذت بخش خواهد کرد.

......................................................................................................................... پایان مطلب

به نقل از: شبکه ی فیزیک هوپا

منبع مقاله : nano.ir

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

» دراين مقاله مي كوشيم تا نقش رياضيات را از رهگذر مفاهيم فيزيك جديد، در دنياي زيبا و چندنظمي نانو نشان دهيم.
اغلب اشياء در جهان -از كوچكترين تا بزرگترين- از مجموعه از المانها تشكيل شده است كه هر يك داراي درجه‌اي از آزادي هستند. قوانين پايه‌اي فيزيك اين ويژگيها را توضيح مي‌دهند. اكنون فرض كنيد كه مي‌خواهيد معادلة نيوتن يا شرودينگر را براي 10²³ اتم حل كنيد؟ و فرض كنيد كه قويترين رايانه ها را نيز در اختيار داريد، آيا اين امر مقدور است؟ از ديدگاه اتمي پاسخ اين سؤال به نظر منفي مي‌رسد.
حل مسأله با در نظر گرفته 10²³ اتم زمان زيادي مي‌گيرد و نتايج براي تفسير كاملاً پيچيده مي‌شود (هيچ فضاي ديسك سختي قادر به ذخيره‌سازي موقعيت 10²³ اتم نمي‌باشد)
علاوه بر اين، براي هر ماده، هر تركيب شيميايي و ساختار شبكه‌اي مجبور به بارها و بارها محاسبه هستيم. علاوه بر اين با زمينه‌هاي منحصر به فردي از رفتار مواد در فازهاي انتقالي جامد، مايع، گاز، پلاسما، فرومغناطيس و ضدفرومغناطيس، ابررسانائي، ابر سيالي و .... مواجهيم. خواص مكانيكي ماده در هر فاز، از فازي به فازي ديگر، متفاوت است. زيرا اتمها داراي درجه آزادي هستند و بعلاوه، پارامترهايي نظير دما، فشار، نيروي خارجي از فازي به فاز ديگر به شدت تغيير مي‌كند. اما سؤال اساسي اينجاست كه چگونه رفتار آنها در گذر فاز مي‌توان ارتباط داد؟ اگر رفتار مواد را تحت شرايط آزمايشگاهي، در گسترة وسيعي از حالات بررسي كنيم، پارامترهاي متعددي را در خواهيم يافت كه قادرند شكل مسأله را عوض كنند. اما از سوي ديگر توانائي محاسباتي ما محدود است، بنابراين تقريب مقدور است اما پيشگوئي در چنين مواردي محدود است.
اما از سوي ديگر فيزيكدانان همواره به سوي تئوريهاي جهان شمول توجه دارند. رغبت در جهت پيشگوئي رفتار جهان شمول ماده، فيزيكدانان را به سوي« تئوري پديده‌هاي بحراني» سوق داد. «مؤلفه‌هاي بحراني» در يك كلاس جهاني مدلسازي قرار دارند. اين مؤلفه‌ها نمايشگر مدلي جهان شمول از رفتار ماده هستند و رفتار ماده را به تقارن ماده ( در ديدگاه ساختاري) و ابعاد فضاي ماده مرتبط مي‌كند. اين مقادير بحراني، با دقت مناسب بوسيله تئوري قابل محاسبه‌اند.

ارزش مؤلفه‌هاي بحراني در چيست؟

تئوريهاي مبتني بر آناليز ابعادي، مقادير نسبي براي اين مؤلفه‌ها پيشگوئي مي‌كنند. براي آنكه پيچيدگي مسأله را درك كنيم، يك تصوير لحظه‌اي از «اسپين» را در يك ماده «فرومغناطيس» مجسم كنيد. اكنون به شكل «2» دقت كنيد. شكل «2» نمايشگر نتايج يك شبيه سازي براي يك Ising فرو مغناطيس است. بطوريكه، اسپين‌ها مي‌توانند دو حالت «بالا» (نمايش داده شده با رنگ مشكي) يا «پايين» باشد. در حالت «فرومغناطيس»، (دما كمتر از دماي بحراني)، اغلب «اسپين‌ها» در حالت «بالا» قرار مي‌گيرند (شكل سمت چپ)، در حاليكه در حالت« پارامغناطيس» (دما بالاتر از دماي بحراني)، اسپين‌ها جهت‌گيري تصادفي مي‌كنند (شكل سمت راست، رنگ خاكستري). در اينجا تنها خوشه‌هاي كوچكي از اسپين‌هاي هم تراز، از اندازة سيستم، كوچكترند در حاليكه، در موقعيت بحراني (شكل وسط)، كه دما به حد بحراني رسيده است، خوشه‌هاي نامحدودي از اسپين‌هاي حالت «بالا» پديدار شده‌اند (سيستم در مرز «نظم» قر ار گرفته است). توجه كنيد كه خوشة نظم يافته شكل «فركتال»، با نوسان شكلي در همة مقياسها،به خودگرفته است. اين هندسة‌ فركتالي از خوشه‌هاي تشكيل يافته، به طرز عجيبي انعكاس مي‌يابند: مقاديري غيرمنطقي از مؤلفه‌هاي بحراني! و البته تئوريهاي ساده ساز، مشخصات اين فركتالها را نمي‌توانند تعيين كننند. از ديدگاه فيزيكي، نوسانات شكلي در همة مقياسها، متضمن ناپايداري سيستم در موقعيت بحراني است. اما آيا مي‌توانيم اميدوار به درك اين رفتار پيچيده باشيم؟ مكانيك كلاسيك يا كوانتوم؟ زماني كه به دنياي كوانتوم وارد مي‌شويم مي‌گوييم: «قوانين كوانتوم، رفتار پايه‌اي همة ذرات بنيادي را توجيه و تفسير مي‌كند». تاكنون هيچ كس دليلي بر نادرستي اين قانون ارايه نكرده است. امروزه، فازهاي انتقالي بوسيله » نوسانات دمائي» تفسير مي‌شود. در چنين مواردي، رفتار بحراني بوسيلة مدلهاي كاملاً خالص مكانيك كلاسيك توجيه مي‌شود. اين ايده بزرگي است، زيرا تئوريهاي كلاسيك از تئوريهاي كوانتوم ساده‌تر است. در ساير موارد، رفتار ماده در فاز انتقالي در دماي صفر مطلق، بوسيلة ميزان سازي آزمايشگاهي «نوسانات كوانتومي» توجيه و اثبات مي‌شود براي اين انتقال فازهاي كوانتومي،«مدلهاي كلاسيك» كمتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

سؤالات اساسي در مدلسازي سيستم‌هاي نانويي:

مؤلفه‌هاي بحراني بصورت آزمايشگاهي چگونه تعيين مي‌شوند؟ چه مؤلفه‌هايي جهاني هستند و كداميك نيستند؟ مرجع جهان شمول بودن مؤلفه‌هاي بحراني كدام است؟ انتقال فاز اصلاح شده در سيستم‌هاي محدود (سازه‌هاي نانوئي) چگونه است؟ رفتار بحراني چگونه محاسبه مي‌شود؟ آيا مي‌توانيم «هندسة فركتال» مؤلفه‌هاي بحراني را درك كنيم؟ ارتباط ميان مؤلفه‌هاي بحراني، تقارن داخلي سيستم و ابعاد مسأله، چيست؟ ارتباط ميان سؤالات فوق، براي هر مسأله، چهارچوبي در جهت مطالعة رفتار سازه‌هاي نانوئي بوجود مي‌آورد.

......................................................................................................................... پایان مطلب

