Welcome To Shirzad Kalhori's Website!

 به سایت شیرزاد کلهری خوش آمدید!

 

 

منم من، میهمان هر شبت،لولی وش مغموم    منم من، سنگ تیپاخوره ی رنجور

Home

منم من، میهمان هر شبت،لولی وش مغموم    منم من، سنگ تیپاخوره ی رنجور

مجموعه ی مقالات فارسی

 

در این بخش هر از گاهی مقالاتی را خدمت هم میهنان عزیز قرار خواهم داد که امیدوارم مورد پسندشان واقع شود.

 

کورش در کرات دیگر هنوز زنده است !

 

فیزیکدانها می دانند که اطلاعات ما با سرعت نور کسب شده و پخش می شوند. این آنچیزی بود که نسبیت آینشتان بر آن صحه گذاشت. در نجوم هم چون فواصل ستارگان و کهکشانها از هم بسیار زیاد هستند. واحد طولی به اسم سال نوری انتخاب کرده اند بدین معنی که این طول برابر درازائی است که نور با سرعت تقریبی 300000 کیلومتر در ثانیه به مدت یکسال طی می کند. یعنی مسیری است که طول آن 9460800000000 کیلومتر است.


 

مثال کوچکی میزنم: نوری که از خورشید پخش شده و به سر و صورت ما می خورد و یا زمین را همین لحظه گرم می کند 8 دقیقه و اندی پیش از خورشید خارج شده است. چرا که نور فاصله خورشید تا زمین را در حدود هشت دقیقه طی می کند. بنابراین اگر خورشید همین الان منفجر شود اثرات آن انفجار را ما پس از هشت دقیقه خواهیم فهمید. و این اثر بسیار وحشتناک خواهد بود چرا که نه تنها زمین تاریک خواهد شد بلکه از مدارش نیز خارج شده و بسرعت بسوی مقصد نامعلوی خواهد رفت. بالطبع ما را هم با تمامی جاه و جلال و ایدئولوژی و مذهب مان بهمراه برده و به ستاره ی گنده تر از خودش بر خورد کرده و در یک لحظه همه چیز پودر خواهد شد.


 

حال اگر شما در ستاره ای بنشینید که فاصلهاش از زمین 9460800000000 کیلومتر باشد. یکسال طول خواهد کشید که نوری که همین الان در زمین است به آن ستاره برسد. دوربینی که در دست فردی در آن ستاره است و زمین را نگاه می کند. اتفاقات یکسال پیش زمین را دریافت میکند. یعنی وی تمامی مردگانی که در این یکسال اخیر بر روی زمین مرده اند را هنوز زنده می بیند.


 

به پیروی از این قانون نسبیت اگر ستاره ای 2500 سال نوری از ما فاصله داشته باشد. که می توان گفت تعداد این ستارگان هم کم نیستند. تاریخ ما را در زمانی که کورش روی تخت شاهی است را بهتر از دروغهای هردوت و هر تاریخ نگار دیگری خواهد نوشت. چرا که تمامی جنگها و قتل و کشتارها را براحتی می بیند و ثبت می کند. اگر آن آدمها یا آدم نما ها تکنولوژی بهتر از ما را داشته باشند. با تجزیه و تحلیل تاریخ های نوشته شده و دیده شده بتوسط آنان بوضوح خواهند فهمید که ما انسانها در طول تاریخ چه جعل های تاریخی و چه دروغها و چه حق و نا حقی ها کرده ایم. لذا ما انسانهای روی زمین برای آنان موجودات مناسبی نخواهیم بود.


 

همین طور اگر ستاره ای فاصله ی چند میلیون سال نوری از ما داشته باشد. دیناسورها را می بیند و همین طور ادامه دهید تا اینکه به حدود 4,5 میلیارد سال نوری برسید. حالا در آن ستاره ای که اینهمه از ما دور باشد تازه تولد زمین را می بینند و از ما ها هیچ خبر و اثری نخواهند دید. و حتی به مغزشان هم خطور نخواهد کرد که زمانی در این سیاره ی سرگردان آدمهائی بدنیا خواهند آمد و تاریخ و تکنولوژی عظیمی را بنا خواهند کرد و با اینهمه سر یک تیکه زمین و یا منافع مادی سر همدیگر را خواهند برید. زمین برای این زایمان بایستی گریه کند و برای زایمان تکنولوژی و دانش بایستی شاد باشد.


 

شیرزاد کلهری


 

 

هر تیکه از بدن ما از ستاره ای آمده است!

حدود هشتاد سال پیش بود که هابل (عکس زیر) کشف کرد که جهان منبسط می شود و کهکشانها از هم دور میشوند. این کشف بزرگ ما را بر آن داشت که فکر کنیم که انبساط جهان از جائی آغاز شده است. پس جهان در ابتدا یک نقطه ای بیش نبوده و انبساط که نه، بلکه انفجاری رخ داده که همراه آن زمان و مکان بوجود آمده است. این نتیجه ای بود که فیزیکدانها از این انبساط جهانی گرفتند.