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

منبع:   http://avangnews.googlepages.com/news14 

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

» يك هندسه ي شش بعدي ممكن شبيه آنچه فيزيكدانان دانشگاه ويسكانسين مطالعه كرده و به كمك رايانه توليد شده است .
با دقت نگريستن به گذشته و زمان پس از مهبانگ ، فيزيكدانان دانشگاه ويسكانسين – مديسون Wisconsin-Madison. رهيافتي را اختراع كرده اند كه مي تواند به نمايان ساختن شكل هاي پنهان  ابعاد ديگر عالم كمك كند .
يك بررسي جديد نشان مي دهد كه ابعاد اضافي را مي توان با رمز گشايي از تأ ثير آن ها بر انرژي آزاد شده از تولد شديد عالم در 13 بيليون سال پيش يافت . اين روش كه در شماره ي 2 فوريه ي فيزيكال ريو يو لترز چاپ شده است ، نشان مي دهد فيزيكدانان مي توانند داده هاي تجربي را براي پي بردن به سرشت اين ابعاد گريزپا به كار برند – كه وجود آن عنصري سر نوشت ساز ولي هنوز اثبات نشده براي نظريه ي   ريسمان – مدعي اصلي براي يك « نظريه ي همه چيز» وحدت يافته است .
دانشمندان نظريه ي ريسمان را مطرح ساخته اند كه طبق آن هر چيز موجود در عالم از رشته هاي ريز و ارتعاش كننده ي انرژي ساخته شده است ، تا اصول فيزيكي مربوط به همه ي اجسام از كهكشان هاي عظيم تا ذره هاي زير اتمي را در بر بگيرد . گرچه اين نظريه پيشگام توضيح چارچوب كيهان است ، ولي تا كنون ، آزموده نشده است .
رياضيات نظريه ي ريسمان نشان مي دهد جهاني كه مي شناسيم كامل نيست . علاوه بر چهار بعد شناخته شده – سه بعد فضا و زمان – نظريه ي ريسمان وجود شش بعد فضايي اضافي " پنهان " را پيش بيني مي كند كه در هر نقطه از عالم ما به شكل هاي هندسي بسيار ريزي جمع شده اند .
گاري شيو (Gary Shiu) رهبر اين بررسي مي گويد ، " اگر نمي توانيد دنياي 10 بعدي را مجسم كنيد ، نگران نشويد ، ذهن هاي ما به سه بعد فضايي عادت كرده و فاقد چار چوب مرجع براي شش بعد ديگر است . گرچه دانشمندان از رايانه ها براي مجسم كردن اين شش بعد اضافي استفاده مي كنند ، اما هيچ كس واقعاً نمي داند آن ها چه شكلي را مي توانند به خود بگيرند .
طبق رياضيات نظريه ي ريسمان ، ابعاد اضافي مي توانند هر يك از ده ها هزار شكل ممكني را براي به خود بگيرند كه هر يك از آن ها به لحاظ نظري متناظر با عالم مربوط به خود و مجموعه قانون هاي فيزيكي خاص خود است .
هنري تاي Henry Tye فيزيكدان دانشگاه كرنل دخيل در اين پژوهش مي گويد ، « عالم ما يكي از اين شكل ها را برگزيده است ، و مي خواهيم بدانيم اين شكل چگونه است»
شيو (Shiu) مي گويد كه شكل هاي بس بعدي كوچك تر از آنند كه بتوان آن ها را به روش هاي متداول مشاهده ديد يا اندازه گرفت . اين موضوع آزمون اين جنبه ي مهم نظريه ي ريسمان را بسيار دشوار مي سازد . او مي گويد ،« مي توانيد هر فرضي را بكنيد ، ولي بايد بتوانيد آن را با آزمايش نشان دهيد . حال مسأله اين است كه چگونه بايد اين كار را انجام داد ؟ »
او و دانشجوي دوره تحصيلات تكميلي اش براي الهام گرفتن به آسمان روي آورده اند . رهيافت آن ها مبتني بر اين ايده است كه اين شش بعد ريز شديد ترين تأثير خود بر عالم را در هنگامي داشته اند كه خود عالم نقطه ي بسيار ريزي از ماده ي بسيار متراكم و انرژي بود – يعني درست بعد فاصله پس از مهبانگ .
شيو مي گويد، « فكر ما اين بود كه در زمان به عقب بر گرديم و ببينيم در آن هنگام چه چيزي به وقوع پيوسته است ، البته ، نمي توان واقعاً به عقب بر گشت .»
در نبود ماشين زمان لازم ، آن ها از بهترين چيز ممكن بعدي استفاده كردند : نقشه اي از انرژي كه   آن راماهواره هايي چون كاوه ي نا همسانگردي ريز موج  (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)  ويلكسيونيا به اختصار WMAP ناسا ثبت كرده اند ، عملاً از 13 بيليون سال پيش تا كنون تغيير نكرده است . به گفته ي شي ، « اين نقشه عكسي از عالم نوزاد است » .
آزمايش WAMP جانشين طرح كاوشگر زمينه ي كيهاني ناسا (COBE) است ، كه جايزه ي نوبل فيزيك سال 2006 را به دست آورد .
درست همان طوركه سايه ي يك جسم ايده اي از شكل آن به دست مي دهد ، طرح انرژي كيهاني آسمان نيز مي تواند نشانگر شش بعد ديگر موجود باشد .
آن ها براي به دست آوردن نشانه هايي از هندسه ي شش بعدي نقشه كيهاني ، به عقب بر گشتند . با شروع از دو نوع هندسه ي ساده ، موسوم به گلوگاه هاي تاب برداشته warped throats ، آن ها نقشه ي انرژي اي را محاسبه كردند كه در عالم توصيف شده با هر شكل پيش بيني مي شد .
وقتي اين دو نقشه را با هم مقايسه كردند ، تفاوت هاي كوچك اما مهمي را بين آن دو به دست آوردند .
نتيجه هاي آن ها نشان مي دهد كه طرح هاي خاص انرژي كيهاني سر نخ هايي را درباره ي اين شش شكل اضافي در اختيار مي كزارد كه به گفته ي تاي – اولين نوع از داده هاي قابل مشاهده ي نويد بخش است .
به گفته شيو ، گرچه داده هاي فعلي براي مقايسه با يافته هاي مربوط به عالم ما به اندازه ي كافي دقيق نيستند ، اما آزمايش هاي بعدي ، مانند آنچه ماهواره ي پلانك آژانس فضايي اروپايي انجام خواهد داد ، بايد داراي حساسيت كافي براي آشكار سازي تغيير هاي ظريف بين هندسه هاي مختلف باشند .
او مي گويد ، « نتيجه هاي حاصل از شكل هاي ساده و خوبي شناخته شده ثابت مي كنند كه هندسه ابعاد پنهان را مي توان از طرح انرژي كيهاني رمز گشايي كرد . اين فرصت نادري براي آزمودن نظريه ي ريسمان است .»
پيشرفت هاي فناورانه براي ثبت جزئيات نقشه هاي كيهاني بايد به دقيق تر كردن امكان هايي كمك كند كه دانشمندان را قادر مي سازد رمز نقشه ي انرژي كيهاني را بگشايند – و به شناسايي هندسه اي  نزديك تر شوند كه به عالم ما برازش مي يابد .
تاي مي گويد ، « پيامد هاي اين امكان بسيار عميق است ، اگر بتوان اين شكل را اندازه گرفت ، معلوم خواهد شد كه نظريه ي ريسمان صحيح است »

......................................................................................................................... پایان مطلب

ترجمه : دكتر منيژه رهبر
منبع : http://avangnews.googlepages.com/news14

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

كلمات كليدي ← KEYWORDS
اصل سنجش پذيري ← Verification principle
احكام تحليلي ← Analytical judgments
سيستمهاي آكسيوماتيك ← Axiomatic systems
ابزارانگاري ← Instrumentalism  
ابطال پذيري ← Refutability
نظريه توصيف ← Theory of description

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

» چكيده (Abstract) : رياضيات, آنجا كه دربرگيرنده احكام تحليلي Analytic است, داراي كليت و ضرورت منطقي خواهد بود. اما اين كليت و ضرورت نه از بابت اصالت خردگرايانه مورد ادعاي راسيوناليست ها كه به واسطه نوعي همانگويي (tautology) است. از اين رو كلي و ضرور بودن احكام تحليلي رياضيات اعتبار و اهميت فلسفي بدان نمي بخشد. از ديگر سو آنجا كه با احكام تركيبي (synthetic) مواجهيم ديگر ضرورت و كليتي در كار نيست و صدق و كذب گزاره هاي تركيبي در تجربه معين مي گردند. مفهوم متافيزيكي زيبايي شناختي(aesthetic) كه درباره تقارن , سادگي و زيبايي معادلات رياضي طرح مي گردد به هيچ اعتباري نبايد گواهي بر اصالت خرد رياضي شمرده شود. معادلات رياضي از آن رو يك به يك ﻤﺆيد يكديگرند كه ساخته ذهن ما هستند. ما با مشاهده پديده ها الفاظ جبري را طي يك فرايند ذهني (Mental process) در قالب قضاياي رياضي ابداع كرده ايم . آنجا كه به معادلات ساده و متقارن و زيباي رياضي برمي خوريم هرگز نبايد از اين بابت متعجب شويم و اين امر را به لحاظ معرفت شناختي برهاني بر اصالت رياضيات برشمريم.
اولين مرحله توسعه فكر انساني همان است كه اگوست كنت (1857_1798) آن را مرحله رباني (fetishism) يا بعبارتي تئولوژيك (theological) مي نامد. هرچند كه اكنون آن را آني ميسم (جاندار انگاري, Animism) مي نامند. كنت ميگويد اين مرحله بعداً تبديل به مرحله فلسفي (Metaphysics) مي شود و خدايان مرحله آني ميسم از صورت شخص خارج شده به مفاهيم عقلي اجمالي و مبهم قوه (Force) يا ماهيت (Essence) يا فعاليت (Activity) تبديل مي گردد. بعقيده كنت پس از اين مرحله دوم يا مرحله فلسفي مرحله سوم كه مرحله پوزيتيو يا تحققي است پيش مي آيد. كنت معتقد بود كه هر علمي بايد به نوبه خود از اين سه مرحله بگذرد... اگوست كنت مدعي است كه هر علمي كه در سلسله مراتب مقدم بر علوم ديگر است مستقل از علوم ﻤﺆخر است و بايد زودتر از علوم ﻤﺆخر از خود به مرحله پوزيتيو يا تحققي برسد.  بنابراين از ديدگاه او رياضيات بايد از همان ابتدا در مرحله تحققي يا پوزيتيو باشد .

درباره فيزيك ادعاي كنت اين است كه فيزيك فقط بستگي به رياضيات دارد و بايد اولين علم تجربي باشد كه به مرحله پوزيتيو مي رسد. مي توان گفت پوزيتيويسم در حقيقت با آثار اگوست كنت (August comte) پايه گذاري شده است. بعد از كنت , ماخ مكتب پوزيتيويسم را در ميان فيزيكدانان رونق داد. از ديد ماخ هدف علم پيدا كردن باصرفه ترين راه تنظيم حقايق تجربي است و آنچه كه به طريق تجربي قابل حصول نباشد بايد از نظريات فيزيكي حذف شود. ساخته هاي خالص ذهن جايي در علم ندارند زيرا احكام صادره درباره آنها علي الاصول قابل آزمايش نيستند. يك نظريه از ديدگاه پوزيتيويسم بايد به طور دقيق فرمولبندي شود كه نتايج تجربي آن بدون ابهام باشد. بدين ترتيب طبق نظر پوزيتيويست ها علم ما عصاره داده هاي تجربي است. و ما بايد از آنچه كه مبتني بر تجربه نيست و يا ابهام دارد بپرهيزيم. اين مقتضيات باعث ضديت پوزيتيويستها با متافيزيك شده است زيرا در آن از مفاهيم عام و چيزهايي مثل واقعيت كه دقيقاً قابل تعريف نيست استفاده مي شود. پوزيتيويستها ايده واقعيت را كنار مي گذارند زيرا آن را قابل تعريف نمي دانند. بدين جهت آنها به اين اكتفا مي كنند كه نظريه ها بايد قابل ﺘﺄييد تجربي باشند بدون آنكه لزوماً واقعيتي را توصيف كنند. البته اين بدان معني نيست كه آنها لزوماً وجود واقعيت مستقل را نفي كنند بلكه به آن توجهي ندارند و براي آن حداكثر اهميت ثانوي قائل هستند. متافيزيك بعبارتي يك سلسله بحثهاي برهاني است كه نتيجه آنها اثبات وجود اشياء و تشخيص علل و اسباب وجود آنها و چگونگي و مرتبه وجود آنهاست. دانشي است كه از مطلق وجود و احكام و عوارض آن گفتگو مي كند. در انديشه هاي رئاليستي واقعيت خارجي مستقل از ذهن بشر وجود دارد. پوزيتيويسم در عين اينكه وجود اين واقعيت خارجي را انكار نمي كند اصالتي نيز براي آن قائل نيست.

از ديدگاه پوزيتيويستي جستجوي واقعياتي در پس پديده ها يك كاوش علمي محسوب نمي شود. "طبق مكتب تجربه گرايي (Empiricism) منشاء دانش ما درباره جهان فيزيكي تجارب حسي است. و علم صرفاً محصول حواس است. و اموري غير محسوس از جمله مسائل متافيزيكي كه اموري عقلي هستند فاقد اعتبارند. اين مكتب با ﺘﺄكيد روي تجربه در مقابل تفكر و از طريق غير قابل تحقيق شمردن مسائل متافيزيكي مهمترين ضربه را در قرون جديد بر متافيزيك وارد آورد. در قرن بيستم تجربه گرايي بصورت تزي درباره معنا درآمد و مدعي اين شد كه كه يك مفهوم يا قضيه وقتي معنا دارد كه قواعدي متضمن تجربه حسي براي آن ارائه شود. مكاتب پوزيتيويسم   , عمليات گرايي   و پراگماتيسم  و امثال آنها در واقع تجليات و تعابير مختلفي از  مکتب تجربه گرايي به شمار مي روند. همگي اين مكاتب در اصالت دادن به تجربه و بي حاصل و بي معنا شمردن متافيزيك اتفاق نظر دارند و غالب آنها كار فلسفه را صرفاً تحليل زبان و منطق علم مي دانند. پوزيتيويستهاي منطقي قضايا را به قضاياي با معنا و بي معنا تقسيم مي كنند و قضاياي بامعنا را به نوبه خود به دو گروه تحليلي و تركيبي طبقه بندي مي كنند.

قضاياي منطقي و رياضي از نوع قضاياي تحليلي هستند و قضاياي علوم فيزيكي از نوع قضاياي تركيبي. درستي قضاياي تركيبي را تنها از طريق تجربه مي توان دريافت. جملات متافيزيكي بعنوان جملاتي كه نه تحليلي هستند و نه تركيبي كاملاً بي معنا هستند... تجلي مكتب تجربه گرايي در قرن بيستم تنها بصورت پوزيتيويسم منطقي نبود.اما در واقع همه اشكال ديگر آن را مي توان به اعتباري شقوق مختلف تجربه گرايي به حساب آورد. از ديدگاه پوزيتيويسم منطقي چون دانش ما صرفاً از تجربه حاصل مي شود و تجربه چيزي بيش از داده هاي حسي نيست پس تمامي احكام ما درباره جهان احكامي در باره پديده هاست و چيزي وراي پديده ها وجود ندارد. (مفهوم پديده انگاري  phenomenalism   . اشيايي كه مستقيماً در دسترس تجربه نيستند صرفاً پل هاي رياضي بين مشاهدات هستند. يعني ابزارهايي براي كار پژوهشگرند نه اينكه نمايشگر موجودات واقعي باشند. پرسش از رويدادهايي كه در فواصل بين مشاهدات رخ مي دهند بي معناست. ما بايد الگوها را كنار بگذاريم و به معادلاتي كه مشاهدات را به هم ربط مي دهد اكتفا كنيم. يك نظريه توصيف واقعيت نيست. بلكه فقط يك وسيله محاسباتي است كه از روي آن ميتوان پديده هاي قابل مشاهده را لااقل به طريق آماري پيش بيني كرد. (مفهوم  ابزارانگاري_ Instrumentalism). از ديدگاه ابزارانگاران هر نظريه فيزيكي وسيله اي است براي تنظيم داده هاي حسي وپيش بيني آينده بر اساس داده هاي گذشته." غالب خرده هايي كه بر تجربه گرايي گرفته مي شود بر اين استوار است كه در مشرب تجربه گرايي مشاهده منشاء هر دانش فيزيكي است و ما نميتوانيم ادراكاتي داشته باشيم مگر اينكه از طريق حواسمان وارد ذهن شده باشد. در حاليكه منتقدان تجربه گرايي بيان مي دارند كه :

الف) ما ادراكاتي داريم كه مستقيماً از تجربه اخذ نشده اند. مثلاً مفهوم عدم چيزي نيست كه از طريق ادراك حسي براي ما حاصل شده باشد بلكه ما از طريق يك تحليل ذهني به آن پي برده ايم.

ب) معيار قرار دادن تجربه خود يك امر تجربي نيست بلكه يك اصل متافيزيكي است.

ج) حتي در موارد معمولي دانش ما از مشاهده فراتر مي رود. فيزيك مفاهيم زيادي را مطرح مي كند كه قابل مشاهده نيستند. مثلاً در مكانيك اجسام جامد پيوسته از تنش صحبت مي شود كه قابل مشاهده نيست.

د) تعداد آزمايشهايي كه يك دانشمند مي تواند انجام دهد همواره محدود است در حاليكه قانوني كه ادعا مي كند, جهانشمول است. پس بيان قانون همواره از تجربه فراتر مي رود. به نظر مي رسد كه علم روشي براي پيدا كردن روابط عليّ دارد بدون آنكه به هيچ اصل متافيزيكي متوسل شود. اما اين يك فريب است زيرا هيچ مشاهده يا تجربه هر قدر هم كه گسترده باشد نمي تواند بيش از تعداد محدودي تكرار را در بر داشته باشد و بيان قانوني به صورت " B بستگي به A دارد" همواره از تجربه فراتر مي رود. از طرف ديگر هيچ علمي كه شايسته نام علم باشد نمي تواند از قوانين عام بپرهيزد و در واقع هدف علم كشف چنين قوانين است.

پوزيتيويستهاي منطقي بايد چنين قوانيني را طرد كنند. زيرا فقط در موارد محدودي ﺘﺄييد مي شوند. بدين ترتيب براي فيزيك چيزي جز دستورالعملهاي محدود و موضعي باقي نمي ماند. يكي از مهمترين انديشه هاي پوزيتيويستي بعبارتي اصل سنجش پذيري verification principle بود كه توسط پوزيتيويستهاي منطقي ارائه شد. طبق اين اصل يك قضيه در صورتي معنادار است كه بتواند توسط مشاهدات خارجي مورد بررسي و ﺘﺄييد قرار بگيرد. پس قضاياي متافيزيك كه قابل تأييد تجربي نيستند فاقد معنا خواهند بود. اصل تحقيق پذيري ابتدا توسط شليك (Shelick) بيان شد. بعقيده وي معناي يك قضيه روش تحقيق آن است. از ديگر انديشه هاي مهم پوزيتيويستها ﺘﺄكيد آنها بر وضوح و دقت مفاهيم و احكام است. بعقيده آنها هر نظريه بايد طوري تدوين شود كه نتايج آن بدون ابهام باشد. مسائل متافيزيكي شامل مفاهيمي هستند كه دقيقاً قابل تعريف نميباشند و لذا نبايد به آنها اعتنا كرد... امروز روشن شده است كه پايبندي به پوزيتيويسم و از جمله اصل تحقيق پذيري خلاقيت دانشمندان را از بين مي برد و اگر قرار بود دانشمندان اين اصل پوزيتيويسم يا ﺘﺄكيد آن بر وضوح كامل را مراعات كنند بسياري از اكتشافات علمي اين قرن به وقوع نپيوسته بود.

هوسرل E.Husserl)) منطق رياضي و فلسفه را از ديدگاه فنومنولوژي يا نمودشناسي (phenomenology) , دانش هاي آيدتيك (eidetic) مي نامد و از علوم تجربي كه با واقعيت هاي تجربي سر و كار دارند متمايز مي كند. از اين ديدگاه گزاره هاي دانشهاي آيدتيك يعني دانش هاي معنوي كه با معنا سرو كار دارند , كليّ لازم و آزاد از تجربه اند و خود زمينه اي هستند براي علوم تجربي. هوسرل در انتقاد از پوزيتيويسم مي گويد پوزيتيويستها ديدن بطور كلي را از ديدن حسي و تجربي تمييز نمي دهند. شقوق مختلف تجربه گرايي به اين امر اذعان دارند كه نظريه ها نسخه ها مفيدي براي ربط دادن پديده ها به يكديگر و پيش بيني آنها هستند و تفحصات متافيزيكي بي معنا و بي حاصل اند. آيا خود اصل تحقيق پذيري قابل تحقيق تجربي است؟ به دليل ايراداتي كه بر اصل تحقيق پذيري وارد شد كارناپ (R.carnap) معيار معنادار بودن را دقيق تر كرد و گفت يك قضيه در صورتي بامعناست كه نوعي شاهد تجربي له يا عليه آن بكار رود. و پوپر قضاياي غير علمي را نيز بامعنا دانست و معيار ابطال پذيري (Refutability) را جايگزين معيار تحقيق پذيري كرد. همه با ايده هاي اساسي پوپر آشنايي دارند. او بيش از هر چيز مي خواهد معياري براي متماي ساختن نظريه هاي علمي از نظريه هاي غير علمي بدست دهد و گمان مي كند آن را در مفهوم ابطال پذيري (Falsifiability) يافته است.