 

بلافاصله پس از انفجار بزرگ(Big bang)  یا بقولی مهبانگ تا حدود سیصدهزار سال جهان پر بود از پلاسما (یونهای اتمهائی که در اثر دمای بسیار بالا بوجود می آیند.) که اجازه ی عبور هیچ چیز حتی نور و امواج الکتروماگنتیک را از خود نمیداد. بنابراین اسرار این سیصدهزارسال برای ما هرگز آشکار نخواهند شد. چرا که این امواج نوری گیرافتاده است که در این جهانی که دارد بطور کشسان منبسط میشود اطلاعات را بما می رساند. و چون این جهان منبسط میشود طول موج و بنابرآن فرکانس امواج نوری محبوس در آن نیز تغییر میکنند. بنابراین امواج نوری با فرکانس بسیار بالا به امواج نوری با طول موج چند میلیمتر و حتی چند سانتیمتر تبدیل میشوند. بنابراین اگر از هابل پیروی کنیم و نرخ انبساط را بدانیم براحتی خواهیم دانست که امواجی با طول موج اشعه ی گاما چند سال طول می کشد که به اشعه ی نوری با طول کهموج (میکروموج  = Microwave) تبدیل شوند. این اندازه گیری برای ما عدد 13,7 میلیارد سال را بدست داده است. اکنون ادامه ی گفتگو:


 

بسال 1948 جرج گاموف George Gamov تابش پسزمینه ی کیهانی را پیشگوئی کرده بود. ولی تازه بسال 1965 بود که دو نفر آمریکائی بنامهای آرنو پنزیاس Arno Penzias و روبرت ویلسون Robert Woodrow Wilson که فکر میکردند در کرات دیگر انسانهای باهوش تر از ما زندگی میکنند، به دنبال امواج ارسالی آنها میگشتند که اتفاقا در یکی از روزهای خوب پژوهش، متوجه شوند که امواج الکترومانتیک با طول موجی که کهموج می نامیم از همه جای جهان ساطع می شوند. این حیرت آنها را برانگیخت ولی چون این امواج هیچ رمز مشخصی را اعلام نمی داشتند. بنابراین نتیجه این شد که این امواج از جانب موجودات زنده ی هوشیارتر از ما انسانها نمیتوانند ساطع شده باشند. این مغایرت تجربه و واقعیت، اندیشه ها را به سوی دیگری برد. بدین معنی که نتیجه بگیریم این امواج پسزمینه ی همان مهبانگ بوده است. ولی چنانکه گفتیم این امواج متعلق به سیصدهزار سال پس از مهبانگ هستند. (تصویر

زیر یک تصویر خیالی از مهبانگ است.)

 


 

بایستی گفت که دمای جهان در ابتدای انفجار اولیه میلیونها درجه بالای صفر بوده، در این دماهای بسیار بالا هیچ اتمی پایدار نیست و تازه زیر 3000 درجه ی کلوین است که اتمها شروع به ساخته شدن میکنند و اتفاقی که پس از سیصدهزار سال رخ داد. این بود که دمای جهان از 3000 درجه ی کلوین پائین تر آمده و پروتونها و الکترونهائی که تا پیش از این بصورت پلاسمای فشرده و الکترونهای آزادی بودند، تبدیل به عناصر اولیه ای مانند هیدروژن شوند. ولی خاصیت این پلاسمای فشرده اینست که اجازه ی عبور هیچ نوری را از خود نمی دهد و چون منبع اطلاعات ما از نور بدست می آید. پس ما هرگز نخواهیم توانست اطلاعی از پیش از سیصدهزار سال بعد از مهبانگ بدست آوریم. عناصر ابتدائی مانند هیدروژن، هلیوم ولیتیوم که پس از سیصدهزار سال بوجود آمدند. چون از نظر الکترومانتیکی خنثی هستند، می توانند نور را از خود عبور دهند. پس میکروموج پسزمینه همان اشعه ای است که ما آنرا دریافت میکنیم. اگر یادتان باشد تلویزیونهای قدیمی برفک داشتند. بخشی از این برفکها همان امواج پسزمینه ی انفجار بزرگ هستند.

و بالاخره جهان سردتر و سردتر شد و امروز جهان دمای بسیار سرد در حدود سه درجه بالای صفر مطلق است.

آنچه که پس از سیصدهزار سال رخ داد باعث بوجود آمدن اتمهائی از قبیل هیدروژن، هلیوم و لیتیوم بودند و از کربن و اکسیژن و آهن و غیره که اعظم بدن ما را میسازند، خبری نبود. این عناصر در ستارگان ساخته میشوند و پروسه ی تشکیل آنها یک پروسه ی دگرگونه ای است. بنابراین چون بدن ما از این عناصر ساخته شده پس وجود ما بستگی به وجود ستارگانی بوده است که این عناصر در آنها ساخته شده است. چرا که زمین ما قادر به ساختن این اتمها نیست.

انفجار ستارگان باعث این شد که این عناصر از نقاط مختلف کیهان بهم نزدیک شده و در اثر نیروی الکترواستاتیک (همان نیروئی که بعنوان مثال از مالش خطکش پلاستیکی به موی سر بوجود آمده، کاغذ را می رباید.) توده ی عظیمی را ساخته، زمین ما را بوجود بیآورند. بدین برهان است که بدن ما از این عناصر ساخته شده است. پس ما انسانها خودمان را دستکم نگیریم. هر تیکه از تن و پیکر ما از جائی در آن دور دورها که عقل ما هم از تجسم آن دوری عاجز است، آمده است. دست ما و یا شاید بخشی از دست ما و نیمی از چشم ما و استخوان ترقوه ی ما و دل و جگر و مغز ما ذره ذره از کراتی آمده اند که میلیارها سال پیش منفجر شده اند. این بسیار با شکوه است. زیاد به خودمان غره نشویم چرا که حیوانات و گیاهان هم همینطور بوجود آمده اند.

بسیاری از این اتمها در اثر فشارها و حرارت های بسیار بالا بوجود آمده اند و زمین ما نمیتوانست آنها را بسازد. پس ما فرزندان کرات دیگر هستیم.


 

 شیرزاد کلهری

 

 

هستی ما و جهان کوانتمی!

 

آنچه اینجا می آید امیدوارم که شما را و خود مرا به وحشت نیندازد. تنها فکر کنید که همیشه اینجوری بودید و اینطوری هم ادامه خواهید داد. یادم می آید وقتی کتاب اصول دکارت را حدود سی سال پیش خواندم جمله ای مرا آنقدر بفکر واداشت که هنوز هم وقتی یادم می افتد چند روزی میروم به افکار عجیب و غریب آنهم در چاله چوله های خیال و فیزیک. فعلا حرف دکارت را می گذارم به بعد.


 

برخی از فیزیکدانها معتقدند که فضا نیز کوانتیزه است. بطور ساده بگویم که بهم چسبیده نیست. این جهان مجزا از هم باعث می شود که ذره های بنیادی در حرکت خود از جائی به جای دیگر پرش هائی را انجام دهند. منظور از پرشها گاهی ممکن است میلیارها میلیارد باشند. چرا که اجازه ی قرار گرفتن در نقاط ممنوعه را ندارند. مثلا الکترون نمی تواند در سفر خود از یک مدار به مداری دیگر، بین دومدار قرار گیرد. بنابراین بایستی از مداری به مدار دیگربپرد. یا شاید در مدار اول از بین برود و در مدار دوم دوباره پدیدار شود.


 

این تنها چیز عجیبی نیست. فیزیکدانها به عجایب دیگری هم برخورده اند که نمی توان آنها را در مدرسه گفت یا بیان کرد. بلکه بایستی مدارجی را طی کرد تا نترسید و گمراه نشد. مثلا وزن اصلی یک اتم در هسته ی آن قرار دارد. ما هم میدانیم که هسته ی اتم از پروتن و نوترون و چندین ذرات ریز دیگر مزونها و گلئونها و ... ساخته شده است. اما میدانید که آن وزنی که محاسبه میشود و ذراتی که در هسته هستند با هم در تباینی شدید قرار دارند. ما فکر میکردیم که تقریبا تمامی وزن هسته را همان پروتونها و نوترونها تشکیل میدهند. در صورتیکه اشتباه بود. یک سری ذرات مجازی دائما در مرکز اتمها بوجود می آیند و ناپدید میشوند. و ما نمیدانیم چرا و چگونه! آیا باعث آنها انرژی سیاه و یا جرم سیاه است؟ آیا شگرد دیگری در طبیعت است که ما از درکش عاجزیم. هر چی هست این هنر فیزیکدانهاست که با افکار و دستان ماهرشان این عجایب را کشف می کنند و بر طبیعت ظفر می یابند. من مانند لاورنس کراس معتقد نیستم که فیزیک دانها دروغ گفتند بلکه معتقدم که فیزیکدانها بخشی از حقیقت را پیش از این میدانستند و بخش دیگر را دارند کشف میکنند.


 

اکنون ما بحث خودمان را ادامه دهیم. ما در حرکاتمان انرژی مصرف میکنیم و این انرژی در حقیقت جهش فوتونها از اتمی یا مولکولی به اتم یا مولکول دیگراست. در فاصله ی این جهش ما خالی از انرژی هستیم و یا آن بخش از بدن ما خالی از انرژی است. ولی چون هر چیزی یک مدت زمان زندگی دارد بدانجهت تا رسیدن آن انرژی بدن ما زنده می ماند. ولی این مدت زمان حیات بسیار بیشتر از مدت زمانی است که فوتون یا همان انرژی به بدن ما برسد. ولی در این مدت زمان بدن ما با سرعتی نزدیک به سرعت نور می میرد و زنده میشود. بدانجهت در فاصله ای که این انرژی به بدن وارد می شود بدن یا مرده است و یا زنده. پس هیچ فرقی نمیکند که ما در آن لحظه زنده باشیم یا مرده چرا که فاصله ی زمانی آنقدر کوتاه است که به حساب مردن نمی آید.


 

اگر توضیح سخت است یک توضیح ساده تر بدهم! فرض کنید آن فاصله ی زمانی که ذرات مجازی از هسته خارج شده اند ما مرده ایم یا شاید آنموقع ما زنده ایم. ما نمیدانیم! ولی ما فیزیکدانها بسیار زرنگیم عاقبت خواهیم دانست که چی به چی است. اما حالا میگوئیم که در آن فاصله ی زمانی مرده ایم و در فاصله ی زمانی بعد زنده می شویم. یعنی ما دائما در حال مردن و زنده شدن هستیم پس مردن را سخت نگیریم.


 

دکارت هم همین را بنوعی دیگر می گفت. که ما دائما می میریم و زنده می شویم ولی برای این زنده ماندن چون وی از کوانتم خبری نداشت و چون ذرات مجازی را نمی شناخت. بلافاصله خدا را بجای ذرات گذاشت که زنده مان کند. هر چند باید گفت که دکارت بیچاره هیچ چیزی از کوانتم و جهان اعجاب انگیز ذرات مجازی نمیدانست و اصلا اسمی از پروتن و نوترون و فوتون هم نشنیده بود. درست مانند هراکلیون که از اتم حرف زد بدون اینکه از ساختمان اتم چیزی دانسته باشد.