هرنظريه براي اينكه علمي باشد بايد پيش بيني هايي بكند كه ممكن باشد علي الاصول در جهان واقعي نادرست باشند. اگر نظريه اي ابطال پذير و بنابراين علمي باشد ميتوان آن را در معرض كوششهاي معطوف به ابطال(Falsification) قرار داد. يعني مي توان پيش بيني هاي تجربي اين نظريه را با مشاهدات يا آزمايش ها مقايسه كرد و اگر مشاهدات يا آزمايش ها با آن نظريه تناقض داشته باشند نتيجه مي گيريم كه نظريه مورد نظر غلط است و بايد آن را رد كرد. به عقيده پوپر اين ﺘﺄكيد بر ابطال در مقابل اثبات (verification) نوعي عدن تقارن حياتي را برجسته مي كند. هرگز نميتوان ثابت كرد كه نظريه اي درست است زيرا هر نظريه اي معمولاً تعداد نامتناهي اي پيش بيني تجربي ميكند كه فقط زير مجموعه متناهي از آنها را مي توان آزمود. ولي با اين وجود ميتوان ثابت كرد كه يك نظريه غلط است. زيرا براي اين كار يك مشاهده معتبر متناقض با نظريه كفايت مي كند. (البته با ناديده گرفتن تمايز ميان مشاهدات , يعني مفهوم حلقه ويني گزاره هاي مشاهداتي كه پوپر از آن انتقاد مي كند و مفهوم پوپري گزاره هاي اساسي و حذف قيد و شرط پوپر مبني بر اينكه فقط نتايج قابل تجديد (reproducible) ممكن است به ابطال بيانجامد) ... پوپر چنين مي نويسد: (آيا عقلاً حق داريم بر پايه موارد مكرري كه تجربه كرده ايم درباره مواردي كه تجربه نكرده ايم استدلال كنيم؟ پاسخ سرسختانه هيوم اين است: خير, چنين حقي نداريم... بعقيده من پاسخ هيوم به اين ﺴﺆال درست است...) بديهي است كه هر استقرايي عبارتست از استنتاج امر مشاهده نشده از امر مشاهده شده و در صورت كاربرد صرف منطق قياسي جنين استنتاجي ممكن نيست موجه باشد .

به عقيده پوپر روش ابطال مستلزم گشتارهاي (Transformations)همانگويانه منطق قياسي است كه اعتبارش مورد ترديد نيست. كنار گذاشتن متافيزيك از سوي پوزيتيويستهاي منطقي يك امر ظاهري بوده و در واقع فيزيكدانان ضد متافيزيك يا غير متمايل به آن, خود ﻤﺘﺄثر از متافيزيك بوده اند و در واقع نگرش ضد فلسفي آنان خود مبتني بر نوعي نگرش فلسفي بوده است. بعضي از اصول متافيزيكي به هنگام كاوش براي يافتن يك فرماليزم فيزيك_رياضي به عنوان اصول راهنما عمل مي كنند. زيبايي رياضيات اصلي است كه اينشتين و ديراك بعنوان شرط اساسي براي نظريه هاي فيزيكي پذيرفته بودند و بيان مي داشتند كه آنچه از نظر رياضي زيباست بايد صحيح باشد و اگر آزمايشها جواب ديگري دادند بايد صبر كرد و ديد. شايد در آزمايشها اشتباهي رخ داده باشد. بايد گفت مفهوم زيبايي  شناختي aesthetic بعنوان يك مفهوم متافيزيكي كه درباره   تقارن , سادگي و زيبايي معادلات رياضي طرح مي گردد به هيچ اعتباري نبايد گواهي بر اصالت خرد رياضي شمرده شود. معادلات رياضي از آن رو يك به يك ﻤﺆيد يكديگرند كه ساخته ذهن ما هستند. ما با مشاهده پديده ها الفاظ جبري را طي يك فرايند   ذهني (Mental process)در قالب قضاياي رياضي ابداع كرده ايم . آنجا كه به معادلات ساده و متقارن و زيباي رياضي برمي خوريم هرگز نبايد از اين بابت متعجب شويم و اين امر را به لحاظ معرفت شناختي برهاني بر اصالت رياضيات برشمريم. اين امر درست مانند آنست كه از ما بخواهند وصفي راجع به يك گياه بگوييم و ما از اينكه جمله " اين گياه, سبز است." به لحاظ ساختار دستوري, صحيح است متعجب شويم و دچار شگفتي شويم كه چرا بعنوان مثال نگفته ايم:
" است گياه سبز اين". از سوي ديگر مي دانيم كه مطابق يا قضيه ناتماميت  گودل (Goudel's incompleteness theorem) جهان بطور كامل قابل بروز در نظريه هاي فيزيكي نيست, اين قضيه حاكي از آن است كه يك كل رياضي بيش از جمع اجزاي آن است. اين قضيه مي گويد كه اگر ما يك سيستم منطقي يا رياضي داشته باشيم كه شامل تعدادي آكسيوم (Axiom) و قواعدي براي استنتاج گزاره ها از آكسيومها باشد. در اين صورت همواره گزاره هايي وجود دارند كه قابل بيان بر حسب علائم سيستم هستند اما با استفاده از قواعد سيستم نمي توان درستي يا نادرستي آنها را نشان داد. بعبارت ديگر هيچ سيستم آكسيوماتيك كامل نيست. فرض كنيد كه يك سيستم منطقي يا رياضي داشته باشيم كه از يك  رشته آكسيومها و قواعدي براي استنتاج گزاره ها از آكسيومها تشكيل شده باشد. اگر فرمولي به نام A بنويسيم يكي از چهار امكان زير متصوراست:

1)مي توان ثابت كرد كه A در سيستم صادق است.
2)مي توان ثابت كرد كه A در سيستم صادق نيست.
3) هم مي توان ثابت كرد كه A در سيستم صادق است وهم مي توان ثابت كرد كه A در سيستم صادق نيست.
4) نمي توان ثابت كرد كه A در سيستم صادق است يا كاذب.

(1) و (2) واضحند. (3) نشان مي دهد كه سيستم ناسازگار است و (4) نشان مي دهد كه سيستم ناقص است. گودل نشان داد كه امكان اخير مي تواند در سيستمهاي رياضي روي دهد. بعضي از قضيه ناتماميت گودل نتيجه گرفته اند كه حتي اگر ما موفق شويم نظريه همه چيز را بسازيم و فرماليزم اين نظريه توضيحي از همه پديده هاي موجود بدهد اين نظريه علي الاصول كامل و نهايي نيست برخي از فيلسوفان علم رياضي را به جهت نداشتن موضوع واقعي و تجربي نبودن علم نميشمرند اما از آنجا كه بسياري از نتايج رياضي داراي كاربردهاي تجربي و سنجش پذيرند و از سوي ديگر رياضي نيز سيستمي است كه با   فرضيه ها (hypothesis) آغاز مي كند و بي آنكه در پي شناخت آنها باشد به نتيجه گيري از آنها مي پردازد مي توان رياضي را نيز علم شمرد و در تعريف علم گفت: علم سيستمي است از فرضيه ها و نتايج آنها. كه درستي شان يا به روش تجربي سنجيده مي شوند يا بر بنياد اصلهاي منطقي . كانت متافيزيك و رياضيات را از دو نظر بس متفاوت مي داند . نخست آنكه رياضيات اگرچه تجربي نيست ولي از زمينه حس برخوردار است زيرا  با زمان و مكان كه صورتهاي ناب نگرش حسي هستند سروكار دارد. براي نمونه براي پي بردن به درستي اين گزاره كه "خط راست كوتاهترين فاصله ميان دو نقطه است" بايد نگرشي از مكان داشته  باشيم . نكته ديگر اينكه مفاهيم رياضيات ساخته انديشه ما هستند يعني ما با تعريف مفاهيم آنها را مي سازيم. از اين رو گزاره هاي رياضي درباره موضوعات واقعي نيستند و حال آنكه در متافيزيك سخن بر سر واقعيت است.