 

دومین دلیل این زنده شدن و مردن وجود فضای منفصل است. در این فضا راه رفتن مثل قطع و وصل شدن است یا مردن و زنده شدن است. درست مانند فیلم سینمائی که با عبور یکی یکی این فیلمها با سرعت 24 فیلم در ثانیه از جلو چشم ما، چشم ما آن عبور یک به یک را تشخیص نمی دهد. بدانجهت ما حرکات را عادی می بینیم. حال اگر این سرعت را میلیونها برابر بیشتر کنیم. دیگر نه تنها چشم ما بلکه دستگاههای اندازه گیری ما نیز عاجز از مشاهده ی آن خواهند بود. اگر ما بیآئیم اینرا ساده تر بیان کنیم بایستی به فرض طول ها را بزرگ کنیم. مثلا بگوئیم: هنگامی که شما از خانه ی خودتان به خانه ی همسایه تان می روید. ابتدا در اتاق خودتان هستید ولی بیکباره دم در اتاق و سپس وسط حیاط خانه و بعد دم در کوچه و سپس وسط خیابان و بعد دم در خانه ی همسایه. در فاصله ی بین این نقاط ما مرده ای بیش نیستیم. در تصویر زیر عکس یکنفر را موقع پرش در حین شادی می بینید و عکس یکنفر را در حین باله!


 

 

 

حرکات ما هم شبیه این حرکات است ولی فرض کنید که اگر این عکسها چندین میلیون بوده و حرکات بسیار بهم نزدیکتر باشند در آن صورت درک ما از این پرش درکی متصل خواهد بود و ما جدائی این حرکات را از همدیگر درک نخواهیم کرد. حال اگر اینچنین باشد فرض کنید ما درست مانند تصویر همین پسری که می پرد، در جهان کوانتمی پریده باشیم. فکر می کنید که در فاصله ی بین دو تصویر چه اتفاقی می افتد. برخی معتقدند که آدمی در آنجا اصلا وجود خارجی ندارد. یعنی یک نیستی کامل. یعنی بدتر از مرگ، یک نیستی! سپس بوجود می آید و سپس از بین می رود و باز بوجود می آید. ولی برخی معتعدند تنها نمی تواند آنجا بایستد و گذری سریع می کند. ولی سرعت این گذر که نمی تواند فراتر از نور صورت گیرد. اما در حرکتی با سرعت نور هم ما می میریم. یعنی هم می میریم و هم نابود میشویم. ولی چنانکه میدانیم باز زنده می مانیم. این بنظر یک معما می آید.


 

در این باره جولیان باربر Julian Barbour نظری دارد که با نظر پارمنیدوس فیلسوف یونانی که معتقد بود زمان وجود ندارد بیشتر جور در میآید. وی جهان را مجموعه ای از عکسهای فوری تصور میکند. وی با حذف زمان از معادله ی مشهور کوانتم مکانیک یعنی معادله ی شرودینگر به رابطه ی دیگر ریاضی میرسد. که با نسبیت همخوانی دارد. و نتیجه میگیرد که این عکسهای فوری نسبیت را با کوانتم مکانیک آشتی میدهند و هم اینکه این تصاویر را مغز ما پهلوی هم قرار می دهد. یادمان باشد که زمان دائما صفر میشود. در زمان صفر هیچ موجودی زنده نیست و اگر هم فیلسوفانه فکر کنیم که همه چیز هست در اینصورت بایستی فکر کنیم که در حرکت نیست. پس تمامی زنده ها مرده اند. پس در حقیقت هیچ چیز حرکت نمی کند. بلکه حرکت زائیده ی فن قرار دادن عکسهائی است که مغز ما پهلوی هم قرار می دهد. پس جهان ما جهان آماری است و هیچ چیز تغییر نمیکند. آیا ما به این تفکر وفادار خواهیم ماند؟ من آنرا به مقاله ی بعدی واگذار می کنم.

شیرزاد کلهری

 

 

عجایب الکترونها

 

شما وقتی فرزندتان را می بوسید در حقیقت هیچ تماسی با او برقرار نمی کنید. اگر قدری دندان رو جگر گذاشته و مقاله را تا آخر بخوانید، خواهید فهمید چرا این کار عملی نیست.

الکترونها ذراتی بسیار ریز بوده، دور هسته ی اتمها می چرخند. چرخش الکترونها تنها به دور هسته ختم نمی شود. بلکه بدور خودشان هم می چرخند. اگر اتمی دارای دو الکترون باشد یکی از الکترونها در جهت عقربه های ساعت و دیگر عکس جهت عقربه های ساعت دور خود خواهد چرخید. میتوان این حرکت را با چرخاندن شیر آب مقایسه کرد که در جهت عقربه های ساعت آب بسته میشود و در عکس جهت عقربه های ساعت آب باز میشود. حرکت الکترونها بدور هسته باعث تعادل اتم بوده و آنرا نسبت به اتمهائی با الکترونهای فرد با ثبات تر می کند.