فيلسوفاني نظير دكارت اسپينوزا و لايب نيتس, ميان رياضيات و متافيزيك تفاوت بنيادي نمي ديدند. دكارت بر آن بود كه روش رياضي را به كل فلسفه گسترش دهد و همان روشي را كه براي ساختن هندسه تحليلي به كار برده بود در انديشه هاي متافيزيكي نيز به كار بندد... كانت گزاره هايي نظير "خط راست كوتاهترين فاصله ميان دو نقطه است" را مانند ديگر گزاره هاي رياضي با آنكه آزاد از تجربه (a priori) ميشمارد تركيبي مي داند و نه تحليلي. يعني بر آن است كه نمي توان از تحليل مفهوم خط راست كه مفهومي كيفي است به مفهوم كوتاهترين كه مفهومي كيفي است رسيد... پوزيتيويست هاي منطقي نظير راسل با آنكه در مورد نخست با كانت هم انديشه نيستند يعني گزاره هاي رياضي را تحليلي و حتي همانگويي مي دانند ولي در مورد دوم با او هم انديشه اند. مور و راسل بيش از هر چيز در واكنش به ايدآليسم به تحليل روي آوردند. از اين منظر بسياري از زياده رويهاي نظامهاي ايدآليستي نتيجه ابهام مفاهيم بكار رفته در آنهاست. از اينرو كوشيدند تا  با تحليل آن مفاهيم نادقيق بودن و ناروا بودن بسياري از قضاوتهاي متافيزيكي را آشكار كنند... به نظر راسل با آنكه زبانهاي گوناگون از بسياري نظرها متفاوتند ولي همه از ساختاري منطقي برخوردارند. ساختاري كه به مثابه استخوان بندي آنهاست. براي ساختن زباني دقيق كه براي رساندن انديشه هاي علمي و فلسفي شايسته باشد بايد به اين ساختار منطقي توجه داشت و جنبه هاي ديگر زبان را كنار گذاشت.

راسل نشان داد نه تنها گزاره هاي رياضي را مي توان به زبان منطق درآورد و از اصول منطقي استنتاج كرد بلكه ديگر گزاره هاي علمي و فلسف را نيز مي توان به چنين زباني كه همانند زبان رياضي نشانه اي (symbolic) باشد بيان كرد و با اين كار معني دقيق آن را سنجيد. راسل و پيروان او بر آنند كه بنياد بسياري از ابهامهاي متافيزيكي را بايد در زبان جستجو كرد. براي نمونه تصور جوهر, برآمده از مبتدا مسنداليه موضوع (subject) گرامري است و يا اين انديشه كه چون درباره نبودن نيز مي توان سخن گفت پس نبودن نيز از قسمي بودن برخوردار   است ,برخاسته از زبان نادقيق است. به اعتقاد راسل وقتي گفته ميشود: كوه طلا وجود ندارد. و شما مي پرسيد آن چيست كه وجود ندارد ؟ و در پاسخ گفته مي شود: كوه طلا. به نظر مي آيد براي چيزي كه نيست نيز قسمي از هستي پذيرفته ايد. براي از ميان بردن اين ابهام راسل نظريه اي پرداخته است بنام نظريه   توصيف (theory of description) كه طبق آن بجاي نسبت دادن بودن به يك شخص يا يك چيز چون موضوع گزاره آن را بعبارتي كه وصف آن شخص يا چيز است نسبت مي دهيم... به همين سان گزاره "كوه طلا وجود ندارد" مي تواند به اين صورت درآيد: C وجود ندارد, به گونه اي كه اين گفته كه X كوه و طلايي است, تنها آنگاه درست است كه Xو C باشد اگر جز اين باشد نادرست است. راسل نظريه خود را تجربه گرايي منطقي يا تجربه گرايي تحليلي مي نامد و در تفاوت نظر خود با فيلسوفاني چون لاك و هيوم مي گويد: آنان به نقش منطق و رياضي توجهي نداشتند. او درباره تفاوت نظر خود با فيلسوفان خردگرا نيز ميگويد آنان رياضيات را ساخته اصلهاي نهادي مي شمردند و از اينرو براي آن احترامي راز آميز داشتند و حال آنكه فيلسوفان تحليلي دقت و استواري رياضيات را نه برخاسته از اصلهاي خرد بلكه نتيجه صوري بودن يعني بي محتوي بودن آن ميدانند و بر آنند كه گزاره هاي رياضي قسم همانگويي(tautology) هستند... تحليل منطقي كه براي مور و راسل فقط بخشي از فلسفه بود براي پوزيتيويستهاي منطقي تنها كار فلسفه شمرده شد. نمايندگان پوزيتيويسم منطقي با آنكه توجهي ويژه به انديشه هاي راسل و ويتگنشتاين داشتند با تاكيد برعلم و دستاوردهاي علمي كار فلسفه را فقط و فقط تحليل مفاهيم برشمردند و بويژه كوشيدند تا معياري بدست دهند كه طبق آن بيشتر بخشهاي فلسفه بويژه متافيزيك بي معني شمرده شوند.گزاره تحليلي آن است كه درستي يا نادرستي آن تنها با تكيه بر معني و تعريف مفاهيمي كه در آن بكار رفته اند روشن مي شود. گزاره هاي منطقي و رياضي چنين اند. براي نمونه برابر بودن شعاعهاي يك دايره برآمده از تعريف دايره است. به عبارت ديگر گفتن اينكه شعاعهاي يك دايره با هم برابرند همانا گفتن آن است كه دايره دايره است. (همانگويي و توتولوژيك بودن كلام) و از سوي ديگر نتيجه صوري بودن يعني بي معنا بودن آنهاست. (يعني اين دست گزاره ها دربارهء موضوعات واقعي نيستند).

گزاره هايي كه تحليلي نباشند تركيبي اند. معني و درستي گزاره هاي تركيبي فقط و فقط توسط تجربه سنجيدني است. از اين رو گزاره اي تركيبي كه در تجربه سنجش پذير نباشد نادرست يا بي معناست. يعني اصل تحقيق پذيري يا همان سنجش پذيري (the principle of verifiability) معيار همه گزاره هاي تركيبي است. از اين منظر هر گزاره اي كه از قلمرو سنجش تجربي بيرون باشد و امكان سنجيدن آن نيز در مبان نباشد (سنجش پذيري در اصل _in principle_ و در عمل _actual_ ) بي معني است. با اين معيار بيشتر گزاره هاي فلسفي و متافيزيكي بي معني شمرده مي شوند. البته يادآور ميشوند كه مرادشان از بيمعني چيزي است كه معناي دقيق رعلمي و تجربي ندارد و مقصودشان بي ارزش ناروا و بي اهميت شمردن اين گزاره ها نيست.

انتقادهاي فزاينده اي كه پوزيتيويسم منطقي با آن روبرو گرديد عمدتاً بر اين پايه بود كه خود اصل سنجش پذيري كه گزاره اي است تركيبي و نه تحليلي سنجش پذير نيست و از سوي ديگر به اين نكته توجه شد كه هم معني دار بودن بسي گسترده تر از معني داري در قلمرو علم و تجربه است و هم كاربرد زبان بس گسترده تر از آن است كه به قلمرو علم و منطق كه فقط با گزاره ها سروكار دارند و به ديگر جمله ها نمي پردازند محدود شود. ويتگنشتاين بر اين باور بود كه بسياري از پرسشها يا معماهاي فلسفي برخاسته از چگونگي هاي زبان و نتيجه گرفتار آمدن فيلسوفان به افسون زبان است. با اين همه به اين انديشه رسيد كه به جاي كوششي براي يافتن يا ساختن يك زبان كامل بدانسان كه آرمان راسل بود بايد به روشنگري زبانهاي عادي برآمد. زيرا يافتن يك ساختار منطقي كه همه زبانها از آن بر خوردار باشند ممكن نيست.

مطالعه فيزيك ما را به طرز تفكر پوزيتيويستي رسانيده است. ما هرگز نميتوانيم درك كنيم كه حوادث چه هستند بلكه بايد به وصف شبكه ترتب حوادث به مدد رياضيات اكتفا كنيم. مادام كه بشر حواس ديگري غير از آنچه فعلاً داراست در اختيار نداشته باشد هدف ديگري در اين زمينه ممكن نيست. (معادلات رياضي) هرگز نفس طبيعت را توصيف نمي كنند و فقط ملاحظات ما را درباره طبيعت بيان مي كنند. قضاياي تحليلي و تركيبي چنانكه مي دانيم در تمام احكام رابطه محمولي با موضوعي در نظر گرفته مي شود. كانت مي گويد اين رابطه بر دو قسم است. يا محمول ِ Bِ در مفهوم موضوع A مندرج و منطوي است. يعني تعلق محمول به موضوع به نحوي است كه جزئي از مفهوم موضوع و بعبارت ديگر ضمني آن است. و يا در عين ارتباط به موضوع امري است به كل خارج از مفهوم آن. در صورت اول حكم تحليلي يا قبلي است و در حالت دوم حكم تركيبي است يا بعدي... احكام موجبه تحليلي احكامي هستند كه رابطه محمول و موضوع آنها رابطه هوهويه (اينهماني) است. البته مراد كانت اينهماني مفهومي است يعني در احكام تحليلي نوعي اينهماني (ولو اينهماني جزئي) وجود دارد.