الکترون دارای بار الکتریکی بوده و بر طبق قرارداد بار آنرا منفی و برعکس بار هسته را مثبت نامیده اند. حرکت الکترونها دور هسته اصلا مانند حرکت ماه بدور زمین یا حرکت زمین بدور خورشید نیست. موقعیت الکترون دائما در تغییر بوده و آنرا می توان با تابع موج بیان داشت. این تابع موج که یک رابطه ی ریاضی است که ما را مقدور می سازد که در یک محوطه ی کوچکی بتوانیم قریب به یقین حدس بزنیم که الکترون کجاست. میدانید که الکترون با سرعتی نزدیک به 2000 کیلومتر در ثانیه به دور هسته می چرخد. یعنی فاصله ی از تهران تا آتن را در یک ثانیه طی میکند. این حرکت سریع و آن تابع موج، جمعا الکترون را مانند یک ابر که به ابر الکترونی مشهور است دور هسته نمایان میکند. گو اینکه ابری از الکترون دور هسته بچرخند. تصویر زیر را نکاه کنید.


 

الکترون یک ضد ذره بنام پوزیترون دارد. اگر الکترون روزگاری با پوزیترون برخورد کند انرژی به اندازه 1.6 10-13 J ژول بدست میدهد و در این میان هم خودش و هم پوزیترون کاملا نابود می شوند. تصویر زیر این برخورد را نشان میدهد.

در یک اتم خنثی تعداد پروتونهای هسته و تعداد الکترونها بیک اندازه است. اگر برای مدتی در یک اتم، یک یا چند الکترون اضافی در مدارش بچرخند آن اتم را یون منفی می گویند ولی اگر اتمی یک یا چند الکترون را مثلا در اثر گرمای زیاد از دست بدهد. آن اتم بار مثبت اش از بار منفی اش بیشتر شده و آنرا یون مثبت می گویند.

برخی از اشعه ها بدلیل اینکه انرژی بالائی دارند، مانند رنتگن (اشعه ی ایکس) و یا گاما در اثر برخورد به اتمها و مولکولهای اطراف خود آنها را یونیزه میکنند. این یونها با تنفس یا در اثر برخورد با پوست و نسوج آدمی بسرعت در صدد خنثی شدن بر آمده و الکترونهای بدن آدمی را میگیرند و گاهی آنقدر این اثر قوی میشود که به تخریب سلولی می انجامد. تغییر شکل سلولی هم یعنی سرطان. بدانجهت هر چه بیشتر بایستی از تیررس این نوع اشعه ها دوری کرد. داندانپزشک ها و کسانی که با رنتگن کار میکنند در مواقع عکس برداری خودشان از اتاق بیرون می روند. در تصویر زیر مشاهده میکنید که چگونه اشعه ی ایکس یک الکترون را از مدارش خارج می کند.
 


 

اما چیز جالبی که از الکترونها میشود نتیجه گرفت اینکه الکترونها همگی دور هسته هستند. حتی در ترکیبات شیمیائی که چند اتم پهلوی هم قرار میگیرند و تولید یک مولکول را میدهند. در حقیقت این الکترونها هستند که نقش اساسی را در این ترکیب بازی می کنند. پس از آنکه مولکول بوجود آمد باز الکترونها در سطح خارجی مولکولها قرار میگیرند. پس الکترونهای هر چیزی در جهان اتمی و مولکولی از بدن ما گرفته تا دانه های گندم و شن در سطح خارجی آنها قرار گرفته اند.

حالا چرا این مسئله جالب است. آری بدین دلیل جالب است که وقتی ما چیزی را بر میداریم در حقیقت دست ما هرگز به آن جسم نمی خورد. برای اینکه الکترونهای دست ما دارای بار منفی بوده و در سطح بدن ما می چرخند . الکترونهای آن جسمی که ما برداشته ایم هم در سطح آن جسم می چرخند. الکترونها هم چنانکه گفتیم بار منفی دارند یعنی الکترونهای دست من الکترونهای آن جسم را می رانند با اینهمه دست من آنرا نگهمیدارد. دلیل آنهم مانند اینست که یک آهنربای قوی با قطب همنام با یک آهنربای قوی و یا ضعیف دیگر کنار هم قرارگیرند. در اینصورت ما خواهیم توانست تنها در فاصله نسبتا دوری ایندو آهنربا را کنار هم نگه داریم. به همین صورت هم دست ما و سنگ بهم نمی خورند و فاصله ی ایندو از هم نسبت به فواصل کوچک اتمی بسیار زیاد است. میدان الکتریکی تقریبا 10000بار قوی تر از میدان مغناطیسی است.

پس هیچ چیز با هیچ چیز برخورد نمیکند، یعنی لمس واقعی وجود ندارد.آیا این وحشتناک نیست که فکر کنی هرگز بچه ات را نبوسیده ای و همیشه بین شما و فرزندتان فاصله ای بوده است؟ این فاصله را فیزیکدانان میدان می گویند. که در مورد دست و سنگ و بوسه این میدان الکتریکی است که حائل بین دست و سنگ است. ولی در مورد آهنربا، این میدان مغناطیسی است که عامل فاصله بین دو آهنرباست. مسئله ی میدانها در فیزیک مبحثی بسیار جالب و مهم بوده و از پیچیدگی خاص ریاضی برخوردار هستند.

هر قدر که بخواهیم الکترونها را بهم نزدیک کنیم، همانقدر به نیروی بیشتری احتیاج داریم و این نیرو با نزدیک شدن الکترونها آنقدر زیاد می شود که ما قادر به عرضه ی آن نخواهیم بود. در فیزیک قدیم یعنی فیزیک نیوتنی و غیر کوانتمی این مقدار نیرو بینهایت است ولی در فیزیک کوانتمی غیر ممکن می شود. چرا که موضوع عدم قطعیت و اصل طرد پائولی پیش کشیده میشوند که بحثهای خاص خودشان را دارند.

ممکن است که سئوال شود که یک میخ چگونه وارد یک تخته میشود. جواب راحت است. با هر ضربه ی چکش ما فاصله ی بین اتم های میخ آهنی را با ملکولهای تخته کم میکنیم. هر چقدر که اینها بهم نزدیکتر شوند همانقدر هم نیروی رانشی بین آنها زیادتر میشود و چون ساختمان قرار گرفتن اتمهای میخ حالت کریستالی دارد جدا کردن اتمهای نزدیک بهم میخ آهنی انرژی بیشتری از جدا کردن مولکولهای تخته می طلبد. بدان جهت است که میخ داخل تخته می رود و نه بالعکس!

بایستی بدانیم که حتی راه رفتن ما هم روی فضا صورت میگیرد. چرا که هرگز پاهایمان با زمین تماس پیدا نمی کند. حتی مرده ی ما هم روی فضا می ماند. هیچ آبی به تن ما نمی خورد ولی ما با اینهمه تمیز میشویم چرا؟

در ترکیبات شیمیائی الکترونهای اتمها و یا مولکولها یا به اشتراک گذاشته میشوند و یا از یکی پریده روی آنیکی قرار میگیرند. مثلا اتم کلر و سدیم که هر دو جزو عناصر بسیار سمی و کشنده ی جدول مندلیف هستند به واسطه ی همین الکترونها نمک طعام را درست میکنند که نه تنها کشنده نیست بلکه کمبودش در بدن ما ضایعاتی بوجود آورده، که تولید بیماری میکند.

تمامی الکترونیک از تلویزیون گرفته تا موبایل، گوشی، بلندگو، لیزرهای مختلف و سیستماهای کنترول هواپیما و قطار و همه همه از چگونگی حرکت الکترونها و طرز گرفتن انرژی آنها ساخته شده است. اگر الکترون نبود جهان تنها ذرات پراکنده ی بی خاصیتی بیش نبود.

شیرزاد کلهری

 

نور پدیده ای بسیار عجیب و غریب!

 

نور و بسیاری از ذرات زیر اتمی از خود دو خاصیت کاملا مجزا نشان میدهند. یکی معروف به خاصیت ذره ای و دیگری معروف به خاصیت موجی است! این به چه معنی است؟ برای ما ذره ملموس بنظر میرسد تا موج. البته موج آب و یا موجی که روی تار یک سیم ویلون ایجاد میشود ملموس است ولی نور موجی بسیار گیج کننده است. چرا که اگر ما موج آب را قبول داریم بدین دلیل است که موج روی آب میافتد و یا موجی که بر روی سیم تار می افتد، آن سیم را مرتعش میکند و آن تغییر در شکل هندسی سیم را ما موج می نامیم. ولی وقتی می گوئیم که نور موجی است بایستی بنا بر مقایسه با سایر امواج محملی بر این موج بیابیم.

تاریخچه ای که نور را اینچنین مرموز کرد به زمانهای دور می رسد ولی ما از فرموله کردن آن آغاز میکنیم. ابتدا نیوتن بود که نور را ذره نامید ولی بعدها هویگنس نشان داد که نور خاصیت موجی دارد. در مکانیک کوانتمی نور همزمان دارای ایندو خاصیت است. طرف چپ فرمول مشهور شرودینگر متعلق به خاصیت ذره ای نور است و طرف راست آن خاصیت موجی نور را بیان میکند. فاینمن نشان داد که الکترون هم دارای این خاصیت است و سپس ذرات فراوانی به این جرگه پیوستند.

 

 
تصویر بالا آزماسش یانگ را نشان میدهد. نوری که از منبع a خارج می شود از دو روزنه ی b و c عبور میکند و پس از طی مسیری بطول d به دیوار میخورد و تصویری سیاه، سفید بر روی دیوار میگذارد. این تصویر به این دلیل سیاه و سفید است که موجهائی که روی هم میافتند همدیگر را تقویت میکنند و آنهائی که مقابل هم می افتند همدیگر را تضعیف میکنند. دو تصویر زیر این مسئله را روشنتر بیان میکنند.

 

 

با آزمایش دیگری میتوان نشان داد که نور خاصیت ذره ای دارد. اگر نور بسیار قوی مثلا لامپ 500 واتی را به سنج برنزی که از نخی آویزان است بیکباره بتابانیم سنج به صدا در می آید. هر دفعه که نور را خاموش کنیم و باز بتابانیم این صدا از سنج بر خواهد خاست. این عمل درست مانند اینست که مشتی شن را به روی سنج بپاشیم. این خاصیت نور را که هم موجی است و هم ذره ای خاصیت دوگانگی (دوآلیستی) نور می نامند.

اما جواب مسئله ی اصلی ما که نور روی چه چیزی حرکت میکند هنوز باقی مانده است. لورنتز که دانشمند بزرگی بود برای حل این مشکل پیشنهاد کرد که ماده ای اثیری جهان را در بر گرفته است که به چشم و احساس ما اثر نمی کند. این اثیر یا با نام علمی اش، اتر محمل نور است. یعنی امواج روی اتر ایجاد می شوند. این حرف بسیار منطقی بود. چرا که با مشاهدات و قیاسهای منطقی ما جور در میآمد. ولی این نظریه یک ضعف اساسی داشت. چرا که زمین هم بایستی درون این اتر حرکت کند. اما اگر چنین باشد بایستی سرعت نور در جهت حرکت زمین بیشتر و در خلاف حرکت آن کمتر باشد. یعنی سرعت نور با سرعت زمین جمع جبری شود. ولی آزمایش مایکلسون نشان داد که در هر جهتی که سرعت نور را اندازه بگیریم سرعتش یکسان بوده، تقریبا برابر با 300000 کیلومتر بر ثانیه است. باز نور سرّ خود را فاش نکرد.