در صورتي كه در احكام تركيبي اينگونه اينهماني در كار نيست. نشانه تمام احكام قبلي اين است كه بدون استثناء اولاً داراي ضرورت مطلق اند ثانياً داراي كليت مطلق. و اين تصور كليت و ضرورت هر دو تصوري است وراي تجربه. چه اين حكم كه فلان چيز ضرورتاً و به نحو كلي وجود دارد ناشي از تجربه نيست. زيرا كه تجربه همواره امور متغير و غير ثابت را به ما عرضه مي دارد نه امور كلي و ضروري را. احكام تحليلي را مي توان احكام توضيحي (explicative) نيز ناميد و احكام تركيبي را هم احكام (extensive). وجه تسميه عنوان نخست اين است كه محمول, هيچ چيز به موضوع نمي افزايد بلكه آن را به شرح باز مي نمايد و تفصيل مي دهد. يعني اجزايي را كه به نحو مجمل و مبهم در آن وجود دارد به نحو صريح روشن مي سازد. و تناسب عنوان دوم براي اين است كه معني موضوع را با افزودن معناي تازه بدان گسترش مي دهد... احكام تحليلي محتويات موضوع را از راه تجزيه و تحليل بسط مي دهد و بنابراين هيچ علم تازه اي به انسان نمي دهد. در صورتي كه احكام تركيبي چيزي را كه در موضوع منطوي نيست براي آن اثبات مي كند و بنابراين چيزي تازه به مفهوم موضوع ضميمه مي شود. چيزي كه هرگز از طريق تجزيه مفهوم موضوع بدست نمي آيد. پس قضيه تركيبي قضيه اي است بعدي (a posteriori) ... احكام تجربي همه تركيبي اند. در صورتي كه احكام تحليلي اينچنين نيستند. چه من براي حكم تحليلي حاجتي ندارم كه از مفهوم موضوع خارج شوم و به گواهي تجربه استناد جويم... در احكام تحليلي پيش از رجوع به هرگونه تجربه تمام شرايط حكم را در ضمن مفهوم موضوع در اختيار دارم و تنها كاري كه بايد انجام دهم اين است كه مطابق اصل تناقض محتويات حقيقي موضوع را از آن بيرون بكشم و باز به آن اسناد دهم. و در اين حال من كاملاً به ضرورت حكم خود آگاهي خواهم داشت. در حكم به اينكه "هر جسمي داراي وزن است" وزن به نحو تركيب به مفهوم جسم افزوده مي شود. مفهوم جسم بطور كلي به هيچ وجه متضمن معني وزن نيست. پس بايد وزن داشتن كليه اجسام منحصراً از را تجربه بدست آيد... بوترو مي گويد در نظر پيشينيان وزن داشتن جسم خاصيت لازم جسم است.اما در نظر كسي كه نيوتني بينديشد وزن جسم عبارتست از جاذبه اي كه از جسم ديگر بر آن وارد مي آيد و بنابراين خارج از ماهيت جسم است. به اعتقاد برخي "بعضي احكام در عين حال هم تركيبي اند و هم قبلي. و در بعضي از علوم همين قضايا به كار مي رود. مثلاً در رياضيات محض و فيزيك محض حال چنين است. يعني احكام اساسي آنها صرفاً از همين نوع احكام تشكيل يافته است. در رياضيات هر استدلال تحليلي همواره با يك عمل تركيبي توﺃم است. و همين عمل تركيبي است كه استدلال را بر اشياء, معين و منطبق مي سازد و آن را مطابق طبيعت و ماهيت اختصاصي اشياء انجام مي دهد.

درباره قضاياي هندسي نيز وضع به همين منوال است. يعني قضاياي هندسي در عين اينكه قبلي اند تركيبي نيز هستند و تركيبي بودن آنها به مراتب مشهودتر از رياضيات است. مثلاً اين قضيه كه "كوتاهترين فاصله بين دو نقطه خط مستقيم است" در بادي امر به سبب شدت وضوح و بداهت به نظر تحليلي مي آيد در صورتي كه در حقيقت تركيبي است. چه آنكه تصور كيفيت را با تصور كميت با هم مي آميزد. "مستقيم" كيف است و "كوتاه" كم. و اين دو تصور كاملاً مختلف الجنس اند. بنابراين با پيوستن آنها به يكديگر ذهن به عمل تركيب دست زده است. همچنين به نظر كانت فيزيك نيز از زمان نيوتن علمي است كه در مدارج عالي خود قبلي و عقلاني است. اما معلوم است كه مبادي آن تركيبي است... برخي از منطقيان معاصر مانند تريكو (Tricot) اين تقسيم بندي را مورد انتقاد قرار داده و گفته اند كه تحليلي بودن يا تركيبي بودن امري نسبي است. زيرا كه مفهوم موضوع در نزد افراد مختلف و متفاوت است و اطلاعات همه درباره يك موضوع, يكسان نيست. براي بعضي تصوري است پرمايه و غني و براي بعضي ديگر كم مايه و فقير. بنابراين يك قضيه ممكن است براي كسي تحليلي باشد و براي ديگري تركيبي. و به بيان ديگر تحليلي و تركيبي بودن امري اعتباري است. روابط بين مفاهيم قبلي و پيشيني (a priori) كه بدون هيچگونه استعانت تجربه معلوم عقل هستند. عبارت از دستگاه معرفتي است كه كلاً مستقل از دستگاه تجربه و حتي مستقل از تمام ﺘﺄثرات حواس است.

از ديدگاه كانت معرفت پيشيني از هر جهت برتر از معرفتي است كه به وسيله تجربه و  ملاحظه وبه قول دكارت استدلال رياضي پيدا شده باشد. معرفت قبلي بالضروره قابل تطبيق با هر نوع تجربه ممكن است در صورتي كه معرفت تجربي كه فقط در نتيجه تجارب و يا ملاحظات محدودي بدست آمده است نمي تواند چنين ادعايي داشته باشد. همچنين معرفت قبلي قابل تطبيق در هر عالم ممكني است و شمول قواعد آن منحصر به اين عالم نيست. لاك (Locke) و هيوم Hume)) در اين قول متفق بودند كه حقايق رياضيات خالص ممكن است متكي بر شهود و علم حضوري باشد. وايتهد (Whitehead) و راسل (Russell) نيز به همين عقيده اند ولي استوارت ميل (john Stuart mill) مخالف اين نظر است و معتقد است كه قواعد رياضيات تعميم احكامي است كه از ملاحظه اشياء خارج بدست مي آيد. اگر فلاسفه درباره امكان حصول معرفت قبلي راجع به عالم اجسام اختلاف داشتند همه آنها جز دكارت و استوارت ميل اصولاً موافق بودند كه معرفتي مجرد از ماده مانند رياضيات فقط بوسيله يك فرآيند ذهني (Mental process) بدون استعانت از تجربه عالم خارج ممكن است بدست آيد به قسمي كه اين معرفت واقعاً ممكن است قبلي باشد. برخي از احكام و قضايايي كه در بادي امر قبلي (a priori) به نظر مي رسند به اعتباري مبناي تجربي دارند. بعقيده كانت احكامي چون "فضا سه بعد دارد" و "از دو نقطه فقط يك خط مستقيم مي گذرد" اصولي هستند كه بصورت كاملاً قبلي (a priori) و بدون اتكاي به حس و تجربه در ذهن توليد شده اند. حكم اول را تا حد زيادي ميتوان تجربي دانست نه يك حكم قبلي. درباره حكم دوم بايد گفت كه اين حكم يك حكم هندسي است كه تنها در فضاي اقليدسي درست است.

كانت معتقد بود كه هندسه اقليدسي به معنايي درست است و ساير هندسه ها بدان معنات درست نيستند. در هندسه اقليدسي اين حكم يك اصل موضوع است. اما اين اصل در هندسه هاي لباچفسكي و ريماني برقرار نيست. بنابراين مسلم است كه اين حكم جنبه قبلي ندارد بلكه در هندسه اقليدسي درست و در دو هندسهء ديگر نادرست است. "اين سه هندسه چنانكه پوانكاره ثابت كرد هيچ رجحاني به لحاظ مطابقه با واقع بر يكديگر ندارند." بنا براين حكم مذكور نمي تواند يك معرفت قبلي اصيل باشد چنانكه راسيوناليستها دعوي آن را دارند. كانت حكمي نظير 12=5+7 را يك حكم تركيبي قبلي مي داند بدين معني كه كافيست كه يك مرتبه به مدد انگشتان اين عمل جمع در يك حالت خاص انجام شود تا  حقيقت اين حكم به نحوي ظاهر شود. اگر غرض از 7 و 5 و امثال آن صرف عدد باشد حكم 12=5+7 جزتعريف دوازده چيز ديگري نيست.

البته تعريف را هيچكسي نمي تواند معرفت قبلي بنامد و اگر غرض معدود باشد بايد طبيعت آن چيز شمرده شده قبلاً معلوم باشد تا روشن گردد اين حكم درباره آن صادق است يا  نه. در غير اين صورت 12=5+7 درباره هر معدودي صادق نيست. بديهي است كه مقصود از اين حكم بايد اشياء خارجي حقيقي تعبير شود. در اين حالت مقصود از اين قضيه اين است 7 چيز غير مشخص را با 5 چيز از همان نوع جمع كنيم در مجموع 12 چيز از همان چيز خواهيم داشت. به كودك نشان مي دهند كه وقتي دو سيب با دو سيب ديگر روي هم گذاشته مي شود نتيجه مجموعه چهار سيب است ومي بيند كه همين  حكم درباره انگشتان يا پول خرد صادق است و سپس به اين نتيجه مي رسد كه اين حكم براي هر نوع چيزي كه ما تصور كنيم صادق است. معرفت درباره سيب ها و انگشتها به تصديق هر كسي تجربي است.