حال دو سئوال پیش می آید. یکی اینکه این سرعت به این سرسام آوری از کجا بوجود میآید. موتور این موشک بی وزن چیست؟ دوم اینکه این امواج چگونه پدید می آیند و بستر این امواج چیستند؟

چهار فرمول مشهور ماکسول بوضوح برای ما نشان میدهند که نور خاصیت الکترومغناطیسی دارد. مکانیک نیوتنی برای ما پیشنها می کند که حرکت نور را ناشی از این چهار فرمول دانسته و بگوئیم که چون دائما الکتریسیته به معناطیس و مغناطیس به الکتریسیته تبدیل میشوند (موتور جت نور) این خود مسیر حرکتی را بوجود می آورد که نور به سرعت در آن مسیر حرکت می کند. این تبدیل الکتریسیته به مغناطیس و بر عکس، بایستی آنقدر سریع انجام گیرد که نور بتواند با سرعتی معادل 300000 کیلومتر بر ثانیه در خلاء حرکت کند.

ولی این نظر با تئوری کوانت فیزیک همخوانی نداشت و بدانجهت کنار گذاشته شد. اکنون در فیزیک رشته ها String theory جوابهائی به چرائی این نوع حرکت نور داده اند. ولی هنوز نه قبول شده و نه رد. برای درک آن بایستی سفری به ابعاد گوناگونی کرد که در تجسم ما نمیگنجد ولی با ریاضیات بسیار پیچیده قابل درک است. اما اگر بقول اینشتاین نتوانیم آنرا به مادر بزرگمان توضیح دهیم خودمان هم نفهمیده ایم.

در زندگی روزمره جالبی نور در اینست که چون چشم ما حساسیت عجیبی به طول موج نور ها دارد. مثلا بین نورهائی که ما می بینیم نور بنفش کمترین طول موج را دارد ولی نور قرمز بیشترین را. ولی فرکانس امواج نوری با طول موج بیشتر، کمتر از امواج نوری با طول کمتر است. بدان جهت فرکانس نور بنفش بیشتر از نور قرمز است.

همین تفاوت طول موجها باعث بسیاری از شگفتی ها شده است. مثلا رنگین کمان یکی از این شگفتی هاست. نور آفتاب وقتی از بین ذرات آب پراکنده در هوا می گذرد به هفت رنگ تجزیه می شود. به دلیل طول موجهای متفاوت این رنگها هر کدام جای متفاوتی را در فضا اشغال میکنند و ما آنرا هفت رنگ می بینیم. در تصویر زیر این تجزیه شدگی را توسط یک بلور مشاهده میکنید.
 

 

نور سفید به منشور خورده و به هفت رنگ تجزیه شده است. شگفتی دیگر نور اینست که وقتی ما اجسامی را با رنگهای مختلف می بینیم بدین معنی نیست که آن جسم آن رنگی است. بلکه بدین معنی است که آن جسم آن رنگ را جذب نمی کند بلکه آنرا دفع میکند. مثلا یک طوطی سبز رنگ همه ی رنگهای نور سفید را جذب میکند ولی نور سبز را دفع میکند. پس با این معنی طوطی تنها رنگی را که ندارد همان سبز است که ما می بینیمش. و بلبل قناری که هفت هشت رنگ است در حقیقت آن هفت هشت رنگ را ندارد. و کبوتر سفید قصه های عاشقانه هیچ رنگی را در خود نمی پذیرد و کلاغ زشت قصه های مادر بزرگ همه ی رنگها را در خود می پذیرد و پررنگترین پرنده است.

باعث انعکاس و جذب نور توسط یک شیئ بدلیل ترکیب شیمائی و ساختمان فیزیکی مولکولهای اجسام و اشیاء می باشد. مثلا گاهی مشاهده میکنید که فرش خانه پس از مدت طولانی در زیر نور آفتاب تغییر رنگ می دهد. باعث این تغییر رنگ ترکیبات شیمیائی است که نور باعث تسریع در آن ترکیبات شده و مواد ساختمانی فرش را به ماده ی دیگری تبدیل میکند. یا مثلا زیر یک محفظه ی شیشه ای پروانه ی رنگارگی را قرار دهید و پهلوی آن توی یک نعلبکی پنبه ی آغشته به آمونیاک بگذارید. پس از مدت کوتاهی رنگهای پروانه شروع به ناپدید شدن میکنند. در حقیقت آن مولکولهائی که پروانه را رنگی میکردند با آمونیاک ترکیب شده و به چیز دیگری تبدیل شده اند و همان هم باعث از بین رفتن رنگ پروانه شده است. برخی از حشرات از آن جمله سنجاقک پس از مردن رنگ سبزشان را بکلی از رست می دهند. دلیل این زایل شدن رنگ سنجاقک در آنست که پس از مرگش آن ماده ای که نور سبز را از بدن این حشره منعکس می کرد، دیگر تولید نمی شود. رنگ زردی که وان گوگ با آن آفتابگردانهایش را نقاشی کرد تحت تاثیر نور آقتاب قهوه ای شده اند. چرا که آن رنگها را در سالهای 1800 با کروم میساختند و این رنگ در مقابل نور مقاومت نداشته و اکسیده شدند.