مدعاي راسيوناليست ها اين است كه امكان تعميم از سيب ها و انگشت ها به ساير اشياء يك معرفت قبلي   است. اگر معني واقعي اين حكم همين است آيا اين حكم نيز مثال ديگري از معرفت ناقص و بي تاملي كه علامت قبلي به آن زده اند نيست؟ زيرا تعميم اين حكم فقط براي بعضي طبقات اشياء و در برخي موارد صادق  است. و محال است كه در حالت خاصي بدون اطلاع تفصيلي از آن حالت آن را صحيح دانست و اينگونه اطلاع از طبيعت آن حالت هرگز نمي تواند معرفت قبلي باشد. چنانكه نمي دانيم وقتي دو قطره باران بادو قطره باران ديگر روي پنجره با هم جمع شوند درباره آن چه بايد گفت؟ اگر دو نفي را بر دو نفي ديگر بيفزاييم نتيجه چيست؟ واضح است كه اين حكم فقط درباره اشيايي صادق است كه عينيت (identity) يا هماني آنها را در فرايند (process) جمع فيزيكي محفوظ داريم و نمي توانيم قبلاً بدانيم آيا فلان گونه چيزها داراي چنين خاصيتي است يا نه.  يك حكم مانند 4=2+2 ممكن است به يكي از دو طريق صحيح باشد. موجب معرفت بعدي يا به موجب معرفت قبلي. ولي اينگونه حكم درباره اشياء عالم خارج صادق نيست  مگر اينكه اشياء نوعي قيد و شرط داشته باشند. اين شرايط بي اطلاع از جهان خارج گفتني و به طريق اولي به كار بردني نيست به قسمي كه اين حكم وقتي درباره چيزهاي حقيقي به كار رود به بداهت عقلي يك معرفت بعدي است. بعبارت ديگر ما قبلاً از درستي حكم درباره آن نوع از اشيايي كه در نظر داريم اطمينان حاصل مي كنيم.

پس آن حكم فقط معرفتي را كه ما قبلاً در آن نهاده ايم به ما باز مي دهد. اما حكم مذكور ممكن است درباره انواعي از اشياء ذهني نيز كه ما آنها را در عالم ذهن سازگار با آن حكم ساخته ايم صادق باشد. از اين طريق البته اين حكم يك معرفت قبلي خالص است ولي در عين حال هرگز درباره عالم خارج چيزي بما نمي آموزد بلكه شمول آن فقط درباره تخيلات عالم ذهن ماست. مثلاً حكم 2+2=4 اگر درباره احتساب سيب بكار رود يك حكم بعدي است زيرا ما به اتكاي تجربه عالم خارج اطمينان داريم كه سيب در فرآيند جمع, عينيت فردي خود را حفظ مي كند. ولي اگر اين حكم را درباره سيمرغ بكار بريم يك معرفت قبلي است زيرا  سيمرغ مخلوق ذهن ماست و ما آن را ذهناً طوري ساخته ايم كه در فرآيند جمع عينيت خود را حفظ كند.

زماني كه احكام رياضي درباره اشياء خارجي به نحو بعدي به كار رود بيش از معرفتي كه ما خود در آن نهاده ايم نمي توانند درباره عالم خارج بما مطلبي بياموزند و اگر به نحو قبلي بكار روند هيچگونه            اطلاعي درباره جهان بيرون بدست نمي دهند. " در رياضيات محض (abstract mathematical) وضع به گونه كاملاً محسوسي متفاوت است. احكام قبلي كه در رياضيات مجرد و منتزع با آنها مواجهيم صرفاً از استنتاجات عقلي بدست آمده و متكي به عالم خارج نيستند. اين احكام و قضايا با استدلال نظري خالص بدست آمده و مستلزم معرفت و يا تجربه اي در عالم خارج نيستند. بعنوان مثال اين حكم كه "7 عددي اول است" يك حكم كاملاً قبلي است و لي هيچ اطلاعي از ساختمان مخصوص جهان بدست نمي دهد و بين اين حكم و عالم خارج هيچ ارتباطي نمي توان ساخت.

بعقيده كانت تمام قضاياي حساب و بسياري از اصول فيزيك از نوع معرفت قبلي تركيبي (synthetic) هستند. بعنوان مثال قانون بقاي ماده و قانون سوم نيوتن را برگزيده و بدين نحو بيان مي كند: در تمام تغييرات عالم مادي مقدار ماده ثابت مي ماند و در تمام تحريكات, كنش و واكنش بايد هميشه مساوي باشد. كانت خود قبول دارد كه حكمي نظير " تمامي اجسام سنگين هستند" در نتيجه ملاحظه اين عالم معلوم مي شود. و به محض قبول اين امر حكم مذكور از مقوله معرفت قبلي خارج مي شود . لذا بيان معرفت قبلي تركيبي جز مصادره به مطلوب و نامي تازه براي معرفت بعدي چيزي نيست. اين ادعاها مسائل زير را مطرح مي كند:


1) اگر معرفت قبلي ناشي از تجربه عالم خارج نيست از كجا سرچشمه مي گيرد؟ راسيوناليستها مدعي اند كه بنا بر معرفت قبلي هيرچيز بايد علتي داشته باشد پس علت معرفت قبلي چيست؟

2) اگر معرفت قبلي ناشي از تجربه عالم خارج نيست چطور مي تواند درباره عالم خارج چيزي بگويد؟ چرا وقتي به عالم خارج مي پردازيم مي بينيم كه معرفت قبلي ما با آن سازگار است؟

روشهاي علمي مطالعه در علوم را بطور كلي مي توان به دو گروه تقسيم كرد. يكي روشهاي استقرايي كه شخص با مطالعه و تعمق در جزئيات و مثالهايي كه عمق تئوري كلي را نشان مي دهد و آشنايي به جزئيات پس از مدتي راه خود را به قانون كلي كه همه آن جزئيات را در بر مي گيرد مي يابد. لذا از طريق مثالها و مطالعه حالتهاي خاصي به قانون كلي مي رسيم... ديگري روشهاي قياسي كه در آن از قانون كلي به مثالها و موقعيتهاي خاص مي رسيم. روش استقرايي در واقع يك روند طبيعي در شيوه تفكر آدمي به حساب  مي آيد. در روشهاي قياس از تئوري به مثالها و حالات خاص مي رسيم. بطور خلاصه مي توان گفت كه در  روش استقرايي تسلسل رشته هاي تفكر از جزء به كل و در روش قياسي تسلسل از كل به جزء مي باشد. در علوم طبيعي هر دو روش مورد استفاده قرار گرفته اما مي توان گفت كه قبلاً بيشتر تفكر در طريق روشهاي استقرايي بوده است و به همين علت براي مدتهاي طولاني تكامل علوم طبيعي در سطح مثالها و حالات خاص باقي مانده و قوانيني كه در حالات عمومي قابل كاربرد باشند بدست نيامده است. از شروع قرن بيستم به علت مطالعات دامنه داري كه در علوم طبيعي انجام گرفته تا حد زيادي زوايا و جزئيات گرايشات مختلف علوم طبيعي و نقش كلي آنها معلوم گشته است. لذا با تجربه و بينشي كه از طريق  روشهاي استقرايي حاصل شده قدم به روشهاي قياسي گذاشته است. جايگزيني تئوريهاي عمومي تر  در آموزش هاي علوم طبيعي به جاي تئوري هاي خاص نقطه نظرهاي قياسي واستقرايي را با هم تركيب كرده است. اصل استقراء هيچ توجيه عام يا كلي ندارد. مسئله كاملاً ساده است. برخي از استقراءها موجه هستند و برخي ديگر چنين نيستند. يا دقيق تر بگوييم برخي استقراءها معقول تر از ديگر استقراءها هستند... بر اساس يك مثال فلسفي كلاسيك اين واقعيت كه ديده ايم خورشيد هر روز طلوع مي كند و كل شناختي كه از اختر شناسي داريم به ما دلايل موجهي ميدهد كه عقيده داشته باشيم فردا هم خورشيد طلوع  خواهد كرد. ولي اين امر تلويحاً حاكي از آن نيست كه خورشيد ده ميليارد سال ديگر هم طلوع خواهد  كرد. (در واقع نظريه هاي اختر شناسي فعلي پيش بيني مي كنند كه پيش از اين تاريخ سوخت خورشيد تمام خواهد شد) . به يك معني ما هميشه با مشكل هيوم (Hume) روبرو مي شويم كه بيان مي دارد: هرگز نمي توان هيچ گزاره اي درباره جهان واقعي را به معني واقعي كلمه ثابت كرد.

فلسفه استقرايي قديم كه منطق جان استوارت ميل نمونه آن است ماهيت و دامنه استقراء را بسيار محدود تصور مي كرد. استقراء با آنكه ﻤﺆدي به يقين كامل نيست اساس همه علوم حتي رياضيات محض را تشكيل مي دهد. در هرعلمي يك مجموعه از امور واقع (facts) داريم كه تا حد امكان قوانين كلي آنها را به هم وابسته است. در توضيح صوري اين امور به صورت استنتاجهايي از آن قوانين جلوه مي كنند. اين نكته لااقل در مورد پيشرفته ترين علوم مانند رياضيات صدق مي كند. اما واقعيت اين است كه قوانين از آن امور استقراء شده اند. نمي توان گفت كه فلان يا بهمان امر, فلان يا بهمان قانون را اثبات مي كند. بايد گفت كل آن امور كل آن قوانين را اثبات مي كند يه بعبارت بهتر محتمل مي سازد. مي دانيم كه ديناميك نيوتن توانست كه بين علم فيزيك اجسام زميني گاليله و علم فيزيك اجسام سماوي كپلروحدتي بوجود آورد. غالباً گفته مي شود كه ديناميك نيوتن را مي توان با استقراء قوانين گاليله و كپلر بدست آورد و حتي گفته شده است كه مي توان آن را دقيقاً از اين قوانين استنتاج منطقي نمود. اما چنين نيست. از نقطه نظر منطقي تئوري نيوتن هم با تئوري گاليله و هم با تئوري كپلر در تناقض آشكار است. (گرچه وقتي تئوري نيوتن را داشته باشيم دو تئوري اخير را مي توان بعنوان تقريب از آن تحصيل نمود). به همين دليل استنتاج تئوري نيوتن از تئوري گاليله يا كپلر و يا هر دو چه از طريق قياس (deduction) و چه از طريق استقراء (induction) ناممكن است. زيرا كه هرگز نمي توان در يك استنتاج, چه قياسي و چه استقرايي, از مقدمات سازگار به نتيجه اي رسيد كه منطقاً با همان مقدمات ناسازگار باشد. من اين را يك حجت بسيار قوي عليه استقراء مي پندارم. اين نكته قابل توجه است اگر ما بخواهيم از تئوريهاي گاليله و كپلر به سوي تئوري هاي عام تري از قبيل تئوري نيوتن رهسپار شويم نمي توانيم از خود اين تئوريها كوچكترين اشاره اي بدست آوريم كه چگونه بايد در آنها تغيير و تعديل مناسب ايجاد نمود (چه مقدمات غلطي بايد به كار گرفته شود يا چه قيودي اخذ گردد) تنها پس از داشتن تئوري نيوتن است كه مي توانيم پي ببريم كه آيا اصلاً تئوريهاي قديمي تر تقريبي از آن هستند يا نه. همه اينها نشانگر آن است كه منطق, خواه قياسي و خواه استقرايي, ممكن نيست كه بتواند از اين دو تئوري به ديناميك نيوتني برسد. براي بررسي منطق استدلال قياسي و استقرايي ودر تحليل شيوه ذهن و تداعيهاي حافظه همچنين نبايد جنبه هاي روانشناختي استدلال كردن (to reason) را از نظر دور داشت. " زنجيره ي انديشه هاي ما غالباً يك شكل حجت (Argument) دارد كه در آن گزاره اي در نقش حكم (claim) يا   نتيجه (conclusion) است كه ما در پي استنتاج (to draw) آن هستيم و بقيه گزاره ها دلايل حكم يا  مقدمات (premises) نتيجه محسوب مي شود. قواعد منطق جوابگوي همه وجوه استدلال قياسي نيست . اينگونه قواعد را تنها شكل گزاره ها فرا مي خوانند اما توانايي ارزيابي حجت قياسي غالباً تابع محتواي گزاره ها نيز هست. منطق دانان دريافته اند كه حجت معيني به رغم آنكه با منطق قياسي سازگار نيست باز هم ممكن است نادرست نباشد. اين قبيل حجت ها از توان استقرايي (Inductive strength) برخوردارند.

بدين معني كه در صورت صادق بودن مقدمات, نامحتمل است كه نتيجه كاذب باشد. ما مدام سرگرم ساختن و ارزيابي حجت هاي استقرايي هستيم. آيا آدمي در اين موارد همانند منطق دانان و رياضي دانان بر قواعد نظريه احتمالات تكيه ميكند؟ يكي از اين قواعد كه به بحث ما مربوط مي شود قاعده نرخ   پايه rate_ base است. طبق اين قاعده, احتمال تعلق شيء به يك طبقه ,متناسب با تعداد اعضاي آن طبقه (يعني بالا بودن نرخ پايه) است.

بنابراين پشتوانه استقراء, احتمالات است و نه امور يقيني. منطق دانان نيز معتقدند منطق استقرايي بايد بر نظريه احتمالات تكيه كند. طي سلسله آزمايشهاي هوشمندانه  روشهاي رهنمودي heuristics  نشان داده شده است كه مردم در قضاوتهاي استقرايي خود از قواعد نظريه احتمالات تخطي مي كنند. مخصوصاً تخطي از قاعده نرخ پايه بسيار رواج دارد. به هر ترتيب مطابق با همه آنچه كه گفته شد مي توانيم نتيجه بگيريم كه رياضيات, آنجا كه دربرگيرنده احكام تحليلي Analytic)) است, داراي كليت و ضرورت منطقي است. اما اين كليت و ضرورت نه از بابت اصالت خردگرايانه راسيوناليستي كه به واسطه نوعي  همانگويي (tautology) است. از اين رو كلي و ضرور بودن احكام تحليلي رياضيات اعتبار و اهميت فلسفي بدان نمي بخشد. از ديگر سو آنجا كه با احكام تركيبي (synthetic) مواجهيم ديگر ضرورت و كليتي در كار نيست و صدق و كذب گزاره هاي تركيبي در تجربه معين مي گردند.

......................................................................................................................... پایان مطلب 

» به تازگي جمعي ازمايكروبايولوژيست ها در يكي از دانشگاههاي انگليس يكي از باكتري هاي موجود در شكلات را كه از شكر تغذيه مي كند به وسيله اضافات شكلاتهاي يك كارخانه پرورش دادند و سپس يك باطري هيدروژني را با هيدروژن توليد شده از فعاليت باكتري ها شارژ كرده و ثابت كردند كه مي توان از شكلات انرژي الكتريكي دريافت كرد.
اين تيم تحقيقاتي باكتري اسچريچيا كولي (Escherichia coli) موجود در شكلات را با كارامل رقيق شده تغذيه كردند، باكتري مورد نظر شكر را مصرف و هيدروژن توليد كرد.
سپس محققين هيدروژن حاصل شده از باكتري را براي شارژ يك باطري هيدروژني استفاده كردند و باطري هيدروژني نيز پس از شارژ الكتريسيته كافي براي راه انداختن يك دستگاه خنك كننده كوچك را توليد كرد.
اين كشف تازه راه مصرف فوق العاده اي را براي استفاده از اضافات و زايده هاي كارخانه هاي شكلات سازي ايجاد خواهد كرد.
جالب اينجاست كه كار اين باكتري تنها با يك بار مصرف شكر و توليد هيدروژن تمام نمي شود و مي تواند همچنان درعرصه تامين سوخت هيدروژني فعال باشد. دانشمندان باكتري را در ظرف مخصوصي حاوي هيدروژن و مايع زايد حاصل شده از روند تبديل شكر به هيدروژن قرار مي دهند و دوباره آنزيم توليد كننده هيدروژن را در آنها فعال ميكنند.
محققين براي استفاده مجدد از باكتري ها ، گاز هيدروژن را به الكترون هاي تشكيل دهنده آن تجزيه مي كنند سپس الكترون هاي توليد شده را با الكترون هاي فلز پلاديوم در محلول هيدروژن و مايع زايد حاصله از فعاليت باكتري ها قرار مي دهند تا الكترون ها با هم واكنش شيميايي انجام دهند.
اين واكنش موجب مي شود تا پلاديوم از محلول جدا شده و به باكتري بچسبد و در پي اين عمل باكتري براي استفاده مجدد حفظ مي شود.

 ......................................................................................................................... پایان مطلب

» ایستایی‌شناسی یا استاتیک ← شاخه‌ای از فیزیک است که به بحث دربارهٔ سامانه‌های فیزیکی در حال تعادل ایستا (یا تعادل استاتیکی) می‌پردازد. تعادل ایستا حالتی است که در آن، مکان نسبیِ زیرسامانه‌ها نسبت به یک‌دیگر تغییر نکند یا آن‌که اجزا و سازه‌ها در اثر اعمال نیروهای خارجی، در حال ایستا و سکون باقی بمانند. در حالت تعادل ایستا، سامانهٔ مورد نظر یا در حال سکون است یا مرکز جرم (گرانیگاه) آن با سرعت ثابت حرکت می‌کند.
با استفاده از قانون دوم نیوتون به این نتیجه می‌رسیم که در یک سامانهٔ در حال تعادل ایستا، نیروی خالص و نیز گشتاور خالص وارد بر هر یک از جرم‌های درون سامانه برابر با صفر است، و این بدان معناست که در ازای هر نیرویی که بر یک جزء یا مؤلفه از سامانه وارد می‌شود، نیرویی به همان اندازه ولی در جهت مخالف به آن جزء اعمال می‌گردد. این‌که نیروی خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به عنوان شرط اول تعادل شناخته می‌شود. این شرط که گشتاور خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به شرط دوم تعادل موسوم است.
ایستایی‌شناسی از جمله مباحثی است که در تجزیه و تحلیل سازه‌ها، مثلاً در مهندسی سازه یا معماری، کاربرد بسیار دارد. مقاومت مصالح (مکانیک ماده‌ها) شاخه‌ای مرتبط از علم مکانیک است که مبحث تعادل ایستا در آن بسیار به کار می‌رود.

فناوری نانو ← فناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود.بیشتر کار این رشته دربارهٔ این است که دانش جدید و فناوری از راه پژوهش به کجا می‌رسند. نانوفناوری می‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد .

اصول بنیادی  ← یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲ تا ۱۵ نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌آ نزدیک به ۲ نانومتر است. و از سوی دیگر کوچکترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.

.......................................................................................................................... پایان مطلب

» آب سنگین آبی است که نسبت ایزوتوپ دوتریوم در آن از حد آب معمولی بیشتر است. در آب سنگین (با فرمول O₂D بر خلاف آب معمولی (با فرمول O₂H به جای هیدروژن ایزوتوپ هیدروژن دوتریم با اکسیژن ترکیب شده است .
تاریخچه  ← هارولد یوری شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال 1934 جایزه نوبل در شیمی گرفت در  سال 1931 ایزوتوپ هیدروژن سنگین را که بعد ها به منظور افزایش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد  .
همچنین در سال 1933، گیلبرت نیوتن لوئیس (Gilbert Newton Lewis شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را بوسیله عمل الکترولیز بوجود آورد.
اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال در سال 1934 توسط دو بیولوژیست بنامهای هوسی (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگین برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند .
آب نیمه سنگین ← چنانچه در اکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله  HDOرا آب نیمه سنگین می گویند. در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود.

.......................................................................................................................... پایان مطلب