نور به سبزی ها و گیاهان بر خورد کرده و الکترونهای مولکولهای موجود در سلول گیاهان را پر انرژی کرده و باعث ترکیبات گوناگونی می شود. از آن جمله کربن دی اکسید و آب را به هیدروکربنها تبدیل می کند.

نور وقتی از آتمسفر عبور میکند از بین مولکولهای گازی هوا عبور کرده، پراش میکند. بیشترین پراش را رنگ آبی به دلیل طول موج کوتاهش انجام داده و در تمامی فضا پخش می شود. درست بدان جهت است که ما آسمان را آبی می بینیم.

ماتیک و لاک خانمها باعث دفع رنگ قرمز از آنها می شود و خانمها در حقیقت این رنگها را از خودشان دفع میکنند. پس ناخن و یا لب خانمها پس از مصرف لاک و ماتیک رنگ قرمز و یا هر رنگ دیگری را که مصرف میکنند از دست داده و جذب نمی شوند.


 

شیرزاد کلهری

 

 

لئو داویدوویج لاندائو

لئو داویدوویج لاندائو Lev Davidovich Landau (متولد 22 ژانویه 1908 و وفات 1 آوریل1968) از پدری مهندس نفت و مادری پزشک در باکو بدنیا آمد. در سن 14 سالگی دبیرستان را بپایان رساند. بخاطر هوش سرشارش در ریاضیات، فیزیک و شیمی و صغر سن از سوئی پدر و مادرش مجبور می شوند که وی به مدت یک سال در دانشکده ی اقتصاد دانشگاه دولتی باکو یعنی پیش خودشان ادامه ی تحصیل دهد. این وضع با مذاق لئو مشخصاً سازگار نبود. بنابراین پدر و مادر دانای وی، او را به دانشگاه دولتی لنینگراد که در آنزمان شکوفاترین دوره ی تحقیقات فیزیکی را حائز بود، فرستادند. لئو مراجع فوق لیسانس و دکترا را بسرعت پشت سرگذاشت. چنانکه در سن 21 سالگی دکترایش را گرفت.

کمک مالی موسسه ی راکفلر باعث شد که پای وی ابتدا به گوتینگن و لاییپزیک در آلمان و سپس بعنوان دانشجو به دانشکده ی فیزیک تئوری نیلز بور Nils Bohr راه یافته، نزد خدای فیزیک کوانتم آنزمان یعنی نیلز بور به تحقیق ادامه دهد. تاثیر نیلز بور در وی چنان بود که وی خود را تا زمان مرگش دانشجوی نیلز بور معرفی می کرد. هایزنبرگ نیز در خاطراتش از دانشجویان بسیار هوشیار و جوانی نام می برد، لاندائو  هم در لیست آنها دیده می شود. در حقیقت لاندائو پیش هایزنبرگ هم به تحقیق پرداخته بود.

لاندائو سپس به مقامات بالای دانشگاهای جهان رسید. ابتدا رئیس دپادتمان فیزیک تئوری اوکراین شد و سپس رئیس همین دپارتمان در مسکو گردید. سپس بسال 1942 عضو آکادمی علوم اتحاد شوروی آنزمان شد. چندین بار بزرگترین جایزه ی اتحاد شوروی یعنی جایزه ی دولتی را صاحب شد. جایزه ی علمی لنین را بخاطر دوره های درسی فیزیک تئوری که با لفشیتس داشت، را نیز دریافت کرد.

در خارج از شوروی وی بعنوان عضو انجمن سلطنتی لندن، آکادمی سلطنتی دانمارک، آکادمی سلطنتی هلند برگزیده شد. وی همچنین دانشیار خارجی آکادمی ملی آمریکا، عضو افتخاری آکادمی علم و هنر ایالات متحده ی آمریکا، عضو انجمن فیزیک فرانسه گردید.  وی بسال  1961مدال با ارزش فیزیک که به مدال ماکس پلانک معروف است را بهمراه جایزه ی فریتز Fritz لندن دریافت کرد. بالاخره بسال 1962 به دریافت جایزه ی نوبل در فیزیک نایل شد.

گسترش تحقیقات و تفحصات لاندائو بسیار زیاد است. از مکانیک سیالات( این مکانیک را بر بستر فیزیک کوانتم قرار دادن) گرفته تا نظریه ی میدان در فیزیم کوانتم و تئوری حالتهای متراکم. وی از تئوری ابر رساناها استفاده کرده و بسالهای 1941 تا 1947 تئوری مایعات کوانتمی را به نهائی ترین درجه رسانید. سپس پژوهشهای خود را از مایعات کوانتمی از نوع بوزنی Boson شروع کرده تا مایعات کوانتمی نوع فرمی Fermi پیش برد.

اما تصادف اتوموبیل شخصی وی با یک کامیون باعث شد که وی دوماه در بستر بیهوشی بسر برد. لذا بعدها هرگز بخاطر این تصادف نتوانست کار سابق خود را تا زمان مرگش یعنی شش سال پس از تصادف بدست آورد. یادش گرامی باد! که هست!

 

شیرزاد کلهری

2013-05-22

 All right reservs to Shirzad Kalhori.

 

Shirzad Kalhori's Homepage